高层建筑结构设计 - Xi'an University of ...netedu.xauat.edu.cn/.../wangluoziyuan/dzja/1.pdf · 第1章绪论 1.1 概述 3）国际上 1972年国际高层建筑会议将高层建筑分为4类：

第第 11章章绪绪论论

高层建筑结构设计高层建筑结构设计

西安建筑科技大学西安建筑科技大学

土木工程学院土木工程学院

史庆轩史庆轩


高层建筑结构设计高层建筑结构设计11、学习本门课程的重要性、学习本门课程的重要性

1)1)一门主要专业课之一；一门主要专业课之一；

22）与先修课程密切联系；）与先修课程密切联系；

33）与毕业设计和毕业后从事专业工作密切相关；）与毕业设计和毕业后从事专业工作密切相关；

44）培养实践能力和创新精神。）培养实践能力和创新精神。

22、本门课程的主要内容、本门课程的主要内容

11）绪论；）绪论； 22）结构体系和结构布置；）结构体系和结构布置；

33）高层建筑荷载；）高层建筑荷载； 44）结构计算和设计要求；）结构计算和设计要求；

55）剪力墙结构设计；）剪力墙结构设计； 66）框）框--剪结构设计；剪结构设计；

77）筒体结构设计）筒体结构设计 ; 7) ; 7) 复杂高层建筑结构；复杂高层建筑结构；

88）高层建筑钢结构和混合结构；）高层建筑钢结构和混合结构；99）计算机分析方法和程序。）计算机分析方法和程序。


33、学习本门课程中可能出现的几个矛盾？、学习本门课程中可能出现的几个矛盾？

11））课时少与课程内容较多（抓住内容主线、重点突出）课时少与课程内容较多（抓住内容主线、重点突出）

22））推导多、公式多（掌握思路、理解推导原理）推导多、公式多（掌握思路、理解推导原理）

44、教学方法和手段、教学方法和手段

11）传统教学与多媒体教学相结合；）传统教学与多媒体教学相结合；

22）请同学们多提出问题，进行研讨。）请同学们多提出问题，进行研讨。


主要内容主要内容：：

主要内容主要内容

1.1 1.1 概概述述

1.2 1.2 高层建筑结构的设计特点高层建筑结构的设计特点

1.3 1.3 高层建筑结构的类型高层建筑结构的类型

1.4 1.4 高层建筑的发展概况高层建筑的发展概况

第第11章章绪论绪论


1.1 1.1 概概述述

问题：高层建筑的定义高层建筑的定义？？通常以建筑的高度和层数两个指标来判定，但世界范围内目前还没通常以建筑的高度和层数两个指标来判定，但世界范围内目前还没

有一个统一的划分标准。有一个统一的划分标准。

1）国外：

（（11）美国规定：高度）美国规定：高度22~25m22~25m以上或以上或77层以上建筑为高层建筑；层以上建筑为高层建筑；

（（22）英国规定：高度）英国规定：高度24.3m24.3m以上的建筑为高层建筑；以上的建筑为高层建筑；

（（33）日本规定：）日本规定：88层以上或高度超过层以上或高度超过31m31m的建筑为高层建筑。的建筑为高层建筑。

2）我国：

（（11））《《高层民用建筑设计规范高层民用建筑设计规范》》GB50045GB50045--95 95 和和《《高层民用建筑高层民用建筑

设计防火规范设计防火规范》》 GBJ50045GBJ50045--20022002和和规定：≥规定：≥1010层的居住建筑（包括层的居住建筑（包括

首层设置商业服务网点的住宅）或≥首层设置商业服务网点的住宅）或≥24m24m的公共建筑。的公共建筑。

（（22））《《高层建筑混凝土结构技术规程高层建筑混凝土结构技术规程》》（（JGJ3JGJ3--20022002）规定：）规定：

≥≥1010层层或或 ≥≥28m28m；（本课程内容的依据）；（本课程内容的依据）

1.1 概述


1.1 1.1 概概述述

3）国际上

19721972年国际高层建筑会议将高层建筑分为年国际高层建筑会议将高层建筑分为44类：类：

第一类为第一类为99～～1616层（最高层（最高5050米）米）

第二类为第二类为1717～～2525层（最高层（最高7575米米))第三类为第三类为2626～～4040层（最高层（最高100100米）米）

第四类为第四类为4040层以上层以上((高于高于100100米）米）

注：高层建筑高度一般是指从室外地面至檐口或主要屋面的距离，高层建筑高度一般是指从室外地面至檐口或主要屋面的距离，

不包括局部突出屋面的楼电梯间、水箱间、构架等高度。不包括局部突出屋面的楼电梯间、水箱间、构架等高度。

4）超高层建筑

最初来源于日本，最初来源于日本，19951995年出现英文词条年出现英文词条SuperSuper--tall building tall building ；；没有明确的分界线和规定，一般泛指某个国家和地区内较高的高没有明确的分界线和规定，一般泛指某个国家和地区内较高的高

