高层建筑发展概况
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高层建筑结构发展现状及前沿发展方向一、引言高层建筑作为现代城市发展的重要组成部分,不仅体现了城市的繁荣与发展,也对城市的可持续发展和人们的生活质量产生了重要影响。
本文将对高层建筑结构的发展现状进行分析,并探讨其前沿发展方向。
二、高层建筑结构的发展现状1. 高层建筑结构的特点高层建筑结构相较于传统建筑结构具有更高的高度、更大的荷载和更强的抗震要求。
因此,高层建筑结构的设计与施工需要考虑到这些特点,以确保建筑的安全性和稳定性。
2. 高层建筑结构的发展趋势随着科技的不断进步和人们对生活质量的要求不断提高,高层建筑结构的发展也呈现出以下几个趋势:(1)轻量化:采用轻质材料和新型结构体系,以减轻建筑自重和地震荷载,提高建筑的抗震性能。
(2)智能化:引入智能化技术,实现高层建筑的自动化管理和智能化控制,提高建筑的安全性和便利性。
(3)绿色化:注重节能减排和环境保护,采用可再生能源和环保材料,打造绿色、可持续发展的高层建筑。
(4)多功能化:高层建筑不仅仅是居住和办公的场所,还可以融合商业、文化、娱乐等多种功能,提供全方位的服务和体验。
三、高层建筑结构的前沿发展方向1. 高层建筑结构的新型材料随着新材料的不断涌现,高层建筑结构也将迎来新的发展机遇。
例如,碳纤维复合材料具有轻质、高强度和耐腐蚀等特点,可以用于高层建筑的主要结构部件,提高建筑的抗震性能和耐久性。
2. 高层建筑结构的新型技术(1)3D打印技术:通过3D打印技术可以实现高层建筑结构的快速制造和定制化设计,提高建筑的施工效率和质量。
(2)虚拟现实技术:利用虚拟现实技术可以对高层建筑结构进行全方位的模拟和分析,提前发现潜在问题,并进行优化设计。
3. 高层建筑结构的智能化设计(1)传感器技术:通过在高层建筑结构中布置传感器,可以实时监测建筑的变形和振动情况,提前发现结构的异常,保障建筑的安全性。
(2)大数据分析:利用大数据分析技术可以对高层建筑结构的运行状态进行监测和分析,提供科学依据和决策支持。
高层建造结构发展现状及前沿发展方向【高层建造结构发展现状及前沿发展方向】一、引言高层建造是现代城市发展的重要标志和城市景观的重要组成部份。
随着城市化进程的加速和人口的不断增长,高层建造的建设成为解决城市土地资源短缺和人口集聚的有效手段。
本文将对高层建造结构的发展现状进行详细分析,并探讨未来高层建造结构的前沿发展方向。
二、高层建造结构发展现状1. 高层建造结构类型目前,高层建造结构主要包括钢结构、钢筋混凝土结构和复合结构三种类型。
其中,钢结构具有自重轻、刚度好、施工速度快等优点,适合于超高层建造的结构形式。
钢筋混凝土结构具有抗震性能好、耐久性强等优势,适合于中高层建造的结构形式。
复合结构则是钢结构和钢筋混凝土结构的结合,综合了两者的优点,适合于特殊需求的高层建造。
2. 高层建造结构技术随着科技的不断进步,高层建造结构技术也在不断创新和发展。
目前,高层建造结构技术主要包括预制装配式建造、空心结构、超高层建造的核心筒结构等。
预制装配式建造采用工厂化生产方式,可以提高施工速度和质量,减少对现场资源的依赖。
空心结构通过减轻自重和提高空间利用率,达到减少材料消耗的目的。
超高层建造的核心筒结构则通过设置混凝土核心筒来增加整体刚度和抗震能力。
3. 高层建造结构设计理念高层建造结构设计理念的发展也在不断推动高层建造的发展。
传统的高层建造设计注重结构的安全性和稳定性,而现代的高层建造设计则更加注重结构的经济性和可持续性。
通过采用新材料、新技术和新工艺,可以减少材料的消耗和能源的浪费,提高建造的节能性和环保性。
三、高层建造结构的前沿发展方向1. 新材料的应用随着科技的不断进步,新材料的应用将成为高层建造结构发展的重要方向。
