浅谈超高层建筑的利与弊

浅谈超高层建筑的利与弊

刘治伟

（中国矿业大学安全工程学院江苏徐州 221000）

[摘要]：在现今的主要城市中，超高层楼宇已经不是几个地标性建筑的专利了，随着经济的发展和建筑技术的进步，写字楼、酒店、商场、住宅等各种用途的超高层楼宇拔地而起，并且其内部结构也日趋复杂。毋庸置疑，我们正处于前所未有的超高层建筑急剧发展期，这种发展具有全球性规模，从莫斯科到中东、从上海到旧金山，越来越密的城市，越来越高的建筑不断涌现。高层建筑像一柄双刃剑，利弊共存，既有节约土地不可代替的价值．又有破坏人居环境的潜在威胁。高层建筑设汁中．建筑师应高瞻远瞩，牢固树立可持续发展意识，本文从节约土地、开拓再生绿化空间；建设立体交通网络，建筑交通一体化；节约能源和气候意识的回归，尊重社会人文环境，发扬特色建筑文化等方面，阐述了对可持续发展的高层建筑的认识。

[关键词]：超高层建筑未来发展利与弊

1.超高层建筑的诞生

超高层建筑隶属于高层建筑范畴，追溯超高层建筑的起源不能不涉及高层建筑。高层建筑的出现是人类美好愿望、社会需求、科技进步和经济发展的完美结合。

尽管高层建筑是现代文明的成果，但是人类追求

更高、更远的美好愿望早已有之，追求更高是人类的

天性和宗教情结使然。高大雄伟历来是权力、地位的

象征。高大建筑也从来都是神圣的，人们一直希望通

过高大的庙宇、教堂、高塔来架起通往天堂(神、上帝)

的桥梁。我国古代劳动人民在高层建筑建造方面表现

出了高超的智慧：中国古塔，是我国古代的高层建筑，

在工程技术上早就达到了很高的成就。我国大陆最高

的塔，要数河北定县城开元寺塔。开元寺塔建于北宋

咸平四年(1011年)，从底到塔刹尖部高度有85.6 m，是

中国现存最高佛塔。这座塔全部用砖砌筑，做工十分精美。塔砖砌楼阁式，八角l1层，内部双层套筒，梯级设于塔心。

当然国外也有许多古老而著名的高层建筑：金字塔是世界古代高层建筑建造技术的杰出成就。古埃及所有金字塔中最大的一座，是第四王朝法老胡夫的金字塔。这座大金字塔底面呈正方形，每边长230多米，原高146.59米，经过几千年来的风吹雨打，顶端已经剥蚀了将近10米。但在1888年巴黎埃菲尔铁塔建成以前，它一直是世界上最高的建筑物。

2.现代高层建筑的起源

一言以蔽之，最终催生高层建筑迅速发展的还是社会需求，社会需求是高层建筑产生、发展最强大的动力。如果说人类早期发展高大建筑纯粹出于宗教欲望，那么到19世纪80年代，社会发展迫切需要建造高层建筑。随着经济发展，城市化程度的提高，在美国芝加哥和纽约，城市人口急剧增加，土地供应紧张，价格上扬，促使人们向高空发展，拓展生存空间，在极为有限的土地上建造更大面积的建筑，这是高层建筑及超高层建筑产生和发展的源动力。现代高层建筑的产生也有赖于科学技术的进步和飞跃。为了实现美好理想，满足社会发展需要，工程技术人员进行了艰苦努力，为现代高层建筑的产生和发展提供了有力的科技支撑。

高层建筑一经出现，即以其巨大的优越性而赢得各方的青睐，发展极为迅速，在非常短的时间内进化至超高层建筑发展阶段。1890年，世界大厦(WORLD BUILDING)以其93.9米的高度位居世界第一高楼。1894年美国纽约曼哈顿人寿保险大厦(Manhattan Life Insurance Building)落成，该建筑地上18层，高达106 米，标志高层建筑发展进入超高层建筑阶段。美国纽约曼哈顿人寿保险大厦不仅因高度超过100米成为超高层建筑的先驱而载入史册，而且因为工程技术创新而受到世人的长期关注，比如应用气压沉箱施工基础，采用电力空调进行室内采暖和降温，都开创了建筑工程技术的先河。

以下是当今世界上已建成的建筑高度超过400米的超高层建筑的概况：

(1)“台北101大厦”由李祖源建筑事务所(C.Y.Lee&Partners)设计，于2004年建成，高度为509米(1,671英尺)，是目前世界上最高的建筑物。它还保持世界上速度最快的电梯的纪录(每小时60.4公里)。

(2)上海世界金融中心的高度为492米(1,614英尺)，由美国的KohnPedersenFox建筑事务所设

计，在2008年建成。它有世界上

最高的观景台、一个五星级豪华

旅馆。

(3)马来西亚“国家石油公

司双塔大厦”的高度为452米

(1,482英尺)，由著名建筑师西

萨·佩里(CesarPelli)设计。它在1998年完工时，是世界上最高的建筑物。它的设计结合了伊斯兰艺术风格，并且是世界上基础最深的建筑物。

(4)“希尔斯大厦”的高度为442米(1,450英尺)，于1973年建成，由SOM 建筑事务所为当时世界上最大的零售商西尔斯百货公司设计。在被马来西亚的“国家石油公司双塔大厦”超过之前，它保持了世界上最高建筑物的纪录25年。

(5)上海“金茂大厦”，88层，高度为421米(1,380英尺)，由SOM建筑事务所设计。它的设计结合了中国传统的宝塔形状，它的名字用英文可翻译为“黄金的繁荣大厦”(Golden Prosperity Building)。

(6)香港国际金融中心二期(Two International Finance Centre)，位于香港，2003年建成，高420米，88层。

3.超高层建筑的发展

超高层建筑因经济效益显著而诞生，又因社会效益

巨大而受到人们青睐，许多企业竞相建设超高层建筑以

向社会和同行展示其财富和地位。自超高层建筑诞生以

来，这种竞争一直延续至今。自1894年美国纽约高106米

的曼哈顿人寿保险大厦落成以来，超高层建筑的高度记

录不断被刷新，先后有12栋超高层建筑成为当时世界第

一高峰。其中10栋位于美国，只有2栋位于亚洲的中国和

马来西亚，这从一侧面反映了美国社会、经济和科技发

展成就。由于竞争极端激烈，大部分超高层建筑只不过

是昙花一现，很快就被其它建筑取代，只有美国纽约帝

国大厦保持世界第一高楼称号达42年之久。

4.超高层建筑的优越性

超高层建筑是现代文明的象征，也从侧面反映了一个国家的科技的进步性与领先性，当然它也有许多优越性。

4.1.展示发展成就，提升城市和国家形象

高大建筑一直是人们展示发展成就的重要手段，小到个人、企业，大到城市、国家，一旦经济发展取得一定成就，往往就会通过兴建大型建筑工程来向世人展示。超高层建筑作为现代建筑技术的结晶，自然而然地成为展示发展成就的有效手段。超高层建筑在展示发展成就的同时，还以其强烈的标志性作用而极大地提升城市和国家形象。由于超高层建筑地处显要，造型突出，视觉效果强烈，往往会成为所在城市和国家的“名片”。一提到帝国大厦和世贸中心双塔，人们自然而然会联想到美国纽约，而西尔斯大厦总是与美国芝加哥紧密相联。上海金茂大厦、台北国际金融中心和吉隆坡石油大厦则是中国和马来西亚等亚洲国家传统文化和经济发展成就最集中的展示，大大提升了所在国家和城市的国际形象。

