高层建筑结构概述

吉 隆 坡 石 油 双 塔
攀顶事件：‚蜘蛛人‛法国男子阿兰·罗贝尔在马来西亚首都吉隆 坡徒手攀上最高楼楼顶，44岁的罗贝尔在个人网站上夸耀说，迄今 他在全世界已攀爬过包括纽约帝国大厦在内的70多座摩天大楼。
42层空中廊桥（Sky Bridge）
天线顶高度450m （屋顶381m），89 层（地下3层 ）。 2010年建成。 总投资40亿。
台北101大楼是用一个大铁块平衡，光那个铁块的造价就要400 万美金
美国北达科塔州（State of North Dakota ）KVLY电视 塔(KVLY-TV mast) 高度628.8m，1963年建成。
以现行钢筋混凝土高层建筑结构设计规 范、规程为重点，介绍高层钢筋混凝土 结构的设计原理与方法 能够进行高层钢筋混凝土结构，特别是 高层框架结构、高层剪力墙结构和高层 框架—剪力墙结构的设计。
三、本课程的学习方式
讲课与自学相结合 讲课与作业相结合
四、主要参考文献
1. 建筑结构荷载规范 2. 高层建筑混凝土结构技术规程 3. 建筑抗震设计规范
高层建筑 结构设计
一、本课程讲授的主要内容
高层建筑的一般知识 高层建筑结构的选型与布置 高层建筑结构的荷载与地震作用 高层建筑结构设计计算的一般原则 高层框架结构的设计方法 高层剪力墙结构的设计方法 高层框架—剪力墙结构的设计方法 高层筒体结构的设计方法
二、本课程的学习重点
结构形式：钢筋混凝土结构、 钢结构 Shanghai World Financial Center
上 海 环 球 金 融 中 心
大楼在90楼（约395米）设置了两台风阻尼器，各重150公吨， 使用感应器测出建筑物遇风的摇晃程度，及通过电脑计算以控制阻 尼器移动的方向，减少大楼由于强风而引起的摇晃，而预计这两台 阻尼器也将成为世界最高的自动控制阻尼器。
World Trade Center
110floors,417m New York,
1973~2001
结构形式： 钢筋混凝土玻璃对称结构
有报导分析，认为大楼的倒塌并不是因为飞机的直接冲撞，而 是飞机内满载的航空煤油倾泻进入大楼引起的大火所释放出的巨大 热量，软化了支撑大楼的钢筋骨架，最终导致世贸中心大楼在自身 重力的作用下坍塌。但是，也有一批建筑学家认为仅凭大火并无法 令大楼倒塌。有关摩天大楼结构设计的调查依然在进行中。
为了因应高空强风及台风吹拂造成的摇晃．大楼内设置了“调谐质块阻 尼器”（tuned mass damper，又称“调质阻尼器”），是在88至92楼挂 置一个重达660公吨的巨大钢球，利用摆动来减缓建筑物的晃动幅度。
天线顶高度494.4m （屋顶487.4m）， 101层，2008年建成。 电梯91部。建筑总投 资¥81.7亿元。
防震措施方面：台北101采用新式的‚巨型结构‛ ，在大楼 的四个外侧分别各有两支巨柱，共八支巨柱，每支截面长3m、宽 2.4m，自地下5楼贯通至地上90楼，柱内灌入高密度混凝土，外 以钢板包覆。
防风方面：为了因应高空强风及台风吹拂造成的摇晃．大楼 内设置了‚调谐质块阻尼器‛，是在88至92楼挂置一个重达660 公吨的巨大钢球，利用摆动来减缓建筑物的晃动幅度。据台北 101告示牌所言，这也是全世界唯一开放游客观赏的巨型阻尼器 ，更是目前全球最大之阻尼器。世界第一座防震阻尼器外露於整 体设计的大楼，重达660吨，在85、86、与88楼用餐可以看到这 个带有装饰且外型像大圆球的阻尼器，其直径5.5米也是世界第 一。
4. 混凝土结构设计规范
5. 现行地基与桩基设计规范
6. 包世华、方鄂华编，高层建筑结构设计
7. 沈蒲生，高层建筑结构设计
8. 霍达，高层建筑结构设计
9.与建筑结构有关的各种杂志
第一章 高层建筑结构概述
高层建筑是工程技术的纪念碑，是材料工程、电 器工程、系统工程和城市集约化发展的必然产物。 高层建筑以其恢弘的气势、特殊的视觉效果， 成为了其所在城市、地区甚至所在国家的标志性建 筑。
2003年建成。 高415m，地上 88层。
结构形式： 钢筋混凝土结构
Two International Finance Centre, Hong Kong.
