高層建筑材料PPT課件

1、建筑材料與人居環(huán)境,第7章 高層建筑與材料,2,.,“城市是一本打開的書，從中可以看到它的抱負(fù)?！?“讓我看看你的城市，我就能說出這個(gè)城市居民在文化上追求的是什么?！?美國城市規(guī)劃學(xué)家沙里寧（）,4,.,高層建筑的定義,超過一定高度和層數(shù)的多層建筑。 10層及10層以上的居住建筑，（包括首層設(shè)置商業(yè)服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)的住宅）或建筑高度超過24m（不包含單層主體建筑超過24m的體育館、會(huì)堂、劇院等）的公共建筑。,5,.,城市超高層建筑,聯(lián)合國1972年國際高層建筑會(huì)議將高層建筑按高度分為四類： （1）916層（最高為50米）； （2）1725層（最高到75米）； （3）2640層（最高到100米）； （4

2、）40層以上（高于100米，即超高層建筑）。,6,.,日本建筑大辭典： 56層至1415層的建筑定為高層建筑； 15層以上超高層建筑。 我國民用建筑設(shè)計(jì)通則（JG3787）將住宅建筑層數(shù)劃分為： 13層為低層； 46層為多層； 79層為中高層； 10 30層為高層 凡超過100米均為超高層。,7,.,高層建筑與材料,一、高層建筑的發(fā)展與未來 二、高層建筑與材料、施工方法 三、高層建筑與城市環(huán)境,8,.,古羅馬時(shí)期的高層建筑,2000多年前的古羅馬 10層左右 承重墻結(jié)構(gòu) 材料：石材、粘土磚、火山灰混凝土等,9,.,一、高層建筑的發(fā)展與未來,1 近代高層建筑的興起 2 實(shí)現(xiàn)高層建筑的社會(huì)條件和技

3、術(shù)條件 3 現(xiàn)代高層建筑的發(fā)展 4 未來高層建筑的發(fā)展趨勢(shì),10,.,1.近代高層建筑的興起,承重墻結(jié)構(gòu)對(duì)層高的限制 框架結(jié)構(gòu)體系和金屬材料的應(yīng)用 構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)思想 縱向交通手段的建立 用剪力墻增加橫向剛度 混凝土材料在高層建筑中的應(yīng)用,11,.,(1)承重墻結(jié)構(gòu)對(duì)層高的限制,19世紀(jì)以后 Monadnock大廈,12,.,(2)框架結(jié)構(gòu)體系和金屬材料的應(yīng)用,框架結(jié)構(gòu)系統(tǒng)：梁和柱 1801年英國曼徹斯特，人們第一次用鑄鐵材料建造了七層框架結(jié)構(gòu)的軋棉工廠建筑物，首次用了I型梁和柱。,13,.,(3)構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)思想,1851年水晶宮 確立了框架體系和鋼材在高層建筑中的地位 構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化（模

4、數(shù)化）的設(shè)計(jì)思想為后來建筑材料及構(gòu)件的量化奠定了基礎(chǔ)。,14,.,(4)縱向交通手段的建立,電梯 1851年在紐約建造的5號(hào)街飯店建筑中，最早出現(xiàn)了電梯。 1854年，在紐約水晶宮舉行的世界博覽會(huì)上，美國人伊萊沙格雷夫斯奧的斯第一次向世人展示了他的發(fā)明歷史上第一部安全升降梯。,16,.,(5)用剪力墻增加橫向剛度,層高增加，在風(fēng)力、地震等水平荷載作用下，建筑物的橫向變形和位移增大。 1891年，芝加哥建造了20層高度的Masonic Temple，第一次設(shè)計(jì)使用了鋼結(jié)構(gòu)的剪力墻。,17,.,(6)混凝土材料在高層建筑中的應(yīng)用,高層建筑的發(fā)展同樣推動(dòng)了結(jié)構(gòu)材料的發(fā)展。早期的高層建筑幾乎都采用鑄鐵

5、或鋼材等作為框架結(jié)構(gòu)材料。 從1890年開始,混凝土作為一般的建筑材料開始得到人們的承認(rèn)。 1903年由佩雷設(shè)計(jì)的巴黎的富蘭克林公寓大樓,開始采用了鋼筋混凝土材料。 幾乎在同時(shí),在美國的辛辛那提建造了16層的Ingal building,是世界上第一個(gè)以鋼筋混凝土作為框架結(jié)構(gòu)材料的高層建筑。 但是,到世紀(jì)中葉為止,混凝土材料在高層建筑中只是零散地被使用,或者使用混凝土也只是模仿鋼框架結(jié)構(gòu),而沒有開發(fā)出非常完善的以鋼筋混凝土材料為結(jié)構(gòu)框架的體系。這種狀況直到第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束以后才有改變。,18,.,目前,高層建筑所用的結(jié)構(gòu)材料已經(jīng)是鋼材和鋼筋混凝土平分秋色,許多著名的高層建筑都采用了鋼筋混凝土

