1、第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-26第第 一一 章章高層建筑結構概述高層建筑結構概述第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-26第一章 高層建筑結構概述 1.2 高層建筑結構的歷史和現狀高層建筑結構的歷史和現狀 1.3 現代高層建筑結構的發展現代高層建筑結構的發展 1.5 摩天大樓的毀滅摩天大樓的毀滅 1.4 高層建筑結構的學習高層建筑結構的學習第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-26多層與高層建筑如何劃分，不同國家有不同的規定。多層與高層建筑如何劃分，不同國家有不同的規定。 高層建筑，顧名思義，是指層數較多、高度較高的建

2、筑。高層建筑，顧名思義，是指層數較多、高度較高的建筑。國國 家家高層建筑起始高度高層建筑起始高度前蘇聯前蘇聯住宅為住宅為10層及層及10層以上，其他建筑為層以上，其他建筑為7層及層及7層以上層以上美國美國2225m以上，或以上，或7層以上建筑層以上建筑法國法國住宅為住宅為8層及層及8層以上，或層以上，或31m英國英國24.3m以上的建筑以上的建筑德國德國22m（從室內地面起）（從室內地面起）日本日本8層以上建筑或超過層以上建筑或超過31m的建筑的建筑1.1一、高層建筑的一般概念一、高層建筑的一般概念第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-26 高層建筑混凝土結構技術規程高層

3、建筑混凝土結構技術規程（JGJ3-2010JGJ3-2010）（以下）（以下簡稱簡稱高規高規）規定：）規定： 10 10 層及層及10 10 層以上或房屋高度超過層以上或房屋高度超過28m 28m 的住宅建筑結構和房屋高度大于的住宅建筑結構和房屋高度大于24m 24m 的其他高層民用建筑結構。的其他高層民用建筑結構。 民用建筑設計通則民用建筑設計通則（GB50352-2005GB50352-2005）規定：）規定：10 10 層及層及10 10 層以上的住宅建筑和建筑高度大于層以上的住宅建筑和建筑高度大于24m 24m 的其他民用建筑的其他民用建筑（不含單層公共建筑）為高層建筑。（不含單層公共

4、建筑）為高層建筑。 高層民用建筑設計防火規范高層民用建筑設計防火規范GB50045-95GB50045-95（2005 2005 版）版）規定規定10 10 層及層及10 10 層以上的居住建筑和建筑高度超過層以上的居住建筑和建筑高度超過24m 24m 的公共的公共建筑為高層建筑。建筑為高層建筑。1.1一、高層建筑的一般概念一、高層建筑的一般概念第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-261.1一、高層建筑的一般概念一、高層建筑的一般概念 根據聯合國教科文組織所屬的世界高層建筑委員會的建議，根據聯合國教科文組織所屬的世界高層建筑委員會的建議，一般將高層建筑劃分為以下四類：一

5、般將高層建筑劃分為以下四類：類高層：類高層：916層，高度不超過層，高度不超過50m；類高層：類高層：1725層，高度不超過層，高度不超過75m；類高層：類高層：2640層，高度不超過層，高度不超過100m；類高層：類高層：40層以上，高度超過層以上，高度超過100m以上。以上。第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-26？思考？思考：世界上已經建成的高層建筑中，層數最多的已：世界上已經建成的高層建筑中，層數最多的已達達110層，高度最高的也已超過層，高度最高的也已超過500m，為什么世界各國仍將，為什么世界各國仍將高層建筑定位在高層建筑定位在10層或層或30m左右？左右？

6、1.1一、高層建筑的一般概念一、高層建筑的一般概念第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-26 1 1、在相同的建設場地中，建造高層建筑、在相同的建設場地中，建造高層建筑可以獲得更多的可以獲得更多的建筑面積建筑面積。這樣可以部分解決城市用地緊張和地價高漲的這樣可以部分解決城市用地緊張和地價高漲的問題。設計精美的高層建筑還問題。設計精美的高層建筑還可以為城市增加景觀可以為城市增加景觀，如馬，如馬來西亞首都的石油大廈和上海的金茂大廈等。但高層建筑來西亞首都的石油大廈和上海的金茂大廈等。但高層建筑太多、太密集也太多、太密集也會對城市帶來熱島效應會對城市帶來熱島效應，玻璃幕墻過多的

