高层建筑钢结构-第一章概论概论
钢结构基本原理
钢结构基本原理第一章概述1、钢结构设计是怎样确保结构安全、可靠、经济的？钢结构设计的主要目的是要保证所建造的结构安全适用，能够在设计使用年限内满足各项功能要求并且经济合理。
我国《建筑结构设计统一标准》规定，建筑结构必须满足安全性、适用性和耐久性的要求。
为使建筑物设计符合技术先进、经济合理、安全适用，确保质量的要求，建筑结构方案设计，包括结构选型设计占有重要的地位。
建筑结构方案设计和选型的构思是一项很细致的工作，其有充分考虑各种影响因素并进行全面综合分析，才能做出优化的方案选择。
结构选型应综合考虑建筑对使用空间的要求、结构的合理几何体型、建筑结构材料的种类、结构设计理论的差异、经挤因素等多种影响因素。
4、钢材脆性破坏和塑性破坏的原因、现象及后果是什么?原因：塑性破坏是由于变形过大，超过了材料或构件可能的应变能力而产生的，而且仅在构件的应力达到钢材的抗拉强度后才发生，破坏前构件产生较大的塑性变形；脆性破坏前塑性变形很小，甚至没有塑性变形，计算应力可能小于钢材的屈服点，断裂从应力集中处开始。
现象：塑性破坏加载后有较大变形，因此破坏前有预兆，断裂时断口呈纤维状，色泽发暗。
脆性破坏加载后，无明显变形，因此破坏前无预兆，断裂时断口平齐，呈有光泽的晶粒状。
后果：脆性破坏危险性大。
塑性破坏可以及时采取措施予以补救，危险性相对于脆性破坏稍小。
7、钢材为什么会发生疲劳破坏？如何验算疲劳强度？钢材的疲劳断裂是微观裂纹在连续重复荷载循环下不断扩展至断裂的脆性破坏。
第二章钢结构的连接1、钢结构有哪些连接方法？各有什么特点？答：钢结构常用的连接方法有：焊缝连接、螺栓连接、铆接；焊缝连接：属刚接（可以承受弯矩），除了直接承受动力荷载的结构中、超低温状态下，均可采用焊缝连接。
螺栓连接：属铰接（弯矩为零）一般情况下均可使用；特点是现场作业快，容易拆除，维修方便；铆接：当结构受力较小的情况下使用；2、焊缝的连接形式有哪些？简述各种连接形式的适用范围。
第1章-建筑设计概论16PPT课件
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1.2. 建 筑 的 发 展
1. 西方建筑发展简史
1）原始社会 2）奴隶社会
①古埃及建筑 ②古希腊建筑
西方建筑的语言：柱式。古典柱式即指古希腊与古罗马的多立克 柱式、爱奥尼柱式、科林斯柱式、罗马的塔司干柱式和组合柱式。
雅典卫城
③古罗马建筑
凯旋门 万神殿Pantheon 斗兽场
1.人体和人体活动的空间尺度 2.家具、设备的空间尺度 3.环境因素
3 基本概念的介绍
1.建筑模数
建筑模数试选定的标准尺寸单位，作为建筑物、构配件、建筑制品 等尺寸相互协调的基础。
基本模数的数值规定为100mm, 以M表示，即1 M=100mm。 导出模数：扩大模数 3M，6M，12M，15M，30M，60M。
房屋建筑学
主讲:裴刚
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第一章 建筑设计概论
本章学习目标：
了解建筑发展的基本过程。 了解现代建筑技术的未来趋势。 熟悉构成建筑的基本要素。 熟悉建筑工程建设程序。 掌握建筑设计的主要依据。 掌握建筑模数和模数制。 掌握在建筑设计中应贯彻的强制性标准文件。
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1.1 认识建筑
1.1.1 建筑的定义
2.设计阶段
（1）设计前的准备工作 （2）方案设计 （3）技术设计 （4）施工图设计
3.施工阶段 4.交付使用
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1.5 建筑设计的要求和依据
1 建筑设计的要求
1.建筑功能要求 2.建筑技术要求 3.建筑经济要求 4.建筑美观要求 5.建筑规划要求
“实用、经济、美观”
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2 建筑设计的依据
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建筑结构_第一章绪论
