淺析高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、<p>　　淺析高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已逐漸成為了當(dāng)今高層建筑的核心內(nèi)容。所以，對(duì)高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行研究是十分有意義。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì) </p><p>　　中圖分類號(hào)：TU208文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p><b>　　引言 </b

2、></p><p>　　隨著社會(huì)的發(fā)展，高層建筑目前在城市建設(shè)當(dāng)中所占的比例是越來越大，新式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案越來越多的應(yīng)用于實(shí)際工程中，這就給高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員提出了更高的要求，本文研究了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有關(guān)內(nèi)容。 </p><p>　　一、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn) </p><p>　　高層建筑結(jié)構(gòu)與多層建筑結(jié)構(gòu)有著很多的不同特點(diǎn),高層建筑物同時(shí)承載著垂直荷載和

3、水平荷載,垂直荷載就是由建筑物高度引起的;水平荷載就是由建筑物外界的風(fēng)力所引起的。當(dāng)然,高層建筑物的抗震效果一定是要高于低層建筑物的。而由于低層建筑物的樓層比較低,所以產(chǎn)生的垂直荷載也非常小;由于多層的平面要較高層小的很多,所以多層的水平荷載也是非常的微乎其微。影響高層建筑物荷載的主要因素大多數(shù)是外界的風(fēng)力和地區(qū)的地震等自然因素。高層建筑物的位移也是不可忽略的,建筑物的位移快慢與建筑物的高層是成正比的,建筑物的高度越高,位移就會(huì)越快,而

4、位移快了不僅會(huì)對(duì)建筑物的使用情況產(chǎn)生了影響,還會(huì)對(duì)使用者在使用當(dāng)中的舒適度造成影響,更嚴(yán)重的會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的影響,從而對(duì)使用者的安全也會(huì)造成一定的影響。因此在高層建筑物中一定要控制建筑物的位移程度,要控制在不影響建筑物的安全性、使用性等的范圍內(nèi),更好的設(shè)計(jì)出優(yōu)秀的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。 </p><p>　　二、高層建筑的結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì) </p><p>　　隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和建筑功

5、能的多樣化，城市規(guī)劃設(shè)計(jì)中的高層建筑越來越廣泛。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)影響著建筑物的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、構(gòu)造和使用功能。其中結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)成為是否經(jīng)濟(jì)合理進(jìn)行高層建筑的關(guān)鍵。 </p><p><b>　　1、框架結(jié)構(gòu)體系 </b></p><p>　　框架結(jié)構(gòu)主要承重結(jié)構(gòu)，由梁、柱、基礎(chǔ)構(gòu)成平面框架。對(duì)于框架柱而言，軸壓比越小在往復(fù)水平上荷載下的滯回曲線也會(huì)越豐滿，即耗能能力越大，

6、延性就愈好。其優(yōu)點(diǎn):建筑平面布置靈活，可以依據(jù)自身的要求設(shè)計(jì)。其缺點(diǎn):框架結(jié)構(gòu)本身剛度不大，抗側(cè)力能力差，水平荷載作用下會(huì)產(chǎn)生較大的位移，地震荷載作用下較易破壞。不高于巧層宜采用框架結(jié)構(gòu)，可以達(dá)到比較好的經(jīng)濟(jì)平衡點(diǎn)?？蚣荏w系中，角柱的受力應(yīng)該比別的柱差，為了防止角柱遭遇扭轉(zhuǎn)變形或是彎壓變形嗎，柱截面不宜過小，同時(shí)還要加密箍筋，起到增加受壓區(qū)混凝土約束的作用。注意事項(xiàng):在框架結(jié)構(gòu)體系中，一定要考慮高層建筑的底部柱，柱截面的大小要注意:在高

7、層建筑中，應(yīng)該盡量的三排柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案;采用鋼管混凝土柱、勁鋼混凝土柱或是高強(qiáng)混凝土柱;通過增加體積配箍率或是沿著柱身增加箍筋達(dá)到提高延性。 </p><p>　　2、剪力墻結(jié)構(gòu)體系 </p><p>　　當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)的框架體系強(qiáng)度和剛度不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，往往需要在建筑平面的適當(dāng)位置設(shè)置較大的剪力墻來代替部分框架，從而形成了框架一剪力墻體系。在承受水平力時(shí)，框架和剪力墻通過有足夠剛度的樓板

8、和連梁組成協(xié)同工作的結(jié)構(gòu)體系。在體系中框架主要承受垂直荷載，剪力墻主要承受水平剪力。當(dāng)墻體受力主體全部由剪力構(gòu)成的話，就會(huì)是剪力墻體機(jī)構(gòu)，剪力墻結(jié)構(gòu)體系是把建筑物墻體當(dāng)作承受荷載的結(jié)構(gòu)體系。對(duì)于剪力結(jié)構(gòu)墻間距一般為3一8m，墻體同時(shí)作為維護(hù)及房間分隔構(gòu)件。其優(yōu)點(diǎn):其剛度、強(qiáng)度都比較高，傳力直接均勻，有一定的延性，整體性好，抗倒塌能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)體系特征明顯?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)整體性好，剛度大，在水平荷載作用下鋇U向變形小，承載力要求容

9、易滿足，適于建造較高的高層建筑?？拐鹦阅芰?qiáng)，承受力好。其缺點(diǎn):剪力結(jié)構(gòu)墻間距設(shè)計(jì)方面不能太大，，空間平面布局不太靈活，自重大，開洞宜小等。注意事項(xiàng):在高層剪力墻結(jié)構(gòu)中，連梁的設(shè)計(jì)收到很多制約，剛度在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，與剪力墻相連并且允許開裂可作剛度折減的梁稱作連梁。應(yīng)該選用跨高比較大的連梁，減少其剪切破壞，按常規(guī)設(shè)計(jì)方法配筋，進(jìn)行截面抗剪設(shè)計(jì)，保證其延性。聯(lián)系墻肢的連</p><p><b>　　3

