高层建筑工程结构设计问题研究_1

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1、高层建筑工程结构设计问题研究　　随着国民经济的快速发展，人民生活水平的不断提高，功能俱全的高层建筑越来越多。规范用于控制高层建筑整体性的设计指标主要有：周期比、位移比、刚重比、刚度比、层间受剪承载力之比、轴压比以及剪重比等。当然，建筑结构模式的变化并非一日之功，是需要有一个演变过程的，而且在相当长的一段时间内，还会多种模式共存。　　内核的形成　　高层建筑与其它建筑之间的最大区别，就在于它有一个垂直交通和管道设备集中在一起的、在结构体系中又起着重要作用的“核"。而这个“核”也恰恰在形态构成上举足轻重，决定着高层建筑的空间构成模式。免

2、费论文参考网。随着高层建筑建设的发展、高度的增加和技术的进步，在高层建筑的设计过程中，逐渐演化出了中央核心筒式的“内核”空间构成模式，这是各专业共同探索优化设计的结果。在建筑处理上，为了争取尽量宽敞的使用空间，希望将电梯、楼梯、设备用房及卫生间、茶水间等服务用房向平面的中央集中，使功能空间占据最佳的采光位置，力求视线良好、交通便捷。在结构方面，随着筒体结构概念的出现、建筑高度的增加，也希望能有一个刚度更强的筒来承受剪力和扭矩，而这些恰好与建筑师的要求不谋而合。免费论文参考网。在建筑的中央部分，有意识地利用那些功能较为固定的服务用房

3、的围护结构，形成中央核心筒，而筒体处于几何位置中心，还可以使建筑的质量重心、刚度中心和形体中心三心重合，更加有利于结构受力和抗震。　　核的分散与分离　　然而，随着时代的发展、技术的进步，人们对建筑需求的变化和设计侧重点的不同，以中央核心筒为主流的高层建筑“内核”空何构成模式开始受到了挑战。对于结构专业来说，加强建筑周边的刚度也会有效地抵抗地震对高层建筑的破坏，所以如果将垂直交通和设备用房等分散地布置在建筑周边，则无疑也会对结构抗震有利。同时，这种分散的多个外核的空间构成模式，也正好适用于新兴的巨型框架结构，使这种结构体系中的巨型支

4、撑柱具有了使用功能。而从建筑设计的角度来看，核的移动，垂直交通、服务性房间和管道井分散到建筑的周边，对于高层建筑的空间构成模式和立面造型上的变化也是极具革命性的。它不但适应了其它专业的需求，而且还有利于避难疏散、创造更大的使用空间和使高层建筑的底部获得解放。　　中庭空间的出现　　70年代前后设计的建筑中都加入了一个十分华丽、气氛热烈的大中庭。这种中庭既起着整合空间流线的作用，又是人们休闲交往的场所，中庭中还设置喷泉叠水、种植各种植物，可创造出一种激动人心的欢快氛围。所以它一出现便深受人们的喜爱，并很快风靡全球。80年代以后，中庭空

5、间开始应用于高层办公建筑。受高层旅馆的影响，一些办公大楼为了追求气派和空间变化，便在入口处附设一个中庭。而随着人们环境观念的增强，以及各国政府对由于在办公楼内长时间从事VDT操作所引发的情绪紧张、视觉疲劳和心理上的孤独感等“办公室综合症”的关注，高层办公建筑内部空间的设计也越来越为人们所重视。提供自然化的休息空间和改善封闭的室内环境，成为高层办公楼设计必须解决的重要问题。于是，在高层办公建筑中插入一个或在不同区域插入数个封闭或开敞的中庭的设计手法开始出现。　　底部空间的变化　　早期的高层建筑多直接面对街道，从街道进入门厅，再由门厅

6、进入电梯厅，乘座电梯至各楼层，这是高层建筑中最为普遍的空间流线组织方式。建筑空间与城市空间之间缺乏过渡，没有“中间领域”的概念，在人流集散的高峰期，对城市交通环境的影响也较大。尽管许多高层建筑都在门厅的艺术处理上颇费心机，设计得非常富丽壮观，但是由于空间组织方面的缺陷，门厅内往往留不住人，形不成公共活动空间，而入口处也常出现人流拥塞的现象。为了解决人流集散和城市交通与建筑内部交通相衔接的问题，现在的高层建筑常常采用多个出入口和立体化组织交通流线的方法。通过首层、地下层和地上的架空廊道与不同层面的城市交通网络相连接，以达到通畅便捷和

7、步行、车行的互不干扰。总而言之，当今高层建筑的底部空间设计，已从单纯考虑建筑与周围环境之间的关系，发展到进行整体的城市空间设计，其交通组织和公共活动领域的创造也日趋立体化、开放化。　　2.高层建筑工程结构设计的一般原则　　选择合适的基础方案　　基础设计应根据工程地质条件，上部结构类型及荷载分布，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。设计时宜最大限度地发挥地基的潜力，必要时还应进行地基变形验算。基础设计应有详尽的地质勘察报告，对一些缺少详细地质报告的小型建筑也应进行现场查看和参考邻近建筑资料。一般情

8、况下，同一结构单元不宜采用两种不同的基础类型。　　合理选择结构方案　　一个成功的设计必须选择一个经济合理的结构方案，即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布置