例如,碳纤维增强复合材料具有高强度、轻质化、耐久性强等优点,可以用于高层建造的结构构件,提高建造的承载能力和抗震能力。
此外,生物材料、可再生材料等也将成为高层建造结构设计的新方向。
2. 智能化技术的应用随着物联网、人工智能等技术的发展,智能化技术在高层建造结构中的应用将成为未来的发展方向。
高层建筑结构发展现状及前沿发展方向一、引言高层建筑的发展在现代城市化进程中起到了重要的作用。
随着人口的增长和土地资源的有限性,高层建筑的兴起成为了解决城市空间压力的有效途径。
本文将探讨高层建筑结构发展的现状,并展望其前沿发展方向。
二、高层建筑结构发展现状1. 高层建筑结构类型高层建筑的结构类型多种多样,包括钢结构、混凝土结构、钢混凝土混合结构等。
目前,混凝土结构在高层建筑中占据主导地位,其稳定性和可靠性得到了广泛认可。
2. 高层建筑结构技术随着科技的进步,高层建筑结构技术不断创新。
例如,采用先进的三维建模技术,可以提高结构的设计精度和施工效率。
另外,钢结构的应用也得到了广泛推广,其轻质化和可塑性使其在高层建筑中具有独特的优势。
3. 高层建筑结构安全性高层建筑的安全性是人们关注的焦点。
目前,高层建筑结构的安全性得到了较好的保障。
通过采用先进的结构设计和监测技术,可以及时发现结构的变形和损伤,并采取相应的修复措施。
三、高层建筑结构前沿发展方向1. 可持续发展在未来的发展中,高层建筑结构将更加注重可持续发展。
例如,采用绿色建筑材料和节能技术,减少对环境的影响。
此外,结合可再生能源的利用,将进一步提高高层建筑的能源效率。
2. 智能化技术应用随着物联网和人工智能技术的快速发展,高层建筑结构将更加智能化。
通过传感器和监测系统,可以实时监测建筑结构的运行状态,提前预警潜在风险。
此外,智能化技术还可以优化建筑的能源管理和维护。
3. 高层建筑结构抗震性能地震是高层建筑结构面临的重要挑战。
未来的发展中,高层建筑结构将更加注重抗震性能的提升。
通过采用新型的减震器和隔震技术,可以有效减少地震对建筑结构的破坏。
4. 高层建筑结构的可重构性高层建筑结构的可重构性指的是结构在受到外部影响后能够恢复到原有的状态。
未来的发展中,高层建筑结构将更加注重可重构性的研究。
通过采用新型材料和结构设计,可以提高结构的可重构性,减少损伤对建筑的影响。
高层建造结构发展现状及前沿发展方向1. 引言高层建造作为城市发展的重要组成部份,对于城市的形象和功能起着重要的作用。
本文将对高层建造结构的发展现状进行分析,并探讨其前沿发展方向。
2. 高层建造结构发展现状2.1 高层建造结构类型目前,高层建造的结构类型主要包括钢结构、混凝土结构和复合结构等。
钢结构具有轻质、高强度和施工周期短等优点,适合于大跨度和超高层建造。
混凝土结构具有较好的抗震性能和耐久性,适合于多层和中高层建造。
复合结构综合了钢结构和混凝土结构的优点,能够满足更高层次的建造需求。
2.2 高层建造结构技术随着科技的不断进步,高层建造结构技术也得到了快速发展。
其中,三维建模技术、摹拟分析技术和数字化施工技术等在高层建造结构设计、施工和管理中得到了广泛应用。
这些技术的应用不仅提高了建造结构的安全性和可靠性,还提高了工程效率和质量。
2.3 高层建造结构设计准则高层建造的结构设计需要遵循一系列准则和规范,以确保建造的安全性和稳定性。
例如,国家标准《高层建造混凝土结构技术规程》和《高层建造钢结构技术规程》等规定了高层建造结构设计的要求和方法。
3. 高层建造结构前沿发展方向3.1 绿色建造结构随着人们环保意识的增强,绿色建造成为了未来发展的趋势。
高层建造结构在设计和施工过程中应注重节能、环保和可持续发展。
例如,利用太阳能、风能等可再生能源,采用高效节能的建造材料和技术,实现建造的能源自给自足。
