第一章高層建筑

11.1高層建筑概況1.1.1高層建筑的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀高層建筑是城市快速發(fā)展的結(jié)果鋼鐵框架結(jié)構(gòu)和電梯為高層建筑產(chǎn)生發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)美國芝加哥是高層建筑發(fā)源地芝加哥家庭保險(xiǎn)公司大樓是第一棟真正意義的高層建筑高層建筑的造型發(fā)展演變分四個(gè)時(shí)期：

芝加哥時(shí)期（1865~1893）、古典主義時(shí)期（1893~1929）現(xiàn)代主義時(shí)期（二戰(zhàn)后~1970年代）、后現(xiàn)代主義時(shí)期（1970年代至今）

2家庭保險(xiǎn)大樓（HomeInsuranceBuilding）建于1885年，位于美國伊利諾州的芝加哥，樓高10層，42米，公認(rèn)為世界第一幢摩天建筑，由美國建筑師威廉·詹尼設(shè)計(jì)。1890年這座大樓又加建2層，增高至55米。下面6層使用生鐵柱、熟鐵梁框架，上面4層是鋼框架，墻僅承受自己的重量。最后拆毀于1931年。1.1.1.1芝加哥學(xué)派首先考慮經(jīng)濟(jì)、效率、速度、面積，功能優(yōu)先，風(fēng)格次之，基本不考慮裝飾。

即“形式追隨功能”的設(shè)計(jì)思想體型與風(fēng)格大都表達(dá)骨架建筑的內(nèi)涵，強(qiáng)調(diào)橫向水平效果，采用扁闊的大窗，即“芝加哥窗”，形成網(wǎng)格式簡單立面。34芝加哥百貨公司大廈C.P.S.芝加哥百貨公司大廈建于1899～1904年間，由L.H.沙利文設(shè)計(jì)，并作為沙氏的代表作載入史冊。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)生變化的時(shí)刻，他主張適應(yīng)新的條件，創(chuàng)造新建筑。它的立面處理直率地反映出框架結(jié)構(gòu)的特征，大部分采用橫向長窗。自C.P.S.百貨公司大廈問世以后，因采用框架結(jié)構(gòu)而誕生的橫向扁平窗成為風(fēng)靡一時(shí)的新形式，被人們贈(zèng)以“芝加哥窗”的美名。該建筑是一座跨世紀(jì)的建筑，它既包涵著過去，又啟示了未來51.1.1.2古典復(fù)興1893年，芝加哥博覽會(huì)后，高層建筑的發(fā)展中心由芝加哥逐漸裝異到紐約。此時(shí)，在運(yùn)用新材料，新結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，將建筑功能與建筑風(fēng)格聯(lián)系起來，呈現(xiàn)出折中主義的面貌。6克萊斯勒大廈威廉·范·阿倫克萊斯勒大廈是受克萊斯勒汽車制造公司的創(chuàng)建者沃爾特·P·克萊斯的委托而建造的。它建于1926年—1931年，坐落在美國紐約市。它是第一座摩天大樓，高度超過305米77層。右圖：金屬鷹滴水嘴從61樓上凝視著下面的街道。沃爾特·P·克萊斯勒要求將它們制成看上去與汽車散熱器帽蓋的裝飾物一樣，作為他顯赫的汽車制造帝國的標(biāo)記。7克萊斯勒大廈是高319米（1,047英尺），在1931年帝國大廈完工前一直是最高大樓?？巳R斯勒大廈被視為一個(gè)典型的裝飾藝術(shù)建筑，大多數(shù)的當(dāng)代建筑師認(rèn)為克萊斯勒大廈仍是紐約市最優(yōu)秀的裝飾藝術(shù)大樓。81.1.1.3現(xiàn)代主義以密斯為代表的講究技術(shù)精美的傾向占據(jù)主導(dǎo)地位，簡潔的鋼結(jié)構(gòu)玻璃盒子到處盛行。芝加哥湖濱公寓馬賽公寓世貿(mào)中心雙塔大樓9芝加哥湖濱公寓該公寓位于美國芝加哥密歇根湖畔，建于1951年—1953年，由建筑師密斯設(shè)計(jì)，公寓由兩幢26層高的“方盒子”組成，全部由鋼和玻璃標(biāo)準(zhǔn)件構(gòu)成，內(nèi)部大空間可由住戶隨意進(jìn)行靈活隔斷。這種形式的建筑成為以后美國以至全世界所流行的玻璃盒子式摩天樓的“樣板”，被人們稱為“密斯風(fēng)格”。10馬賽公寓勒·柯布西耶認(rèn)為在現(xiàn)代條件下，城市既可以保持人口的高密度，又可以形成安靜衛(wèi)生的環(huán)境。他的理想的現(xiàn)代城市就是中心區(qū)有巨大的摩天大樓，外圍是高層的樓房，樓房之間有大片的綠地，現(xiàn)在化的整齊的道路網(wǎng)布置在不同標(biāo)高的平面上，人們生活在“居住單位”中。11馬賽公寓長165米，寬24米，高56米。地面層是敞開的柱墩，上面有17層，其中1-6層和9-17層是居住層，可住337戶1600人。這里有23種適合各種類型住戶的單元，從單身漢到有八個(gè)孩子的家庭都可找到合適的住房。大部分住戶采用“躍層式”的布局，有獨(dú)用小樓梯上下聯(lián)接；每三層只需設(shè)一條公共走道，節(jié)省了交通面積。12世貿(mào)中心雙塔大樓世貿(mào)中心全稱－紐約世界貿(mào)易中心（WorldTradeCenter，1973年—2001年9月11日，簡稱世貿(mào)中心）原為美國紐約的地標(biāo)之一，山崎實(shí)設(shè)計(jì)，建于1962年－1976年。占地6.5公頃，由兩座110層（另有6層地下室）高411.5米的塔式摩天樓和4幢辦公樓及一座旅館組成。摩天樓平面為正方形，邊長63米，每幢摩天樓面積46.6萬平方米。在2001年9月11日的9.11恐怖襲擊事件中坍塌。1314紐約世界貿(mào)易中心110層412m高，采用框筒結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)粘彈性阻尼裝置（美籍日裔山崎實(shí)設(shè)計(jì)）151.1.1.4后現(xiàn)代主義60年代末，在現(xiàn)代建筑的主流下，建筑思潮向多元化發(fā)展，后現(xiàn)代主義建筑創(chuàng)作蓬勃發(fā)展。結(jié)構(gòu)技術(shù)環(huán)境概念生態(tài)技術(shù)在多元化的建筑發(fā)展中日益受到到重視16東京世紀(jì)塔（結(jié)構(gòu)藝術(shù)風(fēng)格）香港中銀大樓（結(jié)構(gòu)藝術(shù)風(fēng)格）勞埃德大夏（高技派）香港匯豐銀行（高技派）法蘭克福商業(yè)銀行（生態(tài)型）17香港中國銀行1982年底設(shè)計(jì)，1985年4月動(dòng)工，1990年5月建成，樓高315米（連通訊天線在內(nèi)為367.4米），70層。