香 港 国 际 金 融 中 心
纽 约 帝 结构形式： 国 钢筋混凝土结构 大 世界七大工程奇迹之一。世界七大工程奇迹，简称世界工程 奇迹，是指近代至现代七项最大型的工程，由美国土木工程师学会 厦 Empire State Building, 选出。
目前世界第二高楼 建筑高度601米，共95层。 世界最高的饭店、世界 最高的钟塔、世界最大 钟面，世界最大的楼板 面积。
2004开工 2012建成
Abraj Al-Bait Towers
麦 加 皇 家 钟 塔 饭 店
皇家钟塔是‚大本钟‛的5倍大，直径40m，在25公里外也能看见。
天线顶高度509m （屋顶449.2m）， 101层(地下5层) ，建 筑总投资18亿美元。
西 尔 斯 大 厦
建筑高度441.8m， 100层（地下3 层 ）。 总投资50亿。 深圳市目前最高 建筑。2011年建成
结构形式： 钢筋混凝土结构， 新式的巨型结构
京 基 100
KingKey100
为了控制楼体在风中的摆幅，设计者还在大楼91层设计安放了 两个主动阻尼器，可抵御百年一遇的台风。 根据观测，在台风之下，高楼会摆动起来，严重时里面的人像 在坐船，地王大厦顶楼监测的结果显示，台风下顶楼摆动的位差达 到1米，但在规范之内。大楼内的人会感觉不舒服，因此研究人员 根据此研究减震措施，主动控制技术，可以减少这种摆动，缓解楼 内人的不舒适感。这种技术在日本使用得最多，可以抗台风之外， 还可以用于抗地震。目前，深圳的高楼中，京基100是第一个采用 该技术的高楼，该系统造价超过千万元。 工作原理是：当大楼在风中摆向某一方时，阻尼器会在电脑和 电机的控制下朝反方向运行，从而减缓大楼的摆幅，类似于平衡天 平的砝码。在深圳这样多台风地区，京基塔楼的设计抗风压能力不 仅达到了深圳地标标准的7级抗震，而且还按抵御百年一遇台风的 标准来自我要求，抵御12级台风不是问题。
高层建筑要承受侧向的风力，这一点是毋庸置疑的。但对建筑 物影响多大？ 一般说，在正常的风压状态下，距地面高度为10米处，如风速 为5米／秒，那么在90米的高空，风速可达到15米／秒。若高达 300-400米，风力将更加强大，即风速达到30米／秒以上时，摩天 大楼会产生晃动。
屋顶高度484m， 118层，2010年建成。 电梯83部。建筑总 投资额约200亿元。
结构形式： 钢框架一钢混凝土核心 筒结构 Greenland Square Zifeng Tower
南 京 紫 峰 大 厦
天线顶高527.3m,屋 顶高443m,1974年 建成。
结构形式： 钢框架构成的成束筒结构体系
Sears Tower,Chicago 西尔斯大楼（Sears Tower） 冠名权到2009年7月16日截止。 之后更名为“威利斯大厦” （Willis Tower）。 既可减小风压，又取得外部造型的变化效果。
摩天大楼的抗风压问题非常复杂，它在风中既不能不晃（否则 容易折断），也不能摆动幅度过大；既要考虑到结构所能承受的最 大摆动力度，更要考虑人在大楼里生活的舒适度。
高度420.5m，88层。 1998年建成。总造价 5.4亿美元。
结构形式： 钢筋混凝土结构
金 茂 大 厦
Jin Mao Tower, Shanghai. 采用超高层建筑史上首次运用的最新结构技术，整幢大楼垂直 偏差仅2厘米，楼顶部的晃动连半米都不到，这是世界高楼中最出 色的，还可以保证12级大风不倒，同时能抗7级地震。
结构形式： 混凝土核心筒+钢结构
International Commerce Centre
环 球 贸 易 广 场
天线顶高度452m （屋顶378.6m）， 88层钢—砼结构。 1998年建成，位于马 来西亚首都吉隆坡。
结构形式： 高轧制钢梁支托的金属板， 钢筋混凝土
Petronas Towers, Kuala Lumpur Malaysia
John Hancock Center, Chicago.
