結(jié)構(gòu)選型4-高層建筑結(jié)構(gòu)

第二(dìèr)部分

高層建筑(ɡāocénɡjiànzhù)結(jié)構(gòu)共一百六十四頁高層建筑(ɡāocénɡjiànzhù)結(jié)構(gòu)1高層建筑的定義(dìngyì)及發(fā)展歷史2高層建筑結(jié)構(gòu)的受力與變形特點3高層建筑結(jié)構(gòu)體系及其選擇4高層建筑結(jié)構(gòu)的布置原則與要求5高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求6世界知名高層建筑簡析共一百六十四頁1高層建筑的定義及發(fā)展(fāzhǎn)歷史1.1高層建筑的定義高層建筑并不以高度或樓層數(shù)為其定義。重要的準(zhǔn)則在于它的設(shè)計是否受到“高度”的影響。就結(jié)構(gòu)特性而論，高層建筑可以定義為必須著重考慮側(cè)向荷載和重力荷載組合影響的建筑物。設(shè)計高層建筑時，它的結(jié)構(gòu)除在上述荷載組合下的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性應(yīng)該予以確保外，還必須控制風(fēng)荷載造成(zàochénɡ)頂部樓層的加速度反應(yīng)，以使用戶對擺動的感受和不適感降到最低程度。共一百六十四頁低層建筑—所有重力荷載就是(jiùshì)決定其結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計荷載，風(fēng)荷載對結(jié)構(gòu)體系的影響忽略不計；中層建筑—有規(guī)律設(shè)置的樓蓋和柱網(wǎng)、墻體形成的結(jié)構(gòu)體系，可以提供足夠的抗側(cè)力強(qiáng)度和側(cè)向剛度，來承受因風(fēng)荷載和重力荷載組合所引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形；高層建筑—需要一個經(jīng)過精心設(shè)計的明確而有效的承受風(fēng)荷載的結(jié)構(gòu)體系。隨著建筑高度增加，風(fēng)荷載對整個建筑結(jié)構(gòu)的影響（傾覆力矩和水平剪力）更在大幅度增加。共一百六十四頁1.2

高層建筑的發(fā)展歷史從結(jié)構(gòu)觀點看，高層建筑的發(fā)展與人們對其結(jié)構(gòu)體系認(rèn)識的不斷深化(shēnhuà)密切相關(guān)。世界公認(rèn)的第一幢現(xiàn)代高層建筑——1885年建于美國的10層高的家庭保險大樓—鋼框架結(jié)構(gòu)（抗側(cè)移能力弱）高層建筑高度增加—拉壓桿軸向變形遠(yuǎn)小于梁柱彎曲變形——兩個傳力體系：豎向荷載——側(cè)向剛度小的框架結(jié)構(gòu)體系水平荷載——側(cè)向剛度大的斜撐桁架體系，作為建筑物的內(nèi)核心部分—外框內(nèi)筒結(jié)構(gòu)體系—剪力墻結(jié)構(gòu)體系—框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系—筒體結(jié)構(gòu)體系—束筒結(jié)構(gòu)體系—空間桁架結(jié)構(gòu)體系共一百六十四頁2高層建筑結(jié)構(gòu)(jiégòu)的受力與變形特點雖然多層和高層建筑所受的荷載和作用無差別，但所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)效應(yīng)(xiàoyìng)卻有明顯差別。

quVMH

u=f(H4)M=f(H2)V=f(H)共一百六十四頁2.1高層建筑結(jié)構(gòu)(jiégòu)受力的三個特點1.在水平荷載作用下，其主要承重構(gòu)件承受著較大(jiàodà)的軸力、彎矩（即傾覆力矩）和水平剪力，其頂端有較大(jiàodà)的側(cè)移，其層間有較大(jiàodà)相對位移，地基也承受巨大壓力和巨大的水平剪力；2.決定高層建筑結(jié)構(gòu)主要受力和變形性能的，是它的主要承重豎向結(jié)構(gòu)體系中的構(gòu)件（受到水平荷載與豎向重力荷載），材料用量大大增加；3.每層樓蓋都應(yīng)起到水平剛性隔板的作用，使得在水平力作用下各層豎向承重構(gòu)件都能共同工作而不是單獨(dú)工作。共一百六十四頁2.2決定高層建筑結(jié)構(gòu)(jiégòu)的三個因素從有效性和經(jīng)濟(jì)性方面而言：1.設(shè)置能有效抵抗水平力的結(jié)構(gòu)體系——剪力墻體系、框筒體系、對角支撐筒體體系、巨型柱-核心墻體系；2.將樓蓋做得經(jīng)濟(jì)合理(hélǐ)，因為樓蓋要重復(fù)n次（n為高層建筑的層數(shù)）；3.采用適宜的基礎(chǔ)和地下室結(jié)構(gòu)——樁基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)等。設(shè)置地下室（一般為1/15-1/10建筑總高度），利用其側(cè)壁對土壓力的側(cè)向抗力和其基底的抗剪力，來承受高層建筑傳給地基土層的側(cè)向荷載，減少建筑物的整體傾斜。共一百六十四頁3高層建筑結(jié)構(gòu)(jiégòu)體系及其選擇3.1常用的結(jié)構(gòu)體系3.2豎向結(jié)構(gòu)體系（抗側(cè)力體系）的選擇(xuǎnzé)3.3水平承重體系（樓蓋體系）及其選擇共一百六十四頁3.1常用(chánɡyònɡ)的結(jié)構(gòu)體系共一百六十四頁3.2豎向結(jié)構(gòu)體系(tǐxì)（抗側(cè)力體系(tǐxì)）的選擇建筑使用功能建筑平面建筑尺度建筑高度側(cè)向設(shè)計荷載使用標(biāo)準(zhǔn)抗震等級地質(zhì)(dìzhì)條件施工技術(shù)材料選擇用途≤50m≥50m住宅剪力墻、框架-剪力墻剪力墻、框架-剪力墻旅館剪力墻、框架-剪力墻、框架剪力墻、框架-剪力墻、筒體公共框架-剪力墻、框架框架-剪力墻、筒體共一百六十四頁結(jié)構(gòu)類型非抗震6度7度8度9度框架現(xiàn)澆606060555545452525裝配整體式50503525?框架-抗震墻現(xiàn)澆1301301301201201001005050裝配整體式1001009070?剪力墻抗震墻全部落地1401401401201201001006060部分框支1201201201001008080?筒體框架-核心中筒1801801801501601201207080板柱-抗震墻403530?適用的房屋(fángwū)最大高度（m）注：（表內(nèi)數(shù)據(jù)分別引自《高規(guī)JGJ3-91》和《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（修訂））1房屋高度指室外地面至檐口獲屋面頂板的高度（不計局部突出）；2框架-核心筒結(jié)構(gòu)指周邊稀柱框架與核心筒組成(zǔchénɡ)的結(jié)構(gòu)；3部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)指底層獲底部兩層框支抗震墻結(jié)構(gòu)；4超過表內(nèi)高度的房屋，應(yīng)進(jìn)行專門研究，采取必要的加強(qiáng)措施。共一百六十四頁