18香港中國銀行平面簡圖角柱南立面巨型桁架勞埃德大廈英國倫敦、1986年，由理查德·羅杰斯設(shè)計(jì)（巴黎逢皮杜藝術(shù)中心設(shè)計(jì)者）

夸張地使用高科技特征，不斷暴露結(jié)構(gòu)，大量使用不銹鋼、鋁和其它金屬材料，形成閃閃發(fā)光科幻般的建筑。但結(jié)構(gòu)是承擔(dān)單向樓板的鋼筋混凝土框架，柱缺直接的側(cè)向支撐1920法蘭克福商業(yè)銀行總部大樓建于1996年，高190m，61層，英國建筑師諾曼·福斯特與英國OveArup&Partners公司工程師合作設(shè)計(jì)，“世界上第一座生態(tài)型超高層建筑”。21法蘭克福商業(yè)銀行總部大22法蘭克福商業(yè)銀行總部大樓當(dāng)今的世界十大高層建筑第一：阿聯(lián)酋哈里發(fā)塔（迪拜塔）828m第二：上海中心大廈632m（主體高580m）第三：紐約自由塔541m（主體417m）第四：臺(tái)北101大廈508m（頂層樓板高449m）第五：上海環(huán)球金融中心492m第六：吉隆坡雙塔452m第七：廣州塔（塔體450m加天線600m）第八：芝加哥希爾斯大廈443m第九：廣州國際金融中心438m第十：上海經(jīng)貿(mào)大廈421m23哈里發(fā)塔24哈利法塔原名迪拜塔，位于阿拉伯聯(lián)合酋長國迪拜，有160層，總高828米。由韓國三星公司負(fù)責(zé)營造，2004年9月21日開始動(dòng)工，2010年1月4日竣工啟用，同時(shí)正式更名哈利法塔。上海中心大廈25上海中心大廈方案由美國Gensler建筑設(shè)計(jì)事務(wù)所完成，主體建筑結(jié)構(gòu)高度為580米，總高度632米，總投入將達(dá)148億元，占地約3萬㎡，總面積574058㎡。地下5層，地上124層，為鋼筋混凝土核心筒-外框架結(jié)構(gòu)。開工時(shí)間2008年11月29日，預(yù)計(jì)2014年竣工交付使用。紐約自由塔26自由塔方案由Skidmor/Owings/Merri事務(wù)所的DavidChilds設(shè)計(jì)，主體建筑結(jié)構(gòu)高度為417米，總高度541.3米，地下4層，地上82層，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，頂部建有風(fēng)力發(fā)電機(jī)。開工時(shí)間2006年4月27日，預(yù)計(jì)2013年竣工交付使用。臺(tái)北101大廈27設(shè)計(jì)師李祖原，總高508米，主體449米，地上101層，地下5層，鋼筋混凝土巨型結(jié)構(gòu)，開工時(shí)間1999年7月，2003年10月17日竣工。28上海環(huán)球金融中心2003年2月23日破土動(dòng)工，2008年建成，492m高，地上101層，地下3層，底部尺寸57.95m×57.95m，高寬比8.49，日資建造，美國KPF設(shè)計(jì)事務(wù)所威廉·佩德森設(shè)計(jì)（華東建筑設(shè)計(jì)院為設(shè)計(jì)顧問），采用中美規(guī)范。

