发布时间 : 星期三 文章高层建筑结构发展现状及前沿发展-毕业论文更新完毕开始阅读f0ef92341611cc7931b765ce0508763230127417
1 绪言
随着我国城市人口的不断增加与密集，高层建筑的需求日益加大，开始成为城市的主流建筑。当人们谈起举世闻名的摩天大楼时，往往和芝加哥、纽约这样的国际大都市联系在一起，这足以说明高层建筑对城市社会形象的贡献。
我国《高层建筑混凝土结构技术规程》规定：10层及10层以上或房屋高度超过28M的住宅建筑和高度大于24M的其他民用建筑结构为高层建筑。建筑物高度超过100M时，不论住宅建筑或公共建筑，均为超高层建筑。因高层建筑高度标准与不同地区的地理环境、建筑材料、地震强度、建筑技术以及电梯的设置标准等诸多因素有关，所以各国对高层建筑的规定也不尽相同。日本将高度为31M或8层以上视为高层建筑；美国则将高度在24.6M或7层以上的建筑视为高层建筑；英国为等于或大于24.3M。我国一般8层以上的房屋就需要设置电梯,对10层以上的房屋就有提出特殊的防火要求的防火规范。高层建筑是社会生产的需求和人类生活需求的产物，是现代化、商业化的必然产物。
我国近代高层建筑起源于本世纪20年代的上海，1934年建成的上海国际饭店高82M，22层；1968年建成的广州宾馆高87M，27层，截止抗日战争爆发，建成的8层以上公寓、旅馆、办公楼约95栋。我国第一栋超过100M高度的超高建筑是1976年建成的广州的白云宾馆，高112M，33层。
随着科技的不断进步，高新材料的应用，自动化、电气化建设在建筑中的实现，为高层建筑的长远发展提供了基础与条件。本文着重论述了高层建筑的概况、现状、存在问题及今后的发展趋势。
word文档可编辑
2 发展现状
高层建筑的建设，是技术进步的体现，也是社会经济发展、改善人民生活条件的需要，因此，加强高层建筑结构的研究，提高高层建筑结构的安全性和经济性，是建筑结构领域发展的重要方向。
2.1 高层建筑的发展特点
2.1.1 高层建筑发展迅速，数量多，分布广
中国《高层建筑混凝土结构技术规程》[1]规定：10层及10层以上或房屋高度超过28M的住宅建筑和高度大于24M的其它民用建筑结构为高层建筑。美国规定22-25M以上或7层以上的建筑物为高层建筑；日本规定，8层以上或高度超过31M视为高层建筑，30层以上的办公楼、旅馆和20层以上的住宅为超高层建筑；英国将等于或大于24.3M的建筑视为高层建筑。所谓高层建筑是指，建筑高度大于27M的住宅和建筑高度大于24M的非单层厂房、仓库和其他民用建筑。
随着经济的不断发展，高层建筑在我国的发展速度非常惊人。中国连续第9年拥有最多的200M及以上竣工建筑，2016年更是以84座的数量占全球竣工总量的67%。这标志着中国所有城市已经进入相当繁荣的发展，高层建筑的发展也应运而生。
2.1.2 建筑高度不断增加，超高层建筑以混合结构、组合结构为主
“没有最高，只有更高”。如今，在世界各地范围内的建筑日趋激烈，我们已真正进入到了一个空前的高层建筑修造的年代。高层建筑的发展更加迅猛，建筑高度也不断增加。世界上第一幢近代高层建筑是芝加哥家庭保险公司大厦，建于1883-1885年，共10层（90年加至12层）高55M，采用砖墙和铁柱结构体系（詹尼设计，1931年被拆除）。19世纪末钢结构得到大力发展与应用，1889年建成的巴黎埃菲尔铁塔，钢结构与电梯的结合，对高层建筑的发展有了很大的推动。1926-1931年建成的克莱斯勒大厦，77层，高319M；1931年完工的帝国大厦，102层，高达381M，保持41年世界最高建筑纪录。帝国大厦在结构体系上采用框架支撑体系，在电梯进纵横方向设置了支撑，连接采用铆接，在钢框中填充了墙体以共同承受横向作用。超高层建筑高度不断被刷新，建筑结构多以混合结构、组合结构为主。香港环球贸易广场，高度：484M，300M以下是混凝土核心筒+钢结构，300M以上是全钢结构，是以钢筋混凝土和钢结构组合而成的混合结构体系。上海
