【正文】 1994年 5月 10日 【竣工日期】： 1999年 3月 18日 【占地面積】： 【建筑面積】： 29萬(wàn)平方米 【建筑層數(shù)】：地上 88層，地下 3層 【建筑高度】： 【結(jié)構(gòu)形式】：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 【建筑造價(jià)】： 50億 【投資單位】：中國(guó)金茂（集團(tuán)）股 份有限公司 【建筑設(shè)計(jì)】：美國(guó)芝加哥 SOM設(shè)計(jì) 事務(wù)所 ,、主創(chuàng)建筑師 Adrian Smith 【英文名稱(chēng)】： Jinmao Building 21 結(jié)構(gòu)平面立面圖： 22 23 最新結(jié)構(gòu)技術(shù)： ① 商品砼和散裝水泥應(yīng)用技術(shù) ② 粗直徑鋼筋連接技術(shù) ③ 新型模板與腳手架應(yīng)用技術(shù) ④ 高強(qiáng)混凝土技術(shù) ⑤ 建筑節(jié)能技術(shù) ⑥ 硬聚氯乙烯塑料管的應(yīng)用技術(shù) ⑦ 粉煤灰綜合利用技術(shù) ⑧ 建筑防水工程新技術(shù) ⑨ 現(xiàn)代管理技術(shù)與計(jì)算機(jī)應(yīng)用 24 第七高樓：美國(guó)紐約世貿(mào)中心姐妹樓 【建設(shè)地點(diǎn)】：美國(guó)的紐約州 紐約市 曼 哈頓島西南端 【開(kāi)工日期】： 1962年 【竣工日期】： 1976年 【占地面積】： 【建筑面積】：每幢摩天樓面積 平方米 【建筑層數(shù)】：地上 110層，地下 6層 【建筑高度】： 北樓 :417米，南樓 :415米 【結(jié)構(gòu)形式】：鋼結(jié)構(gòu) 【建筑造價(jià)】： 7億美元 【投資單位】：紐約州和新澤西州的港 務(wù)局 【建筑設(shè)計(jì)】：美籍日裔建筑師 M雅馬 薩基 25 世界貿(mào)易中心遭撞擊示意圖： 26 世界貿(mào)易中心南塔樓倒塌后： 27 世界貿(mào)易中心北塔樓倒塌后： 28 夕陽(yáng)下的世貿(mào) ● 追思： 29 30 南京紫峰大廈 【建設(shè)地點(diǎn)】：位于南京鼓樓區(qū)鼓樓廣場(chǎng)，東至中央路，西至北京西路。 【開(kāi)工日期】： 2022年 5月底 【竣工日期】： 2022年 9月 28日 【占地面積】： 18721m2 【建筑面積】： 260000 m2 【建筑層數(shù)】：地上 89層，地下 3層 【建筑高度】： 381米 +69米， 【施工單位】：上海建工 【建筑造價(jià)】： 40億 【投資單位】：南京國(guó)資集團(tuán)、上海綠地集團(tuán) 【建筑設(shè)計(jì)】：由美國(guó)著名設(shè)計(jì)單位SOM與華東建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司合作設(shè)計(jì) 31 167。 高層建筑的意義 在現(xiàn)代化大都市中，過(guò)度的人口和建筑密度，城市用地日趨緊張，真可 謂寸土千金，使得人們不得不向空間發(fā)展。 意義 ：（ 1）節(jié)約用地； （ 2）節(jié)省城市基礎(chǔ)設(shè)施費(fèi)用； （ 3）改善城市市容。 高層建筑的出現(xiàn)，不僅改變了城市的建筑布局，而且為當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展起到了巨大的帶動(dòng)作用。 隨著高性能材料的不斷研制和開(kāi)發(fā)，結(jié)構(gòu)形式合理性的進(jìn)一步研究，可以預(yù)見(jiàn)，在今后的土木工程領(lǐng)域，高層建筑仍將是世界各國(guó)在城市建設(shè)中的主要形式，扮演重要的角色。