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高层建筑构造
SPARK CAI-狼文

一、概述
（一）高层建筑发展过程
    随着工农业的迅速发展，城市人口日益集中，用地日趋紧张。自本世纪50年代以来，高层建筑在国外开始迅速发展，其特点是建筑数量大、层数多、结构体系新。建筑材料、计算理论和施工方法不断更新。
1、国外发展情况
美国在世界近代高层建筑的发展中起了推动作用，从1886年芝加哥建的10层家庭保险公司大楼（Home Insurance Comb Qmq）到1974年芝加哥又以束筒结构形式建造了西尔斯大厦，共110层，总高443m，是世界上最高的建筑物。另外值得提出的是美国纽约水塔广场建造了当前世界上最高的钢筋混凝土高层建筑水塔广场大楼，共76层，高262m，结构形式采用了筒体加框架体系。
日本在1964年以前高层建筑极少，因日本建筑法规限制，不允许建高层建筑。战后对抗震抗风问题作了大量研究，1964年1月废除了旧法规，1964年建造了第一幢17层新大谷饭店，近年来日本兴建了100m以上的高楼有30余座，并以钢结构为主，如东京新宿的京王旅馆，地上47层，地下3层；东京池袋区商业中心办公楼共60层，高226m，结构体系采用筒中筒。
英国的高层建筑从二次世界大战以前的7%增加到43%，但以后由于中欧地区人口趋于稳定，部分国家人口增长率接近于零，因此对高层建筑不如其他地区那么迫切需要。
这里值得提出的是新加坡，它是以高层住宅解决了90%人口的居住问题，并就居住区的一切配套设施，作了相应的安排。
在世界其他各地区、各国家都根据各自的实际情况，如经济文化、民族习惯、人口多少、城市的发展，对高层建筑作了相应的尝试，尽管发展不平衡，但总的来说，高层建筑已在世界范围内逐步兴起和发展。
2、国内高层建筑发展情况
为适应我国城乡建设的发展，在四个现代化、开放、改革方针政策的指导下，城乡建设迅速发展，为了节约用地、改变城市面貌、改善人民居住条件，我国高层建筑在近年来有了迅速的发展。
50年代建成13层的北京民族文化宫，12层的民族饭店。60、70年代在广州建成27层的广州宾馆、33层的广州白云宾馆。1978～981年间高层建筑发展更快，四年间建成高层建筑510幢，占建国以来高层建筑的76%。1989年底建设部系统已建成的高层建筑约900万m2。
80年代以后，高层建筑发展更快，比较突出的有：深圳国际贸易中心大厦，建筑面积为10万m2，主体为50层，高度160m，第49层为旋转餐厅，塔楼顶面为直升飞机停机坪。1990年建成的北京京广中心大厦高208m，52层。1996年建成的深圳地王大厦高384.3m，68层，是我国目前最高的建筑物。此外还有北京国贸中心、北京长城饭店、广州广东国际大厦、南京金陵饭店、上海联谊大厦等。
我国目前所建成的高层建筑绝大多数为钢筋混凝土结构，结构体系多为纯框架、框架--剪力墙、纯剪力墙及筒体结构。
香港地区于1985年建成香港上海汇丰银行大楼，总建筑面积9.9万m2，地上48层，地下4层，由美国建筑师若曼?弗斯特（Norman?Fostor）设计。此外，1989年在香港建成的中国银行，高315m，70层，由贝聿铭设计。
（二）高层建筑的分类
1、高层建筑按层数及高度分类
目前世界各国对高层建筑的划分标准均不一致，各国根据本国的具体情况，各自有不同的规定。
联合国教科文组织所属世界高层建筑委员会建议按高层建筑的高度分成四类：
第一类：   9～16层    (最高到50m)  
第二类:    17～25层   (最高到75m)  
第三类:    26～40层   (最高到100m)  
第四类:    40层以上    (即超高层建筑)  
目前我国对高层建筑的定义有以下规定:
（1）《高层民用建筑设计防火规范》GB50045—95中规定，10层和超过10层的居住建筑和超过24m高的其他民用建筑为高层建筑。
（2）《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》JGJ3—91中规定：“本规定适用于八层及八层以上高层民用建筑……”。按此规定即八层起算高层建筑。
（3）我国《民用建筑设计通则》JGJ37—88规定：建筑高度超过100m时，不论住宅及公共建筑均为超高层建筑。
（4）建筑高度：指建筑物室外地面到其檐口或屋面面层的高度。