层建筑；层建筑；

通常将高度超过通常将高度超过 100m 100m 或层数在或层数在 30 30 层以上的高层建筑称为超高层层以上的高层建筑称为超高层

建筑。建筑。


本节小结：

11）多少层数或多少高度以上的建筑为高层建筑，全世界至今没）多少层数或多少高度以上的建筑为高层建筑，全世界至今没

有一个统一的划分标准，不同的国家、不同的年代，其规定也有一个统一的划分标准，不同的国家、不同的年代，其规定也

不一样不一样

22）高层建筑的规定与一个国家当时的经济条件、建筑技术、电）高层建筑的规定与一个国家当时的经济条件、建筑技术、电

梯设备、消防装置等许多因素有关。梯设备、消防装置等许多因素有关。

33）超高层建筑也没有统一划分标准，一般一般泛指某个国家和）超高层建筑也没有统一划分标准，一般一般泛指某个国家和

地区内较高的高层建筑。地区内较高的高层建筑。

1.1 1.1 概概述述



问题：与多层建筑相比有哪些的设计特点与多层建筑相比有哪些的设计特点？？

11、水平荷载成为设计的决定性因素、水平荷载成为设计的决定性因素

11）竖向荷载产生轴向压力与结构高度的一次方成正比；）竖向荷载产生轴向压力与结构高度的一次方成正比；

22）水平荷载产生的倾覆力矩以及轴力与高度的二次方成正比。）水平荷载产生的倾覆力矩以及轴力与高度的二次方成正比。

1.2 高层建筑结构的设计特点



22、侧移成为设计的控制指标、侧移成为设计的控制指标

11）结构顶点的侧移）结构顶点的侧移ut与结构高度与结构高度H 的四次方成正比；的四次方成正比；

22）结构侧移与结构的使用功能和安全有着密切的关系；）结构侧移与结构的使用功能和安全有着密切的关系；

过大侧移会使人产生不安全感；过大侧移会使人产生不安全感；

使填充墙和主体结构出现裂缝或损坏，影响正常使用；使填充墙和主体结构出现裂缝或损坏，影响正常使用；

因因PP--△△效应而使结构产生的附加内力，甚至破坏。效应而使结构产生的附加内力，甚至破坏。

33）选择合理的抗侧力结构体系，使结构不仅具有较大的）选择合理的抗侧力结构体系，使结构不仅具有较大的

承载力，而且还应具有较大的侧向刚度。承载力，而且还应具有较大的侧向刚度。



33、、轴向变形的影响在设计中不容忽视轴向变形的影响在设计中不容忽视

11）竖向荷载产生的结构轴向变形对其内力及变形的影响）竖向荷载产生的结构轴向变形对其内力及变形的影响;;