3.2 智能建造结构随着物联网和人工智能技术的发展,智能建造成为了高层建造结构的前沿方向。
智能建造结构可以实现自动化控制、智能化管理和智能化服务,提高建造的安全性、舒适性和便利性。
例如,通过智能感知技术和自动化控制系统,实现建造的智能照明、智能空调和智能安防等功能。
3.3 高层建造结构的抗震性能地震是高层建造结构面临的重要挑战之一。
未来的高层建造结构需要更好地抵御地震力的作用,确保建造的安全性。
研究人员正在探索新的结构形式和材料,以提高高层建造的抗震性能。
高层建造结构发展现状及前沿发展方向一、引言高层建造作为现代城市发展的重要标志之一,不仅在城市景观中起到突出的作用,还能有效利用地上空间,满足人们的居住、办公和商业需求。
本文将对高层建造结构的发展现状进行分析,并探讨其前沿发展方向。
二、高层建造结构发展现状1. 高层建造结构的发展历程高层建造结构的发展经历了从传统框架结构到钢筋混凝土结构,再到现代的钢结构和复合结构的演进过程。
随着科学技术的进步和材料工艺的创新,高层建造结构的承载能力和抗震性能得到了显著提高。
2. 高层建造结构的特点高层建造结构具有以下几个特点:- 高度:高层建造通常超过一定的高度限制,需要采用合适的结构形式来承担垂直荷载。
- 抗震性:高层建造所处的地理位置和地震活动频率不同,需要根据地震区域的分类采用不同的抗震设计措施。
- 空间利用率:高层建造需要最大限度地利用地上空间,因此结构设计需要考虑灵便性和可拆卸性。
- 节能环保:高层建造的能源消耗较大,需要采用节能设计和环保材料,以减少对环境的影响。
3. 高层建造结构的发展趋势高层建造结构在未来的发展中将呈现以下几个趋势:- 超高层建造:随着技术的不断进步,超高层建造将成为未来的发展方向。
超高层建造的结构设计需要考虑更高的高度、更大的荷载和更强的抗震能力。
- 智能化设计:随着物联网和人工智能技术的发展,高层建造结构将越来越智能化。
智能化设计可以实现结构的自动监测和预警,提高建造的安全性和可靠性。
- 绿色建造:在环保意识的推动下,高层建造结构将越来越注重节能和环保。
绿色建造的设计将采用可再生能源和环保材料,以减少能源消耗和碳排放。
三、前沿发展方向1. 结构优化设计在高层建造结构设计中,采用优化设计方法可以实现结构的轻量化和节能化。
通过使用优化算法和仿真软件,可以找到最佳的结构形式和材料,以提高结构的性能和经济性。
2. 新材料应用高层建造结构的发展离不开新材料的应用。
未来,随着新材料的不断涌现,如碳纤维、高性能混凝土等,将为高层建造的结构设计提供更多的选择。
高层建造结构发展现状及前沿发展方向引言概述:高层建造作为现代城市的标志性建造,不仅给城市增添了漂亮的风景线,也为人们提供了更多的居住和工作空间。
随着科技的不断进步和人们对于建造安全性的要求越来越高,高层建造结构设计和建造技术也在不断发展。
本文将从五个大点来阐述高层建造结构发展现状及前沿发展方向。
正文内容:1. 高层建造结构发展现状1.1 建造材料的创新应用随着科技的发展,新型建造材料如高强度混凝土、耐火材料、高性能钢等被广泛应用于高层建造结构中,提高了建造的抗震性和耐久性。
1.2 结构系统的多样化传统的高层建造常使用钢筋混凝土框架结构,而现在,钢结构、钢筋混凝土组合结构、钢-混凝土复合结构等新型结构系统的应用越来越广泛,提高了建造的整体稳定性和抗震性。
1.3 建造摹拟和仿真技术的应用通过建造摹拟和仿真技术,可以对高层建造的结构进行全面的分析和评估,从而提前发现潜在的问题,并进行相应的优化设计,确保建造的安全性和稳定性。
1.4 绿色建造的兴起绿色建造的理念在高层建造中得到了广泛应用,采用节能环保的设计和建造材料,减少对环境的影响,提高建造的可持续性和舒适性。
