1 高层建筑结构概述

高层建筑结构设计Structure Design for Tall-buildingPPT: soilfoundation@ (password:foundation)周葆春工学博士Email：zhoubcxynu@1高层建筑结构设计学时：32先修课程：工程力学、钢筋混凝土结构、钢结构、施工技术、建筑结构抗震等课程的性质、目的和任务本课程为土木工程专业的一门限选专业课。

课程的目的及任务：学习高层建筑结构设计的基本方法。

主要要求了解高层建筑结构的结构体系及各种体系的特点与应用范围；熟练掌握风荷载及地震作用的计算方法；掌握框架结构、剪力墙结构、框剪结构三种基本结构的内力及位移计算方法，理解这三种结构内力分布及侧移变形的特点及规律；学会这三种体系包含的框架及剪力墙构件的配筋计算方法及构造要求。

通过本课程学习，掌握高层钢筋混凝土结构的抗震设计原理及方法。

能区别非抗震及抗震设计的不同要求。

对筒体结构、钢与混凝土组合结构的内力分布、计算特点、结构设计有初步认识。

21 高层建筑结构概述1.1 著名高层建筑简介1.2 高层建筑的界定1.3 高层建筑结构的特点1.4 高层建筑结构的类型1.5 高层建筑的发展简介41.1 著名高层建筑简介5迪拜塔2004.9.21动工，2010.1.4竣工启用，同时更名哈利法塔。

历时5年、耗资15亿美元。

160层，828米，可容纳1.2万人。

迪拜塔满足最高建筑的全部四项标准：这些评价标准包括：建筑体结构高度、最高占用楼层、屋顶构架高度、建筑物尖塔、天线和旗杆顶尖高度。

项目由美国芝加哥公司的美国建筑师阿德里安·史密斯（同时也是金茂大厦的设计者）（Adrian Smith + Gordon Gill Architecture）设计，韩国三星公司负责实施。

建筑由连为一体的管状多塔组成，具有太空时代风格的外形，基座周围采用了富有伊斯兰建筑风格的几何图形——六瓣的沙漠之花。

迪拜塔37层以下是一家酒店，45层至108层则作为公寓。

第124层是一个观景台，站在上面可俯瞰整个迪拜市。

楼内设57部电梯，包括最高时速64公里的世界最快电梯，70秒可达124层观景台。

在第76层，建有一个游泳池，这也成为世界上最高的游泳池。

7891011121314152009.9.9大楼采用192 根桩打入地下50 m 深，承载着厚3.7 m 、大小足以容纳建筑整个8000 m 2基座的混凝土筏板基础。

地基共用了45000m 3混凝土，重量超过了11万吨。

台北101大厦16结构高度：508米，取代马来西亚吉隆坡双峰塔的452米。

楼顶高度：448米，取代美国芝加哥西尔斯大楼的的442米(1454英尺)。

楼板高度：438米，取代西尔斯大楼。

但并没有突破此记录：顶端高度：西尔斯大楼的527.3米。

因应高空强风及台风吹拂造成的摇晃．台北101设置了调谐质块阻尼器（tuned mass damper），是在88-92楼层挂置一个重达660吨的巨大钢球，利用摆动来减缓建筑物的晃幅。

防震措施方面，台北101采用新式的巨型结构(mega-structure)，在大楼之4个外侧分别各有2支巨柱，共8支巨柱，每支截面约3m长、2.4m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。

17中国台北101购物中心，楼高508米，101层18192021上海环球金融中心2008年08月28日落成启用222324上海环球金融中心地上101层、地下3层，高度为492m,总建筑面积38.16万m2。

其中地下２层至地上３层为车库和配套商业设施，营业面积共约10000 m2，由约50家店铺组成。

4至5层为会议中心，7至77层为商业办公楼层，79至93层为上海柏悦酒店，94至100层为观光厅。

25上海环球金融中心的核心部位采用钢筋混凝土结构的核心筒以及由巨型柱、带状桁架和斜撑组成的外围巨型结构，两者之间通过伸臂桁架加以连接，提高抗震和抗强风的安全性能。

外围巨型结构等主要框架结构由柔韧性强的钢构件和高强度的混凝土组成。

上海抗震设防烈度为7度。

在对1：50的模型进行震动台试验后表明，上海环球金融中心可以抵御烈度8～9度的地震。

抗震等级达到特一级。

26地下部分埋有2271根桩基，上面铺设4.5m厚的筏板，以支撑巨大的建筑物。

桩基最长的约78m，重达17吨，这些桩基所用的钢管总重量约为2万吨。

如将所有桩基连接起来，其长度将达88.67km。

为减轻因强风所造成的建筑物摇晃，在建筑物的90层安装了2台由重达150吨的配重所组成的风阻尼器，以确保强风时建筑物内的居住性和舒适性。

2728观光天阁位于大楼100层(474米)高处如果从底层乘坐观光电梯到474米处“观光天阁”，约需时48.7秒。

该观光电梯的最快速度可达每秒10米。

1998年建成马来西亚，吉隆坡双塔的外檐为46.36m直径的混凝土外筒，中心部位是24m×24m高强钢筋混凝土内筒，45.7cm高轧制钢梁支托的金属板与混凝土复合楼板将内外筒连系在一起。

