高层建筑结构设计的问题分析.pdf

《高层建筑结构设计的问题分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2013年5月t朝臣蓑商规划与设计【文章编号】1673—0038(2013)13珈15一02高层建筑结构设计的问题分析曾钟亮(广东南海国际建筑设计有限公司)摘要：随着经济的发展，我国的建筑数量增多，高层建筑如雨后春笋般的出尤其是近些年高层建筑已经成为建筑的发展趋势，然而高层建筑设计要求水平也越来越高。结构设计是个系统全面的工作，在此过程中出现任何问题或者失误，都极有可能导致整个设计变得更为复杂，甚至结构的不安全。建筑设计人员需要扎实的理论知识功底，深剜理解规范和规程的含义，灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态

2、度，发展先进计算理论，加快新型高强、轻质、环保建材的研究与应用，使建筑结构设计更加安全、适用、可靠和经济。本文主要阐述了高层建筑结构的类型、结构体系以及高层建筑结构设计中的几个重要问题。关键词：高层；建筑；结构；设计；问题；剪力墙；框架；荷载引言随着国民经济的不断增长，城市化步伐急速加快，基础设施及人类居住、工作生活场所设施建设也逐步加快，对于高层建筑的结构设计给予更大的关注。高层建筑是指10层及10层以上的民用建筑和总高度超过24m的公共建筑及综合性建筑。20世纪70年代以来世界各地不断涌现出各种各样极具代

3、表性的高层建筑，国外的如新加坡的石油双塔，美国的世贸中心，现已不存在，阿联酋的迪拜塔，国内的有上海的金茂大厦、环球金融中心，台北的10l大厦等。随着城市化进程加速发展，全国各地的高层建筑不断涌现，作为土建工作设计人员，必须充分了解高层建筑结构设计特点及其结构体系，只有这样才能使设计达到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的基本原则。1高层建筑结构的类型1．1砌体结构优点：取材容易、施工简便、造价低廉。缺点：脆性材料，其抗拉、抗弯、抗剪强度均较低，抗震性能较差；配筋砌体可改善砌体的受力性能，但较少用于高层。l

4、，2混凝土结构优点：取材容易、良好耐久性和耐火性、承载能力大，刚度好、节约钢材、降低造价、可模性好。缺点：自重大、构件截面较大、施工工序复杂、建造周期较长且受季节的影响。1．3钢结构优点：材料强度高、截面小、自重轻、塑性和韧性好、制造简便、施工周期短、抗震性能好。缺点：用钢量大、造价高、防火性能差、刚度差。1．4钢一混凝土组合结构或混合结构不仅具有钢结构自重轻、截面尺寸小、施工进度快、抗震性能好等特点，同时还兼有混凝土结构刚度大、防火性能好、造价低的优点。近年来，这种结构形式逐渐增多，而且发展前景非常好。2高

5、层建筑结构体系2．1框架结构房屋结构均由梁、柱构件通过节点连接而构成。按旄工方法不同，框架结构可分为现浇式、装配式和装配整体式三种。在地震区，多采用梁、柱、板全现浇或梁柱现浇、板预制的方案；在非地震区，有时可采用梁、柱、板均预制的方案。优点：建筑平面布置灵活，能获得大空间(特别适用于商场、餐厅等)也可按需要隔成小房间；建筑立面容易处理；结构自重较轻；计算理论比较成熟；在一定高度范围内造价较低。缺点：侧向刚度较小，水平荷载作用下侧移较大，有时会影响正常使用；如果框架结构房屋的高宽比较大，则水平荷载作用下的侧移也

6、较大，而且引起的倾覆作用也较大。因此，设计时应控制房屋的高度和高宽比。(以15—20层以下为宜)2．2剪力墙结构利用房屋墙体作为竖向承重和抗侧力结构的体系称为剪力墙结构。剪力墙上可开洞口，洞口越大，越接近于框架。如图l为剪力墙的受力状态。盈l剪力墙的受力状态优点：剪力墙结构水平承载力和侧向刚度均很大，侧向变形较小；房间墙面及天花板平整，层高较小，特别适用于住宅、宾馆等建筑。(结构高度：几十米至一百多米)缺点：结构自重较大；建筑平面布置局限性大，较难获得大的建筑空间(一般剪力墙间距3—8m)。2-3框支剪力墙结

7、构框支剪力墙结构将剪力墙结构房屋的底层或底部几层做成框架，这种结构亦称为带转换层高层建筑结构，如图2。2．4框架一剪力墙结构由框架和剪力墙共同承受竖向和水平荷载的结构体系称为框架一剪力墙结构体系。在整个结构体系中，剪力墙负担绝大部分的水平荷载，框架以负担竖向荷载为主，分工合理，物尽其用。兼有框架和剪力墙的优点，比框架结构的水平承载力和侧向刚度都有很大提高，比剪力墙结构布置灵活，可应用于10～20层的办公楼、教学楼、医院和宾馆等建筑中。2．5筒体结构·15·规划与设计蠢材目蓑崧2013年5月f=：千：：}：：千

8、：：{：：：F：E=}：二=F：：]＼＼框支剪力墙———／一臣蔓仨妇兰谢

9、]n图2框支剪力墙结构示意图简体结构是由框剪结构与全剪力墙结构综合演变和发展而来，它是将剪力墙或密柱框架集中到房屋的内部和外围而形成的空间封闭式的简体。其特点是剪力墙集中而获得较大的自由分割空间，多用于写字楼建筑，如图3。豳E署甚目强_匿工瞄一围3简体结构平面图3高层建筑结构设计中的几个问题3．1水平荷载成为设计的决定性因素(