（2）单层厂房：刚架结构 （3）单层大跨度房屋的屋盖：壳体结构、网架结构、悬索结构等。
混合结构
剪力墙结构
框架结构
排架结构
二、建筑结构选型
（一）多层和高层房屋结构
1. 混合结构体系：竖向承重构件采用砌体结构，水平承重构件采 用钢筋混凝土梁板结构。 （见教材）
2. 框架结构体系： （见附图） 1）分类：横向框架承重、纵向框架承重和纵横向混合承重。 （见
3）拱结构：拱是承受压力为主的结构。该结构会对支座产生较 大的侧推力。（见附图）
2. 其他型式的结构 1）薄壳结构：一种以受压为主的空间受力体系。形式：旋转曲
面、平移曲面、直纹曲面（见附图）
2）网架结构：由平面桁架发展起来的一种空间受力体系。分为 平板网架和曲面网架。
3）悬索结构：主要用于桥梁结构，用于体育馆则适用于大跨度 建筑物，如体育馆、影剧院等。
该住宅地
上33层，高99.9
米，采用钢管混
凝土柱、钢骨混
凝土梁结构，是
钢－混凝土合
结构的一个成功
范例。内部2排
柱用圆管，外部
日本东京中央区高层住宅 （a）标准层平面 （b）梁柱接头
4排柱用方管， 混凝土强度36-
42MPa
• 钢管混凝土柱充分发挥钢管和混凝土的作用。对于混凝土而言，混凝土
在荷载作用下处于三向受压状态，抗压强度和变形能力显著提高。对于薄
框架－筒体结构体系平面 （上海联谊大厦）
• 纽约世界贸易中心：大楼于1966年开工，历时7
年，1973年竣工以后，以411米的高度作为110层 的摩天巨人而载入史册。它是由5幢建筑物组成的 综合体。其主楼呈双塔形，塔柱边宽63.5米。大楼 采用钢结构，用钢7万8千吨，楼的外围有密置的 钢柱，墙面由铝板和玻璃窗组成，有“世界之窗
建筑结构概论
而倒塌。
竖 向 结 构 体 系
可靠 连接
水 平 结 构 体 系
2、建筑结构的各个构件构成
qv
总的看来，建筑结构都是由各种构件（b）所 组成的，如下图（a）所示的钢筋混凝土框架结构。
qH
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这些构件（b）的截面尺寸、材料强度和配筋 是由起控制作用的截面（例如跨中及支座截面）的 内力所决定的，如下图（c）所示。
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工程实训： 让大家能及时理解与掌握课堂所学的知 识，通过工程实训，培养工程能力。
1、常见的建筑结构体系模型的制作：应 用竹子、泡沫、胶水等制作完成各种常见的 建筑结构体系，加强对结构构成的认识； 2、建筑构造模型实训：应用钢丝、胶水 等制作完成各种钢筋混凝土结构构件的钢筋 构造原理图式，加强对结构构造构成原理的 认识。
法国卢浮宫玻璃顶 在传统环境中展示现代材料，永恒的造型在水面的 倒影反射天空和光线的变化，现代的玻璃金字塔创造了生 气勃勃的视觉和效果而成为巴黎一景。
以虚为主的立面处理 中国银行大厦（香港/中环） 建造时间：1989 年 建筑师：贝聿铭 I•M•Pei ） 中国银行的设计者贝聿铭 是一位现代建筑大师，他在设计 中从中国古代哲学中寻求灵感， 体现了 " 节节高升 " 的隐喻。基于 这种信念和一种象征主义手法， 中银大厦的形象是四个组合在一 起的高度递增的三棱柱，类似一 个多面的水晶体。大厦共有 70 层， 高315m，是香港形象的象征。
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2、建筑形象 构成建筑形象的因素有建筑的体型、内外部空 间的组合、立面构图、细部与重点装饰处理、材料 的质感与色彩、光影变化等。
建筑形象处理得当，可以反映出建筑的性质、 时代风采、民族风格以及地方特色等，产生一定的 艺术效果，给人以感染力和美的享受。我们看到一 些建筑，常常给人以庄严雄伟、朴素大方、生动活 泼等不同的感觉，这就是建筑艺术形象的魅力。
建筑结构概论
γ G 、γ
Q1、γ Qi----永久荷载、可变荷载的分项系数；
