高层建筑设计方法讲义.ppt

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1、第七章第七章 高层建筑结构的其它设计方法高层建筑结构的其它设计方法n7-1 7-1 选择有效的房屋形式以控制侧移选择有效的房屋形式以控制侧移n7-2 7-2 建筑的基础建筑的基础n7-3 7-3 国内外高层建筑实例国内外高层建筑实例7-1 7-1 选择有效的房屋形式以控制侧移选择有效的房屋形式以控制侧移一、控制侧移的途径：一、控制侧移的途径：n选择合适的结构体系选择合适的结构体系 砖混结构框架结构框剪结构剪力砖混结构框架结构框剪结构剪力墙结构框筒结构筒中筒结构成束筒墙结构框筒结构筒中筒结构成束筒结构巨型框架结构结构巨型框架结构n选择有效的房屋形式选择有效的房屋形式一、上窄下宽的房屋形式一、上窄

2、下宽的房屋形式二、圆形或椭圆形房屋形式二、圆形或椭圆形房屋形式图例：图例：设计方案（设计方案（2）图例：设计方案（图例：设计方案（3 3）三、三角形房屋形式三、三角形房屋形式四、新月形房屋形式四、新月形房屋形式7-2 7-2 建筑的基础建筑的基础n基础形式与受力特点基础形式与受力特点n独立基础独立基础n条形基础条形基础n十字型基础十字型基础n片筏基础片筏基础n箱型基础箱型基础n桩基础桩基础图例：独立基础图例：独立基础图例：图例：条形基础条形基础图例：图例：十字形基础十字形基础u单独基础、条形基础和十字框架形基础底面积单独基础、条形基础和十字框架形基础底面积小，地基所能提供给它的承载能力低，一般

3、多应小，地基所能提供给它的承载能力低，一般多应用于层数较少的多层工业厂房和民用房屋中。用于层数较少的多层工业厂房和民用房屋中。u当多层框架房屋的基础条件较好（承载力高，当多层框架房屋的基础条件较好（承载力高，土层均匀时），可以考虑单独基础。土层均匀时），可以考虑单独基础。单独基础、条形基础和十字框架形基础单独基础、条形基础和十字框架形基础n当荷载较大或地基比较软弱时，多层框架当荷载较大或地基比较软弱时，多层框架房屋则采用条形基础房屋则采用条形基础n当采用一般条形基础仍不能满足强度和刚当采用一般条形基础仍不能满足强度和刚度要求时，可采用十字形基础度要求时，可采用十字形基础n当地基持力层略深或土层

4、分布不均时，也当地基持力层略深或土层分布不均时，也可采用刚性墙单独基础或刚性墙条形基础可采用刚性墙单独基础或刚性墙条形基础片筏基础片筏基础特点：特点：n片筏基础以整个房屋下大面积的筏片和地片筏基础以整个房屋下大面积的筏片和地基相接触，可以传递很大的上部荷载，并基相接触，可以传递很大的上部荷载，并且具有良好的整体刚度，适用于地基承载且具有良好的整体刚度，适用于地基承载力较低、上部结构荷载较大的工程力较低、上部结构荷载较大的工程n平板式筏片基础厚度大用料多，刚度较差，平板式筏片基础厚度大用料多，刚度较差，但施工较方便但施工较方便n倒交梁楼盖式片筏基础厚度小、用料省、倒交梁楼盖式片筏基础厚度小、用料

5、省、刚度好，但施工麻烦，费模板刚度好，但施工麻烦，费模板图例：图例：片筏基础片筏基础构造要求：构造要求：（1 1）混凝土）混凝土n筏形基础下的垫层厚度不小于筏形基础下的垫层厚度不小于100mm100mm，强度等级不，强度等级不低于低于C10C10。n筏形基础混凝土强度等级不宜低于筏形基础混凝土强度等级不宜低于C20C20，防渗等级，防渗等级不应低于不应低于S6S6。（2 2）筏形基础与柱、墙的连接）筏形基础与柱、墙的连接n框架柱与基础梁连接时，梁应局部加宽，使柱外皮框架柱与基础梁连接时，梁应局部加宽，使柱外皮至梁边的净宽不小于至梁边的净宽不小于50mm50mm。n剪力墙与筏形基础相连处应加厚，

6、形成基础梁，或剪力墙与筏形基础相连处应加厚，形成基础梁，或直接落在基础梁上直接落在基础梁上（3 3）施工后浇带）施工后浇带n每隔每隔202040m40m设一道，收缩裂缝产生。设一道，收缩裂缝产生。n后浇带宽大于后浇带宽大于800mm800mm，设置在柱距三等分的中，设置在柱距三等分的中间间1/31/3范围内，等到基础顶板完工范围内，等到基础顶板完工1414天后，采天后，采用比设计强度高一级的无收缩混凝土浇筑。用比设计强度高一级的无收缩混凝土浇筑。图例：基础后浇带图例：基础后浇带n筏形基础一般伸出外墙筏形基础一般伸出外墙1 1米左右，使筏形基米左右，使筏形基础面积稍大于上部结构面积础面积稍大于上

