浅谈高层建筑结构设计特点和研究方法

《浅谈高层建筑结构设计特点和研究方法》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、浅谈高层建筑结构设计特点和研究方法　　摘要：当前，随着我国经济快速发展，各地的高层建筑拔地而起，而且结构类型和功能也更加趋向于复杂化和多样化，为此，对建筑结构设计也就提出了更高的要求。城市的高层建筑能代表一个城市的发展水平和综合实力。因此，高层建筑在设计中必须考虑城市地标的责任感和使命感。本文通过分析高层建筑的现状，总结了高层建筑结构的设计特点，并简要论述了现有的各种结构体系及其优缺点，最后探讨了高层建筑的分析方法，从而进一步完善高层建筑结构设计，促进高层建筑的发展。关键词：高层建筑；结构设计；结构体系；分析方法；中图分类号：TU9

2、7文献标识码：A文章编号：引言随着我国经济建设的不断发展，地域性的文化交流日益密切以及社会多学科的互相交叉融合共同推动城市高层建筑发展的中坚力量，使城市高层建筑设计向更深、更广、更具综合性的方向发展，拓展高层建筑的实际功能、结构空间和外在形态美，不断增强高层建筑新的功能和空间理念，并逐步优化和提升高层建筑的设计理念和当地的特有文化交融的深度和广度，并结合城市市政规划，使高层建筑在设计上融入城市的大背景中，且拥有自身独特的概念。7高层建筑因其结构形式的限制和本质功能的需求，在外形上，往往不能随设计师个人意愿进行设计，必须考虑其抗压、抗

3、震以及使用功能，从目前建造的高层建筑可以看出，虽然外形各式各样，但都遵循建筑行业的规范和标准，越是建造复杂，对工程材料、劳动力资源的占有率就越大，不利于国家倡导的建设资源节约型的目标。另外，在高层建筑设计过程中，必须考虑周围裙带建筑的设计，在保证施工质量的同时，考虑与高层建筑的和谐、紧凑、自然，体现人性化的设计理念，使建筑充满人性化的气息，这些需要建筑设计师根据生活经验和工程经验进行全面的考核、设计，并善于运用一些巧妙的手法，丰富高层建筑的空间形式。1.高层建筑结构的设计特点7高层建筑与普通建筑或低层建筑相比有很大差别，其差别不仅仅

4、表现在体量上，它们之间的差别主要在于以下方面：对于低层建筑来说，它们所受的外部作用主要是以重力为代表的竖向荷载。因此，设计低层建筑结构时，最主要的控制目标是结构的强度。另外，由于低层建筑对其结构体系的空间工作性能要求很低，所以低层建筑所采用的结构体系主要是平面结构。而在高层建筑中，结构处于竖向荷载和水平荷载的共同作用下工作。随着建筑物高度的增加，高宽比的加大，尽管竖向荷载对结构设计仍产生重要影响，但水平荷载对结构产生的内力愈来愈大，水平荷载将成为结构设计时的主要控制因素而起着决定性、关键性的作用。因此，结构的设计是由水平荷载控制的。

5、在水平荷载中，地震作用是动力作用，而风力作用则包含静力作用和动力作用。在地震易发区，高层建筑往往受地震作用控制，所以计算地震对结构的动力反应是高层建筑分析的重要内容。高层建筑对风的动力作用比较敏感，风振作用是结构分析中不容忽视的因素。2.高层建筑的结构体系2.1框架结构体系从结构体系上看，由于框架结构平面布置灵活，空间大，能适应较多功能的需要，因此成为高层建筑早期的主要结构形式。但是，框架结构的侧向刚度较小，在一般节点连接情况下，当承受侧向的风力或地震作用时，将会有较大的变形，因此限制了这种结构形式的建造高度和层数。2.2剪力墙结构

6、体系为了满足更高层数的要求，同时结合住宅、公寓等对单开间的需求，出现了较高层数的剪力墙结构。剪力墙结构具有良好的侧向刚度和规整的平面布置，按照功能要求，设置自下而上的现浇钢筋混凝土剪力墙，对抵抗侧向风力和地震作用是十分有利的，因此，它允许建造的高度远远高于框架结构。7剪力墙结构的不足之处在于平面布置的灵活性较差。因此，它在使用上也受到一定限制，它的适用范围较小，仅适用于住宅、公寓和宾馆等建筑。目前全国各地的大量高层住宅建筑，绝大多数均采用剪力墙结构。2.3框架-剪力墙结构体系建筑功能要求有较大的灵活性，但同时又能满足风和地震作用的考

7、验，取框架和剪力墙结构两者之长，形成框架-剪力墙结构。框架结构具有布置灵活的优点，而剪力墙结构具有良好的抗侧力能力，结合后的结构体系可满足一般建筑功能要求，在适当位置设置一定数量的剪力墙，既是建筑布置需要，又是结构抗侧力需要。因此，框架-剪力墙结构体系的适用范围和适应的高度较宽，是一种较好的结构体系，因而得到广泛应用。2.4筒体结构简体结构是近年来发展起来的新体系，它的出现满足了高层建筑更高层数的要求，包括单筒体、筒体-框架、筒中筒、多束筒等多种形式。筒体结构具有很好的整体性和抗侧力性能，在平面布置和满足功能要求方面也有明显的优势，

8、因此为众多高层和超高层建筑结构所采用。3.高层建筑结构的分析方法3.1基于常微分方程求解器的分析方法7现在国内外学者已经开发研制了相当有效的常微分方程求解器对高层建筑进行结构分析，其功能很强，尤其自适应求解，可以满足用户预先对解答精度