Ψ ci----可变荷载的组合值系数 (有多个可变荷载同时作用的情况， 考虑到它们同时达到标准值的可能性较小所做的一种折减）； γ0----结构构件的重要性系数，与安全等级相对应。 一级：γ0=1.1； 二级：γ0=1.0； 三级：γ0=0.9
第一篇
建筑结构概论
第二章 建筑结构的设计标准和设计方法
第一节 设计基准期和设计使用年限
设计基准期
设计使用年限
我国规范规定设计基准期和设计使用年限都为50年。
第一篇
建筑结构概论
第二章 建筑结构的设计标准和设计方法
第二节 结构的功能要求、作用和抗力
一、结构的功能要求
安全性 适用性 耐久性
第一篇
建筑结构概论
拱 结 构
网架结构
桥梁
2. 工业厂房
金陵石化总厂
单层厂房 多 层 工 业 厂 房
图1.11 灵谷寺无梁殿
图1.12 开元寺塔
图1.13 莫纳德· 洛克大楼(美 国芝加哥 16层 380厚）
第一篇
建筑结构概论
第一章 绪 论
2 按结构受力特点分为： 混合结构、框架结构、排架结构、剪力墙结构、筒体结 构等。
第一篇
建筑结构概论
第二章 建筑结构的设计标准和设计方法
三、概率极限状态设计法 3 分项系数设计表达式 a.承载能力极限状态设计表达式 应考虑荷载效应的基本组合或偶然组合进行荷载 （效应）组合，采用下列表达式设计：
0S R
式中：γ o--结构重要性系数；
R --结构构件抗力的设计值。
(2 11)
第一篇
建筑结构概论
第二章 建筑结构的设计标准和设计方法
钢结构1
钢结构基本原理Primary of Steel Structures概论2钢结构材料6*受拉构件2*轴心受压构件8*受弯构件6*压弯、拉弯构件8*钢结构连接8**框架/桁架/拱与杆件242+习题课等课程学习要求听课考试资格必需学习环节/阅读：出勤、笔记、预复习答疑/质疑：周？19:30-21:00 / 土木楼A713？课堂练习讨论？书面作业：6~7次（自己做！）+习题课(晚上)30%实验：观察性实验、自设计实验(第5周起)10%考试：期末, 半开卷60%拓展性学习扩展阅读面：教材+参考资料、期刊论文、其他资讯各类实践结构赛参加科研（后半学期申请）思考题与自由报告：各类实践：结构赛、ISTP 、参加科研（后半学期申请）课件下载：/教学资料主教材辅助阅读沈祖炎陈扬骥陈以夏志斌姚谏沈祖炎，陈扬骥，陈以一钢结构基本原理(第二版)中国建筑工业出版社2005夏志斌，姚谏钢结构-原理与设计中国建筑工业出版社2011中国建筑工业出版社,2005中国建筑工业出版社,2011绪论课主要内容结构设计概念钢结构的初步印象钢结构的应用范围钢结构的主要结构形式钢结构特点钢结构发展现状和前景钢结构可能的破坏形式结构设计概念结构必须保证安全性结构设计概念冶金荷载作用材料制作(含连接)安装结构体系构件(含连接)反应工程力学结构力学钢结构基本原理内力变形振动S荷载效应抗力R强度稳定性变形能力弹性力学塑性力学内力、变形、振动强度、稳定性、变形能力结构设计性能要求S ≤R材料施工检测适用性、安全性、耐久性结构设计概念工程力学结构力学弹性力学塑性力学实际结构体系构件如何等效为力学单元连接如何近似为约束条件力学分析模型作用如何模拟为模型荷载？结构设计概念荷载作用工程力学结构体系反应S 荷载效应结构力学弹性力学内力、变形、振动塑性力学结构体系原型系原力学分析模型刚架还是桁架？依据是什么？力学分析结果有何不同？对设计和安全有何影响？结构设计概念冶金荷载作用材料制作(含连接)安装结构体系构件(含连接)反应工程力学结构力学钢结构基本原理内力变形振动S荷载效应抗力R强度稳定性变形能力弹性力学塑性力学内力、变形、振动强度、稳定性、变形能力性能要求S ≤R适用性、安全性、耐久性结构设计概念S ≤Rf Rf sRR aR nSS a S n客观的S n ≤R n主观的S n R nS nR nS d ≤R d可接受的f R-S安全性的可接受度经济性的可接受度R d -S d结构设计概念结构设计方法R aS a S n R n——容许应力法（ASD）∑ψS n ≤R n /K ——分项系数法（LRFD）f d∑γS ψS n ≤R n /γR设计一个可接受的安全的结构与设计一个在给定条件下最合理的结构设计个在给定条件下最合理的结构结构设计概念结构设计与建造材料标准设计规范基本理论制作标准验收标准结构设计概念冶金荷载作用材料制作(含连接)安装结构体系构件(含连接)反应工程力学结构力学钢结构基本原理内力变形振动S荷载效应抗力R强度稳定性变形能力弹性力学塑性力学内力、变形、振动强度、稳定性、变形能力性能要求S ≤R适用性、安全性、耐久性、可恢复性、可拆移性钢结构的初步印象以结构钢作为要承体系构件的程结构称以结构钢作为主要承重体系构件的工程结构称为钢结构本课程中特指建筑、桥梁及各类构筑物中的钢本课程中特指建筑桥梁及各类构筑物中的钢结构主要承重体系工程结构中子结构或局部构件也可采用钢结构构件：承重体系中有着独立的力学功能的基本单元，可以是杆件、板件、索等单元或这些单元的组合钢结构的应用范围各类建筑物（楼房、公共建筑、工厂等）桥梁（公路桥、铁路桥）构筑物（塔、罐、管道）水工结构（水闸）轻型农业结构可拆移、开合的结构推而广之的“结构物”：工程支护、机械（车辆）、船舶… …钢结构的主要结构形式桁架结构（杆系）框架结构（杆系）网架与网壳结构（杆系）拱与拱架结构（曲杆）板式结构（板）预应力结构（柔性构件与刚性构件的组合）钢结构特点强度高、塑性好（相对混凝土、砌块、木材）材性均匀稳定（相对其它材料）易于产业化、产品化；施工便捷稳定性问突出（构件细柔）有一定耐热性但耐火性较差（材料薄、热耗少）稳定性问题突出（构件细柔）有定耐热性但耐火性较差（材料薄、热耗少）易腐蚀（构件材料较薄使腐蚀危害加大）钢结构发展前景综合效益技术：制造和安装精度（mm）经济：减轻结构重量、可预制、可装配，工期短、加快资金周转环境：水环境、大气环境（CO2）资源：结构可拆、可移；材料再生发展预测国家战略、钢材市场和技术水平材料、结构体系、制作和施工技术、设计理论钢结构发展前景市场建筑：多高层办公建筑、体育建筑和各类场馆建筑、建筑多高层办公建筑体育建筑和各类场馆建筑工业建筑→高度、跨度、轻型、可重复利用桥梁：跨海桥、跨山桥、普通江河桥→梁式桥、桥梁跨海桥跨山桥普通江河桥梁式桥桁架桥、拱桥、索桥其他业和公共构筑物交通设施地下设施水其他：工业和公共构筑物、交通设施、地下设施、水工水利设施、农业设施更广阔的发展领域广义的金属结构：不锈钢、铝合金等组合或混合结构：S-RC组合结构，S-W组合结构组合或混合结构组合结构组合结构由土木和社会基础设施转向其他领域钢结构可能的破坏形式材料或构件（节点断裂）脆性断裂和塑性断裂整体失稳（杆件、结构整体）局部失稳塑性过度发展结构变成机构，失去静定的性质疲劳破坏课后阅读钢结构基本原理：p2~13，§1.2，§1.3考察土木新楼钢结构：该楼的钢构件有哪几类截面形式1.该楼的钢构件有哪几类截面形式？2.找出受拉、受压和受弯构件，指出它们的位置。
《建筑概论》1
制构件。
（四）按层数分： 住宅建筑： 低层：1-3层 多层：4-6层 中高层：7-9层 高层：10层以上 公共建筑： 24m-100m 为高层 100m以上为超高层,无论是住宅还是公共建筑 工业建筑：单层、多层、混合层数
构件的燃烧性能
非燃烧体：这种构件在空气中受到火烧或高温作用时， 不起火、不微燃、不碳化。如金属、砖、石、混凝土等。
难燃烧体：这种构件在空气中受到火烧或高温作用时， 难起火、难微燃、难碳化。如板条抹灰墙等。 或者用燃烧材料做成，但用非燃烧材料作为保护层的构 件。 燃烧体：这种构件在明火或高温作用下立即起火或微燃。 如木柱、木吊顶等。
缝隙尺寸 构造尺寸
缝隙尺寸 构造尺寸
缝隙尺寸
标志尺寸 定位轴线
标志尺寸
图 1-1 三种尺寸关系
二、建筑工业化
概念： 建筑工业化是指用现代化大工业生产方式建造房屋 的方法。它是对传统的手工业生产方法建造房屋的 变革。 建筑工业化就是以现代化的科学手段，把分散的、 落后的、手工业生产方式改为集中的、先进的、大 工业生产方式。建筑工业化的主要标志是建筑设计 标准化，构件生产工厂化，施工现场机械化，组织 管理科学化。实行建筑工业化的意义在于能够加快 建设速度，降低劳动强度，减少人工消耗，提高施 工质量，彻底改变建筑业的落后状态。
(c)剪力墙框架系统
盒子建筑：盒子建筑是采用盒子结构建造的建筑，是 装配化程度最高的一种形式。它以“间”为单位进行预 制，分为六面体、五面体、四面体盒子。可以用钢筋混 凝土、铝材、木材、塑料等制作。其优点是装配化程度 高，因此大大缩短现场施工期，减少劳动强度，而且节 约材料，建筑自重也大大减轻。只是受到工厂的生产设 备、运输条件、吊装设备等因素限制。
