高層建筑結(jié)構(gòu)概述

1、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計,.,一、本課程講授的主要內(nèi)容,高層建筑的一般知識 高層建筑結(jié)構(gòu)的選型與布置 高層建筑結(jié)構(gòu)的荷載與地震作用 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計計算的一般原則 高層框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法 高層剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法 高層框架剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法 高層筒體結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法,.,二、本課程的學(xué)習(xí)重點,以現(xiàn)行鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范、規(guī)程為重點，介紹高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計原理與方法 能夠進(jìn)行高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，特別是高層框架結(jié)構(gòu)、高層剪力墻結(jié)構(gòu)和高層框架剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計。,.,三、本課程的學(xué)習(xí)方式,講課與自學(xué)相結(jié)合 講課與作業(yè)相結(jié)合,四、主要參考文獻(xiàn),1.建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 2.高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程

2、 3.建筑抗震設(shè)計規(guī)范,.,4. 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 5. 現(xiàn)行地基與樁基設(shè)計規(guī)范 6. 包世華、方鄂華編，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計 7. 沈蒲生，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計 8. 霍達(dá)，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計 9.與建筑結(jié)構(gòu)有關(guān)的各種雜志,第一章 高層建筑結(jié)構(gòu)概述,高層建筑以其恢弘的氣勢、特殊的視覺效果，成為了其所在城市、地區(qū)甚至所在國家的標(biāo)志性建筑。,高層建筑是工程技術(shù)的紀(jì)念碑，是材料工程、電器工程、系統(tǒng)工程和城市集約化發(fā)展的必然產(chǎn)物。,.,迪拜哈利法塔,Burj Khalifa,高度828米，162層，總投資15億美元，是韓國三星公司負(fù)責(zé)營造。 2004.09.21開工 2010.01.04建成,目前世界第一高

3、樓,結(jié)構(gòu)形式：組合結(jié)構(gòu),組合結(jié)構(gòu)：同一截面或各桿件由兩種或兩種以上材料制作的結(jié)構(gòu)。 （1）鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)；（2）組合砌體結(jié)構(gòu),電梯：速度最高達(dá)17.4m/s(63公里/小時)，世界速度最快且運行距離最長的電梯。,.,麥 加 皇 家 鐘 塔 飯 店,建筑高度601米，共95層。世界最高的飯店、世界最高的鐘塔、世界最大鐘面，世界最大的樓板面積。,目前世界第二高樓,Abraj Al-Bait Towers,2004開工 2012建成,皇家鐘塔是“大本鐘”的5倍大，直徑40m，在25公里外也能看見。,.,臺北國際金融中心,天線頂高度509m（屋頂449.2m），101層(地下5層) ，建筑總投資1

4、8億美元。,Taipei,101,1999.07開工 2003.10建成,結(jié)構(gòu)形式：鋼筋混凝土 結(jié)構(gòu)，新式的巨型結(jié)構(gòu),巨型結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)用巨柱、巨梁和巨型支撐等巨型桿件組成空間桁架，相鄰立面的支撐交匯在角柱，形成巨型空間桁架結(jié)構(gòu)。,.,臺灣位于地震帶上，在臺北盆地的范圍內(nèi)，又有三條小斷層，為了興建臺北101，這個建筑的設(shè)計必定要能防止強震的破壞。且臺灣每年夏天都會受到太平洋上形成的臺風(fēng)影響，防震和防風(fēng)是臺北101兩大建筑所需克服的問題。,防震措施方面：臺北101采用新式的“巨型結(jié)構(gòu)” ，在大樓的四個外側(cè)分別各有兩支巨柱，共八支巨柱，每支截面長3m、寬2.4m，自地下5樓貫通至地上90樓，柱內(nèi)灌入高