因此，掌握高層建筑的設(shè)計(jì)知識(shí)，是對(duì)土木工程領(lǐng)域技術(shù)人員的基本要求。 32 167。 高層建筑的特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)： 高層建筑具有占地面積少、建筑面積大、造型特殊、集中化程度高、有較好的日照、采光和通風(fēng)效果等優(yōu)點(diǎn)。正是這些優(yōu)點(diǎn)，使得高層建筑在現(xiàn)代化大都市中得到了迅速的發(fā)展。 缺點(diǎn)： 隨著建筑高度的增加，建筑的防火、防災(zāi)、熱島效應(yīng)等已成為人們急待解決的難題。 此外，從 受力 角度來(lái)看，隨著高層建筑高度的增加，水平荷載（風(fēng)載及地震作用）對(duì)結(jié)構(gòu)起的作用將越來(lái)越大。 33 167。 高層建筑的材料 現(xiàn)代高層建筑所采用的材料，主要是鋼材和混凝土兩種。不同國(guó)家、不同地區(qū)、不同結(jié)構(gòu)形式所采用的結(jié)構(gòu)材料不同，大致有以下幾種形式： 鋼結(jié)構(gòu) 鋼材強(qiáng)度高、韌性大、易于加工。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件可以在工廠加工，縮短了現(xiàn)場(chǎng)施工工期，施工方便。高層鋼結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)斷面小、自重輕、抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)。但是，高層鋼結(jié)構(gòu)用鋼量大，造價(jià)高，而且鋼材的防火、防腐性能不好，需要大量的防火涂料和防腐處理，增加了工程工期和造價(jià)。 34 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)造價(jià)低，材料來(lái)源豐富，可以澆注成各種復(fù)雜的斷面 形式，節(jié)省鋼材，承載能力也不低。經(jīng)過(guò)合理的設(shè)計(jì)，現(xiàn)澆鋼筋混凝土 結(jié)構(gòu)具有較好的整體性和抗震性能。尤其是在防火和耐久性能方面，更 是有著鋼結(jié)構(gòu)無(wú)法比的優(yōu)勢(shì)。 缺點(diǎn)是自重較大，抗震性能不如鋼結(jié)構(gòu)，建造高度也不如鋼結(jié)構(gòu)。 35 鋼 —混凝土組合結(jié)構(gòu) 將型鋼布置在構(gòu)件內(nèi)部，外部由鋼筋混凝土做成，或者是在鋼管內(nèi)部填充混凝土，做成鋼 —混凝土組合結(jié)構(gòu)。此種形式使上述兩種結(jié)構(gòu)材料優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，結(jié)構(gòu)具有很好的抗震性能，建造高度可與鋼結(jié)構(gòu)相當(dāng)。經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)性能優(yōu)良的鋼 —混凝土組合結(jié)構(gòu)，是目前的發(fā)展趨勢(shì)。目前世界最高建筑 ——吉隆坡的石油大廈，就是這種結(jié)構(gòu)形式。 36 167。 本課程學(xué)習(xí)要求 計(jì)算高層上的荷載與地震作用。 掌握高層建筑結(jié)構(gòu)的選型與布置原則，并能夠正確地進(jìn)行造型選擇 與結(jié)構(gòu)布置。 掌握各類(lèi)高層建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)力與變形的計(jì)算方法。 掌握各類(lèi)高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件與節(jié)點(diǎn)的配筋計(jì)算方法及構(gòu)造要求。 