高层建筑构造1

第一章高层建筑构造建筑学教研室1.1高层建筑概况一、高层建筑发展过程1.世界上第一幢近代高层建筑：美国芝加哥的家庭保险大楼（10层，55m），建于1885年，以铁柱和砖墙作为结构体系。

1895年奥提斯安全电梯首次在纽约某16层宾馆应用，各种型钢也得到发展，使得20世纪30年代出现高层建筑发展的第一个高峰（纽约帝国大厦：102层，381m，保持世界最高建筑纪录达41年，框架，铆接）。

1.1高层建筑概况二战后焊接技术的推广和高强螺栓的进一步应用，美国在20世纪70年代初建成了纽约世贸中心双塔楼（南楼110层高415m，北楼110层高417m），芝加哥西尔斯大厦（108层443m），芝加哥汉考克大厦（344m，100层）等框筒体系。

高层建筑结构的抗震研究，使日本、美国取消了地震区高度的限制，推动了地震区高层建筑的发展。

1.1高层建筑概况2.我国古代：塔¡ª¡ª木或砖结构。

解放前：少。

上海国际饭店上海百老汇大厦上海国际饭店建于1934年,钢框架结构，24层，高82米，是当时国内最高的建筑物。

上海百老汇大厦,建于1934年，双层铝钢架结构，比一般钢架轻1/3，反映了当时先进的技术水平，现为上海大厦。

1.1高层建筑概况解放后：50年代：开始自行建造了几幢8～10层的砖混结构住宅和旅馆。

1959年北京建成了几幢钢筋混凝土高层公共建筑，如民族饭店（12层，47.7m）、民航大楼（15层，60.8m）。

60年代建成了广州宾馆（27层，88m）。

70年代，北京、上海建成了一批剪力墙结构建筑（12～16层）。

如1974年，建成了北京饭店（19层，87.15m），使我国地震区高层建筑突破了80m。

1975年，广州建成了白云宾馆（33层，114.05m）标志着我国高层建筑开始突破100m。

北京民族饭店1959年建成，由张搏设计34146平方米，是北京第一座采用预制装配式钢筋混凝土框架结构的高层建筑北京饭店东楼，1974年建成，88400平方米1.1高层建筑概况80年代：是我国高层建筑发展的兴盛时期，北京、广州、深圳、上海等30多个大中城市建造了一批高层建筑。

90年代：随着我国经济实力的增强和城市建设的快速发展，我国的高层建筑得到了前所未有的发展，各种新型的结构体系在高层建筑工程中得到了广泛的应用，高层建筑的规模和高度不断突破。

据不完全统计，我国目前已建成的和在建的高度超过150m的高层建筑已超过100多幢，超过200m的高层建筑以达20多幢。

广州白天鹅宾馆1983年建成，佘峻南、莫伯治、林兆璋设计。

32层，高100米，90000平方米上海华亭宾馆深圳国际贸易中心，1989年建成，朱振辉等设计，160米高，50层，是当时国内已建成的最高、层数最多的超高层建筑北京京广大厦，1990年建成，日本设计，145000平方米，208米高，是北京第一座超高层建筑，也是当时国内最高的建筑。

•上海环球金融中心“迪拜塔”位于阿拉伯联合酋长国的迪拜•阿联酋迪拜大楼我国内地最高十大建筑上海金茂大厦金茂大厦是上海市经贸委投资建设的中国第一高楼，位于上海浦东金融贸易区，建筑高度420.5米，共88层，总建筑面积29.2万多平方米。

目前是全世界排名第四位的超高层建筑。

金茂大厦目前是中华第一高楼，它与东方明珠电视塔、上海国际会议中心，构成了浦东陆家嘴中心区政务、商务和商旅活动最活跃、升值潜力最大的¡°金三角¡±。

是上海市改革开放取得的标志性成果，是一座具有鲜明时代特色的雄伟里程碑。

大厦采用不锈钢、铝和玻璃做外壁的装饰，特别是那些镂空的不锈钢装饰部件，丰富了外壁的表情，其坚硬和挺拔的建筑立面造型，赋予金茂大厦一种宗教性的庄严与气质非凡的高贵外表。