5、密度混凝土，外以鋼板包覆。,防風(fēng)方面：為了因應(yīng)高空強風(fēng)及臺風(fēng)吹拂造成的搖晃大樓內(nèi)設(shè)置了“調(diào)諧質(zhì)塊阻尼器”，是在88至92樓掛置一個重達(dá)660公噸的巨大鋼球，利用擺動來減緩建筑物的晃動幅度。據(jù)臺北101告示牌所言，這也是全世界唯一開放游客觀賞的巨型阻尼器，更是目前全球最大之阻尼器。世界第一座防震阻尼器外露於整體設(shè)計的大樓，重達(dá)660噸，在85、86、與88樓用餐可以看到這個帶有裝飾且外型像大圓球的阻尼器，其直徑5.5米也是世界第一。,.,為了因應(yīng)高空強風(fēng)及臺風(fēng)吹拂造成的搖晃大樓內(nèi)設(shè)置了“調(diào)諧質(zhì)塊阻尼器”（tuned mass damper，又稱“調(diào)質(zhì)阻尼器”），是在88至92樓掛置一個重達(dá)660

6、公噸的巨大鋼球，利用擺動來減緩建筑物的晃動幅度。,.,上海環(huán)球金融中心,天線頂高度494.4m（屋頂487.4m），101層，2008年建成。電梯91部。建筑總投資81.7億元。,Shanghai World Financial Center,結(jié)構(gòu)形式：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、 鋼結(jié)構(gòu),.,大樓在90樓（約395米）設(shè)置了兩臺風(fēng)阻尼器，各重150公噸，使用感應(yīng)器測出建筑物遇風(fēng)的搖晃程度，及通過電腦計算以控制阻尼器移動的方向，減少大樓由于強風(fēng)而引起的搖晃，而預(yù)計這兩臺阻尼器也將成為世界最高的自動控制阻尼器。,“如果強風(fēng)從北面刮來，配重物就好比一個巨大的鐘擺擺向北面，使風(fēng)阻尼器會產(chǎn)生一種與風(fēng)向相反的力量，

7、從而消化建筑物的搖晃程度，并抵消強風(fēng)對建筑物的影響。”,.,每幢建筑物都有一個固定的自振頻率，風(fēng)阻尼器通過緩解振動，可防止建筑物出現(xiàn)共振現(xiàn)象。同時 地震時，振動的沖擊波會對大樓頂部形成很大的沖擊力，有了風(fēng)阻尼器后大樓就可以“吸收”掉地震影響。 “目前國內(nèi)已經(jīng)注意到風(fēng)阻尼器在建筑中的作用，今后的超高層建筑，都應(yīng)該安裝風(fēng)阻尼器?！爆F(xiàn)代集團(tuán)副總工程師高承勇說。,高層建筑要承受側(cè)向的風(fēng)力，這一點是毋庸置疑的。但對建筑物影響多大？ 一般說，在正常的風(fēng)壓狀態(tài)下，距地面高度為10米處，如風(fēng)速為5米秒，那么在90米的高空，風(fēng)速可達(dá)到15米秒。若高達(dá)300-400米，風(fēng)力將更加強大，即風(fēng)速達(dá)到30米秒以上時，摩

8、天大樓會產(chǎn)生晃動。,.,環(huán)球貿(mào)易廣場,屋頂高度484m，118層，2010年建成。電梯83部。建筑總投資額約200億元。,International Commerce Centre,結(jié)構(gòu)形式： 混凝土核心筒+鋼結(jié)構(gòu),吉隆坡石油雙塔,Petronas Towers, Kuala Lumpur Malaysia,天線頂高度452m（屋頂378.6m），88層鋼砼結(jié)構(gòu)。 1998年建成，位于馬來西亞首都吉隆坡。,結(jié)構(gòu)形式： 高軋制鋼梁支托的金屬板， 鋼筋混凝土,.,42層空中廊橋（Sky Bridge）,攀頂事件：“蜘蛛人”法國男子阿蘭羅貝爾在馬來西亞首都吉隆坡徒手攀上最高樓樓頂，44歲的羅貝爾在個