29上海環(huán)球金融中心30上海環(huán)球金融中心28～30層52～55層88～91層31框架剪力墻框架-剪力墻筒體其它鋼砼組合構(gòu)件混合結(jié)構(gòu)32◆抗側(cè)力體系由單重到雙（多）重

◆由平面到空間◆桁架應(yīng)用◆趨向周邊布置結(jié)構(gòu)◆用巨型結(jié)構(gòu)應(yīng)對(duì)不規(guī)則挑戰(zhàn)33超高層建筑發(fā)展簡況上海金茂421m石油雙塔452m環(huán)球金融492m341.1.2高層建筑的分類P6……高層結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展和應(yīng)用材料高強(qiáng)化建筑輕量化結(jié)構(gòu)混合化動(dòng)力反應(yīng)智能化351.2高層建筑結(jié)構(gòu)與造型1.2.1結(jié)構(gòu)形式砌體結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼-鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)361.2.2結(jié)構(gòu)體系框架結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu)筒體結(jié)構(gòu)組合體系371.2.2.1.框架結(jié)構(gòu)■結(jié)構(gòu)特點(diǎn)38水平力作用下變形柱彎矩39一.框架結(jié)構(gòu)40■適用尺度■概念設(shè)計(jì)梁端塑性鉸柱端塑性鉸41填充墻使柱剪切破壞42蒸壓加氣砼墻板4344451.2.2.1.剪力墻結(jié)構(gòu)■結(jié)構(gòu)特點(diǎn)46整體小開口框架變形47柳京大廈地上101層，地下4層48廣州白天鵝賓館1979年設(shè)計(jì)（廣州市設(shè)計(jì)院）主體高90.35m，總高100m地下、主體33、屋頂3層單位自編通用程序砼：1～15層300#，

16～24層300#

25層以上200#墻厚450mm～200mm板厚200mm49廣州白天鵝賓館50北京國際飯店建設(shè)部設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)1987年建成開業(yè)，8度設(shè)防主體高85m，總高104.4m地下3、主體27、屋頂4層單位自編通用程序砼：1、2層350#，其余300#墻厚600mm～200mm板厚180mm～120mm51北京國際飯店54.1m14.6m67.4m14.6m52深圳紅嶺大廈深圳市建筑設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)1984年設(shè)計(jì)，6度設(shè)防主體高78.4m，總高86.4m主體28、屋頂4層ETS3--中建院程序砼：1～6層300#，

7～17層250#

18層以上200#墻厚500mm～180mm板厚130mm53深圳紅嶺大廈541.2.2.3.框架-剪力墻（支撐）結(jié)構(gòu)■結(jié)構(gòu)特點(diǎn)上海交大包兆龍圖書館551.2.2.3.框架-剪力墻（支撐）結(jié)構(gòu)565758上海虹橋賓館上海華東建筑設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)1988年建成開業(yè)，7度設(shè)防，主體高95m，總高103.7m地下2、主體34、屋頂1層單位自編空間桿-薄壁桿程序砼：300#，一般柱700mm×700mm墻厚300mm～180mm板厚160mm59上海虹橋賓館±0.00095.00060深圳北方大廈兵器工業(yè)部第五設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)1984年設(shè)計(jì)，6度設(shè)防主體高81.6m，總高84.49m地下1、主體23、屋頂2層程序：①上海建研院TSP②北京市院SPS-301

③北大袁明武SAP-81砼：450#～200#一般柱800mm×700mm墻厚400mm～200mm板厚160mm61深圳北方大廈62深圳發(fā)展中心大廈華森建筑與工程設(shè)計(jì)顧問公司設(shè)計(jì)1985年設(shè)計(jì)，6度設(shè)防鋼框架-鋼骨砼墻結(jié)構(gòu)主體高151m，總高164m，高寬比4.2地下1、主體40、屋頂2層程序：美國STRUDL砼：400#～300#箱型鋼柱1070mm×1070mm×130mm墻厚800mm壓型鋼板-砼板115mm～166mm挖孔樁基63深圳發(fā)展