4.2.集约化利用土地资源

超高层建筑通过向高空发展，在有限的地面上为人类争取到更多的生存空间。上海金茂大厦建筑面积2.3万m2，如果不建造超高层建筑，而是建造1O层的高层建筑，就是整个场地全部建楼也不够。通过发展超高层建筑，金茂大厦在不到3 000m2的土地上获得近200,000m2的建筑面积(主楼面积)。土地资源得到充分利用，其他区域才能用于绿化，改善人们的生活环境。超高层建筑集多种功能于一身，使土地利用效率大大提高。另外，超高层建筑促使城市道路、市政管线等公共设施相对集中，减少了市政公共设施的建设量和占地面积。总之，超高层建筑的发展大大提高了不可再生资源——土地的集约化利用水平。

4.3.显著提高工作和生活效率

起高层建筑将工作和生活设施适当集中，一般性工作和生活问题在建筑内部即可解决。这样不但缩短了交通联系路线，减少了交通流量，降低了对城市道路的压力，而且极大地方便了人们工作和生活。超高层建筑以办公为中心，综合了各种配套设施(商业、娱乐、展览、餐饮等)，使用者足不出户便可完成绝大部分活动，将人们不同的活动有机地连续起来，显著提高了工作和生活效率。

4.4.实现资源高度共事，提高投资效益

首先，多层及高层建筑尽管体量不大，但是配套设施仍然需要齐全，但由于分属不同业主，因此规模效应不明显，资源利用效率低下。超高层建筑由于体量巨大，配套设施规模效应明显，资源利用效率高。其次，超高层建筑将各种功能进行集约式布置，实现了经营互利。例如：商业、办公的便利增加了酒店竞争力；旅馆、办公为商业提供了客源保证；旅馆、商业又增加了办公空间的吸引力。资源共享和互惠互利极大地提高了超高层建筑的投资效益。

4.5.带动相关学科发展，促进科技进步

超高层建筑是现代科学技术的结晶，是科学技术发展到一定阶段的产物，其建造和运营涉及多个学科门类。超高层建筑的发展不但得益于土木建筑工程学科中的土木建筑测置、建筑材料、土木建筑结构、土木建筑工程设计、土木建筑工程施工和土木工程机械与设备等二级学科的发展，而且有赖于材料科学、机械工程、动力与电气工程、能源科学技术、电子、通讯与自动控制技术和计算机科学技术等相关一级学科的进步。超高层建筑的发展也为这些学科的发展提供了强大动力和广阔舞台。比如随着高度的不断增加，高强度材料的需求非常迫切，就促进了高强钢材和高性能混凝土技术的发展，建筑高度的增加也对垂直运输设备提出更高要求，促进了高速电梯技术的发展；又比如随着超高层建筑功能日趋复杂，建筑智能化的作用日益重要，促进了电子、通讯与自动控制技术的发展。因此超高层建筑的发展极大地带动了相关学科的发展，促进科技进步。

现代科学技术的发展创造了一系列新型建筑材料, 各种先进建筑设备, 科学的结构设计理论, 加上建筑设计管理和建筑管理的科学化、合理化、系统化,也将促进未来超高层建筑的进一步发展。

（1）正在建设中的迪拜塔,位于阿拉伯联合酋长国迪拜,迪拜塔的高度将超过800米。单式结构的迪拜塔由连为一体的管状多塔组成,其基座周围采用了富有伊斯兰建筑风格的几何图形——六瓣的沙漠之花,具有太空时代风格的外形。

（2）上海中心大厦，位于上海环球金融中心和金茂大厦旁的上海中心，大厦项目于2008年11月29日正式开工，预计2014年竣工。设计总高度达632米，建成后将与金茂大厦、上海环球金融中心形成“品”字型超高层建筑群，成为上海“新地标”。

（3）釜山“千年塔世界商业中心”，由纽约的“渐近线建筑事务所”设计，高度为560米(1,837英尺)。

（4）美国世贸重建主体“自由塔”，于2004年7月4日动工，“自由塔”被称作是世界最高、最安全的建筑。作为美国世贸中心遗址重建项目的核心，它的主体结构高度为541.3米 (1776英尺)，象征美国1776年建国。

随着社会经济的发展和科学技术的进步，人类对超高层建筑的高度更是孜孜以求。随着现代科学技术的进步，不久的世界将能够建造1000米的超高层建筑。

5.高层建筑存在的问题

世界贸易大楼的倒塌也许是过去半个世纪中发生的最具影响力的事件，它使我们产生了疑问：“在后‘911’时代我们是否应继续建造高层建筑？”在这几年中，若从高层建筑不断被提议和建造数量来看，答案是肯定的。这一事件曾导致世人对高层建筑的深刻反思，却促进了更全面的设计、更安全的建筑及更好的城市中心产生。政府、城市管理者、金融家、开发商也更多地体会到这场全球范围内自我反思的益处。自西尔斯大厦为美国赢得“世界最高”的称号以来，高层建筑在过去几十年间发生了很多变化。目前更多的高层建筑集中在亚洲，而不是北美。在2007年竣工的10大超高层建筑中，4栋在中东、4栋在亚洲、1栋在北美、1栋在欧洲。20世纪80年代以前，世界最高的建筑一般会出现在北美，钢结构为主体，功能是办公建筑。今天，这种概念几乎被完全推翻，设计、在建的世界最高建筑均位于亚洲和中东，混凝土建造且功能主要为居住，这也正是在建的“世界最高”的阿联酋迪拜塔的真实写照。单从高度来看，2009年完工的迪拜塔超过800m，比现今世界最高的台北101大厦还高300m。

近期芝加哥“高层建筑与城市环境协会（CTBUH）”进行了关于“2020年20幢最高建筑”的研究。此研究是基于建成、已建、在建或“真实的项目计划”展开的（所谓“真实的项目计划”，是指开发方和设计团队正进行的设计项目，且深入程度已超过概念设计的阶段）。研究结果再次证明现今高层建筑的实践活动已离开北美，20栋建筑中的9栋会在亚洲、8栋在中东、2栋在北美、1栋在欧洲。就功能而言，其中只有3栋建筑是办公建筑。因而，未来的最高建筑不仅在分布区域上会发生变化，而且建筑高度也会不断突破。

自1996年以来，我国建筑界开始对可持续发展的建筑与城市进行了多方面的

探索。就节约土地而言，高层建筑有很大优势，特别是在人口多、土地紧张的我国更有特殊的价值。但是高层建筑存在的问题也不容忽视：①建筑和运行过程中消耗大量的能源。②会给城市环境带束不利的影响(如对空间和视线的遮挡、光污染、电磁辐射、风环境恶化)。③遇有灾害营救难度大(如火灾、地震都是需要专门研究的复杂课题)。④人员大量聚集，给城市交通带米巨大的压力。⑤使人远离自然，影响健康，导致空气综合征。

尽管如此，与节省不可再生的土地资源相比．上述缺点和不利因素．有可能通过不断改进的技术手段和不断完善的管理措施，使矛盾得到缓解。高层建筑的进一步发展是社会发展的必然，而且随着社会的进步和科技的发展，未来会出现比现在更高的楼宇，所以高层建筑的利与弊，功与过还有待时间的考证。

参考文献：

[1] 梁启智,侯家健.高层建筑发展的回顾与展望.2006.

[2] 包世华.高层建筑结构设计（第2版）.

[3] 罗晟.我国现代商业建筑项目决策策划研究.同济大学硕士学位论文.2005年.

[4] 何镜堂,刘宇波.超高层办公建筑可持续设计研究.北京:建筑学报,1998(3).