2)2)对预制构件的下料长度和楼面标高会产生较大的影响；对预制构件的下料长度和楼面标高会产生较大的影响；

Houston 75Houston 75层的某商业大厦，采用剪力墙和钢柱混合体系，由于层的某商业大厦，采用剪力墙和钢柱混合体系，由于

钢柱负荷较大，其底层钢柱压缩变形比墙多钢柱负荷较大，其底层钢柱压缩变形比墙多260mm260mm。。



3）水平荷载产生的结构轴向变）水平荷载产生的结构轴向变

形对其内力及侧移的影响形对其内力及侧移的影响

水平荷载下，使结构一侧构件水平荷载下，使结构一侧构件

产生轴向压缩，另一侧构件产生产生轴向压缩，另一侧构件产生

轴向拉伸，从而加大结构的水平轴向拉伸，从而加大结构的水平

侧移。侧移。

表中为某双肢剪力墙不考虑轴表中为某双肢剪力墙不考虑轴

向变形的计算误差。向变形的计算误差。

由表可知，结构层数越高，轴向变形所产生的影响越大。由表可知，结构层数越高，轴向变形所产生的影响越大。




44、延性成为结构设计的重要指标、延性成为结构设计的重要指标

11）延性表示构件和结构屈服后，）延性表示构件和结构屈服后，

在承载力不明显降低情况下、具有在承载力不明显降低情况下、具有

足够塑性变形能力的一种性能。足够塑性变形能力的一种性能。

22）延性系数）延性系数μ：用来衡量延性的大小。：用来衡量延性的大小。

33）结构的抗震性能决于其）结构的抗震性能决于其““能量吸收与耗散能量吸收与耗散””能力的大小，即能力的大小，即

决于结构延性的大小。决于结构延性的大小。

44）为保证结构具有较好的抗震性能，除承载力、刚度外，还）为保证结构具有较好的抗震性能，除承载力、刚度外，还

需有较好的延性。需有较好的延性。

u

y

μ Δ=Δ

P

△u

a

b

cfu

fy

△y

P

△u

a

b

cfu

fy

△y

P

△u

aa

bb

ccfu

fyfy

△y



55、结构材料用量显著增加、结构材料用量显著增加

11）对于高层结构，随高度增大，）对于高层结构，随高度增大，

材料用量增大较多。材料用量增大较多。

22）特别是水平荷载对材料用量影）特别是水平荷载对材料用量影

响较大。响较大。

33）结构方案对材料用量影响很）结构方案对材料用量影响很

大，水平力作用下对结构优化设计至大，水平力作用下对结构优化设计至

关重要。关重要。

如高如高381m381m的帝国大厦，采用平面框的帝国大厦，采用平面框

架结构体系，用钢量为架结构体系，用钢量为206kg/m206kg/m22；采；采

用筒体结构用筒体结构,,高高344m344m的约翰的约翰..汉考克大汉考克大

厦用钢量仅为厦用钢量仅为146kg/m146kg/m22，高，高443m443m的西的西

尔斯大厦用钢量仅为尔斯大厦用钢量仅为161kg/m161kg/m22。。


本节小结

11）高层建筑同时承受竖向和水平荷载，随层数的增加，水平荷载）高层建筑同时承受竖向和水平荷载，随层数的增加，水平荷载

已成为结构设计的决定因素，侧移成为设计的控制指标。水平荷载已成为结构设计的决定因素，侧移成为设计的控制指标。水平荷载

产生的内力与高度的二次方成正比，侧移与高度的四次方成正比。产生的内力与高度的二次方成正比，侧移与高度的四次方成正比。

22）对高层建筑，水平荷载和竖向荷载产生的轴力均很大，不容忽）对高层建筑，水平荷载和竖向荷载产生的轴力均很大，不容忽

略。略。

33）为保证高层建筑的抗震性能，结构应具有较大的延性。）为保证高层建筑的抗震性能，结构应具有较大的延性。

44）高层建筑的材料用量随高度增加而加大，可通过优化设计减小）高层建筑的材料用量随高度增加而加大，可通过优化设计减小

材料用量。材料用量。




问题：按使用的材料，高层建筑结构的类型按使用的材料，高层建筑结构的类型？？

11、砌体结构、砌体结构

优点：优点：取材容易、施工简便、造价低廉；取材容易、施工简便、造价低廉；

缺点：缺点：脆性材料，其抗拉、脆性材料，其抗拉、抗弯、抗剪强度均较低，抗震性能抗弯、抗剪强度均较低，抗震性能

较差；较差；

配筋砌体可改善砌体的受力性能，但较少用于高层。配筋砌体可改善砌体的受力性能，但较少用于高层。

公元公元524524年的河南嵩岳寺塔年的河南嵩岳寺塔(15(15层简筒结构，高层简筒结构，高50m)50m)公元公元704704年的西安大雁塔年的西安大雁塔(7(7层砖木结构，总高层砖木结构，总高64m)64m)公元公元10551055年的河北定县料敌塔年的河北定县料敌塔(11(11层筒体结构，高层筒体结构，高82m)82m)

按使用的材料，高层建筑可采用砌体结构、混凝土结构、按使用的材料，高层建筑可采用砌体结构、混凝土结构、

钢结构和钢钢结构和钢--混凝土混合结构等类型。混凝土混合结构等类型。

1.3 高层建筑结构的类型



22、、混凝土结构混凝土结构

优点：优点：取材容易、良好耐久性和耐火性、承载取材容易、良好耐久性和耐火性、承载

能力大，刚度好、节约钢材、降低造价、可模性能力大，刚度好、节约钢材、降低造价、可模性

好；好；

缺点：缺点：自重大、构件截面较大、施工工序复杂、自重大、构件截面较大、施工工序复杂、

建造周期较长且受季节的影响；建造周期较长且受季节的影响；

应用情况：应用情况：我国绝大多数高层建筑都是采用混我国绝大多数高层建筑都是采用混

凝土结构，今后仍将是高层建筑发展的主流。凝土结构，今后仍将是高层建筑发展的主流。

最早最早混凝土框架结构高层建筑，是混凝土框架结构高层建筑，是19031903年在美年在美

国辛辛那提建造的因格尔斯大楼，国辛辛那提建造的因格尔斯大楼，1616层，高层，高64m64m。。

目前世界上目前世界上最高的最高的混凝土建筑为香港中环广场混凝土建筑为香港中环广场

达达7878层层374m374m、其次是平壤柳京饭店达、其次是平壤柳京饭店达105105层层300m300m

平壤市的柳京饭店平壤市的柳京饭店



33、、钢结构钢结构

优点：优点：材料强度高、截面小、自重材料强度高、截面小、自重

轻、塑性和韧性好、制造简便、施工周轻、塑性和韧性好、制造简便、施工周

期短、抗震性能好；期短、抗震性能好；

缺点：缺点：用钢量大、造价高、防火性用钢量大、造价高、防火性

能差、刚度差；能差、刚度差；

应用情况：应用情况：美国、日本等从钢结构美国、日本等从钢结构

起步建造高层建筑的国家已转向发展混起步建造高层建筑的国家已转向发展混

凝土结构。我国采用钢结构的高层建筑凝土结构。我国采用钢结构的高层建筑

不断的增多；不断的增多；

目前世界上最高的钢结构建筑为美目前世界上最高的钢结构建筑为美

国芝加哥西尔斯大厦，国芝加哥西尔斯大厦，110110层、高层、高443m443m。。芝加哥西尔斯大厦芝加哥西尔斯大厦(Sears Tower)(Sears Tower)，，