9、人網(wǎng)站上夸耀說，迄今他在全世界已攀爬過包括紐約帝國大廈在內(nèi)的70多座摩天大樓。,.,南京紫峰大廈,天線頂高度450m（屋頂381m），89層（地下3層 ）。 2010年建成。 總投資40億。,Greenland Square Zifeng Tower,結(jié)構(gòu)形式： 鋼框架一鋼混凝土核心 筒結(jié)構(gòu),西爾斯大廈,天線頂高527.3m,屋頂高443m,1974年建成。,Sears Tower,Chicago,西爾斯大樓（Sears Tower）冠名權(quán)到2009年7月16日截止。之后更名為“威利斯大廈”（Willis Tower）。,結(jié)構(gòu)形式： 鋼框架構(gòu)成的成束筒結(jié)構(gòu)體系,既可減小風(fēng)壓，又取得外部造型的變

10、化效果。,.,.,京 基 100,建筑高度441.8m，100層（地下3層 ）。 總投資50億。 深圳市目前最高建筑。2011年建成,KingKey100,結(jié)構(gòu)形式： 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)， 新式的巨型結(jié)構(gòu),.,為了控制樓體在風(fēng)中的擺幅，設(shè)計者還在大樓91層設(shè)計安放了兩個主動阻尼器，可抵御百年一遇的臺風(fēng)。,根據(jù)觀測，在臺風(fēng)之下，高樓會擺動起來，嚴(yán)重時里面的人像在坐船，地王大廈頂樓監(jiān)測的結(jié)果顯示，臺風(fēng)下頂樓擺動的位差達(dá)到1米，但在規(guī)范之內(nèi)。大樓內(nèi)的人會感覺不舒服，因此研究人員根據(jù)此研究減震措施，主動控制技術(shù)，可以減少這種擺動，緩解樓內(nèi)人的不舒適感。這種技術(shù)在日本使用得最多，可以抗臺風(fēng)之外，還可以用于抗

11、地震。目前，深圳的高樓中，京基100是第一個采用該技術(shù)的高樓，該系統(tǒng)造價超過千萬元。,工作原理是：當(dāng)大樓在風(fēng)中擺向某一方時，阻尼器會在電腦和電機的控制下朝反方向運行，從而減緩大樓的擺幅，類似于平衡天平的砝碼。在深圳這樣多臺風(fēng)地區(qū)，京基塔樓的設(shè)計抗風(fēng)壓能力不僅達(dá)到了深圳地標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的7級抗震，而且還按抵御百年一遇臺風(fēng)的標(biāo)準(zhǔn)來自我要求，抵御12級臺風(fēng)不是問題。,摩天大樓的抗風(fēng)壓問題非常復(fù)雜，它在風(fēng)中既不能不晃（否則容易折斷），也不能擺動幅度過大；既要考慮到結(jié)構(gòu)所能承受的最大擺動力度，更要考慮人在大樓里生活的舒適度。,金茂大廈,高度420.5m，88層。1998年建成?？傇靸r5.4億美元。,Jin Ma

12、o Tower, Shanghai.,結(jié)構(gòu)形式： 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),采用超高層建筑史上首次運用的最新結(jié)構(gòu)技術(shù)，整幢大樓垂直偏差僅2厘米，樓頂部的晃動連半米都不到，這是世界高樓中最出色的，還可以保證12級大風(fēng)不倒，同時能抗7級地震。,.,World Trade Center 110floors,417m New York, 19732001,結(jié)構(gòu)形式： 鋼筋混凝土玻璃對稱結(jié)構(gòu),有報導(dǎo)分析，認(rèn)為大樓的倒塌并不是因為飛機的直接沖撞，而是飛機內(nèi)滿載的航空煤油傾瀉進(jìn)入大樓引起的大火所釋放出的巨大熱量，軟化了支撐大樓的鋼筋骨架，最終導(dǎo)致世貿(mào)中心大樓在自身重力的作用下坍塌。但是，也有一批建筑學(xué)家認(rèn)為僅憑大火并

13、無法令大樓倒塌。有關(guān)摩天大樓結(jié)構(gòu)設(shè)計的調(diào)查依然在進(jìn)行中。,.,香港國際金融中心,2003年建成。高415m，地上88層。,Two International Finance Centre, Hong Kong.,結(jié)構(gòu)形式： 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),紐約帝國大廈,1931年建成，高381m，102層，安裝的天線使它的高度上升至443.5米 。,Empire State Building, New York.,結(jié)構(gòu)形式： 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),世界七大工程奇跡之一。世界七大工程奇跡，簡稱世界工程奇跡，是指近代至現(xiàn)代七項最大型的工程，由美國土木工程師學(xué)會選出。,分別是巴拿馬的巴拿馬運河、荷蘭的北海保護(hù)工程、美國的

