高层建筑结构设计研究
高层建筑结构设计论文

对高层建筑结构设计探讨摘要:随着我国经济的快速发展,全国大中城市高层建筑迅速增多,高层建筑结构设计已成为建筑结构设计人员的重要工作内容。
高层建筑层数和高度都逐渐增加,结构形式更是多样化、复杂化。
为了使设计者对高层建筑的设计有较好地了解,我们就以杭州某工程为例,介绍高层建筑的结构设计方案,本文对该方案的计算模型、转换层的设计和构造及内力分析做了简要介绍。
关键词:高层建筑转换层总结1 概述近年来,现代建筑越来越向多功能、综合用途发展,在同一竖直线上,顶部楼层与下部楼层用途不同,不同的楼层需要大小不同的空间尺寸,采用不同的结构形式。
从建筑功能上讲,上部需要小开间的轴线布置,需要较多的墙体以满足旅馆和住宅的要求,下部共用部分则希望有尽可能大的自由灵活空间,柱网要求大,墙体要尽量少,由于高层结构下部楼层受力很大,上部结构受力相对较小,正常布置应该下部刚度大(墙多,柱网密),到上部刚度较小(墙少,柱网稀疏),但为了满足建筑功能的要求,我们必须以跟常规相反的方式进行布置,即上部布置小空间,下部布置大空间,上部布置刚度大的剪力墙,下部布置刚度较小的框架柱,为了实现这一布置就必须在结构转换的楼层设置转换层。
2 工程概况就以杭州某工程为例。
本工程位于杭州某地区,该工程是集商场、办公、住宅为一体的综合性高层建筑,地下2层为停车库及设备房,地上29层,分a,b两栋塔楼,塔楼均为住宅,主楼主体90.500m。
由于该建筑功能的要求,本工程结构采用底部大空间转换剪力墙结构,转换层在第5层顶面,属高位转换结构,该地区地震设防烈度为6度,设计地震分组为第一组,设计基本地震加速度值为0.05g,拟建场地为ⅲ类场地土。
结构抗震等级:转换层下剪力墙二级,框支柱二级,基础采用桩筏。
为了满足建筑功能,结构必须处理好以下几个问题:①转换层转换结构方式的选择;②转换层楼层结构计算层高的确定;③二级转换梁的处理。
3 概念设计与结构布置3.1 结构计算单元的确定。
基于性能的高层建筑钢结构抗震设计研究3篇

基于性能的高层建筑钢结构抗震设计研究3篇基于性能的高层建筑钢结构抗震设计研究1随着现代城市化和人民生活水平提高,高层建筑的数量和高度有了显著的增长,其中不乏重要的政府和商业办公楼、酒店、购物中心甚至是住宅。
在高层建筑的设计中,抗震是一个至关重要的方面。
由于地震是一种毁灭性的自然灾害,会对建筑物造成巨大的破坏和人员伤亡。
然而,高层建筑地震设计是一项复杂而困难的工作,需要充分考虑建筑物的大小和复杂性、结构材料的种类和性质等不同因素。
近年来,随着钢结构的发展和应用,高层建筑的设计中也愈发注重钢结构抗震设计。
相对于混凝土和砖类建筑,钢结构建筑的抗震性能更加优越。
钢材具有高强度、高韧性、抗冲击力以及较好的可塑形性等特点,可以有效地抵御地震对建筑物的破坏。
因此,近年来,许多企业和工程师都将钢结构作为抗震性能优异的解决方案,用于设计和建造高层建筑。
然而,在钢结构设计方面,仍面临着一些挑战。
一方面,由于每座高层建筑的结构特点和地理情况都不同,设计人员必须充分了解这些差异以及地震带来的力量,针对每个具体的项目进行量身定制的设计。
另一方面,钢结构建筑的设计需要充分考虑材料的性能,和各种要素之间的平衡,以确保建筑的结构强度和稳定性,并且在抵御地震力量的同时,能够承受各种集中荷载、雪荷载等准静态荷载。
为了探讨高层建筑钢结构抗震设计,进行了一项基于性能的研究。
首先,需要对建筑的节点进行评估和分析,以确保在强地震条件下,节点能够充分发挥其带有冲击吸收作用的特点。
其次,需要考虑整个结构在地震中的变形能力,这一点对于钢结构设计来说尤为重要。
因为钢结构具有出色的韧性和可塑性,可以通过吸收和分散地震能量来避免建筑物的崩塌和全面破坏。
此外,还需要确保钢结构连接件的可靠性和结构的整体刚度。
总之,基于性能的高层建筑钢结构抗震设计研究具有广泛的理论和实践价值,它可以确保建筑物的安全性,保障人民生命财产安全,同时也对钢结构建筑的应用和进一步发展起到了积极的推动作用。
高层房屋建筑结构设计研究

高层房屋建筑结构设计研究【摘要】社会经济的发展,土地资源的紧缺,使得高层建筑正在成为我国建筑行业的主流。