浅谈高层建筑结构设计的优化

浅谈高层建筑结构设计的优化 摘要：在社会经济快速发展的背景下，城市建筑用地资源日益紧张，高层乃至 超高层建筑项目不断兴起，在城市建筑领域中占据着相当重要的地位，并带动着 建筑行业的蓬勃发展。高层建筑项目建设中，结构设计的质量水平会对高层建筑 物的整体性能产生影响，如何对高层建筑结构进行优化设计是业内人士必须关注 的一项课题。本文即探讨在高层建筑结构优化设计中存在的不足之处，并提出了 高层建筑结构优化设计的解决措施与方法，望能够促进建筑结构设计方案的进一 步优化与发展。 关键词：高层建筑；结构；设计；优化 引言：高层建筑凭借着自身众多优势而成为当前城市建设中最重要的类型。 而结构设计的科学合理性对高层建筑的安全稳定性、适用性、耐久性及经济性等 有重大影响，因此优化高层建筑结构设计意义重大。高层建筑结构优化的主要目 的是在满足人们基本居住要求的前体下，实现对有限空间及资源的更合理分配， 以提升房屋的安全、舒适及美观性。建筑工程包含的内容众多，因此结构设计优 化的内容也是多方面的，在结构优化设计中，只有从多角度进行全面的优化设计，才能从整体上促进高层建筑结构优化设计水平的提高。 1、高层建筑历史与现状发展 在很早以前就有了结构化优化的思维，是在很多建筑设计者的实践中提炼出 来的，林同炎设计大师就是首次在国内提出结构化优化的方法。之后在我国高层 建筑迅速发展，目前发展已经十分惊人，各种优化方法也层出不穷。 在早前，手工画图时代，结构设计师都是依靠先把空间问题转换成平面问题。此时通过计算力学效应，逐步分析计算和考核，强度、整体受力情况都需要一一 验算核准，强调安全性，也要满足设计的基本要求。然后凭经验初取截面，再进 行强度验算校核、整体受力验算等步骤。由于受到当时条件制约，整体上要既要 实现经济，又要完全达到优化设计是很难达到的。随着计算机的普及，在建筑设 计上的应用，利用计算机来优化建筑设计结构，研究成果虽然取得了突破性的进展，但是应用上并不如人意。那是因为科研的结果与现实的运用在很大程度上有 一定的距离，现实中会考虑更多的约束条件，工程的复杂性在现实中得到体现。 不是科研中的简单函数关系就能处理完成，需要考虑实际情况。工程的复杂和不 可复制性，就决定了结构化优化的难度。 各种计算机语言和软件的出现，为建筑结构化设计提供了精准的计算，让设 计更有迅速。即便如此，科学研究的最优解和建筑实际的最优化还是有很大的区别，理论和实践区别在于实践的变化性。这就需要以实践为基础，更深入的去研究，从结构优化，到安全、美学、功能等方面进行优化。 2、设计高层建筑结构合理性所遵守的原则 2.1 高层建筑结构基础设计方案要合理 高层建筑场地的地址因素是决定高层建筑结构基础方案如何选择的参考依据。合理、有效的高层建筑结构基础方案的设计，必须结合相应的地址勘探条件，必 须切实、全面的考虑周边原有建筑群体、施工限制条件、地基荷载分布情况与高 层建筑结构类型等相互间的关联因素。 2.2 保证高层建筑结构设计方案的合理性

高层建筑转换层施工注意事项

高层建筑转换层施工注意事项 导言 高层建筑的结构转换层作为建筑物内不同结构形式受力的连结与传承的关键节点，控制和把握转换层结构施工质量非常重要。

1、转换层施工荷载大 在结构转换层施工中，自重荷载是施工荷载最主要的部分，为做到转换层结构上下变化，克服自重的不利影响，应保证结构端面自然增大。 2、转换层支撑难度大 转换层的标高较高，一般都在20~30m 之间，使得巨大的施工荷载需要多层进行分载，转换层悬挑部分可利用桁架结构将施工荷载逐步传递到下部结构。 3、转换层钢筋施工量大 转换层构件的跨度和截面尺寸较大，钢筋含筋量大且排布密集相互穿插。施工时，须保证钢筋骨架的稳定，同时便于钢筋的布置。 4、转换层混凝土强度高，体积大 因转换层是大体积混凝土施工，因此要采取合理的施工工艺，控制混凝土硬化中水化热的发生，并防止各种混凝土裂缝的产生。

1、支撑系统的施工技术方式 转换层因自身重量及上层负荷较大，对施工的安全性和稳定性要求十分严格，因此在正式施工前应进行精密的计算与设计，保证整个支撑系统的强度过硬。常用支撑系统施工技术方式如下。 （1）钢管支撑结构。此结构较适合于施工荷载相对较小或采用板式转换梁的情况。转换梁的全局布置要密集，从而保证钢管支撑结构的稳定性。 （2）型钢构架结构。此结构更适合于转换梁本身重量和上层负荷相对较大的情况，并且要求转换层的相对位置比较高。一般的施工方法是在转换层下层的柱体中埋设型钢构架结构，成为转换梁的支撑体系，型钢结构利用柱子将上层的荷载逐一传递下来，直达地面，适合于传递纵向荷载。 （3）设置与转换梁方向一致的支撑架结构。该形式较适合于转换梁自重与上层荷载相对较大的建筑物，更适用于转换梁相对位置不太高的情况。在进行钢管支撑架的设置时，应准确计算立杆的距离以保证承力位置准确。 2、模板工程的施工 为对转换层混凝土的结构质量进行有效稳固建设，要用模板进行支撑，在建设过程中因施工速度较快，需要铺设的模板较多，在施工过程中须注意更多的问题。 对于底模板的施工技术的运用而言，须将其支撑效果发挥出来，选择48mm×3.5mm 的钢管脚手架建立支撑系统，并在对立杆间距、步高的测量分析过程中对建设稳固事项进行有效建立；在加强建筑技术的实施过程中，通过对主楞骨与次楞骨的有效建设，使其对模板进行有效支撑，把握对重点支撑点的建

