多高层建筑结构体系概述.

高层建筑结构体系概述1.高层建筑结构发展概况2.高层建筑结构体系介绍3.高层建筑结构布置要求高层建筑是近代经济发展和科学技术进步的产物，至今已有100余年的历史。多年来，世界上最高的高层建筑集中在美国、加拿大，直到80年代末，北美洲一直是世高层建筑的中心。按1991年公布的排行表，在世界上最100座最高建筑中，美国占了78座，加拿大5座，墨西哥1座，即北美洲占了84%，成了当前世界最高建筑的中心。1-1国内外高层建筑的发展概况高层建筑（tallbuilding）：10层及10层以上或房屋高度大于28m的建筑物。(1)我国古代高层建筑的发展公元524年在河南建造了嵩岳寺塔(15层筒体结构，高50m)公元704年在西安建造了大雁塔(7层砖木结构，总高64m)1.我国高层建筑的发展公元1055年在河北定县建造了料敌塔(11层筒体结构，高82m)公元1056年山西建造了应县木塔(9层，高67m)，堪称世界木结构的奇迹初步发展，20层以下的框架结构1959年建成的北京民族饭店(12层，高47.4m)1964年建成了北京民航大楼，(15层，高60.8m)1966年建成了广州人民大厦(18层，高63m)(2)我国近代高层建筑的发展第二阶段为70年代20—30层，主要用于住宅、旅馆、办公楼1974年建成的北京饭店新楼(20层，高87.4m，是当时北京最高的建筑)1976年建成的广州白云宾馆(33层、高114.05m)上海漕溪路20幢1216层剪力墙住宅楼；北京前三门40幢916层大模板施工的剪力墙住宅楼)第一阶段从新中国成立到60年代末（1）高层建筑兴建速度加快1990—1994年间，每年建成10层以上建筑在1000万平方米以上，占全国已建成的高层建筑的40%（2）超高层建筑的发展高层建筑的发展及层数和高度增长更快，建成了多座200米以上的高层建筑第三阶段为80年代仅19801983年所建的高层建筑就相当于1949年以来30多年中所建高层建筑的总和。第四阶段从90年代开始北京饭店新楼广州白云宾馆：36004000800080006600030003600030006600080008000400036007000078507850230033层，112.45米，剪力墙结构，1976年建成，国内首栋百米高层。深圳发展中心大厦，(43层，高165.3m，加上天线的高度共185.3m)，是我国第一座大型高层钢结构建筑。•广州国际大厦，(63层，高200m)•北京京广中心大厦，(57层，高208m)上海明天广场：60层，238m，最高的框架—剪力墙结构，98年建成。上海金茂大厦，(钢结构，88层，高420m)金茂大厦是由中国上海对外贸易中心股份有限公司独家投资5.6亿美元建设的一座88层的超高层大厦，建筑高度420.5米，建筑面积28.9万平方米，于1998年8月28日竣工。总用钢量14000t，钢筋混凝土核心筒，外框钢骨混凝土及钢柱。设计者为美国S.O.M事务所。上海环球金融中心由日本森大厦株式会社的全额子公司森海外株式会社及日本具有代表性的银行、保险公司、商社等36家企业，偕同政府系统机构日本海外经济协力基金(OECF)联合投资的上海环球金融中心，总投资逾750亿日元。位于陆家嘴金融贸易区，建筑总面积335,420平方米，地下3层，地上94层。建成后的高度达460米。总用钢量26000t，钢筋混凝土核心筒，外框钢骨混凝土及钢柱，目前正在施工基础。央视新台址央视新台址建设工程位于北京朝阳区东三环中路、北京商务中心区的核心地段，占地面积18.7万平方米，总建筑面积55万平方米,230m。央视新台址建设工程总投资约50亿元人民币，2003年10月开工建设，2008年正式运行。大连远洋大厦大连远洋大厦由大连远洋运输公司、中远房地产开发公司与美国ESPIRIT公司联合投资14.8亿人民币开发的集五星级酒店和甲级写字楼为一体的智能大厦。