1、第六章第六章 高层建筑高层建筑 一、高层建筑的特点一、高层建筑的特点 城市中的高层建筑是反映整个城市经济繁城市中的高层建筑是反映整个城市经济繁荣和社会进步的荣和社会进步的重要标志重要标志。多少层的建筑或多少高度的建筑为高层建筑，多少层的建筑或多少高度的建筑为高层建筑，不同国家有不同的规定不同国家有不同的规定。我国高层建筑混凝土结。我国高层建筑混凝土结构技术规程规定，构技术规程规定，1010层及层及1010层层以上或房屋高度超以上或房屋高度超过过28m28m的建筑物为高层。建筑物高度超过的建筑物为高层。建筑物高度超过100m100m时，时，不论住宅建筑或公共建筑，均为不论住宅建筑或公共建筑，均为
2、超高层超高层。高层建筑的高层建筑的特点特点 （1 1）在相同的建设场地中，建造高层建筑可以获得在相同的建设场地中，建造高层建筑可以获得更多的建筑面积，这样可以部分解决城市用地紧张更多的建筑面积，这样可以部分解决城市用地紧张和地价高涨的问题。和地价高涨的问题。（2 2）在建筑面积与建设场地面积相同比值的情况下，在建筑面积与建设场地面积相同比值的情况下，建造高层建筑比多层建筑能够提供更多的空闲地面，建造高层建筑比多层建筑能够提供更多的空闲地面，将这些空闲地面用作绿化和休息场地，有利于美化将这些空闲地面用作绿化和休息场地，有利于美化环境，并带来更充足的日照、采光和通风效果。环境，并带来更充足的日照、
3、采光和通风效果。（3 3）从城市建设和管理的角度看，建筑物向高空延伸，从城市建设和管理的角度看，建筑物向高空延伸，可以缩小城市的平面规模，缩短城市道路和各种公共可以缩小城市的平面规模，缩短城市道路和各种公共管线的长度，从而节省城市建设与管理的投资。管线的长度，从而节省城市建设与管理的投资。（4 4）高层建筑中的竖向交通一般由电梯来完成，这样高层建筑中的竖向交通一般由电梯来完成，这样就会增加建筑物的造价，从建筑防火的角度看，高层就会增加建筑物的造价，从建筑防火的角度看，高层建筑的防火要求要高于中低层建筑，也会增加高层建建筑的防火要求要高于中低层建筑，也会增加高层建筑的工程造价和运行成本。筑的工程
4、造价和运行成本。（5 5）从结构受力特性来看，侧向荷载（风荷载和地震从结构受力特性来看，侧向荷载（风荷载和地震作用）在高层建筑分析和设计中将起着重要的作用，作用）在高层建筑分析和设计中将起着重要的作用，特别是在超高层建筑中将起主要作用。因此，高层建特别是在超高层建筑中将起主要作用。因此，高层建筑的结构分析和设计要比一般的中低层建筑复杂得多。筑的结构分析和设计要比一般的中低层建筑复杂得多。二、高层建筑结构的发展概况二、高层建筑结构的发展概况 高层建筑的高层建筑的结构体系结构体系是随社会生产的发展是随社会生产的发展和科学技术的进步而不断发展的。和科学技术的进步而不断发展的。第二次世界大战使高层建筑
5、的发展几乎处第二次世界大战使高层建筑的发展几乎处于停顿状态，直到于停顿状态，直到2020世纪世纪5050年代又开始了新的发年代又开始了新的发展。展。高层建筑结构的高层建筑结构的抗震抗震研究，导致地震活动研究，导致地震活动比较频繁的比较频繁的日本日本在在19631963年取消了房屋高度不得超年取消了房屋高度不得超过过31m31m的限制，使日本的高层建筑得到了发展的空的限制，使日本的高层建筑得到了发展的空间。间。钢筋混凝土高层建筑钢筋混凝土高层建筑是是2020世纪初出现的。世纪初出现的。根据高层建筑的发展过程和目前世界经济根据高层建筑的发展过程和目前世界经济和科学技术的发展水平，可以预测今后高层建
6、筑结和科学技术的发展水平，可以预测今后高层建筑结构的发展趋势如下：构的发展趋势如下：（1 1）新材料新材料的开发和应用的开发和应用 （2 2）高层建筑的）高层建筑的高度高度 （3 3）组合结构组合结构 （4 4）新型）新型结构形式结构形式 （5 5）耗能减震耗能减震 总之，高层建筑的发展是以增量出现的，并且总之，高层建筑的发展是以增量出现的，并且大体为技术发明、经济条件和城市建设的需要所决大体为技术发明、经济条件和城市建设的需要所决定的。定的。三、三、高层建筑结构体系高层建筑结构体系 1 1、框架结构体系、框架结构体系 框架结构体系框架结构体系一般用于钢结构和钢筋混凝一般用于钢结构和钢筋混凝土
