高层建筑钢结构第一章概论.ppt

高层建筑钢结构高层建筑钢结构1土木工程与建筑学院土木工程与建筑学院高层建筑钢结构高层建筑钢结构21、张耀春，钢结构设计，高等教育出版社，20072、陈富生等，高层建筑钢结构设计，中国建筑工业出版社，2000（已有第二版）3、刘大海等，高楼钢结构设计，中国建筑工业出版社，20034、行业标准，高层民用建筑钢结构技术规程，JGJ99-98，中国建筑工业出版社，1998高层建筑钢结构高层建筑钢结构3高层建筑钢结构高层建筑钢结构4v城市化进程加速、人口集中、低价飞涨，城市化进程加速、人口集中、低价飞涨，节约用地成为关键；节约用地成为关键；v缩短道路和管线设施长度，节约城市基缩短道路和管线设施长度，节约城市基础设施总投资础设施总投资；v改善城市面貌，体现经济实力和技术水改善城市面貌，体现经济实力和技术水平，成为地标性建筑。平，成为地标性建筑。高层建筑钢结构高层建筑钢结构51）高层建筑的定义v联合国教科文组织联合国教科文组织世界高层委员会世界高层委员会1972年将年将9层及层及9层层以上的建筑定义为高层建筑，并分成以上的建筑定义为高层建筑，并分成4类：类：第一类 916层 （最高50m俗称小高层）第二类 1725层 （最高75m俗称中高层）第三类 2640层 （最高100m俗称高层）第四类 40层以上 （高度100m以上，称超高层）高层建筑v我国我国高层民用建筑设计防火规范高层民用建筑设计防火规范GB50045-95规规定：定：10层的居住建筑 24m且2层以上的民用建筑高层建筑钢结构高层建筑钢结构6v我国我国钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程JGJ3-91规定规定8层为高层。层为高层。主要考虑目前登高消防车的供水高度仅为主要考虑目前登高消防车的供水高度仅为24m高层建筑钢结构高层建筑钢结构72）高层钢结构的地位v1990年统计年统计世界最高的世界最高的90幢幢高层建筑中高层建筑中 钢结构(S)51座 56.6 钢-砼混合结构(M)25座 27.8 钢筋砼结构(RC)14座 15.6 v1998年统计年统计世界最高的世界最高的28幢幢建筑中建筑中 钢结构(S)14座 50.0 钢-砼混合结构(M)8座 28.6 钢筋砼结构(RC)6座 21.484.478.6高层建筑钢结构高层建筑钢结构83）高层钢结构的）高层钢结构的优势优势v自重轻，可减少地震作用，减少运输量，便于地基自重轻，可减少地震作用，减少运输量，便于地基处理处理v结构所占面积少，可增加使用面积结构所占面积少，可增加使用面积 S较M可增加23 S较RC可增加46v工厂化程度高，施工周期短，早投产、早受益、早工厂化程度高，施工周期短，早投产、早受益、早回收回收 综合经济指标显示：钢结构最适于高层和超高层建筑高层建筑钢结构高层建筑钢结构9v全钢结构体系全钢结构体系 平面框架 1530层 平面框架-支撑结构 4060层 等效筒体结构 5065层 高效筒体结构 65110层 (框筒、筒中筒、成束筒)巨型结构 65110层以上 (巨型框架、巨型桁架、巨型悬挂、巨型分离式)高层建筑钢结构高层建筑钢结构10不同结构体系的对比 高层建筑钢结构高层建筑钢结构11v混合结构体系混合结构体系 钢筋砼内筒外围钢框架钢筋砼内筒外围钢框架 钢筋砼剪力墙钢框架钢筋砼剪力墙钢框架 钢管砼结构钢管砼结构 钢骨砼结构钢骨砼结构 高层建筑钢结构高层建筑钢结构121）国外的发展 形成期 西方工业革命时期，钢铁开始用于建筑 1872年法国巴黎Menier巧克力厂采用了钢框架结构 高层建筑钢结构高层建筑钢结构13 1885年美国芝加哥建成了Home Insurance大楼，开始建成10层，后又追加了2层的钢梁、生铁柱框架 高层建筑钢结构高层建筑钢结构14发展期 20世纪初，技术进步加速，电梯技术的完善。1931年纽约建成381m(102层)的帝国大厦，钢框架结构，206Kg/m2,雄踞世界第一高40多年。