建筑工程概论第一章
第一章中外建筑学科与建筑技术发展概况1.建筑包括建筑物和构筑物2.建筑物是为人们生产、生活或其他活动提供场所的建筑。
如住宅、医院、学校、办公楼、厂房等。
3.人们不在其中活动的建筑称为构筑物，如水塔、烟囱、堤坝、井架等。
4.按建筑使用性质分类：a)民用建筑包括居住建筑，如住宅、宿舍、公寓；公共建筑，如学校、办公楼、医院、影剧院等。
b)工业建筑包含各种生产和生产辅助用房，如生产车间、更衣室、仓库、动力设施等。
c)农业建筑用于农业的用房，包括饲养牲畜、贮存农具和农产品的用房，以及农业机械用房等。
5.按建筑物层数分类a)低层建筑1~3层b)多层建筑4~6层c)中高层建筑7~9层d)高层建筑10层及10层以上或房屋高度超过28m的建筑物。
e)超高层建筑建筑高度超过100m的建筑物。
6.按照承重结构材料分类a)木结构主要承重结构所使用的材料为木材，多用于单层建筑或低层建筑。
b)砖混结构以砖墙（柱）、钢筋混凝土楼板及屋面板作为主要承重构件，属于墙承重结构体系，在我国居住建筑和一般公共建筑中大量采用。
c)钢筋混凝土结构以钢筋混凝土构件作为建筑的主要承重构件，多属于骨架承重体系。
通常大型公共建筑、大跨度建筑、高层建筑及超高层建筑多采用这种结构形式。
d)钢与混凝土组合结构主要承重材料由型钢和混凝土组成，多用于超高层建筑。
e)钢结构建筑的主要承重结构全部采用钢材，多用于某些工业建筑和高层、大空间、大跨度的民用建筑中，如重型厂房、受动力作用的厂房、可移动或可拆迁的建筑、超高层建筑或高耸建筑等。
7.7按建筑结构形式分类a)墙承重体系由墙体承受建筑的全部荷载，并把荷载传递给基础的承重体系。
适用于内部空间较小，建筑高度较小的建筑，b)骨架承重体系由钢筋混凝土或型钢组成的梁柱体系承受建筑的全部荷载，墙体只起维护和分隔作用的承重体系。
适用于跨度大、荷载大、高度大的建筑。
c)内骨架承重体系建筑内部由梁柱体系承重，四周用外墙承重。
适用于局部设有较大空间的建筑。
《建筑概论》第1章 概述
化学工业出版社
二、建筑物的分级
1．建筑物的耐久年限：主要是根据建筑物的重要性和建筑 建筑物的耐久年限： 物的质量标准而定，是作为建筑投资、建筑设计和选用 材料的重要依据，如下表 。 2．建筑物的耐火等级：取决于房屋的主要构件的耐火极限 建筑物的耐火等级： 和燃烧性能。按我国现行的《建筑设计防火规范》 （GBJ16-87），分为四级，见下页表。它们是按组成 房屋的主要构件（墙、柱、梁、楼板、屋顶承重构件等） 的燃烧性能（燃烧体、非燃烧体、难燃烧体）和他们的 耐火极限划分的。
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一、建筑标准化
建筑标准化涉及建筑设计、建材、设备、 施工等各个方面，是一套完整的施工体系。 建筑标准化包括两个方面：一方面是建筑 设计的标准问题，包括由国家颁布的建筑 法规、建筑制图标准、建筑统一模数制等； 另一方面是建筑标准设计问题，即根据统 一的标准所编制的标准构件与标准配件图 集及整个房间的标准设计图等。。
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一、建筑工业化与工业化建筑--- 2．工业化建筑
（1）概念： ）概念：
工业化建筑通常是按建筑结构类型和施工工艺的 不同来划分体系的。工业化建筑体系是指某类或 某几类建筑，从设计、生产工艺、施工方法到组 织管理等各个环节配套，形成工业化生产的完整 过程。 工业化建筑体系一般分为专用体系和通用体系两 种。 专用建筑体系，被称为走房屋定型的途径。是以 整幢房屋进行定型，再以定型房屋为基础进行构 配件配套的一种体系。它是只适用于某一地区， 某一类建筑使用的构件所建造的体系，既有一定 的设计专用性和技术的先进性，又有一定的地方 性和时间性。 通用建筑体系，是以通用构件为基础，进行多样 化房屋组合的一种体系，其产品是定型构配件。 它是对那些能够在各类建筑中可以互换通用的构 配件加以归类统一，系列配套，成批生产，逐步 打破各类建筑中专用构件的界限，化“一件一用” 为“一件多用”。
