[精选]高层建筑第一章绪论

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1、高层建筑结构设计,主讲：章丛俊 博士 13305162072,【本课程教师介绍】,章丛俊，男，工学博士，教授级高级工程师，国家一级注册结构工程师，南京兴华建筑设计研究院总工程师，江苏省抗震超限审查委员会委员,江苏省建筑工程施工图审核中心专家。1996年毕业于东南大学土木工程学院结构工程专业，获硕士学位。2009年毕业于东南大学土木工程学院防灾减灾工程与防护工程专业，获博士学位。,【本课程介绍】,“高层建筑结构”是土木类专业一门十分重要的专业课，它是力学基础课与工程实际相结合、多学科综合的一门课程，是培养房屋结构设计人员的必修课程。,本课程的目的和任务是使学生获得高层建筑结构的基本知识和计算方法

2、，掌握常用高层结构的特征及其结构设计方法，并达到综合利用多门前置课程知识来分析解决高层结构设计中问题的能力，为今后学生从事房屋设计工作打下较坚实的基础。,本课程参考文献,1、中华人民共和国行业标准“高层建筑混 凝土结构技术规程(JGJ3-2010)”中国建 筑工业出版社 2010北京。 2、钱稼如等 “高层建筑结构设计”中国 建筑工业出版社 2013北京。 3. 包世华、方鄂华“高层建筑结构设计” 清华大学出版社 1998年北京 4、龙驭球、包世华“结构力学教程”高 等教育出版社 1993北京。 5、施岚青等“一级注册结构工程师专业考 试复习教程”中国建筑工业出版社 2013北京。,本课程特点

3、,1、实际结构的力学分析，可看作为结构力学 在实际中的应用。 2、从实际出发，具有很强的实践性。 3、综合课程，涵盖了几乎所有课程。,第一章 绪论,【本章教学目标】 通过本章学习，明确高层建筑的定义；了解高层建筑的产生、发展、现状与未来的发展趋势。,一、定义 原则定义：水平荷载和地震作用为结构设计控制因素 的结构。 理论上30层(100米)以上时水平力影响大于 垂直力。 具体定义：高度或层数超过规定值的房屋建筑称为高 层建筑。 我国“高规”：10层及10层以上或房屋高度大于28m 的住宅建筑以及房屋高度大于24m的其 其它高层民用建筑。,美国：25m以上或7层以上； 法国：50m以上的居住建筑

4、、28m以上的其他建筑； 英国：24.3m以上的建筑； 日本：8层以上或超过31m的建筑，并把30层以上 的旅馆、办公楼和20层以上的住宅规定为超 高层建筑。 世界高层建筑委员会1972年建议将高层建筑划分为以 下四类： 第类：高度不超过50m (916层)； 第类：高度不超过75m (1725层)； 第类：高度不超过100m (2640层)； 第类：高度超过100m (40层以上)。,现代城市人口高度集中，土地不足而地价昂贵 的产物。 科学技术的进步提供了可能。建筑材料、电梯、 计算机分析等。 高层建筑的高度在一定程度上反映了一个国家 的综合国力和科技水平。 城市发展的新景点，城市或业主实力

5、雄厚的象 征。 100多年前首先在芝加哥大批出现。,二、产生,三、发展和现状,中国： 古代至今保存最古最大的木塔山西省应县佛宫寺的释迦塔（图1.1），建于公元1056年，正八边形，共九层，高67m。在元、明时代历经几次地震而未倒塌，充分显示了我们祖先的智慧与才能。,图1.1,解放前：外国人设计，我国高层建筑50余年历史，近三十年快速发展。 南京金陵饭店：37层，110.75米，框筒结构，1980年动工，1983年10月正式开业，神州第一高楼，第一个高层旋转餐厅，南京的标志。香港巴马丹拿国际公司设计，新加坡陶欣伯先生投资。,60年代最高：广州宾馆，27 层， 88米。 70年代最高：广州白云宾馆

6、,33层，100米。 80年代，中国高层建筑发展进入全盛时期，1980年1984年间所建的高层建筑相当于以前30多年中兴建的总和。80年代以来：蓬勃发展。商茂大厦、紫峰大厦、深圳地王大厦、上海金茂大厦等,南京紫峰大厦：89层，450米，屋面高度381.25米，呈三角形平面，框架-核心筒结构，主楼内部由钢筋混凝土的“巨型核心筒”剪力墙系统构建，外围为成型宽翼缘钢、钢筋混凝土构成的复合柱，此二结构之间为钢结构伸臂桁架及带状桁架。2008年9月主体封顶，江苏第一，中国第二，世界第七摩天高楼。美国SOM建筑事务所设计。目前世界摩天高楼的排名是迪拜塔（800多米）、纽约自由塔（541米）、上海环球金融中