浅谈超高层建筑结构体系的选型与优化

浅谈超高层建筑结构体系的选型与优化 发表时间：2017-11-18T16:07:05.493Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第16期作者：杨振宇 [导读] 随着社会经济的高速发展，人口的迅速增长以及土地资源的日益紧张，建筑也日趋超高层化。 上海 200000 摘要：随着社会经济的高速发展，人口的迅速增长以及土地资源的日益紧张，建筑也日趋超高层化。随着建筑高度的增加，结构自重越来越大，同时水平风荷载也显得尤为突出。因此，超高层结构的优化设计具有十分重要的意义。本文以超高层结构为研究对象，通过结构优化的基本概念，选择合理的结构设计方案。 关键词：超高层；结构优化；体系选型；高宽比；加强层；外框柱选型 1、超高层建筑的现状 现代社会经济与科学技术发展迅速，新型建筑材料的出现，结构体系的不断创新，计算机技术的发展和施工水平的持续提高，使超高层建筑得到了迅猛发展；世界最高建筑的记录不断被刷新，目前的世界第一高楼——迪拜塔（哈利法塔），高达828米，共160层，成为了现代经济与技术发展的有力见证；在超高层建筑设计中，结构体系的选型与优化，影响着建筑的安全性与经济性，对超高层建筑的设计和施工都具有十分重要的意义。 2、超高层结构类型及特点 顾名思义，高层建筑的特征在于“高”。房屋高度是指室外地坪至房屋主要屋面的高度，高层建筑依据房屋高度大致可以分为以下几类：一般高层建筑：24~60米；中高层建筑：60~100米；超高层建筑100米以上；超高层建筑根据所采用的结构材料可分为三类：钢结构、混凝土结构、钢-混凝土混合结构； 其中钢结构的优点是强度高、自重小、抗震性能好、施工速度快，但造价较高、施工精度要求高、防火性能差。混凝土结构优点是可塑性强、用钢量小、取材方便、施工简便、造价低、维护成本低；缺点是自重较大，施工速度慢、构件占用空间大、需要支模施工；混合结构是钢结构、混凝土结构组合而成的结构体系，组合形式多种多样，结合了上述两者的优点，降低了用钢量及自重、施工便利；混合结构综合了成本、性能、施工等方面要求，也是目前应用最多的超高层结构类型。 众所周知，影响高层结构设计尤其是超高层结构设计的主要因素是水平力，既水平风荷载和地震荷载，那么判断一个超高层结构方案的好坏，就要看他的抗侧力体系，是否能高效的抵抗水平力； 在超高层建筑里比较常见的几种抗侧力体系：框架核心筒、巨柱核心筒、筒中筒等，其中框架核心筒使用的最多，其核心筒一般为钢筋混凝土剪力墙，为增加结构延性或控制轴压比可以加设型钢，高度超过一定范围可以设置加强层来控制位移，外框柱也有多种选择：钢筋混凝土柱、型钢混凝土柱、钢管混凝土柱等等；加强层和外框柱的选型后文详细分析。 3、超高层经济性 评判一个结构体系的经济性，经常采用含钢量作为指标；含钢量，既单位面积钢筋含量，以工程中钢筋总用量除以面积得出，含钢量和工程造价息息相关，其指标更是考核设计水平和成本控制的有效工具；合理选择结构体系和结构布置，可大大降低结构含钢量，如102层的纽约帝国大厦，采用框架剪力墙结构，用钢量206公斤/平米；而110的芝加哥希尔斯大厦，采用筒体结构，用钢量仅161公斤/平米，相差近20%； 影响结构含钢量的主要因素： ①建筑物的体型、平立面规则程度、层高、柱网布置、地下室覆土厚度； ②结构类型、基坑支护类型、桩基类型、底板类型； ③结构计算参数选取、合理的计算模型、材料选用和荷载取值、构造措施等； 4、超高层结构优化 ⑴优化思路 ①方案阶段、通过与建筑专业的充分沟通，对建筑的平面布置、立面造型、柱网布置等提出合理的建议和要求，使结构的高度、复杂程度、不规则程度均控制在合理范围内；将结构概念设计贯穿于建筑方案阶段，能逐步引导建筑专业向有利于结构体系更合理的方向发展； ②初步设计阶段，通过对结构体系、结构布置、建筑材料、设计参数、基础形式等内容的多方案技术经济比较，选出最优方案； ③计算过程中，通过精确的荷载计算、细致的模型调整，使结构达到最优受力状态，进一步降低用钢量； ④施工图阶段，通过精细的配筋设计抠出多余钢筋，将含钢量降至最低； ⑵优化要点 ①合理的高宽比：一般内筒高宽比10~12、外筒高宽比6~8较为合理，外筒高宽比超过8会给结构设计带来一定难度，高宽比超过9的超高层结构，设计上会非常困难，当然还要结合项目所在地的自然条件——地震设防烈度和风荷载；例如深圳京基大厦，高439m，高宽比9.5，本身难度就大，深圳又是七度区，风荷载也大，所以采用了三道伸臂桁架、五道腰桁架，还加了斜撑，风荷载下的弹性层间位移角是1/470，仍不能，满足规范1/500的要求，是唯一一个未达到位移要求的100层超高层；再有天津高银大厦，主结构597m，高宽比9.7，天津设防烈度7.5，风荷载也大，自然条件很差，最后采用了矩形框架加斜撑的结构形式； ②加强层的设置 加强层设置的关键是伸臂桁架和腰桁架：腰桁架作用是加强外框柱的联系，使其均匀工作；伸臂桁架是协调内筒与外框柱，减小侧向变形；加强层的布置有利有弊，在满足相关指标的前提下，应该尽量不设或少设；设置位置应通过精细计算、通过敏感性分析选择效果最好的楼层，不能只为算够指标而随便设置； 关于腰桁架与伸臂桁架设置的优先级，一般应先采用腰桁架，从高区到低区，若位移仍不满足，再设置伸臂桁架，伸臂桁架设置在高

超高层建筑10大技术难点及应对措施

超高层建筑10大技术难点及应对措施，含施工、结 根据理论及经验分析，一般在40层(大约150米)左右，是超高层建筑设计的敏感高度（建筑物的超长尺度特性将引起建筑设计概念变化），这种变化促使建筑师必须提出有效设计对策，调整设计观念，应用适宜的建筑技术。 超高层楼宇就像一条竖立起来的街道，存在着安全、内部交通、环境、能源消耗等多种难以妥善解决的问题，越是向高处发展，安全性、耐久性及适用舒适等问题就愈多，对结构、建筑、机电、暖通、电梯等专业的要求就越高 结构系统难点1 由于超高层建筑结构的特殊性，建筑内部的梁柱将会不可避免的存在，在结构设计中要考虑异形柱的使用，特别是在超高层住宅户型设计中，充分全面考虑梁柱的影响、规避及利用是设计的难点。 对于结构设计来讲，按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及拟建场地的抗震设防烈度以经济、合理、安全、可靠的设计原则，选择相应的结构体系，一般分为六大类：框架结构体系、剪力墙结构体系、框架-剪力墙结构体系、框-筒结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系。 90年代以来，除上述结构体系得到广泛应用外，多筒体结构、带加强层的框架-筒体结构、连体结构、巨型结构、悬挑结构、错层结构等也逐渐在工程中采用。 进入90年代后，由于我国钢材产量的增加，钢结构、钢-混凝土混合结构逐渐采用。如金茂大厦、地王大厦都是钢-混凝土混合结构。此外，型钢混凝土结构和钢管混凝土结构在高层建筑中也正在得到广泛应用。高层建筑结构采用的混凝土强度等级不断提高，从C30逐步向C60及更高的等级发展。预应力混凝土结构在高层建筑的梁、板结构中广泛应用。钢材的强度等级也不断提高。 高层和超高层建筑在结构设计中除采用钢筋混凝土结构（代号RC）外，还采用型钢混凝土结构（代号SRC），钢管混凝土结构（代号CFS）和全钢结构（代号S 或SS）。 建筑高度100m，柱网为8.4m，抗震设防烈度为6度，采用框架-剪力墙或框-筒结构体系较为经济合理，这种结构体系的剪力墙或筒体是很好的抗侧力构件，常常承

高层建筑施工注意事项

高层建筑施工注意事项： 一、基坑支护 基坑开挖前，要按照土质情况、基坑深度及环境确定支护方案。深基坑（h≥2m）周边应有安全防护措施，且距坑槽1.2m范围内不允许堆放重物。对基坑边与基坑内应有排水措施。在施工过程中加强坑壁的监测，发现异常及时处理。 二、施工用电 必须设置电房，两级保护，三级配电，施工机械实现“四个一”；施工现场专用的中心点直接接地的电力线路供电系统中心采用TN-S系统，即三相五线制电源电缆。 接地与接零保护系统：确保电阻值小于规范的规定。 配电箱、开关箱：采取三级配电、两级保护，同时两级漏电保护器应匹配。 三、模板工程 施工方案：应包括模板及支撑的设计、制作、安装和拆模的施工程序，同时还应针对泵送混凝土、季节性施工制定针对性措施。 支撑系统：应经过充分的计算，绘制施工详图。 安装模板应符合施工方案，安装过程应有保持模板临时稳定的措施。 拆除模板应按方案规定的程序进行先支的后拆，先拆非承重部分。拆除时要设警戒线，专人监护。 四、脚手架 高层建筑施工中的脚手架应经充分计算，根据工程的特点和施工工艺编制的脚手架方案应附计算书。架体与建筑物结构拉结：二步三跨，刚性连接或柔性硬顶。脚手架与防护栏杆：施工作业层应满铺，密目式安全网全封闭。材质：钢管Q235（3#钢）钢材，外径48mm，内径35mm，焊接钢管、扣件采用可锻铸铁。卸料平台：应有计算书和搭设方案，有独立的支撑系统。 高层建筑施工质量控制方法： 事前控制 事前控制即对施工前的准备阶段进行的质量控制，要求预先进行周密的质量计划，一方面强调质量目标的计划预控，另一方面是按质量计划对质量活动前的准备工作进行控制，它是整个质量控制的关键。建筑工程质量控制的事前控制主要包括以下几个方面:对工程勘察、设计的质量审查控制；对工程参建各方主体质量行为的控制；对工程所需的材料的质量控制；对工程施工用机械、设备的审查；对施工方法、方案和工艺进行审查；审查与控制施工环境与条件方面的准备工作情况；组织设计交底和图纸会审，并下达各部位的质量标准；把好开工关。 事中控制 事中控制是对施工过程中质量活动的行为约束，即质量产生过程中各项技术作业活动操作者在相关制度的约束管理下，去完成预定的质量目标。另一方面对质量活动过程和结果，还有来自企业内部管理人员的检查检验以及来自企业外部的工程监理和政府质量监督部门等的监控。事中控制虽然包括自控和监控两个环节，但关键还是企业增强质量意识，建立和实施质量体系，充分发挥操作者自我约束、自我控制，把坚持质量标准作为根本，从而达到质量控制的效果。在工程项目的质量形成过程中，事中质量控制一般包括以下几个方面:工序的质量控制、质量控制点的设置及工程质量的预控。 事后控制