2、高层建筑按功能要求分类
（1）高层办公楼；
（2）高层住宅；
（3）高层旅馆；
（4）高层商住楼；
（5）高层综合楼；
（6）高层科研楼；
（7）高层档案楼；
（8）高层电力调度楼。
3、高层建筑按体型分类
（1）板式高层建筑
建筑平面呈长条形的高层建筑，其体形如板状。
（2）塔式高层建筑
建筑平面长宽接近的高层建筑，其体形呈塔状。
4、按防火要求分类
根据建筑物使用性质、火灾危险性、疏散及扑救难度等因素分类。我国《高层民用建筑设计防火规范》GB50045—95将高层建筑分为一类和二类，详见表2-1。
（三）高层建筑发展的原因和存在的问题
高层建筑发展主要有以下几种原因：
（1）18世纪末的产业革命，使工业迅速发展，人口集中于城市，造成用地紧张，迫使建筑向高度发展。
（2）从城市管理及规划角度看，城市建筑向高度发展，可缩短各种工程管线、道路长度。
（3）高层建筑增加了建筑的密集度，缩短了各部门相互间的距离，使横向和竖向联系结合起来。
（4）在相同的城市占地面积下，高层建筑可节约用地，提供更多的地面空间供美化、绿化使用，改善了城市小气候。
（5）由于科学技术的发展，提供了轻质高强的建筑材料，各种水、暖、电、卫、自控的现代化设施，与先进的施工技术及施工机械，为高层建筑的发展奠定了物质基础。
（6）各种现代建筑思潮为高层建筑提供了理论依据。从城市空间组合和城市环境需要考虑，建造一定数量的高层建筑，对丰富建筑造型和改善城市面貌能起到有益的作用。
但是，高层建筑在我国还是一个新的事物，无论在建筑技术和建筑艺术的处理方面，或是带给人们心理和生理的影响方面，都还需要一一研究，妥善加以解决，使高层建筑逐步完善，真正能为改善城市面貌和为人类创造良好的生活与工作环境起到积极的作用。
二、高层建筑结构体系
高层建筑结构型式，应根据房屋性质、层数、高度、荷载作用、物质技术条件等因素来加以选择。
（一）从建筑材料来划分高层建筑的结构形式
1、砖石结构
砖石结构强度较低、自重大、抗震性能差，在我国只用于6层及其以下民用房屋，在国外轻质高强空心砖的强度可达40～70MPa，因此砖石结构房屋也可用于8～18层的住宅建筑。
2、钢结构
钢结构具有自重轻、强度高、并具有延性、能承受较大的变形、施工快、便于装配等特点。在国外钢结构用于高层建筑较为普遍，我国由于钢材小、造价高，故一般多在超高层建筑采用。
3、钢筋混凝土结构
同砖石结构相比，钢筋混凝土结构具有强度高、刚度好、抗震性好，与钢结构相比耐火、耐久性强、材料来源丰富，因此在我国高层建筑中得到广泛应用。
（二）高层建筑的结构体系
高层建筑结构分水平、垂直承重结构，这里主要讲垂直承重结构，它是高层建筑结构中的重要组成部分。
垂直结构要求具有足够的抗压强度，而水平荷载则要求结构具有足够的抗弯、抗剪强度和刚度，由于各种结构抗压抗侧力是同荷载大小及种类有关，因此形成了不同结构体系，现分述如下：
1、纯框架体系
（1）结构特征、优缺点和适用范围
纯框架体系是指竖向承重结构全部由框架组成。在水平荷载下，本体系强度低、刚度小、水平位移大，称为柔性结构体系。
纯框架体系在高烈度地震区不宜采用。目前主要用于10层左右住宅楼及办公楼。过高则因水平荷载所引起的柱中弯矩加大，使底层柱断面过大而影响使用。框架体系因只有框架柱承重而形成较大的灵活空间，使建筑平面布置不受限制。
（2）柱网布置及尺寸
框架柱的断面常为矩形，根据需要也可以设计成T形、I形和其他形状。横梁断面常为矩形或T形，有时为了提高房屋净高度而做成花篮形。
柱网布置首先应满足使用要求，并使结构布置合理、受力明确、直接、施工方便，在进行综合经济、技术比较后，选用合适的柱网。
根据我国情况，住宅建筑开间一般在3.3～4.5m，公共建筑开间可达6.6～7.5m。框架梁跨度通常在4～9m之间。梁截面可以根据梁的跨度进行估算来确定。梁高h可按力大小在h=(1/10～1/15)L范围选用。其中L为梁的跨度。梁宽b取梁高的（1/2～1/3）h，由于施工要求，梁宽还应比柱子宽度小5cm左右，以便梁的两侧钢筋不与柱竖钢筋相碰。
柱的截面尺寸可按轴心受压估算，估算压力值可提高20%～40%，中柱取低值，边柱取高值。
2、纯剪力墙体系
（1）结构特征、优缺点及适用范围
纯剪力墙体系，是指该体系中竖向承重结构全部由一系列横向和纵向的钢筋混凝土剪力墙所组成，这种体系侧向刚度大、侧移小，称为刚性结构体系。