高层建筑结构概论[论文]
![高层建筑结构概论[论文]](https://img.taocdn.com/s3/m/f9ee0413964bcf84b9d57baa.png)
高层建筑结构概论【摘要】本文主要论述了高层建筑上部结构形式，接受了包括框架结构、剪力墙结构、框剪结构、筒体结构等常见结构形式的特点，简要说明了其优缺点，布置要求以及适用范围。
【关键词】高层建筑；上部结构形式文章编号:issn1006—656x(2013)06-0179-01一、高层建筑发展现状随着人口的日益增加，城市商业以及住宅用地日趋紧张，传统建筑形式已经无法满足社会发展的需求，在这种情况下高层建筑应运而生。
19世纪末，随着科学技术快速发展，混凝土以及钢结构逐渐取代砖、石、木等传统的建筑材料，使房屋建筑高度的增加、层数的增多、跨度的增大成为可能，此时在1931年美国建成纽约帝国大厦，其成为现代意义上的高层建筑的里程碑。
1985年以来，中国、日本、韩国、马来西亚等国迅速发展了高层以及超高层建筑，其中不乏位于世界高层建筑排行前列的超高层建筑。
自上世纪90年代开始，亚洲高层建筑迅猛发展，其高层建筑在世界前100高层建筑所占数量已经接近三分之一。
目前，中国正在建设的摩天大楼总数量已经超过200座，相当于美国现有同类摩天大楼的总数。
未来3年，平均每5天将有一座摩天大楼在中国封顶。
5年后，中国的摩天大楼总数将超过800座，达到现今美国总数的4倍。
因此可以推断21世纪,亚洲将成为高层建筑发展的中心地区而中国将成为高层建筑发展的核心地带。
二、高层建筑结构主要形式及适用范围（一）框架结构框架结构，是由纵梁、横梁和柱组成的结构，这种结构是梁和柱刚性连接而成骨架的结构。
框架结构只能承受自身平面内的水平力，因此采用框架结构时在建筑的两个主轴方向都要设置框架结构，在水平荷载作用下，框架结构水平变形为剪切变形。
由于框架结构整体刚度偏柔，其具有良好的延性和耗能能力，有较好的抗震性能。
其主要缺点是对于较高的建筑，框架结构顶层水平偏大，梁柱截面尺寸偏大，减小了有效建筑面积。
因此，目前框架结构主要用于隔间较多的饭店、办公楼、住宅、医院病房楼等10层以下的小高层建筑中。
同济大学高层建筑结构设计第一章1.1-1.2资料
概 论
1.1 高层建筑结构的概念
1. 高层建筑结构的定义
2. 最早的高层建筑 3. 最高的高层建筑
1.1高层建筑结构的概念
第 一 章
概 论
高层建筑
个统一的划分标准。
Tall building High-rise building Skyscraper
通常以建筑的高度和层数两个指标来判定，但世界范围内目前还没有一 房屋高度——自室外地面至房屋主要屋面的高度 1. 国外： ① 美国规定：高度为22~25m以上或7层以上建筑为高层建筑； ② 英国规定：高度为24.3m以上的建筑为高层建筑；
外型像竹子的“节节高升”，象征著力量、生
机、茁壮和锐意进取的精神； 基座的麻石外墙代表长城，代表中国。
1.2 国内外高层建筑的历史和现状
第 一 章
概 论
我国90年代高层建筑
广东国际大厦 1991年 200米
地王大厦 1996年 383米
中信广场 1997 年391米
1.2 国内外高层建筑的历史和现状
1.1高层建筑结构的概念
第 一 章
概 论
1.1高层建筑结构的概念
第 一 章
概 论
保持世界最高建筑地位最久的高层建筑：
帝国大厦（Empire State Building）；
竣工时间1931； 建筑高度448.7米（含天线） 保持世界最高楼时间： 40年（1931-1972）。
1.1高层建筑结构的概念
88层，高420m， 7度抗震设防
1.2 国内外高层建筑的历史和现状
第 一 章
概 论
• 421米（1999金茂大厦是中国最高的大厦，也是世界第三高楼。 这座大楼充分显示了上海上升为现代城市的雄心。金茂大厦融合 了西方标准和东方神韵，最初的设计中建筑顶部有个圆环，后来 为中国的权威人士所否定，原因是圆环看上去象个升起的太阳， 让人联想起日本帝国主义。结果，就成了现在的样子
房屋建筑学-1.建筑构造概论.
