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(xiàn)代結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)技術規(guī)程 JGJ3-2010 高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)體系計算作業(yè) 第八周 高層建筑設計案例分析結(jié)題報告,課程考核要求：,課程總成績組成： 平時課堂表現(xiàn)（出勤與回答問題）40% 作業(yè)報告成績（作業(yè)+結(jié)題報告）60%,課程背景： 傳統(tǒng)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(xiàn)代結(jié)構(gòu)設計需要“從整體著眼，從局部著手” 應用結(jié)構(gòu)概念和簡化計算方法整體分析問題。 結(jié)構(gòu)工程師要培養(yǎng)對結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu) (這些真實的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu) （沒有唯一解） 技術 + 藝術 + 可持續(xù)發(fā)展 受力合理的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)概念設計 建立3D簡化計算模型，確定荷載，估算主要構(gòu)件受力，大致確定截面，造價估算。 建筑初步設計 內(nèi)部空間關系。 結(jié)構(gòu)初步設計建立2D簡化計算模型，確定荷載，計算構(gòu)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(gòu)件幾何尺寸。 結(jié)構(gòu)詳圖設計建立1D計算模型，確定荷載，確定構(gòu)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(jié)構(gòu)-美學 綜合考慮？,建筑與結(jié)構(gòu)完美結(jié)合,建筑與結(jié)構(gòu)完美結(jié)合,設計早期階段融入結(jié)構(gòu)概念將取得事半功倍的效果,設計早期階段融入結(jié)構(gòu)概念將取得事半功倍的效果,設計早期階段融入結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)技術規(guī)程 JGJ3-2010（修訂版）,高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)設計的基本規(guī)定 結(jié)構(gòu)分析計算 框架結(jié)構(gòu)設計 剪力墻結(jié)構(gòu)設計 框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設計 筒體結(jié)構(gòu)設計 復雜高層結(jié)構(gòu)設計 混合結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)和房屋高度大于24m（原為28m）的其他民用高層建筑結(jié)構(gòu)。 本規(guī)程不適用于建造在危險地段場地的高層建筑結(jié)構(gòu)。,強調(diào)抗震性能設計：,抗震設計的高層（原為超高層）建筑混凝土結(jié)構(gòu)，當其房屋高度、規(guī)則性、結(jié)構(gòu)類型、場地條件或抗震設防標準等有特殊要求時，可采用結(jié)構(gòu)抗震性能設計方法進行分析和論證。,強調(diào)概念設計： 高層建筑結(jié)構(gòu)應注重概念設計，重視結(jié)構(gòu)的選型和平、立面布置的規(guī)則性，加強構(gòu)造措施，擇優(yōu)選用抗震和抗風性能好且經(jīng)濟合理的結(jié)構(gòu)體系。 在抗震設計中，應保證結(jié)構(gòu)的整體抗震性能，使整個結(jié)構(gòu)具有必要的承載能力、剛度和延性。,強調(diào)風荷載影響： 基本風壓應按照現(xiàn)行國家標準建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009的規(guī)定采用。對于特別重要或?qū)︼L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(xiàn)期的風壓值采用。 增加了橫風向風振效應計算要求。,強調(diào)風荷載影響： 對結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，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(jié)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(diào)豎向地震影響： 增加了大跨度、長懸挑結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)、跨度大于8m的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)、懸挑長度大于2m的懸挑結(jié)構(gòu)。 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(diào)用高強輕質(zhì)材料： 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)宜采用高強高性能混凝土和高強鋼筋；柱內(nèi)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(jié)構(gòu)構(gòu)件宜采用各類輕質(zhì)材料。,高層建筑結(jié)構(gòu)體系： 1.框架結(jié)構(gòu)frame structure 由梁柱為主要構(gòu)件組成的承受豎向和水平作用的結(jié)構(gòu)。 2.剪力墻結(jié)構(gòu)shear wall structure 由剪力墻組成的承受豎向和水平作用的結(jié)構(gòu)。 3.框架-剪力墻結(jié)構(gòu)frame-shear wall str. 由框架剪力墻共同承受豎向和水平作用的結(jié)構(gòu) 4.板柱-剪力墻結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)。,高層建筑結(jié)構(gòu)體系： 5.筒體結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)。筒體結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)frame-corewall str. 由核心筒與外圍稀柱框架組成的高層建筑結(jié)構(gòu) 5.2筒中筒結(jié)構(gòu)tube i