高层概念设计课件

结构体系及工程实例一.框架结构■结构特点一.框架结构一.框架结构水平力作用下变形柱弯矩梁柱线刚度比对抗侧刚度的影响一.框架结构■适用尺度■概念设计梁端塑性铰柱端塑性铰一.框架结构填充墙使柱剪切破坏一.框架结构蒸压加气砼墙板一.框架结构蒸压加气砼墙板外墙连接构造一.框架结构蒸压加气砼墙板内墙连接构造一.框架结构蒸压加气砼墙板上海中福城（二期）18层钢结构住宅二.剪力墙结构■结构特点二.剪力墙结构整体小开口框架变形二.剪力墙结构■适用尺度■概念设计柳京大厦地上101层，地下4层广州白天鹅宾馆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200mm广州白天鹅宾馆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～120mm北京国际饭店54.1m14.6m67.4m14.6m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130mm深圳红岭大厦三.框架-剪力墙（支撑）结构■结构特点上海交大包兆龙图书馆三.框架-剪力墙（支撑）结构三.框架-剪力墙（支撑）结构三.框架-剪力墙（支撑）结构三.框架-剪力墙（支撑）结构■

适用尺度■概念设计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160mm上海虹桥宾馆±0.00095.000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160mm深圳北方大厦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挖孔桩基深圳发展

中心大厦R1R9钢支撑抗侧力构件中心支撑钢支撑抗侧力构件钢支撑抗侧力构件钢支撑抗侧力构件偏心支撑钢支撑抗侧力构件四.框架-核心筒结构■结构特点四.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箱基上海联谊大厦8.5m8.5m7.5m7.5m9m9m9m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=1/730上海金茂大厦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层深圳地王大厦标准层平面68.5m8.7m12.5m12.5m8.7m8.7m8.7m8.7m35.5m11.75m11.75m12m深圳地王大厦1-12-21122首层平面深圳地王大厦考虑扭转藕联计算周期五.筒中筒结构■结构特点五.筒中筒结构■适用尺度五.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◆底部转换五.筒中筒结构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/m2北京国贸中心大厦3m×15=45m12m12m3m×7=21m45m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8.64香港中环广场二层平面标准层平面4.6m柱宽1.5m9.2m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。广州中信广场1～4层标准层六.束筒结构■结构特点六.束筒结构OneMagnificentMileBuilding七.巨型框架结构■结构特点高雄市银行大厦建于1990年，林同炎公司设计，82层，331m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。深圳香格里拉大酒店1.8m2.9m4.25m5.5m4.25m台北101大厦李祖原建筑师事务所

巨型框架-核心筒耗资580亿新台币（合人民币144亿）

1998年动工，2005年竣工主体高448m，总高508m高宽比7.2地下5、主体91、屋顶10层8度设防，T=7.02s台北101大厦16.4m16.4m6m6m10.5m55.3m68.9MPa砼巨型柱2～9层结构平面701.2m×2.6m1.6m×1.6m台北101大厦27～90层结构平面11.5m11.5m22.5m45.5m87～92层间设5.5m132t摆锤减振结构顶点最大加速度限值台北101大厦层剪力（t）倾覆力矩（t-m）侧向位移（m）日本巨型钢框架住宅体系房屋模型由新日本制铁、竹中工务店等六公司组成的联合体提出的“芦屋滨高层住宅规划方案”（4个住宅区，人口1万，已建成），将结构和住户构成分离，5层为一个单位，由4层住户和1层公共楼层组成。日本巨型钢框架住宅体系住户单元日本巨型钢框架住宅体系住户平面图日本巨型钢框架住宅体系八.结构体系的适用范围体系名称框架框架-剪力墙剪力墙框架-核心筒框架-核心筒-伸臂筒中筒束筒巨型框架适宜范围多层～20层60m8～20层80m10～40层120m30～50层200m50～100层400m50～100层400m50～110层450m30～150层500m适宜高宽比≤4≤5≤6≤6≤8≤7≤8≤10砼结构适宜尺度九.高层结构体系的发展和应用1.高层建筑的三个发展阶段◆19世纪80年代到20世纪30年代●钢结构体系发展促进第一次热潮芝加哥家庭保险公司大楼

建于1885年，11层，钢梁铁柱，詹尼设计。纽约帝国大厦建于1931年，102层，381m高，标准层层高约3.5m，采用钢框架-支撑结构体系，工程师是H.G.巴尔科姆，1950年加建项部电视塔后高度达448m。每平方米用钢206公斤。九.高层结构体系的发展和应用●钢筋砼结构的产生和缓慢发展

最早的钢筋砼结构高层建筑是1903年建造的美国辛辛纳提城16层Ingall大楼，直到1931年最高的钢筋砼建筑仅达到23层，即美国西雅图的Exchange大楼，其结构体系均为框架结构。九.高层结构体系的发展和应用●砖石结构高层建筑

19世纪末，美国南部大量的砖石结构高层建筑迅速发展，这种结构形式最高的建筑是建于1891年的16层芝加哥Monadnock大楼，该建筑下部墙体厚度超过2m，占去了大量楼面面积，这是美国城市中最后一栋采用巨大的砖石承重墙的高层建筑。九.高层结构体系的发展和应用◆20世纪60年代到20世纪80年代●钢结构涌现了多个新结构体系建于1969年，100层344m，采用了带斜撑的外框筒结构体系（SOM公司工程师法兹勒·R·坎恩设计）。芝加哥约翰·汉考克中心纽约世界贸易中心建于1972年，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）。芝加哥西尔斯大厦建于1974年，110层442m，采用成束筒结构，单位面积用钢量比帝国大厦少20%（SOM公司工程师法兹勒·R·坎恩设计）。九.高层结构体系的发展和应用●钢筋砼结构体系有了全新的发展

二战后，房屋大量恢复重建，许多国家采用了用钢量少、价格便宜、材料易得、施工方便的钢筋砼结构，剪力墙、框-剪、框-筒、筒中筒、带转换层等结构体系陆续出现。这一阶段最高建筑为芝加哥74层262m的水塔广场。九.高层结构体系的发展和应用●钢-砼混合结构产生并迅速发展

混合结构具有明显的优越性，20世纪70～80年代迅速发展，主要建在非地震区或低烈度区，最高的一栋是70层367.4m的香港中银大厦。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。

香港中国银行平面简图角柱南立面巨型桁架九.高层结构体系的发展和应用◆20世纪90年代到21世纪初●高层砼及混合结构发展速度超过钢结构●亚洲、中国已成兴建高层的主要区域超高层建筑发展简况上海金茂421m石油双塔452m环球金融492m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设计事务所设计（华东建筑设计院为设计顾问），采用中美规范。

上海环球金融中心上海环球金融中心28～30层52～55层88～91层马来西亚石油双塔建于1998年，主体高度379m，总高452m，地上88层，地下3层，底部直径46.2m（圆形附楼44层，直径23m，