高層建筑的基本抗側(cè)力單元有框架、剪力墻、框剪、筒體等，由它們可以組成多種結(jié)構(gòu)體系?？蚣芙Y(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu)筒體結(jié)構(gòu)帶加強(qiáng)層的高層建筑結(jié)構(gòu)

框架-核心筒結(jié)構(gòu)

框架-剪力墻結(jié)構(gòu)

共一百六十四頁3.2.1框架結(jié)構(gòu)體系

1、定義：房屋結(jié)構(gòu)均由梁、柱構(gòu)件通過節(jié)點連接(liánjiē)而構(gòu)成。橫向主梁柱縱向連系梁共一百六十四頁

注：由Ｌ形、Ｔ形、Ｚ形或十字形截面(jiémiàn)柱構(gòu)成的異形柱框架結(jié)構(gòu)，截面各肢的肢高肢后比不大于4。共一百六十四頁2.1結(jié)構(gòu)(jiégòu)體系共一百六十四頁2.1結(jié)構(gòu)(jiégòu)體系共一百六十四頁

共一百六十四頁2、分類：按施工方法不同(bùtónɡ)，框架結(jié)構(gòu)可分為現(xiàn)澆式、裝配式和裝配整體式三種。在地震區(qū)，多采用梁、柱、板全現(xiàn)澆或梁柱現(xiàn)澆、板預(yù)制的方案；在非地震區(qū)，有時可采用梁、柱、板均預(yù)制的方案。

共一百六十四頁

3、受力變形特點：

框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移一般由兩部分組成(zǔchénɡ)：

1）水平力引起的樓層剪力，使梁、柱構(gòu)件產(chǎn)生彎曲變形，形成框架結(jié)構(gòu)的整體剪切變形Us；

2）由水平力引起的傾覆力矩，使框架柱產(chǎn)生軸向變形（一側(cè)柱拉伸，另一側(cè)柱壓縮）形成框架結(jié)構(gòu)的整體彎曲變形Ub；

共一百六十四頁3）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。

注：框架結(jié)構(gòu)屬于(shǔyú)柔性結(jié)構(gòu)，側(cè)移主要表現(xiàn)為整體剪切變形。共一百六十四頁共一百六十四頁4、優(yōu)缺點：

1）優(yōu)點：建筑平面布置靈活，能獲得大空間（特別適用于商場、餐廳等）也可按需要隔成小房間；建筑立面容易處理；結(jié)構(gòu)自重較輕；計算理論(lǐlùn)比較成熟；在一定高度范圍內(nèi)造價較低。

共一百六十四頁2）缺點：側(cè)向(cèxiànɡ)剛度較小，水平荷載作用下側(cè)移較大，有時會影響正常使用；如果框架結(jié)構(gòu)房屋的高寬比較大，則水平荷載作用下的側(cè)移也較大，而且引起的傾覆作用也較大。因此，設(shè)計時應(yīng)控制房屋的高度和高寬比。（以15~20層以下為宜）共一百六十四頁3.2.2剪力墻結(jié)構(gòu)體系

1、定義(dìngyì)：房屋豎向承重結(jié)構(gòu)全部由剪力墻組成。

剪力墻結(jié)構(gòu)平面圖共一百六十四頁共一百六十四頁

2、受力變形特點：在豎向荷載作用下，剪力墻是受壓的薄壁柱；在水平荷載作用下，剪力墻則是下端固定、上端自由的懸臂柱。注：1）剪力墻結(jié)構(gòu)屬于剛性結(jié)構(gòu)，對于(duìyú)高寬比較大的剪力墻，側(cè)向變形呈彎曲型。

2）剪力墻結(jié)構(gòu)水平承載力和側(cè)向剛度均很大，側(cè)向變形較小。

共一百六十四頁3、優(yōu)缺點：

1）優(yōu)點：剪力墻結(jié)構(gòu)水平(shuǐpíng)承載力和側(cè)向剛度均很大，側(cè)向變形較小；房間墻面及天花板平整，層高較小，特別適用于住宅、賓館等建筑。（結(jié)構(gòu)高度：幾十米~100多米）

2）缺點：結(jié)構(gòu)自重較大；建筑平面布置局限性大，較難獲得大的建筑空間（一般剪力墻間距3~8m）。共一百六十四頁4.布置原則—1).剪力墻在平面上應(yīng)沿建筑物主軸方向布置；

2).剪力墻片應(yīng)盡量對直拉通，否則，不能視為整體墻片；

3).剪力墻結(jié)構(gòu)的平面形狀力求簡單、規(guī)則、對稱，墻體布置力求均勻，使質(zhì)量中心(zhōngxīn)與剛度中心(zhōngxīn)盡量接近；4).剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量避免豎向剛度突變，墻體沿豎向宜貫通全高，墻厚度沿豎向宜逐漸減薄，在同一結(jié)構(gòu)單元內(nèi)宜避免錯層及結(jié)構(gòu)夾層；共一百六十四頁5).在民用建筑中，一般橫墻短而數(shù)量多，縱墻長而數(shù)量少橫向剪力墻的間距一般在6-8m

縱向剪力墻一般設(shè)為二-四道

6).剪力墻宜設(shè)置于建筑物兩端、樓梯間、電梯間及平面(píngmiàn)剛度有變化處，同時以能縱橫向相互連接在一起為有利；

7).當(dāng)建筑使用功能要求有底層大空間時，可以使用框支剪力墻，但一般均應(yīng)有落地剪力墻協(xié)同工作。共一百六十四頁4、框支剪力墻結(jié)構(gòu)：

1）框支剪力墻結(jié)構(gòu)將剪力墻結(jié)構(gòu)房屋的底層或底部幾層做成框架，這種結(jié)構(gòu)亦稱為帶轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)。