Empire state building高层建筑钢结构高层建筑钢结构15繁荣期 1945年二次大战后，高层在美欧等西方国家快速发展，其中以美国最具代表性 芝加哥Sears大厦，109层443米，用钢量161Kg/m2，1974年建成。Sears Tower 成束筒体系。Sears高层建筑钢结构高层建筑钢结构16高层建筑钢结构高层建筑钢结构17纽约世界贸易中心双塔楼，110层412米，用钢量186Kg/m2，1973年建成，2001年9月11日被撞倒塌。框筒结构体系。高层建筑钢结构高层建筑钢结构18高层建筑钢结构高层建筑钢结构19芝加哥Jhon Hancock大厦，100层344米，用钢量145Kg/m2，1969年建成。大型支撑框筒体系。高层建筑钢结构高层建筑钢结构20近期发展 目前欧洲最高建筑为德国法兰克福商业银行新大楼，地上63层，高298.7米。平面呈圆角三角形，1997年5月竣工。高层建筑钢结构高层建筑钢结构21日本最高建筑为横滨里程碑(Land Mark)大厦，73层，高296米，1993年建成。高层建筑钢结构高层建筑钢结构22马来西亚号称世界第一高楼的吉隆坡石油双塔，88层450米，1996年建成。实际上没有Sears大厦高。l采用钢采用钢-砼混合结构砼混合结构l采用钢梁和压型钢采用钢梁和压型钢板组合楼盖板组合楼盖,C40砼砼l钢砼内筒钢砼内筒23m23ml外筒直径外筒直径46m，由，由16根钢砼柱组成根钢砼柱组成,C80砼砼l4142层层处处,58m跨跨钢天桥钢天桥高层建筑钢结构高层建筑钢结构23世界第一高的比较Twin towersSears高层建筑钢结构高层建筑钢结构24目前不少国家准备突破500米高度大关 美国设计了Miglin Beitler塔楼，为混合结构，下125层，高453米，为高强砼结构，砼强度C70C100，上156米为钢结构塔楼，总高度609米。高层建筑钢结构高层建筑钢结构25 美国还提出了高850米的Erewhon中心的设想，系大型支撑结构体系，刚度甚大，周期仅为10s。高层建筑钢结构高层建筑钢结构26迪拜塔成为世界最高建筑 高度已达629米(2008/4/9)超过了高度为米的美国超过了高度为米的美国北达科他州电视发北达科他州电视发射塔，从而成为世界最高建筑。射塔，从而成为世界最高建筑。电视发射塔自电视发射塔自年以来保持着世界最高牵索建筑年以来保持着世界最高牵索建筑纪录。纪录。迪拜塔于年月动工。为迪拜塔于年月动工。为防止竞争者超越，艾马尔公司一直防止竞争者超越，艾马尔公司一直将迪拜塔的最终高度作为商业机密将迪拜塔的最终高度作为商业机密而不予公布。而不予公布。耗资耗资1010亿美元。亿美元。更令人不可思议的是，全球有更令人不可思议的是，全球有4 4个号称高于千米的个号称高于千米的“待待建大楼建大楼”，全部位于中东：，全部位于中东：科威特科威特20052005年策划建一座年策划建一座10011001米高的米高的“丝绸城丝绸城”；巴林于巴林于20062006年提出要建年提出要建10221022米高的米高的“穆尔詹塔穆尔詹塔”；20072007年年3 3月迪拜月迪拜“纳克希尔纳克希尔”公司宣布，计划在迪拜公司宣布，计划在迪拜建一座高达建一座高达12001200米的米的“Al-BurjAl-Burj塔塔”；20082008年年2 2月，沙特亲王阿勒瓦利德掌控的帝国控股公月，沙特亲王阿勒瓦利德掌控的帝国控股公司计划建设司计划建设16001600米的米的“英里塔英里塔”(MileHighTower)，预，预计投资百亿美元，比台北计投资百亿美元，比台北101101高出高出10001000多米，比在建的多米，比在建的“迪拜塔迪拜塔”高出高出800800米米 。高层建筑钢结构高层建筑钢结构27 韩国准备建造130层高580米的国际贸易中心，造价13亿。