淺談高層建筑結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展和應(yīng)用畢業(yè)論文

1、<p>　　本 科 生 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計）</p><p>　　題 目：淺談高層建筑結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展和應(yīng)用</p><p>　　學(xué)習(xí)中心： </p><p>　　層 次： ?？破瘘c本科 </p><p>　　專 業(yè)： 工程管理

2、 </p><p>　　年 級： 2011年 秋 季 </p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　學(xué) 生： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p>&

3、lt;p>　　完成日期： 2013年 7 月 1 日</p><p><b>　　內(nèi)容摘要</b></p><p>　　本文簡要介紹了高層、超高層建筑的結(jié)構(gòu)體系，以及結(jié)構(gòu)體系的特點及應(yīng)用,文章分析高層建筑結(jié)構(gòu)的六個特點，并介紹目前國內(nèi)高層建筑的四大結(jié)構(gòu)體系：框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)。</p><p>　　

4、關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)體系；框架結(jié)構(gòu)；剪力墻結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　內(nèi)容摘要I</b></p><p><b>　　引 言1</b></p><p><b>　　1 緒論2</b></

5、p><p>　　1.1 高層建筑發(fā)展情況2</p><p>　　1.2 高層建筑結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展和應(yīng)用情況2</p><p>　　2 高層建筑中常用結(jié)構(gòu)體系及特點4</p><p>　　2.1 框架結(jié)構(gòu)4</p><p>　　2.1.1 特點4</p><p>　　2.1.2 應(yīng)

6、用實例5</p><p>　　2.2 剪力墻結(jié)構(gòu)5</p><p>　　2.2.1 特點6</p><p>　　2.2.2 應(yīng)用實例6</p><p>　　2.3 框架-剪力墻結(jié)構(gòu)7</p><p>　　2.3.1 特點7</p><p>　　2.3.2 應(yīng)用實例8&l

7、t;/p><p>　　2.4 筒體結(jié)構(gòu)9</p><p>　　2.4.1 特點9</p><p>　　2.4.2 應(yīng)用實例10</p><p>　　2.5 巨型結(jié)構(gòu)11</p><p>　　2.5.1 特點11</p><p>　　2.5.2 應(yīng)用實例12</p>

8、<p>　　3 高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計特點13</p><p>　　3.1 水平荷載成為設(shè)計的決定性因素13</p><p>　　3.2 側(cè)移成為設(shè)計的控制指標(biāo)13</p><p>　　3.3 軸向變形的影響在設(shè)計中不容忽視14</p><p>　　3.4 延性成為結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要指標(biāo)14</p>&

9、lt;p>　　3.5 動力效應(yīng)大14</p><p>　　3.6 扭轉(zhuǎn)效應(yīng)大14</p><p>　　3.7 結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和抗傾覆14</p><p>　　3.8 溫差過大產(chǎn)生的溫度應(yīng)力及變形大15</p><p>　　4 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時選定結(jié)構(gòu)體系需要注意的問題16</p><p>　　4

10、.1 結(jié)構(gòu)的平面形狀及立面型式16</p><p>　　4.2 結(jié)構(gòu)剛度16</p><p>　　4.3 高寬比限制17</p><p>　　4.4 側(cè)向位移限制17</p><p>　　5 結(jié)論與展望18</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)19</b></p>

11、<p><b>　　引 言</b></p><p>　　近年來隨著世界人口的增加，住房緊張的問題越來越嚴(yán)重，傳統(tǒng)意義的住房已滿足不了人們的需求。在這種情況下，高層建筑因運而生。所以高層建筑是社會生產(chǎn)的需要和人類生活需求的產(chǎn)物，是現(xiàn)代工業(yè)化、商業(yè)化和城市化的必然結(jié)果。而科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，高強(qiáng)輕質(zhì)材料的出現(xiàn)以及機(jī)械化、電氣化在建筑中的實現(xiàn)等，為高層建筑的發(fā)展提供了技術(shù)條件和物質(zhì)基礎(chǔ)

12、。雖然高層現(xiàn)在也有很多缺點，但是隨著科技的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，高層建筑的缺點會逐步改正并成為未來大多人們的居住房。</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 高層建筑發(fā)展情況</p><p>　　19世紀(jì)末，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，鋼筋混領(lǐng)土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)在土木工程領(lǐng)域中代替?zhèn)鹘y(tǒng)的磚、石、木結(jié)構(gòu)得到了推廣和應(yīng)用，建筑