1.5 智能化技术的应用高层建造结构中的智能化技术,如智能监测系统、智能消防系统等,可以提高建造的安全性和管理效率,为居民提供更加舒适和便捷的居住环境。
2. 高层建造结构的前沿发展方向2.1 超高层建造的发展随着人口的增加和城市的发展,超高层建造的需求越来越大。
未来,高层建造将继续向更高的方向发展,超高层建造的结构设计和建造技术将面临更大的挑战。
2.2 结构材料的创新新型结构材料的研发和应用将成为高层建造结构发展的重要方向。
例如,纳米材料、高强度玻璃、碳纤维等新材料的应用将进一步提高建造的抗震性和耐久性。
2.3 智能化建造的发展随着物联网和人工智能技术的快速发展,智能化建造将成为未来高层建造的重要趋势。
通过智能化技术,建造可以实现自动化管理、能源的高效利用和智能化的安全监测。
高层建筑结构发展现状及前沿发展方向随着城市化进程的加速和人口增长的持续,高层建筑的需求日益增加。
高层建筑结构作为支撑建筑物的重要组成部分,其发展也日益受到关注。
本文将从高层建筑结构的发展现状和前沿发展方向两个方面进行探讨。
一、高层建筑结构发展现状1.1 抗震性能要求提高随着高层建筑数量的增加,抗震性能成为设计中的重要考虑因素。
现代高层建筑结构需要具备更高的抗震性能,以保障建筑物在地震发生时的安全性。
1.2 结构材料多样化传统的高层建筑结构多采用钢筋混凝土结构,但随着新材料的不断发展,高层建筑结构的材料也日益多样化,如钢结构、玻璃钢结构等,以满足不同设计需求。
1.3 结构体系优化设计为了提高高层建筑结构的整体性能,结构体系的优化设计成为设计中的重要环节。
通过合理的结构体系设计,可以降低建筑物的自重和减小结构变形,提高整体稳定性。
二、高层建筑结构前沿发展方向2.1 绿色建筑结构随着环保意识的提高,绿色建筑结构成为未来的发展趋势。
高层建筑结构在设计中应考虑环保材料的使用、能源利用效率等因素,以减少对环境的影响。
2.2 智能化结构设计随着科技的不断进步,智能化结构设计将成为高层建筑结构的未来发展方向。
通过智能化技术的应用,可以实现建筑物的智能监控、自动调节等功能,提高建筑物的使用效率。
2.3 高效节能结构高效节能结构是未来高层建筑结构的重要发展方向。
通过优化设计和材料选择,可以降低建筑物的能耗,提高建筑物的节能性能,实现可持续发展的目标。
综上所述,高层建筑结构的发展现状和前沿发展方向都在不断变化和完善。
设计师和工程师需要不断学习和创新,以满足社会对高层建筑结构的需求,推动高层建筑结构的发展与进步。
高层建筑的现状与发展趋势讨论高层建筑的现状与发展趋势讨论一、引言高层建筑作为现代城市的标志之一,扮演着重要的角色。
本文将探讨高层建筑的现状和发展趋势,分析其对城市发展的影响以及相关法律法规的适用情况。
二、高层建筑的定义和分类高层建筑一般指建筑物高度超过一定标准的建筑,常见的分类包括摩天大楼、超高层建筑和超级高层建筑。
其中,摩天大楼一般高度达到150米以上,超高层建筑高度达到300米以上,而超级高层建筑的高度则超过600米。
三、高层建筑的现状1. 全球高层建筑的分布情况当前,世界上高层建筑的分布相对集中,以美国、中国、阿联酋等国家为主,这些国家在高层建筑数量和高度方面居于领先地位。
2. 高层建筑在城市发展中的作用高层建筑在城市发展中扮演多重角色,例如:标志城市形象、提供办公和居住空间、改善地区交通流量等。
然而,高层建筑也面临着一些问题,如交通拥堵、资源浪费和土地压力等。
四、高层建筑的发展趋势1. 环境友好型高层建筑随着全球环保意识的提升,未来高层建筑将更注重能源效率、资源循环利用和环境保护。
绿色建筑概念的引入将成为发展趋势,通过利用可再生能源、采用节能材料等方式来降低对环境的影响。
2. 智能化高层建筑未来,高层建筑将更加智能化,通过运用物联网技术、智能控制系统等提高建筑的自动化程度,实现更高效的能源利用和管理。