7、，玻璃幕墻過多的高層建筑群還高層建筑群還可能造成光污染現象可能造成光污染現象。 1.1二、高層建筑的特點二、高層建筑的特點第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-26 2 2、在建筑面積與建設場地面積相同比值的情況下，建造、在建筑面積與建設場地面積相同比值的情況下，建造高層建筑比多層建筑能夠提供更多的空閑地面，將這些空高層建筑比多層建筑能夠提供更多的空閑地面，將這些空閑地面用作綠化和休息場地，閑地面用作綠化和休息場地，有利于美化環境，并帶來更有利于美化環境，并帶來更充足的日照、采光和通風效果充足的日照、采光和通風效果。例如在新加坡的新建居住。例如在新加坡的新建居住區中，由于

8、建造了高層建筑群，留下了更多地面空間，可區中，由于建造了高層建筑群，留下了更多地面空間，可以更好地建設城市綠化和人們休閑活動空間。以更好地建設城市綠化和人們休閑活動空間。1.1二、高層建筑的特點二、高層建筑的特點第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-26 3 3、從城市建設和管理的角度看，建筑物向高空延伸，可以、從城市建設和管理的角度看，建筑物向高空延伸，可以縮小城市的平面規模，縮短城市道路和各種公共管線的長度，縮小城市的平面規模，縮短城市道路和各種公共管線的長度，從而從而節省城市建設與管理的投資節省城市建設與管理的投資。由于建造高層建筑可以增。由于建造高層建筑可以增加人

9、們的聚集密度，縮短相互間的距離，水平交通與豎向交加人們的聚集密度，縮短相互間的距離，水平交通與豎向交通相結合，使人們在地面上的活動走向空間化，通相結合，使人們在地面上的活動走向空間化，節約了時間，節約了時間，增加了效率增加了效率。但人口的過分密集。但人口的過分密集有時也會造成交通擁擠、出有時也會造成交通擁擠、出行困難等問題行困難等問題。1.1二、高層建筑的特點二、高層建筑的特點第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-26 4 4、高層建筑中的豎向交通一般由電梯來完成，這樣就會增、高層建筑中的豎向交通一般由電梯來完成，這樣就會增加建筑物的造價，從建筑防火的角度看，高層建筑的防

10、火要加建筑物的造價，從建筑防火的角度看，高層建筑的防火要求要高于中低層建筑，也會求要高于中低層建筑，也會增加高層建筑的工程造價和運行增加高層建筑的工程造價和運行成本成本。1.1二、高層建筑的特點二、高層建筑的特點 5 5、從結構受力特性來看，側向荷載（風荷載和地震作用）、從結構受力特性來看，側向荷載（風荷載和地震作用）在高層建筑分析和設計中將起著重要的作用，特別是在超高在高層建筑分析和設計中將起著重要的作用，特別是在超高層建筑中將起主要作用。因此層建筑中將起主要作用。因此高層建筑的結構分析和設計要高層建筑的結構分析和設計要比一般的中低層建筑復雜得多比一般的中低層建筑復雜得多。第一章第一章 高層

11、建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-26 高層建筑由于其層數多、高度大，荷載作用下的受力高層建筑由于其層數多、高度大，荷載作用下的受力特點、變形狀態以及對結構體系和各種服務設施的要求等特點、變形狀態以及對結構體系和各種服務設施的要求等與低層和多層建筑相比均大為不同，設計一幢高層建筑需與低層和多層建筑相比均大為不同，設計一幢高層建筑需要考慮很多因素，是一個頗為復雜的過程，應進行專門的要考慮很多因素，是一個頗為復雜的過程，應進行專門的分析與研究分析與研究. .1.1 三、高層建筑的受力特點三、高層建筑的受力特點 第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-26 在低層建筑中，

12、水平荷載產生的內力很小，結構主要抵在低層建筑中，水平荷載產生的內力很小，結構主要抵抗垂直荷載產生的內力，即軸力。彎矩和剪力都比較小。抗垂直荷載產生的內力，即軸力。彎矩和剪力都比較小。 隨著建筑物高度的增加，隨著建筑物高度的增加，水平荷載產生的彎矩和側移水平荷載產生的彎矩和側移迅速增大，甚至起著控制設迅速增大，甚至起著控制設計的作用。計的作用。HN=f(H)M=f(H2）=f(H4)1.1 三、高層建筑的受力特點三、高層建筑的受力特點 第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-26 當建筑物從低層進入到高層時，其受力特點一般將發當建筑物從低層進入到高層時，其受力特點一般將發生如

13、下變化：生如下變化：低低 層層垂直荷載垂直荷載控制設計控制設計多多 層層垂直和水平荷載垂直和水平荷載共同控制設計共同控制設計高高 層層水平荷載水平荷載控制設計控制設計1.1 三、高層建筑的受力特點三、高層建筑的受力特點 第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-26 高層建筑的出現，不僅改變了城市的建筑布局，而且為當高層建筑的出現，不僅改變了城市的建筑布局，而且為當地的經濟發展起到了巨大的帶動作用。高層建筑的發展，得地的經濟發展起到了巨大的帶動作用。高層建筑的發展，得益于新材料的不斷出現、力學分析方法和分析手段的發展、益于新材料的不斷出現、力學分析方法和分析手段的發展、結構設