13、高度的增加、層數(shù)的增多、跨度的增大，現(xiàn)代意義上的高層建筑開始出現(xiàn)?；仡櫢邔咏ㄖ陌l(fā)展歷史，我們可以看到其中代表建筑是美國1931年建成的紐約帝國大廈（高381m，102層）、1972年建成的紐約世界貿(mào)易中心的姊妹樓（417m和415m，100層，“9.11”事件中被毀）和1974年建成的芝加哥西爾斯大廈（441.9m，110層），前蘇聯(lián)和波蘭與1953年和1955年分別漸層的莫斯科國立大學(xué)（239m，26層）和華沙科學(xué)文化宮（231m，

14、42層），1978年澳大利亞悉尼建成的MLC中心（229m65層）。1985年以來，亞洲的日本、韓國、馬來西亞、朝鮮及中國等國家迅速發(fā)展了高層及超高層建筑，其中有1996年建成的深圳的帝王大廈（高325m，69層）、廣州中信廣場（321.9，80層），1998年建成的吉隆坡石油大廈（400m，88層）上海金茂大廈（395m，69層）。將世界上最高的100幢高層建筑的建筑年代和在世界上各地的分布表作統(tǒng)計表（表1），則可看出：隨著時間推移2

15、0實</p><p>　　1.2 高層建筑結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展和應(yīng)用情況</p><p>　　隨著工業(yè)化、商業(yè)化、城市化的進(jìn)程，城市人口劇增，造成城市生產(chǎn)和生活用房緊張，地價昂貴，迫使建筑物向高空發(fā)展，由多層發(fā)展為高層。19 世紀(jì)末期，開始出現(xiàn)了現(xiàn)代形式的鋼框架和鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的高層建筑。1898 年修建的secodRandMeNa119 層大樓（美國，芝加哥），是世界上第一幢具有現(xiàn)代形式

16、的鋼框架結(jié)構(gòu)高層建筑。而最早的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)高層建筑，為世界上第一幢具有現(xiàn)代形式的鋼框架結(jié)構(gòu)高層建筑。而最早的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)高層建筑，為1903 年修建的位于美國Cincinnati 的InallaBuildin和法國巴黎Franklin 公寓。所以，現(xiàn)代形式的高層建筑，只有117 年的歷史。到了20 世紀(jì)50 年代以后，由于輕質(zhì)高強(qiáng)材料研制成功，抗風(fēng)、抗震結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展，新的設(shè)計計算理論的創(chuàng)立，電子計算機(jī)在設(shè)計中的應(yīng)用，以及新

17、的施工技術(shù)和機(jī)械不斷涌現(xiàn)，為大規(guī)模地、較經(jīng)濟(jì)地建造高層建筑提供了充分的條件，使高層建筑得到迅速發(fā)展。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)方面，其結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展歷程也類似于鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系，由最初的框架結(jié)構(gòu)（1903 年，glnallsBuildin ） 逐漸發(fā)展出框架剪力墻結(jié)構(gòu)</p><p>　　2 高層建筑中常用結(jié)構(gòu)體系及特點</p><p>　　高層建筑發(fā)展到今天，其結(jié)構(gòu)體系形式繁多，劃分標(biāo)準(zhǔn)也多種多

18、樣。高層建筑結(jié)構(gòu)體系的分類標(biāo)準(zhǔn)通常依據(jù)其豎向承重單體和抗側(cè)力單元的類型來劃分，通常分為以下幾種類型。</p><p><b>　　2.1 框架結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　框架結(jié)構(gòu)是由梁、柱等線型構(gòu)件通過節(jié)點連接在一起構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，其基本的豎向承重單體和抗側(cè)力單元為梁、柱通過節(jié)點連接形成的框架?？蚣芙Y(jié)構(gòu)最理想的施工材料是鋼筋混凝土，這是因為鋼筋混凝土節(jié)點具有天然的

19、剛性?？蚣芙Y(jié)構(gòu)體系也可以用于鋼結(jié)構(gòu)建筑中，但鋼筋結(jié)構(gòu)的抗彎節(jié)點處理費用相對較高。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)按施工方法的不同，可以分為以下四種。</p><p>　?。?）梁、板、柱全部現(xiàn)場澆注的現(xiàn)澆框架。</p><p>　?。?）樓板預(yù)制，梁、柱現(xiàn)場澆注的現(xiàn)澆框架。</p><p>　?。?）梁、板預(yù)制，柱現(xiàn)場澆注的半裝配式框架。</p><p>

20、　?。?）梁、板、柱全部預(yù)制的全裝配式框架。</p><p>　　2.1.1 特點 </p><p>　　1、框架結(jié)構(gòu)的位移特點</p><p>　　在水平荷載的作用下，框架結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生較大的側(cè)向位移，側(cè)移一般由以下兩部分組成：（1）由水平力所引起的傾覆力矩，使得框架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的整體彎曲變形，即柱子的軸向拉伸和壓縮所引起的側(cè)移；（2）由水平力所引起的樓層剪力，使得框架