10、、筒結(jié)構(gòu)體系 </b></p><p>　　以筒體為抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)體系統(tǒng)都稱為筒結(jié)構(gòu)體系，它包含單筒，多筒，復(fù)合筒等，它是由由一個(gè)或者幾個(gè)簡體為主抵抗水平力。也有把簡體結(jié)構(gòu)分為實(shí)腹筒、框筒及析架筒的說法。其優(yōu)點(diǎn):筒體結(jié)構(gòu)體系能使整個(gè)建筑猶如一個(gè)固定于基礎(chǔ)上的封閉空心的筒式懸臂梁來抵抗水平力，其是以空間受力為主，具有較大的剛度、強(qiáng)度、整體性，各構(gòu)件受力比較合理，抗風(fēng)、抗震能力強(qiáng)，往往應(yīng)用于大跨度、大空

11、間或超高層建筑。其缺點(diǎn)延展性能有問題，并且全部此阿勇成本高，造價(jià)高。注意事項(xiàng):在建筑是講多層筒體結(jié)構(gòu)組合在一起能夠產(chǎn)生更大抵抗水平荷載的能力，使結(jié)構(gòu)具有更大抗力性，這樣的結(jié)構(gòu)也是多筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如加哥西爾斯大樓就是9個(gè)筒結(jié)合在一起的多筒結(jié)構(gòu)使其具有更好的剛性和能力。當(dāng)然，還可以讓筒體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和其他結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一起運(yùn)用，如帶加強(qiáng)層的框架一一核心筒結(jié)構(gòu)與一般的框架一核心筒結(jié)構(gòu)在受力上更強(qiáng)大，當(dāng)然除了這幾種建筑結(jié)構(gòu)體系外，還有其他一些結(jié)構(gòu)體系，如網(wǎng)

12、架，薄殼等。隨著建筑業(yè)的不斷發(fā)展，我們還會(huì)開發(fā)出更多、更加實(shí)用的結(jié)構(gòu)體系，這就要求我們建筑設(shè)計(jì)師不斷學(xué)習(xí)，不斷創(chuàng)新。 </p><p>　　三、高層建筑結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)、抗震、消防設(shè)計(jì) </p><p>　　1、抗風(fēng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì) </p><p>　　在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)上，要使用配比較高的砂石來保證地基的密實(shí)度，同時(shí)還要設(shè)置抗拔錨桿，以此來提高建筑基礎(chǔ)的抗拔強(qiáng)度。在減振系統(tǒng)設(shè)計(jì)上

13、，要多利用耗能支撐、剪力墻、樓板等組成的耗能減振系統(tǒng)來減少風(fēng)荷載對(duì)高層建筑的影響。對(duì)于風(fēng)荷載與水平力的問題，要對(duì)高風(fēng)壓區(qū)進(jìn)行加固。這主要是從水平壓力、水平荷載內(nèi)力等方面進(jìn)行綜合考慮，來為高層建筑進(jìn)行加固設(shè)計(jì)。 </p><p>　　2、抗震結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì) </p><p>　　①提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體規(guī)則性，以此確保承載力體系分布的合理性。②改善地基的抗震設(shè)計(jì)，即在簡化建筑平面、提高地基的強(qiáng)度與

14、高度的同時(shí)，將上部結(jié)構(gòu)的重點(diǎn)和群樁設(shè)置在同一直線之上。③在剪力墻的設(shè)計(jì)方面，要提高高層建筑承重結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力，以此來滿足承載力的耗能與延續(xù)性，這樣可以有效地提高高層建筑的抗震能力。 </p><p>　　3、消防結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì) </p><p>　　①防火間距上的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)時(shí)要全面的考慮間距在火災(zāi)中的隔斷、滅火功能，同時(shí)在設(shè)計(jì)時(shí)還要考慮到建筑結(jié)構(gòu)的耐火性問題以及排煙的問題。②對(duì)安全疏散結(jié)構(gòu)進(jìn)

15、行合理的設(shè)計(jì)，這主要是為了解決火災(zāi)中的疏散困難，在設(shè)計(jì)上：a.注意防煙區(qū)的設(shè)置；b.注意雙向疏散方面的設(shè)計(jì)，如合理安排避難層等。③在設(shè)計(jì)上注意分割結(jié)構(gòu)的安排，這主要是為了控制火勢(shì)與煙霧的范圍，這方面一般使用的是垂直的樓板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式、水平的單元墻以及防火墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以及相關(guān)的排煙、防火門等裝置的設(shè)計(jì)。 </p><p><b>　　結(jié)束語 </b></p><p>　

16、　隨著高層建筑進(jìn)一步的發(fā)展，高層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)越發(fā)重要起來，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)集結(jié)構(gòu)分析，數(shù)學(xué)優(yōu)化方法以及計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體的綜合性技術(shù)工作，是一項(xiàng)對(duì)國家建設(shè)有重大意義的工作，同時(shí)，亦是一門實(shí)用性很強(qiáng)的工作。為了革新高層建筑，體現(xiàn)其魅力，追求新的結(jié)構(gòu)形式和更加合理的力學(xué)模型將是土木工程師們的目標(biāo)和方向。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1

17、]何俊旭.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)選型探討[J].價(jià)值工程,2010.2:214. </p><p>　　[2]田龍.淺談高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].價(jià)值工程,2011.1:99. </p><p>　　[3]于險(xiǎn)峰．高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)及其體系[J]．建筑技術(shù)，2009（24） </p><p>　　[4]范小平．高層建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)中相關(guān)的幾個(gè)問題應(yīng)用分析[J]．福