剪力墙通常为横向布置，间距小，约为3～6m，因此平面布置不灵活，仅适用于小开间的高层住宅、旅馆、办公楼等，本体系从理论上讲可建造上百层的民用建筑，但从技术经济考虑，地震区的剪力墙体系一般控制在35层，总高110m以内，非地震区可适当放宽。
   由于使用需要，剪力墙体系底层部分剪力墙改为框架，形成框支剪力墙结构，但这种结构的上剖刚度与底层刚度相差悬殊，刚度突变，对地震区建筑是不利的。
（2）剪力墙的结构布置
全部由剪力墙承重，使房屋有足够的刚度来抵抗水平荷载。在民用建筑中，一般是横墙短而数量多，纵墙长而数量少，因此纵横向剪力墙布置应适应这一特点。
①横向布置剪力墙。楼板支承在横墙上，横墙间距即楼板的跨度，通常剪力墙的间距为3～6.6m。这种布置方式刚度较好，但空间小，多用于住宅、旅馆等。
②纵向布置剪力墙。楼板支承在纵墙上，根据建筑物的宽度可布置2～4道纵墙。这种布置方式的缺点是建筑物的刚度较差，但空间较大。
③纵横向布置剪力墙。大梁支承在纵墙上，板支承在横墙上。在塔式高层建筑中，由于建筑平面纵横两个方向长度差别不大，采用此种方式较合理。
3、框架—剪力墙体系
（1）结构特征、优缺点和适用范围
在框架体系中适当布置能抵抗水平推力的墙体，并使框架柱、楼板有可靠连接而形成的结构体系。房屋的竖向荷载由框架柱和剪力墙共同承担，而水平荷载则主要由刚度较大的剪力墙来承受。
框架—剪力墙体系既有框架结构布置灵活的优点，又能承受水平推力，因此是目前高层建筑常采用的结构形式。一般适用于25层以下的建筑，总高度在90m以内。
（2）结构布置原则
框架一剪力墙体系中，框架结构布置方法与纯框架结构布置相同，关键是如何合理布置剪力墙的位置，达到既满足建筑使用空间要求，又达到剪力墙能承受大部分水平推力，所以，剪力墙的数量、间距、位置等布置合理与否，对高层框——剪结构受力、变形及经济影响很大。下面就其布置原则和要求分述如下：
①剪力墙的平面位置。在进行建筑平面设计时应同时考虑到剪力墙的位置，使建筑和结构能相互协调。
1）地震区剪力墙应沿房屋纵、横两个方向布置，非地震区，仅沿横向布置剪力墙。
2）剪力墙宜对称布置，设在建筑物端部、平面形状变化及静载大的部位。
3）剪力墙中心线应与框架柱截面重心线重合，并使剪力墙与柱布置在一起形成  П 、L、T、一字形。
②剪力墙沿高度方向布置。
1）剪力墙宜贯通房屋的全高，其截面厚度应不变，防止刚度剧烈变化。
2）在框—剪体系中剪力墙尽量不开洞，如必需开洞应布置在中部，开洞面积与剪力墙面积之比小于0.16。
3）剪力墙的间距。剪力墙间距不宜过大，使楼板平面内的刚度足够大，从而保证框架与剪力墙侧移一致，可靠地传递水平荷载，因此要求在现浇楼板中L/B≤4（式中L——剪力墙间距；B——房屋宽度）；在现浇面层的装配式钢筋混凝土楼板中的L/B≤2.5。
4）剪力墙的数量。合理地确定剪力墙的数量，保证剪力墙能够承担80%～90%的水平力，用“壁率”这一指标表示。所谓“壁率”是指每平方米建筑面积中剪力墙水平截面的长度（cm/m2）。一般取“壁率”为12～50cm/m2。
4、筒体体系
（1）结构特征、优缺点和适用范围
筒体结构由框架或剪力墙围合成竖向井筒，并以各层楼板将井筒四壁相互连接起来，形成一个空间构架。筒体结构比单片框架或剪力墙的空间刚度大得多，在水平荷载作用下，整个筒体就象一根粗壮的拔地而起的悬臂梁把水平力传至地面。筒体结构不仅能承受竖向荷载，而且能承受很大的水平荷载。另外，筒体结构所构成的内部空间较大，建筑平面布局灵活。筒体结构适用于超高层建筑，尤其在地震区更能显示其优越性。
（2）筒体结构的类型
筒体可分为实腹式筒体和空腹式筒体。由剪力墙围合成的筒体称为实腹式简体，或者叫做墙式筒体；由密集立柱围合成的筒体则称为空腹式筒体，或者叫框架式筒体（简称框筒）。
根据筒体的数目多少和布置方式的不同又可分为单筒、筒中简和束筒三种类型：
单筒结构：单筒很少单独使用，多数情况是与框架混合使用。按照框架和筒体位置的不同布置，有外筒内框架和内筒外框架两种布置方式。在实际工程中最常用的还是内筒外框架的布置，因为大多数的高层建筑常把电梯井和管道井布置在建筑物的中心部位，这些井道便成了天然的筒体结构，框架布置在它们的外围，以便获得良好的自然光线。筒体也可与剪力墙结构混合使用。
此外，也有把两个单筒分别布置在建筑物的两端，在其间布置框架。这种布置方式适用于建筑物主要房间面积较大时，利用两端的筒体来加强房屋的刚度。