110110层，高层，高443m443m，钢结构，钢结构



纽约世界贸易中心



定义：钢定义：钢--混凝土组合结构、钢混凝土组合结构、钢--混凝土混合结构混凝土混合结构

（（11））组合结构：组合结构：将钢骨放在构件内部或外部，采用外包或内将钢骨放在构件内部或外部，采用外包或内

填混凝土，称为钢骨混凝土填混凝土，称为钢骨混凝土或钢管混凝土。（形成组合构件）或钢管混凝土。（形成组合构件）

（（22））混合结构：混合结构：指由钢构件、钢筋混凝土构件或钢骨混凝土指由钢构件、钢筋混凝土构件或钢骨混凝土

组合构件一起组成的空间结构。（形成混合结构）组合构件一起组成的空间结构。（形成混合结构）

44、钢、钢--混凝土组合结构或混合结构混凝土组合结构或混合结构

不仅具有钢结构自重轻、截面尺寸小、施工进度快、抗震不仅具有钢结构自重轻、截面尺寸小、施工进度快、抗震

性能好等特点，同时还兼有混凝土结构刚度大、防火性能好、性能好等特点，同时还兼有混凝土结构刚度大、防火性能好、

造价低的优点。造价低的优点。

近年来，这种结构形式逐渐增多，而且发展前景非常好。近年来，这种结构形式逐渐增多，而且发展前景非常好。


RC核心筒+外框型钢混凝土柱及钢柱，88层，高420m， 7度抗震设防

上海金茂大厦

办公层平面

客房平面

第88层平面

剖面



上海环球金融中心

RC核心筒+外伸桁架和巨型（型钢）柱

(三重结构体系)， 101层，高492m，7度抗震设防

核芯筒底部剪力墙



台北101金融大楼高508米，超

过美国芝加哥的西尔斯大楼，

马来西亚双塔等大楼，成为新的

全球第一高楼。

采用方钢管混凝土柱，混凝土核

心筒混合结构。


大楼历时5年多，耗资600亿币。

总面积7万多平方米，共容纳了

160多家商店。(包括地下5层、

地上101层）。


台北101大楼

被称为“台北新地标”的101大楼于1998年1月动工，主体工程于2003年10月完工。

有世界最大且最重的“风阻尼器”，还有两台

世界最高速的电梯，从一楼到89楼，只要

39秒的时间。

台北101大楼拿下了“世界高楼”四项指标中

的三项世界之最，即“最高建筑物”(508米)、“最高使用楼层”(438米)和“最高屋顶高

度”(448米)。



1997年在马来西亚吉隆坡建成的

彼得罗纳斯大厦（Petronas

Tower），88层，高452m，为当

时世界最高的建筑。

国家石油公司双塔大楼位于吉隆

坡市中心美芝律，高88层，它以

451.9米的高度打破了美国芝加

哥希尔斯大楼保持了22年的最高

记录。这个工程于1993年12月27

日动工，1996年2月13日正式封

顶，1997年建成使用。登上双塔

大楼，整个吉隆坡市秀丽风光尽

收眼底，夜间城内万灯齐放，景

色尤为壮美


帝国大厦

矗立在美国纽约市中心高380米、102层。30年代百万富翁拉斯科布为了显示自己的富有，决意修建一座世界最高的楼房。他找来著名的建筑师威廉·拉姆，问楼房能盖多高？拉姆沉思片刻后回答说：“1050英尺。”拉斯科

布对这个高度很不满意，因为这仅仅比当时纽约新建成的克莱斯勒大厦高4英尺。于是，建筑师设法增加了一节200英尺高的圆塔，使帝国大厦的高度为1250英尺。这座摩天大楼只用了410天就建成，也可算是建筑史上的奇迹。在很长一段时间里，帝国大厦一直是世界最高的楼房