14、計和施工技術的進步以及現代化機械和電子技術的飛結構設計和施工技術的進步以及現代化機械和電子技術的飛躍。隨著高性能材料的不斷研制和開發，結構形式合理性的躍。隨著高性能材料的不斷研制和開發，結構形式合理性的進一步研究，可以預見，在今后的土木工程領域，高層建筑進一步研究，可以預見，在今后的土木工程領域，高層建筑仍將是世界各國在城市建設中的主要形式，扮演重要的角色。仍將是世界各國在城市建設中的主要形式，扮演重要的角色。因此，掌握高層建筑的設計知識，是對土木工程領域技術人因此，掌握高層建筑的設計知識，是對土木工程領域技術人員的基本要求。員的基本要求。 1.1第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述

15、2022-6-26 古代的高層建筑是為防御、宗教或航海需要而建造。有古代的高層建筑是為防御、宗教或航海需要而建造。有代表性的高層建筑有：代表性的高層建筑有： 公元前公元前280年，埃及亞歷山大港燈塔，高年，埃及亞歷山大港燈塔，高150m，石結構；，石結構； 公元公元338年，巴比倫城巴貝爾塔，年，巴比倫城巴貝爾塔，90m高；高； 公元公元1049年，開封佑國寺塔，現存最早的琉璃飾面磚塔；年，開封佑國寺塔，現存最早的琉璃飾面磚塔； 公元公元1055年，河北定縣開元寺塔，高年，河北定縣開元寺塔，高84m，中國現存最高，中國現存最高磚塔；磚塔； 公元公元1056年，山西應縣佛宮寺釋迦塔，高年，山西應

16、縣佛宮寺釋迦塔，高67m，木結構。，木結構。1.2一、古一、古 代代第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-261.2 目前中國最高的木結目前中國最高的木結構構山西應縣木塔。建于山西應縣木塔。建于公元公元10561056年，外觀年，外觀5 5層，層，內有內有4 4暗層，實為暗層，實為9 9層，平層，平面為面為8 8角形，底層直徑為角形，底層直徑為30.27m30.27m，塔高為，塔高為67.31m.67.31m.應縣木塔夜景應縣木塔夜景第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-26古代高層建筑的特點是古代高層建筑的特點是：、以磚石木材為主要建筑材料；、以磚

17、石木材為主要建筑材料；、不以居住和辦公為主要目的；、不以居住和辦公為主要目的；、沒有現代化的垂直交通運輸設施；、沒有現代化的垂直交通運輸設施；、缺少防火、防雷等設施。、缺少防火、防雷等設施。 古代高層建筑為近代和現代高層建筑的發展奠定了基礎。古代高層建筑為近代和現代高層建筑的發展奠定了基礎。在結構方面，古代將高層建筑的平面大多設計成圓形或正多邊在結構方面，古代將高層建筑的平面大多設計成圓形或正多邊形，不但造型優美，而且可減少水平荷載作用效應，增大結構形，不但造型優美，而且可減少水平荷載作用效應，增大結構剛度，受力好，為許多近代和現代個高層建筑所仿效。剛度，受力好，為許多近代和現代個高層建筑所仿

18、效。1.2一、古一、古 代代第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-26 隨著社會經濟的不斷發展，工業化、城市化進程的不隨著社會經濟的不斷發展，工業化、城市化進程的不斷加快，以及土木工程和相關領域科學技術水平的提高，斷加快，以及土木工程和相關領域科學技術水平的提高，不僅使得高層、超高層建筑的建造成為可能，而且發展速不僅使得高層、超高層建筑的建造成為可能，而且發展速度也越來越快。近代高層建筑主要是為商業和居住需要而度也越來越快。近代高層建筑主要是為商業和居住需要而建造。經濟的發展為高層建筑的發展提供了經濟基礎，電建造。經濟的發展為高層建筑的發展提供了經濟基礎，電力、升降機、鋼

19、鐵、水泥的出現為高層建筑的發展提供了力、升降機、鋼鐵、水泥的出現為高層建筑的發展提供了物質基礎。物質基礎。 美國是近代高層建筑的發源地和中心。美國是近代高層建筑的發源地和中心。1.2二、近代與現代二、近代與現代第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-26 世界上第一幢近代高層世界上第一幢近代高層建筑是由稱為建筑是由稱為“摩天樓之父摩天樓之父”的詹萊的詹萊(w(wB BJenney)Jenney)在美在美國的芝加哥建造的家庭保險國的芝加哥建造的家庭保險大樓，該樓大樓，該樓1010層，高層，高55m55m，建于建于18851885年，采用鐵柱和磚年，采用鐵柱和磚墻作為結構體系，