以上几种单筒结构布置方式的共同特点是竖向荷载由框架（或剪力墙）和筒体共同承担，而水平荷载则全部或绝大部分由筒体承受。
筒中筒结构：所谓筒中筒是指由内外套置的几层筒体，内外筒之间通过楼板连成整体。由于是几层筒体的共同工作，故筒中筒比单筒承受的水平力要大得多。筒中筒的内筒一般布置成辅助房间和交通空间，多采用实腹筒，也可用空腹筒，外筒宜用空腹筒，有利于采光。筒中筒结构形成的内部空间较大，再加上抗侧力又好，所以特别适用于建造办公、商店、旅馆等多功能的超高层建筑。世界上最高的筒中筒结构是纽约的世界贸易中心，110层，441.5m高，由内外两层钢结构筒体组成筒中筒结构。香港的合和中心大厦也是筒中筒结构，主体部分为圆柱体，高216m，64层，由于香港皇后大道与坚尼地道的标高相差很大，建筑利用这个特点分别布置一个商场和一个停车场，上面是商业办公楼，顶层为旋转餐厅。圆柱体外围是钢筋混凝土的空腹筒体，中央是三层内筒。深圳国际贸易中心大厦，塔楼部分也是采用的筒中筒结构，外筒35m×35m，内筒19.1m×17.1m，均为钢筋混凝土现浇结构，滑模施工。地面以上塔高50层，160m，另有3层地下室。
束筒结构：所谓束筒就是由若干个筒体相并列，其整体刚度比前两种筒体有显著提高，这样就能把筒体建筑建造得更高，当今世界上最高的超高层建筑美国芝加哥西尔斯大厦就是采用的束筒结构。1974年建成，由SOM建筑设计事务所设计，地上110层。高443m，地下3层，总建筑面积41.8万m2。底部平面68.7m×68.7m，由9个22.9m见方的正方形筒体组成。整个大厦平面随层数增加而分段收缩。在50层以上切去两个对角正方形，60层以上切去另外两个对角正方形，90层以上再切去三个正方形，最后只剩下两个正方形筒体到顶。
大厦造型如9个高低不一的方形空心筒集束在一起，挺拔而起，简捷稳定，不同方向的立面透视各不相同。这种束筒结构体系是建筑设计与结构创新相结合的成果。
（3）筒体结构布置要点
筒体结构的平面形式常见的有方形和矩形，也可以采用圆形、椭圆形、三角形、多边形等形式。矩形平面的筒体长短边之比不宜大于2，使筒体更好发挥空间受力作用。空腹式筒体的立柱间距不能太大，否则会影响筒体的整体性。常用的柱距是1.2～3m，个别可扩大到4.5～5m，但一般不应大于层高。横梁高度在0.6～1.5m左右，上下横梁和左右两根柱之间的空隙即为开窗的孔洞。为了保证筒体的整体工作，开窗面积不应大于整个墙面的50%。为了使筒中筒结构的内外筒共同工作，内筒的长度L1不应小于外筒长度L的三分之一。同样，内筒的宽度B1不应小于外筒宽度B的三分之一。
（三）高层建筑的造型设计
工程技术一直影响着建筑造型。因此没有技术的指引对建筑造型也不会完全理解。建筑的造型综合反映了内部、外部空间，反映了一定时期、民族和地区的特点，它随着社会生产力的发展、科学技术的进步、人们的精神生活及物质生活的提高而相应地演变。
自从现代建筑与现代技术发展起来，对符合功能的建筑是否美的问题曾引起了建筑界的热烈争论。凡?德?维而德在他的蓍作《应用美学入门》中对建筑美的要点定义如下:“手段与目的的完整协调”；而密斯?凡?德?罗（Mies?van der Rohe）却说：“功能就是一种艺术”。
建筑造型设计虽然受众多因素影响，但在各种因素的制约下，通过设计人员能动地设想与巧妙地构思、妥善地安排，以及在尺度、对比、体量、虚实等方面的精心推敲，可创造出在特定环境中给人以美好感受的高层建筑。
1、高层建筑造型的设计原则
（1）高层建筑的体型首先应满足功能的要求，但不要机械地依附功能。应综合地反映内部与外部空间，“从内到外”，“从外到内”，以使“内”与“外”达到统一协调。
（2）高层建筑的体型所构成的空间实体，应根据技术设备与经济条件综合考虑并加以比较，因地制宜地“富变化于统一”，使建筑既具有实用的属性又赋予美的属性。
人们要创造出美的空间环境，就必须遵循美的法则来进行构思。古今中外的建筑，尽管在形式处理上千差万别，但必须遵循一个共同的准则——多样统一。因而，只有多样统一堪称之为形式美的规律。在多样统一的基础上再从主从、对比、韵律、比例、尺度、均衡……等诸方面来进行综合思考。
（3）在体型设计时，应首先从整体组合来考虑，并符合城市规划部门对该地区的规划要求和设想。
（4）从结构方面看，高层建筑应根据结构受力的特点，根据侧向力的位移和房屋的高厚比等因素来组合其体型空间。