2）破壞特點(tèdiǎn)：帶轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)在其轉(zhuǎn)換層上、下層間側(cè)向剛度發(fā)生突變，形成柔性底層或底部，在地震作用下易遭破壞甚至倒塌。共一百六十四頁3）布置原則：在底部大空間剪力墻結(jié)構(gòu)中，一般應(yīng)把落地剪力墻布置在兩端或中部，并將縱、橫向墻圍成筒體；另外，還應(yīng)采取增大墻體厚度、提高混凝土強(qiáng)度等措施(cuòshī)加大落地墻體的側(cè)向剛度，使上、下部側(cè)向剛度差別盡量小。（上部可采用短肢剪力墻）

共一百六十四頁共一百六十四頁5、短肢剪力墻結(jié)構(gòu)

：這種結(jié)構(gòu)體系一般是在電梯、樓梯部位布置剪力墻形成筒體，其他部位則根據(jù)需要，在縱橫墻交接處設(shè)置截面高度為２ｍ左右(zuǒyòu)的Ｔ、十、Ｌ形截面短肢剪力墻，墻肢之間在樓面處用梁連接，并用輕質(zhì)材料填充，形成使用功能及受力均較合理的短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系。（在小高層中應(yīng)用很廣）共一百六十四頁共一百六十四頁3.2.3框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系

1、定義：為了充分發(fā)揮框架結(jié)構(gòu)平面布置靈活和剪力墻結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度大的特點(tèdiǎn)，當(dāng)建筑物需要有較大空間，且高度超過了框架結(jié)構(gòu)的合理高度時，可采用框架和剪力墻共同工作的結(jié)構(gòu)體系。

共一百六十四頁剪力墻剪力墻框架梁框架梁框架梁剪力墻剪力墻共一百六十四頁2、受力變形特點：

框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系以框架為主，并布置一定數(shù)量的剪力墻，通過水平剛度很大的樓蓋將二者聯(lián)系在一起共同抵抗水平荷載(hèzài)。其中剪力墻承擔(dān)大部分水平荷載(hèzài)，框架只承擔(dān)較小的一部分。

共一百六十四頁注：在水平荷載作用下，框架的側(cè)向(cèxiànɡ)變形屬剪切型，層間側(cè)移自上而下逐層增大；剪力墻的側(cè)向變形一般是彎曲型，其層間側(cè)移自上而下逐層減小。當(dāng)框架與剪力墻通過樓蓋形成框架-剪力墻結(jié)構(gòu)時，各層樓蓋因其巨大的水平剛度使框架與剪力墻的變形協(xié)調(diào)一致，其側(cè)向變形介于剪切型與彎曲型之間，一般屬于彎剪型。共一百六十四頁共一百六十四頁共一百六十四頁3、優(yōu)點：兼有框架和剪力墻的優(yōu)點，比框架結(jié)構(gòu)的水平承載力和側(cè)向剛度都有很大提高，比剪力墻結(jié)構(gòu)布置靈活，可應(yīng)用于10～20層的辦公樓、教學(xué)樓、醫(yī)院(yīyuàn)和賓館等建筑中。共一百六十四頁4、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻的數(shù)量和布置(bùzhì)：

1）剪力墻的數(shù)量：不宜過多，以滿足位移限值為宜。

2）剪力墻的布置：不宜過長；不宜少于3道，最好作成筒體；對稱布置；在縱橫向數(shù)量接近；應(yīng)貫通全高，上下剛度連貫而均勻。共一百六十四頁3.2.4筒體結(jié)構(gòu)體系

1、定義：是指由一個(yīɡè)或幾個筒體作為豎向承重結(jié)構(gòu)的高層建筑結(jié)構(gòu)體系筒體結(jié)構(gòu)平面圖共一百六十四頁共一百六十四頁2、分類：實腹筒、框筒和桁架筒。

1）實腹筒：鋼筋(gāngjīn)混凝土剪力墻圍成的筒體。

2）框筒：布置在房屋四周、由密排柱和高跨比很大的窗裙梁形成的密柱深梁框架圍成的筒體。

3）桁架筒：將筒體的四壁做成桁架，就形成桁架筒。共一百六十四頁共一百六十四頁共一百六十四頁共一百六十四頁3、受力變形特點：

筒體最主要的受力特點是它的空間性能，在水平荷載作用下，筒體可視為下端固定、頂端自由的懸臂構(gòu)件。注：1）空間性能：按材料力學(xué)計算(jìsuàn)其應(yīng)力分布特點。

共一百六十四頁2）剪力滯后現(xiàn)象：對于框筒結(jié)構(gòu)，在翼緣框架中，遠(yuǎn)離腹板框架的各柱軸力愈來愈?。辉诟拱蹇蚣苤?，遠(yuǎn)離翼緣框架各柱軸力的遞減速度比按直線規(guī)律遞減的要快。上述(shàngshù)現(xiàn)象稱為剪力滯后。共一百六十四頁共一百六十四頁實際應(yīng)力分布翼緣框架腹板框架腹板框架翼緣框架荷載作用方向材料力學(xué)解答實際應(yīng)力分布材料力學(xué)解答角柱處應(yīng)力較大中部應(yīng)力較小共一百六十四頁

3）產(chǎn)生剪力滯后現(xiàn)象的原因：框筒中各柱之間存在(cúnzài)剪力，剪力使聯(lián)系柱子的窗裙梁產(chǎn)生剪切變形，從而使柱之間的軸力傳遞減弱。

4）框筒中剪力滯后現(xiàn)象愈嚴(yán)重，參與受力的翼緣框架柱愈少，空間受力性能愈弱。

共一百六十四頁5）如何減少剪力滯后：（1）要求(yāoqiú)設(shè)計密柱深梁；（2）建筑平面應(yīng)接近方形；（3）結(jié)構(gòu)高寬比宜大于3，高度不小60m；（4）樓板的整體性好。4、優(yōu)缺點：筒體結(jié)構(gòu)具有很大的側(cè)向剛度及水平承載力，并具有很好的抗扭剛度。共一百六十四頁5、應(yīng)用：

1）筒中筒結(jié)構(gòu)一般(yībān)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?？蛲驳膫?cè)向變形以剪切變形為主，內(nèi)筒一般(yībān)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-剪力墻結(jié)構(gòu)類似。共一百六十四頁共一百六十四頁

2）框筒結(jié)構(gòu)框筒也可作為抗側(cè)力結(jié)構(gòu)單獨(dú)使用。為了減小樓板和梁的跨度，在框筒中部(zhōnɡbù)可設(shè)置一些柱子。這些柱子僅用來承受豎向荷載，不考慮其承受水平荷載。共一百六十四頁共一百六十四頁

