高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第一節(jié)

1、1高高 層層 建建 筑筑 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì)2 土地少、人口多土地少、人口多節(jié)約土地、保證吃飯、基本建設(shè)節(jié)約土地、保證吃飯、基本建設(shè) 發(fā)展高層建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展高層建筑結(jié)構(gòu) 掌握高層建筑的優(yōu)、缺點(diǎn)掌握高層建筑的優(yōu)、缺點(diǎn)本課程對(duì)此類(lèi)結(jié)構(gòu)進(jìn)行探討本課程對(duì)此類(lèi)結(jié)構(gòu)進(jìn)行探討3目錄目錄 緒論緒論1 結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置2 荷載與地震作用荷載與地震作用3 高層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)高層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5 設(shè)計(jì)計(jì)算的基本規(guī)定4 高層剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)高層剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6 高層框架高層框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)74高層建筑：指層數(shù)較多、高度較高的建筑。國(guó)際：1972年國(guó)際高層建筑會(huì)議，建議把高層劃分為四類(lèi)

2、： 916層（H50M） 1725層（H 75M） 2640層（H 100M） 40層以上超高層（H 100M）美國(guó)：30或40層以上日本：大于20層住宅或大于30層的旅館、辦公樓我國(guó)：高層混凝土規(guī)范（ JGJ3- 2002）規(guī)定：住宅1010層及10層以上或 28米以上的高層民用建筑為高層建筑；建筑高度超過(guò)100m的建 筑均為超高層建筑。 防火規(guī)范（GB50045-95）規(guī)定：10層以上或 總高度超過(guò)24米以上 建筑為高層建筑。注注：高度指室外地面到主樓屋面不包括突出屋面的電梯機(jī)房等 民用住宅電梯要求8層，如南京地區(qū)7層1.1高層建筑的定義高層建筑的定義5序號(hào)名稱(chēng)地點(diǎn)總高度（M）層數(shù)動(dòng)土竣工

3、年月結(jié)構(gòu)材料結(jié)構(gòu)體系用途 迪拜塔（又稱(chēng)迪拜大廈或比斯迪拜塔）阿拉伯聯(lián)合酋長(zhǎng)國(guó)迪拜828地上:160地下:22004.92010.1鋼+砼單式結(jié)構(gòu)（由連為一體的管狀多塔組成）多用途臺(tái)北國(guó)際金融中心(101大樓)中國(guó)臺(tái)北508(448+60)地上:101地下:31999.72003.10鋼+砼內(nèi)筒+井字型巨型框架辦公上海環(huán)球金融中心中國(guó)上海492地上:101地下:32003.22008.8鋼+砼成組筒辦公石油大樓(雙峰塔)馬來(lái)西亞.吉隆坡451.9(377.9+74)地上:94地下:31993.121996.2鋼+砼砼內(nèi)筒+砼巨型外圓柱+鋼梁組合樓蓋多用途西爾斯大樓美國(guó)芝加哥520（443+77）

4、地上:110地下:319721974鋼成組筒辦公金茂大廈中國(guó)上海420.5地上:88地下:31994.51999.3鋼+砼核心砼筒+復(fù)合巨型柱+外伸鋼桁架多用途紐約世貿(mào)中心（被毀）美國(guó)紐約北樓:417南樓:415 地上:110地下:619621976鋼筒中筒辦公6 最高記錄第一高樓：哈利法塔，原名迪拜塔，第一高樓：哈利法塔，原名迪拜塔，又稱(chēng)迪拜大廈或比斯迪拜塔又稱(chēng)迪拜大廈或比斯迪拜塔【建筑現(xiàn)況】 已完工投入使用 【動(dòng)土?xí)r間】 2004年9月21日 【封頂時(shí)間】 2009年10月 【使用時(shí)間】 2010年1月4日 【建筑高度】 總高度828米（2,684英尺） 【建筑層數(shù)】 162層 【結(jié)構(gòu)形式

