物理绪论与结构体系PPT学习教案

1、会计学1物理绪论与结构体系物理绪论与结构体系2021-12-18排名建筑物名称所在城市建成年份层数高度（m）结构材料用途1国际金融中心大厦台北2003101508钢多用途2石油大厦吉隆坡199688451.9组合多用途3西尔斯大厦芝加哥1974110443钢办公4金贸大厦上海199888420.5组合多用途5世界贸易中心纽约1972110471钢办公5帝国大厦纽约1931102381钢办公6中环大厦香港199278374混凝土办公7中银大厦香港198970369组合办公8&大厦高雄199785348钢多用途9艾莫科大厦芝加哥197380346钢办公10汉考克大厦芝加哥196910034

2、4钢多用途第1页/共44页2021-12-18第2页/共44页2021-12-18台北101大楼高508米（含天线），有世界最大且最重的“风阻尼器”，还有两台世界最高速的电梯，从一楼到89楼，只要39秒的时间世界第一高楼 台湾台北101购物中心，楼高508米，拥有101层楼第3页/共44页2021-12-18第4页/共44页2021-12-18第5页/共44页2021-12-18第6页/共44页2021-12-18第7页/共44页2021-12-18第8页/共44页2021-12-18国际金融中心大厦（二期），420米，位于中国香港第9页/共44页2021-12-18第10页/共44页2021

3、-12-18第11页/共44页2021-12-18第12页/共44页2021-12-18第13页/共44页2021-12-18第14页/共44页2021-12-18第15页/共44页2021-12-18第16页/共44页2021-12-18第17页/共44页2021-12-18第18页/共44页2021-12-18第19页/共44页2021-12-18排名建筑名称城市建成年份层数高度（）结构材料用途金茂大厦上海199888420.5组合办公、宾馆地王大厦深圳199681325组合办公中天（中信）广场广州199780322混凝土办公塞格广场深圳199872292组合办公中银大厦青岛1996582

4、46混凝土办公明天大厦上海199860238混凝土办公上海交银金融大厦北楼上海199855230混凝土办公武汉世界贸易大厦武汉199858229混凝土办公浦东国际金融大厦上海199856226组合办公彭年广场深圳199858222混凝土宾馆第20页/共44页2021-12-18高层建筑有什么特点？或者说什么样的建筑算作高层建筑？对于这一问题，世界各国有不同的划分标准，或者说不同的国家有不同的规定。1972年召开的国际高层建筑会议制订了如下的划分标准：多层建筑8层高层建筑第一类916层高度50m第二类1725层高度75m第三类2540层高度100m超高层建筑40层高度100m第21页/共44页2

5、021-12-18美国高度2225m以上或7层以上的建筑为高层建筑英国高度24.3m以上的建筑为高层建筑日本8层以上或建筑高度超过31m的建筑称为高层建筑30层以上的旅馆、办公楼和超过20层以上的住宅规定为超高层建筑第22页/共44页2021-12-18我国对高层建筑的规定高层民用建筑设计防火规范GB5004595（2001年修订版）10层及10层以上的居住建筑(包括首层设置商业服务网点的住宅)或建筑高度超过24m的公共建筑。民用建筑设计通则GB50352-200510层及10层以上的住宅建筑以及高度超过24的公共建筑和综合性建筑为高层建筑，而高度超过100m时，不论是住宅建筑还是公共建筑，一

6、律称为超高层建筑。 高层建筑混凝土结构技术规程JGJ32002/J1862002规定：10层及10层以上或房屋高度超过28m的混凝土结构高层民用建筑物称为高层建筑，常规高度的高层建筑物称为A级高度的高层建筑，高度超过A级高度限值的高层建筑称为B级高度的高层建筑。第23页/共44页2021-12-18结构体系非抗震设计抗 震 设 防 烈 度6789框 架7060554525框架剪力墙14013012010050剪力墙全部落地15014012010060部分框应采用筒 体框架核心筒16015013010070筒中筒20018015012080板柱剪力墙70403530不应