总建筑面积14.8万平方米。其中：A座为五星级酒店，地上51层，总高200.8m。钢筋混凝土核心筒，外框钢框架。设计、加工、安装全部国产化。高耸建筑：电视塔、微波塔、通讯塔等东方明珠电视塔东方明珠广播电视塔座落在上海浦东新区黄浦江畔，以其468米的高度成为亚洲第一高塔。她于1991年3月开始建造，1994年11月完工，总重量达12万吨，总投资8.3亿元人民币。东方明珠塔由三根直径为九米的擎天立柱、太空舱、上球体、下球体、五个小球、塔座和广场组成。台北101长宽各150m，总面积30277m2，塔高508m，世界第一高，26层以上以8层为一单元。主要由巨柱、核心系统及外伸桁架梁。巨柱自地下5层至地上90层，最大尺寸为2.4mx3m。直径5.5m，中670t的阻尼器第一阶段是19世纪中期以前，由于主要建筑材料是砖石和木材，以及设计手段和施工技术的限制，欧美国家一般只能建造6层及以下的建筑。2.国外现代高层建筑的发展第二阶段是19世纪中期开始的20世纪50年代初1855年发明了电梯系统，使人们建造更高的建筑成为可能家庭保险公司大楼(HomeInsuranceBuilding)，11层，高55m，建于18841886年，采用铸铁框架承重结构，标志着一种区别于传统砌筑结构的新结构体系的诞生从1884年到19世纪，高层建筑已经发展到了采用钢结构，建筑物的高度越过了100m大关。1898年建成的纽约ParkRow大厦（30层，118m）是19世纪世界上最高的建筑。第三阶段从20世界50年代开始由于在轻质高强材料、抗风抗震结构体系、施工技术及施工机械等方面都取得了很大进步以及计算机在设计中的应用，使得高层建筑飞速发展美国是世界上高层建筑最多的国家世界上最早的钢筋混凝土框架结构高层建筑，是1903年在美国辛辛那提建造的因格尔斯大楼，16层，高64m。1931年美国纽约曼哈顿建造了102层、高381m的著名的帝国大厦(EmpireStateBuilding)，它保持世界最高建筑达41年之久这一时期,虽然高层建筑有了比较大的发展,但受到设计理论和建筑材料的限制,结构材料用量较多、自重较大，且仅限于框架结构，建于非抗震区1972年在纽约建造了世界贸易中心大楼(WorldTradeCenterTowers)，110层，高402m，钢结构1974年美国在芝加哥又建成了当时世界最高的西尔斯大厦(SearsTower)，110层，高443m，钢结构。进入90年代，亚洲成为经济发展最快的地区，西太平洋沿岸的日本、朝鲜、韩国、中国大陆、台湾、新加坡和马来西亚等国家和地区，陆续建成了超过200m、300m的高层建筑。1990年至今，世界上新建的最高建筑，几乎全部集中在这一地区。一般高度的高层建筑（80—150米）更是大量兴建朝鲜平壤市的柳京饭店，地面以上101层，高305．4m，钢筋混凝土结构位于马来西亚吉隆坡的双塔高层建筑，85层，高450m，钢筋混凝土结构21世纪，亚洲成为新的高层建筑中心马来西亚双塔楼：88层，450米，框—筒结构，1996年建成。上部为四个三角形巨型空间桁架平面52m52m第二层为转换层，设置跨度为52m的周边空腹桁架和中部四角锥桁架作为巨型框架梁，最后传递给四根巨型角柱44～70层20～37层38～43层1层2层3～19层香港中国银行(1)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：第一类：916层，高度不超过50m;第二类：1725层，高度不超过75m;第三类：2640层，高度不超过100m;第四类：40层以上，高度100m以上。1-2高层建筑的特点1、高层建筑的分类：(2)我国对高层建筑的分类：我国《民用建筑设计通则》(JGJ37-87)中规定：10层及10层以上的民用建筑和总高度超过24m的公共建筑及综合性建筑为高层建筑。建筑高度超过100m的建筑均为超高层建筑。