7、心（540米）、台北101（508米）、香港环球贸易广场（484米）、吉隆坡双子星塔（452米）、紫峰大厦（450米）。,上海金茂大厦：88层，421米，高宽比7。正方形筒体-框架结构，平面53.453.4m，内筒27m27m，墙厚850，C60混凝土。钢筋混凝土核心筒与钢结构外框架结合的组合结构体系。在2426层、5557层、8587层有三道外伸桁架将核心筒与八根巨型柱连接成一个整体。1999年建成，当时世界第四。美国SOM建筑事务所设计。角布8个小钢柱主要承受竖向荷载，并参与抗扭。抵抗侧向力，三个互相作用的结构部件被引入：1） 巨型结构:包括巨柱,斜撑和环桁架2） 核心筒3） 伸臂桁架,上

8、海环球金融中心： 94层,460m，1998年动工，由于亚洲金融风暴而停工5年，2003年复工，改为101层492m，加上天线的高度为540米，2008年8月竣工 。比目前已建成的中国台北国际金融大厦主楼主体高度高出12米（台北101大厦实体高度加60米天线高度为508米）。中国第一、世界第三高楼。90楼设置两台风阻尼器。美国KPF建筑师事务所，ARUP公司结构设计。,台北101大楼（台北国际金融中心）,2003 年10月封顶， 448m（60=508m)， 101层，破马来西亚石油大厦保七年的纪录。1997年7月由国内十四家企业联合组成的台北金融大楼股份有限公司取得地上开发权，总造价五百八十

9、亿元台币。底部裙楼购物商场，余为金融商业重镇、股市证交所。 造型意为芝麻开花节节高。 有世界最大且最重的调和质块阻尼器（tuned mass damper） ：悬挂在大楼88-92楼层的重达660吨、直径5.5米的铁球，台风中保持平衡。 两台世界最高速、最长行程的室内电梯每小时60.4公里，从1到89楼，只要39秒。 世界高楼协会证书，台北101大楼 “世界高楼”四项指标中的三项世界之最，即“最高建筑物”(508米)、“最高使用楼层”(438米)和“最高屋顶高度”(448米)。台北101-将台北带向全世界。 台北101 （Taipei 101），前名台北国际金融中心（Taipei Financ

10、ial Center），设计师李祖原。其英文名称Taipei 101除代表台北，还有“Technology、 Art、 Innovation、 People、 Environment、Identity”之意义。,巨型结构（megastructure） 四个外侧各有二支巨柱，每支截面约3米长、2.4米宽，自地下5楼贯通至地上90楼，柱内灌入高密度混凝土，外以钢板包覆。,国外：19世纪中期前，一般不超6层，电梯使高层建筑成为可能。1854年，在纽约水晶宫世界博览会上，美国人伊莱沙格雷夫斯奥的斯第一次向世人展示了他发明的升降梯。他站在高处装满货物的升降梯平台上，令助手用利斧砍断了缆绳。令人惊讶的是，

11、升降梯并没有坠毁，而是牢牢地固定在半空中安全装置发挥了作用。1857年，奥的斯公司第1台客运升降机安装在纽约E.V.Haughout公司一座专营法国瓷器和玻璃器皿的商店里。,1891年，纽约企业家杰西雷诺（Jesse Wilfred Reno）在美国科尼岛码头设计制造出世界上第一部自动扶梯，它当时被称为“倾斜升降机”。 拉丁文中“scala（楼梯）”一词与“elevator（电梯）”一词的字母结合起来创造的“escalator（如今称为自动扶梯）”一词注册为产品商标。 escalate-逐步增长,1883年，芝加哥人寿保险公司大楼，高55米，是世界上最早的高层建筑。由生铁柱和熟铁梁所构成的框架

