同济大学 高层建筑结构设计 第一章 11-12

1、1 . 1 高 层 建 筑 结 构 的 概 念1.高层建筑结构的定义2.最早的高层建筑3.最高的高层建筑高层建筑 Tall building High-rise building Skyscraper通常以建筑的高度和层数两个指标来判定，但世界范围内目前还没有一个统一的划分标准。房屋高度自室外地面至房屋主要屋面的高度1.国外： 美国规定：高度为2225m以上或7层以上建筑为高层建筑； 英国规定：高度为24.3m以上的建筑为高层建筑； 日本规定：8层以上或高度超过31m的建筑为高层建筑。2.我国： 高层民用建筑设计规范GB50045-95 和高层民用建筑设计防火规范 GBJ50045-2002规

2、定： 10层的居住建筑（包括首层设置商业服务网点的住宅）或24m的公共建筑。 1 . 1 高 层 建 筑 结 构 的 概 念世界最早的高层建筑：美国芝加哥的10层的家庭保险大楼；建于1885年；采用钢柱和砖墙为结构体系。1 . 1 高 层 建 筑 结 构 的 概 念1 . 1 高 层 建 筑 结 构 的 概 念保持世界最高建筑地位最久的高层建筑：帝国大厦（Empire State Building）；竣工时间1931；建筑高度448.7米（含天线）保持世界最高楼时间：40年（1931-1972）。1 . 1 高 层 建 筑 结 构 的 概 念美国最后一位世界第一的高层建筑：西尔斯大厦（Sear

3、s Tower）；美国芝加哥1973年；442.3米（含天线527.3米）；保持世界最高楼时间：25年（1973-1998）。1 . 1 高 层 建 筑 结 构 的 概 念国油双峰塔（Petronas Twin Towers)(别称佩重纳斯大厦、国家石油大厦、国油双塔及双子塔）；马来西亚吉隆坡 1998年；452米（含天线）；保持世界最高楼时间：6年（1998-2004）。1 . 1 高 层 建 筑 结 构 的 概 念囊括了当时高度项目中3个第一，包括“世界最高建筑物”、“世界最高使用楼层”、“世界最高屋顶高度”，美国芝加哥的席尔斯大楼（Sears Tower）仅保有“世界最高天线高度”的最高

4、纪录。1 . 1 高 层 建 筑 结 构 的 概 念台北101大厦（TAIPEI 101）；中国台湾台北市 2004年；448米，509.2米（含天线）；保持世界最高楼时间：6年（2004-2010）。哈利法塔（迪拜塔，Khalfa tower）；阿联酋迪拜 2010年；828米；保持世界最高楼时间：2010今。哈利法塔作了前所未有的重大突破，采用了下部混凝土结构、上部钢结构的全新结构体系。-30601m为钢筋混凝土剪力墙体系；601828m为钢结构，其中601760m采用带斜撑的钢框架。1 . 1 高 层 建 筑 结 构 的 概 念1、产生缘由产业革命，大工业兴起，城市人口剧增，地价昂贵 优

5、点：节省城建投资 缺点：防火要求 其他因素 计算理论，新材料，计算机应用，电梯的发明高层2、发展史古代（国内古建筑）公元523年，河南登封县砖砌筒体和木楼板建筑的嵩岳寺塔，嵩岳寺塔为密檐式砖塔，平面为十二边形。共10层，塔高37.6米，底层直径10.16米，内径5米余，壁体厚2.5米1.2国内外高层建筑的历史和现状公元704年（唐代）西安大雁塔，砖木结构，砖砌塔身，木楼板，大雁塔是楼阁式砖塔，共7层，高64.517米，底层边长25米,塔身呈方形角锥体，坐落在底面积42.548.5米，高4.2米的方形砖台上 河北省定县开元寺料敌塔，建于公元10011055年（北宋咸平年间），用于监视敌情。平面为

6、正八角形，底部边长9.8m，采用砖砌双层筒体，即筒中筒体系，外筒壁厚3m，共11层，总高82m 古代1.2国内外高层建筑的历史和现状近代（形成期）1819年美国芝加哥16层Monadnock大楼，砖承重墙体系，底部八层砖墙1.8m厚1801年美国曼彻斯特7层棉纺厂房，厂房内部采用铸铁框架承重1854美国长岛黑港采用熟铁建造灯塔1883美国11层保险公司，生铁柱，熟铁梁1889 9层 Second Rand Merally大楼，全钢框架（世界第一栋高层建筑） 1.2国内外高层建筑的历史和现状广州南方大厦1922 年 50米上海海关大楼1927年 79.3米上海国际饭店1934 年83.8米我国2

7、0世纪20年代高层建筑1.2国内外高层建筑的历史和现状广州南方大厦1922 年 50米上海海关大楼1927年 79.3米上海国际饭店1934 年83.8米1.2国内外高层建筑的历史和现状现代（发展期） 20世纪，钢结构技术的进步、电梯的发明，房屋建筑高度越来越高框架抗侧力体系加竖向支撑或剪力墙来增强抗侧刚度和强度1905年 50层Metrop Litann大楼1913年 60层高234m的沃尔沃斯（Woolworth）大楼1929年 319m的Charysler大厦1931年 102层381m帝国大厦（采用平面结构理论，用钢量为206kg/m2）帝国大厦（Empire State Buildi