20、其中鐵框墻作為結構體系，其中鐵框架架( (部分鋼梁部分鋼梁) )承受全部大樓承受全部大樓里的重力，外墻僅為自承重里的重力，外墻僅為自承重墻的高層建筑墻的高層建筑, 1931, 1931年被拆年被拆除除 。 1.2第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-26 在在1919世紀世紀5050年代初年代初期由奧提斯（期由奧提斯（OnSOnS）發明）發明的安全升降機，也使高的安全升降機，也使高層建筑成為可能。層建筑成為可能。18951895年安全電梯首次在紐約年安全電梯首次在紐約某某 1616層賓館應用。層賓館應用。1.2第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-2

21、6 19 19世紀末各種型鋼世紀末各種型鋼有很大發展，有很大發展，18891889年巴年巴黎埃菲爾鐵塔建成，對黎埃菲爾鐵塔建成，對高層建筑的發展有很大高層建筑的發展有很大的推動作用。的推動作用。1.2第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-26 20 20世紀世紀3030年代出年代出現了高層建筑發展的現了高層建筑發展的第一個高潮。第一個高潮。19311931年年建成的紐約帝國大廈，建成的紐約帝國大廈，102102層，高層，高381m381m，保持，保持了世界最高建筑紀錄了世界最高建筑紀錄達達4141年之久。年之久。 1.2第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述202

22、2-6-26 美國在美國在2020世紀世紀6060年代末年代末和和7070年代初建成了年代初建成了415m415m和和417m417m高的紐約世界貿易中心高的紐約世界貿易中心雙塔樓、雙塔樓、443m443m高的芝加哥西高的芝加哥西爾斯大廈等一批爾斯大廈等一批100100層以上層以上的超高層建筑，是這個時期的超高層建筑，是這個時期最有代表性的建筑物，它們最有代表性的建筑物，它們至今仍位于世界上少數最高至今仍位于世界上少數最高的建筑物之列。的建筑物之列。1.2第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-26 紐約世界貿易中心大樓在規模和技術上的創新，是前紐約世界貿易中心大樓在規模和

23、技術上的創新，是前所未有的。該工程首次進行了模型風洞試驗，首次采用了所未有的。該工程首次進行了模型風洞試驗，首次采用了壓型鋼板組合樓板，首次在樓梯井道采用了輕質防火隔墻，壓型鋼板組合樓板，首次在樓梯井道采用了輕質防火隔墻，首次用粘彈性阻尼器減輕風振動效應等，對后來的高層建首次用粘彈性阻尼器減輕風振動效應等，對后來的高層建筑結構的設計和建造都具有重要的參考價值。在筑結構的設計和建造都具有重要的參考價值。在20012001年年9.119.11事件中紐約世界貿易中心被恐怖分子摧毀。事件中紐約世界貿易中心被恐怖分子摧毀。1.2第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-26 上述建筑能

24、達到如此新的高度，主要是因為采用了上述建筑能達到如此新的高度，主要是因為采用了適應這種高度的新的結構體系，即適應這種高度的新的結構體系，即 6060年代美國人坎恩年代美國人坎恩（Failer KhanFailer Khan）提出的框筒體系，為建造超高層建筑）提出的框筒體系，為建造超高層建筑提供了理想的結構形式。從這種體系衍生出來的筒中筒、提供了理想的結構形式。從這種體系衍生出來的筒中筒、多束筒和斜撐筒等體系，各有特色，將高層建筑的發展多束筒和斜撐筒等體系，各有特色，將高層建筑的發展推向了新階段推向了新階段。 1.2第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-26 近年來，亞太地

25、區經近年來，亞太地區經濟迅速發展，濟迅速發展，19981998年，在年，在馬來西亞吉隆坡建成當時馬來西亞吉隆坡建成當時世界上最高建筑世界上最高建筑石油石油雙塔（雙塔（Petronas Twin Petronas Twin TowersTowers），），8888層，層，452452米高。米高。雙塔在第雙塔在第6060層、層、7272層、層、8282層、層、8585層處收進，層處收進，4646層以層以下有兩個圓形副樓。下有兩個圓形副樓。1.2第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-26臺北市國際金融中心是現在臺北市國際金融中心是現在世界上最高的建筑，世界上最高的建筑，1011