与一些底层建筑相比,高层房屋建筑的结构有其独特性,结构在整个工程建筑施工中占据着重要的位置。
本文的主要内容,就是结合笔者自身的工作经验,对高层房屋建筑的结构设计进行分析,提出意见和建议。
【关键词】高层建筑;房屋;结构设计一、高层房屋建筑结构常见问题社会经济的高速发展,推动了社会刚性需求的增加,在土地资源日趋有限的情况下,房屋建筑的高层化发展趋势不可避免。
在当前的建筑行业中,每一项工程从决策到施工,都在尽可能的追求效益目标最大化,周期短任务重是大部分建筑工程都面临的问题。
对于建筑结构而言,比较常见的做法就是根据已经确定的平面设计与纵向布置来进行结构的调整、位移等工作。
这种做法虽然具有一定的科学价值,但是从最终的施工结果看,往往会遗留一些遗憾和不合理的地方。
当前高层房屋建筑结构设计中存在的问题,主要表现在以下几个方面:第一,基础设计不合理。
基础设计,包括地基与一些基础建设设施。
在当前的现实操作中,由于结构设计的周期较短,设计人员在基础设计上往往难以经过权衡利弊以后做出最优化的设计,没有通过对方案的多重比较、测算来实现经济效益与安全水平的最大化。
在实际的操作中,要实现基础设计的合理化,必须要求工作人员有实地勘察的经验,在对各项资料、数据进行综合分析的基础上做出。
第二,地下室的设计。
地下室是整个高层建筑结构设计中的一个重要部分,当前暴露出来的问题主要有:首先,抗浮设计不准确。
在对地下室进行抗浮设计时,对于水位的高度设计往往不够准确。
这项数据的不准确,会对整个建筑的结构设计带来安全隐患。
因为在结构设计中,以地面向下多少米进行计算。
在实际操作中,由于场地的高差较大,无法准确的确定水位。
其次,地下室裂缝控制,因计算机计算,经常会统一按0.2mm控制,这样会造成钢筋量偏高,应当迎水面按0.2mm,其它按0.3mm 控制。
高层建筑结构设计的问题及对策研究

浅谈高层建筑结构设计的问题及对策研究摘要:随着社会的不断进步和科技的不断发展,高层建筑越来越广泛的出现在城市建设中。
在高层建筑结构设计方面出现了新的发展和变化。
高层建筑的结构设计已经成为了建筑设计的重点内容,因此,研究高层建筑结构设计的问题是非常重要和有意义的。
本文介绍了高层建筑结构特征,分析了高层建筑结构设计的原则,阐述了高层建筑结构体系的选型问题,并重点分析了高层建筑结构设计问题及对策。
关键词:高层建筑结构;设计;对策1高层建筑结构的特征高层建筑结构不但承受较大的垂直方向的荷载,同时也承受较大的水平方向的荷载,如风荷载和地震作用。
一般情况下,低层建筑结构受到水平方向上的影响比较小,然而在高层建筑中,水平荷载作用则往往比较大,外界地震的作用和外界风产生的水平方向的荷载的影响是主要的影响因素。
随着建筑物高度的增加,高层建筑的位移增加较快,但是高层建筑过大的侧移不但影响人的舒适度,同时使得建筑物的使用受到影响,并且容易损坏结构构件以及非结构构件。
基于此,在设计高层建筑结构时,首先控制侧移在规定的范围之内,所以,高层建筑结构设计的核心是抗侧力结构的设计。
2高层建筑结构设计的原则2.1选择合理的结构方案。
合理的结构设计方案必须满足安全性和经济性的要求,并且要满足结构形式和结构体系的要求。
结构体系的要求是受力明确,传力简单。
在相同的结构单元当中,应该选择相同结构体系,如果高层建筑处于地震区,那么尽量选用平面和竖向规则的结构方案。
另外,应在综合考虑地理条件,工程使用需求,施工条件,材料等因素的基础上,并和建筑包括水,暖,电等各个专业的相协调的情况下,选择合理的结构,从而确定结构的方案。
2.2选择合理的高层建筑结构计算简图在计算简图基础上进行高层建筑结构设计的计算,如果选择不合理的计算简图,就比较容易造成由于结构不安全或造成不必要的浪费。
基于此,高层建筑结构设计安全合理保证的前提是合理的计算简图的选择。
同时,在设计中应该采取相应的结构构造措施,保证计算简图的误差在规范规定的范围内,确保结构的安全。
高层建筑结构设计要点研究论文六篇

高层建筑结构设计要点研究论文六篇关于《高层建筑结构设计要点研究论文六篇》,是我们特意为大家整理的,希望对大家有所帮助。
第一篇摘要:随着我国人口急剧上升,土地资源稀缺问题愈加明显,为了提升土地利用率,开发商开始将目光投向高层建筑。
