浅谈高层建筑结构的设计要点

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1、浅谈高层建筑结构的设计要点【摘要】高层建筑越来越多，建筑类型与功能越来越复朵，结构体系更加多样化，高层建筑的结构设计也成为结构工程师设计工作的主要重点和难点。根据以往的实践经验，为实际高层建筑结构分析与设计提供一定参考O【关键词】高层建筑；结构；设计要点【中图分类号】TU208.3【文献标识码】B【文章编号】1727-5123(2013)06-086-01高层建筑目前在我们的城市建设当中所占的比例是越來越大，而建筑结构设计方面的变化也越来越多，很多新兴的结构设计方案以迅猛的速度呈现在我们的城市建设屮。

2、建筑类型与功能越来越复杂，高层建筑的数量口渐增多，高层建筑的结构体系也是越来越多样化，高层建筑结构设计也越来越成为高层建筑结构工程设计工作的难点与重点。1侨对如此形势，应该把高层建筑的结构设计放在首位加以探讨研究。1高层建筑结构设计特点1.1水平荷载成为结构设计的决定性因素。高层建筑自身重量和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值，与建筑物高度是成正比关系的；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩，以及曲此在竖向构件中引起的轴力，是与建筑物高度的二次方成止比；此外，对某一定高度建筑物而言，竖向荷载大

3、体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。1.2轴向变形不容忽视。高层建筑中，竖向荷载数值很大，能够在柱屮引起较大的轴向变形，从而会对连续梁弯矩产生影响，造成连续梁屮间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩和端支座负弯矩值增人；还会对预制构件的下料长度产生影响，要求根据轴向变形计算值，对下料长度进行调整；另外对构件剪力和侧移产生影响，与考虑构件竖向变形比较，会得出偏于不安全的结果。1.3侧移成为控制指标。与较低楼房不同，结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因

4、素。随着楼房高度的增加，水平荷载下结构的侧移变形迅速增大，因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度Z内。1.4结构延性是高层建筑的重要设计指标。相对于较低楼房而言，高楼结构更柔一些，在地震作用下的变形更大一些。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，避免倒塌，特别需要在构造上采取恰当的措施，来保证结构具有足够的延性。2高层结构的均匀对称布置对于实际工程中理想的绝对均匀对称的高层建筑结构几乎是不存在的，但是结构的均匀对称有利于结构的抗震抗风，有利于结构在重力荷载下正常工作，它是一个好

5、的高层建筑结构设计的重要标志。①结构的对称性。结构的对称性内含于建筑之中，它主耍指的是高层建筑中抗侧力的上体结构的对称。对称的建筑如平向对称的筒体框架结构、筒中筒结构、筒体结构、框剪结构、剪力墙结构、框架结构等，一般比较容易实现结构的利称性。対于不対称的建筑如平面形状复杂的L型、T型等高层建筑，楼电梯间偏于平面一侧或一角的高层建筑等，内含结构的基本对称仍是有可能实现的，这主要取决于结构工程师结合建筑平面的功能和需要进行合理的结构布。如筒体、剪力墙的合理布置，可以设法调整结构的刚心与建筑物质心、平面的形

6、心尽量接近，从而实现结构的基木对成。对于结构的较大不对称，将引起结构在水平侧力作用下产生较大的扭转变形，不利于结构抗侧力，不利于非结构构件如填充墙的止常工作，同时要招致结构耗材、成本的较大增加。所以高层建筑的主体结构対称性十分重要，要注意不可能条件下尽量予以满足，这点在建筑平而布置中尤需特别加以注意。②结构的均匀性。从工程实践表明，对于高层建筑结构的均匀性书要体现在以下四个方面：高层建筑主体抗侧力结构两个主轴方向的刚度比较接近、变形特性比较相近:这是因为实际的高层建筑结构都是三维空间的,实际的地震荷载

7、、风荷载具有任意的方向性；高层建筑主体抗侧力结构两个主轴方向的刚度比较均匀，就能具冇比较良好的抗震抗风性能。高层建筑主体抗侧力结构沿竖向断面、构成变化比较均匀、不要突变。这里主耍是指主体结构的层剪切刚度不要突变。这种均匀的高层建筑结构可以避免因薄弱层的破坏而引起的结构整体破坏，尤以强震区的高层建筑结构需特别注意。③高层建筑主体抗侧力结构的平面布置还应注意中央核心与周边结构的刚度协调均匀，保证主体结构具冇较好的抗扭刚度，以避免高层建筑物在地震或风的扭矩作用下产生过人的扭转变形而引起结构或非结构构件的破坏

8、。这是因为实际的建筑平面变化无穷，特别是相邻未来建筑的影响,即使自身对称的建筑，风荷载仍会产生较大的扭矩，有时将超出设计控制的范I韦I。④対于竖向构件的布置。应尽量使竖向构件在垂直荷载作用下的压应力水平接近均匀，以避免竖向构件之间压应力的二次转移。这点同样可以应用于基础设汁，要注意使基础反力水平接近、刚度均匀。当然竖向构件在垂直荷载下压应力水平（即轴压比：竖向构件组合设计压应力与该构件截面混凝土设计强度之比）绝对的一致是不可能的，但是竖向构件在垂直荷载下