第一章高层建筑结构概述.ppt

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1、第一章第一章 高层建筑结构概述高层建筑结构概述18:55第第 一一 章章高层建筑结构概述高层建筑结构概述第一章第一章 高层建筑结构概述高层建筑结构概述18:55第一章 高层建筑结构概述 1.2 高层建筑结构的历史和现状高层建筑结构的历史和现状 1.3 现代高层建筑结构的发展现代高层建筑结构的发展 1.5 摩天大楼的毁灭摩天大楼的毁灭 1.4 高层建筑结构的学习高层建筑结构的学习第一章第一章 高层建筑结构概述高层建筑结构概述18:55多层与高层建筑如何划分，不同国家有不同的规定。多层与高层建筑如何划分，不同国家有不同的规定。高层建筑，顾名思义，是指层数较多、高度较高的建筑。高层建筑，顾名思义，是

2、指层数较多、高度较高的建筑。国国 家家高层建筑起始高度高层建筑起始高度前苏联前苏联住宅为住宅为10层及层及10层以上，其他建筑为层以上，其他建筑为7层及层及7层以上层以上美国美国2225m以上，或以上，或7层以上建筑层以上建筑法国法国住宅为住宅为8层及层及8层以上，或层以上，或31m英国英国24.3m以上的建筑以上的建筑德国德国22m（从室内地面起）（从室内地面起）日本日本8层以上建筑或超过层以上建筑或超过31m的建筑的建筑1.1一、高层建筑的一般概念一、高层建筑的一般概念第一章第一章 高层建筑结构概述高层建筑结构概述18:55 我国我国高层建筑混凝土结构技术规程高层建筑混凝土结构技术规程（J

3、GJ3-2002JGJ3-2002）（以下简称（以下简称高规高规）规定：）规定：1010层及层及1010层以上或高度超过层以上或高度超过28m28m的建筑称为高层建筑的建筑称为高层建筑；建筑物高度超过；建筑物高度超过100m100m时，称为超高层建时，称为超高层建筑。筑。1.1一、高层建筑的一般概念一、高层建筑的一般概念 根据联合国教科文组织所属的世界高层建筑委员会的建议，根据联合国教科文组织所属的世界高层建筑委员会的建议，一般将高层建筑划分为以下四类：一般将高层建筑划分为以下四类：类高层：类高层：916层，高度不超过层，高度不超过50m；类高层：类高层：1725层，高度不超过层，高度不超过7

4、5m；类高层：类高层：2640层，高度不超过层，高度不超过100m；类高层：类高层：40层以上，高度超过层以上，高度超过100m以上。以上。第一章第一章 高层建筑结构概述高层建筑结构概述18:55？思考？思考：世界上已经建成的高层建筑中，层数最多的已：世界上已经建成的高层建筑中，层数最多的已达达110层，高度最高的也已超过层，高度最高的也已超过500m，为什么世界各国仍将，为什么世界各国仍将高层建筑定位在高层建筑定位在10层或层或30m左右？左右？1.1一、高层建筑的一般概念一、高层建筑的一般概念第一章第一章 高层建筑结构概述高层建筑结构概述18:55 1 1、在相同的建设场地中，建造高层建筑

5、、在相同的建设场地中，建造高层建筑可以获得更多的可以获得更多的建筑面积建筑面积。这样可以部分解决城市用地紧张和地价高涨的这样可以部分解决城市用地紧张和地价高涨的问题。设计精美的高层建筑还问题。设计精美的高层建筑还可以为城市增加景观可以为城市增加景观，如马，如马来西亚首都的石油大厦和上海的金茂大厦等。但高层建筑来西亚首都的石油大厦和上海的金茂大厦等。但高层建筑太多、太密集也太多、太密集也会对城市带来热岛效应会对城市带来热岛效应，玻璃幕墙过多的，玻璃幕墙过多的高层建筑群还高层建筑群还可能造成光污染现象可能造成光污染现象。1.1二、高层建筑的特点二、高层建筑的特点第一章第一章 高层建筑结构概述高层建

6、筑结构概述18:55 2 2、在建筑面积与建设场地面积相同比值的情况下，建造、在建筑面积与建设场地面积相同比值的情况下，建造高层建筑比多层建筑能够提供更多的空闲地面，将这些空高层建筑比多层建筑能够提供更多的空闲地面，将这些空闲地面用作绿化和休息场地，闲地面用作绿化和休息场地，有利于美化环境，并带来更有利于美化环境，并带来更充足的日照、采光和通风效果充足的日照、采光和通风效果。例如在新加坡的新建居住。例如在新加坡的新建居住区中，由于建造了高层建筑群，留下了更多地面空间，可区中，由于建造了高层建筑群，留下了更多地面空间，可以更好地建设城市绿化和人们休闲活动空间。以更好地建设城市绿化和人们休闲活动空