（5）在高层建筑设计中，还应考虑“阴影区”带来的影响。
（6）高层建筑体型设计应注意解决体型对小气候的影响，由于气流的绕行而形成紊流使周围空间产生强烈缝隙风和涡流，这对通风均产生不利影响。
2、高层建筑的基本体型
（1）矩形和正方形棱柱体
    在国内外高层建筑中采用方形和矩形棱柱体较多，从几何角度看，这类体型对侧移较敏感。由于矩形和方形几何体受力明确，平面布局灵活，结构布置简单，经济效果好，建筑构件的类型少，便于施工，故用得较多。
（2）圆柱体和椭圆柱体
    圆柱体和椭圆柱体的高层建筑形成了管状几何体和对侧向荷载的三维效应，其体型可减少风荷载20%～40%左右，而且建筑形体富有变化。如美国亚特兰大的桃树广场旅馆，以它的光亮而又简洁的圆柱体型闻名于世。
（3）三棱柱体
与方柱体、长方柱体和圆柱体相比较，三棱柱体的外墙面积最大，对抵抗侧向位移不利，为保暖隔热所耗费的能源最多，平面布置有不规则的死角出现，但其外形新颖奇特，常受到建筑师的欢迎。在地形和环境需要时也可采用。为了克服这种体型存在的缺点，可将三棱柱体的三个角切去。
（4）角锥体和收分体
    角锥体和收分体是减少建筑侧移的有效建筑体型，建筑空间轮廓富于变化，但每层平面的大小都不同，增加了结构设计和施工的难度。
（5）其他体型
           从以上基本体型可变化出各种体型，如十字形、新月形、Y形、L形、梯形等。
3、高层建筑造型与结构的关系
           建筑的造型设计在满足使用要求的基础上，还必须综合考虑各工种的要求，特别是对高层建筑结构的受力特点和结构构造应有综合的了解，以便在建筑早期方案阶段提出较合理的建筑平面布局和有利于结构的造型方案。
           各种形态的建筑物总是由各种结构体系的结构构架得以支撑、稳定、坚固。一定的结构体系只能表现一定的建筑造型。特定的平面与型体，需要独特的结构形式来实现。因此，结构、材料、技术的发展与创新，常成为建筑形式的创造与飞跃的前提。好的建筑总是以好的结构为基础；美的形象，总是由结构的精炼来决定的。
    建筑师都希望自己的设计作品在造型上有所突破，不流于一般化，但高层建筑造型受结构的制约作用太大，关键是在构思上要善于抓住各种基本结构型式的受力特征加以巧妙综合运用。当今一些造型新颖的著名高层建筑大多是从这一点上取得突破的。诸如“树状”结构、“高梁硕柱”结构、“悬挂”结构等，在建筑造型上比传统的高层建筑就进了一步。
    “树状”结构是由核心筒悬挑的结构方式，最早由莱特设想出来。这种结构方式是把容纳垂直交通电梯和楼梯的中心核筒当作中心树干，将其四周挑出的悬臂梁作为“树枝”，再于其上辅盖楼板，外围以幕墙，形成两端细小中部粗大的外形。
    “高梁硕柱”结构：由大面积梁板形成的楼板荷重传至四边大跨度钢筋混凝土梁式钢桁架上，此梁或桁架支承在包含电梯及楼梯呈“硕柱”状的若干核心筒或井筒上，因此，形成了又一独特的型体。
四、高层建筑楼板构造
        高层建筑室内多为大空间，垂直抗风构件的间距较大，所以楼板对传递水平力具有重要作用。
（一）高层建筑楼板型式
           高层建筑常用楼板型式有钢筋混凝土平板、无梁楼板、肋梁楼板、密肋楼板和压型钢板组合楼板等。建筑物高度大于50m时应采用现浇楼板，小于50m时可采用预制楼板，但顶层和开洞过多的或平面较复杂的楼层仍应采用现浇楼板。结构转换层也应采用现浇楼板。
    支承在墙体上的钢筋混凝土平板分为现浇平板、预制实心板或空心板和迭合板。平板适用于跨度较小的居住建筑和公共建筑。普通混凝土平板的跨度不宜大于6m，预应力混凝土平板则不宜大于9m。现浇平板宜用定型模板或用预应力混凝土薄板作为永久性模板。
    钢筋混凝土无梁楼板适用于跨度较小的公共建筑。选用这种楼板时，应同时采用剪力墙或筒体作为抗震结构。普通混凝土无梁楼板的跨度不宜大于6m，预应力混凝土无梁楼板跨度不宜大于9m。
    钢筋混凝土肋梁楼板宜现浇，也可采用预制板和现浇梁形成装配整体式肋梁楼板。当采用框架剪力墙结构时，应在预制板面铺一层混凝土整浇层，以增强楼板的整体性。整浇层厚度通常为40mm厚，若在整浇层中埋设备管线时应适当加厚。
    肋梁间距不大于1.5m的钢筋混凝土楼板称为密肋楼板，适用于中等跨度的公共建筑。普通混凝土密肋楼板的跨度不宜超过9m，预应力混凝土密肋楼板的跨度则不大于12m。密肋楼板可作成单向密肋或双向密肋，采用定型模板进行现浇。密肋间距通常为600～700mm。
