高层建筑结构设计第1章高层建筑结构概述

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1、第1章高层建筑结构概述本章提要：了解高层建筑概念；熟悉高层建筑结构的发展概况；掌握高层建筑结构设计的主要影响因素。第1章高层建筑的发展和结构体系1.1高层建筑概念1.2高层建筑的发展概况1.3高层建筑结构设计的影响因素1.1高层建筑概念什么是高层建筑？1884年美国在芝加哥修建第一座11层的建筑被认为是现代高层建筑开端。高层建筑结构的划分标准与世界上各个国家和地区的地理环境、地震烈度、建筑材料、建筑技术、电梯的设置标化准以及防火的特殊要求等很多因素有关。1.1高层建筑概念根据1972年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9层及

2、其以上的建筑定义为高层建筑，并根据建筑层数和高度划分为四类：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，高度超过100m以上。1.1高层建筑概念世界各国关于高层建筑的规定美国规定22～25m以上，或7层以上建筑物为高层建筑；英国规定24m以上建筑物为高层建筑；法国规定28m以上，居住建筑高度在50m以上建筑物为高层建筑；日本规定高层31m以上，或8层以上建筑物为高层建筑；世界上许多国家将超过100m的高层建筑物定义为超高层建筑。1.1高层建筑概念在迪

3、拜哈利法塔竣工前，世界上还从没有过600米以上的高楼。然而现在看，在2020年之前至少会有8座这样的高楼矗立在全球各地。“超高层”（指高度在300米以上的建筑）这个名词将不足以描述这类建筑：因为我们进入了一个“极高层”时代。“极高层”这个词被芝加哥高层建筑与都市环境学会（CTBUH）正式用来描述高度超过600米或者达到超高层建筑两倍的高层建筑（见图）。1.1高层建筑概念我1.1高层建筑概念我国关于高层建筑的规定《住宅建筑设计规定》（GB50096-1999（2003年版））中规定：11～16层的住宅为中高层住宅，16～30层的住宅为高层住宅。对

4、于钢筋混凝土结构，一般情况是按《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）的规定来划分高层建筑的。1.2高层建筑的发展简况高层建筑产生缘由产业革命，大工业兴起，城市人口剧增，地价昂贵；科学技术的进步，结构计算理论的发展，高强轻质新材料的出现，机械化电气化的应用；上述因素等为高层建筑发展提供必要的物质条件和理论基础高层建筑的优点：节省城建投资；缺点：防火要求较高。1.2高层建筑的发展简况城市中的高层建筑是城市经济繁荣和社会进步的重要标志，随着城市建设的发展，要求建筑物所能达到的高度和规模不断增加。国外高层建筑的发展一般划分为三个阶段。第一

5、阶段，在19世纪中期之前欧洲和美国一般只能建造层数6层左右的建筑，其主要原因是缺少材料和可靠的垂直运输系统。1.2高层建筑的发展简况第二阶段，从19世纪中叶开始到20世纪50年代世界上第一幢高层建筑是美国于1885年兴建的芝加哥家庭保险公司大楼（HomeInsuranceBuilding，11层，55M）。高层建筑发展很快，19世纪末，高层建筑高度已突破100M大关。20世纪初，大量的钢结构高层建筑在美国建成，超过200M的高层建筑已有10幢，其中最为突出的是1931年建成的纽约市帝国大厦（EmpireStateBuilding,102层，38

6、1M），它保持世界最高建筑的记录长达41年之久。1.2高层建筑的发展简况帝国大厦102层，381m（EmpireStateBui1ding）家庭保险大楼11层（HomeInsuranceBuilding）1.2高层建筑的发展简况第三阶段，从20世纪50年代开始高层建筑进入一个新的发展时期，高层建筑出现多种结构体系。1974年美国建成芝加哥西尔斯大厦（SearsTower,110层，443M），其高度居世界最高水平达20年。20世纪80年，高层建筑虽然在高度未有新的突破，但其风格有了新的变化，并酝酿着更高建筑。美国是世界上高层建筑最多的国家，据有

7、关专家分析，目前，其超高层建筑总数占据世界第一。1.2高层建筑的发展简况帝国大厦102层，381m（EmpireStateBui1ding）西尔斯大厦110层，443M（SearsTower）1.2高层建筑的发展简况美国在高层方面的优势正在逐渐被改变，如表1.1和图1.3所示。在世界20座最高建筑中，东南亚地区与美国平分秋色，在已建成的高层建筑中，台北101大厦（Taipei101，地上101层，地下5层，508m），是目前全球最高的摩天大楼。由表1.1还可以看到，在当今世界20座最高建筑中，建成于30年代者2座、60年代者1座、70年代2座、

8、90年代达11座、2000年以后建成为4座。在世界高楼向高度发展的历史进程中，最近的十年多建成的高层建筑超过了以往的数十年。表1.1全球最高建筑前10