2高层建筑的特点A.高层建筑中，水平荷载和地震作用对结构设计起着决定性的作用。B.动力反应不可低估；C.结构轴向变形、剪切变形以及温度、沉降的影响加剧；D.材料用量、工程造价呈抛物线关系增长。荷载效应的最大值(轴力N、弯矩M和位移)可用下列式子表达：N=WH=f(H)M=qH2/2=f(H2)=qH4/8EI=f(H4)内力或位移=f(H4)M=f(H2)N=f(H)H结构内力、位移与高度H的关系巨型框架成束筒结构多筒体系筒中筒结构筒体结构框架剪力墙结构全剪力墙结构剪力墙结构框架结构混合结构多层与高层建筑2.多层与高层建筑物的结构体系介绍结构体系结构抵抗外部作用的构件单元组成方式框架剪力墙筒体•高层建筑的基本的抗侧力单元框架结构是由梁和柱刚性连接的骨架结构。2.1框架结构框架结构是多层房屋的主要结构形式，也是高层建筑的基本结构单元。•框架结构体系优点：布置灵活；缺点：侧向刚度较小。北京长富宫中心26层，90.85m，89年建成。400080008000800080008000400040005800400058006200框架结构体系(a)横向框架体系；(b)纵向框架体系Back（1）框架结构的承重结构和围护、分隔构件完全分开，墙只起围护和分隔作用。（2）框架结构平面布置灵活，能够满足生产工艺和使用功能的要求。（3）框架结构采用的材料是型钢和钢筋混凝土，有很好的抗压和抗弯能力，由于梁、柱刚接，抗侧移和抗振动能力强，因此，其抗震性、整体性和延通性较好，适用于多层和高度不超过60m的高层建筑。框架结构的特点框架结构的类型（1）按构件组成划分有梁板式结构（由梁、板、柱三种基本构件组成的骨架结构）和无梁式结构（由板和柱子组成的骨架结构）两种类型。（2）按框架的施工方法划分①现浇整体式框架框架全部构件均在现场浇注成整体，具有整体性和抗震性能好、构件尺寸不受标准构件限制的特点。②装配式框架框架全部构件采用预制装配，具有可加快施工进度、提供建筑工业化程度的特点，但节点构造刚性差，抗震性差。③半现浇框架梁、柱现浇，楼板预制或现浇，预制梁板，具有梁柱整体性好、可节约模板的特点。④装配整体或框架预制梁、柱，装配时通过局部现浇混凝土使构件连接成整体，结构的整体性和抗震性介于现浇和装配式构件之间，保证了节点的刚度，比全现浇节省模板，加快了施工进度，但增加了后浇混凝土的工序。（1）布置原则①建筑平面形状和立面体型宜简单、规则，使各部分刚度均匀对称。②控制结构的高宽比（一般高宽比设为5～7），减少结构在水平荷载下产生的侧移。③房屋的总长度宜控制在最大伸缩缝间距内，减少温度裂缝。框架结构的平面布置方式④框架梁宜拉通、对直，框架柱宜上下对中，梁柱轴线宜在同一竖向平面内。⑤尽量统一柱网及层高，以减少构件种类规格，简化设计及施工。（2）柱网及层高框架结构的柱网由柱距和跨度组成。框架结构的柱网尺寸和层高主要由使用功能的要求决定，并符合建筑模数，力求柱面简单规则，便于布置模板。①民用建筑的柱网及层高民用建筑的类型多，功能要求各不相同，因此柱网和层高的变化也大，但对于一般民用建筑可以做到定型化。柱网一般以300mm为模数，如住宅、旅馆的框架结构柱网尺寸，柱距可采用6.3m、6.6m和6.9m，跨度可采用4.8m、5.1m、6.0m、6.6m和6.9m，层高为3.0m、3.3m、3.6m、3.9m和4.2m。②工业建筑的柱网及层高工业建筑柱网布置可分为【内廊式】和【跨度组合式】两种。【内廊式】柱网的常用尺寸：柱距为6.0m，跨度一般采用6.0m、6.6m和6.9m，走廊宽一般为2.4m、2.7m和3.0m。【跨度组合式】柱网的常用尺寸：柱网采用6.0m，跨度采用6.0m、7.5m、9.0m和12m。层高一般为3.6m、3.9m、4.5m、4.8m和5.4m。框架柱网布置简单、规则、整齐，对结构是非常有利的，经济效果也好。但有些建筑平面采用周边复杂的形式来表示建筑艺术的效果，这就出