本节小结：

11）高层建筑结构的主要材料：钢、钢筋、混凝土）高层建筑结构的主要材料：钢、钢筋、混凝土

相应的结构构件（以材料分类）可分为：相应的结构构件（以材料分类）可分为：

钢构件、钢筋混凝土构件、组合构件（包括钢骨混凝土钢构件、钢筋混凝土构件、组合构件（包括钢骨混凝土

和钢管混凝土）。和钢管混凝土）。

相应的结构分类（以材料分类）：相应的结构分类（以材料分类）：

钢结构、钢筋混凝土结构、混合结构（两种或两种以上材料钢结构、钢筋混凝土结构、混合结构（两种或两种以上材料

的构件组成的结构，如钢构件的构件组成的结构，如钢构件++钢筋混凝土构件等）钢筋混凝土构件等）

22）钢结构具有强度高，自重轻（有利于基础），延性好，变）钢结构具有强度高，自重轻（有利于基础），延性好，变

形能力大，有利于抗震，可以工厂预制，现场拼装，交叉作形能力大，有利于抗震，可以工厂预制，现场拼装，交叉作

业。但价格高，防火材料（增加造价），侧向刚度小。业。但价格高，防火材料（增加造价），侧向刚度小。



33））钢筋混凝土是应用最广的建筑材料，我国绝大部分高层建钢筋混凝土是应用最广的建筑材料，我国绝大部分高层建

筑为钢筋混凝土结构。具有价格低，可浇筑成任何形状，防筑为钢筋混凝土结构。具有价格低，可浇筑成任何形状，防

火性能好，刚度大。但强度低，构件截面大，自重大，不利火性能好，刚度大。但强度低，构件截面大，自重大，不利

于基础、抗震，延性不如钢结构。于基础、抗震，延性不如钢结构。

高强高性能混凝土是近高强高性能混凝土是近4040年来建筑材料最重要的发明创造。年来建筑材料最重要的发明创造。

高强可减小柱、墙截面尺寸，早强可加快施工进度，密实可高强可减小柱、墙截面尺寸，早强可加快施工进度，密实可

提高耐久性、弹性模量，徐变小可减小压缩变形。但高强混提高耐久性、弹性模量，徐变小可减小压缩变形。但高强混

凝土变形能力小，脆性大，耐火不如普通混凝土等。凝土变形能力小，脆性大，耐火不如普通混凝土等。

44）组合结构是以钢骨为骨架（外包钢筋混凝土，钢管混凝土））组合结构是以钢骨为骨架（外包钢筋混凝土，钢管混凝土）

钢骨可以做施工平台，与钢构件比：用钢少，刚度大，防火、钢骨可以做施工平台，与钢构件比：用钢少，刚度大，防火、

防锈；与混凝土构件比：重量轻，承载力大，抗震性能好。防锈；与混凝土构件比：重量轻，承载力大，抗震性能好。




高层建筑是近代经济发展和科学技术进步的产物，至今已有高层建筑是近代经济发展和科学技术进步的产物，至今已有

100100余年的历史，是城市现代化的象征。尽管历史较短，但其发余年的历史，是城市现代化的象征。尽管历史较短，但其发

展速度很快。近展速度很快。近3030年来，世界各地兴建的高层建筑，其规模之年来，世界各地兴建的高层建筑，其规模之

大，数量之多，技术之先进，形式之多样，外观之新颖，无一大，数量之多，技术之先进，形式之多样，外观之新颖，无一

不让人惊叹称奇。不让人惊叹称奇。

国外发展概况：

11）） 19 19 世纪中期至世纪中期至 19 19 世纪末为高层建筑的形成期。世纪末为高层建筑的形成期。

18511851年发明了电梯系统，使人们建造更高的建筑成为可能。年发明了电梯系统，使人们建造更高的建筑成为可能。

高层建筑从最初采用铸铁框架到钢框架，建筑物的高度越过了高层建筑从最初采用铸铁框架到钢框架，建筑物的高度越过了

100m100m大关，大关，18981898年纽约建造了年纽约建造了Park RowPark Row大厦（大厦（3030层层118m118m）。）。

18861886年世界第一年世界第一11幢高层建筑幢高层建筑Home Insurance Building,10Home Insurance Building,10层层,55m,55m。。

1.4 高层建筑的发展概况


22））19 19 世纪末至世纪末至 20 20 世纪世纪 50 50 年代初为高层建筑的发展期。年代初为高层建筑的发展期。

在结构理论方面突破了纯框架抗侧力体系，提出在框架结构在结构理论方面突破了纯框架抗侧力体系，提出在框架结构

中设置竖向支撑或剪力墙，来增加高层建筑的侧向刚度。中设置竖向支撑或剪力墙，来增加高层建筑的侧向刚度。

这一时期，混凝土作为建筑材料开始进入高层建筑领域。这一时期，混凝土作为建筑材料开始进入高层建筑领域。

但由于仅采用平面结构（框架结构）设计理论，且材料强度但由于仅采用平面结构（框架结构）设计理论，且材料强度

较低，发展受到限制，仅建造于非地震区。较低，发展受到限制，仅建造于非地震区。这一时期的典型建筑：这一时期的典型建筑：

19051905年建造了年建造了5050层的层的MetropMetrop LitannLitann大楼，大楼，206m206m；；19071907年纽约建造了辛尔大楼，年纽约建造了辛尔大楼，4747层，层，187m187m，为第一幢超过金字塔高度的，为第一幢超过金字塔高度的

高层建筑；高层建筑；19131913年纽约又建造了年纽约又建造了6060层、高层、高242m242m的乌尔瓦斯（的乌尔瓦斯（WoolworthWoolworth）大楼；）大楼；19231923年建造了高年建造了高319m319m的的CharyslerCharysler大厦；大厦；19311931年，建造了著名的帝国大厦，年，建造了著名的帝国大厦，102102层、高层、高381m381m，它保持世界最高建，它保持世界最高建

筑达筑达4141年之久，现今仍为世界上的年之久，现今仍为世界上的1010幢最高建筑之一。幢最高建筑之一。19021902年在美国的辛辛那提市建造了年在美国的辛辛那提市建造了1616层、高层、高64m64m的英格尔斯（的英格尔斯（IngallsIngalls）大）大