3）多筒結(jié)構(gòu)－成束筒成束筒是由若干單筒集成一體成束狀，形成(xíngchéng)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。共一百六十四頁共一百六十四頁共一百六十四頁

4）巨型框架

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。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)(jiégòu)是具有兩道抗震防線的抗震結(jié)構(gòu)(jiégòu)，具有良好的抗震性能。共一百六十四頁小框架巨型梁巨型柱共一百六十四頁

上海證券交易所共一百六十四頁3.2.5框架-核心筒結(jié)構(gòu)體系

1、定義(dìngyì)：由核心筒與外圍的稀柱框架組成的高層建筑結(jié)構(gòu)。

2、受力變形特點：

筒體主要承擔(dān)水平荷載，框架主要承擔(dān)豎向荷載。結(jié)構(gòu)兼有框架結(jié)構(gòu)與筒體結(jié)構(gòu)兩者的優(yōu)點，建筑平面布置靈活便于設(shè)置大房間，又具有較大的側(cè)向剛度和水平承載力，其受力和變形特點與框架-剪力墻結(jié)構(gòu)類似。共一百六十四頁共一百六十四頁3、與筒中筒結(jié)構(gòu)的區(qū)別：

1）筒中筒結(jié)構(gòu)具有良好的空間性能；框架-核心筒結(jié)構(gòu)按平面結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。

2）框架一核心筒結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度遠(yuǎn)小于筒中筒結(jié)構(gòu)。

3）筒中筒結(jié)構(gòu)中抵抗剪力以實腹筒為主，抵抗傾覆力矩(lìjǔ)則以外框筒為主；框架一核心筒結(jié)構(gòu)中實腹筒成為主要抗側(cè)力部分。共一百六十四頁注：

1）對由密柱深梁形成(xíngchéng)的框筒結(jié)構(gòu)，由于空間作用，在水平荷載作用下其翼緣框架柱承受很大的軸力；

2）當(dāng)柱距加大，裙梁的跨高比加大時，剪力滯后加重，柱軸力將隨著框架柱距的加大而減小，即對柱距較大的“稀柱筒體”，翼緣框架柱仍然會產(chǎn)生一些軸力，存在一定的空間作用。

共一百六十四頁3）當(dāng)柱距增大到與普通框架相似時，除角柱外，其它柱的軸力將很小，由量變到質(zhì)變(zhìbiàn)，通常就可忽略沿翼緣框架傳遞軸力的作用，按平面結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。共一百六十四頁3.2.6帶加強(qiáng)層的高層建筑結(jié)構(gòu)體系

1、定義：可沿框架—核心筒結(jié)構(gòu)房屋的高度方向，每隔20層左右，于設(shè)備層或結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層處，由核心筒伸出縱、橫向伸臂與結(jié)構(gòu)的外圍框架柱相連，并沿外圍框架設(shè)置(shèzhì)一層樓高的帶狀水平梁或桁架。共一百六十四頁共一百六十四頁

2、受力變形(biànxíng)特點：

與框架-核心筒結(jié)構(gòu)相比，伸臂-核心筒結(jié)構(gòu)具有更大的側(cè)向剛度和水平承載力，從而適用于更多層數(shù)的高層建筑。

1）外柱參與承擔(dān)傾覆力矩引起的拉力和壓力，故增大了整個結(jié)構(gòu)抗力偶矩的等效力臂Ｌ；

2）設(shè)置加強(qiáng)層相當(dāng)于在結(jié)構(gòu)上施加了反力矩，它部分地抵消了水平荷載在筒體各截面所產(chǎn)生的力矩。共一百六十四頁共一百六十四頁3.2.7各種結(jié)構(gòu)體系的最大適用高度和適用的最大高寬比

1、最大適用高度Ａ級高度的鋼筋混凝土高層建筑是指符合表2.1.1高度限值的建筑，也是目前(mùqián)數(shù)量最多，應(yīng)用最廣泛的建筑；Ｂ級高度的高層建筑是指較高的（其高度超過表2.1.1規(guī)定的高度）、設(shè)計上有嚴(yán)格要求高層建筑，其最大適用高度應(yīng)符合表2.1.2的規(guī)定。共一百六十四頁共一百六十四頁共一百六十四頁

2、適用的最大高寬比房屋的高寬比愈大，水平荷載作用下的側(cè)移愈大，抗傾覆(qīngfù)作用的能力愈小。因此，應(yīng)控制房屋的高寬比，避免設(shè)計高寬比很大的建筑物。共一百六十四頁

注：按所考慮方向的最小投影寬度(kuāndù)計算高寬比；對帶有裙房的高層建筑，當(dāng)裙房的面積和剛度相對于其上部塔樓的面積和剛度較大時，計算高寬比時房屋的高度和寬度(kuāndù)可按裙房以上部分考慮。共一百六十四頁4.1結(jié)構(gòu)平面布置

1、基本要求高層建筑的結(jié)構(gòu)平面布置，應(yīng)有利于抵抗水平荷載和豎向荷載，受力明確(míngquè)，傳力直接，力求均勻?qū)ΨQ，減少扭轉(zhuǎn)的影響。4.高層建筑結(jié)構(gòu)(jiégòu)布置原則與要求共一百六十四頁1)在高層建筑的一個獨(dú)立結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，宜使結(jié)構(gòu)平面(píngmiàn)形狀簡單、規(guī)則，剛度和承載力分布均勻。不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的平面布置。共一百六十四頁

2）高層建筑宜選用(xuǎnyòng)風(fēng)作用效應(yīng)較小的平面形狀。對抗風(fēng)有利的平面形狀是簡單、規(guī)則的凸平面。例如：圓形、正多邊形、橢圓形、鼓形等平面。對抗風(fēng)不利的平面是有較多凹、凸的復(fù)雜平面形狀，如Ｖ形，Ｙ形、Ｈ形、弧形等平面。對抗風(fēng)有利的平面形狀共一百六十四頁