7、采用注：1.房屋高度指室外地面至主要屋面高度，不包括局部突出屋面的电梯机房、水箱、构架等高度；2.表中框架不含异形柱框架结构；3.部分框支剪力墙结构指地面以上有部分框支剪力墙的剪力墙结构；4.平面和竖向均不规则的结构或类场地上的结构，最大适用高度应适当降低；5.甲类建筑，6、7、8度时宜按本地区抗震设防烈度提高一度后符合本表的要求，9度时应门研究：6.9度抗震设防、房屋高度超过本表数值时，结构设计应有可靠依据，并采取有效措施。第24页/共44页2021-12-18结构体系非抗震设计抗 震 设 防 烈 度678框架剪力墙170160140120剪力墙全部落地180170150130剪力墙部分框支

8、150140120100框架核心筒220210180140筒 中 筒300280230170注：1房屋高度指室外地面至主要屋面高度，不包括局部突出屋面的电梯机房、水箱、构架等高度；2部分框支剪力墙结构指地面以上有部分框支剪力墙的剪力墙结构；3平面和竖向均不规则的建筑或位于类场地的建筑，表中数值应适当降低；4甲类建筑，6、7度时宜按本地区设防烈度提高一度后符合本表的要求，8度时应专门研究；5当房屋高度超过表中数值时，结构设计应有可靠依据，并采取有效措施。第25页/共44页2021-12-18结构类型结构体系非抗震设计抗 震 设 防 烈 度6、789钢结构框 架11011090框架支撑（剪力墙）2

9、40200180140各类筒体400350300250混凝土钢结构钢框架混凝土剪力钢框架混凝土芯筒220180钢框筒 混凝土芯筒220220150型钢混凝土结构框 架1101109070框架剪力墙180150120100各类筒体200180150120第26页/共44页2021-12-18究竟什么样的建筑算作高层建筑，应该视建筑的结构体系受力特点而定。如果建筑的结构体系，在侧向力的作用下，表现出了高层建筑的受力特点，则不论其高度如何，应该按照高层建筑来对待。第27页/共44页2021-12-18一般而论，高层建筑具有占地面积少、建筑面积大、造型特殊、集中化程度高的特点。正是这一特点，使得高层建

10、筑在现代化大都市中得到了迅速的发展。在现代化大都市中，过度的人口和建筑密度，城市用地日趋紧张，真可谓寸土千金，使得人们不得不向空间发展。高层建筑占地面积少，可以大量的节省土地的投资，而且有较好的日照、采光和通风效果。但是，随着建筑高度的增加，建筑的防火、防灾、热岛效应等已成为人们急待解决的难题。从结构受力角度来看，随着高层建筑高度的增加，水平荷载（风载及地震作用）对结构起的作用将越来越大。结构的内力将明显加大，侧向位移增加更快。第28页/共44页2021-12-18uVMu=f(H4)虽则多层和高层建筑所受的荷载和作用无差别，但所产生的结构效应却有明显差别。qHV=f(H)M=f(H2)第29

11、页/共44页2021-12-18高层建筑在结构分析方面与多层建筑结构基本是一致的， 也有其特殊性，只要体现在以下几个方面： 1构件轴向变形（墙，柱轴力大）与剪切变形（截面高度大）对结构内力和位移影响不可忽略。 2侧向风荷载或地震作用所产生的结构内力与位移往往成为控制因素。 3侧向位移是结构设计控制因素。 （1）顶点总位移：过大会导致电梯正常运行困难，竖向荷载下易产生P-效应，钢材用量增加，结构失稳，倾覆危险性增加。 （2）层间相对侧移量（层间位移）：过大会导致建筑装修及隔墙开裂，甚至引起承重构件裂缝与破坏。因此必须限制/H与/h两个参数。 第30页/共44页2021-12-18现代高层建筑所采

12、用的材料，主要是钢材和混凝土两种。不同国家、不同地区、不同结构形式所采用的结构材料不同，大致有以下几种形式：钢结构钢筋混凝土结构钢混凝土组合结构钢材强度高、韧性大、易于加工。钢结构构件可以在工厂加工，缩短了现场施工工期，施工方便。高层钢结构具有结构断面小、自重轻、抗震性能好等优点。高层钢结构用钢量大，造价高，而且钢材的防火、防腐性能不好，需要大量的防火涂料和防腐处理，增加了工程工期和造价。钢筋混凝土结构造价低，材料来源丰富，可以浇注成各种复杂的断面形式，节省钢材，承载能力也不低。经过合理的设计，现浇钢筋混凝土结构具有较好的整体性和抗震性能。尤其是在防火和耐久性能方面，更是有着钢结构无法比的优势

