建筑結構選型之高層建筑結構綜述三

第二章高層建筑結構綜述2-1國內外高層建筑的發(fā)展概況2-2高層的特點3-3高層建筑結構的類型3-4高層建筑結構的結構體系

高層建筑是近代經(jīng)濟發(fā)展和科學技術進步的產物，至今已有100余年的歷史。多年來，世界上最高的高層建筑集中在美國、加拿大，直到80年代末，北美洲一直是世界高層建筑的中心。按1991年公布的排行表，在世界上最高的100座最高建筑中，美國占了78座，加拿大5座，墨西哥1座，即北美洲占了84%，成了當前世界最高建筑的中心。

表1

2-1國內外高層建筑的發(fā)展概況1.我國高層建筑的發(fā)展(1)我國古代高層建筑的發(fā)展(2)我國近代高層建筑的發(fā)展2.國外現(xiàn)代高層建筑的發(fā)展2-1國內外高層建筑的發(fā)展概況1.我國高層建筑的發(fā)展(1)我國古代高層建筑的發(fā)展公元524年在河南建造了嵩岳寺塔(15層簡筒結構，高50m)公元704年在西安建造了大雁塔(7層磚木結構，總高64m)1.我國高層建筑的發(fā)展(1)我國古代高層建筑的發(fā)展公元1055年在河北定縣建造了料敵塔(11層筒體結構，高82m)公元1056年山西建造了應縣木塔(9層，高67m)，堪稱世界木結構的奇跡(2)我國近代高層建筑的發(fā)展第一階段從新中國成立到60年代末初步發(fā)展，20層以下的框架結構1959年建成的北京民族飯店(12層，高47.4m)1964年建成了北京民航大樓，(15層，高60.8m)1966年建成了廣州人民大廈(18層，高63m)第二階段為70年代20—30層，主要用于住宅、旅館、辦公樓1974年建成的北京飯店新樓(20層，高87.4m，是當時北京最高的建筑)1976年建成的廣州白云賓館(33層、高114.05m)上海漕溪路20幢1216層剪力墻住宅樓；北京前三門40幢916層大模板施工的剪力墻住宅樓)北京飯店新樓廣州白云賓館：36004000800080006600030003600030006600080008000400036007000078507850230033層，112.45米，剪力墻結構，1976年建成，國內首棟百米高層。第三階段為80年代僅19801983年所建的高層建筑就相當于1949年以來30多年中所建高層建筑的總和。深圳發(fā)展中心大廈，(43層，高165.3m，加上天線的高度共185.3m)，是我國第一座大型高層鋼結構建筑。第三階段為80年代廣州國際大廈，(63層，高200m)第三階段為80年代北京京廣中心大廈，(57層，高208m)第三階段為80年代上海新錦江賓館是一座現(xiàn)代化的高級賓館，(總建筑面積66060m2，共43層，總高153.52m)靜安希爾頓飯店，(建筑面積69224m2，包括塔樓43層，總高143.62m)第三階段為80年代第四階段從90年代開始（1）高層建筑興建速度加快1990—1994年間，每年建成10層以上建筑在1000萬平方米以上，占全國已建成的高層建筑的40%（2）超高層建筑的發(fā)展高層建筑的發(fā)展及層數(shù)和高度增長更快，建成了多座200米以上的高層建筑高層100b.doc上海明天廣場：60層，238m，最高的框架—剪力墻結構，98年建成。上海金茂大廈，(鋼結構，88層，高420m，是我國目前最高的建筑)第四階段從90年代開始金茂大廈內部結構2.國外現(xiàn)代高層建筑的發(fā)展第一階段是19世紀中期以前，由于主要建筑材料是磚石和木材，以及設計手段和施工技術的限制，歐美國家一般只能建造6層及以下的建筑。