建筑结构抗风抗震及大跨度建筑实例.docx

建筑结构抗风、抗震，大跨度建筑实例一．什么形态的建筑有力于结构抗风，为什么？选择一个建筑实例进行说明，并 附说明图片答：1.基础较大的建筑：与上层建筑形成共同体系，达到能有更高的刚度与整体 稳定，最后达到防风抗震2. 较为低矮的建筑：风力作用会随测试点高度的增大而增大，故而较低矮的 建筑受风力作用较小3. 附近有阻风结构的建筑：阻风结构可分散风力，有利于主体抗风4. 表面光滑的建筑：建筑物表面粗糙会增大风力作用5. 形体方面：对建筑物的体型的设计，以达到减少风荷载对建筑物的影响， 或者使风产生不了风旋涡，从而不会使建筑物产生风振减少受风荷载的面积，并且扰乱大气气流．使产生的涡流对高层 建筑的摇摆振动减小流线型平面：圆形，平面比矩形可减小风荷载 20%~40% 椭圆形，比矩形可减小风荷载 27% 三角形，矩形切角可减少转角风压集中截锥状体形：小上下大，减小倾覆力矩外柱倾斜，增大抗推刚度，产生反向水平分力，可使侧移减小 10%~50%减小高宽比：高宽比是衡量高层建筑抗推刚度和侧移控制的主要指标， —般 H/BV6增设透空层：利用设备层或结合中庭透空泄压并联高楼群：将单体高层建筑顶部利用立体桁架连为并联高楼群，其顶点侧移可减为独立悬臂结构的 1/4 左右。

例如：上海环球及融中心：总高度492米，地上 101层，地下 3层1. 将建筑建成锥形建筑越到上层，风力就越强所以，为了减少建筑在风 力更强的位置的表面面积，直接将建筑设计得越往上越窄可以把建筑设计成 锥形，比如像伦敦的碎片大厦那样，也可以设计成一段一段的阶梯状，比如芝加 哥的威利斯大厦那样2. 将建筑的棱角变得圆滑生硬的棱角不抗风，所以，摩天大楼的棱角通常 都是圆角不过，还可以通过在边缘切小口达到类似的效果以台北 101为例3. 在建筑上打开一些孔洞上海的环球金融中心和沙特的王国中心这样的摩 天大楼都在大楼顶部开了一个孔，让风正好从风力最强的位置穿透建筑纽约公 园大道432 号公寓则通过好几处双层切口实现了这一效果，这些切口允许风沿着 大厦的长度方向穿过整座建筑4. 扭曲巨大的螺旋线能改变风的方向，引导风向上吹，向离开建筑的方向 吹例如，在上海中心大厦的设计过程中，增加标志性的扭转设计将风荷载降低 了 24%，为开发商节省了 5800 万美元的结构材料5. 阻尼阻尼器是设计来吸收建筑物运动产生的能量，抵消风的作用的装置 摩天大楼主要通过两种方式来做到这一点首先是水罐：即装满数吨水的容器。

水来回晃动，它的晃动有助于防止建筑的晃动第二种是调谐质量阻尼器：悬挂 在建筑物中央的巨大重物二.高层建筑的抗震在平面和竖向上应注意什么？选择至少两个不同竖向结构体 系的高层建筑实例（附图片，），结合图说明这个建筑的结构体系，体系的受力、 变形特点，建筑实例平面及竖向结构布置的特点答：平面布置：尽量避免结构扭转和局部应力集中平面宜简单、规则、对称， 刚心与质心或形心重合① 平面形状的选定最好--方形，矩形，圆形次好--正六边形，正八边形，椭 圆形较差--复杂平面② 平面形状的规定限制平面突出部分的尺寸竖向布置：结构的侧向刚度和承载力自下而上逐渐减小变化均匀、连续， 不突变避免出现柔软层或薄弱层① 非等强结构容易出现侧移突变② 避免出现柔弱底层③ 承力竖构件不得中断和突变④ 同楼层柱要等刚度举例：1.上海金茂大厦 框架——核心筒结构高 420.5 米，88 层n l、…•i ■' Mtkaii f-J 呷 J 】IhUdLMVJE»«JJ4iU■.巒*”宿I*刖“ i n 却让成卍|Rh旳搐圭i*i ifci i :■- -I-：* '^'Ht ：iix, mi,i hrpUu- 'fi1） 结构特点：①框架:结构延性好，主要承担竖向荷载。