13、。自重较大，抗震性能不如钢结构，建造高度也不如钢结构。将型钢布置在构件内部，外部由钢筋混凝土做成，或者是在钢管内部填充混凝土，做成钢混凝土组合结构。此种形式使上述两种结构材料优势互补，结构具有很好的抗震性能，建造高度可与钢结构相当。经济合理、技术性能优良的钢混凝土组合结构，是目前的发展趋势。第31页/共44页2021-12-18美国芝加哥的西尔斯大厦第32页/共44页2021-12-18香港的中环广场大厦，是目前最高的钢筋混凝土结构；其次，朝鲜平壤市的柳京饭店，101层，高度319.8m。 第33页/共44页2021-12-18马来西亚吉隆坡国家石油大厦，也就是双子星大楼，楼高451.9米，8

14、8层第34页/共44页2021-12-18高层建筑的发展大致可以分成古代高层建筑和现代高层建筑两部分。在古代，高层建筑主要是寺庙或纪念性建筑，结构形式大都是木结构或砖石结构。如砖塔，许多砖塔经受了上千年的风吹雨打和地震的摇撼而屹立至今，足见其设计和施工的高超技术。河北定县开元寺塔但是，真正意义上的高层建筑，却是自从1885年美国芝加哥市建成10层高的家庭生命保险大厦开始的。此后10年中,在芝加格和纽约相继建成了30幢类似的高层建筑，尤其是1895年奥提斯（Otis）安全电梯的投入应用，对高层建筑的发展起到了巨大的推动作用。20世纪30年代，是现代高层建筑发展的第一个高潮。第35页/共44页20

15、21-12-18第36页/共44页2021-12-181931年建成的纽约帝国大厦，102层，高度381m,保持了世界最高建筑记录长达41年之久。该建筑为钢结构，采用了框架结构体系。 19291933年美国经济发生严重经济危机，1939年第二次世界大战全面爆发，使得高层建筑的发展几乎处于停顿状态。二战后，随着钢材焊接技术的成熟和发展，尤其是60年代美国人坎恩（FazlerKhan）提出的框筒体系，为建造超高层建筑提供了理想的结构形式。从框筒体系中衍生出来的筒中筒、成束筒等结构体系，将高层建筑的发展推向了第二个高潮。在美国出现了一批100层以上的超高层建筑。如1969年芝加哥建成了100层、高3

16、44m的汉考克大厦；1972年纽约建成了110层、高417m的世界贸易中心；1974年芝加哥又建成了110层、高443m的西尔斯大厦。其中，西尔斯大厦作为新的世界最高建筑，享誉22年之久。日本是一个地震多发生国家，从抗震防灾角度出发，政府曾规定房屋高度不得超过31m。自从1965年取消此项规定后，高层建筑在日本也得到了充分的发展。第37页/共44页2021-12-18在5060年代，受当时经济条件的限制，高层建筑规模小，发展速度也慢。1968年建成的广州宾馆，27层，高88m,采用现浇钢筋混凝土剪力墙结构，是60年代我国建成的最高建筑70年代以后，高层建筑在我国的发展速度逐渐加快。1974年建

17、成的北京饭店东楼，19层，高87.15m，采用现浇钢筋混凝土框架剪力墙结构，是当时北京市最高的建筑尤其是改革开放以后，国民经济的发展为高层建筑的发展创造了充分的经济基础，科学技术的发展又提供了技术条件，高层建筑，甚至是超高层建筑在全国各地像雨后春笋般地矗立了起来。1985年，深圳建成了63层、高158.65m的国际贸易中心大厦1987年年，63层、高200m的广州国际大厦和57层、高208m的北京京广中心大厦又相继开工。1998年，88层、高420.5m的上海金茂大厦的建成，标志着我国高层建筑的建设水平已经达到了世界先进水平。第38页/共44页2021-12-18香港国际金融大厦，楼高415.8米，拥有90层楼第39页/共44页2021-12-18广州的市民广场大厦，楼高321.9米，拥有80层楼深圳地王大厦 高325米第40页/共44页2021-12-18高层建筑在向人们展示它的美丽和优势的同时，也逐渐暴露出了一些急需解决的问题，如防火、防灾、热岛效应、交通、污染等。特别是2001年9月11日，恐怖分子劫机撞毁纽约世界贸易中心大楼，大楼彻底坍塌，造成