第一章高层建筑

11.1高层建筑概况1.1.1高层建筑的发展历史与现状高层建筑是城市快速发展的结果钢铁框架结构和电梯为高层建筑产生发展奠定了技术基础美国芝加哥是高层建筑发源地芝加哥家庭保险公司大楼是第一栋真正意义的高层建筑高层建筑的造型发展演变分四个时期：

芝加哥时期（1865~1893）、古典主义时期（1893~1929）现代主义时期（二战后~1970年代）、后现代主义时期（1970年代至今）

2家庭保险大楼（HomeInsuranceBuilding）建于1885年，位于美国伊利诺州的芝加哥，楼高10层，42米，公认为世界第一幢摩天建筑，由美国建筑师威廉·詹尼设计。1890年这座大楼又加建2层，增高至55米。下面6层使用生铁柱、熟铁梁框架，上面4层是钢框架，墙仅承受自己的重量。最后拆毁于1931年。1.1.1.1芝加哥学派首先考虑经济、效率、速度、面积，功能优先，风格次之，基本不考虑装饰。

即“形式追随功能”的设计思想体型与风格大都表达骨架建筑的内涵，强调横向水平效果，采用扁阔的大窗，即“芝加哥窗”，形成网格式简单立面。34芝加哥百货公司大厦C.P.S.芝加哥百货公司大厦建于1899～1904年间，由L.H.沙利文设计，并作为沙氏的代表作载入史册。在社会经济和技术发生变化的时刻，他主张适应新的条件，创造新建筑。它的立面处理直率地反映出框架结构的特征，大部分采用横向长窗。自C.P.S.百货公司大厦问世以后，因采用框架结构而诞生的横向扁平窗成为风靡一时的新形式，被人们赠以“芝加哥窗”的美名。该建筑是一座跨世纪的建筑，它既包涵着过去，又启示了未来51.1.1.2古典复兴1893年，芝加哥博览会后，高层建筑的发展中心由芝加哥逐渐装异到纽约。此时，在运用新材料，新结构的基础上，将建筑功能与建筑风格联系起来，呈现出折中主义的面貌。6克莱斯勒大厦威廉·范·阿伦克莱斯勒大厦是受克莱斯勒汽车制造公司的创建者沃尔特·P·克莱斯的委托而建造的。它建于1926年—1931年，坐落在美国纽约市。它是第一座摩天大楼，高度超过305米77层。右图：金属鹰滴水嘴从61楼上凝视着下面的街道。沃尔特·P·克莱斯勒要求将它们制成看上去与汽车散热器帽盖的装饰物一样，作为他显赫的汽车制造帝国的标记。7克莱斯勒大厦是高319米（1,047英尺），在1931年帝国大厦完工前一直是最高大楼。克莱斯勒大厦被视为一个典型的装饰艺术建筑，大多数的当代建筑师认为克莱斯勒大厦仍是纽约市最优秀的装饰艺术大楼。81.1.1.3现代主义以密斯为代表的讲究技术精美的倾向占据主导地位，简洁的钢结构玻璃盒子到处盛行。芝加哥湖滨公寓马赛公寓世贸中心双塔大楼9芝加哥湖滨公寓该公寓位于美国芝加哥密歇根湖畔，建于1951年—1953年，由建筑师密斯设计，公寓由两幢26层高的“方盒子”组成，全部由钢和玻璃标准件构成，内部大空间可由住户随意进行灵活隔断。这种形式的建筑成为以后美国以至全世界所流行的玻璃盒子式摩天楼的“样板”，被人们称为“密斯风格”。10马赛公寓勒·柯布西耶认为在现代条件下，城市既可以保持人口的高密度，又可以形成安静卫生的环境。他的理想的现代城市就是中心区有巨大的摩天大楼，外围是高层的楼房，楼房之间有大片的绿地，现在化的整齐的道路网布置在不同标高的平面上，人们生活在“居住单位”中。11马赛公寓长165米，宽24米，高56米。地面层是敞开的柱墩，上面有17层，其中1-6层和9-17层是居住层，可住337户1600人。这里有23种适合各种类型住户的单元，从单身汉到有八个孩子的家庭都可找到合适的住房。大部分住户采用“跃层式”的布局，有独用小楼梯上下联接；每三层只需设一条公共走道，节省了交通面积。12世贸中心双塔大楼世贸中心全称－纽约世界贸易中心（WorldTradeCenter，1973年—2001年9月11日，简称世贸中心）原为美国纽约的地标之一，山崎实设计，建于1962年－1976年。占地6.5公顷，由两座110层（另有6层地下室）高411.5米的塔式摩天楼和4幢办公楼及一座旅馆组成。摩天楼平面为正方形，边长63米，每幢摩天楼面积46.6万平方米。在2001年9月11日的9.11恐怖袭击事件中坍塌。1314纽约世界贸易中心110层412m高，采用框筒结构内设粘弹性阻尼装置（美籍日裔山崎实设计）151.1.1.4后现代主义60年代末，在现代建筑的主流下，建筑思潮向多元化发展，后现代主义建筑创作蓬勃发展。结构技术环境概念生态技术在多元化的建筑发展中日益受到到重视16东京世纪塔（结构艺术风格）香港中银大楼（结构艺术风格）劳埃德大夏（高技派）香港汇丰银行（高技派）法兰克福商业银行（生态型）17香港中国银行1982年底设计，1985年4月动工，1990年5月建成，楼高315米（连通讯天线在内为367.4米），70层。