第一篇建筑构造
1.建筑构造概论
建筑构造
1・概念：研究建筑物各组成部分的构造原理和构造方法的学科
2•特点：实践性强综合性强
3 •研究任务：
1.1建筑物的分类及等级划分1.1.1建筑物的分类
（一）按使用功能分类
民用建筑f居住建筑t
公共建筑
工业建筑农业建筑
犬连理工人
学游泳馆
首都博物馆新馆
上海建国宾馆
青岛家乐福超市CCTV
中国人民银行办公楼
莫斯科火车站
(-)按建筑规模和数量分类
大量J性建筑建筑规模不人，但修建数量多, * 分布面广
大型性建筑豔大,耗资多的建筑，多有代
图书馆酒居
（三）按建筑层数分类
•低层1 : 1 ~ 3层
•多层:4~6层
•中高层：7〜9层
•高层：10层以上或公共建筑及综合性建筑总高度超过24m者
•超高层：建筑物高度超过100m
（四）按承重结构的材料分类
（1 ）木结构建筑
(四)按承重结构的材料分类
(2)砖石结构建筑
(四)按承重结构的材料分类
(3)钢筋混凝土结构建筑
风荷载地震荷载。
房屋建筑学概论_房屋建筑学01
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表1-1 住宇建筑层数和高度
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表1-2 建筑主体结构耐久年限表
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表1-3 建筑物构件的燃烧性能和耐 火极限（普诵建筑）
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表1-4 建筑构件的燃烧性能和耐火 极限（高层建筑）
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7.按建筑的耐火等级分类 建筑物的耐火等级分为四级，据我国《建筑设计防火规范》 （GB 50016-2006）和《高层民用建筑设计防火规范》（2005 年版）（GB 50045-1995）规定：不同耐火等级建筑物主要构 件的燃烧性能和耐火极限不应低于表1-3和表1-4的规定。
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本章小结
1.建筑的构成要素主要包括建筑功能、物质技术条件、建筑 形象。这三者之间是密不可分、相互依存、相互制约、辩证 统一的关系。 2.建筑的一般分类方法。 （1）按建筑的使用功能分为民用建筑、工业建筑、农业建筑。 （2）按层数和高度分为低层、多层、中高层、高层建筑。 （3）按建筑规模和数量分为大量性建筑和大型性建筑。 （4）按承重结构材料分为砖木结构、砖混结构、钢筋混凝土 结构、钢结构。 （5）按承重结构形式分为砖墙承重结构、框架结构、框架一 剪力墙结构、筒体结构、空间结构、混合结构。
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第二节 建筑模数及定位轴线
一、建筑模数
建筑模数是选定的标准尺度单位，作为建筑物、建筑构配件、 建筑制品以及有关设备尺寸相互协调的基础，包括基本模数 和导出模数两种。
二、模数数列
模数数列是以选定的模数基数为基础而展开的模数系统。它 可以保证不同建筑及其组成部分之间尺度的统一协调，有效 地减少建筑尺寸的种类，并确保尺寸合理并有一定的灵活性。 建筑物的所有尺寸除特殊情况外，均应满足模数数列的要求。
建筑构造下册-课件-第一讲：高层建筑概论
24.3m 11层，31m ≥22m（从室内地面起） 25m（从室内地面起） 《防火规范》GBK45-82：≥10层或≥24m 《民用建筑设计通则》JGJ37-87：同上面。 《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010：≥10层，或≥28m住宅。 高度等于和大于100m的建筑为超高层建筑。
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1.2 高层建筑产生、发展历程及世界建筑高度竞赛
我国高层建筑的发展
我国的高层建筑最早可追溯到战国高台建 筑时期。但我国近代的高层建筑发展晚于欧 洲国家，但随着经济的发展，其发展数量呈 急速上升趋势,并且超高层建筑逐渐盛行。截 至2012年，我国共建成超高层建筑94幢， 主要集中在经济发达的长三角和珠三角地区， 二线城市的数量也在显著增加。国内典型超 高层建筑有上海环球金融中心（492m）、 台北101 大厦（509m）和上海中心 （632m）等。
全球
全球
高层建筑的发展与演变------以美国为例（P02-03）
早期高层建筑的发展过程及实例
现代主义时期高层建筑的形态及实例
高层建筑的发展与演变（P02-03）
当代高层建筑的多元化及实例
1.2 高层建筑产生、发展历程及世界建筑高度竞赛
世界高层建筑的空中竞技------人类日益增长的实力和野心
1.2 高层建筑产生、发展历程及世界建筑高度竞赛
2016年，超过200m的128座建筑在世界上19个国家，54座城市拔地而起，创造了前所未有的历史纪录，总建设高度30301米。 中国连续第9年拥有最多的200米及以上竣工建筑，2016年更是以84座的数量占全球竣工总量的67%。
在这84座超高层建筑中，11座位于深圳，也让深圳成为超过200米的高层建筑竣工最多的城市。值得一提的是，2016年度完 工的广州周大福金融中心（东塔）以530米成为世界第5高、中国第2高的超高层建筑。
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钢结构(S)
51座 56.6％
钢-砼混合结构(M) 25座 27.8％
84.4％
钢筋砼结构(RC) 14座 15.6％
❖ 1998年统计世界最高的28幢建筑中
钢结构(S)
14座 50.0％
钢-砼混合结构(M) 8座 28.6％
钢筋砼结构(RC) 6座 21.4％
78.6％
2020年11月15日星期日
不同结构体系的对比
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高层建筑钢结构
❖混合结构体系
➢ 钢筋砼内筒＋外围钢框架 ➢ 钢筋砼剪力墙＋钢框架 ➢ 钢管砼结构 ➢ 钢骨砼结构
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高层建筑钢结构
1.4 高层钢结构在国内外的发展
1）国外的发展
➢ 形成期 西方工业革命时期，铁钢开始用于建筑 1872年法国巴黎Menier巧克力厂采用了钢框架结构
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高层建筑钢结构
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高层建筑钢结构
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高层建筑钢结构
