夏圣娟高层建筑设计论文.docx

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夏圣娟高层建筑设计论文

新疆大学建筑高层设计论文

指导老师:

______王珂_________________

学生姓名：

______夏圣娟_________________

所属院系：

建筑工程学院学院建筑与城市规划系___

所学专业：

______建筑学_________________

日期：

_____2011-04-08_______________

讨论高层建筑空间，及结构的关系

（Talkabouttherelationofthehighbuilding’sspaceandstructure）

摘要：

高层建筑是在特殊地区和时间下,为了满足城市日益增长的工作、生活

空间以及经济的需求而建造而发展的。

本文对高层建筑的结构体系进行简单的讲述，然后就框架-剪力墙体系和筒体结构体系各自与空间的关系进行简单的论述

Abstract：

Highbuildingisforsatisfyingacitytoincreasedaybydayofoperate,life,Spaceandeconomicdemandtobuild,todeveolpunderspecialregionandtime.Thistextcarriesonvsthestructuresystemofkeyfiguresbuildingsimplerelate,thentheframe-shearingforcewallsystemandthetubebodystructuresystemisrespectivelysimplewiththerelationprogressofthespacetodiscuss

关键词：

高层建筑空间结构结构体系筒体体系关系

Keyword：

Thehighbuilding、space、structure、Structuresystem、Tubebodysystem、relationship

一、高层建筑的发展概况【1】

古代：

古巴比伦建成的巴贝尔塔（高达91.5m）、我国陕西省西安市大雁塔

近代：

美国芝加哥的家庭保险公司大楼（高55m，共10层）

现代：

数量很多，著名的芝加哥西尔斯大厦（高442.3m，共108层），上海环球金融中心（地上101层、地下3层，高492.5m），吉隆坡石油大厦（高452m，共88层）。

图1大雁塔图2芝加哥家庭保险公司大楼

图3芝加哥西尔斯大厦图4吉隆坡石油大厦图5上海环球金融中心

二、高层建筑的结构选型

目前国内高层建筑的四大结构体系：

框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构和筒体结构。

（一）框架体系

框架体系是由框架柱和框架梁组成的承重骨架构成的体系，见图6。

（a）框架平面图（b）框架立面图（c）框架立面图

（图6）

（二）剪力墙体系

它在自身平面内的刚度大、整体性好、水平承载力高，在水平荷载作用下的侧向位移小，剪力墙受力示意图及布置形式见图7。

图7剪力墙受力示意图及布置形式

例：

我国广州白云宾馆，建于1976年，高112.4m，地上33层，地下1层，采用的就是剪力墙体系，是我国第一座高度超过100m的高层建筑，见图8

图8白云宾馆

（三）框支剪力墙体系

框支剪力墙，底层框架，上部为剪力墙的结构体系，一般多用于下部要求大开间，上部住宅、酒店且房间内不能出现角柱的综合高层建筑。

下部采用框架上部采用剪力墙的体系为框支剪力墙体系，见图9

图9框支剪力墙体系示意图。

（四）框架-剪力墙体系

框架—剪力墙体系是在框架结构体系中适当位置布置一定数量的剪力墙，通过在自身平面内刚度很大的楼盖结构将框架与剪力墙这两类结构单元组合而成的结构体系框架-剪力墙常见的形式如左图10

图10框架-剪力墙体系示意图

框架-剪力墙体系的形式主要有两种布置方式：

（1）框架和剪力墙分开布置，如图11。

图11框架和剪力墙分开布置图13北京饭店平面图

（2）在框架中嵌入剪力墙，如北京饭店，图12，其采用的就是在框架中嵌入剪力墙的框架-剪力墙体系。

其平面图如图13。

图12北京饭店

（3）框架剪力墙结构的优点：

1.可构成自由灵活的大空间。

2.较强的抗震抗风能力。

（4）框架剪力墙的适用范围是什么？

适用于需要灵活大空间的多层和高层建筑，如办公楼、商业大厦、饭店、旅馆、教学楼、试验楼、电讯大楼、图书馆、多层工业厂房及仓库、车库等建筑。

（5）框架剪力墙变形受力特点:

【2】

①（a）纯剪力墙结构：

刚性结构，变形为弯曲变形为主，内力按等效刚度比例分配。

（b）纯框架：

柔性结构，变形以剪切变形为主，楼层剪力按柱的抗侧刚度D比例分配。

（c）框架—剪力墙结构：

中等刚度，框架和剪力墙是通过平面内刚度无限大的楼板连接在一起，使它们的水平位移协调一致，不能各自变形，变形为反S形或弯剪型。

②层间位移最大值发生在（0.4～0.8）H范围内。

③在水平力作用下，框架上下各层剪力取用值比较接近。

④具有多道抗震防线，是一种抗震性能良好的结构体系。

（6）．框架一剪力墙结构中剪力墙的布置原则为“均匀、分散、对称、周边”。

宜符合下列要求：

①剪力墙宜均匀布置在建筑物的周边附近、楼梯间、电梯间、平面形状变化及恒载较大的部位，剪力墙间距不宜过大；

②平面形状凹凸较大时，宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙；

③纵横剪力墙宜组成L形、T形和［型等型式；

④单片剪力墙底部承担的水平剪力不宜超过结构底部总水平剪力的40%；

⑤剪力墙宜贯通建筑物的全高，宜避免刚度突变；剪力墙开洞时，洞口宜上下对齐；

⑥楼、电梯间等竖井宜尽量与靠近的抗侧力结构结合布置；

⑦抗震设计时，剪力墙的布置宜使结构各主轴方向的侧向刚度接近。

（五）筒体体系

筒体体系是由若干纵横交错的密集框架或封闭剪力墙围成的筒状封闭空间受力体系，比框架和剪力墙有更大的空间刚度，适用于超高层建筑。

1、框筒

框筒，即框架筒体结构，由框架-剪力墙结构与全剪力墙结构综合演变和发展而来。

筒体结构是将剪力墙或密柱框架集中到房屋的内部和外围而形成的空间封闭式的筒体。

其特点是剪力墙集中而获得较大的自由分割空间，多用于130（180）米以下高层建筑，

框筒的两种形式见图13。

图13框筒体系示意图

例：

深圳华联大厦高88.8m，地上26层，就是采用的框筒体系，见图14。

图14深圳华联大厦图16香港中银大厦

2、筒中筒

筒中筒，多筒，筒束，由筒体发展而来的更复杂的，承载力更强，抗侧移刚度更好的结构体系，可适用于百层以上的超高层建筑。

大筒套小筒，一般中央为薄壁剪力筒，外围为框架筒。

美国独特贝壳广场建于1970年，位于休斯顿，是一座高218m，52层的办公大楼，建成时是当时最高的钢筋混凝土大楼，该大楼采用的就是筒中筒体系，外筒由柱距为1.83m的框架筒，内筒为薄壁剪力墙实心筒，见图15。

（a）透视图（b）平面图

图15美国独特贝壳广场

3.桁架筒体系

在筒体结构中，增加斜撑来增加筒体的抗侧移能力和整体刚度。

香港中银大厦，高315m，72层。

1990年完工，采用的就是桁架筒体系，见图16。

4.成束筒体系

由多个筒体组成的筒体结构体系。

美国希尔斯大厦，建于1974年，高443m（加上天线达500m），共110层，采用的就是成束筒体系，见图17。

图17美国希尔斯大厦

三、“核”的论述

高层建筑与其它建筑之间的最大区别，就在于它有一个垂直交通和管道设备集中在一起的、在结构体系中又起着重要作用的“核”（Core）。

而这个“核”也恰恰在形态构成上举足轻重，决定着高层建筑的空间构成模式。

    在建筑的中央部分，人们有意识地利用那些功能较为固定的服务用房的围护结构，形成中央核心筒，而筒体处于几何位置中心，还可以使建筑的质量重心、刚度中心和型体核心三心重合，更加有利于结构受力和抗震。

    然而，随着时代的发展、技术的进步，人们对建筑需求的变化和设计侧重点的不同，以中央核心筒为主流的高层建筑“内核”空间构成模式开始受到了挑战。

    对于结构专业来说，加强建筑周边的刚度也会有效地抵抗地震对高层建筑的破坏，所以如果将垂直交通和设备用房等分散地布置在周边，则无疑也会对

结构抗震有利。

同时，这种分散的多个外核的空间构成模式，也正好适用于新兴的巨型框架结构，使这种结构体系中的巨型支撑柱具有了使用功能。

    而从建筑设计的角度来看，核的移动、垂直交通、服务性房间和管道井分散到建筑的周边，对于高层建筑的空间构成模式和立面造型上的变化也是极具革命性的。

它不但适应了其它专业的需求，而且还有利于避难疏散，创造更大的使用空间和使高层建筑的底部获得解放。

这种空间构成模式所具有的灵活性和先进性，很快便被推崇技术表现的欧洲建筑师们所发现，并创造性地应用在他们的作品之中。

 受高层旅馆的影响，一些办公大楼为了追求气派和空间变化，便在入口处附设一个中庭。

新一代的高层建筑空间组织更为灵活多样，由于空间设计的侧重点已由追求经济效率向营造宽松舒适的生活环境转变，所以许多新建的高层建筑都以“景观空间”的概念，将共享空间与功能空间相结合，把核分散向四周，垂直交通采用玻璃电梯，直接采光，给人们以开敞明亮、将动线视觉化的空间感受。

空间构成模式也由封闭的“积层式”，变为上下贯通的“动态流动空间”。

       底部空间的变化 早期的高层建筑多直接面对街道，从街道进入门厅，再由门厅进入电梯厅，垂座电梯至各楼层，这是高层建筑中最为普遍的空间流线组织方式。

建筑空间与城市空间之间缺乏过渡，没有“中间领域”的概念，在人流集散的高峰期，对城市交通环境的影响也较大。

由于空间组织方面的缺陷，门厅内往往留不住人，形不成公共活动空间，而入口处也常出现人流拥塞的现象。

四、总结

城市建筑随着人类社会生产力的发展、建造技术水平的不断提高和使用空间的日趋紧张，越来越多的高层建筑拔地而起。

而且城市建筑的总体高度比起以前已普遍的增高，高层建筑和超高层建筑遍布世界各地，摩天大楼也成了现代化大都市的城市象征。

然而今天的高层建筑受环境和人类需求的影响，不同的结构选型提醒不同的建筑，可进行不同的建筑布局，使得建筑内部空间也丰富多变。

然，选定某种结构，则其空间的布局将会受到建筑结构的限制，变得局限。

作为未来的建筑师，当我们在进行高层建筑的建筑结构设计的同时，应当在规划设计时始，仔细阅读任务书，分析地形，认真进行实地调研、查阅相关资料以及规范，然后再进行具体方案设计，一丝不苟的工作，处理好建筑结构及与空间的关系，对自己的负责对他人负责，不会让自己留下遗憾，或者造成不必要的损失。

我会为成为一名合格的建筑师而努力奋斗的！

参考文献

【1】XX百科，“高层建筑简介”，学工业出版社，

【2】XX百科，“高层建筑结构设计”，福州大学

【3】XX百科，“高层建筑特点与发展”，

【4】“试述高层建筑空间的协调与配合”，来源：

中国论文下载中心   

  作者：

王巍    编辑：

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