18香港中国银行平面简图角柱南立面巨型桁架劳埃德大厦英国伦敦、1986年，由理查德·罗杰斯设计（巴黎逢皮杜艺术中心设计者）

夸张地使用高科技特征，不断暴露结构，大量使用不锈钢、铝和其它金属材料，形成闪闪发光科幻般的建筑。但结构是承担单向楼板的钢筋混凝土框架，柱缺直接的侧向支撑1920法兰克福商业银行总部大楼建于1996年，高190m，61层，英国建筑师诺曼·福斯特与英国OveArup&Partners公司工程师合作设计，“世界上第一座生态型超高层建筑”。21法兰克福商业银行总部大22法兰克福商业银行总部大楼当今的世界十大高层建筑第一：阿联酋哈里发塔（迪拜塔）828m第二：上海中心大厦632m（主体高580m）第三：纽约自由塔541m（主体417m）第四：台北101大厦508m（顶层楼板高449m）第五：上海环球金融中心492m第六：吉隆坡双塔452m第七：广州塔（塔体450m加天线600m）第八：芝加哥希尔斯大厦443m第九：广州国际金融中心438m第十：上海经贸大厦421m23哈里发塔24哈利法塔原名迪拜塔，位于阿拉伯联合酋长国迪拜，有160层，总高828米。由韩国三星公司负责营造，2004年9月21日开始动工，2010年1月4日竣工启用，同时正式更名哈利法塔。上海中心大厦25上海中心大厦方案由美国Gensler建筑设计事务所完成，主体建筑结构高度为580米，总高度632米，总投入将达148亿元，占地约3万㎡，总面积574058㎡。地下5层，地上124层，为钢筋混凝土核心筒-外框架结构。开工时间2008年11月29日，预计2014年竣工交付使用。纽约自由塔26自由塔方案由Skidmor/Owings/Merri事务所的DavidChilds设计，主体建筑结构高度为417米，总高度541.3米，地下4层，地上82层，钢筋混凝土结构，顶部建有风力发电机。开工时间2006年4月27日，预计2013年竣工交付使用。台北101大厦27设计师李祖原，总高508米，主体449米，地上101层，地下5层，钢筋混凝土巨型结构，开工时间1999年7月，2003年10月17日竣工。28上海环球金融中心2003年2月23日破土动工，2008年建成，492m高，地上101层，地下3层，底部尺寸57.95m×57.95m，高宽比8.49，日资建造，美国KPF设计事务所威廉·佩德森设计（华东建筑设计院为设计顾问），采用中美规范。

29上海环球金融中心30上海环球金融中心28～30层52～55层88～91层31框架剪力墙框架-剪力墙筒体其它钢砼组合构件混合结构32◆抗侧力体系由单重到双（多）重

◆由平面到空间◆桁架应用◆趋向周边布置结构◆用巨型结构应对不规则挑战33超高层建筑发展简况上海金茂421m石油双塔452m环球金融492m341.1.2高层建筑的分类P6……高层结构体系的发展和应用材料高强化建筑轻量化结构混合化动力反应智能化351.2高层建筑结构与造型1.2.1结构形式砌体结构钢筋混凝土结构钢结构钢-钢筋混凝土结构361.2.2结构体系框架结构剪力墙结构筒体结构组合体系371.2.2.1.框架结构■结构特点38水平力作用下变形柱弯矩39一.框架结构40■适用尺度■概念设计梁端塑性铰柱端塑性铰41填充墙使柱剪切破坏42蒸压加气砼墙板4344451.2.2.1.剪力墙结构■结构特点46整体小开口框架变形47柳京大厦地上101层，地下4层48广州白天鹅宾馆1979年设计（广州市设计院）主体高90.35m，总高100m地下、主体33、屋顶3层单位自编通用程序砼：1～15层300#，

16～24层300#

25层以上200#墙厚450mm～200mm板厚200mm49广州白天鹅宾馆50北京国际饭店建设部设计院设计1987年建成开业，8度设防主体高85m，总高104.4m地下3、主体27、屋顶4层单位自编通用程序砼：1、2层350#，其余300#墙厚600mm～200mm板厚180mm～120mm51北京国际饭店54.1m14.6m67.4m14.6m52深圳红岭大厦深圳市建筑设计院设计1984年设计，6度设防主体高78.4m，总高86.4m主体28、屋顶4层ETS3--中建院程序砼：1～6层300#，