12、承担全部荷载。,纽约帝国大厦：1931年，102层，381米，保持40年世界之最，1年零45天建成！20世纪50年代装天线后443.5米。材料33万吨。面积204385平方米。铅笔型方案。铆接钢结构，砖石帷幕墙，煤渣混凝土。高层建筑上面加些仿古典的装饰成了时尚，其尖顶就是在模仿哥特式。,芝加哥汉考克大厦：计算机、新型材料使建筑高度大幅度上升。1968年，。 SOM建筑设计事务所设计。1936年毕业于麻省理工学院建筑系的斯基德莫尔（Louis Skidmore）与奥因斯（Nathaniel Owings）在发展迅速的美国中西部新兴城市芝加哥建立了第一个办公室。1939年，随着梅里尔（John M

13、errill）加入，合三个人姓氏的第一个字母为名字的SOM事务所诞生了。斯基德莫尔是一位思想敏锐的设计师,梅里尔是工程师，而奥因斯则是一位组织者。,1996年马来西亚吉隆坡石油双塔， 405m（452m ）， 88层,美国芝加哥西尔斯大厦：主体结构高度世界第一，442米，含天线 527.3 米。九个22.9米见方竖筒组成，外形逐渐上收，51到66层截去对角两个筒，67到90层截去另两个对角筒，91到110层截去三个边筒，剩两个。不仅突破了建筑顶部的平头规则，而且减少了风力影响。造成帝国大厦顶摇摆10厘米的巨风，只使西尔斯大厦摇摆23厘米！只需55秒钟，从地面一层直达第103层，从那里的观光大厅

14、鸟瞰整个芝加哥市，天气晴朗的时候，可看到美国四个州。SOM建筑设计事务所设计。,阿联酋迪拜布吉大楼：世界上升速度最快的电梯时速64公里。在最后一根铆钉钉入之前，不愿透露大楼的最终高度。国际知名的建筑设计公司美国SOM设计所设计出的可爱“翡翠城”。2009年1月23日最终高度是818米，162层，像准备发射升空的一架巨型航天飞机。2008年9月1日，迪拜塔高度达到688米，超过了高度为628.9米的美国北达科他州电视发射塔。开发商伊玛房地产公司说，迪拜塔造个可拆卸顶，如果有别的高，就把屋顶拆掉，继续建造，永保世界第一。,中国各地陆续传出新的摩天大楼计划,中国117大厦：,地下3层地上117层，总

15、设计高度将达到570米以上。 高档商场、写字楼、商务公寓和六星级酒店。,上海中心：,美国Gensler设计事务所 结构580米，总高632米 148亿元，127层 2010年地下封顶 2012年结构封顶 部分投入运营 2014年竣工 顶部顺时针旋转90度。,芝加哥螺旋塔：,610米，150层 ，2012年峻工 建筑师圣地亚哥卡拉特拉瓦(Santiago Calatrava) 可使大楼外立面旋转360度 国际绿色建筑认证“领先能源与环境设计”(LEED)金奖,韩国仁川双子大楼：,韩国第三大城市仁川摩天大楼两栋高614米的双子大楼,美国自由大厦-原纽约世贸中心,2009年主体完工，2013年交付5

16、座大厦建筑群。主体结构高度1776英尺（541.3米），象征美国建国年份1776年。 “自由大厦”的顶部逐渐变成尖顶，反映出自由女神像的形状。,世界最高10栋高层建筑,世界建筑史上最具争议且险被扼杀的三大建筑,埃菲尔铁塔 ：被艺术界反对,埃菲尔铁塔是现代巴黎的标志,是一座于1889年建成位于法国巴黎战神广场上的钢架露空结构铁塔，高300米，天线高24米，总高324米。直到1930年，埃菲尔铁塔都是世界最高的建筑物。埃菲尔铁塔得名于它的设计师桥梁工程师居斯塔夫埃菲尔。1887年1月26日动工，1889年3月31日完工（要知道，有埃菲尔铁塔一半高的华盛顿纪念碑，花费了36年才建设完成），1889年5月15日开放。塔分三层，第一层高57米，第二层115米，第三层274米。莫泊桑等社会各界人士强烈反对。,卢浮宫扩建 ：经典与现代,巴黎卢浮宫扩建工程建于1984-1988年，总建筑面积七万多平方米。它的设计者就是著名的美籍华人建筑师贝聿铭。,悉尼歌剧院 ：造价,悉尼歌剧院位於澳洲悉尼，是20世纪最具特色的建筑之一，也是世界著名的表演艺术中心，已成为悉尼市的标志性建筑。该歌剧院从1957年到197