纽约世界贸易中心双塔楼， 110层412米，用钢量186Kg/m2， 1973年建成，2001年9月11日 被撞倒塌。框筒结构体系。
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高层建筑钢结构
定：
≥10层的居住建筑 ≥24m且2层以上的民用建筑
高层建筑
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高层建筑钢结构
❖ 我国《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》 JGJ3-91规定≥8层为高层。 主要考虑目前登高消防车的供水高度仅为24m
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高层建筑钢结构
2）高层钢结构的地位
❖ 1990年统计世界最高的90幢高层建筑中
❖ 联合国教科文组织世界高层委员会1972年将9层及9层
以上的建筑定义为高层建筑，并分成4类：
第一类 9～16层 （最高50m俗称小高层）
第二类 17～25层 （最高75m俗称中高层）
第三类 26～40层 （最高100m俗称高层）
第四类 40层以上 （高度100m以上，称超高层）
❖ 我国《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95规
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高层建筑钢结构
日本最高建筑为横滨里程碑(Land Mark)大厦，73层， 高296米，1993年建成。
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高层建筑钢结构
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高层建筑钢结构
马来西亚号称世界第一高楼的吉隆坡石油双塔，88层 450米，1996年建成。实际上没有Sears大厦高。
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高层建筑钢结构
1885年美国芝加哥建成了Home Insurance大楼，开始 建成10层，后又追加了2层的钢梁、生铁柱框架
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高层建筑钢结构
➢ 发展期 20世纪初，技术进步加速， 电梯技术的完善。
1931年纽约建成381m(102层) 的帝国大厦，钢框架结构， 206Kg/m2, 雄踞世界第一高40 多年。
Empire state building
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高层建筑钢结构
➢ 繁荣期 1945年二次大战后，高层 在美欧等西方国家快速发 展，其中以美国最具代表 性
芝加哥Sears大厦，109层 443米，用钢量161Kg/m2， 1974年建成。Sears Tower 成束筒体系。
Sears
高层建筑钢结构
1.3 高层钢结构体系介绍
❖全钢结构体系
➢ 平面框架
15～30层
➢ 平面框架-支撑结构
40～60层
➢ 等效筒体结构
50～65层
➢ 高效筒体结构
65～110层
(框筒、筒中筒、成束筒)
➢ 巨型结构
65～110层以上
(巨型框架、巨型桁架、巨型悬挂、巨型分离式)
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高层建筑钢结构
1 概论
1.1 高层建筑的发展背景
地成为关键；
❖缩短道路和管线设施长度，节约城市基 础设施总投资 ；
❖改善城市面貌，体现经济实力和技术水 平，成为地标性建筑。
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高层建筑钢结构
1.2 钢结构在高层建筑中的地位
1）高层建筑的定义
采用钢-砼混合结构
采用钢梁和压型钢 板组合楼盖,C40砼
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钢砼内筒23m×23m 41~42层
外筒直径46m，由16 根钢砼柱组成,C80砼
处,58m跨 钢天桥
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Twin towers
世界第一高的比较
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Sears
高层建筑钢结构
高层建筑钢结构设计
土木工程与建筑学院
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高层建筑钢结构
主要参考书：
1、张耀春，钢结构设计，高等教育出版社，2007 2、陈富生等，高层建筑钢结构设计，中国建筑工业出版
社，2000（已有第二版） 3、刘大海等，高楼钢结构设计，中国建筑工业出版社，
2003 4、行业标准，高层民用建筑钢结构技术规程，JGJ99-98，
中国建筑工业出版社，1998
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高层建筑钢结构
主要内容：
结构用钢
1、概论
高
2、高层钢结构用钢 层 体系和布置 钢
3、结构体系和布置 建
结
4、结构分析
筑 结构分析 构
5、构件设计
钢
设
6、节点设计
结 构件设计 计
7、防灾
构
理
节点设计 论
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高层建筑钢结构
高层建筑钢结构
3）高层钢结构的优势
❖ 自重轻，可减少地震作用，减少运输量，便于地基 处理
❖ 结构所占面积少，可增加使用面积 S较M可增加2～3％ S较RC可增加4～6％
❖ 工厂化程度高，施工周期短，早投产、早受益、早 回收 综合经济指标显示： 钢结构最适于高层和超高层建筑
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高层建筑钢结构
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高层建筑钢结构
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高层建筑钢结构
芝加哥Jhon Hancock大厦，100 层344米，用钢量145Kg/m2， 1969年建成。大型支撑框筒体 系。
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高层建筑钢结构
➢ 近期发展 目前欧洲最高建筑为德国法兰克福商业银行新大楼， 地上63层，高298.7米。平面呈圆角三角形，1997年5月 竣工。
目前不少国家准备突破500米高度大关
美国设计了Miglin Beitler塔楼， 为混合结构，下125层，高453 米，为高强砼结构，砼强度 C70～C100，上156米为钢结构 塔楼，总高度609米。