3. 建筑安全与抗震能力高层建筑的地震安全性一直备受关注,因此未来高层建筑将更注重抗震能力的设计与构建。
通过先进的技术手段和工程措施,提高高层建筑的稳定性和安全性。
五、法律法规适用情况为了确保高层建筑的安全性和可持续发展,各国都制定了一系列的法律法规。
其中包括建筑设计规范、消防安全标准、地震安全要求等。
本文附录中将涉及到的法律名词及其注释。
六、结论高层建筑作为城市发展的标志和推动力,有着广阔的发展前景。
在未来,高层建筑将更加注重环境友好、智能化以及建筑安全与抗震能力的发展。
通过合理的规划和管理,高层建筑将为城市的可持续发展做出更大的贡献。
高层建造结构发展现状及前沿发展方向一、引言高层建造作为现代城市的标志性建造,不仅具有重要的经济和社会意义,还对城市的可持续发展和人们的生活质量产生重要影响。
本文将对高层建造结构发展的现状进行分析,并探讨其前沿发展方向。
二、高层建造结构发展现状1. 快速发展:近年来,随着城市化进程的加速和人口增长,高层建造的数量和规模呈快速增长趋势。
各国纷纷投资兴建高层建造,以满足人们对住房、办公和商业空间的需求。
2. 结构技术进步:高层建造结构技术在过去几十年中取得了巨大进步。
采用钢结构、混凝土结构和复合结构等新材料和新技术,使得高层建造的安全性、抗震性和抗风性得到了显著提升。
3. 绿色建造趋势:在高层建造结构设计中,越来越多的关注点放在了可持续发展和环境保护上。
通过采用节能材料、智能化系统和绿色技术,高层建造可以实现能源的高效利用和环境的最小影响。
4. 安全风险挑战:高层建造的建设和运营过程中面临着诸多安全风险,如火灾、地震和恐怖袭击等。
因此,高层建造结构设计需要更加注重安全性和应急响应能力。
三、高层建造结构前沿发展方向1. 超高层建造:随着技术的不断进步,超高层建造的兴建已成为一种趋势。
超高层建造不仅为城市提供更多的空间,还能够改善土地利用效率,推动城市的垂直发展。
2. 智能化设计:高层建造结构设计将越来越注重智能化和自动化。
通过引入先进的传感器、控制系统和人工智能技术,高层建造可以实现自动化监测、智能化管理和能源的高效利用。
3. 绿色建造创新:未来的高层建造将更加注重环境保护和可持续发展。
采用可再生能源、雨水采集系统和垃圾处理系统等绿色技术,高层建造可以实现零排放和循环利用。
4. 抗灾设计:高层建造结构设计需要更加注重抗灾能力的提升。
通过采用抗震、防火和防洪等技术措施,高层建造可以在自然灾害和突发事件中保持稳定和安全。
四、结论高层建造结构的发展在满足人们对空间需求的同时,也面临着诸多挑战和机遇。
未来的发展方向将更加注重超高层建造、智能化设计、绿色建造创新和抗灾设计。
高层建造结构发展现状及前沿发展方向一、引言高层建造作为现代城市发展的重要标志和城市空间的重要组成部份,在近年来得到了广泛的关注和发展。
本文将对高层建造结构发展的现状进行分析,并探讨其前沿发展方向。
二、高层建造结构发展现状1. 高层建造结构的发展历程高层建造结构的发展可以追溯到20世纪初,最早的高层建造采用钢筋混凝土结构,如芝加哥的威利斯塔和纽约的帝国大厦。
随着技术的进步和经济的发展,高层建造结构逐渐从钢筋混凝土转向钢结构和混合结构。
2. 高层建造结构的特点高层建造结构具有以下特点:(1)垂直承载能力强:高层建造需要承受巨大的垂直荷载,因此结构设计必须考虑到强度和刚度的要求。
(2)抗风性能优越:高层建造容易受到风力的影响,因此结构设计必须考虑到抗风性能的要求。
(3)抗震性能要求高:高层建造位于地震带,因此结构设计必须考虑到抗震性能的要求。
(4)空间利用率高:高层建造的土地成本高昂,因此结构设计必须考虑到空间利用率的要求。
3. 高层建造结构的发展趋势(1)超高层建造的发展:随着技术的进步和经济的发展,超高层建造的数量不断增加。
