高層辦公樓知識解析

高層辦公樓基礎(chǔ)知識了解高層建筑歷史回顧

大家畢業(yè)設(shè)計(jì)做的是高層辦公樓，作為高層建筑的一種，我們很有必要了解一下高層建筑的發(fā)展歷史，從而更好地理解高層建筑的內(nèi)涵，下面我們大概回顧一下高層建筑發(fā)展的百年歷史。高層建筑歷史回顧

迄今為止，具有現(xiàn)代意義的高層建筑的發(fā)展已有百余年的歷史。

19世紀(jì)初，隨著工業(yè)的發(fā)展、建筑技術(shù)的進(jìn)步，在西方國家開始出現(xiàn)高層建筑。1883年在美國芝加哥建造的11層保險(xiǎn)公司大樓（圖1-1），就結(jié)構(gòu)而論，被認(rèn)為是近代高樓的始祖。高層建筑歷史回顧結(jié)構(gòu)意義上的第一幢高層建筑高層建筑歷史回顧從19世紀(jì)中葉到20世紀(jì)中葉，大約100年的時(shí)間是高層建筑的發(fā)展期，

隨著鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的進(jìn)步，以及電梯的發(fā)明，高層建筑迅速發(fā)展，而且層數(shù)逐步增多。最著名的建筑當(dāng)屬美國紐約1931年建造的高381m、102層的帝國大廈（這座建筑高度保持世界最高記錄長達(dá)40年之久）。

高381m的帝國大廈高層建筑歷史回顧1945年第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束以后，建筑業(yè)得以復(fù)蘇，高層建筑出現(xiàn)較大的發(fā)展，并向特高樓房發(fā)展。繼而在歐洲、亞洲以及第三世界各國，陸續(xù)建造了許多高樓，形成了世界范圍的高樓繁榮期。高層建筑歷史回顧其中比較有名的建筑有：臺(tái)北101大廈（101層，508米，

2004年），吉隆坡石油大廈（88層，450米，1996年），西爾斯大廈（110層，443米，1974年），上海金茂大廈（88層，421米，1998年），香港中環(huán)廣場（78層，374米，1992年），深圳地王大廈（69層，384米，1996年）等。508m的臺(tái)北101大廈高450m的吉隆坡石油大廈443m的西爾斯大廈421m的上海金茂大廈高374m的香港中環(huán)廣場384m的深圳地王大廈科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步、輕質(zhì)高強(qiáng)材料的出現(xiàn)以及機(jī)械化、電氣化、計(jì)算機(jī)在建筑中的廣泛應(yīng)用，為高層建筑的發(fā)展提供了物質(zhì)和技術(shù)條件。如今，在亞洲和中國，摩天樓生長地非常迅速。其中有前面提到的中國臺(tái)北市2004年l2月30日建成的臺(tái)北101大樓，和目前正在建造的高達(dá)492米的上海環(huán)球金融中心，還有中國香港正在建造的480米高的聯(lián)合廣場，另外韓國計(jì)劃于2008年建成580米、130層高的國際商務(wù)中心等等。高層建筑歷史回顧492m的上海環(huán)球金融中心580m的韓國國際商務(wù)中心高層建筑出現(xiàn)的100多年的歷史中，在很大程度上是建筑技術(shù)的歷史。結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展是高層建筑向高度不斷突破的有力保障。我們本次設(shè)計(jì)的是高層辦公樓，首先要了解的就是高層建筑的結(jié)構(gòu)體系，下面我簡略地向大家介紹一下結(jié)構(gòu)體系！高層建筑歷史回顧首先大家了解一下高層建筑的分類目前國內(nèi)外的高層建筑結(jié)構(gòu)體系分類方法有三種：（1）按構(gòu)成材料分可以分為四種：a、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；b、鋼結(jié)構(gòu)；c、鋼－混凝土混合結(jié)構(gòu)；d、鋼－混凝土組合結(jié)構(gòu)；高層建筑結(jié)構(gòu)體系（2）按構(gòu)件的組成分可以分為五種：a、框架結(jié)構(gòu)；b、剪力墻結(jié)構(gòu)；c、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)；d、框架－筒體結(jié)構(gòu)、e、筒體結(jié)構(gòu)，包括框筒、筒中筒、多重筒、群筒、組合筒（成束筒）結(jié)構(gòu)體系等；（3）按施工方法分有兩種：a、現(xiàn)澆式b、裝配式。高層建筑結(jié)構(gòu)體系我們在選擇高層建筑結(jié)構(gòu)體系時(shí)通?？紤]兩個(gè)主要因素：建筑物高度和建筑的使用用途。不同結(jié)構(gòu)體系的承載力和剛度不同，因此它們的適用高度范圍也不一樣；另外不同的結(jié)構(gòu)體系所能提供的內(nèi)部空間也不同。下面我們簡單了解一下這些常用結(jié)構(gòu)體系的最大適用范圍以及各自的優(yōu)缺點(diǎn)。高層建筑結(jié)構(gòu)體系目前國內(nèi)的高層建筑按適用要求分為：高層住宅、商住樓、旅館、寫字樓、辦公樓及其各種高層公共建筑，不同類型的高層建筑宜采用的結(jié)構(gòu)體系以及常用結(jié)構(gòu)體系的適用高度范圍，在工程實(shí)踐與分析判斷的基礎(chǔ)上可以概括為下面兩個(gè)表格，大家可以看一下。高層建筑結(jié)構(gòu)體系高層建筑結(jié)構(gòu)體系各類高層建筑宜采用的結(jié)構(gòu)體系

