高层建筑钢结构（讲稿）1.ppt

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1、高层建筑钢结构 主要参考书 1、高层建筑钢结构设计 陈富生，邱国华，范重 中国建筑工业出版社，2000年2 2、高层建筑钢结构、高层建筑钢结构 郑延银 高等学校土木工程专业系列选修课教材 2000年06月 3 3、高层建筑钢结构、高层建筑钢结构设计设计 孙纲廷 大连理工大学出版社 4 4、高层建筑钢、混凝土组合结构、高层建筑钢、混凝土组合结构设计设计 Dr Bungale S.Taranath 罗福午、方鄂华、王娴明、张良铎 译 1、概述2、设计原则 8、结构计算方法4、抗重力体系 5、抗侧力体系 6、楼板 设计7、连接设计3、钢材及连接材料 高层建筑的定义 高层建筑钢结构的发展历史 高层建筑

2、结构的分类 高层建筑钢结构的特点 高层建筑钢结构的发展趋势 一 高层建筑的定义不同国家不同地区 不同的高层建筑的层数和高度界限 规定 德国 22 m（从室内地面起）日本 11层，31 m 英国 243 m 法国 8层或8层以上（住宅），或31 m 苏联 10层或10层以上（住宅），7层或7层以上（其它建筑）美国 2225m，或7层以上 中国 10层及以上住宅，高度24 m及以上其它建筑 （高层防火规 范、民用建筑设计通则）8层或8层以上建筑（钢筋混凝土高层建筑设计与施工规程）联合国教科文组织世界高层建筑委员会1972年 国际高层建筑会议 9层和9层以上的建筑 高层建筑 定义分为如下 4类 高度

3、层数第一类：916层，最高50m；第二类：17 25层，最高75m；第三类：26 40层，最高100m；第四类：40层以上，高度在100m以上二 高层建筑结构的分类两种分类方法抗侧力体系的做法按主要受力构件的材料1 主要受力构件的材料高层建筑钢结构(重点介绍内容)高层建筑钢筋砼结构 高层建筑钢骨混凝土结构 高层建筑钢管混凝土结构 高层建筑组合结构 钢材钢筋混凝土钢骨混凝土钢管混凝土 上述两种或以上材料的组合2 抗侧力体系类型高层建筑的结构体系抗侧力体系抗重力体系水平力竖向重力抗侧力体系高层建筑结构体系主要部分高层建筑的另一种分类方式(后面介绍)三 高层建筑钢结构的发展历史1 国外发展历史(近一

4、百多年)共经历了五个阶段（1）欧洲多层铁结构的出现（19世纪初叶）（2）芝加哥高层钢结构的出现（19世纪中叶）（3）纽约出现了一批高层钢结构（20世纪初）（4）二次大战中处于停顿状态（5）二战后处于恢复和发展阶段第一阶段 欧洲(英国)多层铁结构的出现（19世纪初叶）铁结构 钢结构的前身 含C量大于2%铁结构出现必须满足的条件 实际的需要 型材的批量生产 炼铁技术的成熟 1720年欧洲开始用焦炭代替木碳炼铁 1855年发明转炉,1864年利用转炉进行冶炼 18世纪,英国开始生产轧制铁板 1854年法国生产第一批工字型熟铁 现代钢结构的基本构件 欧洲工业革命,厂房内为安装机器,需更大的空间和承载力

5、,铁柱和铁梁代替了木柱和木梁,这便是原始的铁结构 第一幢铁结构第一幢铁结构 索福特工厂大楼 18011801年年,长长4242m m，宽宽1212m m，高高7 7层层第二阶段 芝加哥高层钢结构的出现（19世纪中叶）高层建筑钢结构出现的条件 芝加哥实际的需要 高速升降机（电梯）在1853年发明 炼钢技术的成熟和型钢的批量生产 芝加哥（Chicago)简介 地理位置 在美国中北部，五大淡水湖之一的密西根湖畔（Lake Michigan），面积588平方公里，人口273万。它是伊利诺伊州最大的城市，大都市区包括本州6县和邻州印第安纳的2县，共有人口853万。城市规模仅次于纽约和洛杉矶之外。早期发展

6、历史 芝加哥的第一个居民是来自非洲 Santo Domingo 的法国后裔 Du Sable，他是一个毛皮制品商人。Du Sable 于 1779 年时在芝加哥河出口建造了第一个屯垦区。1833年，人口为350 的芝加哥镇成立，芝加哥之名取自于印地安语，意思是强壮 或伟大！1837 年，芝加哥镇的人口达到 4,170 人，同年芝加哥镇升格为芝加哥市 1871 年10月8日，一场火灾失去控制，燃烧两天，导致三百人死亡，九万多人无家可归，财物损失高达两亿美元！大火过后，芝加哥有了重新规划及兴建的机会。早期的城市地位 美国人称芝加哥为中西部，因为美国在开发初期，由东向西，人们到了芝加哥，以为已经靠近

7、西边，哪里料到在芝加哥以西，还有三千多公里，才到达新大陆的边缘。由于美国中西部的开发，铁路和航运的发展，以及国家矿产资源的开发，使芝加哥成为美国内陆的中转站和生产中心，世界最大的谷物、木材、食品和机械产品的交易场所 地价飞涨，最大限度利用地皮和加快建筑进度成为迫切需要 1885年 Home Insurance Building (家庭保险公司大楼）1879年 Leiter Building (第一莱特大楼),7层,30m40m 1889年 Leiter Building (第二莱特大楼)1891年 费尔大楼世界第一幢高层建筑钢结构Location:Chicago,Illinois,USACom

