当今国内最高100栋建筑中,1985年建成的仅1栋(深圳国贸大厦,159m,50层),1989~1995年建成的有14栋,而1996~1998年建成的有85栋。1990年建成的北京京广中心是我国大陆首栋突破200m的超高层建筑,1996年的深圳地王大厦其高度已达325m、81层,1998年的上海金茂大厦又有突破,达421m、88层。
对高层建筑的界定,目前全世界还没有一个统一标准。例
根据联合国科教文组织所属的世界高层建筑委员会的建议,一般将9层以上(含9层)称为高层建筑,并划分为以下四类:
9----16层,高度不超过50m;
17---25层,高度不超过75m;
26---40层,高度不超过100m;
40层以上,高度超过100m;
我国«高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3-2002)»第1.0.2条规定10层及10层以上或房屋高度超过27m为高层建筑;«高层民用建筑设计防火规范(GB50045-95)»2001年版规定10层及10层以上的居住建筑、建筑高度超过24m的公共建筑为高层建筑;
1.2 高层建筑结构作用效应的特点
1.2.1 高层建筑结构的受力特点
建筑结构所受的外力(作用)主要来自垂直方向和水平方向。在低、多层建筑中,由于结构高度低、平面尺寸较大,其高宽比很小,而结构的风荷载和地震作用也很小,故结构以抵抗竖向荷载为主。也就是说,竖向荷载往往是结构设计的主要控制因素。
建筑结构的这种受力特点随着高度的增大而逐渐发生变化。
在高层建筑中,首先,在竖向荷载作用下,由图1.2.1-1所示的框架可知,各楼层竖向荷载所产生的框架柱轴力为:
边柱 N=wlH/2h
中柱 N=wlH/h
即框架柱的轴力和建筑结构的层数成正比;边柱轴力较中柱小,基本上与其受荷面积成正比。就是说,由各楼层竖向荷载所产生的累积效应很大,建筑物层数越多,底层柱轴力越大;顶、底层柱轴力差异越大;中柱、边柱轴力差异也越大。
其次,在水平荷载作用下,作为整体受力分析,如果将高层建筑结构简化为一根竖向悬臂梁,那么由图1.2.1-2、图1.2.1-3所示其底部产生的倾复弯矩为:
水平均布荷载 Mmax=qH2/2
倒三角形水平荷载 Mmax= Qh3/3
即结构底部产生的倾复弯矩与楼层总高度的平方成正比。就是说,建筑结构的高度越大,由水平作用对结构产生的弯矩就更大,较竖向荷载对结构所产生的累积效应增加更快,其产生的结构内力占总结构内力的比重越大,从而成为结构强度设计的主要控制因素。