受力特点及结构体系

国内最早的高层建筑主要是一些寺、塔，
大都采用木结构或砖结构。如建于公元524年 的河南嵩山寺塔，为砖砌单筒结构；建于公 元1056年的山西应县木塔，为一内外两环柱 网结构。
近代中国高层建筑的发展经历了一个从缓
慢到迅速的过程，特别是改革开放的深入，
外商投资的增多，加快了我国高层建筑的发
展。表现在：
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第一章 受力特点及结构体系
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
概述 结构受力特点 框架结构 剪力墙结构 框架一剪力墙结构 筒体结构
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第一节 概述
一 高层建筑的发展概况 二 高层建筑的结构类型 三 高层建筑结构体系
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第一节 概述
一 高层建筑的发展概况
现代高层建筑是随着社会生产的发展和 人们生活的需要而发展起来的，是商业化、
尚无统一的划分标准，在不同国家，不同时 期，其规定也不同：
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第一节 概述
一 高层建筑的发展概况
美国：高度在22～25m以上或7层以上建 筑为高层建筑；
日本：高度在31m以上或8层以上建筑为 高层建筑；
中国：住宅10层及以上为高层建筑，其他 民用建筑高度超过24m为高层建筑。 GB50096-1999: 低层住宅1～3层；
▲轴力与结构高度成线性比例；
▲弯矩与结构高度成二次方关系；
▲侧移与结构高度成四次方关系。
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第二节 结构受力特点
一 水平荷载影响
由此可见，高层结构中抗侧力的设计
是个关键，水平荷载是决定因素，而侧移
是控制指标。
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第二节 结构受力特点
一 水平荷载影响
工业化和城市化的结果。
一方面城市人口集中、用地紧张、地价
高涨促使了建筑向高空发展；另一方面技术 的进步又为高层建筑的发展提供了保证。
▲ 施工机械、施工技术、新材料、新的设计 方法和手段；
▲ 城市化水平、地价、竞争；
▲ 防灾手段进步，交通设备完备。
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第一节 概述
一 高层建筑的发展概况
（一）国内高层建筑的发展
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第二节 结构受力特点
一 水平荷载影响 二 整体工作特性 三 多种变形影响
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第二节 结构受力特点
一 水平荷载影响
在低层结构中，水平荷载产生的内力和
位移很小，通常可以忽略；在多层结构中， 水平荷载的效应(内力和位移)逐渐增大；而 到高层建筑中，水平荷载和地震作用将成 为控制因素。
对于高层结构，可将其简化为一下端固 定的悬臂杆件，其荷载效应如图所示：
▲ 20世纪50年代高381m的帝国大厦建成， 标志着现代高层建筑的开始；
▲ 20世纪50年代后高层建筑发展加快。
西尔斯大厦 世界贸易中心
石油大厦
自由之塔
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第一节 概述
一 高层建筑的发展概况
（三）高层建筑的发展方向 ▲多功能、多用途； ▲ 体型复杂； ▲ 结构体系多样化。
（四）高层建筑的划分 高层建筑是相对而言的，在国际上至今
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第一节 概述
三 高层建筑结构体系
筒中筒结构：由内外两个筒体组成的结 构，外部为框筒内部为实腹筒。
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第一节 概述
三 高层建筑结构体系
框架—筒体结构：在框架结构中设置部
分筒体结构，使框架和筒体两者结合起 来。
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第一节 概述
三 高层建筑结构体系
框筒结构 ：在实腹筒的墙体上开出许多规 则排列的窗洞所形成的开孔筒体称为框筒。
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第一节 概述
三 高层建筑结构体系
巨型框架结构：利用筒体作 为柱子，在各筒体之间每隔 数层用巨形梁相连，筒体和 巨形梁即形成巨形框架。
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第一节 概述
三 高层建筑结构体系
巨型桁架结构：由巨型斜 杆组成巨型桁架，作为高 层建筑的主体结构。
中国银行大厦
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第一节 概述
三 高层建筑结构体系
悬挂结构：以核心筒、 钢架等为主要承重结构， 将水平构件通过吊索悬 挂其上的结构。
具有结构断面小、自重轻、抗震性能好等优点；钢 结构构件可在工厂加工，能缩短现场施工工期，施 工方使。但是高层钢结构用钢量大，造价很高，而 且钢材耐火性能不好，需要用大量防火涂料，增加 了工期和造价。在发达国家，大多数高层建筑采用 钢结构。
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第一节 概述
二 高层建筑的结构类型
钢筋混凝土结构造价较低，且材料来源丰
框架结构 剪力墙结构 框架—剪力墙结构
筒中筒结构 框架—筒体结构 框筒结构
巨型框架结构 巨型桁架结构 悬挂结构
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第一节 概述
三 高层建筑结构体系
框架结构：由梁、柱构 件组成的结构称为框架。 框架结构的特点是建筑 平面布置灵活，可以做 成有较大空间的会议室、 营业室、教室等。需要 时，可用隔断分隔成小 房间，因而使用灵活。
富，并可浇注成各种复杂断面形状，还可以 组成多种结构体系；可节省钢材，承载能力 也不低，经过合理设计，可获得较好的抗震 性能。因而，在发展中国家，大都采用钢筋 混凝土建造高层建筑。
钢结构
钢筋混凝土结构
劲性钢筋混凝土结构
组合结构
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第一节 概述
三 高层建筑结构体系
结构体系是指结构抵抗外部作用的构件 组成方式。在高层建筑中，抵抗水平力成为 设计的主要矛盾，因此抗侧力结构体系的确 定和设计成为结构设计的关键问题。高层建 筑常用的结构体系有：
多层住宅4～6层； 中高层住宅7～9层； 高层住宅10层及以上；
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第一节 概述
二 高层建筑的结构类型
目前钢和钢筋混凝土两种材料都是建造高层
建筑的重要材料，他们有着不同的特点。如何正确 选用材料，充分利用其优点、克服弱点，就成为经 济合理建造高层建筑的一个重要方面。
钢材强度高、韧性大、易于加工；高层钢结构
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第一节 概述
三 高层建筑结构体系
剪力墙结构：利用建筑物 墙体作为承受竖向荷载、 抵抗水平荷裁的结构，称 为剪力墙结构体系。
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第一节 概述
三 高层建筑结构体系
框架—剪力墙结构 ：在 框架结构中设置部分剪 力墙，使框架和剪力墙 两者结合起来，取长补 短，共同抵抗水平荷载， 就组成了框架—剪力墙 结构体系。如果把剪力 墙布置成筒体，又可称 为框架—筒体结构体系。
第一节 概述
一 高层建筑的发展概况
▲ 新的设计方法引进； ▲ 新结构体系引进： ▲ 资金投入。
金茂大厦 上海环球金融中心 深圳地王大厦 香港中环广场 香港国际金融中心 九龙站第7期
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第一节 概述
一 高层建筑的发展概况
（二）国外高层建筑的发展
国外高层建筑的发展经历了三个阶段：
▲19世纪中期之前，一般只能建6层左右的建 筑；