21、結(jié)構(gòu)產(chǎn)生剪切變形，即框架整體受剪，層間梁、柱桿件發(fā)生彎曲而引起的水平位移?？蚣芙Y(jié)構(gòu)屬于柔性結(jié)構(gòu)，側(cè)移主要表現(xiàn)為整體剪切變形。當(dāng)框架結(jié)構(gòu)房屋的層數(shù)不多時，其側(cè)移主要表現(xiàn)為整體剪切變形，整體彎曲變形的影響很小。</p><p><b>　　2、框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點</b></p><p>　　框架結(jié)構(gòu)內(nèi)部比較空曠而且建筑平面布置靈活，可以做成具有較大空間的會議室、餐廳、辦公室、

22、實驗室等，同時便于門窗的靈活布置，立面也可以處理得富于變化，可以滿足各種不同用途的建筑的需求。</p><p><b>　　3、框架結(jié)構(gòu)的缺點</b></p><p>　　框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)件截面較小，抗側(cè)剛度較小，在強(qiáng)震作用下結(jié)構(gòu)的整體位移和層間位移都比較大，這對結(jié)構(gòu)構(gòu)件以及非結(jié)構(gòu)構(gòu)件都是不利的，容易加重震害。框架結(jié)構(gòu)的節(jié)點內(nèi)力集中，受力非常復(fù)雜，是結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的關(guān)鍵部位

23、。另外，由于框架結(jié)構(gòu)的受力特性和抗震性能的限制，使得他的適用高度受到限制，一般不宜超過60m。</p><p>　　2.1.2 應(yīng)用實例 </p><p>　　錢江國際時代廣場[是杭州商貿(mào)服務(wù)業(yè)“十一五”規(guī)劃重點建設(shè)項目，錢江新城重點建設(shè)項目。項目總占地面積約3萬平方米，總建筑面積約27.5萬平方米，總投資22億元，是區(qū)域內(nèi)規(guī)模最大的現(xiàn)代商務(wù)體之一，也是錢江新城地標(biāo)性的典范性商務(wù)建筑群。

24、　　錢江國際時代廣場物業(yè)類型涵蓋了寫字樓、星級酒店、酒店式公寓、精品商業(yè)等多種物業(yè)，圍繞著“商務(wù)”這一主題，打造成為集高端辦公、餐飲、金融、會務(wù)、休閑以及居住等功能于一體的一站式城市綜合體</p><p>　　2.2 剪力墻結(jié)構(gòu)</p><p>　　由墻體承受全部水平作用和豎向荷載的結(jié)構(gòu)體系成為剪力墻結(jié)構(gòu)體系。一般情況下，剪力墻結(jié)構(gòu)均做成落地形式，但是由于建筑功能及其他方面的要求，部分

25、剪力墻可能不能落地，如下圖2.1所示，即為此類部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)。</p><p>　　圖2.1 部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)立面布置示意圖</p><p>　　剪力墻結(jié)構(gòu)按照施工方法的不同，可以分為以下三種：</p><p>　?。?）剪力墻全部現(xiàn)澆的結(jié)構(gòu)；</p><p>　?。?）全部用預(yù)制墻板裝配而成的剪力墻結(jié)構(gòu)；</p>&l

26、t;p>　?。?）部分現(xiàn)澆、部分為預(yù)制裝配的剪力墻結(jié)構(gòu)。</p><p>　　2.2.1 特點 </p><p>　　1、剪力墻結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移特點</p><p>　　在承受水平力作用時，剪力墻相當(dāng)于一根懸臂深梁，其水平位移由彎曲變形和剪切變形兩部分組成，在高層建筑結(jié)構(gòu)中，框架柱的變形以剪切變形為主，剪力墻的變形以彎曲變形為主，其位移曲線呈彎曲性，特點是結(jié)構(gòu)

27、層間位移隨樓層的增高而增加。</p><p>　　2、剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點</p><p>　　相比框架結(jié)構(gòu)來說，剪力墻結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度大，整體性好，結(jié)構(gòu)頂點水平位移和層間位移通常較小，經(jīng)過恰當(dāng)設(shè)計的剪力墻結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能，結(jié)構(gòu)的用鋼量也較省。</p><p>　　3、剪力墻結(jié)構(gòu)的缺點</p><p>　　由于剪力墻結(jié)構(gòu)中采用了一定數(shù)量的墻體

28、用以承擔(dān)全部水平作用和豎向荷載，因此結(jié)構(gòu)的平面布置相對不靈活，結(jié)構(gòu)自重較大。</p><p>　　2.2.2 應(yīng)用實例 </p><p>　　南昌銘雅歐洲城位于南昌市日趨繁榮的新區(qū)紅谷灘內(nèi)，距離市政府僅2.5公里。整個項目占地5400畝，項目完工后將有350，000多平方米的歐洲式公寓和別墅。全部采用剪力墻結(jié)構(gòu)，抗震指標(biāo)符合國家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　2.

