建筑材料与人居环境(7)复习课程.ppt

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1、建筑材料与人居环境(7)7.1高层建筑的发展和未来最早的高层建筑追溯到罗马时代，2000多年前的古罗马时代，在各城市建造了10层左右的高层建筑物，采用承重墙结构形式。当时材料只有石材和粘土砖等块体材料的限制。随着罗马帝国的衰落，高层建筑也随着消沉了。7.1.1近代高层建筑的兴起1.承重墙结构对高度的限制19世纪，西欧各国以工业革命为契机，出现了机械化大生产，人口向城市集中，出现了解决城市人口集中问题的需求。7.1高层建筑的发展和未来设计水平和材料体系的影响，最初建造的高层建筑的结构形式仍然是砌筑承重墙结构，所以随着建筑物高度增加，承重墙体必须加厚。如18

2、91年在芝加哥建造的一座高16层的Monadnock（莫那顿克）大厦，由于自重大，建筑物下部承重墙的厚度为1.8m。要使建筑物达到更高的高度，必须采用受力更加合理的结构形式，开发新的结构与材料体系。7.1高层建筑的发展和未来2.框架结构体系和金属材料的应用水泥、混凝土出现，炼钢技术成熟—物质基础为解决承重墙体过厚的问题，结构工程师开始开发轻型的框架结构系统。即由梁和柱构成刚性的框架，楼板和墙体的自重首先传递到梁上，然后通过柱直接传递到基础，墙体只起围护作用而不承重，承重的梁和柱采用具有很高强度的钢材或钢筋混凝土。框架结构系统从开始到发展成熟大约花费100

3、多年的时间。包括：钢材、混凝土的连接或复合方法，梁和柱的合理断面现状及钢筋配制方法、预应力混凝土的开发和使用等。7.1高层建筑的发展和未来3.构件标准化的设计思想1851年在英国万国博览会上展出的水晶宫，是最早采用钢材、框架结构、玻璃板，并对构件进行了模数设计的建筑物。该建筑物在结构形式、材料、生产方式和施工方法等方面实现了完美的统一。构件标准化（模数化）的设计思想为后来建筑材料和构件的量化生产奠定了基础。高层建筑材料用量大，将材料制成构件，有利于现场操作，提高施工效率；高层建筑的各层多数采用相同的设计样式，具备标准化构件的条件。7.1高层建筑的发展和未

4、来4.纵向交通手段的建立1851年在纽约建造的5号街饭店建筑中最早出现了电梯。这种垂直方向的交通方式的开发，为人们利用高层建筑提供了方便的手段。此后1866~1870年期间建造的纽约生命保险公司大楼，也采用了电梯。5.用剪力墙增加横向刚度随着层数增加，高度增高，在风力、地震等水平荷载作用下，建筑物横向变形和位移增大，为了将这种变形控制在所允许的范围之内，以保证安全使用，必须增加建筑物在水平方向的刚度，剪力墙是在结构上解决这一问题的有效办法。7.1高层建筑的发展和未来1891年，Burnham和Root两位建筑师在芝加哥建造了20层高度的MasonicTe

5、mple，并在此建筑物上第一次设计使用了钢结构的剪力墙，使高层建筑的建造技术又向前迈了一步。6.混凝土材料在高层建筑中的应用早期的高层建筑几乎都采用了铸铁或钢材作为框架结构材料。从1890年开始，混凝土作为建筑材料开始得到人们的承认。1903年由佩雷设计的巴黎富兰克林公寓大楼，开始采用了钢筋混凝土材料。几乎同时，在美国的辛辛那提建造了16层的Ingallbuilding是世界上第一个以钢筋混凝土为框架结构材料的高层建筑。7.1高层建筑的发展和未来但是混凝土在高层建筑中只是零散地被使用，或钢筋混凝土也只是模仿钢框架结构，而没有开发出非常完善的以钢筋混凝土为

6、结构框架的体系，直到二次大战后得以改变。目前高层建筑所用的结构材料是钢材和混凝土平分秋色。许多著名的高层建筑采用了钢筋混凝土，如朝鲜平壤市的柳京饭店（地上101层，高度305.4m）、芝加哥的水塔广场大厦（76层，高度262m）、吉隆坡的佩重纳斯大厦（高度452m）均采用了钢筋混凝土作为主体结构材料。7.1高层建筑的发展和未来7.1.2现代高层建筑的发展1.20世纪初，高层建筑首先在美国迅速发展。20-30年代在美国纽约曼哈顿建成的高层建筑群。1905年在纽约建成了50层的都市大厦1931年在纽约建造了102层、高度381m的帝国大厦，享有“世界最高建筑

7、”美誉达40年之久。采用钢框架-剪力墙结构。7.1高层建筑的发展和未来2.二次大战结束后，各国进入以经济建设为主的和平时期，高层建筑进入鼎盛阶段1956年英国政府对伦敦撤销了对建筑物高度的限制。1962年日本解除了对建筑物高度的限制，伴随经济腾飞，日本开始大量建造高层建筑，从60年代起，在原来一片荒凉的新宿地区建造大批高层建筑，成为东京的副都心。7.1高层建筑的发展和未来1972年在纽约建成世界贸易中心，110层，417m，打破了帝国大厦长达40年之久的一统天下，夺得世界建筑的桂冠。被1974年落成的高度443m的西尔斯大厦摘下桂冠。1996年在马来西亚

8、的吉隆坡落成的佩重纳斯大厦刷新世界最高建筑的纪录，高度达452m。7.1高层建筑