（二）压型钢板组合式楼板
    组合式楼板的作法是用截面为凹凸形压型钢板与现浇混凝土面层组合形成整体性很强的一种楼板结构。压型钢板的作用既为面层混凝土的模板，又起结构作用，从而增加楼板的侧向和竖向刚度，使结构的跨度加大、梁的数量减少、楼板自重减轻、加快施工进度，在国外高层建筑中得到广泛的应用。
1、压型钢板组合式楼板类型
（1）压型钢板只作为永久性模板使用，承受施工荷载和混凝土的荷重。混凝土达到设计强度后，单向密肋板即承受全部荷载，压型钢板已无结构功能。
（2）压型钢板承受全部静荷载和动荷载，混凝土层只用作耐磨面层，并分布集中荷载。混凝土层可使压型钢板的强度增大90%，工作荷载下刚度提高。
（3）压型钢板既是模板，又是底面受拉配筋。其结构性能取决于混凝土层和钢板之间的粘结式连接。
    压型钢板的跨度可为1.5～4m，最经济跨度为2～3m。为适应不同跨度和荷载，各国均有其产品系列。截面高度一般为35～120mm，重一般为100～270N/m2。
2、压型钢板组合楼板抗剪螺钉连接构造
    压型钢板组合式楼板的整体连接是由栓钉（又称抗剪螺钉）将钢筋混凝土、压型钢板和钢梁组合成整体。
           栓钉是组合楼板的剪力连接件，楼面的水平荷载通过它传递到梁、柱、框架，所以又称剪力螺栓。其规格、数量是按楼板与钢梁连接处的剪力大小确定，栓钉应与钢梁牢固焊接。栓钉用钢应与其焊接的钢梁用钢相同，并选用与其相应配套的焊接药座。
（三）高层建筑楼板结构布置
           高层建筑楼板结构布置与建筑物的平面形状和结构体系有关。楼板的跨度由承重墙或柱的间距来确定，墙柱间距宜控制在楼板的经济跨度范围内。根据梁、板、柱（或墙）三者之间的支承关系及受力特点，可将楼板分别布置成单向板、双向板、无梁楼板、双向密肋板、单向密肋板等。
           这里着重对筒体结构的楼板布置作一些说明。
           布置筒体楼板结构时，单筒体宜布置成双向肋梁楼板，使筒体受力均匀，并可提高楼层的有效净空高度。筒中筒结构楼板布置有三种布置方式。
    第一种布置方式是当梁跨在8～16m之间时，可将梁两端直接支承在内外筒身上，形成较大空间，使内外筒体形成整体的联系，在四角内外筒之间可布置成双向肋梁楼板或单向密肋楼板，使整个筒体均匀受力。
    第二种布置方式是在内外筒之间沿对角线布置斜向大梁，然后垂直于筒体布置次梁。
    第三种布置方式是在内外筒之间直接放平板不设梁。这一做法施工简单，能充分利用层高，但由于受板跨度限制，故只能用于内外筒距离不大的平面组合中。否则使板厚增加，自重随之增大，设计上不合理。
    在圆形平面的筒中筒建筑中，楼板梁采用放射状布置。香港合和中心为直径45.7m的圆形平面，采用钢筋混凝土结构，外筒由48根柱组成，梁呈放射状布置，把内外3层筒体连成整体。
（四）建筑设备与楼板的相关构造
1、高层建筑给水排水设备与楼板的相关构造
    水泵间是供水系统中不可缺少的部分，高层建筑中由于供水系统的不同，设置单个或多个水泵间。水泵间有振动，并有噪声。一般水泵间设置在一层或地下室、半地下室，有时也设在楼层。水泵间内至少有4台水泵，2台生活水泵，2台消防水泵。如有集中热水系统时，另加热水泵。另外还需要设置周转水箱或水池。水泵应有设备基础，楼层上的设备基础与大楼连成整体，楼板采取现浇。水泵间运行时有水渗漏，因此，在水泵间内设排水沟和集水井。集水井要下凹，以便集水，在楼层时，楼板下凹，不要影响下面房屋使用。水泵四周的地面要略高于相邻地面5～6cm，以便做坡度和排水沟。水箱在楼层时，与上部楼板留出不小于80cm的检修间隙。设备如有振动，还应根据要求在楼板上设置相关减振措施。
2、高层建筑中安装共用天线
    共用天线杆要固定在屋顶上，按位置预埋钢板，将天线杆焊在钢板上加以固定，天线上信号则经由同轴电缆穿越屋面进入建筑物，为此必须在屋面上预埋穿越钢管。
    共用天线系统的接收天线部分，为了保证接收电视屏幕上的图象清晰，必须提高接收信号强度，尽可能减少噪声干扰电平。所以天线杆一般不装在电梯井上部和靠近主要交通干道一侧。在安装前要用场强计在现场测定场强最佳，而干扰波和反射波影响最小的地位。