近年来,复杂高层与超高层建筑得到广泛应用,它即满足了城市发展的需要,也实现了有限土地资源的有效利用。
因此,本文主要对复杂高层与超高层建筑结构设计要点进行探讨,用以提高高层建筑的合理性与科学性。
关键词:复杂高层;超高层;建筑结构;设计要点1引言随着复杂高层与超高层建筑的不断增加,政府对高层建筑的质量提出更高要求,尤其是建筑结构的持久性、可靠性已经成为社会关注的焦点。
因此,在进行复杂高层与超高层建筑结构设计时,要结合建筑物的形态特征、功能需要等进行,为提高复杂高层与超高层建筑的安全性能做铺垫。
2复杂高层与超高层建筑结构设计的主要控制因素2.1重力荷载与其他类型的建筑相比,复杂高层与超高层建筑具有特殊性,不仅建筑高度不可比拟,还需要面临重力荷载的挑战。
特别是随着建筑高度不断攀升,地面受力与重力荷载会逐渐上升,在力的作用下墙上的轴压力与竖向构件柱的压力也不断增加,从而加大超高层建筑的困难性。
其次,复杂高层与超高层建筑的水平位移也是建筑结构设计的矛盾点,主要体现在两个方面:①楼层越高风效应就越大,在风的作用下其合力作用点的位置就越高,由此自然风效应对超高层建筑产生的作用效应就更大。
②在建筑结构设计中,建筑的结构自重是企业必须考虑的问题,因为它关乎建筑物的稳定性。
而结构自重与重心位置相关,随着建筑楼层不断升高其重心位置随之升高,从而结构自重不断加大,成为强力作用下的薄弱环节,比如地震等。
2.2风振加速度风力大小与建设楼层的高低相关,通常楼层越高其风力效果越强,因此在超高层建筑中的风力作用特别显著。
但是,人们对风作用的舒适度有一定的感知,若风振作用过强则会令人产生不适感,从而降低居住品质。
浅谈高层建筑的结构设计的研究

浅谈高层建筑的结构设计的研究摘要:随着国民经济的快速发展,人民生活水平的不断提高,功能齐全的高层建筑越来越多。
高层建筑的结构的稳定、美观越来越受到人们的关注,同时也给了建筑结构设计师更高的要求。
高层建筑目前在我们的城市建设当中所占的比例是越来越大,而建筑结构设计方面的变化也越来越多,很多新兴的结构设计方案以迅猛的速度呈现在我们的城市建设中。
文章通过阐述述高层建筑结构设计的四个特点即水平荷载成为决定因素、轴向变形不容忽视、侧移成为控制指标、结构延性是重要设计指标。
以及结构设计的结构选型、地基与基础设计、结构计算与分析等不同方面来介绍高层建筑的结构设计。
关键词高层建筑就;结构设计;结构选型abstract: with the rapid development of national economy, of people living standard rise ceaselessly, complete functions of more and more high-rise buildings. the high-rise building structure stability, appearance has attracted more and more attention, but also to the building structure designer higher requirements. high rise building at present in our city construction proportion is larger and larger, and the structural design changes are more and more, a lot of new structure design to the rapid pace of present in our city construction in. this paper describes the structure designof high-rise building ‘s four characteristics namely horizontal load become the determinant, the axial deformation can not be ignored, lateral displacement becomes the control index, the ductility of the