浅谈高层建筑物的结构设计和结构分析

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1、浅谈高层建筑物的结构设计和结构分析：当高层建筑物的层数和高度达到一定程度时，其一些功能在适用性、技术的合理性和经济的可行性方面都会发生质的变化。因此，与多层建筑相比，高层建筑物在结构设计上、技术进步上都有许多新的问题需要我们来考虑和解决。本文分析了高层建筑结构设计的特点，并介绍了高层建筑结构类型和高层建筑的地下室基坑支护结构等，希望能为今后的高层建筑设计提供一点参考。　　关键词：高层建筑结构的设计、结构的类型、地下室基坑支护结构　　　　在世界范围内，现代意义上的高层建筑发展大概也只有120年的历史，我国高层建筑的建

2、设基本上是在解放后开始的，改革开放后，随着我国综合国力的不断增强，我国高层建筑的设计和建设水平有了飞跃的发展，并在迅速接近国际水平。从一般意义上来讲，现代高层建筑是在社会生产发展和人们生活需要下而不断地发展起来的，是商业化、工业化和城市化发展的结果，科学技术的进步和轻质高强材料的出现以及机械化、电气化、计算机技术在建筑学领域方面的广泛应用为高层建筑的发展提供了必不可少的物质条件，因此，从这方面的意义上来讲，高层建筑的出现和发展又是现代工业和现代社会发展的产物。　　高层建筑结构的设计特点　　随着经济的发展，高层建筑的

3、发展也上了一个新的台阶，出现了许许多构造新颖、层数多、体量大的高层建筑物，这些建筑物既要做到安全又要做到经济合理，这就给高层建筑结构设计提出了许多新的课题。高层建筑物的主体结构主要是由楼层结构、传递竖截结构、抗侧力结构、基础结构和竖向交通结构等构成的，这些结构之间相互配合，协调受力，构成一定传力路线，所以说各个主力结构之间的受力是相互影响的，在设计中要想使整个结构做到完美，在技术和用料、造价方面都需要从整体出发，多方面考虑。　　水平荷载是决定因素　　这是因为，一方面，在竖构件中楼房自重和楼面使用荷载引起的轴力、弯矩

4、值只与楼房高度成一次方正比，而水平荷载力对结构产生的倾覆力矩和由此在竖构件中产生的轴力，与楼房的高度是成两次方正比；另一方面，对于一定高度的楼房来说，其竖向荷载力大体上是个定值，而其水平荷载力在风荷载和地震的作用下，其值是随着结构动力特性的不同而有很大幅度的变化。　　轴向变形不容忽视　　在高层建筑物中，如果竖向荷载力值很大，就能够在柱中引起大的轴向变形，这就会对连续梁弯矩产生很大的影响使连续梁中间支座处的负弯矩值减小，使正弯矩值与端支座负弯矩值增大；这也会对构件的下料长度产生影响，所以需要根据轴向变形来计算，而对下

5、料长度进行调整；此外对构件的剪力和侧移也会产生影响，会出现偏于不安全的结果。　　侧移是控制指标　　与多层较低楼房不同，在高层楼房结构设计中结构侧移已成为设计的关键。因为随着楼房高度的增加，在水平荷载力的作用下结构侧移变形会迅速地增大，所以结构在水平荷载力作用下的侧移应该控制在某一个限度之内。　　结构延性成为重要设计指标　　与多层较低楼房相比，高层楼房结构更容易在地震中发生变形，所以为了使结构设计在进入塑性变形后仍然具有很大的变形能力，避免在地震中倒塌，这就需要在结构设计上采取恰当的措施，来使结构有足够的延性。　　高

6、层建筑结构的类型　　高层建筑物的重要材料主要钢和钢筋混凝土，但是各自有着不同的特点，所以在不同的国家、不同地区、不同条件下如何正确的使用材料，充分发挥其优点，成为经济合理地建造高层建筑物的一个重要方面。目前，我国的高层建筑物，主要采用混凝土结构，这既符合我国当前的经济条件，并且这类结构也有其相应的优越性，下面主要对高层建筑物中常用的结构类型做个简要的介绍。　　1、钢筋混泥土结构　　这种结构在我国高层建筑物中所占的比例最大，而且数量也最多，比较适合于20-30层以内的小高层像住宅、办公楼、酒店等建筑物都可以。随着城市

7、的发展，在大城市和一些特大城市的中心城区用地日益紧张，这就促就了高层建筑物的发展。混凝土结构造价低，即使周期较长，但是由于人工费用低廉，其仍在高层建筑方案选定中具有一定的优势。另一方面，混凝土结构在我国已有较长的发展时间，在设计和施工方面经验丰富，设计的计算方法也为广大设计人员所熟知，这也是混凝土高层设计的一个优势。但是，如果楼高超过100米之后，混凝土结构的构件会十分粗大，这种教导的自重比例和较大结构面积，都使得混凝土结构类型不在完全适合，这就使得其他结构类型有了发展空间。　　2、钢结构　　与钢筋混凝土结构相比较

8、，高层建筑物的钢结构有其优点，例如：由于钢材有很好的延性，所以可以设计成延性结构来抵抗地震，其抗震的性能优于混凝土结构；钢材强度高，截面小，能有效地减轻自身重量，减低基础工程的造价；大部分的钢结构构件是在工厂制作完成后，运输到施工现场在进行安装，因此就可以缩短工期。但是钢结构高层也存在一些缺点，像造价较高、耐火力较差并且在国内大截面钢材供应很难落实等等。