超高层建造的结构设计必须考虑到更高的垂直承载能力和更好的抗风性能。
(2)新材料的应用:新材料的应用将极大地改变高层建造的结构设计。
例如,纳米材料和高强度钢材的应用将提高高层建造的抗震性能和抗风性能。
(3)智能化设计:随着智能化技术的发展,高层建造的结构设计将更加智能化。
例如,利用传感器和控制系统可以实时监测和调整高层建造的结构状态,提高其安全性和舒适性。
三、高层建造结构的前沿发展方向1. 绿色建造的发展随着人们对环境保护的重视,绿色建造的发展成为了高层建造结构设计的重要方向。
绿色建造通过采用节能材料、节能技术和可再生能源等手段,减少对环境的影响,提高建造的可持续发展能力。
2. 灵便可变的结构设计随着城市功能的不断变化,高层建造的结构设计需要具备灵便可变的特点。
例如,采用可拆卸结构和可调整空间布局的设计,使高层建造能够适应不同的使用需求。
1.3 高层建筑结构发展1.3.1 高层建筑的发展概况随着工业化、商业化、城市化的进程,城市人口剧增,造成城市生产和生活用房紧张,地价昂贵,迫使建筑物向高空发展,由多层发展为高层。
⑴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年,美国长岛黑港采用熟铁建造灯塔1883年,美国11层保险公司,生铁柱,熟铁梁(世界第一栋高层建筑)1889年,9层 Second Rand Merally大楼,全钢框架(第一栋高层钢建筑)⑵现代(发展期)帝国大厦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)⑶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402m,110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。
2003年,10月中国台北101大厦,101层,高508m,首次突破500m高度。
全世界前10幢已建的最高建筑物1.3.2 我国高层建筑概况我国的现代高层建筑起步较晚,解放前,仅在几个大城市有为数很少的高层建筑。
解放以后,在20世纪50至60年代,陆续建造一些;自20世纪70年代,我国高层建筑建设加快了步伐,开始大批建造;进入80年代后,城市建设更是日新月异,高层建筑如雨后春笋,拔地而起。
在此期间的主要标志性高层建筑如下: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(76~85年最高建筑)1985年,深圳国际贸易中心,50层,高160米1987年,广州国际大厦,63层,高200米1990年,中国银行(香港),72层,高364米1996年,地王大厦(深圳),81层,高325米1997年,中天广场大厦(深圳),80层,322米,是目前国内最高的钢筋混凝土结构1998年,金茂大厦(上海),88层,高420米,是目前我国内地最高的建筑。
上海金茂大厦台北101香港国际金融中心大厦建造中的迪拜塔我国内地前10幢已建的最高建筑物序号建筑物城市落成年份层数结构体顶部高度(米)屋面高度(米)材料用途1 金茂大厦上海1998 88 420 -混合综合2 中信广场广州1997 80 391.1 322 混凝土办公3 地王大厦深圳1996 81 384 325混合办公4 赛格广场深圳1998 72 355.8 292混合办公...21世纪高层建筑结构技术的发展与成就摘要:解放前,在上海、广州、天津等城市,由国外设计建造了少量高层建筑。
关键词:高层;结构技术;发展一、高层建筑发展概况新中国成立后,五十年代我国开始自行设计建造高层建筑,如北京的民族饭店(14层)、民航大楼(16层)等。