14、帝國大廈和金門大橋、加拿大的加拿大國家電視塔、巴西的伊泰普大壩，以及英國及法國的英法海底隧道。,約翰漢考克中心，高度344m(天線頂高457m)，100層，鋼結(jié)構(gòu)。1970年建成，位于芝加哥?？偨ㄖ娣e260，126平方米，電梯50部，總造價0.95億美元。,John Hancock Center, Chicago.,王國中心大廈位于沙特阿拉伯的首都利雅得,高度302m，地上41層，地下2層，鋼砼結(jié)構(gòu)，2002年建成?？偨ㄖ娣e185，000平方米，電梯22部。,Kingdom Centre, Riyadh,Saudi Arabia.,.,高層建筑和都市住宅委員會CTBUH（Council o

15、n Tall Buildings and Urban Habitat）規(guī)定：,高層建筑：至少建筑的一半高度由樓層構(gòu)成； 高層建筑高度：CTBUH在1997年7月10日宣布了四種高樓評定標(biāo)準(zhǔn)： a、結(jié)構(gòu)體或建筑頂部高度 b、最高使用樓層高度 c、屋頂高度 d、天線高度,.,1.建筑結(jié)構(gòu)高度 高程測量范圍從建筑主要入口人行道至建筑結(jié)構(gòu)頂部，包括尖塔，但不包括天線，標(biāo)志或旗桿。這是應(yīng)用最為廣泛的標(biāo)準(zhǔn)，也是用來確定世界100高摩天大樓的標(biāo)準(zhǔn)。 2.最高使用樓層高度 高程測量范圍從建筑主要入口人行道至最高使用樓層（不包括維修區(qū)、避難層等） 。 3.建筑頂層頂板高度 高程測量范圍從建筑主要入口人行道至建筑

16、頂層頂板最高點，但不包括尖塔或天線。 4.建筑總高度 高程測量范圍從建筑主要入口人行道至建筑物最高點包括各種材質(zhì)或功能的建筑物最高點（包括天線，旗桿和標(biāo)志等）。,.,廣州塔,塔身主體450米(塔頂觀光平臺最高處454米)，天線桅桿150米，總高度600米,廣州塔方案：橢圓形的漸變網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其造型、空間和結(jié)構(gòu)由兩個向上旋轉(zhuǎn)的橢圓形鋼外殼變化生成，一個在基礎(chǔ)平面，一個在假想的450米高的平面上，兩個橢圓彼此扭轉(zhuǎn)135度，兩個橢圓扭轉(zhuǎn)在腰部收縮變細(xì)。格子式結(jié)構(gòu)底部比較疏松，向上到腰部則比較密集，腰部收緊固定了，像編織的繩索，呈現(xiàn)“纖纖細(xì)腰”，再向上格子式結(jié)構(gòu)放開，由逐漸變細(xì)的管狀結(jié)構(gòu)柱支撐。,.,.

17、,.,臺北101大樓是用一個大鐵塊平衡，光那個鐵塊的造價就要400萬美金,.,美國北達(dá)科塔州（State of North Dakota ）KVLY電視塔(KVLY-TV mast) 高度628.8m，1963年建成。,該塔完成一段時間后，聯(lián)邦航空管理局以塔的高度（628.8米）作為日后人造建構(gòu)物高度的限制。所以，在美國境內(nèi)的建筑物高度一般不超過 628.8 米。,.,加拿大國家電視塔又名為多倫多電視塔，作為當(dāng)今世界第二高的通訊塔，其建于1976年，塔內(nèi)擁有將近一千七百多級的金屬階梯。高度553.3m。,Canada National Tower,.,世界高樓榜,.,主 要 內(nèi) 容,.,直觀特

