关于高层建筑结构设计中问题探究

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1、关于高层建筑结构设计中问题探究　　【摘要】近年来，随着我国建筑事业的发展，我国的高层结构的结构形式和功能形式也变得越来越多样化，所以在高层建筑结构的设计过程中，需要考虑的受力问题、结构稳定性问题、结构三心合一问题、扭转问题等也越来越多。下面本文将对高层建筑结构的设计过程中主要要考虑的问题进行分析和探讨，希望能够给广大设计人员带来一定的帮助。【关键词】高层建筑；结构设计；问题；方法前言近年来，随着我国经济事业的飞速发展，人们对建筑结构的功能性要求也越来越多。所以现代高层建筑结构的外形更加趋向于超高化、美观化、结构复杂化等。所以在高层建筑结构设计过程中，对相关设计人员的专业素质、技术

2、水平等都提出了比较高的要求。下面本文对高层建筑结构设计过程的一些问题进行分析和探讨。1、高层建筑结构综述1.1广义高层建筑7高层建筑，超过一定高度和层数的多层建筑。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。中国自2010年起规定：10层及10层以上或房屋高度大于28m的住宅建筑和房屋高度大于24m的其他高层民用建筑称为高层建筑。1.2设计要点当高层建筑的层数和高度增加到一定程度时，它的功能适用性、技术合理性和经济可行性都将发生质的变化。与多层建筑相比，在设计上、技术上都有许多新的问题需要加以

3、考虑和解决。1.2.1建筑方面主要有：①总平面布局要加大防火间距，处理严重的日照干扰，为大量集中的人口疏散和停放车辆安排通道和场地。②在符合功能要求的基础上将多层重复的建筑平面布局标准化、统一化，以满足主体结构、设备管线、电气配线分区、防火疏散等竖向设计技术的要求。③合理布置竖向交通中心，确定楼梯、电梯的数量和布置方式，保证使用效率和防火安全。④内外建筑装修、构造、用料和做法必须适应因风力、地震、温度变化等所引起的变形和安全问题。⑤在建筑艺术方面要考虑高大体型在城市和群体中的形象和全方位造型效果。1.2.2结构方面7主要有：①考虑高层建筑遇到巨大风力和地震力时所产生的水平侧向力。

4、②严格控制高层建筑体型的高宽比例，以保证其稳定性。③使建筑平面、体型、立面的质量和刚度尽量保持对称和匀称，使整体结构不出现薄弱环节。④妥善处理因风力、地震、温度变化和基础沉降带来的变形节点构造。⑤考虑在重量大、基础深的地质条件下如何保证安全可靠的设计技术和施工条件问题。1.2.3设备和电气方面主要有：①设计供暖和给水排水系统时，必须考虑因建筑高度增大的压力，保证管道、炉片具有耐压能力。②特殊处理消防和排烟问题。③在供暖、通风中考虑因高处风力增大而增加的空气渗透和中合面以上、以下的热压变化对于散热量计算的重要影响。④考虑由于增加了电梯、水箱供水和消防动力用电，对电气设计的区域配电和

5、干线、支线布置提出的要求。2、高层建筑结构受力分析7在高层建筑结构设计过程中，设计人员应该着重重视建筑结构的空间构成特点，而不是从细部来确定建筑物内部所有的具体结构。高层建筑结构的主要稳定性考虑一般为竖向荷载稳定和水平荷载稳定。所以在进行设计开始之前，要根据建筑的用途、现场简单条件、业主要求、外形要求、城市规划等对建筑物的主要受力结构进行设计，至少要做到大体结构呈现。高层建筑结构受力形式与多层建筑差距并不大，只是高层建筑结构的主要影响因素为竖向结构影响因素而不是多层建筑的水平结构为主要影响因素。因为随着高度的上升，风力、结构自重等影响，结构内部的剪力和扭矩要比一般的多层建筑大，一

6、般这种情况随着高度的增长并非呈现线性变化，而是增大极为迅速明显，所以要注意竖向结构体系的设计。3、高层建筑结构三心合一和扭转问题通常我们所说的建筑结构三心就是指几何形心、刚度中心、结构中心。在设计过程中如果能够将三心重合那么就是建筑结构三心合一。如果建筑结构在设计过程中没有做到三心合一，那么建筑结构在水平力下发生的结构扭转就是建筑扭转。在发生扭转过程中，建筑物的自重和几何形状是影响其大小的主要原因，所以在设计过程中在自重固定的情况下尽量选择形状规则的建筑外形，例如圆形、矩形、正方形等图形能够比较有效的减小扭转。在建筑设计过程中，要尽量避免不规则图形例如L型、T型等，同时应当注重建

7、筑物的对称设计，虽然现代高层建筑的美观性是必不可少的要求，但是美观性的重要性要轻于安全性和稳定性。所以在进行设计过程中，要将建筑平面中心设计在几何中心上，防止在水平力作用下过程中出现扭转。7高层上下结构的刚度变化应该保证自上而下的连续均匀减少变化，这样可以有效的减少在发生扭转时上层结构对下层结构的逐渐累加而产生最下层扭转超过结构承载能力的现象。所以在设计过程中要综合考虑建筑物的外形形状、上下结构等，并不是单一的问题影响建筑结构，除了上述的问题还有地基问题、地震问题等都会对结构产生