7、间。1.1二、高层建筑的特点二、高层建筑的特点第一章第一章 高层建筑结构概述高层建筑结构概述18:55 3 3、从城市建设和管理的角度看，建筑物向高空延伸，可以、从城市建设和管理的角度看，建筑物向高空延伸，可以缩小城市的平面规模，缩短城市道路和各种公共管线的长度，缩小城市的平面规模，缩短城市道路和各种公共管线的长度，从而从而节省城市建设与管理的投资节省城市建设与管理的投资。由于建造高层建筑可以增。由于建造高层建筑可以增加人们的聚集密度，缩短相互间的距离，水平交通与竖向交加人们的聚集密度，缩短相互间的距离，水平交通与竖向交通相结合，使人们在地面上的活动走向空间化，通相结合，使人们在地面上的活动走

8、向空间化，节约了时间，节约了时间，增加了效率增加了效率。但人口的过分密集。但人口的过分密集有时也会造成交通拥挤、出有时也会造成交通拥挤、出行困难等问题行困难等问题。1.1二、高层建筑的特点二、高层建筑的特点第一章第一章 高层建筑结构概述高层建筑结构概述18:55 4 4、高层建筑中的竖向交通一般由电梯来完成，这样就会增、高层建筑中的竖向交通一般由电梯来完成，这样就会增加建筑物的造价，从建筑防火的角度看，高层建筑的防火要加建筑物的造价，从建筑防火的角度看，高层建筑的防火要求要高于中低层建筑，也会求要高于中低层建筑，也会增加高层建筑的工程造价和运行增加高层建筑的工程造价和运行成本成本。1.1二、高

9、层建筑的特点二、高层建筑的特点 5 5、从结构受力特性来看，侧向荷载（风荷载和地震作用）、从结构受力特性来看，侧向荷载（风荷载和地震作用）在高层建筑分析和设计中将起着重要的作用，特别是在超高在高层建筑分析和设计中将起着重要的作用，特别是在超高层建筑中将起主要作用。因此层建筑中将起主要作用。因此高层建筑的结构分析和设计要高层建筑的结构分析和设计要比一般的中低层建筑复杂得多比一般的中低层建筑复杂得多。第一章第一章 高层建筑结构概述高层建筑结构概述18:55 高层建筑由于其层数多、高度大，荷载作用下的受力高层建筑由于其层数多、高度大，荷载作用下的受力特点、变形状态以及对结构体系和各种服务设施的要求等

10、特点、变形状态以及对结构体系和各种服务设施的要求等与低层和多层建筑相比均大为不同，设计一幢高层建筑需与低层和多层建筑相比均大为不同，设计一幢高层建筑需要考虑很多因素，是一个颇为复杂的过程，应进行专门的要考虑很多因素，是一个颇为复杂的过程，应进行专门的分析与研究分析与研究.1.1 三、高层建筑的受力特点三、高层建筑的受力特点 第一章第一章 高层建筑结构概述高层建筑结构概述18:55 在低层建筑中，水平荷载产生的内力很小，结构主要抵在低层建筑中，水平荷载产生的内力很小，结构主要抵抗垂直荷载产生的内力，即轴力。弯矩和剪力都比较小。抗垂直荷载产生的内力，即轴力。弯矩和剪力都比较小。随着建筑物高度的增加

11、，随着建筑物高度的增加，水平荷载产生的弯矩和侧移水平荷载产生的弯矩和侧移迅速增大，甚至起着控制设迅速增大，甚至起着控制设计的作用。计的作用。HN=f(H)M=f(H2）=f(H4)1.1 三、高层建筑的受力特点三、高层建筑的受力特点 第一章第一章 高层建筑结构概述高层建筑结构概述18:55 当建筑物从低层进入到高层时，其受力特点一般将发当建筑物从低层进入到高层时，其受力特点一般将发生如下变化：生如下变化：低低 层层垂直荷载垂直荷载控制设计控制设计多多 层层垂直和水平荷载垂直和水平荷载共同控制设计共同控制设计高高 层层水平荷载水平荷载控制设计控制设计1.1 三、高层建筑的受力特点三、高层建筑的受