29、3 框架-剪力墻結(jié)構(gòu)</p><p>　　框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系是把框架和剪力墻兩種結(jié)構(gòu)共同組合在一起形成的結(jié)構(gòu)體系，豎向荷載由框架和剪力墻等豎向承重單體共同承擔(dān)，水平荷載則主要由剪力墻這一具有較大剛度的抗側(cè)力單元來承擔(dān)。</p><p>　　2.3.1 特點 </p><p>　　1、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移</p><p>　　框架-

30、剪力墻結(jié)構(gòu)很好的綜合了框架的剪切變形和剪力墻的彎曲變形的受力性能，它們的協(xié)同工作使各層層間變形趨于均勻，改善了純框架或者純剪力墻結(jié)構(gòu)中上部和下部樓層層間變形相差較大的缺點。</p><p>　　總體說來，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)彎-剪型變形：</p><p>　?。?）下部樓層：剪力墻位移較小，框架位移較大，剪力墻拉著框架，彎曲型變形。</p><p>　?。?）上部樓

31、層：剪力墻位移較大，框架位移較小，框架拉著剪力墻，剪切型變形。</p><p>　　2、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點</p><p>　　框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系綜合了框架和剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，并在一定程度上規(guī)避了兩者的缺點，達(dá)到了揚長避短的目的，使得建筑功能要求和結(jié)構(gòu)設(shè)計協(xié)調(diào)得比較好。它既具有框架結(jié)構(gòu)平面布置靈活、使用方便的特點，又具有較大的剛度和較好的抗震能力。因此，在高層建筑用應(yīng)用非常廣泛，它與

32、框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)一起構(gòu)成了目前最常用的三大常規(guī)結(jié)構(gòu)。</p><p>　　3、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)布置要點</p><p>　　框架—剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計成雙向抗側(cè)力體系。關(guān)鍵應(yīng)該注意剪力墻的數(shù)量和位置。如果剪力墻布置數(shù)量多，則結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度大，側(cè)向變形小，布置難度大；如果剪力墻布置的數(shù)量少，則結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度小，側(cè)向變形大，對框架的抗震要求高。因此在進(jìn)行框架—剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計時，對于剪力墻的布置

33、，應(yīng)注意以下一些要求：</p><p>　?。?）抗震設(shè)計時使各主軸方向側(cè)向剛度接近；</p><p><b>　?。?）對稱布置；</b></p><p>　?。?）貫穿建筑全高；</p><p>　　（4）布在周邊附近、樓梯間、電梯間、平面形狀變化處、豎向荷載變化處；</p><p>　　（5

34、）平面形狀凸凹較大時在突出部位的端部設(shè)置；</p><p><b>　?。?）形成翼墻；</b></p><p>　?。?）布置3片以上；</p><p>　?。?）間距不宜過大；</p><p>　　（9）不宜布置在長框架的兩端。</p><p>　　2.3.2 應(yīng)用實例 </p>

35、<p>　　非盟會議中心座落于埃塞俄比亞首都亞的斯亞貝巴市，總建筑面積48400平方米。該工程由辦公樓和會議廳兩部分組成，辦公樓共20層，高90米，采用框架－剪力墻結(jié)構(gòu)，有少量勁性鋼骨柱。鋼結(jié)構(gòu)主要分布在會議廳，會議廳又分中庭部分和大會議廳部分，其中中庭部分屋頂為框架結(jié)構(gòu)，主要構(gòu)件為H型鋼梁以及鋼梁之間的圓管支撐；大會議廳部分由側(cè)向鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和屋面鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)組成，側(cè)向鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)由H型周邊環(huán)梁、桁架支撐環(huán)梁、H型弧形豎向肋梁

36、、鋼管支撐與底部樹狀支撐組成；屋面鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)為橢圓形，由橢圓長軸方向的一榀管桁架和橢圓短軸方向的三榀管桁架以及其間的網(wǎng)殼圓管桿件組成。</p><p><b>　　2.4 筒體結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　由密柱高梁空間框架或空間剪力墻所組成，在水平荷載作用下起整體空間作用的抗側(cè)力構(gòu)件稱為筒體（由密柱框架組成的筒體稱為框筒；由剪力墻組成的筒體稱為薄壁筒）。由一個

37、或數(shù)個筒體作為主要抗側(cè)力構(gòu)件而形成的結(jié)構(gòu)稱為筒體結(jié)構(gòu)，它適用于平面或豎向布置繁雜、水平荷載大的高層建筑。</p><p>　　2.4.1 特點 </p><p>　　筒體結(jié)構(gòu)的類型很多，根據(jù)筒體的布置、組成和數(shù)量等，可以再分為：</p><p><b>　?。?）框筒結(jié)構(gòu)：</b></p><p>　　框筒結(jié)構(gòu)，如下圖