18、點 受力特點 側(cè)移的控制 軸向變形,.,1-1 高層建筑的特點,高層建筑具有標(biāo)志性、多功能綜合性、節(jié)約土地和市政建設(shè)投資、設(shè)備利用率高、社會效益好等優(yōu)點。,高層建筑體型龐大、容納大量人員，有著局部交通壓力大、垃圾多、能耗集中、噪音、熱輻射等缺點。另外高層建筑的防火、疏散等難度也較大。,1、直觀的特點,.,香港九龍寨城,1993年拆除,中國政府力求英國在移交香港前必須辦妥的幾件大事之一，便是整治九龍寨城。80年代末，港英政府曾幾次試圖治理，但皆因情況太差及黑幫勢力根深蒂固，而無果而終。1993年，港英政府忍無可忍，在出動近5000警力，扣押近萬人的情況下，歷時一年，終將九龍寨城夷為平地。,.,2

19、、受力特點水平荷載成為主要因素,隨結(jié)構(gòu)高度增加，在水平力作用下，側(cè)向位移增加最快，其次是彎矩、軸力。,可見，在高層建筑設(shè)計中，水平荷載（作用）是主要荷載，結(jié)構(gòu)高度和抵抗側(cè)移是設(shè)計的主要矛盾。,.,用于承擔(dān)重力荷載的結(jié)構(gòu)材料用量，與房屋成線性比例增加；其中用于樓蓋結(jié)構(gòu)的材料用量大體是定值，幾乎與結(jié)構(gòu)層數(shù)無關(guān)；用于墻、柱等豎向承重構(gòu)件的材料用量，則隨房屋的層數(shù)比例增長；用于抵抗側(cè)力的結(jié)構(gòu)材料數(shù)量，則按房屋層數(shù)二次方的關(guān)系曲線急劇增長。實踐證明：選定的抗側(cè)力體系是否經(jīng)濟有效，對于結(jié)構(gòu)材料的用量影響很大，綜合各方面條件經(jīng)過精心設(shè)計所確定的最優(yōu)抗側(cè)力體系，使結(jié)構(gòu)材料用量得以大幅度下降。,.,高層建筑不僅

20、需要較大的承載能力，更需要較大的剛度。使結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形限制在一定范圍內(nèi)。這是因為：,過大的側(cè)向變形會使人不舒服，影響使用。這主要是對風(fēng)荷載而言，至于偶爾發(fā)生地震時，人的舒適感是次要的。,過大的側(cè)向變形會使填充墻或建筑裝修開裂或損壞，也會使電梯軌道變形，影響使用。,過大的側(cè)向變形會使主體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，甚至損壞。限制側(cè)向變形也就是限制結(jié)構(gòu)裂縫寬度及破壞程度。,過大的側(cè)向變形會使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加內(nèi)力（P效應(yīng)），甚至?xí)鸬顾?3、側(cè)移的控制,P-Delta效應(yīng)：效果又叫重力二階效應(yīng)分析，是指構(gòu)筑物同時受到水平力和軸力作用時，水平力作用下產(chǎn)生的位移和軸力組合產(chǎn)生附加彎矩的效果。對于細(xì)長的結(jié)構(gòu)影響很大。,

21、.,4、軸向變形不容忽視,對連續(xù)梁彎矩的影響,未考慮柱的壓縮變形 考慮各柱差異壓縮后的變形,造成連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值減小，跨中正彎矩之和端支座負(fù)彎矩值增大。還會對預(yù)制構(gòu)件的下料長度產(chǎn)生影響，要求根據(jù)軸向變形計算值，對下料長度進(jìn)行調(diào)整；另外對構(gòu)件剪力和側(cè)移產(chǎn)生影響，與考慮構(gòu)件豎向變形比較，會得出偏于不安壘的結(jié)果。,.,對構(gòu)件剪力和側(cè)移的影響,.,主 要 內(nèi) 容,.,其他國家 我國規(guī)定,.,1-2 高層建筑的界定,究竟多高的建筑算作高層建筑? 世界各國的劃分標(biāo)準(zhǔn)并不完全一致。,1、美國： 24.6m以上、7層以上的建筑稱為高層建筑。,2、英國： 24.3m以上的建筑定為高層建筑。,.,、法國