6、材料。 采用鋼筋混凝土作為主體結(jié)構(gòu)材料的高層建筑： 朝鮮平壤市的柳京飯店(地上101層,高度305.4m) 芝加哥的水塔廣場(chǎng)大廈(76層, 高度262m) 吉隆坡的佩重納斯大廈(高度452m),馬來西亞佩重納斯大廈452m,20,.,2.實(shí)現(xiàn)高層建筑的社會(huì)條件和技術(shù)條件,社會(huì)需求 國家相關(guān)法規(guī) 技術(shù)條件,21,.,社會(huì)需求,人口的增多和城市化； 城市功能多樣化； 其它因素： 1871年芝加哥大火；,22,.,國家相關(guān)法規(guī),英國 日本,23,.,技術(shù)條件,(1)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算手段和繪圖手段 (2)現(xiàn)代施工管理方法的開發(fā) (3)現(xiàn)代化的建筑設(shè)備 (4)現(xiàn)代化的施工機(jī)械 (5)材料的工業(yè)化生產(chǎn)及新型

7、建筑材料的開發(fā),24,.,3.現(xiàn)代高層建筑的發(fā)展,1871年芝加哥的特大火災(zāi)； 建成于1885年的芝加哥家庭保險(xiǎn)公司，高10層，55米，是世界上第一幢按照現(xiàn)代鋼框架結(jié)構(gòu)原理建造的高層建筑。 1905年，紐約建成50層的都市大廈； 20世紀(jì)30年代開始在美國紐約曼哈頓建成高層建筑群： 1931年紐約102層、高度381m的帝國大廈；采用了鋼框架剪力墻結(jié)構(gòu)。,26,.,發(fā)展,20世紀(jì)50年代，二戰(zhàn)結(jié)束后進(jìn)入鼎盛。 1972年建成紐約世界貿(mào)易中心，110層，417米； 1974年芝加哥建成的西爾斯大廈，110層，443m； 1996年馬來西亞吉隆坡的佩重納斯大廈建成，452m。主體結(jié)構(gòu)采用了鋼筋混凝

8、土結(jié)構(gòu)。,27,.,28,.,我國高層建筑的發(fā)展,1929年建造的上海華懋公寓這幢大樓高14層，是上海最早超過10層的高層建筑； 建于1934年曾經(jīng)號(hào)稱遠(yuǎn)東第一高樓的上海國際飯店，地上22層，高82米，從1934年到70年代末，國際飯店一直是上海的最高建筑。 1974年建成北京飯店東樓（19層，87.15m)； 1976年廣州建成白云賓館（33層，114.05m)； 1985年深圳建成國際貿(mào)易中心大廈（50層，158.65m）； 1987年開工建設(shè)的國際大廈（63層，200m） 1990年建成京廣中心大廈（57層，208m）,29,.,1996年，深圳地王大廈，383.95米； 1997年，廣

9、州中信廣場(chǎng)，高391米，80層； 1998年建成上海金茂大廈，88層，420m。 2003年，樓高88層共420米高的香港國際金融中心第2期落成啟用。,30,.,廣州中信廣場(chǎng) 1997,31,.,上海金茂大廈,32,.,上海金茂大廈，,1998年建成，88層，420m，采用高性能混凝土作為結(jié)構(gòu)材料，采用泵送施工技術(shù)。,33,.,香港國際金融中心,2003年，樓高88層共420米高的香港國際金融中心第2期落成啟用。 該摩天大樓當(dāng)時(shí)僅次于美國芝加哥及馬來西亞的雙子塔，成為世界最高大廈的第4位。,34,.,臺(tái)北101金融大樓508m,35,.,臺(tái)北101,36,.,臺(tái)北101金融大樓508m,37,

10、.,臺(tái)北101,38,.,臺(tái)北101大樓高508米，比紀(jì)錄保持者馬來西亞吉隆坡的雙子座大廈高56米。有世界最大且最重的“風(fēng)阻尼器”，還有兩臺(tái)世界最高速的電梯，以1,010米速度運(yùn)行，從1樓到89樓，只要39秒的時(shí)間。 “世界高樓”的四項(xiàng)指針下，101大樓拿下世界最高建筑物、世界最高使用樓層和世界最高屋頂高度三項(xiàng)世界第一。美國芝加哥的席爾斯大樓則仍保持“世界最高天線高度”。,39,.,上海環(huán)球金融中心,40,.,41,.,42,.,43,.,風(fēng)雨過后上海環(huán)球金融中心封頂,44,.,45,.,46,.,世界前十名高層建筑（兩年前數(shù)據(jù)）,第一名，中國臺(tái)北101大樓。2004年建成，共101層，樓高5