7～17层250#

18层以上200#墙厚500mm～180mm板厚130mm53深圳红岭大厦541.2.2.3.框架-剪力墙（支撑）结构■结构特点上海交大包兆龙图书馆551.2.2.3.框架-剪力墙（支撑）结构565758上海虹桥宾馆上海华东建筑设计院设计1988年建成开业，7度设防，主体高95m，总高103.7m地下2、主体34、屋顶1层单位自编空间杆-薄壁杆程序砼：300#，一般柱700mm×700mm墙厚300mm～180mm板厚160mm59上海虹桥宾馆±0.00095.00060深圳北方大厦兵器工业部第五设计研究院设计1984年设计，6度设防主体高81.6m，总高84.49m地下1、主体23、屋顶2层程序：①上海建研院TSP②北京市院SPS-301

③北大袁明武SAP-81砼：450#～200#一般柱800mm×700mm墙厚400mm～200mm板厚160mm61深圳北方大厦62深圳发展中心大厦华森建筑与工程设计顾问公司设计1985年设计，6度设防钢框架-钢骨砼墙结构主体高151m，总高164m，高宽比4.2地下1、主体40、屋顶2层程序：美国STRUDL砼：400#～300#箱型钢柱1070mm×1070mm×130mm墙厚800mm压型钢板-砼板115mm～166mm挖孔桩基63深圳发展

中心大厦R1R964钢支撑抗侧力构件中心支撑65钢支撑抗侧力构件66钢支撑抗侧力构件67钢支撑抗侧力构件偏心支撑68钢支撑抗侧力构件691.2.2.4.框架-核心筒结构■结构特点70四.框架-核心筒结构核心筒剪力墙外围框架位移曲线核心筒外围框架框架-核心筒71四.框架-核心筒结构■适用尺度■概念设计抗震非建议布置抗震建议布置◆结构布置◆梁与伸臂72上海联谊大厦华东建筑设计院设计1984年设计，7度设防，主体高106.5m，高宽比3.74地下1、主体27、屋顶2层自编空间杆-薄壁程序砼：300#～250#柱1200mm×1200mm，角柱L2000mm×2000mm×1000mm墙厚400mm～250mm板厚（肋形）100mm箱基73上海联谊大厦8.5m8.5m7.5m7.5m9m9m9m74上海金茂大厦设计美国芝加哥ＳＯＭ设计事务所施工上海建工集团总承包1998年建成，投资5.6亿美元主体高372.1m，总高421m，地下3、主体88、屋顶2层高宽比6.9（核心筒12.4）8根外柱：1.5m×5m→1m×3.5m筒壁厚800mm～450mm7度地震作用下△/H=1/845，/h=1/750风荷载作用下△/H=1/760，/h=1/73075上海金茂大厦76深圳地王大厦建筑设计美国建筑设计有限公司张国言设计事务所设计事务所结构设计新日本制铁株式会社茂盛工程顾问有限公司施工单位深圳建升和钢结构公司钢框架-RC核心筒-伸臂结构1996年建成主体高352m，总高384m，高宽比8.75（核心筒25）地下3、主体69、屋顶8层77深圳地王大厦标准层平面68.5m8.7m12.5m12.5m8.7m8.7m8.7m8.7m35.5m11.75m11.75m12m78深圳地王大厦1-12-21122首层平面791.2.2.5.筒中筒结构■结构特点808182■适用尺度筒中筒结构■概念设计◆圆形框筒◆裙梁及角柱尺寸◆高宽比◆长宽比◆底部转换8384北京国贸中心大厦一期1989年建成,8.6万m2,主体高150m，总高155m，地下2、主体39、屋顶1层高宽比3.3（核心筒7.14）8度抗震设防单位建筑面积用钢量139kg/m285北京国贸中心大厦3m×15=45m12m12m3m×7=21m45m86香港中环广场1992年建成，地下3层，地上78层，主体高301m，桅杆高372m，高宽比8.6487香港中环广场二层平面标准层平面4.6m柱宽1.5m9.2m88广州中信广场建于1996年，地下2层，地上78层，主体高323m，桅杆391m，当时为世界最高砼结构，1～4层4根L形角柱，第5层设转换层，以上外框筒柱距7.5m，裙梁跨高比约5，第25、44、65层裙梁截面增大，以减少侧移。89广州中信广场1～4层标准层901.2.2.6.束筒结构■结构特点91束筒结构92OneMagnificentMileBuilding931.2.2.7.巨型框架结构■结构特点94高雄市银行大厦建于1990年，林同炎公司设计，82层，331m95深圳香格里拉（亚洲）大酒店1983年设计（广东省建筑设计院容柏生），地下1层，地上33层，屋顶5层，114m，建设部科技进步二等奖。96深圳香格里拉大酒店1.8m2.9m4