王国中心大厦位于 沙特阿拉伯的首都 利雅得,高度302m， 地上41层，地下2层， 钢—砼结构，2002 年建成。 总建筑面积185， 000平方米，电梯 22部。
Kingdom Centre, Riyadh,Saudi Arabia.
高层建筑和都市住宅委员会CTBUH（Council on Tall Buildings and Urban Habitat）规定：
目前世界第一高楼 高度828米，162层， 总投资15亿美元， 是韩国三星公司负 责营造。
2004.09.21开工 2010.01.04建成
迪 拜 哈 利 法 塔 ——
结构形式：组合结构 组合结构：同一截面或各杆件由两种或两种以上材料制作的结构。
（1）钢与混凝土组合结构；（2）组合砌体结构 Burj Khalifa 电梯：速度最高达17.4m/s(63公里/小时)，世界速度最快且运行距 离最长的电梯。
①高层建筑：至少建筑的一 半高度由楼层构成； ②高层建筑高度：CTBUH 在1997年7月10日宣布了四 种高楼评定标准： a、结构体或建筑顶部高度 b、最高使用楼层高度 c、屋顶高度 d、天线高度
1.建筑结构高度 高程测量范围从建筑主要入口人行道至建筑结构顶部，包括尖 塔，但不包括天线，标志或旗杆。这是应用最为广泛的标准，也是 用来确定世界100高摩天大楼的标准。 2.最高使用楼层高度 高程测量范围从建筑主要入口人行道至最高使用楼层（不包括 维修区、避难层等） 。 3.建筑顶层顶板高度 高程测量范围从建筑主要入口人行道至建筑顶层顶板最高点， 但不包括尖塔或天线。 4.建筑总高度 高程测量范围从建筑主要入口人行道至建筑物最高点——包括 各种材质或功能的建筑物最高点（包括天线，旗杆和标志等）。
塔身主体450米 (塔顶观光平台最 高处454米)，天 线桅杆150米，总 高度600米
广 州 塔
广州塔方案：椭圆形的渐变网格结构，其造型、空间和结构由两个 向上旋转的椭圆形钢外壳变化生成，一个在基础平面，一个在假想 的450米高的平面上，两个椭圆彼此扭转135度，两个椭圆扭转在腰 部收缩变细。格子式结构底部比较疏松，向上到腰部则比较密集， 腰部收紧固定了，像编织的绳索，呈现‚纤纤细腰‛，再向上格子 式结构放开，由逐渐变细的管状结构柱支撑。
‚如果强风从北面刮来，配重物就好比一个巨大的‘钟摆’摆向北 面，使风阻尼器会产生一种与风向相反的‘力量’，从而‘消化’ 建筑物的摇晃程度，并抵消强风对建筑物的影响。‛
每幢建筑物都有一个固定的自振频率，风阻尼器通过缓解振动 ，可防止建筑物出现共振现象。同时 地震时，振动的冲击波会对 大楼顶部形成很大的冲击力，有了风阻尼器后大楼就可以‚吸收‛ 掉地震影响。 ‚目前国内已经注意到风阻尼器在建筑中的作用，今后的超高 层建筑，都应该安装风阻尼器。‛现代集团副总工程师高承勇说。
New York. 分别是巴拿马的巴拿马运河、荷兰的北海保护工程、美国的帝 国大厦和金门大桥、加拿大的加拿大国家电视塔、巴西的伊泰普大 坝，以及英国及法国的英法海底隧道。
1源自文库31年建成，高 381m，102层，安装 的天线使它的高度上 升至443.5米 。
约翰汉考克中心，高度 344m(天线顶高457m)， 100层，钢结构。1970 年建成，位于芝加哥。 总建筑面积260，126平 方米，电梯50部，总造 价0.95亿美元。
1999.07开工 2003.10建成 结构形式：钢筋混凝土 结构，新式的巨型结构
Taipei,101
台 北 国 际 金 融 中 心
巨型结构：结构用巨柱、巨梁和巨型支撑等巨型杆件组成空间桁架， 相邻立面的支撑交汇在角柱，形成巨型空间桁架结构。
台湾位于地震带上，在台北盆地的范围内，又有三条小断层 ，为了兴建台北101，这个建筑的设计必定要能防止强震的破坏 。且台湾每年夏天都会受到太平洋上形成的台风影响，防震和防 风是台北101两大建筑所需克服的问题。