11、09米，到目前為止，是世界上最高的建筑物。 第二名、第三名，馬來西亞吉隆坡雙子塔。高452米，88層，1998年完工，是目前世界上最高的雙子樓。 第四名，美國芝加哥西爾斯大廈。高442米，共108層，其高度超過原紐約世貿(mào)中心，是美國最高的建筑物。西爾斯大廈曾穩(wěn)坐世界最高建筑物寶座20余年，直到1998年馬來西亞吉隆坡的雙子塔落成。 第五名，中國上海金茂大廈。高421米，共88層，于1998年落成，是中國大陸最高的建筑。 第六名，中國香港國際金融中心（二期）。高415米，88層，2003年建成。 第七名，中國廣州中信廣場(chǎng)大樓。高391米，80層。1997年建成后曾是中國大陸最高的建筑，但1998

12、年上海金茂大廈的建成讓它很快就失去了這個(gè)稱號(hào)。 第八名，中國深圳順興廣場(chǎng)大樓。在中國大陸排位第三。高384米，69層，1996年完工。同時(shí)也是中國最高的“鋼鐵”建筑物。 第九名，美國紐約曼哈頓帝國大廈。高381米，102層。紐約最具人氣的地點(diǎn)之一，也是目前紐約最高的建筑。 第十名，中國香港中央廣場(chǎng)大樓。,47,.,夢(mèng)幻般的世界第一高樓,國際金融中心大廈， 中國臺(tái)北,48,.,世界上最高的雙子樓,國家石油雙子星座大廈（塔樓1，2）， 馬來西亞吉隆坡,49,.,美國最高的建筑物,第4名、西爾斯大廈， 芝加哥（Sears Tower）,50,.,中國大陸最高的建筑,第5名、上海金茂大廈,51,.,第

13、6名、香港國際金融中心(第二期),52,.,第7名 中信廣場(chǎng)大樓， 中國廣州,53,.,信興廣場(chǎng)大廈，中國深圳,54,.,最具人氣的景點(diǎn)，紐約最高的建筑,第9名、帝國大廈， 美國紐約曼哈頓,55,.,第10名、香港中央廣場(chǎng)大樓,56,.,阿聯(lián)酋開始建造世界第一高樓 “迪拜塔”高度約為700米（Burj Dubai）,由美國建筑師阿德里安史密斯設(shè)計(jì)，整個(gè)工程將耗資億美元，預(yù)計(jì)年完工。,57,.,正在建設(shè)中的“迪拜塔”新華社照片，迪拜，2007年1月9日,正在阿拉伯聯(lián)合酋長(zhǎng)國迪拜建造的“迪拜塔”目前已經(jīng)建到100層，高度超過330米。 “迪拜塔”始建于2005年3月。這是2006年12月19日拍攝

14、的“迪拜塔”。,58,.,正在建設(shè)中的“迪拜塔”新華社照片，迪拜，2007年1月9日,“迪拜塔”始建于2005年3月。 這是2006年12月19日拍攝的“迪拜塔”。已經(jīng)建到100層，高度超過330米。,59,.,2007年7月21日發(fā)布的建設(shè)中的“迪拜塔”照片,60,.,2007年9月7日拍攝的正在施工中的迪拜塔,9月13日，阿聯(lián)酋迪拜塔的開發(fā)商艾馬爾地產(chǎn)公司宣布，迪拜塔已成為世界上最高的獨(dú)立式建筑，其高度已達(dá)555米，超過了曾保持著世界最高獨(dú)立式建筑紀(jì)錄的553米高的加拿大多倫多電視塔。 -新華社/路透,61,.,2008年4月初，迪拜，建設(shè)中的迪拜塔。,62,.,BurjDubai(迪拜塔

15、)的高度在開工后38個(gè)月的2008年4月8日超過630米，成為了世界最高建筑物。 之前，世界最高建筑物是美國北達(dá)科他州的“KVLT電視發(fā)射塔”，高度達(dá)628.8米。 如果迪拜塔完工，包括尖塔在內(nèi)的高度將超過800米。,63,.,64,.,65,.,印度要建全球第一高樓 高達(dá)710米共202層,印度德里地方官員向外界公布，他們將在德里郊區(qū)的諾依達(dá)工業(yè)開發(fā)區(qū)建造一座超級(jí)摩天大樓。該大樓將高達(dá)710米，主體結(jié)構(gòu)將有202層。 這座摩天大樓的造型酷似喜馬拉雅山，預(yù)計(jì)將于2013年建成并投入商業(yè)運(yùn)營。該大樓將包括一個(gè)50層的五星級(jí)酒店、一個(gè)40層的商業(yè)辦公間，另外還有37萬平方米的一個(gè)購物中心。,66,