22、： 超過50m的住宅或28m以上的其它建筑為高層建筑。,4、德國： 建筑高度超過22m為高層建筑。,5、比利時： 25m以上的建筑為高層建筑。,.,、日本： 8層以上或者超過31m建筑為高層建筑，超過30層的旅館、辦公樓和20層以上的住宅建筑為超高層建筑。,7、前蘇聯(lián)： 9層及9層以上的建筑為高層建筑。,除日本以外，其他各國均把100m以上的建筑定為超高層建筑。,.,1972年的國際高層建筑會議,給出了如下標(biāo)準(zhǔn),得到了大多數(shù)國家的贊同:,多層建筑 8層,超高層建筑 40層 高度100m,第一類 916層 高度50m 高層建筑 第二類 1725層 高度75m 第三類 2540層 高度100m,8

23、、國際標(biāo)準(zhǔn),.,我國民用建筑設(shè)計通則（GB 503522005） 312 民用建筑按地上層數(shù)或高度分類劃分應(yīng)符合下列規(guī)定： 住宅建筑按層數(shù)分類：一至三層為低層住宅，四至六層為多層住宅，七至九層為中高層住宅，十及十層以上為高層住宅；,我國高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ3-2010)第2.1.1條： 10層及10層以上或房屋高度超過28m的住宅建筑和房屋高度大于24m的其他民用建筑，劃為高層民用建筑。,9、我國關(guān)于高層建筑的規(guī)定:,除住宅之外的民用建筑，高度不大于24m者為單層和多層建筑，大于24m者為高層建筑(不包括建筑高度大于24m的單層公共建筑)；,建筑高度大于1OOm的民用建筑為超高層

24、建筑。,.,我國高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范（GB 500451995）和高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ 991998） 規(guī)定10層及10層以上的居住建筑和24m以上的其他民用建筑為高層建筑,9、我國關(guān)于高層建筑的規(guī)定:,.,古代 近代 現(xiàn)代,.,1-3 高層建筑的發(fā)展歷史,高層建筑的發(fā)展歷史大致可分為以下三個階段:,古代史1640年以前,近代史16401885,現(xiàn)代史1885以后,.,一、古代高層建筑史（1640年以前）,在人類歷史的早期，人們?yōu)榱吮硎緦ι耢`、集權(quán)或祖先的崇拜，建造了許多體型龐大的土木工程。所以早期的高層建筑，往往是寺廟或陵墓類建筑，一般不是人類居住或生活使用建筑。如：,埃及

25、的胡夫大金字塔、意大利比薩斜塔、河南省登封嵩山嵩岳寺塔、河北省定縣料敵塔、山西省應(yīng)縣佛宮寺釋迦塔等。,.,埃及的胡夫大金字塔，BC 26862181年，高146.5m，邊長232m，230萬塊巨石砌成。,.,意大利比薩斜塔，AD 11741350年，8層，塔高54.5m。,.,河南省登封嵩山嵩岳寺塔，是中國現(xiàn)存最早的磚塔 ,為磚筑密檐式，建于北魏正光四年（523）。塔外壁直徑約10.4米左右，十七層，總高約40米。,中國現(xiàn)存最早的佛塔,該塔至今已有1500年歷史， 歷經(jīng)多次地震、風(fēng)雨侵襲仍不 傾不斜，巍然矗立。,.,河北省定縣料敵塔，建于北宋咸平四年（1011），又稱定縣開元寺塔。塔磚砌樓閣式

26、，八角十一層，內(nèi)部雙層套筒，梯級設(shè)于塔心，高達(dá)84米。,中國現(xiàn)存最高佛塔,.,山西省應(yīng)縣佛宮寺釋迦塔，是現(xiàn)存唯一一座木結(jié)構(gòu)樓閣式塔，又稱應(yīng)縣木塔。建于遼清寧二年（1056）。塔平面八角，外觀五層，結(jié)構(gòu)實際上是九層。全塔高67.31米。,應(yīng)縣木塔與巴黎埃菲爾鐵塔和比薩斜塔并稱為世界三大奇塔。,建塔至今已950余年，經(jīng)歷了無數(shù)次暴風(fēng)驟雨和7次大地震的襲擊與考驗，戰(zhàn)亂之年曾被200余發(fā)炮彈擊中，但古塔整體結(jié)構(gòu)未受到重創(chuàng)，至今仍屹然挺立，安然無恙。,.,榫卯是極為精巧的發(fā)明，這種構(gòu)件連接方式，使得中國傳統(tǒng)的木結(jié)構(gòu)成為超越了當(dāng)代建筑排架、框架或者剛架的特殊柔性結(jié)構(gòu)體，不但可以承受較大的荷載，而且允許產(chǎn)生