5、】 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 【抗震能力】 6.3級(jí)地震 【建筑造價(jià)】 105億（RMB） 【占地面積】 34.4公頃 【設(shè)計(jì)單位】 SOM-阿德里安史密斯 【建筑工人】 1.2萬(wàn)名 【建筑溫差】 底層-頂層： -10 【開(kāi)發(fā)單位】 伊瑪爾地產(chǎn) 【施工單位】 中國(guó)南通六建、韓國(guó)三星工程、 BESIX、 Arabtec7 高度記錄：高度記錄：哈利法塔與其他知名的高層建筑比較：最高的建筑：828 米（2,717英尺）（先前為 美國(guó)北達(dá)科塔州高628.8 米（2,063 英尺）的KVLY 電視塔） 最高的自立建筑：828 米（3,220英尺）（先前為加拿大國(guó)家電視塔 - 553.3 米（1,815 英尺） 最

6、多樓層數(shù)：162層（先前為已完成的西爾斯大樓110層、記錄上最多的紐約世貿(mào)中心110層） 最高混凝土結(jié)構(gòu)： 601.0 米（1,972 英尺） （先前為臺(tái)北101屋頂 - 449.2 米（1,474 英尺）8 樓層用途：樓層用途：9 第二高樓：中國(guó)臺(tái)北國(guó)際第二高樓：中國(guó)臺(tái)北國(guó)際金融中心金融中心 (也叫也叫TAIPEI101TAIPEI101大樓大樓) 【建設(shè)地點(diǎn)】：臺(tái)北市信義區(qū)西村里信義路五段7號(hào) 【開(kāi)工時(shí)間】：1999年7月 【竣工時(shí)間】：2003年10月17日 【占地面積】：30278平方米 【建筑面積】：28.95萬(wàn)平方米 【建筑高度】：508米 【建筑層數(shù)】：地上101層，地下3層 【

7、結(jié)構(gòu)形式】：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，新式的巨型結(jié)構(gòu) 【建筑造價(jià)】：580億元臺(tái)幣 【投資單位】：臺(tái)北金融大樓控股有限公司 【設(shè)計(jì)單位】：李祖原建筑師事務(wù)所 【建設(shè)用途】：購(gòu)物中心，辦公，觀景， 【施工單位】：KTRT 【英文名稱(chēng)】：Taipei 101（隱義Technology、 Art、 Innovation、 People、 Environment、Identity） 【別稱(chēng)】：臺(tái)北國(guó)際金融中心10 工程結(jié)構(gòu)：工程結(jié)構(gòu)：建筑:TAIPEI 101為世界首創(chuàng)的多節(jié)式摩天大樓 第27層至第90層共64層中，每8層為一節(jié)，一共8節(jié)，每八層所組成的倒梯形方塊形狀來(lái)自中國(guó)的鼎“為了增加大樓的彈性來(lái)避免強(qiáng)震所

8、帶來(lái)的破壞，臺(tái)北101的中心是由一個(gè)外圍8根鋼筋的巨柱所組成。 抵銷(xiāo)風(fēng)力所產(chǎn)生的搖晃主要設(shè)計(jì)是阻尼器，而大樓外形的鋸齒狀，經(jīng)由風(fēng)洞測(cè)試，能減少30-40%風(fēng)所產(chǎn)生的搖晃。 基樁由382根鋼筋混凝土構(gòu)成。中心的巨柱為雙管結(jié)構(gòu)，鋼外管，鋼加混凝土內(nèi)管，臺(tái)北101所使用的鋼至少有5種，依不同部位所設(shè)計(jì)，特別調(diào)制的混凝土，比一般混疑土強(qiáng)度強(qiáng)60%。 11 調(diào)質(zhì)阻尼器：調(diào)質(zhì)阻尼器： 為了因高空強(qiáng)風(fēng)及臺(tái)風(fēng)吹拂而造 成的搖晃，大樓內(nèi)設(shè)置了諧質(zhì)塊 阻尼器，是在88至92樓掛置一個(gè) 重達(dá)660公噸的巨大鋼球，利用擺動(dòng) 來(lái)減緩建筑物的晃動(dòng)幅度。據(jù)臺(tái)北 101告示牌所言，這也是全世界唯一 開(kāi)放游客觀賞的巨型阻尼器，