7、部结构面积n筏形基础不必设置很多内部墙体，可以形成筏形基础不必设置很多内部墙体，可以形成较大的自由空间较大的自由空间n片筏基础在地基较软且不甚均匀时，常显得片筏基础在地基较软且不甚均匀时，常显得过小，难于满足要求，这时可采用箱形基础过小，难于满足要求，这时可采用箱形基础箱形基础箱形基础特点：特点：n由数量较多的纵向与横向墙体和有足够厚由数量较多的纵向与横向墙体和有足够厚度的底板、顶板组成刚度很大的箱形空间度的底板、顶板组成刚度很大的箱形空间结构。结构。n整体刚度好，能将上部荷载角均匀地传递整体刚度好，能将上部荷载角均匀地传递给地基给地基n有利于抗震有利于抗震图例：图例：箱形基础箱形基础箱形基础

8、结构布置的要求箱形基础结构布置的要求n（1 1）平面尺寸）平面尺寸 应满足地基承载力的需要，一般与上部结构相应满足地基承载力的需要，一般与上部结构相同，如地基承载力不足，可以向外扩大。同，如地基承载力不足，可以向外扩大。n（2 2）箱基高度）箱基高度 H(1/81/12)H,H(1/161/18)L,H3mH(1/81/12)H,H(1/161/18)L,H3m 当采用桩基础、基础埋深小于当采用桩基础、基础埋深小于H/12H/12时，可以有一时，可以有一部分箱基露出地面，作为半地下室。部分箱基露出地面，作为半地下室。n（3 3）箱基埋深）箱基埋深 采用天然地基时不小于采用天然地基时不小于H/1

9、5H/15，采用桩基，采用桩基 时不小时不小 于于H/18H/18n（4 4）纵墙和横墙的布置）纵墙和横墙的布置 沿周边布置外墙，内墙一般沿上部结构的柱网或沿周边布置外墙，内墙一般沿上部结构的柱网或剪力墙下布置，墙体宜在纵横两个方向均匀布置剪力墙下布置，墙体宜在纵横两个方向均匀布置构造要求：构造要求：（1 1）墙体的厚度和配筋）墙体的厚度和配筋n外墙最小厚度为外墙最小厚度为250mm250mm，内墙最小厚度为，内墙最小厚度为200mm200mm。n墙体分布钢筋采用双排双向钢筋，间距不大于墙体分布钢筋采用双排双向钢筋，间距不大于200mm200mm，直径不小于：，直径不小于：n外墙：竖向钢筋外墙

10、：竖向钢筋12mm12mm，水平钢筋，水平钢筋10mm10mmn内墙：内墙：10mm10mmn墙身上下连续配筋墙身上下连续配筋n墙身混凝土强度等级不宜低于墙身混凝土强度等级不宜低于C20C20，外墙防渗等，外墙防渗等级不应低于级不应低于S6S6（2 2）箱形基础与柱、墙的连接）箱形基础与柱、墙的连接n框架柱与箱形基础连接处，墙应局部加宽，使柱外皮至框架柱与箱形基础连接处，墙应局部加宽，使柱外皮至墙边的净宽不小于墙边的净宽不小于50mm50mm。（3 3）顶板和底板）顶板和底板n顶板厚度不小于顶板厚度不小于150mm150mm，底板厚度不小于，底板厚度不小于300mm300mm，顶板和，顶板和底

11、板的钢筋间距不宜大于底板的钢筋间距不宜大于200mm200mm，直径不宜小于，直径不宜小于12mm12mm(4)(4)后浇施工带后浇施工带n同筏形基础同筏形基础图例：图例：桩基础桩基础图例：图例：预制桩预制桩n桩长：现场预制桩不宜超过米，工厂预制不宜超桩长：现场预制桩不宜超过米，工厂预制不宜超过米过米n桩身混凝土强度不低于桩身混凝土强度不低于图例：图例：桩工作原理桩工作原理图例：图例：灌注桩灌注桩n桩身混凝土强度等级不低于桩身混凝土强度等级不低于 n链接链接图例：图例：预制桩预制桩n桩长：现场预制桩不宜超过米，工厂预制不宜超过米n桩身混凝土强度不低于图例：图例：桩工作原理桩工作原理图例：图例：