27、一定的變形，在地震荷載下通過變形吸收一定的地震能量，減小結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)。,.,古代高層建筑多為磚石材料建造，墻體（或柱子）承重。由于材料強度低，制約了建筑的高度和跨度（開間、進(jìn)深）的大小，因而使建筑的使用功能受到了限制。,但是，許多高層建筑歷經(jīng)多次地震和自然界的風(fēng)雨侵蝕，至今仍基本保存完好。這反應(yīng)了當(dāng)時建筑設(shè)計和施工工藝的高超和結(jié)構(gòu)的合理性。為高層建筑的進(jìn)一步發(fā)展奠定了很好的基礎(chǔ)。,.,二、近代高層建筑史（16401885）,1640年以后，隨著資產(chǎn)階級革命的勝利，生產(chǎn)力得到了極大的發(fā)展。1782年，詹姆士瓦特發(fā)明了蒸氣機，帶來了工業(yè)革命。,鑄鐵構(gòu)件1786年巴黎法蘭西劇院，首次采用了鑄鐵屋頂

28、。,新材料、新技術(shù)、新的結(jié)構(gòu)形式在建筑方面不斷得到應(yīng)用：,.,工字形斷面構(gòu)件1801年，在英國曼徹斯特建造的薩爾福特棉紡廠。,鍛鐵梁1840年，這種材料容許建造更高、跨度更大的建筑。,升降機1845年，威廉湯姆遜研制出液壓驅(qū)動的升降機。,鋼筋混凝土建筑1850年，巴黎圣日內(nèi)維夫圖書館的拱頂。,.,電梯1853年，美國紐約的工程師奧蒂斯（Elisha Graves Otis）發(fā)明了安全電梯。,這一時期，真正的高層建筑不多，且沒有保存下來。但是，正是這期間在材料、工藝、設(shè)備等方面的發(fā)展，為現(xiàn)代高層建筑的誕生和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。,.,三、現(xiàn)代高層建筑史（1885現(xiàn)在）,1885年，在美國芝加哥市，建成

29、了12層、55m高的家庭保險大樓。該幢建筑被稱為第一座現(xiàn)代意義的高層建筑。 因此，人們把芝加哥稱為現(xiàn)代高層建筑的發(fā)源地。,Home Insurance Building,.,現(xiàn)代高層建筑的標(biāo)志,房屋的支撐結(jié)構(gòu)和維護(hù)結(jié)構(gòu)分離，不再用墻體承重。,尤其是第一次世界大戰(zhàn)（19141918）使美國經(jīng)濟空前繁榮，世界經(jīng)濟中心從歐洲轉(zhuǎn)移到美國。高層建筑如雨后春筍般在美國各大城市矗立起來。,高層設(shè)計理論進(jìn)一步完善，剪力墻結(jié)構(gòu)開始應(yīng)用。技術(shù)水平已經(jīng)不是限制高層建筑發(fā)展的因素。,.,1908年，47層、187m的Singer Building紐約建成。,1930年，77層的Chrysler Building建成，

30、高度突破300m，達(dá)到了319m。,1931年，102層381m的紐約帝國大廈Empire State Building建成，將這一時期的高層建筑推向頂峰。紐約帝國大廈作為世界第一高樓，享譽42年之久。,.,以紐約市為例，僅1930、1931年建成的高層建筑就有119座，其中高度在100m以上的超高層建筑就有52座。,上世紀(jì)60年代初，美國著名結(jié)構(gòu)工程師法齊勒坎恩（Fazlur R.Khan），提出了密柱深梁的框筒結(jié)構(gòu)及其設(shè)計方法。,在框筒基礎(chǔ)上，他又進(jìn)一步提出了筒中筒、桁架筒、成束筒等結(jié)構(gòu)形式。并成功完成了約翰漢考克大廈(John Hancock Center, 1965-1969, 457