9、更是 目前全球最大之阻尼器。12 第三高樓：上海環(huán)球金融中心第三高樓：上海環(huán)球金融中心【開(kāi)工日期】 ：1997年年初首次開(kāi)工；后遭1997年亞洲金融危機(jī)停工，于2003年2月工程復(fù)工。 【竣工日期】 ： 2008年8月29日。 【用地面積】 ： 30,000 。 【占地面積】 ： 14,400 。 【建筑面積】 ： 381,600 。 【建筑層數(shù)】 ： 地上101層、地下3層 。 【建筑高度】 ： 492米 。 【結(jié)構(gòu)形式】 ： 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（SRC結(jié)構(gòu)）、鋼結(jié)構(gòu)（S結(jié)構(gòu)）。 【建筑造價(jià)】 ： 1050億日元（73億人民幣） 【投資單位】 ： 森海外株式會(huì)社（Forest Overseas

10、Co., Ltd.） 。 【建筑設(shè)計(jì)】 ： KPF建筑師事務(wù)所 。 【結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)】 ： 籟思理羅伯遜聯(lián)合股份有限公司(LERA) 。 【設(shè)計(jì)單位】 ： 上海現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)（集團(tuán)）有限公司、華東建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司 。 【施工單位】 ： 中國(guó)建筑工程總公司、上海建工（集團(tuán)）總公司總承包聯(lián)合體。 【所獲榮譽(yù)】 ： 2008年竣工的最佳高層建筑（美國(guó)芝加哥“高層建筑和城市住宅委員會(huì)”評(píng)選）。 13 上海環(huán)球金融中心建筑平面圖：上海環(huán)球金融中心建筑平面圖：Lower Floor Max. 12 TenantsHigher Floor Max. 14 Tenants14 上海環(huán)球金融中心五大上海環(huán)球金融中

11、心五大之最：之最：屋頂高度世界第一：492米，超過(guò)了之前屋頂高度世界第一的臺(tái)北101大樓（480米）。 人可達(dá)到高度世界第一：474米，大樓100層的觀光天閣是世界上人能到達(dá)的最高觀景平臺(tái)。 世界最高中餐廳：416米，設(shè)在93層的中餐廳，將成為全球最高中餐廳。 世界最高游泳池：366米，設(shè)在85層的游泳池，將奪得“世界最高游泳池”稱(chēng)號(hào)。 世界最高酒店：設(shè)在大樓79至93層的柏悅酒店，將成為世界最高酒店。 15第四高樓：馬來(lái)西亞吉第四高樓：馬來(lái)西亞吉 隆坡石油大樓隆坡石油大樓 【建設(shè)地點(diǎn)】：吉隆坡市中市KLCC 計(jì)劃區(qū)的西北角 【開(kāi)工時(shí)間】：1993年12月27日 【竣工時(shí)間】：1996年2月1

12、3日 【占地面積】：40公頃 【建筑面積】：28.95萬(wàn)平方米 【建筑高度】：452米 【建筑層數(shù)】：88層 【結(jié)構(gòu)形式】：高軋制鋼梁支托的金 屬板，鋼筋混凝土 【建筑造價(jià)】：20億馬幣 【投資單位】：馬來(lái)西亞石油公司 【設(shè)計(jì)單位】：凱撒培禮建筑事務(wù) 所西澤配利 【建設(shè)用途】：辦公 【英文名稱(chēng)】：The Petronas Twin Towers. 【別稱(chēng)】：佩重納斯大廈、馬來(lái)西亞 國(guó)家石油大廈、國(guó)家石油 雙塔、雙子塔 16 外部構(gòu)造：外部構(gòu)造：雙塔的外檐為152英尺（4636m）直徑的混凝土外筒，中心部位是748英尺754英尺高強(qiáng)鋼筋混凝土內(nèi)筒，18英寸高軋制鋼梁支托的金屬板與混凝土復(fù)合樓板將