區(qū)別建筑類型宜采用的結(jié)構(gòu)體系非地震區(qū)住宅剪力墻、框架、框剪旅館、公寓剪力墻、框剪公共建筑框架、框剪、筒體綜合樓框剪、框架、框筒地震區(qū)住宅H＜50m剪力墻、框剪H＞50m剪力墻、框剪旅館、公寓H＜50m剪力墻、框剪H＞50m剪力墻、框剪、筒體公共建筑H＜50m框剪、筒體H＞50m框剪、筒體綜合樓H＜50m框剪、筒體H＞50m框剪、筒體高層建筑結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)類型層數(shù)混凝土結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu)框架－剪力墻結(jié)構(gòu)框筒結(jié)構(gòu)筒中筒結(jié)構(gòu)束筒結(jié)構(gòu)203050557080鋼結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)桁架結(jié)構(gòu)框筒結(jié)構(gòu)桁架筒結(jié)構(gòu)304080100高層建筑結(jié)構(gòu)體系最佳適宜高度（m）

在實(shí)際工程中，我們更多按第二種分類方法來區(qū)別不同的結(jié)構(gòu)體系，下面就按照第二種分類方法，簡單地對高層建筑各結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)缺點(diǎn)做一分析比較：

高層建筑結(jié)構(gòu)體系

（1）框架結(jié)構(gòu)：

這種結(jié)構(gòu)體系形式可見下圖。它的主要優(yōu)點(diǎn)是建筑平面布置靈活，可實(shí)現(xiàn)大的內(nèi)部空間。缺點(diǎn)是抗側(cè)能力較弱，建筑高度受限制

。高層建筑結(jié)構(gòu)體系

（2）剪力墻結(jié)構(gòu)：見下圖。優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)合理地利用結(jié)構(gòu)材料，抗震性好，與框架體系相比，施工相對簡便快捷。缺點(diǎn)是建筑平面布置受限制，只能實(shí)現(xiàn)小空間。高層建筑結(jié)構(gòu)體系

（3）框架-剪力墻結(jié)構(gòu)在框架結(jié)構(gòu)中布置一定數(shù)量的剪力墻，即框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)既具有框架結(jié)構(gòu)布置靈活、使用方便的特點(diǎn)，又有較大的剛度和較強(qiáng)的抗震能力，可實(shí)現(xiàn)較大的內(nèi)部使用空間。高層建筑結(jié)構(gòu)體系高層建筑結(jié)構(gòu)體系框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系

（4）框架-筒體結(jié)構(gòu)

框架-筒體結(jié)構(gòu)是在中央布置剪力墻薄壁筒來承受大部分水平力，周邊布置大柱距的普通框架，它的建筑平面布置靈活，可產(chǎn)生大的內(nèi)部使用空間，且建筑采光通風(fēng)均較好。高層建筑結(jié)構(gòu)體系

（5）筒中筒結(jié)構(gòu)