8、pletion Date:1885(demolished in 1931)Height:55m(138 feet)Stories:10Materials:SteelFacing Materials:BrickEngineer(s):William LeBaron Jenneywww.pbs.org/wgbh/buildingbig/wonder/structure/home_insurance.htmlHome Insurance BuildingLeiter Building(II)(Sears,Roebuck&Company Building)1891 Chicago,Illinois,U

9、SA William Le Baron Jenney,architect 第三阶段 纽约出现了一批高层钢结构（20世纪初）主要原因美国的经济中心芝加哥纽约1931年 Empire State Building 102层,381m 1929年 Chryster Building 77层,319m 1913年 Wool Worth Building 60层,234m 1909年 Metropolitar Tower 200m 1904年 Times Tower 25层 110m 1902年 Flatiron Building 21层,87m 1900年前后 Park Row Building 30

10、层 119mPark Row BuildingManhattan,New Yore city,USATechnical Data Height 119 m 391 ft Floors(OG)30 Year(start)1896 Year(end)1899This was the first building in the world ever to reach 30 floors 1904年 Times Tower 110m,25层1931年 Empire State Building 102层,381mEmpire State Building（保持世界最高建筑记录达40余年）第四阶段 停顿

11、状态（二次大战1939-1945）第二次世界大战时间 1939年9月1日（德国闪击波兰）1945年9月2日（日本宣布投降）6年参战国卷入战争的国家和地区80多个（其中参战国61个），人口约20亿，占当时世界总人口80以上。战争损失全世界有5000多万人死于战争，直接军费开支11170亿美元，经济损失达4万亿美元。第五阶段 恢复和发展阶段（1945-今）二战后，特别是50-70年代，欧洲国家（主要是西欧）和日本在较短的时间内进入到高速发展阶段。原因美国的大力扶植这些国家雄厚的工业基础及技术基础第三次次科技革命的推动国家加强对经济经济的宏观指导高层建筑钢结构进入了一个新的发展阶段，一大批超高层建筑

12、相继出现，这些建筑不仅分布在美国，还分布在欧洲、亚洲等地 序号序号 建筑名称建筑名称 层数层数 高度高度米米 竣工年份竣工年份 1 西尔斯大厦 108 443/527 1974 2 约翰汉考克大厦 100 344/457 1969 3 阿摩珂大厦 83 346 1983 4 电话合作中心 60 270/307 1989 5 慎行广场 2 号楼 64 279/303 1990 6 南瓦克尔大道 311 号大厦 65 293 1990 7 慎行广场 1 号楼 41 183/278 1955 8 北密西根 900 号大厦 66 266 1989 9 水塔大厦 74 262 1976 10 第一银行广

13、场 60 259 1969 数据截至：2003 年 8 月 芝加哥高层建筑前十位纽约最高建筑前纽约最高建筑前 10 位位 序号序号 建筑名称建筑名称 层数层数 高度高度米米 竣工年份竣工年份 1 帝国大厦 102 381/449 1931 2 康德纳斯大厦 48 247/348 1998 3 克莱斯勒大厦 77 282/319 1930 4 美国国际建筑大厦 66 260/291 1932 5 曼哈顿银行大厦 71 263/283 1930 6 城市公司中心 59 279 1977 7 王牌世界大楼 72 262 2001 8 GE 大楼 69 259 1933 9 城市尖塔大厦 72 248

14、 1989 10 曼哈顿追踪广场 60 248 1960 数据截至：2003 年 8 月 洛杉矶最高建筑前洛杉矶最高建筑前 10 位位 序号序号 建筑名称建筑名称 层数层数 高度高度米米 竣工年份竣工年份 1 第一洲际世界中心 75 310 1990 2 Aon 中心 72 262 1974 3 加利福尼亚广场 2 号楼 52 228 1992 4 煤气公司大楼 52 228 1991 5 ARCO 中心 55 224 1974 6 777 大厦 53 221 1990 7 威尔斯法高中心 54 220 1983 8 加利福尼亚联合银行 52 219 1989 9 美国银行大厦 52 213

15、1972 10 保罗哈斯汀大厦 52 213 1972 数据截至：2003 年 8 月 香港最高建筑前香港最高建筑前 10 位位 序号序号 建筑名称建筑名称 层数层数 高度高度米米 竣工年份竣工年份 1 国际金融中心第二期 88 420 2003 2 中环广场 78 309/374 1992 3 中国银行大厦 72 305/367 1990 4 中环中心 79 292/346 1997 5 长江集团中心 63 283 1998 6 晓庐 73 252 2003 7 宏利保险大厦 52 211/242 1998 8 海名轩 66 233 2001 9 中远大厦 56 230 1998 10 御峰

16、 65 220 2001 数据截至：2003 年 8 月 新加坡最高建筑前新加坡最高建筑前 10 位位 序号序号 建筑名称建筑名称 层数层数 高度高度米米 竣工年份竣工年份 1 共和广场 66 280 1996 2 海外联合银行中心 66 280 1992 3 联合海外银行广场 63 280 1986 4 首都大厦 52 254 2000 5 特码涩大厦 52 232 1986 6 斯坦福路 2 号酒店 73 226 1986 7 米勒尼亚大厦 41 218 1996 8 OCBC 中心 52 201 1976 9 国际广场 50 190 1976 10 新加坡国土大厦 48 190 1980 数据截至：2003 年 8 月 吉隆坡最高建筑前吉隆坡最高建筑前 10 位位 序号序号 建筑名称建筑名称 层数层数 高度高度米米 竣工年份竣工年份 1 佩特纳斯大厦 88 452 1996 2 电信大厦 55 310 2001 3 马来亚银行 50 244 1988 4 帝国大厦 62 238 1994 5 长裙大厦 49 212 1998 6 财政大厦 50 210 1998 7 多功能大厦