第二階段是19世紀中期開始的20世紀50年代初1855年發(fā)明了電梯系統(tǒng)，使人們建造更高的建筑成為可能家庭保險公司大樓(HomeInsuranceBuilding)，11層，高55m，建于18841886年，采用鑄鐵框架承重結構，標志著一種區(qū)別于傳統(tǒng)砌筑結構的新結構體系的誕生從1884年到19世紀，高層建筑已經(jīng)發(fā)展到了采用鋼結構，建筑物的高度越過了100m大關。1898年建成的紐約ParkRow大廈（30層，118m）是19世紀世界上最高的建筑。世界上最披早的鋼筋僚混凝土框耕架結構高乏層建筑，親是190鹿3年在美粒國辛辛那閣提建造的因格爾斯飾大樓，1竊6層怎，高粗64迎m。1931年旦美國紐約曼舞哈頓建造了凈102層、藏高381m經(jīng)的著名的帝國大廈(E捏mp地ir悔e圈St陳at泥e濟Bu車il巧di作ng助)，點它保餓持世撐界最剪高建頸筑達行41聯(lián)年之破久這一時朱期,雖朽然高層纖建筑有梁了比較賄大的發(fā)將展,但糞受到設貧計理論涂和建筑石材料的仆限制,參結構材們料用量賄較多、挺自重較故大，且翻僅限于充框架結鉆構，建矛于非抗貝震區(qū)第三階段從憑20世界5猴0年代開始由于在昂輕質高欣強材料靈、抗風丈抗震結口構體系外、施工咬技術及玻施工機豪械等方昂面都取誕得了很勉大進步歲以及計淹算機在窄設計中倍的應用刷，使得歡高層建械筑飛速抬發(fā)展美國是世界按上高層建筑減最多的國家1972棉年在紐約建造苗了世界貿易攀中心大樓(Wo劫rld墓Tr營ade倒Ce賽nte廊rT渾owe萄rs)望，11原0層，山高40帶2m，機鋼結構19耗74介年美第國在若芝加堵哥又養(yǎng)建成原了當央時世館界最負高的西爾邁斯大兔廈(Sear們sTow筆er)，1文10層，高濕443m，是鋼結構。進入90年撫代，亞洲成造為經(jīng)濟發(fā)展貝最快的地區(qū)辯，西太平洋喂沿岸的日本軍、朝鮮、韓宋國、中國大劉陸、臺灣、堵新加坡和馬賄來西亞等國病家和地區(qū)，惰陸續(xù)建成了翼超過200趣m、300晃m的高層建今筑。199逐0年至今，櫻世界上新建顛的最高建筑孫，幾乎全部促集中在這一漿地區(qū)。高層9.d亂oc一般高度錘的高層建繩筑（80犁—150繩米）更是蠅大量興建朝鮮臭平壤貿市的柳京飯給店，地面破以上1柴01層憂，高3揪05．嘆4m，艙鋼筋混露凝土結吼構位于馬來西件亞吉隆坡的雙塔高層建嬌筑，8臭5層傭，高算45柄0m弊，鋼能筋混胸凝土遍結構預期團21策世紀列，亞熊洲將益成為陶新的暗高層稼建筑弓中心馬來西亞姻雙塔樓：88層，張450米才，框—筒疾結構，1污996年夏建成。臺北101101層，508米。預計2004年9月完工(1脈)世鄰界高羨層建陳筑委兼員會趙19脾72俊年建剃議，肆將高殃層建茶筑劃疏分為宜以下鴿四類灘：第一類耍：916層勝，高度盛不超過脂50m酷;第二類：1誦725賽層，凡高度激不超喪過7字5m傅;第三惠類：湯2640層，高湯度不超過1侮00m;第四類：4樣0層以上，敢高度100感m以上。2-2其高層建筑氏的特點1、高層也建筑的分厲類：我國《民用友建筑設計通競則》(JG童J37-8繩7)中規(guī)定腫：10層及月10層以疑上的民用排建筑和總瓶高度超過市24m的丑公共建筑喉及綜合性姐建筑為高層建狼筑。建筑高宮度超過喜100墨m的建蝴筑均為超高潑層建窄筑。(2仙)我庸國對誤高層總建筑郵的分廟類：2高層貢建筑的特帳點A.高層獅建筑中，愛水平荷載閃和地震作向用對結構坐設計起著仿決定性的塑作用。B.動力反舞應不可低估而；C.結弄構軸向佳變形、漏剪切變咐形以及嬸溫度、遙沉降的睡影響加配?。籇.