超高层建筑结构设计PPT精品文档

6.2 超高层结构体系宜按共同作用、部分整体作用、整体作用等三大 类别进行划分，这样更易于理解和把握各种超高层结构体系的实质作 用。这三大类别结构体系抵抗水平力的效能是由低到高。结构体系方 案优选顺序宜按效能由高到低的顺序进行，即先选择整体作用体系， 再选择部分整体作用体系，最后才选择共同作用体系。
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高度250m以上超高层建筑的材料使用情况 ( 截至2016年底，共258幢) 图1
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三、 超高层建筑结构设计的特点
结构专业在各专业中占有更重要的位置，不同结构体系的选择，直 接关系到建筑平面的布置、立面体形、楼层高度、机电管道的设置、 施工技术的要求、施工工期长短和投资造价的高低等。
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3.1 水平力是设计主要因素 在低层和多层房屋结构中，往往是以重力为代表的竖向荷载控制着
超高层建筑结构设计现状分析
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一、前言
目录
二、结构材料
三、超高层建筑结构设计的特点
四、结构体系
五、建筑经济性分析
六、结论及展望
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一、前言
梁思成先生表达建筑 的内涵是文化艺术、科学技 术和工业经济互相交集的综 合产品。
在超高层建筑设计中，结构体系不仅对超高层建筑结构的安全性 与经济性影响巨大，而且对开拓建筑空间形式和使用功能的帮助最大， 是超高层建筑结构设计及建造中最关键的核心技术体现，因此结构体 系方案优选显得十分重要。（本文所指的超高层建筑是指房屋高度超 过100m 的高层建筑。）
结构设计。而在超高层建筑中，尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要 影响，但水平荷载却起着决定性作用。因为建筑自重和楼面使用荷载 在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与建筑高度的一次方成 正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩、以及由此在竖向构件中所 引起的轴力，是与建筑高度的两次方成正比。
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3.2 侧移成为控指标 与低层或多层建筑不同，结构侧移已成为高层结构设计中的关键因
6.3 超高层建筑土建工程造价约占建安造价30%～40%，随着塔楼高 度的增加，土建造价将有所提高。
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素。随着建筑高度的增加，水平荷载下结构的侧向变形迅速增大，与 建筑高度H 的4 次方成正比（△＝qH4/8EI）。 3.3 抗震设计要求更高
有抗震设防的高层建筑结构设计，除要考虑正常使用时的竖向荷载、 风荷载外，还必须使结构具有良好的抗震性能，做到小震不坏、大震 不倒。
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四、结构体系
对于超高层建筑结构，水平风力与地震力将成为控制结 构设计的主要因素。一般来讲，竖向荷载所需结构材料的 数量与层数成线性关系增加；而抵抗水平荷载所需结构材 料的数量与高度成指数关系增加，需要使用更多的结构材 料来抵抗水平荷载。因此，一个好的结构体系方案其实质 是一个比较高效的抗侧力结构体系方案，选择最高效的抗 侧力结构体系方案成为了超高层建筑结构设计中首要的核 心环节。
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钢管混凝土结构房屋最大适用高度与高宽比 表3
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五、建筑经济性分析
超高层建筑结构工程造价的影 响因素主要包括:建筑造型与平面 布置建筑物所在地区的抗震设防 烈度和风荷载结构体系选型和材 料等方面图2统计了上海( 抗震设17
超高层建筑实际工程造价统计 图2
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上海中心大厦土建工程各部分单位面积造价 图3
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通过对国内外更广泛的工程设计实践或研究新旧成果的总结，分别列举钢结 构、混凝土结构各类结构体系的适用高度。在利用这些成果的基础上，将超 高层建筑结构体系分为共同作用、部分整体作用、整体作用等三大类别，并 结合其它的参考文献，提供钢结构、混凝土结构各种体系类型的建议适用高 度分别见表1和表2。
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二、结构材料
超高指钢构件、钢与混凝土组合构件和钢筋混凝 土构件相结合而成的结构类型，由于钢与混凝土组合构件形式较多， 从而可形成多种多样的混合结构体系，这一结构类型能够有效发挥钢 构件、钢与混凝土组合构件和钢筋混凝土构件的各自特长。混合结构 与钢结构相比具有下列优点：结构的整体侧向刚度显著增大、用钢量 减小、造价较低、防火性能较好。混合结构与混凝土结构相比具有下 列优点：结构构件占用的面积与空间较小、施工速度快。混合结构的 缺点是：钢构件、钢与混凝土组合构件和钢筋混凝土构件之间协同工 作的性能有待深入研究，相应的规范控制指标还需进一步补充与完善。
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六、结论及展望
6.1 混凝土结构、钢-混凝土混合结构已成为当代超高层建筑的主要结 构材料。 超过高规 B 级高度的超高层建筑宜优先选用钢-混凝土混合 结构或采用高强轻质的混凝土结构。钢管混凝土柱及钢管混凝土叠合 柱与组合柱除具备高强度和大刚度的优点外，还具有良好的抗火、抗 爆、抗冲撞性能等优点，在实际工程中宜加以利用。
超高层钢结构体系适用高度 表1
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钢筋混凝土结构体系适用高度与高宽比 表2
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超高层结构体系的发展历程应为由初始低效能的共同作用体系迈步 到中途中等效能的部分整体作用体系，再进步到最终高效能的整体作 用体系。钢管混凝土结构各种体系类型的适用高度，见表3。表1～3 可供超出现有国家规范或高度的超高层建筑结构体系选型时参考。不 过值得提醒的是，根据广州、深圳等地使用钢管混凝土结构的实践经 验，当有可靠依据时，钢管混凝土结构房屋的最大适用高度可以突破 表3的相关规定。
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图2和图3表明:
1、超高层建筑高度增加，工程造价随之增加； 2、混合结构造价高于钢筋混凝土结构； 3、抗震设防烈度增加，工程造价随之增加； 4、高度250～300m的超高层建筑，土建工程造价约占建安造价的
30%～35%，当高度超过600m时，土建工程造价将超过建安造价的 35%； 5、超高层建筑地下部分与地上部分土建造价之比约4∶6。