高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與特點(diǎn)解析

1、<p>　　高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與特點(diǎn)解析</p><p><b>　　摘要： </b></p><p>　　改革開放以來隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，綜合國力的不斷提高，房地產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，建筑業(yè)逐漸成為社會支柱產(chǎn)業(yè)，由于土地資源的緊缺，高層建筑在眾多建筑形式中脫穎而出，而在目前在工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也越來越成為高層建筑結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)工作的難點(diǎn)與重點(diǎn)，對其具體的

2、分析與論述也就顯得更加的重要，設(shè)計(jì)師們設(shè)計(jì)了很多新的結(jié)構(gòu)體系，如何更加合理的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)體系，做好結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，解決可能出現(xiàn)的問題，同時(shí)又滿足人們各方面的要求，本文對這些問題進(jìn)行了分析與論述，以提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平，這是值得我們探討的問題。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 分析 </p><p>　　中圖分類號：TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A </p><p>&

3、lt;b>　　前言： </b></p><p>　　隨著土地資源的日益緊張，高層建筑也如雨后春筍般迅速發(fā)展，數(shù)量劇增，結(jié)構(gòu)體系也是越來越多樣化，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也越來越成為高層建筑結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)工作的難點(diǎn)與重點(diǎn)。面對如此形勢，怎樣滿足建筑空間最大化怎樣滿足用戶結(jié)構(gòu)需求，為了高層建筑更加安全更加美觀更加耐用為了更加的節(jié)約成本，為了更好地追求新的結(jié)構(gòu)形式和更加合理的力學(xué)模型，我們必要了解結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本

4、特點(diǎn)。一個(gè)經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)方案決定了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，同時(shí)還需選擇一個(gè)切實(shí)可行的結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)形式。 </p><p>　　高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn) </p><p>　　1.水平力是設(shè)計(jì)的主要因素 </p><p>　　水平力在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中起著至關(guān)重要的作用，由于高度的不斷增加，水平力的作用會使建筑物產(chǎn)生位移，水平力的設(shè)計(jì)我們可以給出數(shù)值是隨著動力的變化而變

5、化的。但同時(shí)也應(yīng)注意建筑材料的選擇，建筑結(jié)構(gòu)體系的選擇以及結(jié)構(gòu)的合理布置。 </p><p>　　2.側(cè)向位移是重要控制指標(biāo)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，隨著建筑高度的變高，側(cè)移變形會快速增加，當(dāng)然這是在水平荷載下結(jié)構(gòu)的分析，這是的結(jié)構(gòu)一定要保持足夠的剛度及抵抗側(cè)向力，結(jié)構(gòu)在水平力作用下所產(chǎn)生的側(cè)向位移限制在規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)。如側(cè)向位移會產(chǎn)生主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)較大裂縫，甚至損壞現(xiàn)象。 </p><p>

6、;　　3.承載力是基礎(chǔ)要素 </p><p>　　與低層、多層建筑相比，高層建筑需要更嚴(yán)格的承載力。假使地基或樁基情況不發(fā)生改變，高層建筑設(shè)計(jì)也應(yīng)該減輕自身的重量。如在高層建筑的抗風(fēng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)保證結(jié)構(gòu)有足夠承載力，必須具有足夠的剛度;控制在風(fēng)荷載作用下的位移值，保證有良好的居住和工作條件;外墻、窗玻璃、女兒墻及其他圍護(hù)和裝飾構(gòu)件，必須有足夠的承載力，并與主體結(jié)構(gòu)有可靠的連接，防止房屋在風(fēng)荷載作用下發(fā)生部分損壞的可

7、能。例如，建筑物質(zhì)量過大會導(dǎo)致期重心在地震中發(fā)生傾覆力，會導(dǎo)致建筑物結(jié)構(gòu)的抗震能力減弱。 </p><p>　　4.結(jié)構(gòu)延性是重要設(shè)計(jì)指標(biāo) </p><p>　　高層結(jié)構(gòu)在水平力作用下的形變一定會比底層建筑要大。所以，讓建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有一定的延性，能在實(shí)際中避免建筑物的倒塌。這樣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就變得可塑，變成具有一定變形能力的物體，這個(gè)好處又如彈簧可以回彈一樣。 </p><

8、;p>　　二、高層建筑的結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì) </p><p>　　隨著社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和建筑功能的多樣化，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

9、承重結(jié)構(gòu)，由梁、柱、基礎(chǔ)構(gòu)成平面框架。對于框架柱而言，軸壓比越小在往復(fù)水平上荷載下的滯回曲線也會越豐滿，即耗能能力越大，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

10、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><b>　　剪力墻結(jié)構(gòu)體系 </b></p><p>　　當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)的框架體系強(qiáng)度和剛度不

11、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 </p><p>　　架和剪力墻通過有足夠剛度的樓板和連梁組成協(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。對于剪力結(jié)構(gòu)墻間距一般為3一8m，墻體同時(shí)作為維

12、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。現(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

13、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)系墻肢的連梁，不僅會影響剪力墻的受力，而且其本身的受力條件也比較復(fù)雜。在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，必須堅(jiān)持的原則就是強(qiáng)墻弱連梁，對連梁的剛度要進(jìn)行折減，降低其抗彎能力。 </p><p><b>　　3.筒結(jié)構(gòu)體系 </b></p><p>　　以筒體

14、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

15、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)架，薄殼等。隨著建筑業(yè)的不斷發(fā)展，我們還會開發(fā)出更多、更加實(shí)用的結(jié)構(gòu)體系，這就要求我們

16、建筑設(shè)計(jì)師不斷學(xué)習(xí)，不斷創(chuàng)新。 </p><p><b>　　結(jié)束語: </b></p><p>　　建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是需要扎實(shí)的理論知識的，是一個(gè)整體性，系統(tǒng)性很強(qiáng)的工作，設(shè)計(jì)師具有創(chuàng)新的思維，既有認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成功的至關(guān)重要的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員要把每個(gè)環(huán)節(jié)做到了然于胸，重視每個(gè)基本的構(gòu)件，密切配合其它專業(yè)來進(jìn)行設(shè)計(jì)，并能深刻理解規(guī)范和規(guī)程的

17、含義，然，這些都需要我們不斷的反思和總結(jié)工作的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。為何說高層結(jié)構(gòu)專業(yè)在各專業(yè)中占有更重要的地位呢？高層建筑設(shè)計(jì)從安全，地基等更重方面都要比低層、多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有更嚴(yán)格的要求。在高層建筑設(shè)計(jì)中，我們設(shè)計(jì)師能遇到能遇到各種問題，這就需要我們加強(qiáng)學(xué)習(xí)，不斷強(qiáng)化自身對設(shè)計(jì)中運(yùn)用科學(xué)的方式方法，把好高層設(shè)計(jì)的首要關(guān)口。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p>

18、<p>　　[1]安海峰.論高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究田.中小企業(yè)管理與為何說高層結(jié)構(gòu)專業(yè)在各專業(yè)中占有更重要的地位呢?高科技，2010，(11). </p><p>　　[2]劉偉瓊.關(guān)于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探析田.中國新技術(shù)新構(gòu)設(shè)計(jì)有更嚴(yán)格的要求。在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師選擇不同產(chǎn)品，2011，(03) </p><p>　　[3]蘇英.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾個(gè)問題田.科技信息(學(xué)術(shù)機(jī)電