高层建筑结构设计xkxl1绪论

1高层建筑结构设计东华理工大学建筑工程学院2014年09月——第一讲绪论22目录

绪论1

结构选型与结构布置2

荷载与地震作用3

高层框架结构设计5

设计计算的基本规定4

高层剪力墙结构设计6

高层框架-剪力墙结构设计7课程考核考核形式

章节课程论文

成绩构成

课堂表现30%；

课堂考勤10%；

课程论文60%。其它课程论文按小组计分课程参考资料教材类：

1.沈小璞,陈道政.高层建筑结构设计[M],武汉：武汉大学出版社,20142.赵西安.沈小璞,陈道政.现代高层建筑结构设计[M],北京：中国建筑工业出版社,2000规范类：1.《高层建筑结构技术规程》（JGJ3-2010）

2.《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）3.《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）4.《建筑地基基础设计规范》（50007-2011）5.《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）网络资源：1.钢结构论坛(http:///)2.薛凯喜博士教学科研网（)45高层建筑：指层数较多、高度较高的建筑。国际：1972年国际高层建筑会议，建议把高层划分为四类：①9～16层（H≤50M）②17～25层（H≤75M）③26～40层（H≤100M）④40层以上超高层（H﹥100M）美国：30或40层以上日本：大于20层住宅或大于30层的旅馆、办公楼我国：高层混凝土规范（JGJ3-2002）规定：住宅10层及10层以上或

28米以上的高层民用建筑为高层建筑；建筑高度超过100m的建筑均为超高层建筑。防火规范（GB50045-95）规定：10层以上或总高度超过24米以上建筑为高层建筑。注：高度指室外地面到主楼屋面不包括突出屋面的电梯机房等民用住宅电梯要求≥8层，如南京地区≥7层§1.1高层建筑的定义序号名称地点总高度（M）层数动土—竣工年月结构材料结构体系用途①

迪拜塔（又称迪拜大厦或比斯迪拜塔）阿拉伯联合酋长国迪拜828地上:160地下:22004.9—2010.1钢+砼单式结构（由连为一体的管状多塔组成）多用途②台北国际金融中心(101大楼)中国台北508(448+60)地上:101地下:31999.7—2003.10钢+砼内筒+井字型巨型框架办公③上海环球金融中心中国上海492地上:101地下:32003.2—2008.8钢+砼成组筒办公④石油大楼(双峰塔)马来西亚.吉隆坡451.9(377.9+74)地上:94地下:31993.12—1996.2钢+砼砼内筒+砼巨型外圆柱+钢梁组合楼盖多用途⑤西尔斯大楼美国芝加哥520（443+77）地上:110地下:31972—1974钢成组筒办公⑥金茂大厦中国上海420.5地上:88地下:31994.5—1999.3钢+砼核心砼筒+复合巨型柱+外伸钢桁架多用途⑦纽约世贸中心（被毁）美国纽约北楼:417南楼:415地上:110地下:61962—1976钢筒中筒办公6

最高记录第一高楼：哈利法塔，原名迪拜塔，又称迪拜大厦或比斯迪拜塔【建筑现况】已完工投入使用【动土时间】2004年9月21日【封顶时间】2009年10月【使用时间】2010年1月4日【建筑高度】总高度828米（2,684英尺）【建筑层数】162层【结构形式】钢筋混凝土结构【抗震能力】6.3级地震【建筑造价】105亿（RMB）【占地面积】34.4公顷【设计单位】SOM--阿德里安·史密斯【建筑工人】1.2万名【建筑温差】底层-顶层：-10℃

【开发单位】伊玛尔地产【施工单位】中国南通六建、韩国三星工程、BESIX、Arabtec7高度记录：哈利法塔与其他知名的高层建筑比较：①最高的建筑：828米（2,717英尺）（先前为美国北达科塔州高628.8米（2,063英尺）的KVLY电视塔）②最高的自立建筑：828米（3,220英尺）（先前为加拿大国家电视塔-553.3米（1,815英尺））③最多楼层数：162层（先前为已完成的西尔斯大楼—110层、记录上最多的纽约世贸中心—110层）④最高混凝土结构：601.0米（1,972英尺）（先前为台北101屋顶-449.2米（1,474英尺）8楼层用途：9第二高楼：中国台北国际金融中心(也叫TAIPEI101大楼)