26、01層，層，508508米。由李祖原建筑師事務米。由李祖原建筑師事務所設計，耗資所設計，耗資580580億新臺幣億新臺幣（合人民幣（合人民幣144144億）億）19981998年動年動工，工，20052005年竣工，主體高年竣工，主體高448m448m，總高，總高508m508m，高寬比，高寬比7.27.2，地下地下5 5、主體、主體9191、屋頂、屋頂1010層，層，8 8度設防，度設防，T=7.02sT=7.02s1.2第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-26 我國的現代高層建筑起步較晚，解放前，我國高層建筑很我國的現代高層建筑起步較晚，解放前，我國高層建筑很少，僅

27、上海、天津、廣州等少數城市有高層建筑，其中最高的少，僅上海、天津、廣州等少數城市有高層建筑，其中最高的是上海國際飯店，地上是上海國際飯店，地上2222層，地下層，地下2 2層，高層，高82.51m82.51m。解放后，。解放后，在在5050和和6060年代陸續建成了一些，如年代陸續建成了一些，如19591959年建成的北京民族飯店，年建成的北京民族飯店，1212層，高層，高47.4m47.4m；19641964年建成的北京民航大樓，年建成的北京民航大樓，1515層，高層，高60.8m60.8m等。等。 7070年代初期，我國在北京、上海、廣州等幾個大城市開始年代初期，我國在北京、上海、廣州等幾

28、個大城市開始加速建造高層建筑，加速建造高層建筑， 7070年代以后的發展速度很快，大量建造年代以后的發展速度很快，大量建造的高層住宅，多數在的高層住宅，多數在1010一一3030層之間，旅游飯店及辦公樓也已有層之間，旅游飯店及辦公樓也已有相當數量。目前，在許多中等城市及一些小城市也都已建造了相當數量。目前，在許多中等城市及一些小城市也都已建造了高層建筑。高層建筑。1.2第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-26 20 20世紀世紀8080年代末期積年代末期積9090年年代，我國高層建筑進入飛速發代，我國高層建筑進入飛速發展的時代，在數量、質量及高展的時代，在數量、質量及高

29、度上都有了迅猛的發展。如：度上都有了迅猛的發展。如：19851985年建成的我國當時最高建年建成的我國當時最高建筑筑深圳國際貿易中心，深圳國際貿易中心，5050層、層、158.65158.65米。米。1.2第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-26 1998 1998年建成的上海金茂大廈，年建成的上海金茂大廈，8888層，高層，高420420米，美國米，美國SOMSOM設計事設計事務所設計，投資務所設計，投資5 54 4億美元。它億美元。它是我國目前最高的建筑，世界第是我國目前最高的建筑，世界第四，建筑面積四，建筑面積2929萬平方米，萬平方米，8888層層包括包括525

30、2層辦公用房層辦公用房3434層旅館用房。層旅館用房。 金茂大廈是中國建筑工程史上金茂大廈是中國建筑工程史上的里程碑。的里程碑。1.2第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-26 1996 1996年建成的深圳地王年建成的深圳地王大廈，大廈，8181層，高層，高325325米，高度米，高度至桅桿頂至桅桿頂383.95383.95米。米。地王大廈整個形體分為地王大廈整個形體分為3 3個部個部分。主體為分。主體為6868層寫字樓，立面層寫字樓，立面由兩個柱型塔組成；輔樓是一由兩個柱型塔組成；輔樓是一座座3333層、層、120120米高的酒店式商米高的酒店式商務住宅，形體是兩塊板

31、式疊合務住宅，形體是兩塊板式疊合相錯，中間一巨型門洞，貫通相錯，中間一巨型門洞，貫通大廈南北；大廈南北；5 5層高的購物裙樓，層高的購物裙樓，將兩個主體聯接在一起。將兩個主體聯接在一起。1.2第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-261.2 香港中國銀行大廈建于香港中國銀行大廈建于19891989年。地上年。地上7171層，高層，高315m315m，天線頂端高天線頂端高368m368m。平面為正方。平面為正方形形525252m52m。底面為正方形，。底面為正方形，沿正方形對角線劃分為沿正方形對角線劃分為4 4個等個等腰三角形，向上每隔若干層切腰三角形，向上每隔若干層切去一

32、個角區，僅一個角區到頂，去一個角區，僅一個角區到頂，上部結構為上部結構為4 4個結合在一起，個結合在一起，而高度遞增不同的三棱柱組成。而高度遞增不同的三棱柱組成。第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-261.2 2008 2008年前建成使用年前建成使用的北京的北京- -央視新大樓，高央視新大樓，高230230米，地上部分由米，地上部分由5 5層層樓群及樓群及3030層的塔樓組成，層的塔樓組成，1414層懸挑層懸挑75m75m，瑞士，瑞士OMAOMA公司雷姆公司雷姆庫哈斯和奧庫哈斯和奧勒勒舍仁舍仁 （上海華東建（上海華東建筑設計研究院）設計。筑設計研究院）設計。 第一章第