structure is the important design index. and the structure design of the structure selection, foundation design, calculation and analysis of different aspects to introduce the high-rise building structure design. key words: high-rise building; structure design; structure type中图分类号:tu208.3]文献标识码:a 文章编号:2095-2104(2012)前言随着高层建筑在我国的迅速发展,建筑高度的不断增加,建筑类型与功能的愈来愈复杂,结构体系的更加多样化,同时高层建筑由于高度、规模、投资与复杂性等逐步增大,结构设计所面临的对象及其所处环境、需考虑解决的问题及所用的知识日趋复杂,高层建筑结构设计的难度与重要性也在不断增大、建筑耗费的人力、财力、物力也同等增加。
高层建筑结构设计的问题与对策研究
高层建筑结构设计的问题与对策研究摘要:在高层建筑的建设中,结构设计是其中非常重要的组成部分,对建筑物的建设、养护等产生重要的影响。
文章以高层建筑结构设计为中心话题,探讨分析了高层建筑结构的特点、高层建筑结构设计的原则、高层建筑结构设计的问题与对策,希望能够引起人们对这一问题的进一步关注,能够对实践起到指导作用。
关键词:高层建筑结构设计短肢剪力墙嵌固端设置结构规则性一、引言随着社会的发展和科技的进步,建筑结构不断的发生变化,建筑物的高度逐渐增高,尤其是随着城市化进程的加快,高层建筑越来越多,并广泛的出现在人们的生产和生活之中。
在高层建筑的建设中,结构设计是其中非常重要的组成部分,对建筑物的建设、养护等产生重要的影响。
一方面,高层建筑结构设计需要具有科学性和合理性,能够满足人们生活的需要;另一方面,高层建筑结构设计要具有安全性,能够满足抗震、抗风等基本要求,为人们的生活和学习提供安全保障。
文章着重分析高层建筑结构设计的问题与对策,希望能够对实践发挥指导作用。
二、高层建筑结构的特点高层建筑结构具有与一般的建筑结构不同的特点,它同时承受着水平荷载和垂直荷载,其中水平荷载是由外界的风力所产生的,垂直荷载是由于建筑物高度所引起的,此外,高层建筑结构设计对抗震能力也有相应的要求。
通常情况下,低层建筑结构受到的水平荷载比较小,垂荷载也比较小。
但是,在高层建筑中,外界地震和外界风力会对高层建筑产生相当大的影响,并且是对高层建筑荷载的主要因素。
随着建筑物高度的不断增加,高层建筑的位移较快的增长。
但是,高层建筑过大的侧移不仅会影响人的舒适度,还会对建筑物的使用产生影响,此外,过大的侧移还会损害建筑物的结构构件和非结构构件。
有鉴于此,在进行高层建筑结构设计的时候,必须将侧移控制在合理的范围之内,使建筑物不会影响人的舒适度,不会影响建筑物的使用。
因此,可以说,在高层建筑结构设计中,其核心是抗侧力结构的设计。
三、高层建筑结构设计的原则1、选择合理的计算简图。
高层建筑结构设计特点及常见问题的研究
3 21 结构 整体计算的软件选择 .. 目前 比 较 通 用 的 计 算 软 件 有 E A S A T B 、S P、T S B A、 T T A WE等 ,由于各 种软件在 计算模 型上 存在着 一定 A 、S T 的差异 ,从 而导致 了计算结果存在或 多或少的差异 。因此 ,
结构工程师在设计工 作 中首要的工 作就 是依据 结构类 型和
3 1 结构选型中常见 的问题 . 3 1 1 结构 的规则性 问题 .. 与旧规 范相 比,新规 范在这 方面增 添 了相 当多 的 限制
类型也越来越复 杂 ,这 就给高层 建筑结构 设计 提出了新 的
饥遇与挑战 。
1 高层 建筑 结构设计 的特点
1 1 水平荷栽成为决定 因素 . 水平荷载对结构产生 的倾覆 力矩 以及 由此在竖 构件 中
力学模型选取 、材 料性能 、延性 要求 、荷 载取 值 、安 全指
标 等,因此 ,结构设 计工程 师在设 计 的过 程对 该项控 制 因 素应该严格注意。 3 2 结构分析与计算 中常见的问题 .