金茂大厦的基本造型显然融和了中国传统塔型的构造，高、单纯，但不单调，是靠完美的比例关系，挑起观赏者的波澜，赋予了这座建筑以动感和美感。

¡°金茂大厦¡±作为改革开放的成果，体现出三个世界一流，即设计思想、科技含量、文化品位都属世界一流。

世茂国际广场位于上海市黄浦江西岸，目前暂列浦西第一高楼。

世茂国际广场矗立于上海中华商业第一街¡°南京路¡±的最繁华地带。

北京财富中心该大厦由瑞士0MA公司设计，由于大楼造型怪异，设计过于复杂，方案一度遭受到质疑，认为¡°大楼先天性倾覆力具大，抗冲击破坏力较弱¡±。

针对以上评论总设计师介绍，央视大楼的结构是由许多个不规则的菱形渔网状脚手架构成，这些脚手架都经过精密计算，而且可以调节由于大楼的不规则设计的楼体各部分的受力差异，因此大楼造型虽怪但是很稳。

1.1高层建筑概况1.1高层建筑概况二.高层建筑的分类：世界高层建筑建筑委员会1.按层数及高度分：4类⑴第一类高层：9～16层（最高到50米）；⑵第二类高层：17～25层（最高到75米）；⑶第三类高层：26～40层（最高到100米）；⑷第四类高层：超高层建筑，40层以上（100米以上）。

1.1高层建筑概况高层建筑的定义：三个法规一个高度1）高层建筑：指10层以上的住宅及总高度超过24m的公共建筑和综合建筑。

2）我国《高层建筑混凝土结构技术规层》规定：≥10层或H＞28m的建筑物为高层。

3）H＞100m的建筑物均为超高层。

4）建筑高度：概念1.1高层建筑概况•按功能要求分：8个高层办公楼、高层住宅、高层旅馆、高层商住楼、高层综合楼、高层科研楼、高层档案楼、高层电力调度楼1.1高层建筑概况•按体型分：1）板式：一字形、T形、H形、弧形等。

2）塔式：三角形、方形、矩形、圆形、多瓣形、Y形、十字形等。

4.按防火要求分：一类、二类1.1高层建筑概况三、高层建筑发展的原因和存在的问题1.高层建筑得到发展的原因：⑴用地紧张，地价昂贵：⑵占地面积小：⑶节省市政投资费用，丰富城市艺术：⑷显示实力、广告效果：⑸社会发展、科技进步：2.高层建筑的发展过程：⑴电梯、新材料和技术应用阶段（19世纪中叶到20世纪中叶）⑵新结构体系阶段（20世纪中叶以后）1.1高层建筑概况3.高层建筑发展存在的问题当前，我国的高层建筑外部造型设计多以追求建筑形象的新、奇、特为目标，每栋高层都想表现自己，突出自我，而这样做的结果只能使整个城市显得纷繁无序、生硬，建筑个体外部体量失衡，缺乏亲近感，拒人于千里之外。