38、2.2所示。筒體通常放在建筑外圍，由間距很密的柱子與截面很高的梁組成，筒體內(nèi)設(shè)置了一些柱子以減小樓板和梁的跨度，這些柱子僅用來承受豎向荷載，不考慮其承受水平荷載。</p><p>　　圖2.2 框筒結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　密柱深梁：實際是一個開了很多很多窗洞的筒體，靠空間受力特性來抵抗水平力。整體像一個懸臂筒體一樣，剛度和承載力很大。水平荷載下樓板只是一個剛性隔板，保證框筒的側(cè)向

39、穩(wěn)定和剛度，有如竹子中的竹節(jié)，樓板中的板、梁按承受垂直荷載要求單體設(shè)計。</p><p><b>　?。?）筒中筒結(jié)構(gòu):</b></p><p>　　筒中筒結(jié)構(gòu)，如下圖2.3所示。一般用實腹筒做內(nèi)筒，框筒或桁架筒做外筒。內(nèi)筒可集中布置電梯、樓梯、豎向管道等。框筒的側(cè)向變形以剪切變形為主，內(nèi)筒一般以彎曲變形為主，二者通過樓板聯(lián)系，共同抵抗水平荷載，其協(xié)同工作原理與框架-

40、剪力墻結(jié)構(gòu)類似。</p><p>　　圖2.3 筒中筒結(jié)構(gòu)示意圖</p><p><b>　?。?）桁架筒結(jié)構(gòu)：</b></p><p>　　用稀柱、淺梁和支撐斜桿組成桁架，布置在建筑物周邊，形成桁架筒結(jié)構(gòu)。桁架筒結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點是柱距大，支撐斜桿橫跨建筑的一個面的邊長，豎向跨越幾個樓層，形成巨型桁架，4片桁架圍成桁架筒，形成整體懸臂結(jié)構(gòu)。剛度

41、大，比框筒結(jié)構(gòu)更能充分利用材料。</p><p>　?。?）多筒結(jié)構(gòu)—成束筒結(jié)構(gòu):</p><p>　　成束筒是由若干單筒集成一體成束狀，形成空間剛度極大的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。自下而上逐漸減少筒體數(shù)量的處理手法，使高層建筑結(jié)構(gòu)更加經(jīng)濟(jì)合理。但這些逐漸減少的筒體結(jié)構(gòu)，應(yīng)對稱于建筑物的平面中心。</p><p>　　2.4.2 應(yīng)用實例 </p><p&g

42、t;　　北京銀泰中心（Beijing Yintai Centre）位于建國門外大街2號，地處北京中央商務(wù)區(qū)(CBD)核心地帶，北臨長安街，東接三環(huán)路，踞國貿(mào)橋“金十字”西南角。根據(jù)首都規(guī)劃委員會規(guī)劃，長安街兩邊建筑限高250米，北京銀泰中心中央主樓高249.9米、63層，是長安街上的最高建筑。其建設(shè)與規(guī)劃，經(jīng)國務(wù)院總理辦公會審批，曾連續(xù)多年列為北京市重點建設(shè)項目。其結(jié)構(gòu)類型中央主樓純鋼結(jié)構(gòu)，東西兩側(cè)寫字樓鋼、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 。建筑高度

43、249.90米 ，占地面積：31,305平方米 北京銀泰中心擁有的凱悅酒店及度假村集團(tuán)在大中華地區(qū)首家精品酒店——北京柏悅酒店，是凱悅集團(tuán)在中國投資并全盤管理的第一個項目，　與一般建筑不同，北京銀泰中心把酒店服務(wù)式公寓和酒店統(tǒng)一設(shè)置在整個建筑群的中央主樓，完美詮釋“王者必居天下之中”的居住理念。把三幢塔樓連接在一起，將其變成全新概念的高品位商業(yè)、休閑、健康、美食及娛樂生活目的地，總面積52,199平方米，其中4層(地上3層、地下1層)近

44、25,000平方米的商業(yè)配套設(shè)施薈萃頂級奢華品牌旗艦店、會議宴會設(shè)施、中西餐飲和健身休閑等設(shè)施。銀泰中心東西兩棟智能5A甲級寫字</p><p><b>　　2.5 巨型結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　巨型結(jié)構(gòu)，如下圖2.4所示。利用筒體作為柱子，在各筒體之間每隔數(shù)層用巨型梁相連，筒體和巨型梁即構(gòu)成巨型框架。</p><p>　　圖2.4