六十年代建成的广州宾馆(27层),其高度与解放前最高的上海国际饭店相同。
七十年代北京、上海、广州等地建成了一批剪力墙结构住宅和旅馆。
1975年广州白云宾馆(剪力墙结构33层、112米)的建成,标志着我国自行设计建造的高层建筑高度开始突破100米。
八十年代我国高层建筑发展进入兴盛时期,十年内全国(不包括香港、澳门、台湾)建成10层以上的高层建筑面积约4000万平方米,高度100米以上的共有12幢。
1985年建成的深圳国际贸易中心(筒中筒结构、50层、160米)是八十年代最高的建筑。
九十年代我国高层建筑进入飞跃发展的阶段。
截至1998年末,全国(不包括香港、澳门、台湾)建成的10层以上高层建筑面积约2亿5千万平方米,高度100米以上的高层建筑达200幢,其中150米以上的100幢,200米以上的20幢,300米以上的3幢,最高的上海金茂大厦88层、365米、塔尖高度420米。
1995年发布的世界最高的100栋建筑中上海金茂大厦、深圳地王大厦(81层、325米)和广州中天广场(80层、322米)分别列为第4、13和14名。
另有460米高的上海环球金融中心正在建造中。
特别值得提及的是,我国的超高层建筑绝大多数建于地震区。
二、高层建筑结构体系的多样化和复杂性七十年代以前,我国的高层建筑多采用钢筋混凝土框架结构、框架—剪力墙结构和剪力墙结构。
进入八十年代,由于建筑功能以及高度和层数等要求,筒中筒结构、筒体结构、底部大空间的框支剪力墙结构以及大底盘多塔楼结构在工程中逐渐采用。
九十年代以来,除上述结构体系得到广泛应用外,多筒体结构、带加强层的框架—筒体结构、连体结构、巨型结构、悬挑结构、错层结构等也逐渐在工程中采用。
为适应结构体系的多样化,结构材料向多样性发展,八十年代以前高层建筑主要为钢筋混凝土结构。
进入九十年代后,由于我国钢材产量的增加,钢结构、钢—混凝土混合结构逐渐采用。
如金茂大厦、地王大厦都是钢—混凝土混合结构。
此外,型钢混凝土结构和钢管混凝土结构在高层建筑中也正在得到广泛应用。
高层建筑结构采用的混凝土强度等级不断提高,从C30逐步向C60及更高的等级发展。
预应力混凝土结构在高层建筑的梁、板结构中广泛应用。
钢材的强度等级也不断提高。
我国高层建筑早期多为单一用途,为适应建筑功能需要,向多用途、多功能发展,高层建筑平面布置和立面体型日趋复杂。
结构平面形式多样,如三角形、梭形、圆形、弧形,以及多种形式的组合等亦多采用。
高层建筑立面体型亦有丰富的变化,立面退台、部分切块、挖洞、尖塔、大悬臂等,使高层建筑的刚度沿竖向发生突变。
由于建筑功能的改变,使结构体系、柱网发生变化,因此主体结构要发生转换,即由上部剪力墙结构到下部筒体框架或框架剪力墙结构的转换;或主体结构由上部小柱网、薄壁柱到下部大柱网的转换。
结构体系的转换及立面体型变化丰富的结构在地震区建造难度较大,还有待于进一步深入研究,并经历强震的检验。
三、高层建筑结构设计方法不断创新技术高层建筑结构的分析计算已基本告别传统的手工计算而采用计算机程序计算,基本上都采用三维空间结构分析计算程序。
常用的计算分析模型有,空间杆—薄壁杆件分析模型、空间杆—墙组元模型及空间杆—壳元分析模型。
有些程序可考虑楼板变形进行结构分析计算,能更真实反映复杂结构的受力特点。
除可进行钢筋混凝土结构计算外,有些计算分析软件还可进行钢结构、钢—混凝土混合结构的计算。
弹性动力时程分析的程序已相当成熟,一般以层模型进行动力时程分析,可输入各种类型的地震波,求得结构的位移与内力。
弹塑性分析计算近几年已开始进行,已初步开发出一些可应用于工程设计的程序,包括弹塑性静力分析、层模型动力分析、杆模型平面结构动力分析等程序。
对结构体系进行了大量的研究工作。
从1974年开始对剪力墙结构进行了大量的试验研究,逐步形成了高层剪力墙结构体系;为适应高层住宅底部设置商业服务设施等要求,从1980年开始进行了底层大空间,上层为大开间剪力墙结构体系的研究。