7、结构中，由梁和柱通过节点构成承载结构。框架土结构中，由梁和柱通过节点构成承载结构。框架形成可灵活布置的建筑空间，使用较方便。形成可灵活布置的建筑空间，使用较方便。钢筋混凝土框架按施工方法的不同可分为：钢筋混凝土框架按施工方法的不同可分为：梁、板、柱全部现场浇筑的梁、板、柱全部现场浇筑的现浇框架现浇框架；楼板楼板预制，梁、柱现场浇筑的预制，梁、柱现场浇筑的现浇框架现浇框架；梁、板梁、板预制预制，柱现场浇筑的，柱现场浇筑的半装配式框半装配式框架架；梁、板、柱全部预制的梁、板、柱全部预制的全装配式框架全装配式框架。框架结构框架结构 2 2、剪力墙结构体系、剪力墙结构体系 剪力墙结构体系一般用于剪力墙
8、结构体系一般用于钢筋混凝土结钢筋混凝土结构构中，由墙体承受全部中，由墙体承受全部水平作用水平作用和和竖向荷载竖向荷载。根据施工方法的不同，可以分为：根据施工方法的不同，可以分为：（1 1）全部现浇的剪力墙；全部现浇的剪力墙；（2 2）全部用预制墙板装配而成的剪力墙；全部用预制墙板装配而成的剪力墙；（3 3）内墙现浇、外墙为预制装配的剪力墙。内墙现浇、外墙为预制装配的剪力墙。剪力墙结构比框架结构剪力墙结构比框架结构刚度大刚度大，空间整体性空间整体性好好，用钢量较省用钢量较省，结构顶点水平位移结构顶点水平位移和和层间位移层间位移通常较小通常较小，能够满足，能够满足抗震设计抗震设计变形要求。变形要求
9、。剪力墙结构剪力墙结构 3 3、框架剪力墙结构体系、框架剪力墙结构体系 框架框架-剪力墙结构体系是把剪力墙结构体系是把框架框架和和剪力墙剪力墙两两种结构共同组合在一起形成的结构体系。种结构共同组合在一起形成的结构体系。房屋的房屋的竖向荷载竖向荷载分别由框架和剪力墙共同承担，分别由框架和剪力墙共同承担，而而水平作用水平作用主要由抗侧刚度较大的剪力墙承担。这主要由抗侧刚度较大的剪力墙承担。这种结构既具有框架结构布置灵活、使用方便等特点，种结构既具有框架结构布置灵活、使用方便等特点，又有较大的刚度和较强的抗震能力，因而广泛应用又有较大的刚度和较强的抗震能力，因而广泛应用于于高层办公建筑高层办公建筑和
10、和旅馆建筑旅馆建筑中。中。框架框架-剪力墙结构剪力墙结构 4 4、简体结构体系、简体结构体系 剪力墙在平面内围合成剪力墙在平面内围合成箱形箱形，形成一个，形成一个竖向布置的空间刚度很大的竖向布置的空间刚度很大的薄壁筒体薄壁筒体；也可加密；也可加密框架框架的的柱距柱距，并加强梁的刚度，形成空间整体受，并加强梁的刚度，形成空间整体受力的框筒等，从而形成具有很好的力的框筒等，从而形成具有很好的抗风抗风和和抗震性抗震性能能的筒体结构体系。的筒体结构体系。该类体系根据筒的布置、组成和数量等又可该类体系根据筒的布置、组成和数量等又可分为分为框架筒体框架筒体结构体系、结构体系、筒中筒筒中筒结构体系、结构体系
11、、成成束筒束筒结构体系。结构体系。筒体结构筒体结构 （1 1）框架）框架-一般中央布置一般中央布置剪力墙薄壁筒剪力墙薄壁筒，它承受大部分水平，它承受大部分水平力；周边布置大柱距的力；周边布置大柱距的普通框架普通框架，它的受力特点类似，它的受力特点类似于框架剪力墙结构。也有把多个筒体布置在结构的端于框架剪力墙结构。也有把多个筒体布置在结构的端 （2 2 由由内外几层筒体内外几层筒体组合而成，通常内筒为剪力墙薄组合而成，通常内筒为剪力墙薄壁筒，外筒是框筒。壁筒，外筒是框筒。（3 3 又称为又称为组合筒结构体系组合筒结构体系。在平面内设置多个筒体。在平面内设置多个筒体组合在一起，形成整体刚度很大的结