45、 巨型框架結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　2.5.1 特點 </p><p>　　巨型框架具有很大的承載能力和側(cè)向剛度。由于它可以看作是由兩級框架組成，第一級為巨型框架，是承載的主體；第二級是位于巨型框架單元內(nèi)的輔助框架（只承受豎向荷載），也起承載作用。因此，這種結(jié)構(gòu)是具有兩道抗震防線的抗震結(jié)構(gòu)，具有良好的抗震性能。</p><p>　　2.5.2 應(yīng)用實例 &

46、lt;/p><p>　　上海環(huán)球金融中心位于中國上海陸家嘴，比鄰金茂大廈，2008年建成。地上10層，地下3層，高492m，是目前中國第一高樓、世界第三高樓。是以辦公為主，集商貿(mào)、賓館、觀光、會議等于一體的綜合型大廈。 該樓為鋼與鋼筋混凝土的混合結(jié)構(gòu)，為筒中筒結(jié)構(gòu)。六層以下的結(jié)構(gòu)體系采用鋼筋混凝土周邊剪力墻、交叉剪力墻和翼墻組成的傳力體系。六層以上的內(nèi)筒為鋼筋混凝土核心筒，外筒為型鋼混凝土巨型柱、鋼管混凝土

47、巨型斜撐和鋼帶狀桁架組成的巨型結(jié)構(gòu)，內(nèi)外筒之間通過伸臂桁架連接。</p><p>　　3 高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計特點</p><p>　　由于高層建筑的各片豎向平面結(jié)構(gòu)（或稱抗側(cè)力結(jié)構(gòu)）的剛度、形式并不相同，變形特征也不一樣，導(dǎo)致其不能簡單地像一般房屋那樣由受荷面積和間距對荷載進(jìn)行分配，否則會使抗側(cè)力剛度大的結(jié)構(gòu)分配到的水平力過小。因此，首先需要了解高層建筑結(jié)構(gòu)的特點。</p>

48、<p>　　3.1 水平荷載成為設(shè)計的決定性因素</p><p>　　對一般建筑物，其材料用量、造價及結(jié)構(gòu)方案的確定主要由豎向荷載控制，而在高層建筑結(jié)構(gòu)中，高寬比增大，水平荷載(包括風(fēng)力和地震力)產(chǎn)生的側(cè)移和內(nèi)力所占比重增大，成為確定結(jié)構(gòu)方案、材料用量和造價的決定因素。其根本原因就是側(cè)移和內(nèi)力隨高度的增加而迅速增長。例如一豎向懸臂桿件在豎向荷載作用下產(chǎn)生的軸力僅與高度成正比，但在水平荷載作用下的彎矩

49、和側(cè)移卻分別與高度呈二次方和四次方的曲線關(guān)系。</p><p>　　圖3.1 結(jié)構(gòu)內(nèi)力、位移與高度的關(guān)系</p><p>　　因此，當(dāng)建筑物達(dá)到一定高度或?qū)訑?shù)之后，內(nèi)力和位移均急劇增加。如圖3.1所示，除了軸向力N與高度成正比外，彎矩M與位移Δ都呈指數(shù)曲線上升，因此，隨著高度的增加，水平荷載將成為控制結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要因素，結(jié)構(gòu)側(cè)移成為結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要控制目標(biāo)。</p><

50、p>　　3.2 側(cè)移成為設(shè)計的控制指標(biāo)</p><p>　　在高層建筑結(jié)構(gòu)中，除了像多層和低層房屋一樣進(jìn)行強(qiáng)度計算外，還必須控制其側(cè)移的大小，以保證高層建筑結(jié)構(gòu)有足夠的剛度，避免側(cè)移過大。</p><p>　?。?）結(jié)構(gòu)頂點的側(cè)移與結(jié)構(gòu)高度的四次方成正比</p><p>　?。?）結(jié)構(gòu)的側(cè)移與結(jié)構(gòu)的使用功能和安全有著密切的關(guān)系；</p><

51、;p>　　過大側(cè)移會使人產(chǎn)生不安全感；過大側(cè)移會使填充墻和主體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫或損壞，影響正常使用；因P-△效應(yīng)而使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加內(nèi)力，甚至破壞。</p><p>　　3.3 軸向變形的影響在設(shè)計中不容忽視</p><p>　　在一般房屋結(jié)構(gòu)分析中，通常只考慮構(gòu)件彎曲變形的影響，而忽略構(gòu)件軸向變形和剪切變形的影響，因為一般來說其構(gòu)件的軸力和剪力產(chǎn)生的影響很小。而對于高層建筑結(jié)構(gòu)，由于層數(shù)