材料漠用量、工常程造價呈墓拋物線關準系增長。荷載坊效應示的最刃大值塊(軸晉力N缸、彎贊矩M乘和位置移)可用辨下列式強子表達然：N=WH=癢f(H)M=qH2/2恢=功f(H2)=qH4/8E你I桂=f(師H4)高層建筑曬中，水平即荷載和地散震作用對祖結構設計華起著決定閱性的作用霞。內力或位移=f(H4)M=哭f(殃H2)N=f養(yǎng)(H)H結構內力、散位移與高度攜H的關系2-布3高賀層建津筑的龜結構漏類型1擠鋼結筆構2鋼筋網(wǎng)混凝土結奴構3組們合結構1、鋼結構籃的特點鋼結醉構是粉由鋼香板、猾熱軋休型鋼旁和冷暗加工拌成型隊的薄夠壁型外鋼制缸造而紅成。忍與其仇他材罪料的東結構鎮(zhèn)相比瓦具有縮慧以下優(yōu)點：（1）伶材料強意度高，悉鋼材質捎量輕。（2）韌糟性、塑性誕好。（2）材鑄質均勻。（3序）制攤造簡糠單，雀施工始周期老短。（4位）密辟封性沸好。鋼結構的缺點有：（1）侄耐熱但揮不耐火15誰0攝斬氏度李時強務度無里變化匹，6羊00旺攝氏蛙度時集強度另約為排0。（2蒜）鋼駝材耐循腐蝕機性能男差，蝦維護拾費用躁高。2、鋼醬結構的諒應用（1）大除跨度鋼結勇構鋼屋架網(wǎng)架喬、網(wǎng)吉殼結敬構懸索結瞞構拱架結構橋梁結船構國家體育爪場國家體育場濫建筑體形上舅像鳥巢?？墒苋菁{8萬人原。平面為橢文圓形,長軸擋340m短撇軸292m嚼。屋蓋中間臥有一個14鍋6m×76默m的開口，起這部分將設料計成開合屋翼蓋。采用加哥肋薄壁箱形像截面，總惹用鋼量達1武6萬t。天津奧林滴匹克體育育場俯瞰效侮果圖“綠色奧運訪”、“科技卻奧運”、“深人文奧運”建筑底躬面面積投為80超,00地0m2主，屋頂伍面積7戒6,7咸19m天2，地敢上層數(shù)仗6層，坊最高點井高度5怎3.0魯0m，暑可容納課觀眾數(shù)厲60,添000言。屋頂結構采創(chuàng)用鋼桁架懸驕挑結構。撐屋面桁架落產地，形似露席珠。國家大逮劇院位于征北京半人民呈大會緞堂西鈔側，熄西長掏安街央以南庸，總蕩占地熔面積淺近1睜2公妖頃，煩總建慶筑面饞積近買15套萬平精方米讓，總滔投資頸26湖.8庫8億爐元，豈目前備已進僅行過變網(wǎng)殼響部分燙設計擦與施圈工驗斧收審揚查會群議。該工程外島部圍護結忠構為鋼結濱構網(wǎng)殼，劇是半橢圓堡球形，東印西長軸2加12.2仰m，南北咸短軸14敢3.64蠶m，總高疼度46.設285。開內設歌劇腔院（24遍16席）繩、音樂廳援（201煩7席）及禾戲劇院（轉1040鄙席）及公疏共大廳等拌。屋面采模用鈦金屬儉板，整個勸網(wǎng)殼外環(huán)紋繞人工湖洪（355饒00m2睡）,各種借通道及入剪口均設在刮水下。設計為法鋒國巴黎機凍場公司安慌德魯建筑跌師，北京趁市建筑設素計研究院鏟參與主體股設計，整體結構姨用鋼量達6欣750t，炒195kg爺/m。（2）重慘型廠房結取構西安變壓器兔廠（400偽t吊車）（3）高層奏建筑80疊年代捕我國庭建造賠的1妨1棟可高層炕鋼結南構基嶄本上般都是魂國外忽設計秒、施于工承炕建。目前碧我國毒已建喚和在久建的術高度拔超過臨10嶼0m史的鋼飄結構膨有4做8棟貫。上海柏環(huán)球皺金融恩中心由日本袖森大廈縱株式會顏社的全糾額子公鉛司森海印外株式刑會社及叼日本具配有代表遲性的銀畫行、保猜險公司突、商社露等36除家企業(yè)共，偕同劉政府系穗統(tǒng)機構凱日本海敵外經(jīng)濟纖協(xié)力基全金(O芳ECF將)聯(lián)合樸投資的科上海環(huán)纏球金融轎中心，產總投資哄逾75題0億日竿元。位僵于陸家真嘴金融酬貿易區(qū)背，建筑事總面積藝335勝,42桃0平方稍米，地影下3層崗，地上強94層祥。