由內(nèi)外兩個(gè)筒體組合而成（見下頁圖），內(nèi)筒為剪力墻薄壁筒，外筒是由密柱組成的框筒，密柱間距一般為3m。由于外筒柱距很密，梁剛度很大，門窗洞口面積小，所以有很好的空間整體作用，有很好的抗風(fēng)和抗震性能。高層建筑結(jié)構(gòu)體系高層建筑結(jié)構(gòu)體系筒中筒結(jié)構(gòu)體系高層建筑結(jié)構(gòu)體系筒中筒結(jié)構(gòu)體系

（6）框筒束體系

見下圖，建筑平面布置受限于密排柱網(wǎng)，但有很好的空間整體作用，仍可產(chǎn)生大的內(nèi)部使用空間。高層建筑結(jié)構(gòu)體系筒體結(jié)構(gòu)的形式很多，包括框筒、筒中筒、多重筒、群筒、組合筒結(jié)構(gòu)體系等，見右圖。高層建筑結(jié)構(gòu)體系

上面我們簡單了解了高層建筑的結(jié)構(gòu)體系，以及各結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)缺點(diǎn)。那么在具體設(shè)計(jì)時(shí)，到底該選擇什么樣的結(jié)構(gòu)體系，才是最合理的呢？這就涉及到結(jié)構(gòu)選型問題。所謂結(jié)構(gòu)選型，就是從幾個(gè)比較合理的結(jié)構(gòu)體系中選擇既符合功能要求，又有很好的抗震性能、還要經(jīng)濟(jì)節(jié)約以及施工方便等綜合效益最好的結(jié)構(gòu)體系。高層建筑結(jié)構(gòu)選型

這個(gè)結(jié)構(gòu)體系的選擇，要涉及到的因素很多，有建筑方面的、結(jié)構(gòu)方面的、經(jīng)濟(jì)方面的、管理方面的、美學(xué)方面的、施工方面的等等。鑒于咱們在學(xué)校做設(shè)計(jì)時(shí)更多注重功能問題，所以我就從功能適應(yīng)性方面簡單談一下結(jié)構(gòu)體系的選擇問題。高層建筑結(jié)構(gòu)選型因?yàn)榻ㄖ锏墓δ芤笫墙ㄖ镌O(shè)計(jì)中首先應(yīng)考慮的因素，所以，結(jié)構(gòu)選型時(shí)應(yīng)首先考慮結(jié)構(gòu)型式對功能的適應(yīng)性，建筑物的功能要求包括使用空間要求、使用要求以及美觀要求等等。選取不同的結(jié)構(gòu)型式，建筑物所能獲得的使用空間大小不同。因?yàn)楦鞣N結(jié)構(gòu)體系所能提供的建筑內(nèi)部空間及結(jié)構(gòu)體系本身所占用的空間是不同的，如下表所示。高層建筑結(jié)構(gòu)選型高層建筑結(jié)構(gòu)選型結(jié)構(gòu)體系框架剪力墻框架-剪力墻結(jié)構(gòu)平面建筑平面布置靈活限制大較靈活建筑內(nèi)部空間大空間小空間較大空間結(jié)構(gòu)體系框筒筒中筒框筒束結(jié)構(gòu)平面建筑平面布置靈活較靈活靈活建筑內(nèi)部空間大空間較大空間大空間

不同用途的高層建筑具有不同的建筑功能要求，對建筑物內(nèi)部的平面布局及空間分隔不同，從而對結(jié)構(gòu)體系的選型提出了不同的要求。往往，某種功能的建筑物可能只有某幾種結(jié)構(gòu)型式和它相匹配。具體到高層辦公樓建筑，由于要求其使用空間較大，分隔墻體必須要少，而且分隔靈活，參考上表可看出，這種功能的建筑比較適合采用框架-剪力墻或框筒結(jié)構(gòu)。高層建筑結(jié)構(gòu)選型