33、一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-261.220032003年年2 2月月2323日破土動工的日破土動工的上海環球金融中心，上海環球金融中心，20082008年建成，年建成，492m492m高，地上高，地上101101層，地下層，地下3 3層，底部尺寸層，底部尺寸57.95m57.95m 57.95m 57.95m，高寬比，高寬比8.498.49，日資建造，美國，日資建造，美國KPFKPF設計事務所設計（華東建設計事務所設計（華東建筑設計院為設計顧問筑設計院為設計顧問 ），），采用中美規范。采用中美規范。 第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-26 在在

34、2020世紀，高層建筑發展集中在發達國家，主要在世紀，高層建筑發展集中在發達國家，主要在美國，紐約、芝加哥都有成片的高層建筑群。美國，紐約、芝加哥都有成片的高層建筑群。2020世紀的世紀的末期，隨著東南亞經濟的騰飛，高層建筑迅速發展，東末期，隨著東南亞經濟的騰飛，高層建筑迅速發展，東京、吉隆坡、新加坡以及我國的上海、北京、深圳、廣京、吉隆坡、新加坡以及我國的上海、北京、深圳、廣州的高層建筑如雨后春筍般建造起來。高層建筑正有向州的高層建筑如雨后春筍般建造起來。高層建筑正有向亞洲轉移的趨勢。亞洲轉移的趨勢。1.2第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-26 現代高層建筑主要著重

35、于使用功能，同時又充分表現代高層建筑主要著重于使用功能，同時又充分表現美學功能。高層建筑往往成為現代城市的點綴或標志現美學功能。高層建筑往往成為現代城市的點綴或標志性建筑。性建筑。 為適應高層建筑多樣化及高度不斷增加的要求，在為適應高層建筑多樣化及高度不斷增加的要求，在過去的過去的100100多年來，高層建筑結構的技術有了巨大發展，多年來，高層建筑結構的技術有了巨大發展，其發展包括材料、結構體系及施工技術等。其發展包括材料、結構體系及施工技術等。1.3現代高層建筑結構的發展現代高層建筑結構的發展第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-26 現代高層建筑結構的材料主要有：鋼筋

36、混凝土、鋼、鋼現代高層建筑結構的材料主要有：鋼筋混凝土、鋼、鋼一鋼筋混凝土的組合（主要指鋼筋混凝土核芯筒，外圍鋼框一鋼筋混凝土的組合（主要指鋼筋混凝土核芯筒，外圍鋼框架柱或鋼管混凝土柱）。架柱或鋼管混凝土柱）。 高層建筑結構的材料主要是鋼筋混凝土和鋼。除了全部高層建筑結構的材料主要是鋼筋混凝土和鋼。除了全部采用鋼材的鋼結構和全部采用鋼筋混凝土的結構外，同時采采用鋼材的鋼結構和全部采用鋼筋混凝土的結構外，同時采用兩種材料做成的混合結構在近年得到愈來愈廣泛的應用。用兩種材料做成的混合結構在近年得到愈來愈廣泛的應用。1.3現代高層建筑結構的發展現代高層建筑結構的發展一、高層建筑的材料一、高層建筑的材

37、料第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-26 鋼筋混凝土結構造價低，材料來源豐富，可以澆注成各種鋼筋混凝土結構造價低，材料來源豐富，可以澆注成各種復雜的斷面形式，節省鋼材，承載能力也不低。經過合理的設復雜的斷面形式，節省鋼材，承載能力也不低。經過合理的設計，現澆鋼筋混凝土結構具有較好的整體性和抗震性能。尤其計，現澆鋼筋混凝土結構具有較好的整體性和抗震性能。尤其是在防火和耐久性能方面，更是有著鋼結構無法比的優勢。其是在防火和耐久性能方面，更是有著鋼結構無法比的優勢。其缺點是自重較大，抗震性能不如鋼結構，建造高度也不如鋼結缺點是自重較大，抗震性能不如鋼結構，建造高度也不如鋼結

38、構。構。 近年來開始采用高強混凝土，并且改進了結構體系，鋼筋近年來開始采用高強混凝土，并且改進了結構體系，鋼筋混凝土的建造高度也逐漸增加，混凝土的建造高度也逐漸增加，鋼筋混凝土結構仍將是今后高鋼筋混凝土結構仍將是今后高層建筑的主要結構體系層建筑的主要結構體系。1 1、鋼筋混凝土結構、鋼筋混凝土結構1.3現代高層建筑結構的發展現代高層建筑結構的發展一、高層建筑的材料一、高層建筑的材料第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-262 2、鋼結構、鋼結構1.3現代高層建筑結構的發展現代高層建筑結構的發展一、高層建筑的材料一、高層建筑的材料 鋼材強度高、韌性大、易于加工。鋼結構構件可

