土木工程設計專題-1-高層建筑設計要點.ppt

土木工程設計專題 高層建筑設計專題,黃真 Prof. Dr.-Ing., FICE, CEng, M.ASCE 教學參考書,現代結構設計的概念與方法 黃真，林少培，中國建筑工業(yè)出版社，2010, (ISBN7-5608-1788-2) 高層建筑混凝土結構技術規(guī)程 JGJ3-2010 高層民用建筑鋼結構技術規(guī)程JGJ99-2012,課程安排：,第五周 高層建筑設計要點參考規(guī)范 第六周 清明放假 第七周 高層建筑結構體系計算作業(yè) 第八周 高層建筑設計案例分析結題報告,課程考核要求：,課程總成績組成： 平時課堂表現（出勤與回答問題）40% 作業(yè)報告成績（作業(yè)+結題報告）60%,課程背景： 傳統土木工程教學，分門授課多，綜合歸納少； 帶來問題：面對實際問題，不知如何下手分析。 現代結構設計需要“從整體著眼，從局部著手” 應用結構概念和簡化計算方法整體分析問題。 結構工程師要培養(yǎng)對結構的感覺，看到建筑的骨架，眼睛可以測量，手算可以審圖與報價，終身學習。,結構工程是藝術+技術？ 使用材料 (這些材料屬性只能估算), 建立真實的結構 (這些真實的結構只能近似分析), 來承受外力 (這些外力不能準確得知), 以滿足公眾安全使用的要求.,從整體著眼，從局部著手！ 功能 形態(tài) 結構 （沒有唯一解） 技術 + 藝術 + 可持續(xù)發(fā)展 受力合理的結構最美觀！,設計流程和反饋： 1. 概念設計 Schematic design level 2. 初步設計 Preliminary design level 3. 詳圖設計 Final design level,Structural Engineer,Architect,Activity,3D,2D,1D,3D,建筑設計流程,3D Analysis,Vertical structure,Horizontal structure,2D-Vertical force flow directing,1D-Horizontal force flow directing,具體設計流程： 總平面布置圖報規(guī)劃局批準（容積率，綠化率 建筑概念設計 美學，功能。 結構概念設計 建立3D簡化計算模型，確定荷載，估算主要構件受力，大致確定截面，造價估算。 建筑初步設計 內部空間關系。 結構初步設計建立2D簡化計算模型，確定荷載，計算構件受力，確定截面和節(jié)點連接，造價概算。 建筑詳圖設計確定構件幾何尺寸。 結構詳圖設計建立1D計算模型，確定荷載，確定構件受力，確定截面和節(jié)點詳圖，造價預算。,Three key points in design * System for activity needs, (Spatial form organization) * System for physical needs, (Structure, construction, energy, equipment) * System for symbolic needs (Aesthetics, sociality, humanity, culture etc.),如何評判下述方案：功能-結構-美學 綜合考慮？,建筑與結構完美結合,建筑與結構完美結合,設計早期階段融入結構概念將取得事半功倍的效果,設計早期階段融入結構概念將取得事半功倍的效果,設計早期階段融入結構概念將取得事半功倍的效果,沈陽方圓大廈入選CNN最丑建筑,The Chicago Spire, USA 610m,重慶人人大樓方案,巴黎新凱旋門,蘇州秋褲大樓,土木工程設計專題 高層建筑設計專題,高層建筑混凝土結構技術規(guī)程 JGJ3-2010（修訂版）,高層建筑混凝土結構技術規(guī)程 JGJ3-2010（修訂版） 總則 術語和符號 荷載與地震作用 結構設計的基本規(guī)定 結構分析計算 框架結構設計 剪力墻結構設計 框架-剪力墻結構設計 筒體結構設計 復雜高層結構設計 混合結構設計 基礎設計， 高層建筑施工 附錄,規(guī)程適用范圍：,本規(guī)程適用于10層及10層以上的住宅建筑結構和房屋高度大于24m（原為28m）的其他民用高層建筑結構。 本規(guī)程不適用于建造在危險地段場地的高層建筑結構。,強調抗震性能設計：,抗震設計的高層（原為超高層）建筑混凝土結構，當其房屋高度、規(guī)則性、結構類型、場地條件或抗震設防標準等有特殊要求時，可采用結構抗震性能設計方法進行分析和論證。,強調概念設計： 高層建筑結構應注重概念設計，重視結構的選型和平、立面布置的規(guī)則性，加強構造措施，擇優(yōu)選用抗震和抗風性能好且經濟合理的結構體系。 在抗震設計中，應保證結構的整體抗震性能，使整個結構具有必要的承載能力、剛度和延性。,強調風荷載影響： 基本風壓應按照現行國家標準建筑結構荷載規(guī)范GB50009的規(guī)定采用。對于特別重要或對風荷載比較敏感的高層建筑，承載力設計時應按100年（原為50年）重現期的風壓值采用。 增加了橫風向風振效應計算要求。,強調風荷載影響： 對結構平面及立面形狀復雜、開洞或連體建筑及周圍地形環(huán)境復雜的結構，都建議進行風洞試驗，取消了原規(guī)程中150m以上才建議考慮的要求。 對風洞試驗的結果，當其與規(guī)范建議荷載存在較大差距時，設計人員應進行分析判斷，合理確定建筑物的風荷載取值。,強調豎向地震影響： 增加了大跨度、長懸挑結構，7度時也應考慮豎向地震作用的規(guī)定。大跨度指跨度大于 24m的樓蓋結構、跨度大于8m的轉換結構、懸挑長度大于2m的懸挑結構。 對高層建筑，由于豎向地震作用效應放大比較明顯，因此增加抗震設防烈度為7度（0.15g）時也考慮豎向地震作用計算。,強調用高強輕質材料： 高層建筑混凝土結構宜采用高強高性能混凝土和高強鋼筋；柱內力較大或抗震性能有較高要求時，宜采用型鋼混凝土柱、鋼管混凝土柱。 高層建筑的填充墻、隔墻等非結構構件宜采用各類輕質材料。,高層建筑結構體系： 1.框架結構frame structure 由梁柱為主要構件組成的承受豎向和水平作用的結構。 2.剪力墻結構shear wall structure 由剪力墻組成的承受豎向和水平作用的結構。 3.框架-剪力墻結構frame-shear wall str. 由框架剪力墻共同承受豎向和水平作用的結構 4.板柱-剪力墻結構slab-column shear wall 由無梁樓板與柱組成的板柱框架和剪力墻共同承受豎向和水平作用的結構。,高層建筑結構體系： 5.筒體結構tube structure 由豎向筒體為主組成的承受豎向和水平作用的高層建筑結構。筒體結構的筒體分剪力墻圍成的薄壁筒和由密柱框架圍成的框筒等。 5.1框架-核心筒結構frame-corewall str. 由核心筒與外圍稀柱框架組成的高層建筑結構 5.2筒中筒結構tube i