簡單了解了選擇高層建筑結(jié)構(gòu)體系的原則后，我們再了解一下高層建筑的造型特點(diǎn)以及造型趨勢。首先我們欣賞一組高層建筑的圖片。高層建筑結(jié)構(gòu)選型高層建筑圖片欣賞這組請注意頂部造型高層建筑圖片欣賞這組請注意頂部造型高層建筑圖片欣賞請注意頂部造型高層建筑圖片欣賞請注意頂部造型高層建筑圖片欣賞請注意體形組合高層建筑圖片欣賞請注意體形組合高層建筑圖片欣賞請注意體形組合請注意體形與頂部處理高層建筑圖片欣賞高層建筑圖片欣賞請注意體形組合請注意頂部造型高層建筑圖片欣賞請注意體形與頂部高層建筑圖片欣賞高層建筑圖片欣賞請注意體形與開窗請注意體形與頂部高層建筑圖片欣賞請注意體形組合與立面處理高層建筑圖片欣賞請注意造型高層建筑圖片欣賞請注意立面細(xì)部處理高層建筑圖片欣賞請注意立面處理與頂部處理高層建筑圖片欣賞請注意體形組合與立面處理高層建筑圖片欣賞請注意體形組合與立面處理高層建筑圖片欣賞請注意立面造型處理高層建筑圖片欣賞請注意頂部造型處理高層建筑圖片欣賞請注意立面與頂部處理高層建筑圖片欣賞請注意造型的特殊性高層建筑圖片欣賞大型聯(lián)體造型高層建筑圖片欣賞大型聯(lián)體造型高層建筑圖片欣賞高層建筑圖片欣賞斜向支撐造型結(jié)構(gòu)構(gòu)件外露整個(gè)大樓采用生態(tài)化處理手法高層建筑圖片欣賞極富流線與動(dòng)感的造型高層建筑圖片欣賞極具特色的形體處理高層建筑圖片欣賞高層建筑圖片欣賞

（1）可以對圍護(hù)表面的微妙處理，比如對墻體、玻璃等進(jìn)行巧妙的處理。

（2）利用建筑構(gòu)件達(dá)到裝飾效果，可以利用建筑外墻上的建筑構(gòu)件組成裝飾性的圖案，圖案可由建筑的構(gòu)件組成。高層建筑造型處理

（3）利用開窗的變化顯示造型寓意，建筑外墻上的開窗形式對建筑造型有很大的影響，目前在外墻設(shè)計(jì)中全鏡面玻璃幕墻已很少，傳統(tǒng)飾面材料受到重視，大多采用兩者結(jié)合的傳統(tǒng)窗墻形式。一般使窗墻同平面安裝，強(qiáng)調(diào)新技術(shù)及高雅風(fēng)格。高層建筑造型處理

（4）可以適當(dāng)調(diào)整常規(guī)平面，豐富建筑形式，具體手法有：a、在建筑的轉(zhuǎn)角處進(jìn)行切削、變化；b、對建筑平面形狀的進(jìn)行適當(dāng)變化；c、可以利用頂部的變化來豐富造型，這是最常用的手法；d、可以在高層建筑豎向造型上采用收進(jìn)的形式，比如外柱或墻向內(nèi)傾斜，又或者在局部進(jìn)行傾斜，從而造成動(dòng)感和流線的造型。高層建筑造型處理

除了以上介紹的幾種造型處理手法外，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與工程技術(shù)的進(jìn)步，又出現(xiàn)幾種新的結(jié)構(gòu)形式以及相對應(yīng)的造型形式。

（1）懸挑結(jié)構(gòu)：這種結(jié)構(gòu)體型獨(dú)特、外觀新穎，外墻沒有承重構(gòu)件，立面開窗自由。常形成水塔或樹形的造型。高層建筑造型處理

（2）聯(lián)體建筑：近年來高層建筑造型的一個(gè)大趨向是聯(lián)體建筑，聯(lián)體建筑的出現(xiàn)適應(yīng)了建筑造型的多樣化的要求，它是指將幾座建筑物用若干樓層連成一個(gè)整體，使建筑物的工作特點(diǎn)由豎向懸臂梁改變成巨型框架，聯(lián)體建筑形成空間框架后，剛度提高，周期變短，側(cè)移減小，建筑物立面上開大洞也可以看作是聯(lián)體建筑的一種。高層建筑造型處理

（3）巨型框架結(jié)構(gòu)：為了更有效地克服大樓的側(cè)向作用，就出現(xiàn)了現(xiàn)代的巨型結(jié)構(gòu)體系，它改善了建筑物的采光通風(fēng)和立面效果，其設(shè)計(jì)概念與外墻周邊為密柱排列的筒