高层建筑结构设计的几点思考.doc

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1、高层建筑结构设计的几点思考高层建筑结构设计的几点思考【摘耍】目前，人们在具体的建筑空间结构体系整体研究上还有一定的局限性，作为建筑结构设计工程师不应盲目的照搬照抄规范,应该把它作为一种指南、参考，并在实际设计项目中作出正确的选择和判断。本文就此做一探讨。【关键词】建筑；结构设计1高层建筑结构设计特点1.1结构内力与变形随着建筑物高度的增加，水平荷载作用下的结构侧向变形迅速增大，所以对于高层建筑，结构侧移已成为设计中的关键因素。(1)高层建筑的使用功能和安全与结构侧移的大小密切相关。结构在阵风作用下的振动加速度超过0.015g时，就会影响楼房内使用人员的正常工作与生活

2、，而振动加速度的大小与侧移幅值的大小有关。(2)过大的侧向变形会使高层建筑的隔墙、围护墙以及饰面材料受到影响。(3)高楼的重心位置较高，过大的侧移会产生较大的附加应力，甚至因侧移与应力的恶性循环而导致建筑物破坏。由此可见，在高层建筑结构设计时，不仅耍求结构具有足够的强度，还耍求结构具有足够的抗推刚度，使结构在水平、荷载作用下产生的侧移被控制在耍求的限度之内，这也是与一般建筑结构分析的不同之处。1.2高层建筑结构的刚性与柔性在高层建筑中，耍使用更多的材料来抵抗水平作用，抗侧力成为高层建筑结构设计的主要问题。在地震区，地震作用对高层建筑的威胁更大，地震灾害将会给人民的生

3、命财产造成巨大损失，所以抗震设计必须更加重视。笔者认为地震区的高层建筑结构应该刚一些，使结构具有较大的承载能力，可以抵抗较强的地震，而且非结构部件的连接构造简单，乂不易破坏。从过去的地震经验也可以看出，对于一般构造的高层建筑结构，刚比柔好，刚性结构破坏较轻，而且由于地震时的结构变形小，隔墙、围护墙及装饰等非结构部件将得到保护，破坏也会减轻。对于柔性结构，由于地震时将产生较大的层间侧移，不但主体结构破坏较重，非结构部件也将大量遭到破坏，造成很大经济损失，甚至有时还会危及人身安全，所以高层建筑结构应釆用刚度较大的抗侧力体系。2高层建筑基础的选型问题高层建筑应选用整体性好

4、、能满足地基承载力和建筑物允许变形要求、并能调节不均匀沉降的基础形式，达到安全实用和经济合理的目的。一般有筏板基础、箱形基础、条形交叉梁基础等。应根据上部结构类型、层数、荷载及地基承载力选用合理的基础形式。筏形基础有梁板式和平板式，当建筑物层数较多，地下室柱距较大、基底反力很大时，宜优先选用平板式。采用梁板式筏基时，基础梁截面大必然增加基础埋置深度，当水位高时史为不利，梁板的混凝土需分层浇筑,梁支模费事，因而增长工期，综合经济效益反而比平板式差。筏形基础的双向底板的厚度，除满足正截面承载力外，主要由冲切、剪切承载力确定。高层建筑应尽量采用规则的平面布置和立面造型。在

5、建筑方案设计阶段，应提倡平、立面简单对称。震害表明，简单、对称的结构体形在地震时较不容易破坏。简单、对称的结构容易估计其他震时的反应，容易釆取抗震构造措施和进行细部处理。在方案设计吋，首先应符合抗震概念设计，宜采用规则的建筑设计方案，避免釆用不规则的设计方案。在体型上简单、抗侧力体系的刚度和承载力上下变化应连续。在平面、竖向没有明显的、突出的突变，并应尽量避免整体扭转不均匀的现象出现，使质量中心和刚度中心基本相重合。3建筑结构工程的特点与设计重用目标从零件出发的重用策略在机械工程和软件丁程领域得到了很好的应用，启发了研究人员在建筑工程领域应用类似的方法。建筑工程是个

6、复杂的系统，其中某些具备相同特点的分部分项工程也可应用零件策略，但作为主要工程之一的结构工程却不具备这些条件。结构工程的设计对象是包括梁、板、柱、墙和基础等构成建筑基本形体的力学构件和体系。这意味着不同建筑的结构构件及其体系的尺寸和构成都要按需设计，工程与工程之间缺乏可通用的部分。同时，结构划分的标准模糊，具有很大的随意性，需要寻找新的设计重用策略。设计重用的本质是通过充分利用已有的设计成果提高新设计的设计效率。只要不同的设计中存在相同或相似的部分，理论上就可以采用设计重用的方法减少重复工作量。在一个建筑工程内存在很多重复内容，设计过程中，工程师通常把相同布局的楼层

7、归并为标准层，并将标准层作为相对独立的设计单元进行设计，每个标准层逐一设计，并具有单独成套的图纸。建筑工程作为一种复杂的定制型工程，设计变更和修改占据了设计过程的大部分时间，如果采用设计重用，就可用一个可重用单元替代重复设计部分，这样，修改可重用单元就可将修改自动作用于相关标准层，避免了逐一修改各标准层。4进行正确的结构计算工程师可以在概念、经验和估算的基础上借助计算机进行可靠的分析计算，经过多次计算比较和调整，使结构设计更加合理和经济。在利用计算机结构设计程序进行结构计算吋，要注意以下问题：（1）不能盲目的依赖计算机。因计算软件的缺陷和设计人员不加分析的盲从而