中心大廈R1R964鋼支撐抗側(cè)力構(gòu)件中心支撐65鋼支撐抗側(cè)力構(gòu)件66鋼支撐抗側(cè)力構(gòu)件67鋼支撐抗側(cè)力構(gòu)件偏心支撐68鋼支撐抗側(cè)力構(gòu)件691.2.2.4.框架-核心筒結(jié)構(gòu)■結(jié)構(gòu)特點(diǎn)70四.框架-核心筒結(jié)構(gòu)核心筒剪力墻外圍框架位移曲線核心筒外圍框架框架-核心筒71四.框架-核心筒結(jié)構(gòu)■適用尺度■概念設(shè)計(jì)抗震非建議布置抗震建議布置◆結(jié)構(gòu)布置◆梁與伸臂72上海聯(lián)誼大廈華東建筑設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)1984年設(shè)計(jì)，7度設(shè)防，主體高106.5m，高寬比3.74地下1、主體27、屋頂2層自編空間桿-薄壁程序砼：300#～250#柱1200mm×1200mm，角柱L2000mm×2000mm×1000mm墻厚400mm～250mm板厚（肋形）100mm箱基73上海聯(lián)誼大廈8.5m8.5m7.5m7.5m9m9m9m74上海金茂大廈設(shè)計(jì)美國芝加哥ＳＯＭ設(shè)計(jì)事務(wù)所施工上海建工集團(tuán)總承包1998年建成，投資5.6億美元主體高372.1m，總高421m，地下3、主體88、屋頂2層高寬比6.9（核心筒12.4）8根外柱：1.5m×5m→1m×3.5m筒壁厚800mm～450mm7度地震作用下△/H=1/845，/h=1/750風(fēng)荷載作用下△/H=1/760，/h=1/73075上海金茂大廈76深圳地王大廈建筑設(shè)計(jì)美國建筑設(shè)計(jì)有限公司張國言設(shè)計(jì)事務(wù)所設(shè)計(jì)事務(wù)所結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新日本制鐵株式會(huì)社茂盛工程顧問有限公司施工單位深圳建升和鋼結(jié)構(gòu)公司鋼框架-RC核心筒-伸臂結(jié)構(gòu)1996年建成主體高352m，總高384m，高寬比8.75（核心筒25）地下3、主體69、屋頂8層77深圳地王大廈標(biāo)準(zhǔn)層平面68.5m8.7m12.5m12.5m8.7m8.7m8.7m8.7m35.5m11.75m11.75m12m78深圳地王大廈1-12-21122首層平面791.2.2.5.筒中筒結(jié)構(gòu)■結(jié)構(gòu)特點(diǎn)808182■適用尺度筒中筒結(jié)構(gòu)■概念設(shè)計(jì)◆圓形框筒◆裙梁及角柱尺寸◆高寬比◆長寬比◆底部轉(zhuǎn)換8384北京國貿(mào)中心大廈一期1989年建成,8.6萬m2,主體高150m，總高155m，地下2、主體39、屋頂1層高寬比3.3（核心筒7.14）8度抗震設(shè)防單位建筑面積用鋼量139kg/m285北京國貿(mào)中心大廈3m×15=45m12m12m3m×7=21m45m86香港中環(huán)廣場1992年建成，地下3層，地上78層，主體高301m，桅桿高372m，高寬比8.6487香港中環(huán)廣場二層平面標(biāo)準(zhǔn)層平面4.6m柱寬1.5m9.2m88廣州中信廣場建于1996年，地下2層，地上78層，主體高323m，桅桿391m，當(dāng)時(shí)為世界最高砼結(jié)構(gòu)，1～4層4根L形角柱，第5層設(shè)轉(zhuǎn)換層，以上外框筒柱距7.5m，裙梁跨高比約5，第25、44、65層裙梁截面增大，以減少側(cè)移。89廣州中信廣場1～4層標(biāo)準(zhǔn)層901.2.2.6.束筒結(jié)構(gòu)■結(jié)構(gòu)特點(diǎn)91束筒結(jié)構(gòu)92OneMagnificentMileBuilding931.2.2.7.巨型框架結(jié)構(gòu)■結(jié)構(gòu)特點(diǎn)94高雄市銀行大廈建于1990年，林同炎公司設(shè)計(jì)，82層，331m95深圳香格里拉（亞洲）大酒店1983年設(shè)計(jì)（廣東省建筑設(shè)計(jì)院容柏生），地下1層，地上33層，屋頂5層，114m，建設(shè)部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。96深圳香格里拉大酒店1.8m2.9m4