3）抗震設(shè)計的Ａ級高度(gāodù)鋼筋混凝土高層建筑，其平面布置宜簡單、規(guī)則、對稱，減少偏心；平面長度L不宜過長，突出部分長度l不宜過大；不采用角部重疊或細(xì)腰形平面圖形。共一百六十四頁共一百六十四頁4)抗震設(shè)計的Ｂ級高度鋼筋(gāngjīn)混凝土高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及復(fù)雜高層建筑，其平面布置應(yīng)簡單、規(guī)則，減少偏心。注：Ｂ級高度鋼筋混凝土高層建筑和混合結(jié)構(gòu)高層建筑的最大適用高度較高，復(fù)雜高層建筑的豎向布置已不規(guī)則，這些結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)較大，故對其平面布置的規(guī)則性應(yīng)要求更嚴(yán)一些。共一百六十四頁5)結(jié)構(gòu)(jiégòu)平面布置應(yīng)減少扭轉(zhuǎn)的影響。平面不規(guī)則、質(zhì)量中心與剛度中心偏心較大和抗扭剛度太弱的結(jié)構(gòu)，其震害嚴(yán)重。注：對結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)從以下兩個方面加以限制：（1）限制結(jié)構(gòu)平面布置的不規(guī)則性，避免質(zhì)心與剛心存在過大的偏心。（2）結(jié)構(gòu)的抗扭剛度不能太弱。共一百六十四頁3、變形縫的設(shè)置1）縫的分類：沉降縫、伸縮縫和防震縫。2）設(shè)縫的優(yōu)缺點：優(yōu)點：用縫將復(fù)雜(fùzá)建筑分為規(guī)則的部分，或減小溫度應(yīng)力。缺點：影響建筑使用功能；立面處理不便；基礎(chǔ)防水不易處理等。３）趨勢：目前趨勢是避免設(shè)縫，或盡可能少設(shè)縫。共一百六十四頁共一百六十四頁3）沉降縫（1）設(shè)縫：高層建筑(ɡāocénɡjiànzhù)的主體結(jié)構(gòu)周圍常設(shè)置裙房，它們與主體結(jié)構(gòu)的重量相差懸殊，會產(chǎn)生相當(dāng)大的沉降差。這時可用沉降縫將二者分成獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元，使各部分自由沉降。（2）不設(shè)縫：需采取以下措施：

A、采用樁基，樁支承在基巖上；或采取減少沉降的有效措施并經(jīng)計算，沉降差在允許范圍內(nèi)。

B、樓與裙房采用不同的基礎(chǔ)形式。

C、先施工主樓，后施工裙房，使兩者最終沉降量一致。

D、將裙房坐在懸挑基礎(chǔ)上。共一百六十四頁4）伸縮縫由溫度變化引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力稱為溫度應(yīng)力，使房屋產(chǎn)生(chǎnshēng)裂縫，影響正常使用，底部數(shù)層和頂部數(shù)層較為明顯。伸縮縫可減少溫度應(yīng)力?！陡邔右?guī)程》規(guī)定了伸縮縫的最大間距共一百六十四頁增大伸縮縫間距的措施：（1）增加頂層、底層、山墻等部位的配筋;（2）采用(cǎiyòng)有效隔熱措施

;（3）使用混凝土添加劑等減少收縮;（4）施工中預(yù)留后澆帶；（5）上部改變結(jié)構(gòu)形式或局部(頂部）設(shè)伸縮縫;（６）增大樓板配筋或采用預(yù)應(yīng)力樓板等。共一百六十四頁共一百六十四頁注：（1）施工后澆帶的作用在于減小混凝土的收縮應(yīng)力，提高建筑物對溫度應(yīng)力的耐受能力，并不直接減少溫度應(yīng)力。（2）后澆帶，應(yīng)通過建筑物的整個橫截面，將全部墻、梁和樓板分開；在后澆帶處，板、墻鋼筋應(yīng)采用搭接接頭（圖2.2.6），梁主筋可不斷開；后澆帶應(yīng)從結(jié)構(gòu)受力較小的部位曲折(qūzhé)通過，不宜在同一平面內(nèi)通過；一般情況下，后澆帶可設(shè)在框架梁和樓板的1/3跨處，設(shè)在剪力墻洞口上方連梁跨中或內(nèi)外墻連接處。共一百六十四頁5）防震縫（1）設(shè)縫的優(yōu)點：地震作用下，復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)及復(fù)雜的振動形式，并在房屋的連接薄弱部位(bùwèi)造成損壞，宜通過設(shè)縫將復(fù)雜建筑分為規(guī)則建筑。（2）設(shè)縫的缺點：地震作用時，防震縫兩側(cè)的房屋很容易發(fā)生碰幢而造成震害。共一百六十四頁（３）防震縫寬度為防止縫兩側(cè)建筑的碰撞，縫必須留有足夠的寬度。防震縫最小寬度為：框架結(jié)構(gòu)：≤15ｍ時，取70mm；＞15ｍ時，每增加2~5m，加寬20mm；框架(kuànɡjià)-剪力墻結(jié)構(gòu)：取上述規(guī)定的70%,但不小于70mm。共一百六十四頁剪力墻結(jié)構(gòu)：取框架結(jié)構(gòu)的50%，但不小于70mm?？p兩側(cè)結(jié)構(gòu)體系不同時，縫寬按不利的結(jié)構(gòu)類型確定。（4）抗震設(shè)防的建筑，其伸縮縫，沉降縫寬度均應(yīng)符合防震縫寬度的要求(yāoqiú)。（5）在相鄰的高、低結(jié)構(gòu)之間設(shè)置防震縫時，不應(yīng)采取牛腿托梁的做法設(shè)置防震縫。共一百六十四頁4.2結(jié)構(gòu)豎向布置高層建筑結(jié)構(gòu)的承載力和剛度宜自下而上逐漸減小，變化宜均勻、連續(xù),不應(yīng)突變。豎向布置應(yīng)符合下列(xiàliè)要求：1）豎向宜規(guī)則、均勻，避免有過大的外挑和內(nèi)收；側(cè)向剛度宜下大上小，逐漸均勻變化；不應(yīng)采用豎向布置嚴(yán)重不規(guī)則的結(jié)構(gòu)。共一百六十四頁共一百六十四頁2）抗震設(shè)計的高層建筑結(jié)構(gòu)，其樓層側(cè)向剛度不宜小于相鄰上部樓層側(cè)向剛度的70%或其上相鄰三層側(cè)向剛度平均值的80%。注：樓層的側(cè)向剛度可取該樓層剪力與該樓層層(cénɡcénɡ)間側(cè)移的比值。共一百六十四頁共一百六十四頁3）為防止結(jié)構(gòu)出現(xiàn)(chūxiàn)薄弱層，A級高度高層建筑樓層層間的受剪承載力不宜小于其上一層受剪承載力的80%，不應(yīng)小于其上一層受剪承載力的65%；B級高度高層建筑樓層層間的受剪承載力不宜小于其上一層受剪承載力的75%。4）抗震設(shè)計時，結(jié)構(gòu)豎向抗側(cè)力構(gòu)件宜上、下連續(xù)貫通。共一百六十四頁共一百六十四頁5）當(dāng)結(jié)構(gòu)上部樓層相對(xiāngduì)于下部樓層有收進(jìn)、或外挑時，應(yīng)滿足：（1）當(dāng)上部樓層有收進(jìn)，且H1/H之比大于0.2時，B1宜小于B的0.75倍；（2）當(dāng)上部樓層有外挑時，B不宜小于上部樓層水平尺寸B1的0.9倍，且水平外挑尺寸a不宜大于4m。共一百六十四頁共一百六十四頁6）結(jié)構(gòu)頂層取消部分墻、柱形成空曠房間時，其樓層側(cè)向剛度和承載力與其下部樓層相差較多，形成剛度和承載力突變，此時應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的計算分析，并采取有效的構(gòu)造措施。如用彈性動力時程分析進(jìn)行補(bǔ)充計算、沿柱子全長加密箍筋、大跨度屋面構(gòu)件要考慮豎向地震作用(zuòyòng)效應(yīng)等。共一百六十四頁7）高層建筑設(shè)置地下室，可利用土體的側(cè)壓力防止水平力作用下結(jié)構(gòu)的滑移、傾覆，減輕地震作用對上部結(jié)構(gòu)的影響；還可降低地基的附加壓力，提高地基的承載能力。震害經(jīng)驗也表明(biǎomíng)，有地下室的高層建筑，其震害明顯減輕。

