同濟(jì)大學(xué) 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第一章 11-12

1、1 . 1 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 的 概 念1.高層建筑結(jié)構(gòu)的定義2.最早的高層建筑3.最高的高層建筑高層建筑 Tall building High-rise building Skyscraper通常以建筑的高度和層數(shù)兩個(gè)指標(biāo)來(lái)判定，但世界范圍內(nèi)目前還沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的劃分標(biāo)準(zhǔn)。房屋高度自室外地面至房屋主要屋面的高度1.國(guó)外： 美國(guó)規(guī)定：高度為2225m以上或7層以上建筑為高層建筑； 英國(guó)規(guī)定：高度為24.3m以上的建筑為高層建筑； 日本規(guī)定：8層以上或高度超過(guò)31m的建筑為高層建筑。2.我國(guó)： 高層民用建筑設(shè)計(jì)規(guī)范GB50045-95 和高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 GBJ50045-2002規(guī)

2、定： 10層的居住建筑（包括首層設(shè)置商業(yè)服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)的住宅）或24m的公共建筑。 1 . 1 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 的 概 念世界最早的高層建筑：美國(guó)芝加哥的10層的家庭保險(xiǎn)大樓；建于1885年；采用鋼柱和磚墻為結(jié)構(gòu)體系。1 . 1 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 的 概 念1 . 1 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 的 概 念保持世界最高建筑地位最久的高層建筑：帝國(guó)大廈（Empire State Building）；竣工時(shí)間1931；建筑高度448.7米（含天線）保持世界最高樓時(shí)間：40年（1931-1972）。1 . 1 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 的 概 念美國(guó)最后一位世界第一的高層建筑：西爾斯大廈（Sear

3、s Tower）；美國(guó)芝加哥1973年；442.3米（含天線527.3米）；保持世界最高樓時(shí)間：25年（1973-1998）。1 . 1 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 的 概 念國(guó)油雙峰塔（Petronas Twin Towers)(別稱(chēng)佩重納斯大廈、國(guó)家石油大廈、國(guó)油雙塔及雙子塔）；馬來(lái)西亞吉隆坡 1998年；452米（含天線）；保持世界最高樓時(shí)間：6年（1998-2004）。1 . 1 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 的 概 念囊括了當(dāng)時(shí)高度項(xiàng)目中3個(gè)第一，包括“世界最高建筑物”、“世界最高使用樓層”、“世界最高屋頂高度”，美國(guó)芝加哥的席爾斯大樓（Sears Tower）僅保有“世界最高天線高度”的最高

4、紀(jì)錄。1 . 1 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 的 概 念臺(tái)北101大廈（TAIPEI 101）；中國(guó)臺(tái)灣臺(tái)北市 2004年；448米，509.2米（含天線）；保持世界最高樓時(shí)間：6年（2004-2010）。哈利法塔（迪拜塔，Khalfa tower）；阿聯(lián)酋迪拜 2010年；828米；保持世界最高樓時(shí)間：2010今。哈利法塔作了前所未有的重大突破，采用了下部混凝土結(jié)構(gòu)、上部鋼結(jié)構(gòu)的全新結(jié)構(gòu)體系。-30601m為鋼筋混凝土剪力墻體系；601828m為鋼結(jié)構(gòu)，其中601760m采用帶斜撐的鋼框架。1 . 1 高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu) 的 概 念1、產(chǎn)生緣由產(chǎn)業(yè)革命，大工業(yè)興起，城市人口劇增，地價(jià)昂貴 優(yōu)

5、點(diǎn)：節(jié)省城建投資 缺點(diǎn)：防火要求 其他因素 計(jì)算理論，新材料，計(jì)算機(jī)應(yīng)用，電梯的發(fā)明高層2、發(fā)展史古代（國(guó)內(nèi)古建筑）公元523年，河南登封縣磚砌筒體和木樓板建筑的嵩岳寺塔，嵩岳寺塔為密檐式磚塔，平面為十二邊形。共10層，塔高37.6米，底層直徑10.16米，內(nèi)徑5米余，壁體厚2.5米1.2國(guó)內(nèi)外高層建筑的歷史和現(xiàn)狀公元704年（唐代）西安大雁塔，磚木結(jié)構(gòu)，磚砌塔身，木樓板，大雁塔是樓閣式磚塔，共7層，高64.517米，底層邊長(zhǎng)25米,塔身呈方形角錐體，坐落在底面積42.548.5米，高4.2米的方形磚臺(tái)上 河北省定縣開(kāi)元寺料敵塔，建于公元10011055年（北宋咸平年間），用于監(jiān)視敵情。平面為

