试论高层建筑结构设计问题特点和研究

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1、试论高层建筑结构设计问题特点和研究摘要：随着高层建筑在我国的飞速发展，建筑高度的日益增加，建筑类型以及功能也日新月异，难度相对而言逐渐变大。结构体系各式各样，高层建筑结构设计现在主要成为工程设计人员在设计上的工作重点和难点。本文主要对高层建筑结构的特点进行了分析，并提出了提高建筑结构设计质量的措施，以达到保证建筑的安全。关键词：高层建筑结构；设计特点；措施Abstract：Withtherapiddevelopmentofhighbuildinginourcountry,theincreasingheightofthebuilding,buildi

2、ngtypesandfunctionalsochangerapidly,difficultyisrelativelybigger.Everykindofstructuralsystem,structuraldesignofhigh-risebuildingisnowmainlyfocusanddifficuItengineeringdesignpersormelinthedesign.Thispapermainlyanalyzesthecharacteristicsofthehigh-risebuildingstructure,andputsfor

3、wardtheimprovingstrueturedesignqualitymeasures,inordertoensurethesafetyofconstruction.Keywords：high-risebuildingstructuredesign；measures；中图分类号：［TU355］文献标识码：A文章编号：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

4、结构总体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高层建筑结构设计特点2.1水平荷载成为决定因素。一方面，因为楼房自重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，仅与楼房高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩，以及由此在竖向构件中引起的轴力，是与楼房高度的两次方成正比；另一方面，对一定高度楼房来说，竖向荷载大体上是定值，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。2.1轴向变形不容忽视。高层建筑中，竖向荷载数值很大，能够在柱中

5、引起较大的轴向变形，从而会对连续梁弯矩产生影响，造成连续梁中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大；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。2.3侧移成为控制指标。与较低楼房不同，结构侧移已成为高层建筑结构设计中的关键因素。随着楼房髙度的增加，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之内。2.4结构延性是重要设计指标。相对于较低楼房而言，高层建筑结构更柔一些，在地震作用下的变形

6、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。3高层建筑结构分析2.1高层建筑结构分析的基本假定。3.1.1弹性假定。目前，工程上使用的高层建筑结构分析方法均采用弹性的计算方法。在垂直荷载或一般风力作用下，结构通常处于弹性工作阶段，这一假定基本符合结构的实际工作状况。但是，在遭受地震或强台风作用时，高层建筑结构往往会产生较大的位移而出现裂缝，进入到弹塑性工作阶段。1.1.2小变形假定。小变形假定也是各种方法普遍采用的基本假定。3.1.3刚性楼板假定。许多高层建筑结构

7、的分析方法均假定楼板在自身平面内的刚度无限大，而平面外的刚度则忽略不计。这一假定大大减少了结构位移的自由度，简化了计算方法，并为采用空间薄壁杆件理论计算筒体结构提供了条件。3.1.4计算图形的假定。高层建筑结构体系整体分析采用的计算图形主要是三维空间分析。二维协同分析并未考虑抗侧力构件的公共节点在楼面外的位移协调（竖向位移和转角的协调），而且忽略了抗侧力构件平面外的刚度和扭转刚度，对于具有明显空间工作性能的筒体结构也是不妥的。3.2高层建筑结构静力分析方法。3.2.1框架剪力墙结构。框架剪力墙结构内力与位移计算的方法很多，大多采用连梁连续化假定。由

8、剪力墙与框架水平位移或转角相等的位移协调条件，可以建立位移与外荷载之间的微分方程来求解。由于采用的未知量和考虑因素的不同，