12、灌注桩灌注桩n桩身混凝土强度等级不低于桩身混凝土强度等级不低于 图例：图例：灌注桩灌注桩n桩身混凝土强度等级不低于 n链接结构转换层结构转换层n转换层作用转换层作用n转换层结构特点：大跨度、巨大荷载作用转换层结构特点：大跨度、巨大荷载作用n结构形式结构形式n实腹梁实腹梁n孔腹梁孔腹梁n桁架桁架n箱型结构箱型结构n厚板结构厚板结构转换层的结构功能转换层的结构功能结构转换层概念结构转换层概念 实腹梁式转换层实腹梁式转换层 孔腹梁式转换层孔腹梁式转换层 桁架式托梁转换层桁架式托梁转换层 箱形楼盖转换层箱形楼盖转换层 厚板式转换层厚板式转换层7-3 7-3 国内外高层建筑实例国内外高层建筑实例n1 1

13、深圳国际贸易中心大厦深圳国际贸易中心大厦n2 2深圳亚洲大酒店深圳亚洲大酒店n3 3上海证券大厦上海证券大厦n4 4动力智能大厦（东京）动力智能大厦（东京）n5 5香港中国银行香港中国银行n6 6世界贸易中心大厦世界贸易中心大厦1深圳国际贸易中心大厦深圳国际贸易中心大厦位于深圳市罗湖区中心，位于深圳市罗湖区中心，19841984年建成。年建成。主体为主体为5353层的塔式商业层的塔式商业办公楼办公楼高高160160米，平面为正方米，平面为正方形形群房部分为群房部分为5 5层层钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构1深圳国际贸易中心大厦深圳国际贸易中心大厦结构类型：钢筋混凝土结构结构类型：钢筋混凝土结构结

14、构体系：筒中筒（结构体系：筒中筒（5353层，层，高高160160米，商业办公楼）米，商业办公楼）平面布置：塔式，正方形平面布置：塔式，正方形（L/B=1L/B=1），），平面对称平面对称外框筒外框筒内内4 4个实腹筒：井格式个实腹筒：井格式电梯井、楼梯、管道井、电梯井、楼梯、管道井、服务间、卫生间等服务间、卫生间等1深圳国际贸易中心大厦深圳国际贸易中心大厦n立面上：立面上：n主体和群房设缝或铰接主体和群房设缝或铰接n剪力墙厚和柱截面逐渐变化剪力墙厚和柱截面逐渐变化n使立面刚度变化均匀连续使立面刚度变化均匀连续n柱墙延伸到地下室的底部柱墙延伸到地下室的底部n旋转餐厅由内筒支撑旋转餐厅由内筒支撑

15、nH/B=160/34.6=4.626H/B=160/34.6=4.6261深圳国际贸易中心大厦深圳国际贸易中心大厦n楼盖：整浇宽梁连续板，楼盖：整浇宽梁连续板，梁梁500mm*500mm伴厚伴厚110mm1深圳国际贸易中心大厦深圳国际贸易中心大厦n塔楼基础为大孔径灌注桩塔楼基础为大孔径灌注桩n内筒沿主要筒壁布桩内筒沿主要筒壁布桩深圳亚洲大酒店深圳亚洲大酒店q深圳亚洲大酒店深圳亚洲大酒店深圳亚洲大酒店主楼，深圳亚洲大酒店主楼，地下一层，地上地下一层，地上3333层，层，高高114.1m114.1m，平面为，平面为Y Y形。形。主楼结构采用钢筋混主楼结构采用钢筋混凝土巨型框架体系，是凝土巨型框架

16、体系，是利用建筑平面中心部位利用建筑平面中心部位的三角形芯筒和三个翼的三角形芯筒和三个翼肢的端筒作为主框架的肢的端筒作为主框架的4 4根立柱，与每隔根立柱，与每隔6 6个楼个楼层设置的箱形楼盖作为层设置的箱形楼盖作为大梁，来构成平面为大梁，来构成平面为Y Y形的大型主框架。形的大型主框架。深圳亚洲大酒店深圳亚洲大酒店1 1 结构类型：钢筋混凝土结构结构类型：钢筋混凝土结构2 2 结构体系：巨型框架体系（地结构体系：巨型框架体系（地上上3333层，高层，高114.1m114.1m，）3 3 平面布置：塔式，平面布置：塔式，Y Y形形（L/B=1L/B=1），平面对称），平面对称 利用建筑平面中心部位的利用建筑平面中心部位的三角形芯三角形芯筒筒和和三个翼肢的端筒三个翼肢的端筒作为主框架的作为主框架的4 4根立柱，与每隔根立柱，与每隔6 6个楼层设置的个楼层设置的箱形箱形楼盖作为大梁楼盖作为大梁，来构成平面为，来构成平面为Y Y形的形的大型主框架。大型主框架。n深圳亚洲大酒店深圳亚洲大酒店在主框架的每层大梁上建立在主框架的每层大梁上建立一个一个6 6层楼高的次框架，作为层楼高的次框架，作为其