6、正八角形，底部邊長(zhǎng)9.8m，采用磚砌雙層筒體，即筒中筒體系，外筒壁厚3m，共11層，總高82m 古代1.2國(guó)內(nèi)外高層建筑的歷史和現(xiàn)狀近代（形成期）1819年美國(guó)芝加哥16層Monadnock大樓，磚承重墻體系，底部八層磚墻1.8m厚1801年美國(guó)曼徹斯特7層棉紡廠房，廠房?jī)?nèi)部采用鑄鐵框架承重1854美國(guó)長(zhǎng)島黑港采用熟鐵建造燈塔1883美國(guó)11層保險(xiǎn)公司，生鐵柱，熟鐵梁1889 9層 Second Rand Merally大樓，全鋼框架（世界第一棟高層建筑） 1.2國(guó)內(nèi)外高層建筑的歷史和現(xiàn)狀廣州南方大廈1922 年 50米上海海關(guān)大樓1927年 79.3米上海國(guó)際飯店1934 年83.8米我國(guó)2

7、0世紀(jì)20年代高層建筑1.2國(guó)內(nèi)外高層建筑的歷史和現(xiàn)狀廣州南方大廈1922 年 50米上海海關(guān)大樓1927年 79.3米上海國(guó)際飯店1934 年83.8米1.2國(guó)內(nèi)外高層建筑的歷史和現(xiàn)狀現(xiàn)代（發(fā)展期） 20世紀(jì)，鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的進(jìn)步、電梯的發(fā)明，房屋建筑高度越來(lái)越高框架抗側(cè)力體系加豎向支撐或剪力墻來(lái)增強(qiáng)抗側(cè)剛度和強(qiáng)度1905年 50層Metrop Litann大樓1913年 60層高234m的沃爾沃斯（Woolworth）大樓1929年 319m的Charysler大廈1931年 102層381m帝國(guó)大廈（采用平面結(jié)構(gòu)理論，用鋼量為206kg/m2）帝國(guó)大廈（Empire State Buildi

8、ng）是長(zhǎng)時(shí)期以來(lái)象征著紐約的摩天大樓，與自由女神像同為紐約的標(biāo)志，曾40年享受世界最高建筑的美譽(yù)。大廈高達(dá)102層，381米。在美國(guó)經(jīng)濟(jì)最蕭條、最不景氣之際之時(shí)，僅用兩年時(shí)間完工，耗資 $4000萬(wàn)之多.1.2國(guó)內(nèi)外高層建筑的歷史和現(xiàn)狀二戰(zhàn)結(jié)束后 地價(jià)昂貴、平面結(jié)構(gòu)理論三維立體結(jié)構(gòu)理論、輕質(zhì)材料 1972年世界貿(mào)易中心(Twin Towers)高402m110層鋼結(jié)構(gòu)1974年 西爾斯大廈 442m（立體結(jié)構(gòu)框筒束體系，用鋼量161kg/m2,與帝國(guó)大廈相比減少20） 鋼結(jié)構(gòu) 希爾斯大廈，美國(guó)芝加哥，442米（1974賣(mài)了將近90億美元，希爾斯大廈成功成為芝加哥的運(yùn)轉(zhuǎn)的樞紐，有13000名雇

9、員在芝加哥這個(gè)大屋頂下工作。希爾斯吹牛說(shuō)，這座大廈的高度已經(jīng)是聯(lián)邦航空局所能允許的極限！事實(shí)上，直到現(xiàn)在，它依然是北美大陸的第一高樓。當(dāng)年的說(shuō)法是在一個(gè)好天氣登上頂樓，你能看到四個(gè)州。1996年吉隆坡建成石油大廈，88層，高450m，是鋼與混凝土混合結(jié)構(gòu)，目前世界最高建筑。1.2國(guó)內(nèi)外高層建筑的歷史和現(xiàn)狀繁榮期 中國(guó)：（60年代末開(kāi)始建高層） 1968年 廣州賓館 27層(60年代最高建筑）1976年 白云賓館（廣州）33層（7685年最高建筑）中國(guó)銀行（香港） 72層，高364m廣州賓館1968年 86.51米廣州白云賓館1976年 114.5米深圳國(guó)貿(mào)大廈1985 年160米1.2國(guó)內(nèi)外高