12、构形式。建筑结组合在一起，形成整体刚度很大的结构形式。建筑结构内部空间也较大，平面可以灵活划分，适用于多功构内部空间也较大，平面可以灵活划分，适用于多功能、多用途的能、多用途的超高层建筑超高层建筑。5 5、巨型结构体系、巨型结构体系 巨型结构由两级结构组成，一般有巨型结构由两级结构组成，一般有巨型巨型框架结构框架结构和和巨型桁架结构巨型桁架结构。巨型框架结构由巨型框架结构由楼梯楼梯、电梯井电梯井组成大尺寸箱组成大尺寸箱形截面形截面巨型柱巨型柱，有时也可以是，有时也可以是大截面实体柱大截面实体柱，每，每隔若干层设置一道隔若干层设置一道1212层楼高的层楼高的巨型梁巨型梁，它们组，它们组成刚度极大
13、的巨型框架，是承受主要的成刚度极大的巨型框架，是承受主要的水平力水平力和和竖向荷载竖向荷载的一级结构；上下层巨型框架梁之间的的一级结构；上下层巨型框架梁之间的楼层梁柱组成二级结构，其荷载直接传递到一级楼层梁柱组成二级结构，其荷载直接传递到一级结构，其自身承受的荷载较小，构件截面较小，结构，其自身承受的荷载较小，构件截面较小，增加了建筑布置的灵活性和有效使用面积。增加了建筑布置的灵活性和有效使用面积。巨型桁架结构以巨型桁架结构以大截面的竖杆大截面的竖杆和和斜杆斜杆组组成悬臂桁架，主要承受成悬臂桁架，主要承受水平水平和和竖向荷载竖向荷载。楼层竖。楼层竖向荷载通过楼盖、梁和柱传递到桁架的主要杆件向荷
14、载通过楼盖、梁和柱传递到桁架的主要杆件 此外，其他高层建筑结构体系如此外，其他高层建筑结构体系如悬挂结构体悬挂结构体系系、板柱结构体系板柱结构体系等也得到了应用。但目前最广等也得到了应用。但目前最广泛的还是泛的还是框架框架、剪力墙剪力墙、框架剪力墙框架剪力墙和和筒体结筒体结构体系构体系。巨型结构巨型结构 四、高层建筑的垂直交通四、高层建筑的垂直交通 1 1、电梯的组成、电梯的组成 电梯通常由电梯通常由轿厢轿厢（电梯厢）、（电梯厢）、电梯井道电梯井道及及运载设备运载设备三部分组成。电梯轿厢供载人或载三部分组成。电梯轿厢供载人或载货物之用，要求造型美观，经久耐用，轿厢沿货物之用，要求造型美观，经久
15、耐用，轿厢沿导轨滑行。电梯井道内的平衡锤由金属块叠合导轨滑行。电梯井道内的平衡锤由金属块叠合而成，用吊索与轿厢相连保持轿厢平衡。运载而成，用吊索与轿厢相连保持轿厢平衡。运载 2 2、电梯的建筑设计要求、电梯的建筑设计要求 根据电梯的运行特点，要求建筑设有根据电梯的运行特点，要求建筑设有井道井道、地坑地坑和和机房机房 （1 1）井道的大小应根据电梯的型号、机器设）井道的大小应根据电梯的型号、机器设备的大小及检修的需要确定，同时考虑施工误差，备的大小及检修的需要确定，同时考虑施工误差，井道尺寸每边按井道尺寸每边按每每1010层放大层放大10mm10mm （2 2）地坑位于井道最底部，考虑电梯停靠时
16、）地坑位于井道最底部，考虑电梯停靠时的冲力，地坑底部设有的冲力，地坑底部设有弹簧缓冲器弹簧缓冲器或或油压缓冲器油压缓冲器；（3 3）电梯机房一般设置在）电梯机房一般设置在井道的顶部井道的顶部，机房，机房楼板应按机器设备要求的部位预留孔洞。楼板应按机器设备要求的部位预留孔洞。（1 1）井道的）井道的防火防火 （2 2）井道的）井道的隔振隔振与与隔声隔声 （3 3）井道的）井道的通风通风 地坑应注意地坑应注意防水防水、防潮防潮处理，坑壁应设处理，坑壁应设爬爬梯梯和和检修灯槽检修灯槽。3 3、电梯门套、电梯门套 电梯门厅为电梯各层的出入口，厅门洞电梯门厅为电梯各层的出入口，厅门洞口上安装门套，门套装修构造与电梯厅的装修口上安装门套，门套装修构造与电梯厅的装修统一考虑，有统一考虑，有水泥砂浆门套水泥砂浆门套、大理石门套大理石门套、木木板门套板门套、钢板门套钢板门套 电梯门一般为电梯门一般为双扇推拉门双扇推拉门，宽度为，宽度为900900-1300mm1300mm，开启方法有，开启方法有中央分开推向两边中央分开推向两边和和双扇双扇推向同一边推向同一边。推拉门的滑槽通常安置在门套下。推拉门的滑槽通