37 第二章 高層建筑的結(jié)構(gòu)體系與結(jié)構(gòu)布置 167。 底部軸力 底部彎矩 （均） （倒三角形） 頂部位移 △ （均） （倒三角形） PHN max ?2m a x1M q H2?31 qH3?8EIqH 4max ?511120qHEI?38 隨著高度 H的增加，起控制作用的底部彎矩和頂部側(cè)移隨之成平方 和 4次方增長(zhǎng)。 由此可知： 低層 主要承受豎載； 多層 時(shí)同時(shí)考慮水平力（風(fēng)載、地震力）但不很突出； 高層 時(shí)水平力影響成為主要控制因素。 167。 一個(gè)建筑結(jié)構(gòu)方案的確定，要涉及到安全可靠、使用要求、經(jīng)濟(jì)投 入、施工技術(shù)和建筑美觀等諸多方方面面的問(wèn)題。 原則： 注重概念設(shè)計(jì)，重視結(jié)構(gòu)選型和平、立面布置的規(guī)則性，擇 優(yōu)選用抗震和抗風(fēng)好且經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)體系加強(qiáng)構(gòu)造措施。 簡(jiǎn)而言之，應(yīng)符合 安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、方便施工。 39 167。 結(jié)構(gòu)體系 是指結(jié)構(gòu)抵抗外部作用的 構(gòu)件類(lèi)型 和 組成方式 ,是 建筑物的受力（傳力）（傳載）構(gòu)件系統(tǒng)。 主要分為：豎向結(jié)構(gòu)體系和水平結(jié)構(gòu)體系及基礎(chǔ)。 水平結(jié)構(gòu)體系 ： 主要由梁、板等組成的樓板、屋蓋等，承擔(dān)豎向荷載。 水平結(jié)構(gòu)除承受作用于樓面或屋面的豎載外，另一個(gè)重要作用是：連接各豎向結(jié)構(gòu)構(gòu)件，形成一個(gè)空間整體結(jié)構(gòu)。風(fēng)、地震等水平力首先通過(guò)樓屋蓋等水平構(gòu)件傳給各豎向抗側(cè)構(gòu)件。由于整個(gè)建筑中，各個(gè)豎向抗側(cè)構(gòu)件能力（抗側(cè)剛度）不盡相同，則按能力分配外力，這時(shí)會(huì)形成內(nèi)合力和外力不重合，形成扭轉(zhuǎn)，則水平結(jié)構(gòu)在其中起到了 扁擔(dān)梁 的作用，使各豎向構(gòu)件側(cè)移變形協(xié)調(diào)，共同工作，即空間協(xié)調(diào)工作。 40 圖例：各水平結(jié)構(gòu) 體系 41 房屋建筑中不僅有此類(lèi)水平構(gòu)件，更重要的是： 豎向結(jié)構(gòu)體系 ：主要由柱、剪力墻、筒體等構(gòu)件組成。主要傳遞（承受）水平力 。隨高度 H的增加水平力越來(lái)越大，因此要給建筑物設(shè)計(jì)一個(gè)強(qiáng)大的抵抗水平力的結(jié)構(gòu)構(gòu)件系統(tǒng)，如剪力墻結(jié)構(gòu)體系等。 基礎(chǔ)： 承托房屋全部重量及外部作用力，并將它們傳到地基；另一方面，它又直接受到地震波的作用，并將地震作用傳到上部結(jié)構(gòu)?？梢哉f(shuō)，基礎(chǔ)是結(jié)構(gòu)安全的第一道防線(xiàn)?；A(chǔ)的形式，取決于上部結(jié)構(gòu)的形式、重量、作用力以及地基土的性質(zhì)。 42 167。 