12、力特点 第一章第一章 高层建筑结构概述高层建筑结构概述18:55 高层建筑的出现，不仅改变了城市的建筑布局，而且为当高层建筑的出现，不仅改变了城市的建筑布局，而且为当地的经济发展起到了巨大的带动作用。高层建筑的发展，得地的经济发展起到了巨大的带动作用。高层建筑的发展，得益于新材料的不断出现、力学分析方法和分析手段的发展、益于新材料的不断出现、力学分析方法和分析手段的发展、结构设计和施工技术的进步以及现代化机械和电子技术的飞结构设计和施工技术的进步以及现代化机械和电子技术的飞跃。随着高性能材料的不断研制和开发，结构形式合理性的跃。随着高性能材料的不断研制和开发，结构形式合理性的进一步研究，可以预

13、见，在今后的土木工程领域，高层建筑进一步研究，可以预见，在今后的土木工程领域，高层建筑仍将是世界各国在城市建设中的主要形式，扮演重要的角色。仍将是世界各国在城市建设中的主要形式，扮演重要的角色。因此，掌握高层建筑的设计知识，是对土木工程领域技术人因此，掌握高层建筑的设计知识，是对土木工程领域技术人员的基本要求。员的基本要求。1.1第一章第一章 高层建筑结构概述高层建筑结构概述18:55 古代的高层建筑是为防御、宗教或航海需要而建造。有古代的高层建筑是为防御、宗教或航海需要而建造。有代表性的高层建筑有：代表性的高层建筑有：公元前公元前280年，埃及亚历山大港灯塔，高年，埃及亚历山大港灯塔，高15

14、0m，石结构；，石结构；公元公元338年，巴比伦城巴贝尔塔，年，巴比伦城巴贝尔塔，90m高；高；公元公元1049年，开封佑国寺塔，现存最早的琉璃饰面砖塔；年，开封佑国寺塔，现存最早的琉璃饰面砖塔；公元公元1055年，河北定县开元寺塔，高年，河北定县开元寺塔，高84m，中国现存最高，中国现存最高砖塔；砖塔；公元公元1056年，山西应县佛宫寺释迦塔，高年，山西应县佛宫寺释迦塔，高67m，木结构。，木结构。1.2一、古一、古 代代第一章第一章 高层建筑结构概述高层建筑结构概述18:551.2 目前中国最高的木结目前中国最高的木结构构山西应县木塔。建于山西应县木塔。建于公元公元10561056年，外观

15、年，外观5 5层，层，内有内有4 4暗层，实为暗层，实为9 9层，平层，平面为面为8 8角形，底层直径为角形，底层直径为30.27m30.27m，塔高为塔高为67.31m.67.31m.应县木塔夜景应县木塔夜景第一章第一章 高层建筑结构概述高层建筑结构概述18:55古代高层建筑的特点是古代高层建筑的特点是：、以砖石木材为主要建筑材料；、以砖石木材为主要建筑材料；、不以居住和办公为主要目的；、不以居住和办公为主要目的；、没有现代化的垂直交通运输设施；、没有现代化的垂直交通运输设施；、缺少防火、防雷等设施。、缺少防火、防雷等设施。古代高层建筑为近代和现代高层建筑的发展奠定了基础。古代高层建筑为近代

16、和现代高层建筑的发展奠定了基础。在结构方面，古代将高层建筑的平面大多设计成圆形或正多边在结构方面，古代将高层建筑的平面大多设计成圆形或正多边形，不但造型优美，而且可减少水平荷载作用效应，增大结构形，不但造型优美，而且可减少水平荷载作用效应，增大结构刚度，受力好，为许多近代和现代个高层建筑所仿效。刚度，受力好，为许多近代和现代个高层建筑所仿效。1.2一、古一、古 代代第一章第一章 高层建筑结构概述高层建筑结构概述18:55 随着社会经济的不断发展，工业化、城市化进程的不随着社会经济的不断发展，工业化、城市化进程的不断加快，以及土木工程和相关领域科学技术水平的提高，断加快，以及土木工程和相关领域科学技术水平的提高，不仅使得高层、超高层建筑的建造成为可能，而且发展速不仅使得高层、超高层建筑的建造成为可能，而且发展速度也越来越快。近代高层建筑主要是为商业和居住需要而度也越来越快。近代高层建筑主要是为商业和居住需要而建造。经济的发展为高层建筑的发展提供了经济基础，电建造。经济的发展为高层建筑的发展提供了经济基础，电力、升降机、钢铁、水泥的出现为高层建筑的发展提供了力、升降机、钢铁、水泥的出现为高