52、多、高度高，軸力很大，從而沿高度逐漸積累的軸向變形很顯著，中部構(gòu)件與邊部、角部構(gòu)件的軸向變形差別大，對結(jié)構(gòu)內(nèi)力分配的影響大，因而構(gòu)件中的軸向變形影響必須加以考慮；</p><p>　?。?）豎向荷載產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)軸向變形對其內(nèi)力及變形的影響;</p><p>　?。?）水平荷載的影響</p><p>　　水平荷載作用下，使豎向結(jié)構(gòu)體系一側(cè)構(gòu)件產(chǎn)生軸向壓縮，另一側(cè)構(gòu)件產(chǎn)生

53、軸向拉伸，從而產(chǎn)生整體水平側(cè)移。</p><p>　　3.4 延性成為結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要指標(biāo)</p><p>　　相對于低層建筑而言，高層建筑更柔一些，在地震作用下的變形更大一些。為了使結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性變形階段后仍具有較強(qiáng)的變形能力，避免倒塌，特別需要在構(gòu)造上采取適當(dāng)?shù)拇胧瑏肀ＷC結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。</p><p>　?。?）延性表示構(gòu)件和結(jié)構(gòu)屈服后，具有承載能力不降

54、低、具有足夠塑性變形能力的一種性能。</p><p>　　（2）結(jié)構(gòu)的抗震性能決于其“能量吸收與耗散”能力的大小，即決于結(jié)構(gòu)延性的大小。</p><p>　?。?）為了保證結(jié)構(gòu)具有較好的抗震性能，除承載力、剛度外，還需要有較好的延性?？赏ㄟ^加強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計，采取恰當(dāng)?shù)目拐饦?gòu)造措施來保證。</p><p>　　3.5 動力效應(yīng)大</p><p

55、>　　結(jié)構(gòu)本身的特點不同，如結(jié)構(gòu)的類型與形式，結(jié)構(gòu)的高度與高寬比，自振周期與材料的阻尼比等的不同，結(jié)構(gòu)受到地震作用或風(fēng)荷載作用時，產(chǎn)生的動力效應(yīng)嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)物的正常使用，甚至造成房屋的破壞。</p><p>　　3.6 扭轉(zhuǎn)效應(yīng)大</p><p>　　當(dāng)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量分布、剛度分布不均勻時，高層建筑結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下容易產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)作用，扭轉(zhuǎn)作用會使抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的側(cè)移發(fā)生變化，影響各

56、個抗側(cè)力結(jié)構(gòu)構(gòu)件及其他構(gòu)件的內(nèi)力與變形。</p><p>　　3.7 結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和抗傾覆</p><p>　　必須重視結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定和抗傾覆問題。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)該重視結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性與結(jié)構(gòu)的抗傾覆能力，防止結(jié)構(gòu)發(fā)生整體失穩(wěn)的破壞情況。</p><p>　　3.8 溫差過大產(chǎn)生的溫度應(yīng)力及變形大</p><p>　　當(dāng)建筑物高度很

57、大時，結(jié)構(gòu)內(nèi)力與上下的溫差過大而產(chǎn)生的溫度內(nèi)力和溫度位移也是高層建筑結(jié)構(gòu)的一種特點。</p><p>　　4 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時選定結(jié)構(gòu)體系需要注意的問題</p><p>　　對于高層建筑結(jié)構(gòu)，可以設(shè)想成為一個從地基升起的豎向懸壁構(gòu)件，承受水平側(cè)向荷載和豎向重力荷載的作用。側(cè)向荷載是由風(fēng)吹向建筑物引起的水平壓力和水平吸力，或者是由地震時地面晃動引起的水平慣性力。重力荷載則是建筑物自身的總

58、重力荷載。這些側(cè)向荷載和重力荷載的組合，趨向于既可能將它推倒（受彎曲），又可能將它切斷（受剪切），還可能使它的地基發(fā)生過大的變形，使整個建筑物傾斜或滑移。對抗彎曲而言，結(jié)構(gòu)體系要做到不使建筑物發(fā)生傾覆，其支撐體系的構(gòu)件不致被壓碎、壓屈或拉斷，其彎曲側(cè)移不超過彈性可恢復(fù)極限；對抗剪切來說，結(jié)構(gòu)體系要做到不使建筑物被剪斷，其剪切側(cè)移不超過彈性可恢復(fù)極限；對地基和基礎(chǔ)來說，結(jié)構(gòu)體系的各支撐點之間不應(yīng)發(fā)生過大的不均勻變形，地基和地下結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受

59、側(cè)向荷載引起的水平剪力，并不引起水平滑移。由于風(fēng)力和水平地震作用力對于高層建筑是動荷載，使建筑結(jié)構(gòu)抗彎曲和抗剪切時都處于運動狀態(tài)，就會導(dǎo)致建筑物中的人有震動的感覺，使人有不舒服感。如果建筑物晃動得太厲害，還會使非結(jié)構(gòu)構(gòu)件（如玻璃窗、隔墻、裝飾物等）斷裂，甚至危及屋外行人的安全。所以，高層建筑結(jié)構(gòu)要避免過大的震動。</p><p>　　4.1 結(jié)構(gòu)的平面形狀及立面型式</p><p>　　

