对高层建筑结构设计中若干问题的探讨

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1、对高层建筑结构设计中若干问题的探讨摘要：随着高层建筑的快速发展，如何做好高层建筑的结构设计，解决可能出现的问题，是设计人员面临的一个重要课题。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；受力性能；结构设计；分析Abstract：withtherapiddevelopmentofhigh-risebuildings,howtodothestructuredesignofhigh-risebuilding,

2、solvetheproblemsthatmayarise,isanimportantissuefacingdesigners.High-risebuildingstructuredesignshouldnotonlyensurethehigh-risebuildingwithadequatesecurity,shouldalsoguaranteetheeconomic,reasonablestructure.Thispaperdiscussesseveralproblemsinthestructured

3、esignofhigh-risebuilding.Keywords：high-risebuilding；mechanicalproperties；structuredesign；analysis分类号：［TU208.3］文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)1高层建筑结构设计的意义及依据1.1概念设计的意义高层建筑能做到结构功能与外部条件一致，充分展现先进的设计，发挥结构的功能并取得与经济性的协调，更好地解决构造处理，用概念设计来判断计算设计的合理性。1.2概念设计的依据高层建筑结构总体

4、系与各分体系的工作原理和力学性质，设计和构造处理原则，计算程序的力学模型和功能，吸取或不断积累的实践经验。2高层建筑结构设计的几个问题2.1高层建筑结构受力性能对于一个建筑物的最初的方案设计，建筑师考虑更多的是它的空间组成特点，而不是详细地确定它的具体结构。建筑物底面对建筑物空间形式的竖向稳定和水平方向的稳定都是非常重要的，由于建筑物是由一些大而重的构件所组成，因此结构必须能将它本身的重量传至地面，结构的荷载总是向下作用于地面的，而建筑设计的一个基本要求就是要搞清楚所选择的体系中向下的作用力与地基土的承

5、载力之间的关系，所以，在建筑设计的方案阶段，就必须对主要的承重柱和承重墙的数量和分布作出总体设想。2.2高层建筑结构设计中的扭转问题建筑结构的几何形心、刚度中心、结构重心即为建筑三心，在结构设计时要求建筑三心尽可能汇于一点，即三心合一。结构的扭转问题就是指在结构设计过程中未做到三心合一，在水平荷载作用下结构发生扭转振动效应。为避免建筑物因水平荷载作用而发生的扭转破坏，应在结构设计时选择合理的结构形式和平面布局，尽可能地使建筑物做到三心合在水平荷载作用下，高层建筑扭转作用的大小取决于质量分布。为使楼层水平

6、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，由于城市规划对街道景观的要求以及建筑场地的限制，高层建筑不可能全部采用简单平面形式，当需要采用不规则L形、T形、十字形等比较复杂的平面形式时，应将凸出部分厚度与宽度的比值控制在规范允许的范围之内，同时，在结构平面布置时，应尽可能使结构处于对称状态，也可尽量提高结构周边刚度，削弱结构中间部位的刚度，这样可以减轻结构的扭转。工程实例：佛山市南海区丹灶镇云山峰景项目某住宅该工程为典型的不规则

7、平面形式，该栋住宅总高55米，设防烈度为7度，场地土为II类，风荷载为0.5KN/m2。该工程在方案阶段剪力墙布置如下图（1），中间核心筒剪力墙较多，周边刚度较弱，结果如图（2）显示，第一周期为扭转为主，扭转刚度明显比较弱。对该结构布置进行调整，减少中间核心筒剪力墙，加强周边梁刚度，如图（3），计算结果如图（4）显示，第一周期变为平动为主，扭转刚度得到明显改善。(1)..⑷2.3高层建筑结构设计中的侧移和振动周期建筑结构的建筑结构的振动周期问题包含两方面：合理控制结构的自振周期；控制结构的自振周期使其尽

8、可能错开场地的特征周期。(1)结构自振周期高层建筑的自振周期(T1)宜在下列范围内：框架结构：Tl=(0.1—0.15)N框一剪、框筒结构：Tl=(0.08-0.12)N剪力墙、筒中筒结构：TI=(0.04-0.10)NN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：T2=(1/3-1/5)T1;第三周期：T3=(1/5-1/7)T1.(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