关于高层建筑和高层建筑设计相关问题探析

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1、关于高层建筑和高层建筑设计相关问题探析　　摘要：随着我国高层建筑技术的迅速发展，高层建筑已经成为我国城市空间中不可缺少的元素。本文作者结合多年从事高层建筑结构设计的经验，主要就高层建筑及高层建筑设计相关问题进行了一些简单探讨，希望能对相关从业人员有一些帮助。关键词：高层建筑；结构设计；布置原则；控制参数中图分类号：TU2文献标识码：A1引言1.1高层建筑的定义超过一定层数或高度的建筑将成为高层建筑。高层建筑的起点高度或层数，各国规定不一，且多无绝对、严格的标准。8（1） 我国对高层定义

2、 。在我国，旧规范规定：8层以上的建筑都被称为高层建筑，而目前，接近20层的称为中高层，30层左右接近100m称为高层建筑，而50层左右200m以上称为超高层。在新《高规》即《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3－2002）里规定：10层及10层以上或高度超过28m的钢筋混凝土结构称为高层建筑结构。当建筑高度超过100m时，称为超高层建筑。我国的房屋一般8层以上就需要设置电梯，对10层以上的房屋就有提出特殊的防火要求的防火规范，因此我国的《民用建筑设计通则》（GB50352—2005

3、）、《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）将10层及10层以上的住宅建筑和高度超过24m的公共建筑和综合性建筑划称为高层建筑。（2） 国外对高层定义。在美国，24.6m或7层以上视为高层建筑；在日本，31m或8层及以上视为高层建筑；在英国，把等于或大于24.3m得建筑视为高层建筑。1.2高层建筑的发展1885年出现第一幢高层建筑-----芝加哥家庭保险大楼，框架结构，10层55M。到1989年，全世界10幢超过300M的高层建筑中，美国有9幢。英、法两国高层建筑占城市建筑

4、的40%左右。据国外有关资料介绍，9--10层的建筑比5层的节约占地23—28%，16—17层的建筑比5层的节约用地32—49%。8由于高层建筑的受力和变形状态十分复杂，因此其设计与施工需要考虑的因素很多，涉及许多学科和部门，而且随着层数和高度的逐渐增加，它的建筑难度也越来越大。高层建筑的高度竞争，实际是整个建筑科学技术和人才的竞争，它不仅反应一个国家科学技术水平，而且也反应一个国家精神文明、物质文明和经济发展程度和水平。与此同时，高层建筑的高度竞争，必将不断推动和促进整个建筑科学、建筑材料和设

5、备的发展，改变传统的设计概念、计算理论和施工方法，从而使现代高层建筑日臻完善，适应世界城市化的发展，满足人们的需求。现在，高层建筑的发展已成为历史的必然和时代的潮流。1.3我国高层建筑的特点（1）层数增多，高度加大。（2）结构体系日益多样化。悬挑结构、巨型框架结构。（3）平面布置与竖向体型更加复杂。常用不对称、曲线型平面(城市规划、建筑功能的要求，计算机的广泛应用)。在竖向布置上，一方面竖向体型趋于多变，阶梯形内收、上部楼层外挑2高层建筑结构体系简介目前，高层建筑基本上都是采用钢筋混凝土结构，其

6、结构体系有框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构等，其中在高层住宅建筑中剪力墙结构和框架剪力墙结构使用较多。2.1剪力墙结构剪力墙结构是用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱，作为竖向承重和抵抗侧力的结构，这种用钢筋混凝土墙板来承受竖向和水平力的结构称为剪力墙结构。该结构通常采用平面布置形式，由于剪力墙受竖向荷载和水平荷载共同作用，剪力墙应双向或多向布置。由于该结构全部由剪力墙组成，其刚度比框架剪力墙结构更好，常用于408层以下的高层住宅建筑等。该结构高宽比不宜大于6，其高度应考虑抗震要求。2.2

7、框架剪力墙结构框架剪力墙结构是由框架和剪力墙组合而成的结构体系。其中剪力墙承受绝大部分水平荷载，框架承受竖向荷载，两者共同受力，合理分工。剪力墙应均匀布置在建筑物的周边、电梯间、平面形状变化较大和竖向荷载较大等部位。由于该结构以框架结构为主，剪力墙为辅助，因此，该结构体系适用于25层以下的建筑，最高不宜大于30层。3高层建筑各部位设计要点3.1梁柱受力主筋位置的设计一是节点设计原则：框架结构设计的原则是“强剪弱弯、强柱弱梁”，首先保证框架受力主筋的位置。二是解决方法：（1）框架梁主筋在框架柱内侧

8、通过。（2）为保证框架梁的截面尺寸，在框架梁靠近柱侧四角增加4根钢筋作为架立钢筋。3.2墙梁节点钢筋设计一是节点设计的原则。根据固定端框架梁的弯距形式，框架梁在支座位置上铁受拉，下铁受压；墙体暗梁或过梁受扭，尽量保证暗梁或连梁箍筋的完整性。二是解决方法：8（1）过梁下铁设置不超过六根主筋分为两排布置，框架梁下铁布置在过梁下铁第一排和第二排钢筋之间且框架梁的接头位置全部位于支座附近，接头按照50%的比例错开。（2）框架梁上铁直接搁置在过梁上铁上，保证框架梁主筋的锚固长度满足规范要求。根据GB502