浅谈超高层建筑结构设计的关键性问题

浅谈超高层建筑结构设计的关键性问题 发表时间：2016-10-17T15:30:10.960Z 来源：《基层建设》2015年34期作者：张保华 [导读] 摘要：随着我国建筑事业的不断进步和发展，超高层建筑在我国现代建筑中越来越多，同时，超高层建筑结构设计方面发生了很大的变化。超高层建筑结构设计是现代高层建筑建设的核心，但是，我国超高层建筑结构设计方面还存在很多问题。因此，研究超高层建筑结构设计的关键性问题具有非常重大的意义。 广东省轻纺建筑设计院 510080 摘要：随着我国建筑事业的不断进步和发展，超高层建筑在我国现代建筑中越来越多，同时，超高层建筑结构设计方面发生了很大的变化。超高层建筑结构设计是现代高层建筑建设的核心，但是，我国超高层建筑结构设计方面还存在很多问题。因此，研究超高层建筑结构设计的关键性问题具有非常重大的意义。本文介绍了高层建筑结构的特点，阐述了超高层建筑结构体系的选择的原则，提出了高层建筑结构设计的问题及对策，最后介绍了超高层建筑结构的基础设计。 关键词：超高层建筑；结构设计；关键性问题 引言：目前，随着我国社会和科学技术的不断发展，超高层建筑越来越受到人们的关注，并且超高层建筑在我国城市建设中的地位也不断备受重视。由于超高层建筑是一个复杂和系统化的过工程，超高层建筑的结构设计不仅要具有一定的安全性，还应该保证超高层设计的结构设计的科学性和合理性。因此，建筑施工单位应该注重超高层建筑结构设计中的一些关键性问题，从而提高超高层建筑施工的质量。 正文 一、高层建筑结构的特点 超高层建筑结构的设计不仅要保证超高层建筑能够承受水平方向的荷载，还应该保证超高层建筑能够承受垂直方向的荷载。在实际进行超高层建筑结构设计时，外界因素产生的水平方向的荷载是超高层建筑结构设计应该主要考虑的因素。 随着我国城市超高层建筑的不断增加，因此，超高层建筑的结构会直接影响超高层建筑的舒适性。但是，超高层建筑的结构不仅能够影响住房的舒适性，还能影响超高层建筑的质量。 因此，在进行超高层建筑的结构设计时，首先首先应该将超高层建筑的承载控制在一定的范围内，所以，超高层建筑结构设计的核心就是对其抗压力的设计。 二、超高层建筑结构体系的选择 2.1超高层结构体系分类 由于超高层建筑结构体系的不同，可以将超高层建筑结构的设计主要包括混凝土的设计、钢结构与钢组合结构的设计和钢筋混凝土结构的设计等。目前，我国的超高层建筑大多都是采用的是钢筋混凝土结构，钢筋混凝土的结构主要包括框架结构、剪力墙结构和伸臂结构及悬挂结构等。 2.2 超高层建筑体系选用原则 在进行超高层建筑体系的选用时，应该按照合理、经济和安全等原则选择最为合适的超高层建筑体系。当然，超高层建筑体系的选择还需要以建筑物的要求、建筑物的高度和建筑施工的环境等为依据。同时，超高层建筑的结构还应该具有较好的承受压力的能力。 2.3 超高层的结构材料分析 目前，钢筋混凝土料是超高层建筑建设过程中使用最广的材料，当然，钢筋混凝土材料的选用应该以超高层建筑结构的设计要求为依据，从而较好地发挥钢筋混凝土材料的性能。由于钢筋混凝土材料具有耐久性和结构刚度大、耐火性较好、维护费用低等优点，因而钢筋混凝土材料被广泛使用于建筑领域。但是，应该注意钢筋混凝土的结构厚度问题，从而更加合理地选择钢筋混凝土的材质。 2.4 超高层结构体系选择 超高层建筑物结构体系的选择一般包括以下几个方面：①框架结构体系。框架结构是指横向和纵向的利用梁、柱等组成的结构，并且能承受水平和垂直方向荷载的建筑结构体系。由于单一的框架结构平面布置比较灵活，使得框架结构体系具有空间大的优点，因而被广泛使用于超高层建筑中。②剪力墙结构体系。剪力墙结构是指利用高层建筑物的横向和纵向墙壁承载水平和垂直方向荷载的结构。由于建筑物的剪力墙大多都是以钢筋混凝土的材质，因而剪力墙结构对于提高超高层建筑的抗震性能十分有利。③框架-剪力墙结构。框架-剪力墙是指选取了框架结构和剪力墙两者的优点，使得超高层建筑的结构不仅能够满足建筑结构布局灵活的优点，还能使超高层建筑结构具有较好的抗测力能力。当然，由于剪力墙太少，就会增大建筑物侧墙的压力而使得其出现变形等问题； 而剪力墙增多，就会影响高层建筑的经济性，还会影响超高层建筑的使用性能。 三、高层建筑结构设计的问题分析及对策 3.1 扭转问题 超高层建筑结构设计的核心是刚度的中心、几何形心和结构重心，然而，超高层建筑物结构的扭转问题主要就是在进行结构设计时，没有将超高层建筑物刚度的中心、几何形心和结构重心进行重合，使得超高层建筑在水平压力下出现扭转的现象。为了更好地解决超高层建筑物结构设计中出现的扭转问题，结构设计人员在进行超高层建筑物的结构设计时，应该选用合理的平面布局图，从而保证超高层建筑物的三个核心能够重合。 3.2 受力性能的问题 对于超高层建筑物的结构设计方案，建筑师在最初进行结构设计时，一般很少考虑超高层建筑的具体结构特征，而过多考虑的是超高层建筑物的空间结构，从而使得超高层建筑物结构设计的受力性能存在一定的问题。因此，在进行超高层建筑物的结构设计时，应该明确所选择结构体系中向下作用力和地基承载力之间的关系。同时，在进行超高层建筑物结构设计方案选择阶段时，还需要对超高层建筑的主要承重部位的布局和数量进行总体设计。 3.3 超高的问题 明确，超高层建筑都存在超高承重的问题，由于我国对超高层建筑的抗震能力具有相关的要求，使得我国超高层建筑物的结构高度也