与底层建筑 不同 ,结构侧 移是高层 建筑结 构设计 中的 关键 因素。水平荷载 下结 构的侧移变 形随着建 筑高 度的增 加 而增 大 ,与建筑 高度的 四次方成正 比。因此 ,在水 平荷
值 ,仅与建筑高度 的一次方 成正 比。对某 一定高 度楼房来 说 ,它的竖向荷载大 体上是 定值 ,但 是其 水平荷载 却不是 定值 ,它随结构 动力特性 的不 同而有较大幅度变化¨ 。 J
12 结 构 延 性 是 重 要 设 计 指 标 .
由于高层建筑一 般都带有 人 防和地下 室 ,嵌 固端 有 可 能设置在人 防顶板 ,也可 能设置在 地下 室顶板等 位置 。在 这个问题上 ,结构设计工 程师往 往忽 视了 由嵌 固端 的设置 带来的一系列 需要注 意的问题 ,比如 :结构抗 震缝设 置 与
高层建筑结构设计研究
四豳翻霸
高层 建筑结构设计研 究
王鲲鹏 田亚珍 陕 西 西 安
7 1 O 0 5 4 中煤 西安 设 计 工程 有 限责 任 公 司
摘要: 随着城 市化发展 以及建筑用地的紧张, 高层建筑将 日益增多。高层建 筑的结构设计不仅 应保证高层建筑具 有足够 的 安全性, 还应保 证结构 的经济性 、 合理性。本 文对高层建筑结构设计 中的几个 问题进行探讨。 关键词 : 高 层建筑 结构设计研 究
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
计 中的关键 因素 。随着楼房高度的增加 , 水平荷载下结构的侧移变形迅速 周期接近 , 建筑物和场地 就会发生共振。因此在建筑方案设计时就应针对
增大 , 因而结构在水平荷载作用 下的侧移应被控制在某一限度之内。 预估 的建筑场地特 征周期 , 通过调整结构 的层数 , 选择合适的结构类别和 2 . 3抗震设 计要求更高有抗震设 防的高层建筑结构设计 , 除要考 虑正 结构体 系, 扩大建筑物 的 F 1 振周期与建筑场地特征周期的差别 , 避免共振 常使 用时的竖 向荷 载 、 风荷载外 , 还必 须使结构具 有 良好 的抗震性能 , 做 的发 生 。 到小震不坏 、 大震不倒。 ( 3 ) 水平位移特征水平位移满足高层规程的要求 , 并不能说明该结构 2 . 4轴 向变形不 容忽视高层建筑 中 , 竖向荷载数值很 大 , 能够在柱 中 引起较 大的轴 向变形 , 从而会对连续梁弯矩产生影响 , 造成连续梁 中间支 是合理 的设计。同时还需要考虑周期及地震力的大小等综合因素。因为结 构抗震设计 时 , 地震 力的大小 与结构 刚度直接相 关 , 当结构刚 度小 , 结 构
在水平荷载作用下 , 高层建筑扭转作用的大小取决于质量分布。为使 楼层水平力作用沿平面分布均匀 , 减轻结构的扭转振 动, 应使建筑平 面尽 可能采用方形 、 矩形 、 圆形 、 正多边形 等简单平 面形式 。在某些情况下 , 由
高层建筑结构设计研究
建筑科学
高层建筑结构设 计研黑龙江 哈 尔滨 1 5 0 0 4 0 )
摘 要: 当前 时期 , 我 们 国家的 高层 的 建设 活 动发展 的 比较顺 畅 , 已经形 成 了非 常优 秀的 工 艺, 而且 获取 了非 常显 著 的应 用 , 文章 具体 的 阐述 了与之 结构 设 计有 关 的 内容 。 关 键词 : 高层 建筑 结构 ; 设计; 重要 意 义