建成憲后的高賣度達4撓60米釣。總觀用鋼量巨260說00t覆，鋼筋只混凝土咬核心筒持，外框掌鋼骨混惰凝土及躬鋼柱，戚目前正皇在施工漆基礎。上海金茂大必廈金茂慈大廈搞是由怨中國澇上海文對外逝貿易將中心伶股份群有限麻公司缸獨家碗投資霧5.部6億大美元艙建設環(huán)的一溉座8銅8層業(yè)的超漸高層暗大廈串，建希筑高彈度4介20召.5挨米，率建筑味面積擇28轉.9峰萬平替方米漠，于愉19描98故年8島月2姜8日疏竣工節(jié)。白總用殖鋼量覆14酒00沙0t健，鋼流筋混下凝土姐核心津筒，侮外框單鋼骨補混凝燭土及唇鋼柱密。設鉗計者漂為美嚼國事期務所謹。央視新臺蟲址央視新臺址填建設工程位粘于北京朝陽皂區(qū)東三環(huán)中茄路、北京商溜務中心區(qū)的井核心地段，綿占地面積1勿8.7萬平猴方米，總建戲筑面積55晝萬平方米,梁230m贈。央視新臺跌址建設工程友總投資約5五0億元人民反幣，200災3年10月允開工建設，食2008年筑正式運行。央視抬新臺馬址大連問遠洋繞大廈大連遠洋輸大廈由大住連遠洋運伐輸公司、揮中遠房地扇產開發(fā)公霞司與美國饞ESPI均RIT公往司聯(lián)合投脹資14.凳8億人民母幣開發(fā)的質集五星級第酒店和甲仰級寫字樓悶為一體的遙智能大廈成?？偨ㄟw筑面積1括4.8萬窗平方米。企其中：A皺座為五星盲級酒店，敗地上51畝層，總高負200.磚8m。鋼左筋混凝土酒核心筒，赴外框鋼框乒架。設計讓、加工、詳安裝全部千國產化。臺北1濟01長寬各15贊0m，總面軟積3027懼7m2，塔稈高508m換，世界第一礎高，26層睛以上以8層膠為一單元。蟻主要由巨柱臉、核心系統(tǒng)筐及外伸桁架藝梁。巨柱自瓶地下5層至遠地上90層擠，最大尺寸負為2.4m騰x3m。直徑5.5此m，中67值0t的阻尼托器（4優(yōu)）高煙聳建嫂筑電視倆塔、絹微波宅塔、粒通訊消塔等東方明珠作電視塔東方僚明珠布廣播剝電視知塔座鑒落在汁上海概浦東佛新區(qū)攝黃浦幕江畔則，以健其4反68碰米的屯高度性成為香亞洲陳第一館高歪塔。棍她于氧19敵91毅年3葉月開昨始建紛造，掃19牢94資年1厲1搜月完煎工，包總重餡量達吼12防萬噸覽，總鉛投資炊8.籍3億禽元人欺民幣轎。東方明掘珠塔由棗三根直圣徑為九通米的擎賴天立柱乓、太空久艙、上基球體、呀下球體祖、五個方小球、抖塔座和貼廣場組碼成。一.世漠界貿易筒中心簡抬介（1拍）1.世辮界貿易嫌中心的胳建筑形器式1.撞機12.撞機21.倒塌瞬間干1二、世界貿奮易中心倒塌狡過程（7）優(yōu)點：遠造價較營低，材脫料來源化豐富，護可澆注控成各種岸復雜斷檢面形狀貴，可以瞞組成多兆種結構艘體系；挺可節(jié)省典鋼材，重承載能丙力較高隔，經(jīng)過和合理設民計，可菠獲得較貓好的抗宋震性能領。缺點：構嘩件斷面大復，占據(jù)面捉間大，自龍重大廣州廣東國喉際大廈(63層紡，200衛(wèi).18m慕)底層宅柱尺罷寸已剃達1逆.8更*2義.2響m2鋼蠶筋混凝性土結構（1度）優(yōu)淡點：在鋼筋混凝永土結構基礎段上，充分發(fā)震揮鋼結構優(yōu)彼良的抗拉性惡能以及混凝堤土結構的抗買壓性能進一步減輕貴結構重量，婚提高結構延主性（2乞）類沸型1)民用鋼唇材加鈔強鋼深筋混匹凝土刃構件鋼骨鋼浩筋混凝嚴土構件鋼管鋼筋混問凝土構件2)岡部分起抗側王力結抄構用腐鋼結冶構，扣另一谷部分餅采用旺鋼筋鑼混凝磁土結林構（源或部砍分采筆用鋼鹽骨鋼忽筋混淚凝土額結構徑）3組合缺結構鋼骨鋼翻筋混凝全土構件組合結構鋼管屈曲含破壞鋼管部鋼筋壯混凝棚土構呆件鋼管混凝土障結構工程閣實例（1）美國西雅圖雙聯(lián)廣場暗大廈58