2018年二级结构工程师考点_高层建筑讲义：高层建筑结构设计

2018年二级结构工程师考点_高层建筑讲义：高层建筑结构设计

　　第六讲 高层建筑结构设计

　　6-1高层建筑结构概念设计与结构艺术表现

　　6-1-1概念设计要点：

　　(1)结构形式及艺术想象力应力求结构效能、经济和美学效应协调统一;

　　(2)采用新结构、新技术和新材料;

　　(3)运用有效的建筑体形，探索新思路;

　　(4)合理选择高宽比及有效的结构控制方法;

　　(5)采用合理的结构体系;

　　(6)注重结构选型的合理性。

　　6-1-2结构艺术创意

　　来自建筑立意构思和工程师的美术创造想象力。

　　6-2高层建筑材料选型与结构选型

　　6-2-1材料选型：

　　钢筋混凝土;预应力钢筋混凝土;钢;钢筋混凝土组合。

　　6-2-2结构选型：

　　砖与钢筋混凝土混合结构;钢筋混凝土结构;全钢结构;钢与钢筋混凝土混合结构;钢与混凝土符合结构。

　　结构方案选择：在满足建筑使用要求的前提下，选择结构形式、结构体系和结构布置。

　　1、砖石结构：

　　缺点：自重大，强度低，抗震性能差，施工难以机械化，工人劳动强度高，工期长和结构面积大，难以用于高层房屋，国内目前砖石结构房屋只建到19层左右;

　　新型砌体结构——配筋砌体，10层以上采用，北京(八度区)拟建30层。

　　2、钢筋混凝土结构：

　　优点：结构强度较高，抗震性能较好，并具有良好的可塑性。

　　缺点：自重大。

　　3、钢结构：

　　钢结构强度高，自重轻，具有良好的延性和抗震性能，能够满足建筑上对大跨度、大空间的要求;

　　抗震性能优于钢筋混凝土结构：混凝土的抗拉和抗剪强度较低，延性也差，混凝土构件开裂后的承载力和变形能力迅速降低，钢材基本上属于各向同性的材料，抗压、抗拉和抗剪强度均很高，重要的是具有良好的延性。地震作用下，钢结构因良好的延性，不仅能够减弱地震反应，而且属于较理想的弹塑性结构，具有抵抗强烈地震的变形能力;

　　减轻结构自重，降低基础工程造价，两类结构的结构自重的比例为2：1，荷载减小，基础处理的难度和基础工程的造价均下降;

　　减少建筑中结构所占的面积;

　　施工周期短：工厂制作，现场安装，无须大量脚手架，压型钢板可以作为混凝土楼板的永久模板，可节约20%-30%的施工时间。

　　4、组合结构：

　　综合钢框架与钢筋混凝土筒体，具有二者的优点;

　　侧向刚度大于钢结构;

　　结构造价介于钢结构和钢筋混凝土结构之间;

　　施工速度较钢筋混凝土结构快;

　　结构面积小于钢筋混凝土结构;

　　发挥钢筋混凝土柱的强度和刚度作用。

　　结构形式选择的基本要求：

　　经济性(必要时考虑综合经济效果);技术条件(包括设计技术，施工技术等);材料供应情况;受力特点。

　　6-2-3高层建筑结构有效结构

　　结构的均匀对称;荷载的传力直接;结构的合理刚度。

　　6-3高层建筑结构体系

　　6-3-1常用的结构体系

　　框架结构体系;剪力墙结构体系;框—剪结构体系;筒体结构体系。

　　6-3-2其他结构体系

　　巨型框架结构;带刚性水平伸臂结构;整体预应力混凝土柱板结构;支撑结构;深梁结构;高层悬挂体系;盒子结构。

　　6-4高层建筑楼板结构

　　6-4-1楼盖结构的类型、适用范围及其基本尺度：

　　楼屋面板和梁柱布置;梁的适用断面尺寸。

　　6-4-2常用的楼板结构型式：

　　无梁平板;密肋楼板;肋形楼板;复合楼板。

　　6-5高层建筑结构布置

　　6-5-1一般原则：

　　(1)提高结总体刚度，控制结构侧移：

　　选择合理的建筑体型;采用合理的结构措施，提高结构刚度;控制高宽比。

　　(2)结构平面和竖向布置要求;

　　(3)变形缝设置。

　　6-6高层综合建筑结构设计

　　6-6-1带刚性加强层的高层建筑结构设计

　　6-6-2高层建筑结构转换层设计：

　　(1)转换层的建筑功能：

　　提供大的室内空间;为建筑提供大的入口;同时转换结构型式和结构布置。

　　(2)转换层的结构型式、种类：

　　内部形成大空间的转换层;外部形成大入口的转换层。

　　6-7高层建筑基础选型

　　基础常见型式：

　　柱下独立基础;条形基础;片筏基础;箱形基础;桩基础。

　　1、高层建筑结构选型主要考虑哪些因素?

　　高层建筑结构选型主要考虑高层结构体系的选择

　　高层结构体系主要有：

　　(1)框架结构(含板柱体系)

　　(2)剪力墙体系

　　(3)框架---剪力墙体系(含框架---筒体体系)

　　(4)筒体体系(框筒体系、筒中筒体系、多筒体系)

　　2、不同的高层建筑结构体系对建筑形体有哪些影响?

　　不同的高层建筑结构体系对建筑形体的影响首先体现在对建筑层数的影响上。框架结构---10层~15层，框架---剪力墙结构11~25层，剪力墙-----16~大于30层，框架筒体-----16~30层，筒中筒-----21~大于30层(适用于超高层)，组合筒-----大于30层(可达110层)。

　　剪力墙体系可容易建造各式各样不同形状的平面结构。

　　第二，高层建筑结构转换层对建筑形体也有影响。转换层可同时转换结构形式和结构布置。比如大空间厅堂在旅馆中可置于高层下部、高层顶部、高层中部、底层群芳顶部或独立建造，对高层旅馆的形体有不同的影响。

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