13、內(nèi)外筒連系在一起。4架鋼筋混凝土空腹格梁在第38層內(nèi)筒四角處與外筒結(jié)合。塔樓由一個(gè)筏式基礎(chǔ)和長(zhǎng)達(dá)340英尺但達(dá)不到基巖層之4英尺9尺截面長(zhǎng)方形摩擦樁，或稱(chēng)作發(fā)卡樁承托。位于圓形與正方形重送交接點(diǎn)位置處的16根混凝土柱子支承上部結(jié)構(gòu)荷載。 17世界之最：世界之最： 連接雙子塔的空中走廊是 目前世界上最高的過(guò)街橋。 站在這里，可以俯瞰馬來(lái)西 亞最繁華的景象。雙子塔內(nèi) 有全馬來(lái)西亞最高檔的商 店，銷(xiāo)售的都是品牌商品， 當(dāng)然價(jià)格也是最高的。塔內(nèi) 有東南亞最大的古典交響音 樂(lè)廳Dewan古典交響音 樂(lè)廳。 18 第五高樓：美國(guó)芝加哥西爾斯第五高樓：美國(guó)芝加哥西爾斯大樓大樓【建設(shè)地點(diǎn)】：美國(guó)伊利諾伊州芝加

14、哥 【現(xiàn)名】：韋萊集團(tuán)大廈（2009年7月16 日改名） 【開(kāi)工時(shí)間】：1972年 【竣工時(shí)間】：1974年 【建筑面積】：418000平方米 【建筑高度】：443米（527.3米含天線(xiàn)） 【建筑層數(shù)】：地上110層，地下3層 【結(jié)構(gòu)形式】：高層建筑抗風(fēng)結(jié)構(gòu) 【建筑造價(jià)】：39億 【投資單位】：西爾斯百貨公司 【設(shè)計(jì)單位】：SOM建筑師事務(wù)所 【建設(shè)用途】：辦公 【英文名稱(chēng)】：Sears Tower 【別稱(chēng)】：希爾斯大廈19西爾斯大樓結(jié)構(gòu)：西爾斯大樓結(jié)構(gòu)：整幢大廈被當(dāng)作一個(gè)懸挑的束筒空間結(jié)構(gòu)，離地面越遠(yuǎn)剪力越小，大廈頂部由風(fēng)壓引起的振動(dòng)也明顯減輕。大廈采用由鋼框架構(gòu)成的成束筒結(jié)構(gòu)體系，外部用黑

15、鋁和鍍層玻璃幕墻圍護(hù)。其外形的特點(diǎn)是逐漸上收的，即150層為9個(gè)寬度為23.86米的方形筒組成的正方形平面；5166層截去一對(duì)對(duì)角方筒單元；6790層再截去另一對(duì)對(duì)角方筒單元，形成十字形；91110層由兩個(gè)方筒單元直升到頂。2021第六高樓：上海金茂大廈第六高樓：上海金茂大廈【建設(shè)地點(diǎn)】：中國(guó)上海浦東新區(qū)世 紀(jì)大道88號(hào)【開(kāi)工日期】：1994年5月10日 【竣工日期】：1999年3月18日 【占地面積】：2.3公頃 【建筑面積】：29萬(wàn)平方米 【建筑層數(shù)】：地上88層，地下3層 【建筑高度】：420.5米 【結(jié)構(gòu)形式】：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 【建筑造價(jià)】：50億 【投資單位】：中國(guó)金茂（集團(tuán)）股 份

16、有限公司 【建筑設(shè)計(jì)】：美國(guó)芝加哥SOM設(shè)計(jì) 事務(wù)所,、主創(chuàng)建筑師 Adrian Smith 【英文名稱(chēng)】：Jinmao Building 22結(jié)構(gòu)平面立面圖：結(jié)構(gòu)平面立面圖：2324 最新結(jié)構(gòu)技術(shù)：最新結(jié)構(gòu)技術(shù)： 商品砼和散裝水泥應(yīng)用技術(shù) 粗直徑鋼筋連接技術(shù) 新型模板與腳手架應(yīng)用技術(shù) 高強(qiáng)混凝土技術(shù) 建筑節(jié)能技術(shù) 硬聚氯乙烯塑料管的應(yīng)用技術(shù) 粉煤灰綜合利用技術(shù) 建筑防水工程新技術(shù) 現(xiàn)代管理技術(shù)與計(jì)算機(jī)應(yīng)用 25第七高樓：美國(guó)紐約第七高樓：美國(guó)紐約世貿(mào)中心姐妹樓世貿(mào)中心姐妹樓【建設(shè)地點(diǎn)】：美國(guó)的紐約州 紐約市 曼 哈頓島西南端 【開(kāi)工日期】：1962年 【竣工日期】：1976年 【占地面積】：