8、ng）是长时期以来象征著纽约的摩天大楼，与自由女神像同为纽约的标志，曾40年享受世界最高建筑的美誉。大厦高达102层，381米。在美国经济最萧条、最不景气之际之时，仅用两年时间完工，耗资 $4000万之多.1.2国内外高层建筑的历史和现状二战结束后 地价昂贵、平面结构理论三维立体结构理论、轻质材料 1972年世界贸易中心(Twin Towers)高402m110层钢结构1974年 西尔斯大厦 442m（立体结构框筒束体系，用钢量161kg/m2,与帝国大厦相比减少20） 钢结构 希尔斯大厦，美国芝加哥，442米（1974卖了将近90亿美元，希尔斯大厦成功成为芝加哥的运转的枢纽，有13000名雇

9、员在芝加哥这个大屋顶下工作。希尔斯吹牛说，这座大厦的高度已经是联邦航空局所能允许的极限！事实上，直到现在，它依然是北美大陆的第一高楼。当年的说法是在一个好天气登上顶楼，你能看到四个州。1996年吉隆坡建成石油大厦，88层，高450m，是钢与混凝土混合结构，目前世界最高建筑。1.2国内外高层建筑的历史和现状繁荣期 中国：（60年代末开始建高层） 1968年 广州宾馆 27层(60年代最高建筑）1976年 白云宾馆（广州）33层（7685年最高建筑）中国银行（香港） 72层，高364m广州宾馆1968年 86.51米广州白云宾馆1976年 114.5米深圳国贸大厦1985 年160米1.2国内外高

10、层建筑的历史和现状中银大厦（Bank Of China Tower）；竣工时间1990；70层,建筑高度367.4米;建成时是香港最高的建筑物，亦是美国地区以外最高的摩天大厦；结构采用4角12层高的巨形钢柱支撑，室内无一根柱子；外型像竹子的“节节高升”，象征著力量、生机、茁壮和锐意进取的精神；基座的麻石外墙代表长城，代表中国。1.2国内外高层建筑的历史和现状广东国际大厦 1991年 200米地王大厦1996年 383米中信广场1997 年391米我国90年代高层建筑1.2国内外高层建筑的历史和现状90年代以后，由于亚洲经济的崛起，西太平洋沿岸的日本、朝鲜、韩国、中国大陆、香港、台湾、新加坡和马

11、来西亚等国家和地区，陆续建造了高度超过200m、300m、400m的高层建筑，成为继美国之后新的高层建筑中心。目前，我国相继建成了金茂大厦、上海环球金融中心、上海中心等超高建筑，世界各地还有一些高层建筑正在酝酿中，相信不久还有可能出现更高的高层建筑。1.2国内外高层建筑的历史和现状上海金茂大厦办公层平面客房平面第88层平面剖面1.2国内外高层建筑的历史和现状金茂大厦（Jin Mao Tower）；竣工时间1999；88层,建筑高度420.5米;RC核心筒+外框型钢混凝土柱及钢柱，88层，高420m， 7度抗震设防1.2国内外高层建筑的历史和现状421米（1999金茂大厦是中国最高的大厦，也是世

12、界第三高楼。这座大楼充分显示了上海上升为现代城市的雄心。金茂大厦融合了西方标准和东方神韵，最初的设计中建筑顶部有个圆环，后来为中国的权威人士所否定，原因是圆环看上去象个升起的太阳，让人联想起日本帝国主义。结果，就成了现在的样子金茂大厦于1992年12月17日被批准立项，1994年5月10日动工，1997年8月28日结构封顶，至1999年3月18日开张营业，当年8月28日全面营业。金茂大厦占地2.3公顷，塔楼高420.5米，总建筑面积29万平方米 1.2国内外高层建筑的历史和现状上海环球金融中心上海环球金融中心 RC核心筒+外伸桁架和巨型（型钢）柱(三重结构体系)， 101层，高492m，7度抗

13、震设防1.2国内外高层建筑的历史和现状 【开工日期】：1997年年初；2003年2月工程复工。【竣工日期】： 2008年8月29日。【用地面积】： 30,000 平方米 。【占地面积】： 14,400 平方米。【建筑面积】： 381,600 平方米。【建筑层数】： 地上101层、地下3层 。【建筑高度】： 492米 。【结构形式】： 钢筋混凝土结构（SRC结构）、钢结构（S结构）。 【建筑造价】： 1050亿日元。（约10亿美元）【投资单位】： 森海外株式会社（Forest Overseas Co., Ltd.） 。【建筑设计】： KPF建筑师事务所 。【结构设计】： 籁思理罗伯逊联合股份有限

14、公司(LERA) 。【设计单位】： 上海现代建筑设计（集团）有限公司、华东建筑设计研究院有限公司 。【施工单位】： 中国建筑工程总公司、上海建工（集团）总公司总承包联合体。 【所获荣誉】： 2008年竣工的最佳高层建筑（美国芝加哥“高层建筑和城市住宅委员会”评选）。 上海环球金融中心概况1.2国内外高层建筑的历史和现状1.2国内外高层建筑的历史和现状 巨型柱为钢骨混凝土组合结构。钢骨截面采用热轧型钢或焊接组合截面。庞大的巨型柱位于建筑物的各个角部，它们可以非常有效地抵抗来 自风和地震的侧向荷载。结构体系及特点1.2国内外高层建筑的历史和现状1.2国内外高层建筑的历史和现状英文名称：Shanghai Tower。 开工时间：20