39、以在鋼材強度高、韌性大、易于加工。鋼結構構件可以在工廠加工，縮短了現場施工工期，施工方便。高層鋼結構工廠加工，縮短了現場施工工期，施工方便。高層鋼結構具有結構斷面小、自重輕、抗震性能好等優點。具有結構斷面小、自重輕、抗震性能好等優點。但是，高層鋼結構用鋼量大，造價高，而且鋼材的防但是，高層鋼結構用鋼量大，造價高，而且鋼材的防火、防腐性能不好，需要大量的防火涂料和防腐處理，增火、防腐性能不好，需要大量的防火涂料和防腐處理，增加了工程工期和造價。加了工程工期和造價。第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-26 將型鋼布置在構件內部，外部由鋼筋混凝土做成，或將型鋼布置在構件內部，

40、外部由鋼筋混凝土做成，或者是在鋼管內部填充混凝土，做成鋼者是在鋼管內部填充混凝土，做成鋼混凝土組合結構。混凝土組合結構。此種形式使上述兩種結構材料優勢互補，結構具有很好的此種形式使上述兩種結構材料優勢互補，結構具有很好的抗震性能，建造高度可與鋼結構相當。經濟合理、技術性抗震性能，建造高度可與鋼結構相當。經濟合理、技術性能優良的鋼能優良的鋼混凝土組合結構，是目前的發展趨勢。吉隆混凝土組合結構，是目前的發展趨勢。吉隆坡的石油大廈，就是這種結構形式。坡的石油大廈，就是這種結構形式。3、鋼、鋼混凝土組合結構混凝土組合結構1.3現代高層建筑結構的發展現代高層建筑結構的發展一、高層建筑的材料一、高層建筑的

41、材料第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-26 在國內，絕大多數高層建筑都是采用鋼骨混凝土結構，在國內，絕大多數高層建筑都是采用鋼骨混凝土結構，極少數采用鋼結構，但由于我國鋼產量已有相當數量，要極少數采用鋼結構，但由于我國鋼產量已有相當數量，要求逐步推廣鋼結構。我國鋼結構設計、鋼構件加工及安裝求逐步推廣鋼結構。我國鋼結構設計、鋼構件加工及安裝技術都已成熟，鋼骨混凝土、鋼管混凝土構件的研究和應技術都已成熟，鋼骨混凝土、鋼管混凝土構件的研究和應用也正在蓬勃發展，混合結構應用已有相當多數量。用也正在蓬勃發展，混合結構應用已有相當多數量。1.3現代高層建筑結構的發展現代高層建筑結

42、構的發展一、高層建筑的材料一、高層建筑的材料第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-26 進入上世紀進入上世紀9090年代。值得注意的發展趨勢是原來從高層年代。值得注意的發展趨勢是原來從高層鋼結構起步的美國和日本，鋼筋混凝土高層建筑也迅速發展鋼結構起步的美國和日本，鋼筋混凝土高層建筑也迅速發展起來。起來。 主要原因是：鋼筋混凝土結構整體性好，剛度大，變形主要原因是：鋼筋混凝土結構整體性好，剛度大，變形小；阻尼比高，舒適性佳；且鋼筋混凝土結構耐腐蝕、耐火、小；阻尼比高，舒適性佳；且鋼筋混凝土結構耐腐蝕、耐火、維護方便、造價低。維護方便、造價低。1.3現代高層建筑結構的發展現代

43、高層建筑結構的發展一、高層建筑的材料一、高層建筑的材料第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-261.3現代高層建筑結構的發展現代高層建筑結構的發展二、世界高層建筑比較二、世界高層建筑比較第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-26預測今后高層建筑結構的發展趨勢如下：預測今后高層建筑結構的發展趨勢如下：（1 1）新材料的開發和應用）新材料的開發和應用（2 2）高層建筑的高度將出現突破）高層建筑的高度將出現突破（3 3）組合結構高層建筑將增多）組合結構高層建筑將增多（4 4）新型結構形式的應用將增多）新型結構形式的應用將增多（5 5）耗能減震技術的應用將得