17、6.5公頃 【建筑面積】：每幢摩天樓面積46.6萬(wàn) 平方米 【建筑層數(shù)】：地上110層，地下6層 【建筑高度】：北樓:417米，南樓:415米【結(jié)構(gòu)形式】：鋼結(jié)構(gòu) 【建筑造價(jià)】：7億美元 【投資單位】：紐約州和新澤西州的港 務(wù)局 【建筑設(shè)計(jì)】：美籍日裔建筑師M雅馬 薩基26 世界貿(mào)易中心遭撞擊示意圖：世界貿(mào)易中心遭撞擊示意圖：27 世界貿(mào)易中心南塔樓倒塌后：世界貿(mào)易中心南塔樓倒塌后：28 世界貿(mào)易中心北塔樓倒塌后：世界貿(mào)易中心北塔樓倒塌后：29 夕陽(yáng)下的世貿(mào)夕陽(yáng)下的世貿(mào)追思：追思：3031 南京紫峰大廈南京紫峰大廈【建設(shè)地點(diǎn)】：位于南京鼓樓區(qū)鼓樓廣場(chǎng)，東至中央路，西至北京西路?！鹃_(kāi)工日期】：2

18、005年5月底 【竣工日期】：2008年9月28日 【占地面積】：18721m2 【建筑面積】：260000 m2 【建筑層數(shù)】：地上89層，地下3層 【建筑高度】：381米+69米， 【施工單位】：上海建工 【建筑造價(jià)】：40億 【投資單位】：南京國(guó)資集團(tuán)、上海綠地集團(tuán) 【建筑設(shè)計(jì)】：由美國(guó)著名設(shè)計(jì)單位SOM與華東建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司合作設(shè)計(jì) 32 1.2發(fā)展高層建筑的意義高層建筑的意義 在現(xiàn)代化大都市中，過(guò)度的人口和建筑密度，城市用地日趨緊張，真可謂寸土千金，使得人們不得不向空間發(fā)展。 意義：（1）節(jié)約用地； （2）節(jié)省城市基礎(chǔ)設(shè)施費(fèi)用； （3）改善城市市容。 高層建筑的出現(xiàn)，不僅改變了

19、城市的建筑布局，而且為當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展起到了巨大的帶動(dòng)作用。 隨著高性能材料的不斷研制和開(kāi)發(fā)，結(jié)構(gòu)形式合理性的進(jìn)一步研究，可以預(yù)見(jiàn)，在今后的土木工程領(lǐng)域，高層建筑仍將是世界各國(guó)在城市建設(shè)中的主要形式，扮演重要的角色。因此，掌握高層建筑的設(shè)計(jì)知識(shí)，是對(duì)土木工程領(lǐng)域技術(shù)人員的基本要求。33 1.3 高層建筑的特點(diǎn)高層建筑的特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：高層建筑具有占地面積少、建筑面積大、造型特殊、集中化程度高、有較好的日照、采光和通風(fēng)效果等優(yōu)點(diǎn)。正是這些優(yōu)點(diǎn)，使得高層建筑在現(xiàn)代化大都市中得到了迅速的發(fā)展。 缺點(diǎn)：隨著建筑高度的增加，建筑的防火、防災(zāi)、熱島效應(yīng)等已成為人們急待解決的難題。 此外，從受力角度來(lái)看，隨著高層建筑高度的增加，水平荷載（風(fēng)載及地震作用）對(duì)結(jié)構(gòu)起的作用將越來(lái)越大。 34 1.4 高層建筑的材料高