同济大学 高层建筑结构设计 第一章 1.1-1.2

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1、,1.1高层建筑结构的概念,1.1高层建筑结构的概念,高层建筑结构的定义 最早的高层建筑 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 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。 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（Sears Tower）； 美国芝加哥1973年； 442.3米（

3、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”的最高纪录。,1.1高层建筑结构的概念,台北101大厦（TAIPEI 101）；

4、 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,1.2 国内外高层建筑的历史和现状,1、产生缘由 产业革命，大工业兴起，城市人口剧增，地价昂贵 优点：节省城建投资 缺点：防火要求 其他因素 计算理论，

5、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。平面为正八角形，底部边长9.8m，采用砖砌双层筒体

6、，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20世纪20年代

7、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 Stat

8、e Building） 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

9、加哥的运转的枢纽，有13000名雇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.

10、5米,深圳国贸大厦 1985 年160米,1.2国内外高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

11、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

12、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

13、内外高层建筑的历史和现状,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（F

14、orest 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

15、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,上 海 中 心,英文名称：Shanghai Tower。 开工时间：2008年11月29日。 竣工时间：2014年。 占地面积：30368平方米。 建筑面积：574058平方米，其中地上总建筑面积约410139平方米。 建筑高度：632米。（结构高度 580） 建筑层数：地下结构5层，地上部分包括124层塔楼和7层东西裙房。 结构形式：钢筋混凝土核心筒-外框架结构。 用钢量：约100000吨。 建筑造价：148亿元。,上海中心概况,1.2国内外高层建筑的历史和现状,上海”三足鼎立“局面的形成,