    为了防雷，可在杆顶加避雷针，并同建筑物的防雷接地体作电气连接，以保证良好的接地效果。
    共用天线的放大器、控制器、混合器最好设置在顶层房间内，以便管理和检修。专用房间以靠近天线引入电缆处为佳，最大距离不超过15m，专用房间面积需6m2。共用天线的分配器、干线和分支器及终端插座等，在高层建筑中应以嵌墙暗装和同轴电缆管暗敷设为宜。
3、电话
           高层建筑的总机室即是一个人工电话站或自动电话站。电话站的地板最好采用架空活动地板，以便敷设线路。如采用水泥楼地板时，除留出线沟外，应铺上橡皮或塑料地板。高层建筑中电话线路敷设一般要求采用电话电缆穿金属管沿墙或楼板暗敷设。
4、设备层
           设备层，是指将建筑物的某层的全部或大部分作为安装空调、给排水、电气、电梯机房等设备的楼层，一般在30m以下的建筑，设备层通常设在地下室或顶层。但由于考虑设备的耐压大小以及风道和设备尺寸所占用的空间等因素，有时还要求布置中间设备层。
    空调设备、各种管道与建筑结构、构造有密切关系，要充分利用空间，使技术和美观统一。如建筑物吊顶空间、中空楼板、双层梁中间的空间的利用等。
五、玻璃幕墙构造
（一）高层建筑外墙的特点
    外墙是高层建筑的重要围护结构，其面积大约相当于总建筑面积的20%～40%，平均花在外墙上的费用约占土建总造价的30%～35%，有的甚至高达50%。现代高层建筑大多采取常年室内空调，以抵御高空气候变化大的影响，因而对外墙的保暖隔热和防风雨等要求也相应提高。出于美观要求、耐久性要求和减轻建筑物自重等因素的考虑，高层建筑外墙多采用轻质薄壁和高档饰面材料。高层建筑外墙施工不但工作量大，而且又是高空作业，多采取标准化、定型化、预制装配等构造方式，以减少现场作业量和加快建筑速度。
    以上几点可以说是高层建筑外墙的特点，也是进行外墙设计的依据。
（二）高层建筑外墙类型
    高层建筑外墙一般为非承重墙，它的质量由主体结构支承。根据外墙的构造型式和支承方式不同分为填充墙和幕墙两类。
1、填充墙
    填充墙是用砖或轻质混凝土块材砌筑在结构框架梁柱之间的墙体，既可用于外墙，也可用于内墙。填充墙与框架之间应有可靠的连接，保证砌块的稳定性。
填充墙属手工砌筑，取材容易，造价较低，根据我国情况，在层数不多的高层建筑中，仍有其较广泛的应用前景。
2、幕墙
    幕墙是以板材型式悬挂于主体结构上的外墙，犹如悬挂的幕而得名。幕墙构造具有如下特征：幕墙不承重，但要承受风荷载，并通过连接件将自重和风荷载传到主体结构。幕墙按材料区分为轻质幕墙和重质幕墙。轻质幕墙如玻璃幕墙、金属板材幕墙、纤维水泥板幕墙、复合板材幕墙等。钢筋混凝土外墙挂板则属于重质幕墙。
（三）玻璃幕墙的优点
    玻璃幕墙是当代的一种新型墙体，它赋予建筑的最大特点是将建筑美学、建筑功能、建筑节能和建筑结构等因素有机地统一起来，建筑物从不同角度呈现出不同的色调，随阳光、月色、灯照的变化给人以动态的美。玻璃幕墙在世界上已有40余年历史，进入70年代，随着高层建筑的发展，在世界各大洲的主要城市均建有宏伟华丽的玻璃幕墙建筑。如纽约世界贸易中心、芝加哥石油大厦、西尔斯大厦都采用了玻璃幕墙。香港中国银行大厦、北京长城饭店和上海联谊大厦也相继采用。
    玻璃幕墙不仅装饰效果好，而且质量轻，安装速度快，是外墙轻型化、装配化较理想的型式。
（四）玻璃幕墙类型
    玻璃幕墙以其构造方式分为有框和无框两类。有框玻璃幕墙以金属型材为边框，以玻璃为外复面，轻质块材或板材为内衬墙，中间填以保暖隔热材料。无框玻璃幕墙则不设边框，以高强粘结胶将玻璃连接成整片墙。无框幕墙不如有框幕墙使用普遍。近年来又出现了隐框玻璃幕墙，即框隐藏在玻璃背面，室外看不见框。隐框幕墙又可分为全隐和半隐两种，即只露横框或竖框。
    玻璃幕墙以施工方法分为现场组装（分件式幕墙）和预制装配（板块式幕墙）两种。有框玻璃幕墙可现场组装，也可预制装配，无框玻璃幕墙则只能现场组装。
（五）分件式玻璃幕墙构造
    分件式玻璃幕墙是在施工现场将金属边框、玻璃、填充层和内衬墙，以一定顺序进行组装。玻璃幕墙通过边框把自重和风荷载传递到主体结构，有两种方式：通过垂直方向的竖梃或通过水平方向的横档。采用后一种方式时，需将横档支搁在主体结构立柱上，由于横档跨度不宜过大，要求框架结构立柱间距也不能太大，所以实际工程并不多见，而多采用前一种方式。