10、層建筑的歷史和現(xiàn)狀中銀大廈（Bank Of China Tower）；竣工時(shí)間1990；70層,建筑高度367.4米;建成時(shí)是香港最高的建筑物，亦是美國(guó)地區(qū)以外最高的摩天大廈；結(jié)構(gòu)采用4角12層高的巨形鋼柱支撐，室內(nèi)無(wú)一根柱子；外型像竹子的“節(jié)節(jié)高升”，象征著力量、生機(jī)、茁壯和銳意進(jìn)取的精神；基座的麻石外墻代表長(zhǎng)城，代表中國(guó)。1.2國(guó)內(nèi)外高層建筑的歷史和現(xiàn)狀廣東國(guó)際大廈 1991年 200米地王大廈1996年 383米中信廣場(chǎng)1997 年391米我國(guó)90年代高層建筑1.2國(guó)內(nèi)外高層建筑的歷史和現(xiàn)狀90年代以后，由于亞洲經(jīng)濟(jì)的崛起，西太平洋沿岸的日本、朝鮮、韓國(guó)、中國(guó)大陸、香港、臺(tái)灣、新加坡和馬

11、來(lái)西亞等國(guó)家和地區(qū)，陸續(xù)建造了高度超過(guò)200m、300m、400m的高層建筑，成為繼美國(guó)之后新的高層建筑中心。目前，我國(guó)相繼建成了金茂大廈、上海環(huán)球金融中心、上海中心等超高建筑，世界各地還有一些高層建筑正在醞釀中，相信不久還有可能出現(xiàn)更高的高層建筑。1.2國(guó)內(nèi)外高層建筑的歷史和現(xiàn)狀上海金茂大廈辦公層平面客房平面第88層平面剖面1.2國(guó)內(nèi)外高層建筑的歷史和現(xiàn)狀金茂大廈（Jin Mao Tower）；竣工時(shí)間1999；88層,建筑高度420.5米;RC核心筒+外框型鋼混凝土柱及鋼柱，88層，高420m， 7度抗震設(shè)防1.2國(guó)內(nèi)外高層建筑的歷史和現(xiàn)狀421米（1999金茂大廈是中國(guó)最高的大廈，也是世

12、界第三高樓。這座大樓充分顯示了上海上升為現(xiàn)代城市的雄心。金茂大廈融合了西方標(biāo)準(zhǔn)和東方神韻，最初的設(shè)計(jì)中建筑頂部有個(gè)圓環(huán)，后來(lái)為中國(guó)的權(quán)威人士所否定，原因是圓環(huán)看上去象個(gè)升起的太陽(yáng)，讓人聯(lián)想起日本帝國(guó)主義。結(jié)果，就成了現(xiàn)在的樣子金茂大廈于1992年12月17日被批準(zhǔn)立項(xiàng)，1994年5月10日動(dòng)工，1997年8月28日結(jié)構(gòu)封頂，至1999年3月18日開(kāi)張營(yíng)業(yè)，當(dāng)年8月28日全面營(yíng)業(yè)。金茂大廈占地2.3公頃，塔樓高420.5米，總建筑面積29萬(wàn)平方米 1.2國(guó)內(nèi)外高層建筑的歷史和現(xiàn)狀上海環(huán)球金融中心上海環(huán)球金融中心 RC核心筒+外伸桁架和巨型（型鋼）柱(三重結(jié)構(gòu)體系)， 101層，高492m，7度抗

13、震設(shè)防1.2國(guó)內(nèi)外高層建筑的歷史和現(xiàn)狀 【開(kāi)工日期】：1997年年初；2003年2月工程復(fù)工?！究⒐と掌凇浚?2008年8月29日?！居玫孛娣e】： 30,000 平方米 ?！菊嫉孛娣e】： 14,400 平方米?！窘ㄖ娣e】： 381,600 平方米?！窘ㄖ訑?shù)】： 地上101層、地下3層 ?！窘ㄖ叨取浚?492米 ?！窘Y(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。（約10億美元）【投資單位】： 森海外株式會(huì)社（Forest Overseas Co., Ltd.） 。【建筑設(shè)計(jì)】： KPF建筑師事務(wù)所 ?！窘Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)】： 籟思理羅伯遜聯(lián)合股份有限

14、公司(LERA) ?！驹O(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 ?！臼┕挝弧浚?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）。 上海環(huán)球金融中心概況1.2國(guó)內(nèi)外高層建筑的歷史和現(xiàn)狀1.2國(guó)內(nèi)外高層建筑的歷史和現(xiàn)狀 巨型柱為鋼骨混凝土組合結(jié)構(gòu)。鋼骨截面采用熱軋型鋼或焊接組合截面。龐大的巨型柱位于建筑物的各個(gè)角部，它們可以非常有效地抵抗來(lái) 自風(fēng)和地震的側(cè)向荷載。結(jié)構(gòu)體系及特點(diǎn)1.2國(guó)內(nèi)外高層建筑的歷史和現(xiàn)狀1.2國(guó)內(nèi)外高層建筑的歷史和現(xiàn)狀英文名稱(chēng)：Shanghai Tower。 開(kāi)工時(shí)間：20