因此，高層建筑宜設(shè)地下室，而且同一結(jié)構(gòu)單元應(yīng)全部設(shè)置地下室，不宜采用部分地下室，地下室應(yīng)有相同的埋深。共一百六十四頁4.3.1樓蓋結(jié)構(gòu)(jiégòu)選型

1、分類：現(xiàn)澆樓蓋、裝配式樓蓋

2、選型4.3高層建筑(ɡāocénɡjiànzhù)的樓蓋結(jié)構(gòu)共一百六十四頁樓（屋）蓋體系的作用承受豎向荷載連接抗側(cè)力構(gòu)件(gòujiàn)，承受其傳來的剪力和軸力選擇原則結(jié)構(gòu)整體性、面內(nèi)剛度結(jié)構(gòu)高度小、質(zhì)量輕建筑使用功能、裝飾要求、設(shè)備安裝、施工技術(shù)等常用樓蓋體系及其適用性現(xiàn)澆樓蓋預(yù)制板樓蓋預(yù)應(yīng)力疊合板樓蓋組合樓蓋共一百六十四頁常用(chánɡyònɡ)樓蓋體系及其適用性現(xiàn)澆樓蓋肋梁樓蓋——普通、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)好；結(jié)構(gòu)高度大、不便管線安裝?寬扁梁（用于層高受限時）密肋樓蓋——省材料、自重輕、高度大、適用于大跨且梁高受限時、當(dāng)使用荷載較大時可有較好技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)好；不美觀、吊頂處理(chǔlǐ)無梁樓蓋——適用于大跨且梁高受限、或升層法施工時；沖切問題共一百六十四頁非預(yù)應(yīng)力平板樓蓋——廣泛用于剪力墻、筒體結(jié)構(gòu)、可降低層高、平整；跨度大時自重大、不經(jīng)濟(jì)?現(xiàn)澆非預(yù)應(yīng)力空心板樓蓋無粘結(jié)(zhānjié)預(yù)應(yīng)力平板樓蓋——適用于大跨且梁高受限時、平面布置靈活共一百六十四頁預(yù)制板樓蓋預(yù)應(yīng)力空心板樓蓋——適用于高度50m以下時，但要求嚴(yán)格(yángé)（縫內(nèi)設(shè)鋼筋、設(shè)現(xiàn)澆面層、加強(qiáng)板端連接）預(yù)應(yīng)力大樓板樓蓋——與房間同尺寸，雙向先張法預(yù)應(yīng)力筋，板邊齒槽；吊裝問題共一百六十四頁預(yù)應(yīng)力疊合板樓蓋預(yù)制RC薄板（50-60mm），上現(xiàn)澆RC。省模板、剛度大、整體性好組合樓蓋

壓型鋼板上現(xiàn)澆RC。省模板、自重(zìzhòng)小、厚度??；用鋼量大共一百六十四頁5高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本(jīběn)要求5.1強(qiáng)度問題——構(gòu)件截面承載力驗算5.2剛度問題——正常使用條件下結(jié)構(gòu)水平(shuǐpíng)位移驗算5.3穩(wěn)定問題——結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與抗傾覆驗算5.4延性問題——抗震結(jié)構(gòu)的延性要求5.5經(jīng)驗問題——抗震結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計要求共一百六十四頁5.1強(qiáng)度問題——構(gòu)件截面(jiémiàn)承載力驗算要求荷載效應(yīng)組合?構(gòu)件(gòujiàn)最不利內(nèi)力?承載力極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式無地震作用組合γ0S≤R有地震作用組合

S≤R/γRE共一百六十四頁關(guān)于(guānyú)S抗震結(jié)構(gòu)與有無地震作用組合高層建筑結(jié)構(gòu)荷載組合表達(dá)式關(guān)于R抗震結(jié)構(gòu)抗彎承載能力=非抗震結(jié)構(gòu)抗彎承載能力抗震結(jié)構(gòu)抗剪承載能力=非抗震結(jié)構(gòu)抗剪承載能力*80%共一百六十四頁5.2剛度問題——正常(zhèngcháng)使用條件下結(jié)構(gòu)水平位移驗算目的防止主要結(jié)構(gòu)開裂、損壞防止填充、裝修開裂、損壞防止過大側(cè)移，以引發(fā)人的不適、影響正常使用、產(chǎn)生附加(fùjiā)內(nèi)力表達(dá)式——雙控（彈性位移）層間位移Δu/h≤[Δu/h]頂點位移u/H≤[u/H]共一百六十四頁荷載組合不考慮(kǎolǜ)重力荷載引起的側(cè)移各水平荷載單獨(dú)作用荷載分項系數(shù)取1.0位移限值地震作用下的位移限值略寬松新規(guī)范的兩點修正取消與“裝修標(biāo)準(zhǔn)”有關(guān)的提法限值略偏嚴(yán)格共一百六十四頁5.3穩(wěn)定(wěndìng)問題——結(jié)構(gòu)穩(wěn)定(wěndìng)與抗傾覆驗算一般不需驗算H/B>5時宜驗算抗傾覆驗算表達(dá)式M≤[M][M]——穩(wěn)定力矩=豎向荷載（50%樓面活載+90%恒載）對基礎(chǔ)邊緣(biānyuán)取矩M——傾覆力矩=由風(fēng)荷載或地震作用（或二者組合）計算的基礎(chǔ)頂面處的最大傾覆力矩共一百六十四頁整體穩(wěn)定性驗算表達(dá)式Gte≤ΣEIeq/(8H2)Gte——頂端等效重力荷載設(shè)計值=ΣGiHi2