浅谈高层建筑结构设计_0

浅谈高层建筑结构设计 上世纪末以来，城市化进程加速，城市人口激增，社会经济蓬勃发展，高层建筑在城市中越来越多。如今，城市中的高层建筑已经成为当地经济繁荣的重要标志。 标签结构设计；高层建筑；控制参数；载荷；抗震 1 高层建筑的特点 《高层建筑混凝土结构技术规程》规定，10层及10层以上和高度超过28 m 的钢筋混凝土民用建筑属于高层建筑。相比多层建筑而言，高层是向空中发展，容积率一定的情况下，建造高层建筑可以节省规划用地面积，提高城市绿化率，还可以缓解城市用地紧张的局面。 高层建筑基础需要计算确定深度，独立的高层建筑单体而言，基础埋深比较容易确定，但现今住宅多为数十栋高层建筑群，地下车库相互连接，这时，既要充分考虑地下车库应的侧向刚度作为高层建筑的侧限。 高层建筑比多层建筑多出较多的设备用房，如电梯、管道井等，这样就会增加建筑物的造价，增加公共面积；从建筑防火的角度看，高层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。 2 高层结构设计体系特点 地震作用和风荷载的影响下高度的增加，水平作用对高层建筑结构安全的控制作用更加显著。高层建筑的抗震性能、抗侧刚度、承载能力、造价高低，与所采用的结构系统密切相连。不同的层数、高度应采用不同的结构体系。 2.1 筒体结构 单个筒体可分为实腹筒、框筒和桁筒。平面剪力墙组成空间薄壁筒体，即为实腹筒；框架通过减小肢距，形成空间密柱框筒，即框筒；筒壁若用空间桁架组成，则形成桁筒。实际结构中除烟囱等构筑物外不可能存在单筒结构，而常常以框架—筒体结构、筒中筒结构、多筒体结构和成束筒结构形式出现。在层数很多或设防烈度要求很高时，可用筒体结构。 2.2 剪力墙结构体系 利用建筑物墙体作为承受竖向荷载、抵抗水平荷载的结构，称为剪力墙结构体系。剪力墙结构体系于钢筋混凝土结构中，由墙体承受全部水平作用和竖向荷载。现浇钢筋混凝土剪力墙结构的整体性好，刚度大，在水平荷载作用下侧向变形小，承载力要求也容易满足。但剪力墙结构体系平面布置不灵活，结构自重往

超高层施工经验总结

[分享]一篇不错的超高层施工经验总结，从管理要点出发！ 发表于2016-5-10 4条回复233次阅读搜索相似帖复制链接 只看楼主 xialuoke 一、工程部署总结 1、如何布置超高层施工部署 施工部署包括施工顺序、流水分段、塔吊选型、施工电梯布置等方面。施工顺序上，应该采用先塔楼后裙楼的安排，在场地狭小的前提下，为了便于平面布置，裙楼地下室宜采用逆作法施工。 流水分段上，对于劲性钢骨柱、普通现浇楼板的框筒或框剪结构，楼板与剪力墙同时逐层施工，所以可以按标准层结构统一整体分段，对于核心筒剪力墙-外钢柱组合楼板的框剪结构，应按先核心筒，后外框的顺序组织流水施工，各分项工程的先后顺序为：核心筒劲性钢柱—核心筒剪力墙—筒外钢柱—钢框架梁—楼板施工，每个工序相差3层。 塔吊选型上，钢构件的截面尺寸和结构布置为关键控制因素，欲选塔吊先确定构件分节，构件分节考虑3点： a、分节后的构件数量（即吊次）对工期的影响或与其他工艺时间的匹配 b、分节后的焊接量对钢结构安装带来的成本增加 c、运输车辆的长度限制和场内场地限制。在这些问题确定后，可初步选择塔吊型号，另外必须考虑在塔吊位于高空吊装超重构件时的容绳量问题，容绳量的不足导致塔吊不能在高倍率的状态下工作，会严重影响吊重。 施工电梯布置上，超高层项目交叉作业较多，主体、砌筑、装修会同时施工，所以电梯需求量较大，虽核心筒内不是必须布置直达核心筒作业面的电梯，但如果全部布置在建筑物外侧的话，又会影响幕墙施工进度，所以最好是建筑内外同时布置，并以高区、低区或停层区分。电梯宜从地下室生根，可以解决电梯减震器的高度影响，便于上下料，但是应做好未封闭地下室的排水工作。

毕业论文--浅谈高层建筑结构发展现状及前沿发展方向

远程与继续教育学院本科生毕业论文（设计） 题目：浅谈高层建筑结构发展现状及前沿发展方向 学习中心： 层次： 专业： 年级： 学号： 学生： 指导教师： 完成日期：

内容摘要 简要阐述了目前我国高层建筑的结构发展现状及对未来该建筑结构体系的发展方向的憧憬。通过目前高层建筑常用结构体系的介绍和分析，阐明各类型高层结构体系的优缺点，为下一步高层结构体系的有效选用提供帮助。在建筑高速发展的未来，高层建筑的应用与发展势头迅猛，钢筋混凝土结构体系也将大量应用于实际施工当中，更多优秀优化的标志性建筑会大量涌现，高层建筑结构的应用发展会成为建筑的主导方向。 关键词：高层建筑；发展现状；结构体系；发展方向

目录 内容摘要 ........................................................................................................................... I 引言 . (1) 1 绪言 (2) 2 高层建筑常用的结构体系及特点 (4) 2.1 框架结构 (4) 2.1.1 特点 (4) 2.2 剪力墙结构 (5) 2.2.1 特点 (7) 2.2.2 应用案例 (7) 2.3 框架—剪力墙结构 (8) 2.3.1 特点 (8) 2.3.2 应用案例 (8) 2.4 筒体结构 (9) 2.4.1 特点 (9) 2.4.2 应用案例 (10) 2.5 巨型结构 (10) 2.5.1 特点 (10) 2.5.2 应用案例 (11) 3 高层建筑结构的设计特点 (12) 3.1 结构分析和设计特点 (12) 3.1.1 水平力是结构设计的决定性要素 (12) 3.1.2 侧向位移成为设计的控制指标 (13) 3.1.3 轴向变形时不可忽视的要素 (13) 3.1.4 延性是结构设计的一大指标 (13) 3.1.5 其它因素 (14) 3.2高层建筑结构体系结构 (14) 3.3 结构分析与设计方法 (15)

浅谈高层建筑结构设计的重点和难点

林业科技情报2014Vol.46No.1 浅谈高层建筑结构设计的重点和难点 梅雅莉 （黑龙江省林业设计研究院） ［摘要］由于我国人口数量的增多，为解决住房等问题需要发展建筑行业，尤其是要发展高层建筑行业。随着建筑高度的不断增加，建筑的形式和结构功能也变得复杂多样，因此，高层建筑的结构设计工作便成为建筑工程师在设计过程中的重点和难点。本文着重对高层建筑结构设计过程中应注意的问题进行分析。 ［关键词］高层建筑；结构设计；重点问题 Discussion On The Emphasis And Difficulty Of The Structure Design For High－Ｒise Building Mei Yali （Forest Designing AndＲesearch Institute Of Heilongjiang Province） Abstract：With the increasing for the population in our country，it is necessary to develop architecture industry，es-pecially the high－rise buildings，to solve the housing problem．Associated with the increasing number for the high －rise building，the type of the architecture and the structure function has got much more complex．As a result，the design for high－rise building becomes the emphasis and difficulty for the architecture engineering worker．The par-ticle mainly analyzes the problem emerging from the high－rise building design process． Key words：high－rise building；structure design；emphasis problem 1高层建筑结构设计的概况及意义 随着我国城市化进程不断加快，城市人口显著增多，高层建筑在城市建设中发挥着越来越重要的作用。即使在建筑设计理念和方法日益先进的今天，仍会因为高层建筑复杂的结构，较广的学术知识涉及和较大的工程量而出现设计失误的现象。高层建筑结构设计的意义有：首先，如果建筑所使用的面积一定，设计和建造高层建筑可以获得相对多一些的使用面积，可以解决城市用地紧张、房价高涨等问题。另一方面，精美的高层建筑设计还可以改善城市的外观，或者说成为城市的一道风景。比如马来西亚的石油大厦和上海的金茂大厦等等。而如果设计的建筑高层密度、结构不合理，就会给城市带来热岛效应，影响城市居民的生活环境，甚至由于高层的玻璃因反光而发生光污染的现象。其次，如果是在建筑面积与建设场地面积的比值一定，那么建造高层建筑就会有效地节约城市土地面积，得到更多的空闲地面，用这些空闲出来的地面来进行城市绿化或者供人们休息娱乐。与此同时，建筑高层的土地结构设计会为城市带来更充足的日照、更良好的采光和通风效果。在新加坡新建的居住区中，由于建造了很多的高层建筑群，得到了许多空闲的地面，使人们的休闲活动空间也得到了拓展。最后，一般情况下，高层建筑也可以使人们的内心得到舒展，所以说高层建筑对于城市人们的生活非常重要。因此，高层建筑的结构设计也非常重要，良好的建筑结构可以使人们生活得更加安全，更加舒心。也会使城市更加美观，拥有良好的生态环境。高层建筑结构设计师们要发挥自己的所学所能，设计出美观、经济、实用的高层建筑。 2高层建筑结构设计中应注意的问题 在高层建筑结构的设计中，我们需要注意一些问题，主要有以下几方面。 2.1剪力墙的设计 在高层建筑中，剪力墙对建筑有着重要的影响，所以，在剪力墙的设计过程中，要充分考虑剪力墙的结构体系。也就是以建筑物墙体作为承受水平、竖向荷载的结构，要求混凝土剪力墙具有较好的结构，较强的刚度，以满足其承载力的要求。在对剪力墙进行计算配筋时，切记要为墙肢一端配筋。在短肢剪力墙相对较多的结构中，将较短的墙段划为约束边缘的构件是不妥的，这会使墙肢中和轴附近的钢筋无法发挥作用。另外，剪力墙间距也不能过大，因为这会使得平面的布置显得死板，无法满足公共建筑功能需求。此外，一旦剪力墙自身的结构过大，高度超过标准就会引起悬臂墙变形， · 03 ·