塔楼基础由一个筏式基础和长达104m但达不到基岩的1.2m×2.8m截面长方形摩擦桩构成。

29西尔斯大厦（1974），443米，位于美国芝加哥3031在西尔斯大厦看芝加哥和密歇根湖采用钢结构成束框架筒体结构，是目前美国最高建筑物，由SOM 建筑设计事务所设计，大厦的造型有如9个高低不一的方形空心筒子集束在一起。

曾保持世界最高建筑达20多年。

位于上海，混合结构，共88层，建筑高度420.5米大厦由美国芝加哥SOM设计事务所设计。

32截面从1.5*4.9~1*3.5m结构体系是一个用外伸桁架与外侧8个巨型组合柱连接的混凝土核心筒。

34国际金融中心二期香港，2003415.6mEmpire State Building1931年建成102层，高度381m保持了世界最高建筑记录长达41年之久钢结构，采用框架结构体系35帝国州是美国纽约州的别称，大厦因而得名。

建于1929-1931年，帝国大厦102层。

由地面至第102层观光平台的高度为381米，1950年在顶部加建电视塔后为448米。

大厦为钢框架结构，采用门洞式的连接系统，即在大梁与柱的接头处，把梁两端的厚度加大，呈1/4圆形，以增加梁和柱的铆接面。

这种做法保证了刚度，但用钢量大，在空间使用率上也不经济。

大厦的重量为365000吨，用钢51900吨，每平方米用钢206公斤。

全部钢结构在6个月内安装完毕。

36371972年和1973年相继落成的纽约World Trade Center Towers（世界贸易中心大厦双塔），北楼高417m，南楼高415m，均110层，打破了帝国大厦保持了42年之久的世界最高建筑纪录。

大楼采用筒中筒结构体系，高宽比为7:1，外墙承重，由密集的钢柱组成（框筒结构），钢柱之间的中心距离只有1米多，所以窗都是细长形，身在室内没有大玻璃造成的恐惧感。

中心部位也是钢结构，内含电梯、楼梯、设备管道和服务间。

因此，具有强大的抵抗水平荷载的能力。

在每秒117米的最大风力袭击下，建筑最高点最多偏离中心25.6厘米。

3840世界最大的“烂尾楼”：柳京饭店位于朝鲜平壤，这是一幢未完工的摩天大楼，整体结构成三角金字塔型，斜面角度为75度，共105层，高330米。

据称，柳京饭店原计划成为拥有3000间客房的超级大厦，并成为全球最高的饭店之一，计划于1989年开始营业。

然而自从1982年开始建设之后，1992年完成结构工程后便一直停工，成为世界上最大的“烂尾楼”。

目前，这仅是一座混凝土空壳结构，未安装窗户以及外墙模板，更没有任何内部装置。

其实这座饭店是冷战时期的产物，最初预算是7.5亿美元。

412009年9月7日消息埃及的Orascom集团投资开始继续柳京饭店的收尾工程，日前建筑物外部的玻璃已经完成镶嵌。

韩国媒体估计，完成这个巨大的建筑施工和装修将耗资20亿美元。

这家饭店设计有3000间客房，7个旋转餐厅，夜总会等。

42高层建筑的科学界定究竟什么样的建筑算作高层建筑，应该视建筑的结构体系受力特点而定。

如果建筑的结构体系，在侧向力的作用下，表现出了高层建筑的受力特点，则不论其高度如何，应该按照高层建筑来对待。

从结构受力角度来看，随着高层建筑高度的增加，水平荷载（风载及地震作用）对结构起的作用将越来越大。

结构的内力将明显加大，侧向位移增加更快。

48491. 水平荷载成为设计的决定性因素1）竖向荷载产生轴向压力与结构高度的一次方成正比；2）水平荷载产生的倾覆力矩以及轴力与高度的二次方成正比。

1.3 高层建筑结构的特点2. 侧移成为设计的控制指标1）结构顶点的侧移u t与结构高度H 的四次方成正比；2）结构的侧移与结构的使用功能和安全有着密切的关系；过大侧移会使人产生不安全感；使填充墙和主体结构出现裂缝或损坏，影响正常使用；因P-△效应而使结构产生的附加内力，甚至破坏。

3）必须选择可靠的抗侧力结构体系，使结构不仅具有较大的承载力，而且还应具有较大的侧向刚度。

50。