60、一方面，因為樓房自重和樓面使用荷載在豎構(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，僅與樓房高度的一次方成正比；而水平荷載對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩，以及由此在豎構(gòu)件中引起的軸力，是與樓房高度的兩次方成正比；另一方面，對某一定高度樓房來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用，其數(shù)值是隨結(jié)構(gòu)動力特性的不同而有較大幅度的變化。</p><p><b>　　4.2 結(jié)構(gòu)剛度</b></p&

61、gt;<p>　　高層建筑的抗側(cè)剛度對結(jié)構(gòu)的抗震性能有很大影響，應(yīng)設(shè)計得剛些還是柔些，不同的設(shè)計有不同的做法，因此各結(jié)構(gòu)物的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)相差較大。產(chǎn)生的變形對構(gòu)件內(nèi)力的影響也是不一樣的。因此，雖然△u/h有限值要求，但不同的算法所得的數(shù)值有時會相差幾倍，所以△u/h實際上失去了指導(dǎo)意義。另外，衡量填充墻、裝飾物等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的開裂的損壞與否，用△u/h來控制也不是最妥當(dāng)，如非結(jié)構(gòu)構(gòu)件與主體結(jié)構(gòu)之間是剛性連接，則應(yīng)主要看其主拉應(yīng)力

62、是否超出材料的開裂強(qiáng)度和破壞強(qiáng)度；若非結(jié)構(gòu)構(gòu)件與主體結(jié)構(gòu)是柔性連接且連接材料具有較好的變形能力，則△u/h超出限值也并不會破壞</p><p>　　4.3 高寬比限制</p><p>　　《鋼筋混凝土高層建筑設(shè)計與施工規(guī)程》(JGJ3-91)中對高層建筑的結(jié)構(gòu)高寬比H/B進(jìn)行限值的目的是為了保證結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性和不傾覆。一般而言，隨著建筑物高度的增加，傾覆力矩也將迅速增大，高寬比大的結(jié)構(gòu)

63、其安全性和經(jīng)濟(jì)性較差，所以高寬比限值原則上是需要的。但目前高寬比限值中考慮的《鋼筋混凝土高層建筑設(shè)計與施工規(guī)程》(JGJ3-91)中對高層建筑的結(jié)構(gòu)高寬比H/B進(jìn)行限值的目的是為了保證結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性和不傾覆。一般而言，隨著建筑物高度的增加，傾覆力矩也將迅速增大，高寬比大的結(jié)構(gòu)其安全性和經(jīng)濟(jì)性較差，所以高寬比限值原則上是需要的。但目前高寬比限值中考慮</p><p>　　4.4 側(cè)向位移限制</p>

64、<p>　　高層建筑中，豎向荷載數(shù)值很大，能夠在柱中引起較大的軸向變形，從而會對連續(xù)梁彎矩產(chǎn)生影響，造成連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值減小，跨中正彎矩之和端支座負(fù)彎矩值增大；還會對預(yù)制構(gòu)件的下料長度產(chǎn)生影響，要求根據(jù)軸向變形計算值，對下料長度進(jìn)行調(diào)整；另外對構(gòu)件剪力和側(cè)移產(chǎn)生影響，與考慮構(gòu)件豎向變形比較，會得出偏于不安全的結(jié)果。與較低樓房不同，結(jié)構(gòu)側(cè)移已成為高樓結(jié)構(gòu)設(shè)計中的關(guān)鍵因素。隨著樓房高度的增加，水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形

65、迅速增大，因而結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的側(cè)移應(yīng)被控制在某一限度之內(nèi)。</p><p><b>　　5 結(jié)論與展望</b></p><p>　　基于現(xiàn)在世界在不斷的變化，社會上人口的增加，用地越來越緊張。世界上尤其使亞洲的高層建筑的發(fā)展勢頭還將持續(xù)下去，成為高層建筑的新櫥窗。建筑的體型將更加復(fù)雜和多樣化、智能化、生態(tài)化、摩天化、動人化。，在結(jié)構(gòu)體系上也絕不會停留在原有的幾

66、種形式上，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，為更好地滿足建筑的功能和建筑藝術(shù)上的需求，將會創(chuàng)造出更多，更新的，更符合廣大人們需求的結(jié)構(gòu)體系。在高層建筑的設(shè)計中，也將更多地采用計算機(jī)分析和繪圖，并編制出集建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備、電氣為一體的集成化程序，使高層建筑的設(shè)計更加趨近于完善和快捷。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] GB50011－2001建