日本的超高层建筑构想如下高层建筑钢结构高层建筑钢结构28韩国 首尔 国际商务中心International Business Center 580米 130层 2013 开工 高层建筑钢结构高层建筑钢结构292）国内的发展解放前高层钢结构建筑甚少，最高的是1934年在上海建成的上海国际饭店，22层，高82.5米。中国大陆自20世纪80年代中期起步修建高层钢结构，先后在上海、北京、深圳、广州、大连、厦门、沈阳、天津等地建造了数10幢高层钢结构建筑。高层建筑钢结构高层建筑钢结构30上海金贸大厦，88层，高421米高层建筑钢结构高层建筑钢结构31国内目前最高的为广州塔(600米高)高层建筑钢结构高层建筑钢结构32深圳地王大厦，81层，高384米高层建筑钢结构高层建筑钢结构33深圳赛格广场是国内最高的采用钢管砼结构的高层建筑，72层，高292米。高层建筑钢结构高层建筑钢结构34目前在建（已建）的高层钢结构见下表工程名称 高度(层数)总建筑面积 主要结构体系 总用钢量 设计单位 施工单位 上海环球金融中心 492m(B3+101)25.3 万 m2 框筒（巨型框架混凝土核心筒）6.5 万 t 海华东建筑设计研究院 建升和钢结构公司 武汉国际证券大厦 338(68)13.2 万 m2 外钢管混凝土框架内部框架支撑筒体 1.74 万 t 武汉市建筑设计院 杭萧钢构 上海世贸广场 333(B3+60)17 万 m2 框筒(混凝土筒体+钢结构外框架)0.85 万 t 上海现代化建筑设计(集团)有限公司 上海建工 沪宁钢机 中国国际贸易中心3 期 330m(B3+74)19.2 万 m2 筒中筒（SRC 柱钢梁组成外框筒；SRC 柱钢梁支撑组成内筒）4.2 万 t 奥雅纳(香港)工程顾问，中冶京城工程技术有限公司(原北京钢铁设计院)北京电视中心 236.4(41)18.9 万 m2 地下部分钢骨砼结构、地上部分巨型框架结构体系 3.5 万 t 北京市建筑设计研究院、日建设计、国家广播电影电视总局设计院 北京建工 沪宁钢机 中央电视台新台址 230(51)55 万 m2 巨型结构体系(悬挑70m)10.08 万 t ARUP 北京中关村金融中心 150(39)6.93 万 m2 钢框架-支撑体系 1.16 万 t 中国建筑设计院 北京中铁建设有限公司，沪宁钢机 高层建筑钢结构高层建筑钢结构35上海环球金融中心主楼建筑面积：25.3万m2。总用钢量：65000t。建筑规模：主体建筑物高492米,地上101层，地下3层。结构形式为同时采用三种体系：a、巨型柱、巨型斜撑和带状桁架组成的巨型结构；b、钢筋混凝土的核心筒；c、构成核心筒和巨型柱之间相互作用的伸臂桁架。高层建筑钢结构高层建筑钢结构36高层建筑钢结构高层建筑钢结构37上海环球金融中心(492米)高层建筑钢结构高层建筑钢结构38卫星拍摄时间为2009年10月6日高层建筑钢结构高层建筑钢结构39高层建筑钢结构高层建筑钢结构40高层建筑钢结构高层建筑钢结构41高层建筑钢结构高层建筑钢结构42伸臂桁架和带状桁架B356层核心筒5678层核心筒7790层核心筒高层建筑钢结构高层建筑钢结构43武汉国际证券大厦建筑面积：1390万m2。高度：338 m；层数：68 总用钢量：17400t。结构形式：外钢管混凝土框架内部框架支撑筒体 高层建筑钢结构高层建筑钢结构44上海世贸广场建筑面积：17万m2。总用钢量：8500t。建筑规模：主体建筑物高246米,桅杆顶333米；地上60层，地下3层。结构形式：框筒结构（混凝土筒体钢结构外框架）。施工单位：沪宁钢机（参加）高层建筑钢结构高层建筑钢结构45中国国际贸易中心3期，是现在北京的最高建筑(北京在建第一高楼“中国尊”,108层高510米)建筑规模：地上74层，地下三层，总高330m，总建筑面积192000m2；标准层尺寸：53.353.3。结构类型：(筒中筒)SRC柱钢梁组成外框筒；SRC柱钢梁支撑组成内筒；在2830层和5557层处设有两道伸臂桁架连接内外筒。柱距：底部11.2m，中部4.2m(办公层)，上部5.6m(宾馆层)。钢材：大部分钢