布置 , 降低扭转力 , 就要保证期使用一些平 面的体系 。在一些时候 , 因为市政规划对于经管的规定和建筑体的干扰 , 高层不应该都使用 单 纯 的平 面 的体 系 , 如 果要 用 别 的一些 繁琐 的体 系 的 时候 , 要 把 那 些 凸 显 区域 的 比例 掌控 在 设 定 的 区域 之 中 , 而且 , 在 开 展 布 局 活 动 的时候 , 要 保证 结 构处 在 一种 对称 的情形 之 中 。 3 . 3高 层建 筑 结构 设计 中的侧 移 和振 动周 期 结 构 自振周 期 高层 建 筑 的 自振 周 期 ( T 1 ) 宜在 下列 范 围 内 : 框 架 结构 : T I = ( O . 1 — 0 . 1 5 ) N框 一 剪 、 框 筒 结构 : T I = ( 0 . 0 8 — 0 . 1 2 ) N 剪 力墙 、 筒 中筒 结 构 : T 1 = ( 0 . 0 4 — 0 . 1 0 ) N N为 结构 层 数 。 结构的第二周期和第三周期宜在下列范围内: 第二周期 : 1 ’ 2 = ( 1 / 3 — 1 / 5 ) T 1 ; 第三周期 : T 3 = ( 1 / 5 — 1 , 7 ) T 1 . ( 2 ) 共振 问题 当建 筑 场地 发生 地 震 时 , 如果 建筑 物 的 自振 周 期 和场 地 的特 征 周 期 接近 , 建 筑物 和 场 地就 会 发生 共 振 。因 此 在建 筑方 案 设 计 时就 应 针 对 预 估 的建 筑 场 地特 征 周 期 , 通 过 调整 结 构 的层 数 , 选 择 合 适 的结 构类 别 和结 构体 系 , 扩 大 建筑 物 的 自振 周 期与 建 筑 场地 特 征周 期 的差别 , 避 免共 振 的发 生 。 ( 3 ) 水平位移特征。 如果该项位移合乎高层的规定的时候 , 我们 并不应该认为其就是优秀的设计 。 此时要分析周期和其他的一些干 扰要 素 。 由于在 开展 该 项设 计 活 动 的时 候 , 地 震力 的高低 和 结 构 的 刚度 之 间有 着 非常 紧密 的 关联 性 , 如 果 刚 度 不 是很 大 , 结 构 不 是 很 合理 的 时候 , 因为地 震力 不 高 , 所 以此 时 的 位移 也 不 是很 显 著 , 虽说 位移 处在 规 定 的 区域 之 中 , 但 是并 不 是 代表 它 就是 优 秀 的 。 由于 结 构 的时 间非 常久 , 地 震力 小并 不 安全 。 第二 , 要保 证 该 曲线是 持 续 变 动的 , 除 了竖 着 垂 直方 向 出现 刚 度 的变 动 之 外 , 严 禁 发 生 显 著 的 弯
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高层建筑结构设计研究
摘要:本文首先从框架结构、剪力墙结构、框剪结构、筒体结构及巨型结构等方面探讨了高层建筑结构体系,然后就高层建筑结构设计的要点进行了研究,具有较强的意义和价值,供参考。
关键词:高层建筑;结构设计;结构体系;要点
城市化进程的发展,使得高层建筑不断涌现,高层建筑结构设计与低层、多层建筑结构相比较,不同结构体系的选择,直接关系到建筑平面的布置、立面体形、楼层高度、机电管道的设置、施工技术的要求、施工工期长短和投资造价的高低等。
高层建筑的承载能力、抗侧刚度、抗震性能、材料用量和造价高低,与其所采用的结构体系密切相关。
不同的结构体系,适用于不同的层数、高度和功能。
