论高层建筑结构设计方法和体系选择

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1、论高层建筑结构设计方法和体系选择　　摘要：高层建筑目前在我们的城市建设当中所占的比例是越来越大而建筑结构设计方面的变化也越来越多很多新兴的结构设计方案以迅猛的速度呈现在我们的城市建设中。本文围绕高层建筑结构,总结了高层建筑结构设计的特点以及提出了高层建筑结构设计方法和各种体系相对应的方法,为实际高层建筑结构分析与设计提供一定参考。关键词：高层建筑；结构设计；设计特点；抗震设计中图分类号：TU97文献标识码：A文章编号：引言：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。结构设计人员需要扎实的理论知识功底，深刻

2、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。1.高层建筑结构设计的意义及依据71.1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.高层建筑结构设计的特点高层建筑结构设计与低层、多层建筑结构相比较，结构专业

3、在各专业中占有更重要的位置，不同结构体系的选择，直接关系到建筑平面的布置、立面体形、楼层高度、机电管道的设置、施工技术的要求、施工工期长短和投资造价的高低等。其主要特点有：2.1水平力是设计主要因素在低层和多层房屋结构中，往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计。而在高层建筑中，尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要影响，但水平荷载却起着决定性作用。因为建筑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，仅与建筑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所引起的轴力，是与建筑高度的两次方成正比。另一方面，对一定高度建筑来说，竖向荷载大体上是定值，

4、而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化。2.2侧移成为控制指标7与较低楼房不同，结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因素。随着楼房高度的增加，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。2.3抗震设计要求更高有抗震设防的高层建筑结构设计，除要考虑正常使用时的竖向荷载、风荷载外，还必须使结构具有良好的抗震性能，做到小震不坏、大震不倒。2.4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，跨中正弯矩之和端支座负弯矩

5、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，会得出偏于不安垒的结果。2.5结构延性是重要设计指标相对于较低楼房而言，高楼结构更柔一些，在地震作用下的变形更大一些。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.高层建筑结构设计的方法73.1确定合理的基础设计方案。一般来说，高层建筑的基础设计中，应当依据工程地质条件、上部的结构类型、荷载的分布、相邻各建筑物的影响与施工条件等综合因素开展分析，挑选出符合经济合理原

6、则的基础性方案。在基础设计阶段，就要形成完整的地质勘察材料，对于部分缺乏地质报告的建筑物，也要实施现场查看，并参考附近建筑物的相关资料。3.2确定最合适的结构方案。成功的建筑物设计一定要选择相对而言最为经济合理的结构方案，也就是说要选择切实可行的结构形式与结构体系。因此，一定要对工程设计要求、材料供应及施工情况做出综合分析，和水、暖、电等一起开展协商，并以此为基础开展结构选型，并确定合理的结构方案。3.3确定合适的计算简图。结构计算主要是在计算简图基础之上开展的，由于计算简图选用不合理而造成结构不够安全的事件常常发生，所以，挑选合理的计算简图是确保结构安全的一个重要因素。计算简图

7、应当有一定的构造来进行保证。因为实际结构之节点不会是单纯的刚结，但是，计算简图误差要控制在允许的范围内。73.4准确分析计算的结果。在高层建筑结构设计当中广泛采用了计算机技术，但是如今软件的种类极多，而不同软件常常会出现不一样的计算结果。都会造成错误的计算结果，所以需要工程师在得到计算之后进行认真分析与校核，并做出最为合理的判断。3.5运用合理的构造方法。要注重构件的延性，强化其中的薄弱位置。要注重钢筋锚固之长度，并考虑到温度应力之影响。此外，还要注重根据均匀、对称与规范之考虑，