楼，为世界第一幢钢筋混凝土高层建筑。楼，为世界第一幢钢筋混凝土高层建筑。 1.4 1.4 高层建筑的发展概况高层建筑的发展概况


33）） 20 20 世纪世纪 50 50 年代初至目前为高层建筑的繁荣期。年代初至目前为高层建筑的繁荣期。

钢筋混凝土高层建筑得到了空前的发展；焊接和高强螺栓在钢筋混凝土高层建筑得到了空前的发展；焊接和高强螺栓在

钢结构制造中的推广和进一步应用；钢结构制造中的推广和进一步应用；6060年代首次提出了筒体结年代首次提出了筒体结

构设计概念等。同时，轻质高强材料、抗风抗震结构体系、施构设计概念等。同时，轻质高强材料、抗风抗震结构体系、施

工技术及施工机械等方面都取得了很大进步，计算机在设计中工技术及施工机械等方面都取得了很大进步，计算机在设计中

的应用使得高层建筑飞速发展。的应用使得高层建筑飞速发展。

2020世纪世纪6060年代末至年代末至7070年代，美国高层建筑发展到顶峰，成为年代，美国高层建筑发展到顶峰，成为

世界高层建筑的中心。世界高层建筑的中心。

2020世纪世纪8080年代至目前，我国及东南亚地区的高层建筑得到空年代至目前，我国及东南亚地区的高层建筑得到空

前发展，成为高层建筑的中心。前发展，成为高层建筑的中心。

这一时期，高层建筑在世界各地都得到不同程度的发展。这一时期，高层建筑在世界各地都得到不同程度的发展。



这一时期的典型建筑：这一时期的典型建筑：

19681968年建造的芝加哥年建造的芝加哥约翰约翰..汉考克中心汉考克中心（（John Hancock John Hancock CenterCenter），），100100层高层高344m344m，采用对角支撑桁架型筒体结构体系；，采用对角支撑桁架型筒体结构体系；

19731973年建造的年建造的纽约纽约World Trade CenterWorld Trade Center双塔楼，北楼高双塔楼，北楼高

417m417m，南楼高，南楼高415m415m，均，均110110层，采用钢结构框筒结构，该工程层，采用钢结构框筒结构，该工程

首次进行了模型风洞试验，首次采用了压型钢板组合楼板，首首次进行了模型风洞试验，首次采用了压型钢板组合楼板，首

次在楼梯井道采用了轻质防火隔板，首次采用粘弹性阻尼器进次在楼梯井道采用了轻质防火隔板，首次采用粘弹性阻尼器进

行风振效应控制等。行风振效应控制等。20012001年年99月月1111日世界贸易中心突遭恐怖分子日世界贸易中心突遭恐怖分子

毁灭性袭击，因毁灭性袭击，因高温下钢结构失效高温下钢结构失效，造成两座大楼先后竖向逐，造成两座大楼先后竖向逐

层座塌，对全世界高层建筑的发展产生了很大的影响。层座塌，对全世界高层建筑的发展产生了很大的影响。



19741974年建造的芝加哥年建造的芝加哥西尔斯大厦西尔斯大厦（（Sears TowerSears Tower），），110110层，层，

高高443m443m，采用钢结构成束筒体结构，曾保持世界最高建筑达，采用钢结构成束筒体结构，曾保持世界最高建筑达2020多年。多年。

日本日本于于19641964年废除了建筑高度不得超过年废除了建筑高度不得超过31m31m的限制，于的限制，于19681968年首次建成了年首次建成了3636层，高层，高147m147m的霞关大厦，的霞关大厦，19781978年在东京建造了年在东京建造了

6060层、高层、高226m226m的阳光大厦等。的阳光大厦等。

9090年代以后年代以后，，由于亚洲经济的崛起，西太平洋沿岸的日本、由于亚洲经济的崛起，西太平洋沿岸的日本、

朝鲜、韩国、中国大陆、香港、台湾、新加坡和马来西亚等国朝鲜、韩国、中国大陆、香港、台湾、新加坡和马来西亚等国

家和地区，陆续建造了高度超过家和地区，陆续建造了高度超过200m200m、、300m300m、、400m400m、、500m500m的的

高层建筑，成为继美国之后新的高层建筑中心。高层建筑，成为继美国之后新的高层建筑中心。

目前，世界各地还有一些高层建筑正在酝酿中，相信不久还目前，世界各地还有一些高层建筑正在酝酿中，相信不久还

有可能出现更高的高层建筑。有可能出现更高的高层建筑。













国家石油双子星座大厦

位于马来西亚吉隆坡，

混合结构，451.9米。



西尔斯大厦

位于芝加哥，钢结构，1974年建成,高443米，是目前美国最高建筑物，

由SOM建筑设计事务所设计，大厦的造型有如 9个高低不一的方形空心筒子

集束在一起。



上海环球金融中心


上海环球金融中心是以日本的森大厦株式会社为中心，联合日本、美国等40多家企业投资兴建的项目。总建筑面积达38.16万平方米，地上101层，地下3层，建筑主体高度达492米，比楼金茂大厦还要高72米。是以办公为主，集商贸、宾馆、观光、会议等设施于一体的综合型大厦。建筑的94层至101层为观光层，在100层、距地面472米处设计了长度约为55米的观光天阁，这一高度将超过世界最高观光厅、高度为447米的加拿大CN电视塔。


