有关高层建筑结构设计中的相关问题分析

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1、有关高层建筑结构设计中的相关问题分析摘要：本文首先概述了高层建筑结构设计的基本要求，然后分析研究了高层建筑结构设计中的常用结构，高层建筑在节约城市用地面积、节省市政投资等诸多方面发挥着极其重要的作用。本文在此提出了一些自己的建议，望能为高层建筑的结构设计提供一定的参考。关键词：高层建筑；结构；设计；研究；探析；中图分类号：TU97文献标识码：A文章编号：前言高层建筑对于我国基本国情而言科学合理且切合适宜，但高层建筑的结构设计决不容许出现任何错误或遗漏。因高层建筑中零星半点的不安全因素，一旦引发事故，必定会酿制极其严

2、重的恶果。故此，应当深入研究、筹划并不断改进、革新、完善高层建筑结构的设计技术。一、高层建筑的特点1.在相同的建设场地中，建造高层建筑可以获得更多的建筑面积，这样可以部分解决城市用地紧张和地价高涨的问题。设计精美的高层建筑还可以为城市增加景观，如马来西亚首都的石油大厦和上海的金茂大厦等。但高层建筑太多、太密集也会对城市带来热岛效应，玻璃幕墙过多的高层建筑群还可能造成光污染现象。1.在建筑面积与建设场地面积相同比值的情况下，建造高层建筑比多层建筑能够提供更多的空闲地面，将这些空闲地面用作绿化和休息场地，有利于美化环境

3、，并带来更充足的日照、采光和通风效果。例如在新加坡的新建居住区中，由于建造了高层建筑群，留下了更多地面空间，可以更好地建设城市绿化和人们休闲活动空间。2.高层建筑中的竖向交通一般由电梯来完成，这样就会增加建筑物的造价，从建筑防火的角度看，高层筑的防火要求要高于中低层建筑，也会增加高层建筑的工程造价和运4丁成本。二、高层建筑结构设计的基本要求高层建筑顾名思义即指超过了一定高度或层数的建筑物。各国对于高层建筑的定义各不相同，均以本国人口与土地面积为基准而定量。目前，我国《民用建筑设计通则》将十层以及十层以上、大于24米

4、且小于100米的民用建筑划分为高层建筑。在传统的建筑结构设计中，由于建筑的高度有限，因此无需过多考虑建筑物本身的重量对建筑结构稳定性产生的影响。然而在高层建筑的结构设计当中，受到建筑本身高度和重力的作用，建筑本身所受的轴向力大大增加，同时轴向形变明显，使得高层建筑结构内部的受力特点发生了显著的改变，如果单纯的按照以往的设计思路，将会导致高层建筑在使用中因受力问题而发生病害，降低高层建筑的使用寿命，威胁高层建筑的使用安全。为此，在进行高层建筑结构设计时，应当充分考虑到轴向形变的对建筑结构受力特点的影响。但是在实际施工

5、的过程中，高层建筑的所受的垂直荷载是随着建筑高度的提升而逐层施加的，因此不得简单的按照一次加载的情况加以考虑，而必须进行严格的计算，以防止出现计算结果与实际状况不吻合的情况，避免因设计失误给高层建筑的施工质量造成不利的影响，从而威胁到使用者的生命财产安全。例如，在高层建筑中，与剪力墙与筒体相邻的上层框架柱会在垂直荷载的作用下在结构内部出现拉应力，而上层框架梁则会出现过弯距和剪力。此外，随着楼层的不断递增，建筑物所受的水平荷载也会进一步增大，导致建筑物的侧向形变明显增大。为了提高高层建筑的工程质量，延长高层建筑的使用

6、寿命，高层建筑结构设计需要遵循一定的设计原则。首先，高层建筑的水平荷载是决定高层建筑结构设计的基本要素。高层建筑水平荷载对建筑结构产生的倾覆力矩与建筑物高度的平方呈正比关系，决定了高层建筑结构的稳定性会在很大程度上受到建筑水平荷载的影响。其次，高层建筑的轴向变形是高层建筑结构设计需要考虑的另一因素。高层建筑的垂直荷载较大，能够引起建筑的轴向形变，从而对下层的构建产生作用，影响预制构建的长度。再次，高层建筑的侧向位移在水平荷载的作用下，随着建筑物高度的增加俄日迅速增大，其变化与建筑高度的四次方成正比，如果得不到有效的

7、控制，将会严重威胁高层建筑的使用安全。最后，为了保证高层建筑能够抵抗地震的侵袭，在保证高层建筑结构强度与刚度迗到相应标准的同时，还应确保高层建筑的整体具有足够延性，在地震中能够良好的维持自身结构的稳固，保证使用者的生命安全。三、高层建筑结构设计中的常用结构1、框架一剪力墙体系。框架一剪力墙体系是高层建筑结构设计中经常使用的受力结构。由于传统框架式结构的强度与刚度较为有限，不能满足高层建筑的设计要求，因此，需要在建筑内部恰当的位置使用剪力墙来替代惯用的框架，形成框架一剪力墙体系，以提高建筑结构对水平荷载和垂直荷载的承

8、受能力，保证高层建筑的使用安全。当建筑承受水平方向的作用力时，框架与剪力墙的复合结构通过楼板与连梁形成统一的受力体系，大大提高了自身的刚度。而当该体系承受垂直荷载时，框架结构便会发挥其作用，保障高层建筑结构的稳定。可以说，剪力墙的应用大大提高了高层建筑的侧向刚度，有效的限制了高层建筑的水平位移，在高层建筑的结构设计中占据着十分关键的地位。框架一剪力墙体系的计