高层建筑结构设计问题探究.doc

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1、高层建筑结构设计问题探究摘要：高层建筑物受力条件相对复杂，对于基础以及上部结构的要求严格，因此，对于髙层建筑结构设计必须进行仔细的分析研究以确保高层建筑的使用安全。本文首先介绍了高层建筑结构设计的选型以及布置原则，进而提出了高层建筑结构设计注意事项，以供高层建筑结构设计参考。关键词：高层建筑；结构设计；形式0引言城市建设规模的不断扩大导致城市建设用地的稀缺，成为困扰城市进一步发展的难题。随着建筑设计理论以及建筑施工技术的不断完善，建筑材料与施工机械设备的快速发展，为高层建筑的发展提供了良好的技术支持。高层建筑的主要特点体现在：在相同的建设场地面

2、积下，高层建筑可以获得更多有效的建筑面积，因此可以应对土地价格的不断高涨，同时也相对增加了绿化以及公共休闲场地的面积；高层建筑有利于缩减城市的平面规模，从而减小城市建设以及管理的投入；高层建筑必须具备高效的消防体系以及电梯等设备，导致运行成本增加；高层建筑物的结构设计复杂，特别是在结构设计中风荷载以及地震荷载是设计的重要内容。1高层建筑结构设计总体原则高层建筑结构设计的最终目的是确保结构设计的安全与稳定，因此，进行结构设计必须遵循一定的原则：结构设计必须确保建筑物具有足够的承载力、刚度以及变形能力；需要避免因为局部区域的破坏导致高层建筑整体结构

3、出现结构难以承受重力荷载、地震荷载以及风荷载；对于结构设计中的关键受力构件以及薄弱位置，必须采取合理的加强措施；整个结构体系的竖向荷载以及水平荷载必须具有合理的刚度以及承载力分布，防止局部荷载突变导致薄弱环节的出现。2高层建筑结构体系选型问题2.1框架结构框架结构主要通过梁柱作为高层建筑物的骨架结构，从而起到对建筑物的各项荷载进行传递与支撑的作用对于框架结构体系来说，墙体仅作分隔室内空间以及围护用。框架结构体系根据施工工艺的不同主要分为现浇式、装配式和装配整体式三种形式，一般情况下，在地震多发区叫多采用现浇或者梁柱现浇、板预制的设计方案，对于非

4、地震区，则可以选择梁、柱、板预制的方案。由于框架结构的竖向承重全部由框架承受，承载力大，但是刚度小，侧向水平位移大，承受水平荷载的能力较小，因此框架结构的高度受到限制，但框架结构整体强度较高，抗震性能较好，而且建筑物内的平面布置非常灵活对于20层以下的高层建筑非常适用。2.2剪力墙结构剪力墙结构主要通过建筑物内部横向以及纵向的钢筋混凝土剪力墙承受竖向荷载，剪力墙结构体系抗侧向刚度大，侧向位移较小。对于竖向荷载作用，剪力墙主要是起到承重的薄壁柱作用，对于水平荷载作用，剪力墙则是上端自由，下端固定的悬臂柱。由于高层建筑能够为建筑物提供较大的抗剪强度

5、以及刚度，因此剪力墙结构相比较框架结构体系层数较多。但是由于剪力墙结构在建筑物内墙体较多，对于平面布置造成了一定的困难，因而不适宜内部空间要求较大的建筑，在住宅以及旅馆等高层建筑中比较常见。2.3框架一剪力墙结构框架-剪力墙结构则充分发挥了框架结构平面布置灵活方便以及剪力墙结构抗侧向位移的特点，对于高层建筑物需要较大的室内空间，同时建筑高度超过了框架结构的合理高度时，则可以使用框架和剪力墙共同工作的结构体系。框架-剪力墙结构主要是通过在框架中增设剪力墙，进而提高抗水平荷载的能力以及抗侧向位移的刚度，同时利用框架结构承受竖向荷载。与剪力墙结构体系

6、相比，框架一剪力墙结构的墙体设置数量减少因而室内空间得以扩展。在进行框架一剪力墙结构设计时，需要注意设计必须与高层建筑的功能相结合，剪力墙的数量不宜增设过多，剪力墙的设计应遵循对称均匀，纵横向的数量接近，刚度连贯均匀，在外围布置上,应当加强结构的抗扭作用。2.4筒体结构筒体结构则是将剪力墙集中到建筑物的内部，并将外部封闭成筒体的形式，通过一个或者几个筒体结构构成竖向承重结构的高层建筑结构体系。高层建筑筒体结构刚度较大，抗侧向位移能力强。，由于将剪力墙集中，因此建筑物内部的布置可以相对灵活。筒体结构整体竖向承重以及抗水平荷载能力较强，是高层建筑较

7、为普遍的一种结构体系形式，具有较好的抗震性能。3高层建筑的结构设计注意事项(1)协调合理的平面以及竖向布置。在髙层建筑结构布置过程中，平面布置简单规则，尽可能的对称，使结构的刚度与质量中心重合，平面的长度不宜过长，突出部分应当适当的减小，平面凹角部分必须有加强设计。对于竖向布置,应尽可能的做到结构刚度的连贯性，避免侧向刚度与承载力的突变造成薄弱层。由于高层建筑的结构上部通常为截面缩小的突出构造，容易造成刚度突变应当采取一定的设计加过措滋。高层建筑物的高宽比一般控制在5-6以下，对于对抗震设防烈度等级较髙的高层建筑设计，高宽比更应严格控制。(2)

8、高层建筑结构受力荷载计算必须准确。对于高层建筑物设计中，荷载计算主要是指竖向荷载以及水平荷载的计算。在结构设计竖向荷载计算时可以采取满布活荷载的方式计