国内外十大超高层建筑

国内外十大超高层建筑 1. 哈利法塔（BurjKhalifa T ower） 工程名称哈利法塔（BurjKhalifa Tower） 地点阿拉伯联合酋长国迪拜 建设方EMAAR Properties 设计美国SOM设计所 建造商Samsung Engineering & Construction, BESIX 开工时间2004年9月21日 竣工时间2010年1月4日 工程类别高层建筑 结构形式混凝土结构 建筑面积454249㎡ 占地面积104210㎡ 高度828m 层数160层 钢筋用量39000吨 结构钢用量4000吨 工程简介 哈利法塔（BurjKhalifa Tower）原名迪拜塔（Burj Dubai），又称迪拜大厦或比斯迪拜塔，是位于阿拉伯联合酋长国迪拜的一栋已经建成的摩天大楼，有160层，总高828米。迪拜塔由韩国三星公司负责营造，2004年9月21日开始动工，2010年1月4日竣工启用，同时正式更名哈利法塔。塔体采用钢筋混凝土结构，平面为Y形，采用成束筒结构，中部为六边形钢筋混凝土核芯，侧翼也设置钢筋混凝土核心筒，形成一扶壁式结构。混凝土采用特殊配方的高性能混凝土。尖塔可伸缩，总长200m，采用钢结构，用液压千斤顶顶升。基础采用桩筏基，筏板厚度3.7米，采用直径1.5米钻孔灌注桩，桩长43米。 2.台北101大楼 工程名称台北101大楼 地点中国台北 建设方台北金融大楼公司 设计建筑：台湾李祖原王重平建筑事务所结构：台湾永俊工程顾问股份有限公司 建造商KTRT Joint Venture（熊谷组、华熊营造、荣民工程、大友为营造） 建设情况建成 开工时间1998年1月 竣工时间2003年10月17日 工程类别高层建筑 结构形式钢结构 建筑面积412500㎡ 占地面积30277㎡

浅谈超高层建筑结构的特点及其设计要点

浅谈超高层建筑结构的特点及其设计要点 发表时间：2016-07-29T14:27:43.150Z 来源：《基层建设》2016年9期作者：杜嘉斌[导读] 随着我国经济的迅速发展和科学技术的进步，超高层建筑在全国各地特别是沿海地区如雨后春笋般涌现。 广州市住宅建筑设计院有限公司广东广州 510623 摘要：随着我国经济的迅速发展和科学技术的进步，超高层建筑在全国各地特别是沿海地区如雨后春笋般涌现。超高层建筑更因其土地利用率高、可提升城市形象等优势越来越受到市场的欢迎。与此同时，超高层建筑的大量出现也给结构设计提出了新的挑战。本文结合结构设计的基本知识，粗浅地分析了高层、超高层建筑结构的特点及设计要点。 关键词：高层建筑结构；超高层建筑结构；结构体系；设计要点 0引言 高层建筑是近代经济发展和科技进步的产物。快速城市化，用地紧张及商业竞争的激烈化，促使了高层建筑、超高层建筑的出现和发展。但是，高层建筑显现了其较普通建筑更为强大的使用功能外，也对其结构提出了更高的要求。所以，在下文中笔者将从超高层建筑的结构特点的角度，谈谈设计中要坚持的一些原则，以及在结构设计中常遇到的问题及设计要点。 一、超高层建筑结构设计的主要控制因素 1.风荷载：是空气流动对工程结构所产生的压力。地面以上的建筑无一例外将受到风荷载的作用。随着建筑高度的增加，建筑受到风荷载作用的影响愈加明显。在低地震烈度的地区，风荷载作用往往成为水平力的主要控制因素。目前大多采用风洞试验来研究风荷载对建筑的影响。 2.地震作用：在地震区，地震作用必须考虑。对于超高层建筑来说，抗震更是重中之重。在科学技术发展迅猛的今天，地震仍然难以预测。在工程实践中，大多采用振动台试验模拟地震作用，以便研究建筑物在地震作用下的状态。此外，隔振和消能减震等技术的应用，也给抗震提供了新的方向。 3.地基基础：随着建筑高度的不断增加，竖向荷载和水平荷载产生的作用于基础上的荷载极大。例如，金茂大厦，总荷载超过了30万吨，混凝土巨型柱荷载为1万多吨。这样的荷载显然对于地基基础的要求很高。可见，超高层建筑的基础设计也是结构设计中的一个重要的内容。 4.业主的要求：业主往往对建筑在艺术、功能、经济上有很高的要求。如何既能实现建筑的美学要求、满足建筑的功能、符合业主的经济目标，是结构设计师在设计过程中必须考虑的问题。 二、超高层建筑结构体系的特点分析 为满足上述的控制因素，首当其冲的就是结构体系的选择。好的体系既能满足受力要求，也能达到经济合理的要求。下面结合一些实际例子，对超高层建筑结构体系的特点进行分析。 超高层建筑结构体系的体系主要有框架结构、剪力墙、框架-剪力墙体系。随着建筑高度的增加，这些传统的结构体系已经难以满足需求。目前超高层建筑结构体系最常采用的是支撑-筒体结构（核心筒+外围支撑结构）。随着对超高层结构的研究的不断深入，支撑-筒体结构已变化出很多不同的组合。 1.从支撑结构区分 基本上每个超高层建筑都有一个核心筒，建筑功能或是设备使用都需要它，结构也需要利用核心筒，可见从各个工种来说核心筒是非常有用的，因此多数的超高层建筑都有核心筒在中间。在周边就配上支撑结构，支撑结构以框架、巨型框架和外框筒居多。框架-核心筒结构最为简单，也最常采用。近年来，巨型框架结构得到了结构师的青睐，上海中心（632m），深圳平安中心（648m），天津高银117 大厦（597m）都采用了巨型框架的结构。采用外筒的结构形式也正在逐渐增多。例如广州西塔，外筒采用的是斜交网格。外筒抗力是非常强的，无论是抗扭、抗震，以至于抗震能力比它的内筒还强，而且它抗扭的能力非常好。 2.从是否设置水平支撑体系区分 上文提到的框架-核心筒，巨型框架-核心筒，外筒-核心筒的结构形式，结构的刚度是逐渐递增的，然而随着结构高度不断的增加，高宽比越来越大，这样的基本结构还不能满足规范对于刚度的要求，这时，往往需要在这个基础上增加一个补强的措施，就是增加水平的伸臂桁架和腰桁架（称为加强层）。伸臂桁架和腰桁架可以分别设置，也可以同时设置，可以设置单个的，也可以是多个的，根据结构刚度适度选择。需要注意的是，伸臂桁架和腰桁架将会造成结构的刚度突变，应遵循能不能就不设，能少设就少设的原则。 3.从材料利用上区分 高层建筑结构发展到了今天，传统的钢筋混凝土结构已不能满足发展的需求了，钢材的利用，使得结构的自重减轻，强度增加，被大量运用于（超）高层建筑结构中。传统的钢筋混凝土核心筒承担了85%的水平地震力，很快因为开裂、压碎而导致刚度及延性退化，不利于能量的消耗。由此发展起了一种新型的抗侧力体系—钢板剪力墙。钢板剪力墙具有重量轻，延性好，制作安装时间短等优点。核心筒除了承担水平力外，还承担了相当大的重力荷载，轴压比的限值使得核心筒往往过于笨重，由此发展出钢管混凝土剪力墙，钢管的加入，能使剪力墙的轴压比大大降低，而且由于钢管的约束作用，剪力墙的抗压弯能力，延性等得到了较大的提高，有着广阔的应用前景。除了核心筒应用了新的材料外，外框采用钢框架则是更加普遍的做法。近年，外框的形式已经不局限于传统的框架了，如斜交网络，编制网络，巨型框架等等支撑体系的出现，极大的延伸了超高层建筑的发展空间。 三、超高建筑结构设计中的几个要点 1.型钢混凝土和圆钢管混凝土柱钢骨含钢率的控制 一般设计中，混合结构构件的钢骨含钢率中都是由构造控制，目前国内相关的设计规范和技术规程的规定各不相同，但有一个共同点是框柱中钢骨的含钢率不宜小于4%，这是型钢混凝土柱与钢筋混凝土柱区别的一个指标。在混合结构设计过程当中，设计者可根据计算结果来设计柱纵筋和箍筋，并设置大于4%的含钢率的型钢截面。