    分件式组装的玻璃幕墙与预制装配的板块式幕墙在安装精度上要求不很高，但施工速度较慢。这种幕墙目前在国内应用较广。现就金属边框、玻璃、填充层、内衬墙等构造分别加以介绍。
1、金属框的断面与连接方式
    金属边框可用铝合金、铜合金、不锈钢等型材作成。铝合金型材易加工、外表美观、耐久、质轻，是玻璃幕墙最理想的边框材料。铝型材有实腹和空腹两种。空腹节约材料、刚度好，对抗风有利。竖梃和横档的断面形状根据受力、框料连接方式、玻璃安装固定、幕墙凝结水的排除等因素确定。各个生产厂家的产品系列各不相同。为了便于安装和更换玻璃，常常由两块甚至三块型材组合成一根竖梃或一根横档。
  竖梃通过连接件固定在楼板上，连接件的设计与安装，要考虑竖梃能在上下左右前后三个方向均可调节移动，所以连接件上的所有螺栓孔都设计成椭圆形的长孔。连接件可以置于楼板的上表面、侧面和下表面，一般情况是置于楼板上表面，便于操作，故采用得较多。竖梃与楼板之间的间隙一般为100mm左右。
    竖梃与横档通过角形铝铸件连接。角铝与竖梃、角铝与横档均用螺钉固定。上下竖梃之间通过一个内衬套管连接牢固，上下竖梃之间应留15～20mm的胀缩缝隙，并用密封胶堵严。
2、玻璃的选择与镶嵌
    玻璃墙应选择热工性能好，抗冲击能力强的玻璃，通常有钢化玻璃、吸热玻璃、镜面反射玻璃、中空玻璃等。
    吸热玻璃是在透明玻璃生产时，在原料中加入极微量的金属氧化物，便成了带颜色的吸热玻璃，它的特点是能使可见光透过而限制带热量的红外线通过，由于其价格适中，热工效果好，故采用较多。
    镜面玻璃是在透明玻璃、钢化玻璃、吸热玻璃一侧涂上反射膜，通过反射太阳光的热辐射而达到隔热目的。镜面玻璃能映照附近景物，随景色变化而产生不同的立面效果。
    中空玻璃系将两片以上的平板透明玻璃、钢化玻璃、吸热玻璃等与边框焊接、胶接或熔接密封而成。玻璃之间有一定距离，常为6～12mm,形成干燥空气间层，以取得隔热和保温效果。热工性能、隔声效果较吸热玻璃、镜面玻璃更佳，如在玻璃空隙中充以各种漫射光材料或电介质，则可获得更好的声控、光控、隔热效果。同样为6mm的平板玻璃、蓝色吸热玻璃、蓝色镜面玻璃，其反射热量分别为16.1%、31.1%和49.8%。
    玻璃镶嵌在金属框上必须保证接缝处的防水，据对已建成的玻璃幕墙的调查，其渗水的关键部位是玻璃与金属结合缝处。暴露在大气的幕墙结构，由于受热、风和其他应力的影响，容易变形，同时，嵌固玻璃的金属框与玻璃，在热作用下因膨胀系数不同产生剪切应力，使接头错动以及密封层受拉而超过弹性限度而失去密封作用。因此，接缝构造设计必须综合考虑各种因素，以适应不同情况的要求。
    接缝构造目前国内外采用方式有三层构造层，即密封层、密封衬垫层、空腔。
    密封层是接缝防水的重要屏障，它应具有很好的防渗性、防老化性、无腐蚀性，并具有保持弹性的能力，以适应结构变形和温度伸缩引起的移动。密封层有现注式和成型式两种，现注式接缝严密，密封性好，采用较广，上海联谊大厦、深圳国贸大厦均采用现注式。成型式密封层是将密封材料在工厂挤压成一定形状后嵌入缝中，施工简便，如长城饭店采用氯丁橡胶成型条作密封层。目前密封材料主要有硅酮橡胶封缝料和聚硫橡胶密封料。
    密封衬垫，它具有隔离层作用，使密封层与金属框底部脱开，减少由于金属框变形引起密封层变形。密封衬垫常为成型式。根据它的作用，要求密封衬垫应以合成橡胶等粘合性不大而延伸性好的材料为佳。
    玻璃是由垫块支撑在金属框内，玻璃与金属框之间形成空腔。空腔可防止挤入缝内的雨水因毛细现象进入室内。
3、立面划分
    玻璃幕墙的立面划分系指竖梃和横档组成的框格形状和大小的确定。立面划分与幕墙使用的材料规格、风荷载大小、室内装修要求、建筑立面造型等因素密切相关。
    幕墙框格的大小必须考虑玻璃的规格，太大的框格容易造成玻璃破碎。竖梃是分件式玻璃幕墙的主要受力杆件，竖梃间距应根据其断面大小和风荷载确定。
    风荷载是玻璃幕墙的主要荷载，一般不仅做正风力计算，对高层建筑还应该作负风向力（吸力）计算。后者易被忽略，但却是最危险的，刮台风时，许多玻璃是被吹离建筑物而不是吹进建筑物。
    风荷载的选取视地区、气候和建筑物的高度而定。我国一般地区100m以下的高层建筑承受1.97kPa的风压，沿海地区为2.60kPa，而台湾、海南地区则可达4.90kPa。通常竖梃间距不宜超过1.5m。