金茂大厦

位于上海，混合结构，共

88层，建筑高度420.5米大厦

由著名的美国芝加哥SOM设

计事务所设计，是目前中国

大陆最高的大楼。



截面从1.5*4.9~1*3.5m

结构体系是一个用结构体系是一个用外伸桁架与外侧外伸桁架与外侧88个个巨型组合柱连接的巨型组合柱连接的混凝土核心筒。混凝土核心筒。



纽约世界贸易中心大楼

位于纽约曼哈顿闹市区的南部，钢结构， 110层，高约415米，是美国纽约市最高、楼层最多的摩天大楼。



位于纽约，钢结构，目前它是

美国第二高的建筑，帝国大厦原本

共381米，20世纪50年代安装的天线

使它的高度上升至443.5米。

帝国大厦




位于芝加哥，是美国第三

高度，1969年建成，100层，

343.51米，几何形状为上小下大

的截锥体。结构型式为钢斜撑

周边桁筒体系，在每个建筑立

面形成巨大的X形斜向支撑。是

世界最早的巨型钢桁架结构。

汉

考

克

大

厦


广州中信广场广州中信广场

大厦大厦19961996年建成。由三座塔楼和年建成。由三座塔楼和

裙房组成，主塔楼为办公楼，是裙房组成，主塔楼为办公楼，是

8080层的钢筋混凝土框架层的钢筋混凝土框架——筒体结筒体结

构，高构，高322.5m322.5m，连同桅杆（钢塔），连同桅杆（钢塔）

总高总高382.5m382.5m。。


中环广场大厦

位于香港，混凝土结

构，374米。



中银大厦

位于香港，混合结

构，369米。



位于中国台北，混合结构，高

508米，超过美国芝加哥的西尔斯大

楼，马来西亚双塔等大楼，成为新的

全球第一高楼。

该楼拿下了“世界高楼”四项指标

中的三项世界之最，即“最高建筑

物”(508米)、“最高使用楼层”(438米)和“最高屋顶高度”(448米)。“世界最

高天线高度”仍为芝加哥西尔斯大厦。

国际金融中心大厦



广州新地标—广州西塔

将新闻正文字号变大

州西塔即将开工

60亿打造内地第一高

(2007-1-24)

西塔位于广州新城市中轴线上，是广州的新地标，总投资约60亿元人民币。建成后的西塔和将来的东塔对峙，并与世界第一高塔广州新电视塔隔江相望。西塔总建筑面积约44.8万平方米，集办公、酒店、休闲娱乐为一体。西塔楼高103层，结构高度为432米，主塔楼是筒中筒结构体系。





阿联酋BurjAl-Arab酒店，又称又称阿拉伯塔 —世界上唯一的建

筑高度最高的七星级酒店，共有56层，321米高，由英国设计师W.S.Atkins设计。



阿联酋迪拜塔

该塔高度超过800多米，160层。为防止竞争者超越，从2004年开始建造迪拜塔起就一直对其高度和层数保密。迪拜塔由美国建筑师阿德里安·史密斯设计，韩国三星公司承建。迪拜塔37层以下是一家酒店，45层至108

层则作为公寓。第123层将是一个观景台，站在上面可俯瞰整个迪拜市。



位于浦东陆家嘴功能区，占地3万多平方米，为钢框架-核心筒结构，121层主楼、5层裙房和5层地下室，总高度632米，主楼高度580米，建筑面积57万平方米。其建筑设计方案由美国一建筑设计事务所完成，是目前中国国内规划中的第一高楼。总投入将达148亿元，预计2010年地下部分封顶，2012年结构封顶且部分投入运营，2014年竣工交付使用。

上海中心大厦



韩国首尔2008年竣工的国际商务中心建筑高度：580米层数130


美国911倒塌大楼后，重建新世贸大厦，主体建筑将达到70层，以532．8米的高度欲重登世界最高建筑宝座，成为纽约新的象征


印度德里地方官员2005年3月29日向外界公布，他们将在德里郊区的诺依达工业开发区建造一座710米的超级摩天大楼，主体结构将有202层。这座摩天大楼的造型酷似喜马拉雅山，预计将于2013年建成投入商业运营


我国高层建筑发展概况

(1)(1)我国古代高层建筑的发展我国古代高层建筑的发展

公元公元524524年在河南建造了嵩岳寺塔年在河南建造了嵩岳寺塔(15(15层筒结构，高层筒结构，高50m)50m)

公元公元704704年在西安建造了大雁塔年在西安建造了大雁塔(7(7层砖木结构，总高层砖木结构，总高64m)64m)

公元公元10551055年在河北定县建造了料敌塔年在河北定县建造了料敌塔(11(11层筒体结构，高层筒体结构，高82m)82m)