我们只有掌握了建筑结构体系的特点才能使设计达到技术先进、经济合理、安全适用。
本文就高层建筑结构设计的要点进行初步探讨。
1 高层建筑结构体系
1.1 框架结构
框架结构是指由梁和柱以刚接或者铰接相连接而成构成承重体系的结构,即由梁和柱组成框架共同抵抗使用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。
框架结构体系一般用于钢结构和钢筋混凝土结构中,由梁和柱通过节点构成承载结构,框架形成可灵活布置的建筑空间,具有较大的室内空间,使用较方便。
由于框架梁柱截面较小,抗震性能较差,刚度较低,建筑高度受到限制; 剪切型变形,即层间侧移随着层数的增加而减小; 框架结构主要用于不考虑抗震设防或设防烈度低、层数较少的高层建筑中。
在抗震设防烈度高的建筑中,应用不多。
1.2 剪力墙结构
剪力墙结构指的是竖向的钢筋混凝土墙板,水平方向仍然是钢筋混凝土的大楼板搭载墙上,这样构成的一个体系,叫剪力墙结构。
剪力墙结构体系于钢筋混凝土结构中,由墙体承受全部水平作用和竖向荷载。
现浇钢筋混凝土剪力墙结构的整体性好,刚度大,在水平荷载作用下侧向变形小,承载力要求也容易满足; 剪力墙结构体系主要缺点: 主要是剪力墙间距不能太大,平面布置不灵活,不能满足公共建筑的使用要求。
此外,结构自重往往也较大。
当剪力墙的高宽比较大时,是一个受弯为主的悬臂墙,侧向变形是弯曲型,即层间侧移随着层数的增加而增大。
剪力墙结构在住宅及旅馆建筑中得到广泛应用。
因此这种剪力墙结构适合于建造较高的高层建筑。
根据施工方法的不同,可以分为: 全部现浇的剪力墙; 全部用预制墙板装配而成的剪力墙; 内墙现浇、外墙为预制装配的剪力墙。
在承受
水平力作用时,剪力墙相当于一根下部嵌固的悬臂深梁。
剪力墙的水平位移由弯曲变形和剪切变形两部分组成。
高层建筑剪力墙结构,以弯曲变形为主,其位移曲线呈弯曲形,特点是结构层间位移随楼层增高而增加。
1.3 框剪结构
框架—剪力墙结构也称框剪结构,这种结构是在框架结构中布置一定数量的剪力墙,构成灵活自由的使用空间,满足不同建筑功能的要求,同样又有足够的剪力墙,有相当大的刚度,框剪结构的受力特点,是由框架和剪力墙结构两种不同的抗侧力结构组成的新的受力形式,所以它的框架不同于纯框架结构中的框架,剪力墙在框剪结构中也不同于剪力墙结构中的剪力墙。
框架—剪力墙( 筒体) 结构比框架结构的刚度和承载能力都大大提高了,在地震作用下层间变形减小,因而也就减小了非结构构件( 隔墙及外墙) 的损坏,这样无论在非地震区还是地震区,这种结构型式都可用来建造较高的高层建筑,目前在我国得到广泛的应用。
1.4 筒体结构
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。
单个筒体可分为实腹筒、框筒和桁筒。
平面剪力墙组成空间薄壁筒体,即为实腹筒; 框架通过减小肢距,形成空间密柱框筒,即框筒; 筒壁若用空间桁架组成,则形成桁筒。
实际结构中除烟囱等构筑物外不可能存在单筒结构,而常常以框架—筒体结构、筒中筒结构、多筒体结构和成束筒结构形式出现。
1.5 巨型结构
巨型结构是由大型构件( 巨型梁、巨型柱和巨型支撑) 组成的,主结构与常规结构构件组成的次结构共同工作的一种结构体系。
巨型结构一般由两级结构组成。
第一级结构超越楼层划分,形成跨若干楼层的巨梁、巨柱或巨型桁架杆件,以这巨型结构来承受水平力和竖向荷载,楼面作为第二级结构,只承受竖向荷载并将荷载所产生的内力传递到第一级结构上。
