当前课程知识点：混凝土建筑结构 > 4. 高层建筑结构 > 4.1概述 > 4-1高层建筑发展概况受力特点
同学你好
这一讲的内容是
高层建筑发展概况及受力特点
高层建筑的发展
在这里我们以时间轴进行讲解
在50年代以前
高层建筑产生的时候
它有哪些条件呢
比如说城市化
钢铁工业的发展
电梯的出现
因为对高层建筑来说
它有一个垂直交通的问题
电梯的出现使得高层建筑实现成为可能
第二个
具有标志性的第一座高层建筑是
芝加哥家庭保险公司大楼
建于1884年到1886年
55m 10层
1884到19世纪末
采用钢结构突破了100m
比如辛辛那提大楼
以及纽约的Park Row大厦
在20世纪上半叶
钢结构的高层建筑在美国大量出现
以时间先后列出了一些比较有代表性的例子
从时间最早向后
有纽约的胜家大厦
纽约的渥尔沃斯大厦等等
50到70年代
这个时期的特征是
玻璃盒子现代主义新建筑风格的兴起
数量上高层建筑也是迅速增加
层数高度大幅度突破了400m
比如有代表性的有
芝加哥的约翰汉考克大厦
纽约的世贸中心
芝加哥的怡安中心
以及芝加哥的西尔斯塔
另外有代表性的还有
旧金山的泛美金字塔大厦
华沙的文化宫
巴黎的东京的和香港的其它的一些建筑
第三
结构体系新颖多变
建筑材料丰富多彩
结构体系比如说比较有代表性的有
世贸中心采用的是筒中筒结构
西尔斯塔采用的是成束筒结构
还有其它的一些结构形式
比如说桁架筒结构
悬挂结构
巨型桁架结构等等
使用的材料
除了钢筋混凝土
还有钢结构
以及轻型混凝土结构
另外含有钢和混凝土的组合结构
这个时期的特点还有
高层建筑抗震设计的水平大幅度地提高
进入80年代以来
高度上没有新的突破
但是酝酿突破500m
建成了300m以上的四个建筑
都在美国
这时候设计风格偏向于后现代主义思潮
结构新体系
混合体系
层出不穷
比如说具有代表性的有应力蒙皮结构
在这个时期
亚洲逐渐成为
北美以外的世界新的
高层建筑的中心
以时间轴来说
1990年以前建成的300m以上的建筑
9个都在美国
但是往后
比如说1990年一直到2010年以来
建成的300m以上的59座
亚洲就占了88%
而中国就占了31个
阿联酋是16个
从2015年以来变化也比较大
目前300m以上的有一百个
中国占了43个
目前世界排名前20名的高层建筑
亚洲占了80%
欧洲的超高层建筑不多
有代表性的有法兰克福的商品交易会大厦
法兰克福的商业银行大厦
莫斯科的凯旋宫
以及莫斯科首都之城
2004年建成的台北的101大厦
突破了500m
2009年建成的
迪拜塔或者叫哈利法塔
高度达到了828m
当前高层建筑发展的一些趋势是
混凝土的强度越来越高
采用高强混凝土
钢管混凝土的使用
复杂体型高层建筑层出不穷
新结构体系广泛采用
主动控制技术也得到一定的应用
多功能及办公为主
它的功能上以多功能及办公为主
建成的单纯酒店
最高的是376m
在迪拜
建成的单纯的住宅
最高的也在迪拜395m
我国内地高层建筑的发展
以时间轴来介绍
50年代才开始自行设计和建造
比如北京的民族饭店11层
民航大楼6层
随着时间的推移
发展的也是越来越快速
进入90年代以来
发展的势头越来越猛
目前世界排名前20名中
中国是占了9个
占45%
下面是一些典型的高层建筑的图片
我们来一块欣赏一下
这个是上海中心大厦
2008年开工
2016年1月完工
这个是台北的101大厦
这个建筑非常具有中国特色
这个是香港的环球贸易广场
这个是
芝加哥的西尔斯塔
是个束筒结构
这个是世贸中心
姊妹塔
这个是迪拜的一个酒店
这个是比较有名的帆船酒店
七星级
下面来看一下高层建筑结构
和多层建筑结构相比较
在受力性能上有什么区别呢
高层建筑和多层建筑一样
都是要承受竖向荷载
比如说恒荷载 活荷载等等
但是它们承受的竖向荷载之外
还要同时都要承受水平荷载
但是高层建筑来说
它的侧向力
也就是风荷载或者水平地震作用
在整个结构的内力中
占到更大的比例
成为影响结构内力
结构变形
以及建筑物土建造价的主要因素
所以对高层建筑结构来说
考虑水平力的作用比竖向力更为重要
我们来画图说明这个问题
第一个图表示的是
随着建筑的层数的增加
轴力的变化
这个图台阶型的一台一台的
是轴力的变化
那么轴力和建筑的层数或者是它的高度
呈一个线性变化
第二个图是弯距
高层建筑层数比较高的时候
或者高度比较大的时候
它的荷载是水平荷载
呈一个倒三角形分布
那么这个时候作用在高层建筑上引起的
沿着竖向的弯矩
和高度是一个三次方的关系
我们求
在倒三角形荷载作用下
在结构的水平向引起的侧移
它和高度是四次方的关系
从这里就可以很明显地看到
随着层数越来越高
水平荷载在整个结构受力体系中
占的地位就越来越重要
这也就是我们在高层建筑的
设计施工等等方面
需要更多的考虑水平作用的原因
后两部分的内容安排自学
好
这一讲的内容就到这里
再见
-教材与课程内容
--教材
-1.1概述
-1.2现浇单向板肋梁楼盖
-1.3双向板肋梁楼盖
-1.4无梁楼盖+1.5装配式楼盖
--1-19无梁楼盖
-1.6楼梯与雨蓬
--1-20楼梯
--1-21雨蓬
-1. 楼盖--课后习题
-2.1单层厂房的结构形式、结构组成和结构布置
--2-3变形缝
-2.2排架计算
--2-8内力组合
-2.3单层厂房柱
--2-9单层厂房柱
--2-11牛腿设计
-2.4柱下独立基础
-2.5吊车梁
--2-13吊车梁
-2. 单层厂房--课后习题
-3.1多层框架结构的组成与布置
-3.2框架结构内力与水平位移的近似计算方法
-3.3多层框架内力组合
-3.4无抗震设防要求时框架结构构件设计
-3.5多层框架结构基础
-3. 多层框架结构--课后习题
-4.1概述
-4.2高层建筑结构体系与布置原则+4.3高层建筑结构上的作用
-4.4剪力墙构件
-4.5剪力墙结构
-4.6框架—剪力墙结构
-4.7筒体结构
--4-28筒体结构
-4. 高层建筑结构--课后习题
-单层厂房主要构件及计算方法演示视频——西安交通大学本科生王宇、龙杰烨、张松、刘昊洋作品