造成这种现象的主要原因是缺乏对高层建筑的外部尺度的认真仔细推敲。

1.1高层建筑概况所谓的尺度就是在不同空间范围内，建筑的整体及各构成要素使人产生的感觉，是建筑物的整体或局部给人的大小印象与其真实大小之间的关系问题。

它包括建筑形体的长度、宽度、整体与城市、整体与部分、部分与部分之间的比例关系。

尺度一般不是指建筑物或要素的真实尺寸，而是表达一种关系及其给人的感觉，尺寸是用度量单位，如：米、厘米等对建筑物或要素的度量，是在量上反映建筑及各构成要素的大小。

不同的尺度带来的感觉是不一样的，有的尺度使高层建筑显得挺拔或厚重，有的则使高层建筑显得庞大或轻飘，它直接影响人的心理感受。

1.1高层建筑概况四、高层建筑的特点1.节约用地。

缓解用地紧张和地价高涨问题，为城市增加美观，留出更多的空地作绿化，美化环境；但太密集会带来热岛效应，玻璃幕墙过多造成光污染。

2.节省城市建设与管理的投资。

向高空延伸，可缩小城市的平面规模，缩短城市道路和各种公共管线的长度；但人口过分密集会造成交通拥挤。

3.造价高。

竖向交通一般由电梯完成，增加了运行成本；防火要求高。

4.受力特性上。

水平荷载（风和地震水平荷载）起控制作用。

随高度增加，侧移增加很快。

1.2高层建筑结构与造型一、从建筑材料来划分高层建筑的结构形式（一）砌体结构：加筋砌体结构8-18层住宅。

（二）钢筋混凝土结构：整体性好、刚度大、变形小；阻尼比高、舒适性佳；耐腐蚀、耐火、维护方便、造价低。

但截面大、自重大。

（三）钢结构：强度大、韧性大、易加工；断面小、自重轻、抗震性好；可在工厂加工、缩短工期、施工方便；但用钢量大、造价高；耐火性差。

（四）钢——混凝土混合结构：有钢骨钢筋混凝土构件和剪力墙用混凝土墙、梁柱用钢两种组合方式，在超高层中多用。

1.2高层建筑结构与造型（一）框架结构体系：1.概念：框架体系是我国采用较早的一种梁、板、柱结构体系。

柱网布置及尺寸1.2高层建筑结构与造型2.优缺点：优点：建筑平面布置灵活，可以做成有较大空间；外墙用非承重构件，可使立面设计灵活多变；构件类型少，易于标准化、定型化；可预制可现浇。

（现浇整体性好、抗震好）缺点：侧向刚度较小、侧移较大；在地震区，即使设计成延性框架，也会引起非结构构件的破坏。

3.适用范围：特别适用于各类公共建筑，建筑高度一般不超过60m。

但由于侧向刚度差，在高烈度地震区不宜采用。

1.2高层建筑结构与造型（二）剪力墙体系剪力墙体系是建筑物的内外纵横墙除了承受竖向荷载外，还要承受由水平荷载所引起的弯矩。

它承受水平荷载的能力较框架结构强，刚度大，水平位移小，现已成为高层住宅建筑的主体，建筑高度可达150m。

1．剪力墙的结构布置（1）横向布置（2）纵向布置（3）纵横向布置1.2高层建筑结构与造型2.优缺点：优点：刚度大、侧移小、空间整体性好；房内无梁柱棱角，整体美观。

缺点：间距小，平面布置不灵活；自重较大。

3.适用范围：广泛应用于非震区和地震区高层住宅建筑。

1.2高层建筑结构与造型（三）框架－剪力墙体系框架－剪力墙体系兼有框架和剪力墙体系的优点。

它是在框架结构平面中的适当部位设置钢筋混凝土墙，常用楼梯间、电梯间墙体作为剪力墙而形成框架－剪力墙体系。

1.优点：刚度和承载力提高；层间变形减小；减小非结构构件的破坏。

它具有平面布置灵活，能较好地承受水平荷载，且抗震性能好的特点。

2.适用范围：广泛应用于非震区和地震区的高层建筑。

适用于15～30层的高层建筑结构。

1.2高层建筑结构与造型3．结构布置原则：分散、均匀、周边、对称a.地震区纵横向布置，非地震区横向。

b.对称布置，设在端部，平面形状变化及静截大的部位。

c.剪力墙中心线与框柱载面重心体重合。

1.2高层建筑结构与造型（四）筒体体系筒体体系是框架和剪力墙结构发展而成的空间体系。

由框架或剪力墙围合成竖向井简，并以各层楼板将井壁相互边接起来，形成一个空间构架。

特征：承受很大的水平荷截。

根据其平面布置、组成数量的不同，又可分为框架－筒体、筒中筒、组合筒（束筒）三种体系。

筒体结构在抵抗水平力方面具有良好的刚度，并能形成较大的空间，且建筑平面布置灵活。

1.2高层建筑结构与造型1．筒体结构的类型实腹式¡ª¡ª剪力墙围合成。