框架結(jié)構(gòu) 剪力墻結(jié)構(gòu) 框架 剪力墻結(jié)構(gòu)框架 筒體結(jié)構(gòu) 筒中筒結(jié)構(gòu) 成束筒結(jié)構(gòu)筒體結(jié)構(gòu) 懸掛結(jié)構(gòu) 巨型框架結(jié)構(gòu) 應(yīng)力蒙皮結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)框架筒體結(jié)構(gòu) 組合筒體結(jié)構(gòu) 剪力桁架與框橋架結(jié)構(gòu) 交錯(cuò)鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)43 一、框架 ： 組成構(gòu)件 ：由橫梁和立柱通過(guò)節(jié)點(diǎn)連接構(gòu)成的平面結(jié)構(gòu)體系， 如果整幢結(jié)構(gòu)都由框架作為抗側(cè)向力單元，就稱(chēng)為框架結(jié)構(gòu)體系 。 優(yōu)點(diǎn) ： ① 建筑平面布置靈活，分隔方便； ② 整體性、抗震性能好，設(shè)計(jì)合理時(shí)結(jié)構(gòu)具有 較好的塑性變形能力； ③ 外墻采用輕質(zhì)填充材料時(shí)，結(jié)構(gòu)自重小。 缺點(diǎn) ：梁、柱較柔，節(jié)點(diǎn)弱，側(cè)向變形大，剛度小，正是這一點(diǎn)，限制了框架結(jié)構(gòu)的建造高度。 44 45 受力變形特點(diǎn) ：每根桿系彎曲積累，合成以后呈總體 剪切形變形特征。 使用范圍 ：高度不大的高層建筑，以 15~20層以下為宜，適用于工業(yè)、民用建筑 高度 ≤60米 圖例：北京民航辦公大樓 北京長(zhǎng)城飯店 46 二、剪力墻 ： 組成構(gòu)件 ：就是一片巨大的鋼筋混凝土墻體，相當(dāng)于固定 在底部的懸臂深梁。 優(yōu)點(diǎn) ： ① 整體性好、剛度大，抵抗側(cè)向變形能力強(qiáng)； ② 抗震性能較好，設(shè)計(jì)合理時(shí)結(jié)構(gòu)具有較好的塑性變形能力。 因而剪力墻結(jié)構(gòu)適宜的建造高度比框架結(jié)構(gòu)要高。 缺點(diǎn) ：平面布置不靈活，建筑空間分隔不自由，不能提供 大空間。 結(jié)構(gòu)自重大。 受力變形特點(diǎn) ： 總體 彎曲型 （開(kāi)孔較大時(shí)趨于剪切形） 適用范圍 ：適用于住宅、辦公樓。 47 48 圖例： 某剪力墻結(jié)構(gòu) 廣州白天鵝賓館 49 不同形式剪力墻 50 三、框架 剪力墻 ： 組成構(gòu)件 ： 將框架、剪力墻兩種抗側(cè)力結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起 使用，或者將剪力墻圍成封閉的筒體，再與框架結(jié)合起來(lái)使 用，就形成了框架－剪力墻（框架－筒體）結(jié)構(gòu)體系。 優(yōu)點(diǎn) ：能獲得大空間，房間布置靈活，比全框架增大了 側(cè)向剛度，抗震性能好。 缺點(diǎn) ：由于建筑功能要求，剪力墻位置往往受到限制， 造成剛心、質(zhì)心不重合，在水平力下產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，另外，超高層不適用。 適用范圍 ：一般廣泛用于辦公樓、教學(xué)樓、病房、 旅館、公寓等。 受力變形特點(diǎn) ：側(cè)向變形呈總體 彎剪型 ，上下各層層間 變形趨于均勻，頂點(diǎn)側(cè)移減小。 51 圖例： （ a）上海交大包兆龍圖書(shū)館 （ b）甘肅省圖書(shū)館 （ c）深圳西麗大廈 （ d）廣州遠(yuǎn)洋大廈 52 53 四：筒體 ： 1. 實(shí)腹筒 組成構(gòu)件 :由剪力墻圍合而成的固定在基礎(chǔ)上的懸臂箱形梁 2. 框筒 組成構(gòu)件 :由密排柱和剛度很大的窗群梁形成的密柱深梁框架?chē)隙? 的筒體 54 組成構(gòu)件 :由筒的四壁做成 桁架 ,就 形成桁架筒 圖例：香港中銀大廈 55 淮南廣播電視中心（下） 由此有機(jī)組合 : 筒體 組成構(gòu)件 :由核心砼內(nèi)筒與外框架通過(guò)樓蓋組成 上海虹橋賓館（下） 56 上海雁蕩大廈