但抗推刚度小②核心筒：抗推刚度大，抗侧承载力高，承担水平荷载抗弯、抗 压、抗拉均优于单片墙2） 变形特点：①核心筒的变形性质侧向变形以弯曲变形为主，剪切变形为辅② 变形协调 a） 通过刚性楼盖协调芯筒与框架的变形b） 变形状态同框--墙体系③ 最大层间侧移角的减小层间侧移角下小上大，楼盖对侧移变形 的协调框筒结构，中间的核心筒为八角形的现浇钢筋混凝土，在53层下内设井字 型隔墙，外侧有8根钢巨形柱和8根复合式巨形柱，在24〜26层、51〜53层、 85〜87层设3道钢结构的外伸桁架将核心筒与复合巨形柱连成整体以提高塔楼 侧向刚度 5层裙房采用一般的多层框架钢结构体系. 整体结构高宽比达9:12. 香港中银大厦 巨型桁架体系1） 结构特点：①立体构件取代了平面构件，提高了抗侧力体系的效率②使抗侧力构件与承重构件合而为一，防止竖向构件出现过大拉力③借鉴桁架内力特点，沿外框筒的4个面设置大型支撑，可减少剪 力滞后效应2） 变形特点：当结构在水平力作用下发生弯曲时，竖向剪力由支撑来承担， 而 支 撑 又具有 几何不变 性 ， 所以 基本上 消除了 剪 力 滞后现 象地上70层，楼高315米（加顶上两杆367.4米）4层平面 6-16层平面 25层平面26-31层平面 38-44层平面 51-66层平面1. 采用巨型空间桁袈临为主要承重体系, 由于桁架杆件受轴力,没有剪 力滞后,结构效能高,用钢省并刚度大。

2. 在体型上采用了束筒的手法, 单元筒体断面为三角形,有利于减少风 荷载和避免横向风振3. 各巨型钢桁架交汇于巨型钢骨混凝土立柱, 落地的四角立柱底部截面 向上逐渐减少,其中埋置属于三个桁架平面的三根丁字型钢柱用混凝土柱体 现了充分利用混疑土抗压强度的思想,大量节约了钢材三．选择两个不同结构体系的大跨建筑实例（附图片）进行分析，分析其结构体 系构成及其与建筑空间形态的关系答：实例 1. 德国汉诺威游泳馆——壳体结构 壳体结构优点：壳体能充分利用材料强度，同时又能将承重与围护两种功能 融合为一薄壳结构的可以把受到的压力均匀地分散到物体的各个部分，减少受 到的压力实际工程中还可利用对空间曲面的切割和组合，形成造型奇特且能适 应各种平面的建筑奇0但口扭壳工作原理示意图该建筑屋顶部分主要由两个筒壳结构裁剪而成，且结合了扭壳结构特征的壳 体结构根据不同的空间需要，将两壳设置为一高一低，一大一小，倾斜相对，分别 覆盖在比赛厅和热身池上且通过两壳之间的高差处理，采用大面积玻璃窗，为 室内提供了良好的采光该建筑在功能结构和采光方面相得益彰实例 2.法国里昂火车站——轻钢结构1、适用范围广,已大量应用于单屋工业厂房、多层工业厂房、办公接以及高 层建筑中。

2、施工周期短:轻钢结构的最大优点是所有构件均可以由工厂制作现场拼接 安,对一般规模较小的工业厂房仅需 30 天左右,而若采用钢筋混土结构别需要 8-12 个月左右3、综合经济效益好,我国的市场价格轻钢结构的造价已经低于钢筋混凝土结 构4、抗震性能好.由于钢结构属于柔性结构、自重轻,因而能有效地降低地震 响应及灾害影响程度,极有利于抗震5、宜于拆卸搬迁6、有利于环保,钢结构建筑是对城市环境影响最小的一种结构之一,在西方 已广采用,所以有“绿色建筑”之称二r ｛曲J -^4^67.00 7.tj'| 呷一谥一辭1.火车站的外部造型火车站的顶部采用钢结构，使建筑显得 有轻盈和向上的感觉2.火车站大行入口在车站大厅的入口前,V形混凝土拱座连 接着4条钢拱的底端它们凌空而起更能突 出建筑物的轻盈3. 火车站大厅中间的一对长120米，最高处离地面40 的钢拱沿着客运站屋顶线构成屋脊两边的 两条钢横跨120米4•大厅穹顶及悬挑平台这个宛如堂建筑的穹顶，使大厅看 起来更像一个光影交错的冥想空间，悬 挑平台采用的是预应力钢筋凝土5 •站台桁架站台顶部采用的是桁架结构，钢桁架结构 自重轻，可以满足火车站的大跨度结构形式。

6•站台支撑结构形式采用钢结构支撑，将支撑形式设置成v 字形顶部采用拱形结构，使结构受力达到 最稳定的状态。