高层建筑结构设计特点的分析

《高层建筑结构设计特点的分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、高层建筑结构设计特点的分析摘要：本文是通过分析高层建筑结构体系的功能及受力、变形特性，对以承受力、刚度、延性为主导的结构概念设计进行论述，依据高层建筑结构在结构选型、抗侧刚度等设计的特点，提出了以承载力、刚度与延性为主导目标的设计理念，和概念设计需遵守的原则与建议。　　【关键词】高层建筑；结构；概念设计　　1、前言　　鉴于我国高层建筑呈几何级快速增长的形式，高层建筑的类型和功能也随着变得多样复杂化，其结构体系也变得越来越多样，再加上材料性能与施工安装可能存在的差异以及其他无法预测的因素等，导致设计计算结果可能和实际受

2、力情况相差较大。因此，在高层结构设计中，为保证结构的安全可靠性，在定量分析计算的基础上，根据结构的受力特点进行结构概念设计是十分必要的。　　2、高层建筑结构设计的特点　　1、高层建筑的水平荷载已成为决定性要素，由于楼房的自重与楼面使用荷载在竖构件当中所造成轴力与弯矩之数值，仅仅和楼房高度的一次方成正比关系，而水平荷载对于结构所形成的倾覆力矩及由此而在竖构件当中所引起之轴力，和楼房高度的二次方成正比关系因此，对于某一座具有一定高度的建筑物来说，竖向荷载主要为定值，而水平荷载之风荷载的数值随着结构动力特点之不同而出现了较

3、大变化　　2、高层建筑的轴向变形不可忽视高层建筑的竖向荷载值较大，可在柱中引发比较大的轴向之变形，将对连续梁弯矩造成直接影响，导致连续梁中间的支座处负弯矩值出现减小趋势，不仅跨中正弯矩之和端支座负弯矩值将会增大，而且还将对预制构件下料长度形成　　影响，因而要求依据轴向变形来计算，并对下料长度作出调整　　3、是侧移已经成为控制性指标与较低建筑物有所不同的是，结构侧移成了高层建筑物结构设计当中的重要因素．因为楼房高度在不断增加，由于水平荷载下的结构侧移变形快速变大，所以水平荷载作用之下的结构侧移应当被控制于限度以内　　4

4、、结构延性成为重要的设计指标之一相对一般楼房来说，高层建筑物的结构显得更柔，因而一旦出现地震，其变形也会更加大为确保结构在塑性变形之后仍然能有较强的变形能力，从而避免出现倒塌，因而十分需要在结构上运用合理之措施以保证结构能够有一定的延性　　3、根据高层建筑结构形式及受力的复杂性，高层建筑结构的设计特点分析如下：　　3.1与普通结构设计相比，高层建筑结构体系的选型变得尤为重要。因为它直接关系到建筑平面布置、立面选型、楼层高度、机电管道的设置、施工技术的要求、施工工期和造价。　　3.2在低层结构设计中，水平荷载产生的内力

5、和位移相对较小，通常可以忽略；在多层结构中，水平荷载的效应逐渐增大；而到高层建筑中，随着结构高度的增加，水平荷载产生的内力和位移将迅速增大，成为设计的主要考虑因素。　　3.3高层建筑设计不仅需要较大的承载能力，而且需要较大的抗侧刚度，使结构在水平荷载作用下产生的位移限制在一定的范围内，以满足结构舒适度、结构和填充墙及装饰材料正常使用的要求，避免结构产生较大的附加内力。因此，抗侧力结构的设计成为高层建筑结构设计的关键问题。　　3.4减轻结构自重在高层建筑中相对普通建筑更有意义。这种意义体现在两个方面：首先，结构地震作用

6、的效应与结构质量成正比，因此，减轻结构自重可以减小结构的地震作用效应，提高结构抗震性能；其次，从地基或桩基承载力方面考虑，减轻结构自重意味着增加高层建筑的地基土方面的使用范围(如软土层)，减少基础造价和处理措施。　　3.5考虑结构刚度连续适用性，尽量避免结构薄弱层的出现。对于高层建筑来说，由于建筑和设备所要求的层高的变化、加强层的设置，结构刚度往往发生突变，在突变部位易形成薄弱层。　　3.6结构振动控制。在地震或风荷载作用下，高层建筑很容易发生振动，影响结构的舒适度。在设计过程中应予以充分考虑。高层建筑结构抗震设计中

7、要遵循抗震概念设计的基本原则：结构的简单性；结构的规则和均匀性；结构的刚度和抗震能力；结构的整体性。　　4、高层建筑结构概念设计　　4.1概念设计主导目标。所谓概念设计即设计师运用必备的设计知识，结合历年来结构事故分析、模拟试验的定量分析结果以及长期以来国内外的设计与使用经验分析、归纳和总结出来的设计对策和措施。以概念设计为指导，能够正确地解决高层建筑在方案设计、初步设计和施工图设计阶段的优化问题。水平荷载对高层建筑的荷载效应是非线性的，是随着建筑结构的高度而迅速增加的。随着建筑结构高度的增加，侧向位移和振动就成为结

8、构的主要控制条件。因此，概念设计应以结构的承载力、刚度和延性为主导目标，整体构思结构各部分有机相连的结构总体系，以充分发挥结构总体系和主要分体系、以及分体系与各构件之间的最佳受力特征与协调关系，提高高层建筑在水平荷载作用下的各项性能，使结构具有一定大的刚度和承载力来抵御风荷载和小震，保证结构在风荷载和规范规定的小震作用下处于弹性工作状态。并且还