土木工程设计专题-1-高层建筑设计要点课件

土木工程设计专题

——高层建筑设计专题

Prof.Dr.-Ing.,FICE,CEng,M.ASCE教学参考书《现代结构设计的概念与方法》

黄真，林少培，中国建筑工业出版社，2010,(ISBN7-5608-1788-2)《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-2012

课程安排：

第五周高层建筑设计要点—参考规范第六周清明放假第七周高层建筑结构体系—计算作业第八周高层建筑设计案例分析—结题报告课程背景：

传统土木工程教学，分门授课多，综合归纳少；

带来问题：面对实际问题，不知如何下手分析。

现代结构设计需要“从整体着眼，从局部着手”

应用结构概念和简化计算方法整体分析问题。

结构工程师要培养对结构的感觉，看到建筑的骨架，眼睛可以测量，手算可以审图与报价，终身学习。

结构工程是艺术+技术？

使用材料

(这些材料属性只能估算),

建立真实的结构

(这些真实的结构只能近似分析),

来承受外力

(这些外力不能准确得知),

以满足公众安全使用的要求.

从整体着眼，从局部着手！

功能形态结构

（没有唯一解）

技术+艺术+可持续发展

受力合理的结构最美观！

StructuralEngineerArchitectActivity3D2D1D3D建筑设计流程

3DAnalysisVerticalstructureHorizontalstructure2D--Verticalforceflowdirecting

具体设计流程：

总平面布置图—报规划局批准（容积率，绿化率…

建筑概念设计—美学，功能。

结构概念设计—建立3D简化计算模型，确定荷载，估算主要构件受力，大致确定截面，造价估算。

建筑初步设计—内部空间关系。

结构初步设计—建立2D简化计算模型，确定荷载，计算构件受力，确定截面和节点连接，造价概算。

建筑详图设计—确定构件几何尺寸。

结构详图设计—建立1D计算模型，确定荷载，确定构件受力，确定截面和节点详图，造价预算。Threekeypointsindesign

*Systemforactivityneeds,

(Spatialformorganization)

*Systemfor

physical

needs,

(Structure,construction,energy,equipment)

*Systemforsymbolicneeds

(Aesthetics,sociality,humanity,cultureetc.)

如何评判下述方案：功能-结构-美学综合考虑？建筑与结构完美结合设计早期阶段融入结构概念将取得事半功倍的效果设计早期阶段融入结构概念将取得事半功倍的效果沈阳方圆大厦入选CNN最丑建筑TheChicagoSpire,USA610m

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土木工程设计专题

——高层建筑设计专题

高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010（修订版）规程适用范围：

本规程适用于10层及10层以上的住宅建筑结构和房屋高度大于24m（原为28m）的其他民用高层建筑结构。本规程不适用于建造在危险地段场地的高层建筑结构。强调抗震性能设计：

抗震设计的高层（原为超高层）建筑混凝土结构，当其房屋高度、规则性、结构类型、场地条件或抗震设防标准等有特殊要求时，可采用结构抗震性能设计方法进行分析和论证。强调概念设计：

高层建筑结构应注重概念设计，重视结构的选型和平、立面布置的规则性，加强构造措施，择优选用抗震和抗风性能好且经济合理的结构体系。

在抗震设计中，应保证结构的整体抗震性能，使整个结构具有必要的承载能力、刚度和延性。

强调风荷载影响：

基本风压应按照现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的规定采用。对于特别重要或对风荷载比较敏感的高层建筑，承载力设计时应按100年（原为50年）重现期的风压值采用。

增加了横风向风振效应计算要求。

强调风荷载影响：

对结构平面及立面形状复杂、开洞或连体建筑及周围地形环境复杂的结构，都建议进行风洞试验，取消了原规程中150m以上才建议考虑的要求。

对风洞试验的结果，当其与规范建议荷载存在较大差距时，设计人员应进行分析判断，合理确定建筑物的风荷载取值。

强调竖向地震影响：

增加了大跨度、长悬挑结构，7度时也应考虑竖向地震作用的规定。大跨度指跨度大于

24m的楼盖结构、跨度大于8m的转换结构、悬挑长度大于2m的悬挑结构。

对高层建筑，由于竖向地震作用效应放大比较明显，因此增加抗震设防烈度为7度（0.15g）时也考虑竖向地震作用计算。

强调用高强轻质材料：

高层建筑混凝土结构宜采用高强高性能混凝土和高强钢筋；柱内力较大或抗震性能有较高要求时，宜采用型钢混凝土柱、钢管混凝土柱。

高层建筑的填充墙、隔墙等非结构构件宜采用各类轻质材料。

高层建筑结构体系：

1.框架结构framestructure

由梁柱为主要构件组成的承受竖向和水平作用的结构。

2.剪力墙结构shearwallstructure

由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构。

3.框架-剪力墙结构frame-shearwallstr.

由框架剪力墙共同承受竖向和水平作用的结构

4.板柱-剪力墙结构slab-columnshearwall

由无梁楼板与柱组成的板柱框架和剪力墙共同承受竖向和水平作用的结构。

高层建筑结构体系：

5.筒体结构tubestructure

由竖向筒体为主组成的承受竖向和水平作用的高层建筑结构。筒体结构的筒体分剪力墙围成的薄壁筒和由密柱框架围成的框筒等。

5.1框架-核心筒结构frame-corewallstr.

由核心筒与外围稀柱框架组成的高层建筑结构

5.2筒中筒结构tubeintubestr.

由核心筒