/H2ΣEIeq——驗算方向(fāngxiàng)的抗側(cè)力構(gòu)件等效剛度和Gi——第i層重力荷載設(shè)計值共一百六十四頁5.4延性問題(wèntí)——抗震結(jié)構(gòu)的延性要求結(jié)構(gòu)(jiégòu)抗震等級確定方法根據(jù)確定抗震等級的設(shè)防烈度、結(jié)構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)高度確定延性結(jié)構(gòu)設(shè)計原則四項措施提高構(gòu)件延性強(qiáng)柱（墻）弱梁強(qiáng)剪弱彎強(qiáng)節(jié)點（錨固）弱構(gòu)件共一百六十四頁罕遇地震(dìzhèn)作用下的彈塑性變形驗算一般不驗算，但須采取構(gòu)造措施驗算需驗算結(jié)構(gòu)的界定（范圍）表達(dá)式——單控（彈塑性）Δup/h≤[Δup/h]驗算方法——簡化方法或時程分析法共一百六十四頁5.5經(jīng)驗(jīngyàn)問題—抗震結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計要求概念設(shè)計要點選擇有利場地和地基選擇延性好結(jié)構(gòu)體系與材料(cáiliào)規(guī)則結(jié)構(gòu)延性結(jié)構(gòu)減輕自重共一百六十四頁避開地震動(zhèndòng)反應(yīng)譜特征周期避免薄弱層減少扭轉(zhuǎn)協(xié)調(diào)承載能力與延性的關(guān)系設(shè)置多道抗震防線實現(xiàn)合理屈服耗能機(jī)制提高整體性共一百六十四頁概念設(shè)計意義“計算設(shè)計”很難有效控制結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，不能完全解決問題地震作用的不確定性結(jié)構(gòu)計算假定與實際(shíjì)情況的差異（計算模型、材料、阻尼變化等）經(jīng)驗總結(jié)、定性判斷共一百六十四頁含義(hányì)在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，首先著眼于結(jié)構(gòu)的總體地震反應(yīng)，按照結(jié)構(gòu)的破壞機(jī)制和破壞過程，靈活運(yùn)用抗震設(shè)計準(zhǔn)則，全面合理地解決結(jié)構(gòu)設(shè)計中的基本問題，既注意總體布置上的大原則，又顧及到關(guān)鍵部位的細(xì)節(jié)，從根本上提高結(jié)構(gòu)的抗震能力；有時需要運(yùn)用工程判斷解決或處理具體問題。共一百六十四頁6世界(shìjiè)知名高層建筑簡介美國紐約帝國大廈美國紐約世界貿(mào)易中心美國芝加哥西爾斯大廈美國紐約約翰.漢考克中心香港中國銀行(zhōnɡɡuóyínxínɡ)大廈深圳地王商業(yè)大廈上海金茂大廈共一百六十四頁共一百六十四頁

世界上早期的標(biāo)志性高層建筑是建成于1931年的美國紐約帝國大廈。它有102層，從底層到85層是辦公樓，86至102層是觀光塔樓（塔樓直徑約10m，高約61m），連同塔樓總高度381m。1929年始建，建成于1931年，保持世界最高建筑達(dá)40年之久。該大廈的底層面積為130m*60m，在第6、25、72、81和85層處逐漸分段收縮(shōusuō)，略呈階梯形，至85層平面收縮為40m*24m。共一百六十四頁

大廈的結(jié)構(gòu)體系為鋼框架結(jié)構(gòu)，采用等間距的柱網(wǎng)，基本的柱間距為5.4m*7m，為了加強(qiáng)整個建筑物的側(cè)向剛度，在中央電梯區(qū)的縱橫向都設(shè)置了鋼斜支撐。所有鋼構(gòu)件均用鉚釘和螺栓連接，以鉚釘為主，用鋼材總量約5.7萬噸。鋼結(jié)構(gòu)外包爐渣混凝土，承受施加于建筑物的100%重力(zhònglì)荷載和100%風(fēng)荷載；它的外包爐渣混凝土雖然在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析中予以忽略，但卻加強(qiáng)了整個框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度，這在考慮承受風(fēng)荷載時尤為重要。共一百六十四頁共一百六十四頁

紐約的世界貿(mào)易中心，是20世紀(jì)70年代在美國(měiɡuó)建造的世界級超高層建筑之一。它由兩座姐妹塔樓組成：北樓高417m，南樓高415m，均為110層，是當(dāng)時世界第二高樓，建成于1973年。

共一百六十四頁從結(jié)構(gòu)概念上看，世貿(mào)中心采用密柱深梁的鋼框架筒體作為主要抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，在當(dāng)時是一場高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的革命。這種體系力求在建筑物外圍建立一種用密柱深梁的三維墻式結(jié)構(gòu)來抵御側(cè)向(cèxiànɡ)荷載，使得內(nèi)部樓蓋平面內(nèi)可以相對地取消或減少立柱和支撐，也就可以增加使用面積。共一百六十四頁從使用和受力上看，這種框架筒體的優(yōu)點是它既不會遮擋室內(nèi)采光，又有很大的承受側(cè)向荷載的能力和較大的抗側(cè)移剛度和抗扭轉(zhuǎn)剛度，而且結(jié)構(gòu)形式上下統(tǒng)一(tǒngyī)，易于安裝和施工；它的缺點是從建筑內(nèi)部往外看的視線被密布的寬外柱所遮擋，而且由于存在著剪力滯后效應(yīng)，使它承受側(cè)向荷載的受力和變形效能有所減弱。共一百六十四頁2001年9月11日，世貿(mào)中心突遭恐怖分子毀滅性襲擊。從世貿(mào)中心被撞座塌過程看，它的設(shè)計至少存在以下問題：1.鋼結(jié)構(gòu)會處于如此高溫的環(huán)境下，以致完全喪失承載力；2.建筑物會遭到如此龐大重物(zhònɡwù)的撞擊，以致完全喪失整體穩(wěn)定性；共一百六十四頁3.高層建筑會遇到如此眾多人群（幾萬人）必須頃刻疏散的問題；4.高層結(jié)構(gòu)會發(fā)生如此迅速的自上而下的破壞，以致出現(xiàn)傾覆性的座塌；5.雙塔倒塌(dǎotā)后會影響如此多的周圍建筑物，以致曼哈頓商業(yè)區(qū)頓時消失。共一百六十四頁因此，針對以上(yǐshàng)存在的問題，使設(shè)計者在設(shè)計高層建筑時必須著重考慮以下問題：1.耐火材料的應(yīng)用以及各種建筑材料和建筑結(jié)構(gòu)的耐火性能和耐久性能問題；2.選擇更加堅實可靠的主體結(jié)構(gòu)體系，并建立多道抗撞擊荷載的防線；共一百六十四頁3.在結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中建立防止(fángzhǐ)結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌的機(jī)制；4.在建筑布置中建立結(jié)構(gòu)絕對可靠的逃亡通道；5.解決在危急情況下大批人員的疏散問題。共一百六十四頁