word文档可编辑
中心大厦（见图1-1），高度：632M，是以钢筋混凝土和钢结构组合而成的混合结构体系。台北101大楼（见图1-2），高度：508M，采用SRC钢骨加高强度混凝土组合结构体系。
图1-1 上海中心大厦
图1-2 台北101大楼
2.1.3 结构体型日趋复杂
从30年代到50年代的一些早期高层作品，多属于塔式方形平面，表现为砖石实体的雕塑型。如纽约帝国大厦及以前的作品都属此类。后来又从塔式发展为圆形平面。50年代出现了玻璃幕墙，60年代，玻璃幕墙走向了玻璃摩天大楼，充分表现了钢与玻璃的简洁风格。由密斯设计的西格拉姆大厦以及后来芝加哥两幢湖滨公寓，都是在结构外面将整幢建筑包以玻璃与金属铝片，闪闪发光。它表现为简洁通透，不带任何外加装饰、制作精美，突出表现了高度工业化的精神。从此玻璃方盒子的高层建筑风行于美国，而后欧洲，继而又传到其它国家。60年代末，以100层汉考克大厦为代表的重技派高层建筑又有新突破。这是一幢下大上小，有收方的方棱椎体，其外露的巨大十字叉风撑与角柱、横梁组成了一个空间结构体系，其建筑形象也恰能充分表征这些结构特征。70年代以后，结构体系与
word文档可编辑
玻璃幕墙的性能又有了进一步发展，审美观也起了变化，出现了反应时代的更高境界，使高层建筑的造型与风格又有了新的突破。此时又运用简单的几何形体，构成抽象派的手法，以突破千篇一率的国际式。80年代以来，又为了突破国际式的平顶型与方柱体，又出现了尖顶方锥体型。这是一种新的倾向。近年还流行一种实体墙与玻璃交替变化而有韵律的构图，如美国1987年完成的明尼阿波利斯的西北中心大厦，就是一座80年代具有代表性的高层建筑。现代高层建筑的发展过程中，对高层建筑艺术以及造型也进行了探索。李湘渊认为[2]现代建筑美学对于高层建筑的造型与风格带来的影响很大，尤其在现代社会功能和新材料、新技术、新结构体系不断发展的情况下，使高层建筑的体型、风格出现了多样化，可以说是多姿多采，极为丰富。 2.1.4 新型结构不断涌现
从20世纪90年代开始，高层建筑又有了新的发展。早期高层建筑基本采用框架结构，60年代美国人坎恩提出了框筒体系，后来以此为基础又衍生出多束筒、筒中筒等体系，为建筑达到新的高度奠定了基础。60年代末和70年代初建成了一批100层以上的高层建筑，都是运用了框筒体系，才达到了新的高度。进入90年代，我国高层建筑的功能不断增多，刚性层的设置、转换层的设置大大满足了高层建筑多功能的需要。
多束筒体系已表明在适应建筑场地、丰富建筑造型、满足多种功能和减小剪力滞后等方面具有很多优点，预计今后也将扩大应用。沈恭将高层建筑结构体系的发展过程大致归纳在表1-1中[3]。
表1-1 高层建筑结构体系的发展过程
始用年代 1885 1889 1903 20世纪初 二次大战后 20世纪50年代 20世纪60年代末和70年代初 word文档可编辑
结构体系和特点 砖墙、铸铁柱、钢梁 钢框架 钢盘混凝土框架 钢框架+支撑 钢筋混凝土框架+剪力墙，钢筋混凝土剪力墙，预制钢筋混凝土结构 钢框架+钢筋混凝土核芯筒，悬挂结构，偏心支撑和带缝剪刀墙板框架 框筒，筒中筒，束筒，悬挂结构，偏心支撑和带缝剪刀墙板框架