44、到發展）耗能減震技術的應用將得到發展 1.3現代高層建筑結構的發展現代高層建筑結構的發展三、高層建筑結構的發展趨勢三、高層建筑結構的發展趨勢第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-261.3現代高層建筑結構的發展現代高層建筑結構的發展三、高層建筑結構的發展趨勢三、高層建筑結構的發展趨勢阿聯酋迪拜布吉大樓，高阿聯酋迪拜布吉大樓，高700-800米，有米，有160-200層，層，它將成為世界上最高的人它將成為世界上最高的人工建筑，大樓建設所用的工建筑，大樓建設所用的混凝土數量同混凝土數量同10萬頭大象萬頭大象一樣重，并擁有世界上升一樣重，并擁有世界上升速度最快的電梯速度最快的電

45、梯時時速達到速達到40英里（約英里（約64公里）公里）每小時。每小時。第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-26 日本從日本從2020世紀世紀8080年代開始，在高層建筑結構的抗風和抗年代開始，在高層建筑結構的抗風和抗震控制中，大膽地使用了結構主動控制技術和混合控制技術，震控制中，大膽地使用了結構主動控制技術和混合控制技術，代表了現代機械和電子技術在高層建筑工程中的應用方向。代表了現代機械和電子技術在高層建筑工程中的應用方向。擬建中的日本擬建中的日本“動力智能大廈動力智能大廈-200”-200”，地上，地上200200層，高層，高800800米。米。日本擬建的日本擬建的“

46、空中城市空中城市”，高度將超過，高度將超過1000m1000m。1.3現代高層建筑結構的發展現代高層建筑結構的發展三、高層建筑結構的發展趨勢三、高層建筑結構的發展趨勢第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-261.3現代高層建筑結構的發展現代高層建筑結構的發展三、高層建筑結構的發展趨勢三、高層建筑結構的發展趨勢 日本大成建筑公司日本大成建筑公司正構想在東京建造正構想在東京建造“X-X-Seed4000”Seed4000”摩天巨塔摩天巨塔一座一座40004000米高、擁有米高、擁有800800層樓、可住層樓、可住100100萬人萬人的超級建筑。這座摩天的超級建筑。這座摩天巨塔

47、仿照富士山形狀建巨塔仿照富士山形狀建造，但要比富士山還高造，但要比富士山還高213213米。米。第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-26高等數學高等數學 房屋建筑學房屋建筑學材料力學材料力學 鋼筋混凝土結構鋼筋混凝土結構結構力學結構力學 鋼結構鋼結構彈性力學彈性力學 建筑結構抗震建筑結構抗震1.4第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-26鋼筋混凝土高層建筑結構設計與施工規程鋼筋混凝土高層建筑結構設計與施工規程混凝土結構設計規范混凝土結構設計規范鋼結構設計規范鋼結構設計規范建筑抗震設計規范建筑抗震設計規范建筑結構荷載規范建筑結構荷載規范 1.4第一章

48、第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-261 . 數學與力學知識的運用；數學與力學知識的運用；2. 簡化計算模型的建立；簡化計算模型的建立；3. 結構總體特點的把握；結構總體特點的把握；4. 對基本假定的深入理解。對基本假定的深入理解。1.4第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-26 由于目前計算機應用程序的發展以及各種結構設計軟由于目前計算機應用程序的發展以及各種結構設計軟件的出現，絕大部分的高層建筑結構設計都是通過設計軟件的出現，絕大部分的高層建筑結構設計都是通過設計軟件來完成的，然而大量的工程實踐告訴我們，結構的概念件來完成的，然而大量的工程實踐告訴

49、我們，結構的概念設計更加重要，結構體系的選用和結構布置往往對設計起設計更加重要，結構體系的選用和結構布置往往對設計起著決定的作用。著決定的作用。 1.4 因此，對土木工程專業學生來說，只有掌握了扎實的因此，對土木工程專業學生來說，只有掌握了扎實的高層建筑結構設計的基本知識，才能在今后的工作中正確高層建筑結構設計的基本知識，才能在今后的工作中正確地運用各種設計軟件完成一個個有自己創新特點的建筑工地運用各種設計軟件完成一個個有自己創新特點的建筑工程的設計。程的設計。第一章第一章 高層建筑結構概述高層建筑結構概述2022-6-26多層及高層建筑結構設計，方鄂華，地震出版社多層及高層建筑結構設計，方鄂華，地震出版社高層建筑結構設計，包世華等，高等教育出版社高層建筑結構設計，包世華等，高等教育出版社建筑結構抗震設計，郭繼武，高等教育出版社建筑結構抗震設計，郭繼武，高等教育出版社建筑結構荷載規范（建筑結構荷載規范（GB50009-2001GB50009-2001）混凝土結構設計規范（混凝土結構設計規范（GB50008-2001GB50008-2001）建筑抗震設計規范（建筑抗震設計規范（GB50011-2001GB50011-2001）鋼筋混凝土高層建筑結構設