16、.,美國福德姆公司準(zhǔn)備在芝加哥建造一座115層600公尺高的摩天大樓。這幢大樓如果按計(jì)劃在2009年建成，將成為美國乃至世界第一高樓。,67,.,高樓=國力？ 高樓現(xiàn)代化？,68,.,4.未來高層建筑的發(fā)展趨勢(shì),1 大城市中心地帶超高層建筑增多 2 城市周邊部位1015層高層住宅較多 3 更加注重與環(huán)境得協(xié)調(diào)和功能得統(tǒng)一 4 由高技派轉(zhuǎn)向自然化、古樸化 5 綜合性立體城市的設(shè)想,69,.,二、高層建筑與材料、施工方法,1 促進(jìn)建筑材料的制品化 2 半模板式樓板的開發(fā) 3 外墻結(jié)構(gòu)形式和材料的開發(fā) 4 用于高層建筑的結(jié)構(gòu)材料,70,.,1. 促進(jìn)建筑材料的制品化,高層建筑施工見同不便，施工操作難

17、度大、危險(xiǎn)性高。 預(yù)制化減少高空的施工操作； 預(yù)制構(gòu)件包括：混凝土預(yù)制樓板、梁、柱，鋼材、鋁合金、塑料等門窗構(gòu)件，預(yù)制房屋建筑單元（廚房、浴室等）； 吊裝到現(xiàn)場(chǎng)組裝方式：鋼結(jié)構(gòu)骨架部分單獨(dú)組裝，樓板、外圍幕墻等中小型構(gòu)件現(xiàn)場(chǎng)安裝到骨架上；大型板材與鋼骨架的一體化組裝。,71,.,72,.,2.半模板式樓板的開發(fā),73,.,74,.,75,.,76,.,3.外墻結(jié)構(gòu)形式和材料的開發(fā),幕墻：象帷幕一樣安裝在結(jié)構(gòu)框架上，不承受荷重，只起圍護(hù)作用的建筑物的外墻。,77,.,用于幕墻構(gòu)件的材料：,1 鋁合金幕墻 2 玻璃幕墻 3 混凝土幕墻 4. 花崗巖幕墻,78,.,79,.,4.用于高層建筑的結(jié)構(gòu)材

18、料,1 鋼結(jié)構(gòu)（S結(jié)構(gòu)） 2鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（RC結(jié)構(gòu)） 3鋼鋼筋混凝土組合結(jié)構(gòu)（SRC結(jié)構(gòu)）,81,.,（1）鋼結(jié)構(gòu)（S結(jié)構(gòu)）,構(gòu)件的截面尺寸小，自重輕，建筑物的有效空間大，抗震性能好； 工廠化生產(chǎn)程度高，施工簡(jiǎn)便快速； 在外觀上也具有優(yōu)勢(shì)； 弱點(diǎn)： 耐火性差，導(dǎo)熱系數(shù)大，在高溫下容易軟化、變形、強(qiáng)度降低，難以承擔(dān)荷載。,82,.,世貿(mào)中心鋼筋鐵骨為何不堪一擊?,幾十噸飛機(jī)汽油引起的失火，導(dǎo)致大樓鋼結(jié)構(gòu)軟化甚至熔化，上層開始倒塌，往下逐層傳遞，形成“多米諾骨牌效應(yīng)”，最后導(dǎo)致整座大樓坍塌。,83,.,84,.,雙塔巨型的中心區(qū)鋼柱，與外圍鋼柱，通過地板橫梁以多重鎖扣和焊接的方式，緊密相連，形成

19、相對(duì)輕盈而又異常堅(jiān)固的“筒中筒”結(jié)構(gòu)。,85,.,誰能想象這棟曾被稱為世界建筑典范的雙塔，卻在9/11當(dāng)天，被飛機(jī)在82層和96層撞擊后，整棟大樓以近乎完美的垂直方式自我毀滅了呢？,86,.,87,.,大樓輕易地承受了飛機(jī)的撞擊。撞擊口很快變黑，提示中心區(qū)有大火。,88,.,南塔在飛機(jī)撞擊后56分鐘，爆炸而成巨大的粉塵，各種碎片向四周噴射。,89,.,北塔完完全全地在半空中化為粉末，形成了與火山碎屑流非常相似的塵霧云，并迅速擴(kuò)張到原來建筑物的數(shù)倍之大(四張照片分別為開始倒塌后7，13.3，14.5，22秒)。,90,.,完美地塌陷在其邊界內(nèi)，沒有對(duì)周圍建筑物產(chǎn)生如何損壞。,91,.,解決耐火問題的措施：,耐火鋼； 耐火涂料或耐火材料包覆； 鋼管內(nèi)灌防凍劑和防腐蝕的液體； 水冷鋼管結(jié)構(gòu)體系；如美國的匹茲堡大廈和英國的Bush Ho