〖论文〗浅谈高层建筑结构体系的发展和应用

题目：浅谈高层建筑结构体系的发展和应用 内容摘要 随着科学技术、结构设计理论，高强材料的迅速发展，为建筑师们提供了丰富的想象空间，同时也为新颖结构体系的出现创造了条件．本文主要介绍近年来应用越来越多的几种新型建筑结构体系：框架结构、剪力墙结构、巨型结构等。关键词：高层建筑；结构体系；框架结构；剪力墙结构

目录 内容摘要 ........................................................................................................................... I 引言 (1) 1 绪论 (2) 1.1 高层建筑发展情况 (2) 1.2 高层建筑结构体系的发展和应用情况 (3) 2 高层建筑中常用结构体系及特点 (6) 2.1 框架结构 (6) 2.1.1 特点 (6) 2.1.2 应用实例 (7) 2.2 剪力墙结构 (7) 2.2.1 特点 (8) 2.2.2 应用实例 (8) 2.3 框架-剪力墙结构 (9) 2.3.1 特点 (9) 2.3.2 应用实例 (11) 2.4 筒体结构 (11) 2.4.1 特点 (11) 2.4.2 应用实例 (13) 2.5 巨型结构 (14) 2.5.1 特点 (14) 2.5.2 应用实例 (15) 3 高层建筑结构的设计特点 (16) 3.1 水平荷载成为设计的决定性因素 (16) 3.2 侧移成为设计的控制指标 (16) 3.3 轴向变形的影响在设计中不容忽视 (17) 3.4 延性成为结构设计的重要指标 (17) 3.5 动力效应大 (17) 3.6 扭转效应大 (17)

世界著名十大超高层建筑排名综述

世界著名十大超高层建筑及未来的九大 绿色建筑

NO.1 迪拜塔 ●地点：位于阿拉伯联合酋长国迪拜 ●高度：有162个楼层，总高度828米 ●设计单位：美国芝加哥公司的美国建筑师阿德里安·史密斯（Adrian Smith）设计， 韩国三星公司负责实施。 ●竣工时间：在2004年9月21日开始动工，在2010年1月4日竣工启用。 设计特点：建筑设计采用了一种具有 挑战性的单式结构，由连为一体的管 状多塔组成，具有太空时代风格的外 形，基座周围采用了富有伊斯兰建筑 风格的几何图形——六瓣的沙漠之花。 总投资：总投资超70亿美元。 世界第一高楼828米---迪拜塔

NO.2 台北101大楼 ●地点：台北市信义区西村里信义路五段7号 ●开工时间：1999年7月 ●竣工时间：2003年10月17日 ●占地面积：30278平方米 ●建筑面积：28.95万平方米 ●建筑高度：508米 ●建筑层数：地上101层，地下3层 结构形式：钢筋混凝土结构，新式的巨型结构 建筑造价：580亿元新台币 投资单位：台北金融大楼控股有限公司 设计单位：李祖原建筑师事务所 建设用途：购物中心，办公，观景， 施工单位：KTRT 地位，高度：508米 设计特点：超越单一量体的设计观，以中国人的吉祥数 字“八”作为设计单元。

NO.3上海中心大厦(在建)●建设地点：陆家嘴金融中心区Z3-2地块。 ●开工时间：2008年11月29日。 ●竣工时间：2014年。 ●占地面积：30368平方米。 ●建筑面积：574058平方米，其中地上总建筑 面积约410139平方米。 ●建筑高度：632米。 ●建筑层数：地下结构5层，地上部分包括124 层塔楼和7层东西裙房。 ●结构形式：钢筋混凝土核心筒-外框架结构。 ●用钢量：约100000吨。 ●建筑造价：148亿元。 建筑/结构设计单位：M.Arthur Gensler Jr.&Associat -es,Inc.美国旧金山根斯勒建筑设计所总裁阿瑟~根斯勒 设计同济大学建筑设计研究院

超高层建筑电气设计中的注意事项

超高层建筑电气设计中的注意事项 [摘要]：随着城市建设步伐的加快，超高层建筑已经成为城市建筑发展的方向，超高层建筑中电气设备的使用量较大，线路走向比较复杂。因此，对超高层建筑中的电气设计提出了更高的要求。本文就超高层建筑在电气设计过程中的注意事项进行叙述。 [关键词]：超高层；建筑；电气设计；注意事项 一、前言 超高层建筑的使用周期一般在30年到50年，投入使用后，建筑中的电气设备使用量会逐渐增加，而电气设备的可靠、安全运行对超高层建筑而言又极其重要，因此，这就对电气设计人员提出了更高的要求。 二、建筑电气设计的原则 1、满足建筑物的使用功能。 在高层建筑的电气设计过程中首先要以满足建筑物的使用功能，使电气设备正常使用不受影响，在高层建筑电气设计过程中要考虑用电高峰和未来十年内用电量的变化情况，使其能满足人们的正常生产和生活。在高层建筑电气设计中，线路的布置也要进行详细的考虑，以便能满足人们的使用要求。同时，还要做好电气设备的防雷接地工作，以保证电气设备的安全运行。 2、考虑实际经济效益。 高层建筑电气在设计的过程中要考虑其经济，目前电能作为人们生产和生活的主要能源，要做好高层建筑电气的节能设计，不能够单纯的因为节能而过多的消耗投资，从而增加了运行费用，而是应该让增加的投资部分能够在较短的时间内用减少电能损耗来进行弥补和回收。如变压器的功率损耗，传输电能线路上的有功损耗都是无用的能量损耗，又如量大面广的照明容量，宜采用先进技术使其能耗降低。 三、电气设计中的注意事项 1、超高层建筑中的负荷计算 负荷计算是供电设计的基础，超高层建筑中的负荷计算一般采用需要系数法，负荷计算是一个假想的持续性负荷。在配电设计中，通常采用30min的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据；计算负荷用来确定总的供电指标和电气设备的选择，以及为确定变配电所的数量和容量等提供依据。在超高层建筑中，根据建筑面积的大小和电气设备的使用情况对电力负荷要进行全面的计算和分析，是进行电气设计的前提。