常见的巨型结构有巨型框架结构和巨型桁架结构。
不同的结构体系所具有的强度和刚度是不一样的,因而它们适合应用的高度也不同。
一般说来,框架结构适用于高度低,层数少,设防烈度低的情况; 框架—剪力墙结构和剪力墙结构可以满足大多数建筑物的高度要求; 在层数很多或设防烈度要求很高时,可用筒体结构。
2 高层建筑结构设计的要点
2.1 选用适当的计算简图
所谓计算简图就是将构件及支撑按结构力学进行简化,用点、线描述构件受力情况和稳定状况的图形。
结构计算式在计算简图的基础上进行的,计算简图选用不当则会导致结构安全的事故常常发生,所以选择适当的计算简图是保证结构安全的重要条件。
计算简图还应有相应的构造措施来保证。
实际结构的节点不可
能是纯粹的铰结点和刚结点,但与计算简图的误差应在设计允许范围之内。
2.2 选择合适的基础方案
结构设计应尽可能地发挥地基的潜力,基础设计要根据工程地质条件,上部结构类型与载荷分布,相邻建筑物影响及施工条件等多种因素进行综合分析,选择经济合理的基础方案,必要时应进行地基变形验算。
基础设计应有详尽的地质勘察报告,对一些缺少地质报告的建筑应进行现场查看和参考临近建筑资料。
通常情况下,同一结构单元不宜用两种不同的类型。
2.3 合理选择结构方案
一个合理的设计就必须要选择一个切实可行的结构形式和结构体系。
结构体系应受力明确,传力简捷。
同一结构单元不宜混用不同结构体系,地震区应力求平面和竖向规则。
总而言之,必须对工程的设计要求、材料供应、地理环境、施工条件等情况进行综合分析,并与建筑、电、水、暖等专业充分协商,在此基础上进行结构选型,确定结构方案,必要时应进行多方案比较,择优选用。
2.4 正确分析计算结果
因不同软件所产生的计算结果可能不同。
因此设计师应对程序的适用范围、条件等进行全面了解。
在计算机辅助设计时,由于结构实际情况与程序不相符合,或人工输入有误,或软件本身有缺陷均会导致错误的计算结果,因而要求结构工程师在拿到电算结果时应认真分析,慎重校核,做出合理判断。
2.5 采取相应的构造措施
一直以来“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件原则”始终贯穿结构设计,操作时要注重构件的延性性能,加强薄弱部位,注意钢筋的锚固长度,尤其是钢筋的直线段锚固长度,考虑温度应力的影响力。
3 结论
土地资源的紧缺,必然导致高层建筑将日益增多。
高层建筑的结构设计不仅应保证高层建筑具有足够的安全性,还应保证结构的经济性、合理性。
作为建筑结构设计人员必须不断的提升专业技能,综合考虑设计的各个因素,才能在工作中凸显自我,贡献于社会。
参考文献
[1]赵西安.现代高层建筑结构设计[M].北京: 科学出版社,2004.
[2]于险峰.高层建筑结构设计特点及其体系[J].建筑技术,2009( 24)
[3]杨欣,邵新毅,俞德献.高层建筑结构设计刍议[J].科协论坛( 下半月) .2009( 06)
[4]陈廷军,李旭鹏.浅谈高层建筑结构形式与分析[J].才智.2009( 08)
[5]仲纪贵.浅析高层结构概念设计[J].华章.2008( Z2)
[6]陈廷军,李旭鹏.浅谈高层建筑结构形式与分析[J].才智.2009( 08)
[7]郝忠胜.浅谈高层建筑设计与施工[J].科技资讯.2007( 10)。