公元公元10561056年山西建年山西建造了造了应县木塔应县木塔(9(9层，高层，高67m)67m)，堪称世界木，堪称世界木

结构的奇迹结构的奇迹



(2) (2) 我国近代高层建筑的发展（四个阶段）我国近代高层建筑的发展（四个阶段）

第一阶段从第一阶段从新中国成立到新中国成立到6060年代末年代末

为初步发展阶段，大多为为初步发展阶段，大多为2020层以下的层以下的RCRC框架结构框架结构

19591959年建成的北京民族饭店年建成的北京民族饭店(12(12层，高层，高47.4m)47.4m)

19641964年建成了北京民航大楼年建成了北京民航大楼(15(15层，高层，高60.8m)60.8m)

19661966年建成了广州人民大厦年建成了广州人民大厦(18(18层，高层，高63m)63m)



民族饭店



第二阶段第二阶段为为7070年代年代

为发展阶段，建造了一些为发展阶段，建造了一些2020~~3030层的高层建筑，主要用于住层的高层建筑，主要用于住

宅、旅馆、办公楼宅、旅馆、办公楼

19741974年建成的北京饭店新楼年建成的北京饭店新楼(20(20层，高层，高87.4m87.4m，是当时北京，是当时北京

最高的建筑最高的建筑))

19761976年建成的广州白云宾馆年建成的广州白云宾馆(33(33层、高层、高114.05m)114.05m)

上海漕溪路上海漕溪路2020幢幢1212∼∼1616层剪力墙住宅楼；层剪力墙住宅楼；

北京前门北京前门4040幢幢99∼∼1616层大模板施工的剪力墙住宅楼层大模板施工的剪力墙住宅楼



北京饭店新楼北京饭店新楼



3600 4000 8000 8000 66000

3000 36000

3000 66000

8000 8000 4000 3600

70000

7850

7850

2300

广州白云宾馆



第三阶段为第三阶段为8080年代年代

为高层建筑发展的繁荣期，层数和高度不断突破，功能和造为高层建筑发展的繁荣期，层数和高度不断突破，功能和造

型越来越复杂，分布地区越来越广泛，结构体系趋于多样化。型越来越复杂，分布地区越来越广泛，结构体系趋于多样化。

仅仅19801980∼∼19831983年所建的高层建筑就相当于年所建的高层建筑就相当于19491949年以来年以来3030多年中多年中

所建高层建筑的总和。所建高层建筑的总和。



深圳发展中心大厦，(43层，高165.3m，加上天线的高度共185.3m)，是我国第一座大型高层钢结构建筑。



广州国际大厦

(63层，高200m)



北京京广中心大厦

(57层，高208m)



第四阶段从第四阶段从9090年代开始年代开始

（（11）高层建筑兴建速度加快）高层建筑兴建速度加快

19901990——19941994年间，每年建成年间，每年建成1010层以上建筑在层以上建筑在10001000万平方万平方

米以上，占全国已建成的高层建筑的米以上，占全国已建成的高层建筑的40%40%

（（22）超高层建筑的发展）超高层建筑的发展

高层建筑的发展及层数和高度增长更快，建成了多座高层建筑的发展及层数和高度增长更快，建成了多座200200米以上的高层建筑。米以上的高层建筑。



RC核心筒+外钢框架，81层，高325m，7度抗震设防

深圳地王大厦

RC核心筒+方钢管混凝土柱

78层，高度341m， 7度抗震设防

大连国贸中心


筒中筒结构，外部为型钢混凝土框

筒，内部为型钢混凝土巨型柱与斜

撑及钢梁组成的筒体，73层，高度

316.6m， 8度抗震设防

北京国际贸易中心三期塔楼

70层，外框采用钢管混凝土，

7度抗震设防

深圳赛格广场


上海明天广场：60层，238m，最高的框架—剪力墙结构，98年建成。



CCTVCCTV大楼大楼

央视新台址建设工程位于北京朝阳区东三环中路、北京商务中心区的核心地段，占地面积18.7万平方米，总建筑面积55万平方米, 230m。央视新台址建设工程总投资约50亿元人民币，2003年10月开工建设。


沈阳方圆大厦沈阳方圆大厦沈阳房地产交易中心沈阳房地产交易中心


上海证券大厦上海证券大厦深大科技楼深大科技楼


北京新保利大厦北京新保利大厦上海世茂国际广场上海世茂国际广场


复杂体型住宅复杂体型住宅


外语教学与研究出版社

办公楼


北京财富中心




思考题

（1）我国对高层建筑结构是如何定义的？

（2）高层建筑结构的受力及变形特点是什么？设计时应考虑哪些问题？

（3）从结构材料方面来分，高层建筑结构有哪些类型？各有何特点？

（4）国内外高层建筑的发展各划分为哪几个阶段？

Documents

高层建筑结构设计 - Xi'an University of ...netedu.xauat.edu.cn/.../wangluoziyuan/dzja/1.pdf · 第1章绪论 1.1 概述 3）国际上 1972年国际高层建筑会议将高层建筑分为4类：