进入八十年代,为完善筒体结构的计算方法与设计,我国进行了一些复杂的筒中筒结构的有机玻璃模型试验。
近年来对复杂体型的高层建筑如带有转换层、刚性层的结构错层结构、连体结构等进行了一批模型振动台试验。
为了解钢—混凝土混合结构的抗震性能,进行了带有转换层、刚性层的钢筋混凝土内筒、周边为钢框架的模型试验。
另外对复杂体型的高层建筑进行了风洞试验。
通过试验研究与分析,提出了相应的设计建议,并做为规范条文修订的依据。
在总结科研、设计、施工的基础上,1980年颁布施行了我国自行编制的《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规定(JZ102-79)》,通过实践应用又积累了更多的经验,在1991年修改为《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程(JGJ3-91)》。
九十年代以来由于钢结构、钢—混凝土混合结构的兴建,1998年我国编制了《高层民用建筑钢结构技术规程(JGJ99-98)》。
最近由于体型复杂的高层建筑增多及超过200米的超高层建筑的出现,需要对《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程(JGJ3-91)》进行修订,修订后名称为《高层建筑混凝土结构技术规程》,内容将包括:总则、荷载和地震作用、常规高度结构设计的一般规定、结构计算分析、计与施工规程(JGJ3-91)》进行修订,修订后名称为《高层建筑混凝土结构技术规程》,内容将包括:总则、荷载和地震作用、常规高度结构设计的一般规定、结构计算分析、框架结构设计、剪力墙结构设计、框架—剪力墙结构设计、筒体结构设计、复杂高层建筑筑结构设计、混合结构设计、超高层建筑结构设计、基础设计、高层建筑结构施工等,将更适合高层建筑结构的设计应用。
其中按建筑物的高度、结构体系、抗震设防烈度可确定各类构件的抗震等级,从而按各类构件的延性要求,确定各构件的截面配筋设计及构造要求,以确保其良好的抗震性能。
高层建筑由于对抗震、抗风的要求高,且建筑多样化,层数、高度日益提高,九十年代以来国内高层建筑的施工方法是以全现浇钢筋混凝土施工为主体,另外由于钢结构和钢—混凝土混合结构的兴建,需辅以此类结构的预制安装方法和多种混合施工方法。
高层现浇钢筋混凝土施工技术着重解决了模板、混凝土、钢筋3个方面的施工新技术。
九十年代国内采用4种类型支模方法:即采用中、小模板、大模板、滑模、爬模,各种模板均有其优缺点和适用范围,今后要向标淮化、工具化方向发展。
高层建筑采用的混凝土强度等级已由常用的C30、C40逐步向 C50、C60、C80及更高的强度等级发展。
高强高性能混凝土的生产要有严格的质量控制与管理措施,应由工厂预拌生产。
国内预拌商品混凝土近年发展很快,约占全部混凝土总量的21%。
高层建筑还需要解决泵送混凝土问题,1997年可用国产混凝土拖式泵一次泵送到200米以上高度。
在普及C50、C60级混凝土的工程应用,扩大C70、C80级的工程试点的同时,开发配制C100级高强混凝土。
主要手段是在常规水泥、砂石的基础上,依靠化学外加剂和矿物掺合料来降低混凝土用水量和改善微观结构,使混凝土更加致密并获得高强。
1995年以来C80混凝土已在辽宁、上海、北京、广州个别工程中局部试用。
1997年国内建筑业应用高强混凝土776万立方米,占全部混凝土总量的4.6%。
在高层建筑基础采用大体积混凝土施工技术方面取得了经验,其主要措施为:减少水泥水化热,采用较低水化热水泥,掺粉煤灰和减水剂,提高砼抗拉强度;采用泵送预拌混凝土、分段、分层连续作业的合理浇捣方法,并及时养护及进行测温监控。