如果僅就已被撞塌的世貿(mào)中心大樓的結(jié)構(gòu)設(shè)計來看，它至少有兩個問題需糾正(jiūzhèng)：一是它采用的是單筒體的密柱深梁框架結(jié)構(gòu)作為主體結(jié)構(gòu)體系，由于筒壁在側(cè)向荷載作用下有剪力滯后效應(yīng)的影響，而且寬大筒壁中部的平面外剛度較低，難以勝任龐大重物的側(cè)向撞擊；共一百六十四頁二是目前設(shè)計的立柱(lìzhù)和樓蓋梁的連接處只能承受本層樓蓋傳來的荷載，不能承受倒塌后上層樓壓下來的荷載，故而發(fā)生連續(xù)倒塌。共一百六十四頁共一百六十四頁

雄踞于美國芝加哥城密執(zhí)安湖濱的西爾斯大廈，是成束筒結(jié)構(gòu)的實例。1974年西爾斯大廈落成，它不僅以443米的高度從世界貿(mào)易中心大樓的手中奪得了世界高樓之冠的稱號，而且它那與眾不同(bùtónɡ)的結(jié)構(gòu)足以笑傲眾樓。西爾斯大廈就活像由九個巨大竹筒縛成一捆的模樣，所以就與以前的各種長方形、正方形柱體形狀的高層建筑不同(bùtónɡ)。我們平時看過那高達(dá)幾丈的竹子在狂風(fēng)中都很難折斷，其實就是因為它長成圓筒形。因為圓筒形的整體性好，受力比較均勻，所以很是牢固。當(dāng)我們把幾個這樣的圓筒束在一起，那就是固上加固了。共一百六十四頁

西爾斯大廈高達(dá)443米，其平面由九個22.9米見方組成(zǔchénɡ)的豎筒，底層平面就是一個68.7米見方的大筒了。大廈的外形是逐漸上收，九個豎筒分別截止在不同的高度上，1到50層由九個豎筒組成正方形平面，51到66層截去對角的兩個堅筒，67到90層截去了另一組對角的兩個豎筒組成一個十字形平面，91層到110層截去三個邊形豎筒，只剩兩個豎筒直達(dá)頂點。共一百六十四頁這種處理方法，不僅突破了頂部天際線的平頭規(guī)則，而且(érqiě)減少了風(fēng)力的影響。大廈頂部的設(shè)計風(fēng)壓力為305公斤/平方米，設(shè)計允許位移為900毫米。如果說足以造成帝國大廈頂層搖擺10厘米的巨風(fēng)，但對于高出帝國大廈100多米的西爾斯大廈頂部搖擺最多2—3厘米，這就得益于筒式的結(jié)構(gòu)了。

這么高的建筑對于上下卻是一個至關(guān)緊要的問題。西爾斯大廈除在建筑物內(nèi)有兩個電梯轉(zhuǎn)換分別設(shè)于33層和66層，而且在大樓內(nèi)共裝有103部電梯。共一百六十四頁

西爾斯大廈的成束筒結(jié)構(gòu)體系和世貿(mào)中心的單筒體結(jié)構(gòu)體系相比較，在結(jié)構(gòu)概念上有以下優(yōu)點：1.成束框架筒結(jié)構(gòu)是一組筒體（9個，正方形）由共同的內(nèi)筒壁相互連接（4個，相互正交），形成一個多格筒體，也即成束筒的“腹板”增加了，使它在側(cè)向荷載(hèzài)作用下的剪力滯后效應(yīng)大大減少，因而它的受力性能比單個框架筒更接近于實壁筒體；共一百六十四頁2.由于成束框架筒結(jié)構(gòu)內(nèi)立柱受力性能的改善，允許在筒壁中有較大的柱間距，有可能增加開窗面積，在布置內(nèi)部(nèibù)框架軸線時不致?lián)p害室內(nèi)的空間設(shè)計；3.成束框架筒的抗側(cè)力剛度在很大程度上大于單框架筒，引而它的抗剪切和抗扭轉(zhuǎn)能力都大大加強(qiáng)，它可建造的建筑物高度比單個框架筒更高；共一百六十四頁4.成束框架筒的各個筒格可在不同高度處截斷而不削弱結(jié)構(gòu)(jiégòu)的整體性，使結(jié)構(gòu)(jiégòu)受扭的荷載可以容易地為各筒格的封閉形式所抵抗；而且由于成束筒的筒格不斷沿高度被截斷，使建筑物頂部所受的風(fēng)荷載大大減少。共一百六十四頁共一百六十四頁

約翰.漢考克中心高344m，建筑面積約26萬平方米，采用對角支撐桁架型筒體結(jié)構(gòu)體系(tǐxì)。它的體型為漸縮的矩形錐體塔樓，底層平面為80.8m*50.3m，升至頂層344m處減至50.3m*30.3m。共一百六十四頁

從建筑角度看，由于該樓46層以下為辦公用房、停車庫和商店，46-92層為700個單元的公寓，93層以上為電視臺和餐廳，這三類用房對建筑進(jìn)深要求不同(bùtónɡ)，設(shè)計人巧妙地選用了逐漸向上縮小的錐體，其斜度是經(jīng)過優(yōu)化的最佳值，使三類用房的進(jìn)深都比較適宜；從結(jié)構(gòu)角度看，錐體有