【建设地点】：台北市信义区西村里信义路五段7号【开工时间】：1999年7月【竣工时间】：2003年10月17日【占地面积】：30278平方米【建筑面积】：28.95万平方米【建筑高度】：508米【建筑层数】：地上101层，地下3层【结构形式】：钢筋混凝土结构，新式的「巨型结构」【建筑造价】：580亿元台币【投资单位】：台北金融大楼控股有限公司【设计单位】：李祖原建筑师事务所【建设用途】：购物中心，办公，观景，【施工单位】：KTRT

【英文名称】：Taipei101（隐义Technology、Art、Innovation、People、Environment、Identity）【别称】：台北国际金融中心10工程结构：①建筑:TAIPEI101为世界首创的多节式摩天大楼②第27层至第90层共64层中，每8层为一节，一共8节，每八层所组成的倒梯形方块形状来自中国的"鼎“③为了增加大楼的弹性来避免强震所带来的破坏，台北101的中心是由一个外围8根钢筋的巨柱所组成。④抵销风力所产生的摇晃主要设计是阻尼器，而大楼外形的锯齿状，经由风洞测试，能减少30-40%风所产生的摇晃。⑤基桩由382根钢筋混凝土构成。中心的巨柱为双管结构，钢外管，钢加混凝土内管，台北101所使用的钢至少有5种，依不同部位所设计，特别调制的混凝土，比一般混疑土强度强60%。11调质阻尼器：为了因高空强风及台风吹拂而造成的摇晃，大楼内设置了「谐质块阻尼器」，是在88至92楼挂置一个重达660公吨的巨大钢球，利用摆动来减缓建筑物的晃动幅度。据台北101告示牌所言，这也是全世界唯一开放游客观赏的巨型阻尼器，更是目前全球最大之阻尼器。12第三高楼：上海环球金融中心【开工日期】：1997年年初首次开工；后遭1997年亚洲金融危机停工，于2003年2月工程复工。【竣工日期】：2008年8月29日。

【用地面积】：30,000㎡。【占地面积】：14,400㎡。【建筑面积】：381,600㎡。【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（73亿人民币）【投资单位】：森海外株式会社（ForestOverseasCo.,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）。

13上海环球金融中心建筑平面图：14LowerFloorMax.12TenantsHigherFloorMax.14Tenants上海环球金融中心五大之最：①屋顶高度世界第一：492米，超过了之前屋顶高度世界第一的台北101大楼（480米）。②人可达到高度世界第一：474米，大楼100层的观光天阁是世界上人能到达的最高观景平台。③世界最高中餐厅：416米，设在93层的中餐厅，将成为全球最高中餐厅。④世界最高游泳池：366米，设在85层的游泳池，将夺得“世界最高游泳池”称号。⑤世界最高酒店：设在大楼79至93层的柏悦酒店，将成为世界最高酒店。15第四高楼：马来西亚吉隆坡石油大楼

【建设地点】：吉隆坡市中市KLCC

计划区的西北角【开工时间】：1993年12月27日【竣工时间】：1996年2月13日【占地面积】：40公顷【建筑面积】：28.95万平方米【建筑高度】：452米【建筑层数】：88层【结构形式】：高轧制钢梁支托的金属板，钢筋混凝土【建筑造价】：20亿马币【投资单位】：马来西亚石油公司【设计单位】：凯撒培礼建筑事务所·西泽配利【建设用途】：办公【英文名称】：ThePetronasTwinTowers.【别称】：佩重纳斯大厦、马来西亚国家石油大厦、国家石油双塔、双子塔

16外部构造：①双塔的外檐为152英尺（46．36m）直径的混凝土外筒，中心部位是74．8英尺×75．4英尺高强钢筋混凝土内筒，18英寸高轧制钢梁支托的金属板与混凝土复合楼板将内外筒连系在一起。4架钢筋混凝土空腹格梁在第38层内筒四角处与外筒结合。②塔楼由一个筏式基础和长达340英尺但达不到基岩层之4英尺×9尺截面长方形摩擦桩，或称作发卡桩承托。位于圆形与正方形重送交接点位置处的16根混凝土柱子支承上部结构荷载。17世界之最：连接双子塔的空中走廊是目前世界上最高的过街桥。站在这里，可以俯瞰马来西亚最繁华的景象。双子塔内有全马来西亚最高档的商店，销售的都是品牌商品，当然价格也是最高的。塔内有东南亚最大的古典交响音乐厅——Dewan古典交响音乐厅。18

第五高楼：美国芝加哥西尔斯大楼【建设地点】：美国伊利诺伊州芝加哥【现名】：韦莱集团大厦（2009年7月16

日改名）【开工时间】：1972年【竣工时间】：1974年【建筑面积】：418000平方米【建筑高度】：443米（527.3米含天线）【建筑层数】：地上110层，地下3层【结构形式】：高层建筑抗风结构【建筑造价】：39亿【投资单位】：西尔斯百货公司【设计单位】：SOM建筑师事务所【建设用途】：办公【英文名称】：SearsTower

