高层建筑下层楼层是不是要承受它以上所有楼层的总重力?

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打个比方:一楼要承载包括二楼以上的所有楼层的总重力,二楼要承受包括三楼以上的所有楼层的总重力,我这样理解对不对?如果不对,那正确的是怎样的存在?

土木工程 建筑设计 建筑工程 高层建筑结构 结构工程

一根梁,是在一个力的场中发生的突然收缩。一根柱子,是一个漩涡点,它将一池荷载拽向自己。墙变成柱子的延伸,一种抽象的纵波。墙和柱的作用就像重力的捷径。梁像是蹦床线,而楼板则是承受荷载流动中的隐藏模式的水库。
——塞西尔·巴尔蒙德《异规》

普通结构


普通结构一般都是这样的。就像巴尔蒙德老师所说的,每层的水平荷载就像池塘,横梁就像水渠,将这些水导向柱子。整个竖向体系可以类比成一条大河,每个楼层处汇入一条支流,越往下游,水流越大,最终汇入大海。同样,柱子在每个楼层处都增加一个楼层的荷载,越往下,柱子承担的重力荷载越大,最终,柱子将这些荷载导入大地。
普通建筑的示意图,绿色为重力荷载在水平楼面的传递,蓝色为重力荷载沿着柱墙向下流动的路线。比如,每层每跨的重力荷载是2,楼面梁两个端头传递给柱子的重力荷载为1。边柱最上面受力为1,往下每层递增1;中柱最上面受力为2,往下每层递增2。总的重力荷载为54,最终通过柱子汇入大地。

当然,由于种种原因,很多结构并没有选择这种最普通的解决方案。在日本,很多高层采用了巨型框架体系。这种体系可以理解成一个五斗橱,然后在每个抽屉格子里塞进一个小建筑。
巨型框架的示意,玫红色为巨型框架的荷载流线。结构尺寸、荷载跟上面普通结构一样,只不过改成了巨型框架。深色部分是巨型框架主结构,浅色部分是次结构。就像一个两层的巨型架子,每层各自放了一个小房子。
位于东京的东日本国铁大厦就是一个典型的巨型框架,光看外表就能看得出来。横向分了两列格子,竖向分了三排格子。

如果花钱无所谓,要的就是高端大气上档次,那可以试一下改进版的巨型框架。
小房子不是放在架子上,而是倒着吊挂在架子上。对于小房子,下面的楼层的柱子受力反而最小,上面楼层的柱子受力反而比较大,所有次结构的柱子在重力荷载下都承受拉力。
香港汇丰银行就是个不差钱的例子。这张夜景照片尤为明显,发红光的部分就是巨型框架的横梁,发白光的大柱子的就是巨型框架的大柱子。中间的部分就是赛进格子里面吊挂着的小房子。(左边中国银行的桁架筒体结构也非常明显。)

文艺结构

想要大跨度出挑,想要一层完全通透,没问题,我们可以把建筑做成斜拉桥。
对于这种结构体系来说,楼层的概念已经模糊了,只是简单的荷载而已。承受重力荷载主要是靠斜拉索和中间的巨型筒体。
万科总部就是一个这样的实例。不光悬挑长度大,而且还是悬挑了好几层。万科的同志们每天就坐在这个斜拉桥上办公。

想要整个建筑浮起来,中间变成大广场,也可以。无非就是把整个建筑栓在悬索上。
整个建筑物就像是一个悬索桥,基本所有的重力荷载最后都传递到悬索上,然后由悬索传递给两边的巨型竖向筒体。
这种体系的实例就是明尼苏达波利斯联邦储备银行。整个建筑栓在巨大的悬索上,除了两侧的筒体,一层中间没有任何柱子和墙体,完全是开放的大广场。外立面特意用两种幕墙肌理勾画出了悬索的轮廓。
同样的例子还有位于伦敦的 Exchange House,Bill Baker 老师的作品。只不过跟上面的例子刚好相反,这个是用受压的拱代替了受拉的悬索。整个建筑物的重力荷载由四道拱圈承载,底层中间同样没有柱子和墙体。

XX 结构
还有一类结构,我实在不知道该怎么说.....
巴尔蒙德老师的作品,这个庞然大物的重力荷载的河流一共转了几个弯呢?

图片来源
东日本国铁大厦:File:JR East main office cropped.jpg
汇丰银行:Hong Kong – Thierry Coulon
深圳万科中心:存在建筑/深圳万科中心|ikuku.cn|在库言库
明尼苏达波利斯美联储地区储备银行:File:Fed-Minneapolis-20080925.jpg
Exchange House:File:Broadgate
CCTV 新楼:OMA/Progress and Beijing’s CCTV Tower

通常情况下对,承重部分是剪力墙或者承重柱。
但是也有其他结构的不是这样,比如Norman Foster设计的香港的汇丰银行,它属于巨构悬挂体系。

要把楼层看成构件组成的集合。集合中包括梁、板、柱、墙。前两者是水平构件,仅承受本层荷载、并将其传递给竖向构件墙和柱。因此直接承担以上楼层荷载的是本层的墙和柱。但是,梁和板有围护连接作用,将各柱子连接为整体,均匀受力。同时保证其稳定性和变形程度。

房子所受到的总质量,由板传梁 梁传柱。柱子是通的 通到地基。从而传给大地。所以都是传给大地。 现代住宅楼写字楼大型商城地下车库等。结构钢筋都有设计规范,有锚固 搭接 焊接的尺寸要求。 能保证受力的通畅。

简单的回答。例如二楼,二楼所受的作用力由其上所有楼层重力与其下一楼和基础的支持力之差决定。并非其单独承受其上所有楼层的重力。

简单的想 上面重量总要传到地面,再上面的也是这个原理,所以你的想法是正确的,而面对不一样的结构会有不同的传力方式

工科的同学,就爱引用一些名言,将一个简单的物理问题形而上化,上升到仿佛有点哲学的高度,来体现自己的优越。然而,你就是用再优美,诗意的语言也掩盖不了,这其实就是个很简单的问题。有趣的是,工科本来就是物理学形而下发展出来的具体学科。比如土木工程,一些优秀的人将物理学原理运用到具体的方面,再总结出一些远没有,牛顿定律,胡克定律普世的具体公式。好让一些人,照本宣科,按图索骥,在不需要搞懂物理的情况下就能解决问题。这提供了一条捷径,就像大家都不懂计算机的原理,但是都会打电子游戏。
但是,回答问题还是要回到本质。你自己画个图,做个受力分析。我感觉除了那些复杂的结构,最基本的结构就是下面的楼层承受着上面全部的载荷。如果把楼房抽象成一根竖着的柱子,那么越往下的地方柱子的正应力越大。如果柱子质量是均匀的,那么正应力成线性增加,最上面是零,最下面是G/S。(不考虑切应力,如果考虑再复杂一点,切应力从中心到四周还有一个分布)

之前把 我在阅读结构设计的书籍和规范后,我也一直对这个问题很迷糊。我也以为像你说你的那样,下一层承受上一层及以上的全部荷载。后来我认为是错误的。 楼面荷载传给板---次梁---主楼--剪力墙或框架柱(竖向承重结构构件)---通过层层德尔竖向结构的荷载传给基础---地基。

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