31、.2m )和西爾斯大廈(Sears Tower, 1972-1974, 527.3m)的結(jié)構(gòu)設(shè)計。后者作為世界最高建筑，享譽達(dá)24年之久。,.,高層建筑材料由過去單一的鋼結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)變成了鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼混凝土組合等多種材料的結(jié)構(gòu)形式。,1998年，88層452m的石油雙塔(Petronas Tower)在馬來西亞的首都吉隆坡建成。取代Sears Tower成為了新的世界第一高樓。,1999年，中國臺北國際金融中心（101大廈）破土動工，2004年建成。地下5層、地上101層，高度509m，首次將建筑高度推進(jìn)到500m以上。,.,2001年9月11日（911事件），紐約世貿(mào)大樓被撞塌，造

32、成了巨大的生命和財產(chǎn)損失。,但是，高層建筑的發(fā)展也暴露了諸多問題：,首先是安全：地震、火災(zāi)等等；,巨大的能源消耗：建造、使用、維修等；,影響周圍生態(tài)環(huán)境：交通負(fù)擔(dān)加重、熱島效應(yīng)、將強風(fēng)引至地面、遮擋陽光等；,.,.,然而，建筑物高度對人們的吸引力是巨大的，競爭是無止境的。2004年開工的兩棟高層建筑同時瞄準(zhǔn)了世界第一高樓。,上海環(huán)球金融中心已建成，主體高度為492m，層數(shù)101層。,另一座為阿聯(lián)酋的迪拜塔，從2004年開工，建造高度一直保密。其網(wǎng)站（www.Burj Dubai S）公布資料為：高度800950m、層數(shù)169189、預(yù)計2009年12月完工。 2010年01月04日建成，高度8

33、28米、169層，總造價約15億美元。,.,2007年1月25日開工的Chicago Spire（芝加哥尖塔、螺旋塔），設(shè)計主體高609.6m、150層。是多功能的居民住房，每層樓比其下層扭轉(zhuǎn)2.44度，總計扭轉(zhuǎn)360度。 建筑外部構(gòu)造材料使用不銹鋼，窗戶采用銀色的玻璃幕墻，以達(dá)到從大廈外部看宛如一座冰雕的奇特效果。,.,.,由于金融危機的爆發(fā)，2009年3月被迫停工。之后福德姆公司曾決定重啟工程，但到2010年該項目被迫取消。,2008年5月,.,上海中心大廈，建筑高度580m（總高度632米），總建筑面積約433，954萬平方米，計劃總投資148億元。2008年11月29日開工，計劃201

34、4年竣工。,資料顯示,已經(jīng)規(guī)劃或設(shè)計的超高層建筑還有：,.,恒大國際金融中心，計劃將建造560m，總投資250億元人民幣。2012年開始興建，預(yù)計2017年完成。,.,天空城市，計劃將建造838m，共計地上202層地下6層?？偼顿Y52.5億元人民幣。該項目于2013年7月20日正式開工，工期為七個月。但沒過幾天，就因未報建就開工而被有關(guān)部門叫停。,.,質(zhì)疑一：天空城市毀壞了城市？迪拜塔于2004年9月動工，直到2010年才竣工。而遠(yuǎn)大建設(shè)速度：2013年10月開工，2014年4月封頂。天空城市是一個集住、職、學(xué)、醫(yī)、購、娛為一體的“融合社區(qū)”，以期達(dá)到減少交通堵塞，減少城市對道路、汽車的依賴。 質(zhì)疑二：天空城市破壞了生態(tài)環(huán)境？天空城市的建設(shè)，可減少2平方公里的綠地。節(jié)約的綠地可用來種田以及種植10萬棵大樹，美化生活與環(huán)境，關(guān)注了人類與地球。 質(zhì)疑三：天空城市不環(huán)保，浪費能源？國家對長沙這