【别称】：希尔斯大厦19西尔斯大楼结构：

①整幢大厦被当作一个悬挑的束筒空间结构，离地面越远剪力越小，大厦顶部由风压引起的振动也明显减轻。

②大厦采用由钢框架构成的成束筒结构体系，外部用黑铝和镀层玻璃幕墙围护。

③其外形的特点是逐渐上收的，即1～50层为9个宽度为23.86米的方形筒组成的正方形平面；51～66层截去一对对角方筒单元；67～90层再截去另一对对角方筒单元，形成十字形；91～110层由两个方筒单元直升到顶。2021第六高楼：上海金茂大厦【建设地点】：中国上海浦东新区世纪大道88号【开工日期】：1994年5月10日【竣工日期】：1999年3月18日【占地面积】：2.3公顷【建筑面积】：29万平方米【建筑层数】：地上88层，地下3层【建筑高度】：420.5米【结构形式】：钢筋混凝土结构【建筑造价】：50亿【投资单位】：中国金茂（集团）股份有限公司【建筑设计】：美国芝加哥SOM设计事务所,、主创建筑师

AdrianSmith【英文名称】：JinmaoBuilding22结构平面立面图：2324最新结构技术：①商品砼和散装水泥应用技术②粗直径钢筋连接技术③新型模板与脚手架应用技术④高强混凝土技术⑤建筑节能技术⑥硬聚氯乙烯塑料管的应用技术⑦粉煤灰综合利用技术⑧建筑防水工程新技术⑨现代管理技术与计算机应用25第七高楼：美国纽约世贸中心姐妹楼【建设地点】：美国的纽约州纽约市曼哈顿岛西南端【开工日期】：1962年【竣工日期】：1976年【占地面积】：6.5公顷【建筑面积】：每幢摩天楼面积46.6万平方米【建筑层数】：地上110层，地下6层【建筑高度】：北楼:417米，南楼:415米【结构形式】：钢结构【建筑造价】：7亿美元【投资单位】：纽约州和新泽西州的港务局【建筑设计】：美籍日裔建筑师M·雅马萨基26世界贸易中心遭撞击示意图：27世界贸易中心南塔楼倒塌后：28世界贸易中心北塔楼倒塌后：29夕阳下的世贸●追思：303132

南京紫峰大厦【建设地点】：位于南京鼓楼区鼓楼广场，东至中央路，西至北京西路。【开工日期】：2005年5月底【竣工日期】：2008年9月28日【占地面积】：18721m2【建筑面积】：260000m2

【建筑层数】：地上89层，地下3层【建筑高度】：381米+69米，【施工单位】：上海建工【建筑造价】：40亿【投资单位】：南京国资集团、上海绿地集团

【建筑设计】：由美国著名设计单位SOM与华东建筑设计研究院有限公司合作设计

紫峰大厦主楼结构形式为钢结构框架—钢筋混凝土核心筒体系，在10层、35层和60层分别设置了钢结构桁架；副楼为现浇混凝土框架—核心筒体系，裙房为钢结构框架和混凝土框架混合的结构体系。在主楼和副楼7层间为一个张弦玻璃屋顶。33

§1.2发展高层建筑的意义34

在现代化大都市中，过度的人口和建筑密度，城市用地日趋紧张，真可谓寸土千金，使得人们不得不向空间发展。

意义：（1）节约用地；（2）节省城市基础设施费用；（3）改善城市市容。

高层建筑的出现，不仅改变了城市的建筑布局，而且为当地的经济发展起到了巨大的带动作用。

随着高性能材料的不断研制和开发，结构形式合理性的进一步研究，可以预见，在今后的土木工程领域，高层建筑仍将是世界各国在城市建设中的主要形式，扮演重要的角色。因此，掌握高层建筑的设计知识，是对土木工程领域技术人员的基本要求。§1.3高层建筑的特点35

优点：高层建筑具有占地面积少、建筑面积大、造型特殊、集中化程度高、有较好的日照、采光和通风效果等优点。正是这些优点，使得高层建筑在现代化大都市中得到了迅速的发展。

缺点：随着建筑高度的增加，建筑的防火、防灾、热岛效应等已成为人们急待解决的难题。

此外，从受力角度来看，随着高层建筑高度的增加，水平荷载（风载及地震作用）对结构起的作用将越来越大。§1.4高层建筑的材料

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现代高层建筑