高层建筑结构设计与特点解析.doc

1、高层建筑结构设计与特点解析摘要： 改革开放以来随着经济的不断发展，综合国力的不断提高，房地产业迅猛发展，建筑业逐渐成为社会支柱产业，由于土地资源的紧缺，高层建筑在众多建筑形式中脱颖而出，而在目前在工程设计领域中，高层建筑结构设计也越来越成为高层建筑结构工程设计工作的难点与重点，对其具体的分析与论述也就显得更加的重要，设计师们设计了很多新的结构体系，如何更加合理的设计结构体系，做好结构设计，解决可能出现的问题，同时又满足人们各方面的要求，本文对这些问题进行了分析与论述，以提高建筑结构设计水平，这是值得我们探讨的问题。 关键词：高层建筑结构设计 分析 中图分类号：TU97 文献标识码：A 前言：

2、随着土地资源的日益紧张，高层建筑也如雨后春笋般迅速发展，数量剧增，结构体系也是越来越多样化，高层建筑结构设计也越来越成为高层建筑结构工程设计工作的难点与重点。面对如此形势，怎样满足建筑空间最大化怎样满足用户结构需求，为了高层建筑更加安全更加美观更加耐用为了更加的节约成本，为了更好地追求新的结构形式和更加合理的力学模型，我们必要了解结构设计的基本特点。一个经济合理的结构方案决定了建筑结构设计的合理性，同时还需选择一个切实可行的结构体系和结构形式。 高层建筑结构设计的特点 1.水平力是设计的主要因素 水平力在高层建筑结构设计中起着至关重要的作用，由于高度的不断增加，水平力的作用会使建筑物产生位移，

3、水平力的设计我们可以给出数值是随着动力的变化而变化的。但同时也应注意建筑材料的选择，建筑结构体系的选择以及结构的合理布置。 2.侧向位移是重要控制指标高层建筑结构设计中，随着建筑高度的变高，侧移变形会快速增加，当然这是在水平荷载下结构的分析，这是的结构一定要保持足够的刚度及抵抗侧向力，结构在水平力作用下所产生的侧向位移限制在规范规定的范围内。如侧向位移会产生主体结构构件出现较大裂缝，甚至损坏现象。 3.承载力是基础要素 与低层、多层建筑相比，高层建筑需要更严格的承载力。假使地基或桩基情况不发生改变，高层建筑设计也应该减轻自身的重量。如在高层建筑的抗风设计中，应保证结构有足够承载力，必须具有足够

4、的刚度;控制在风荷载作用下的位移值，保证有良好的居住和工作条件;外墙、窗玻璃、女儿墙及其他围护和装饰构件，必须有足够的承载力，并与主体结构有可靠的连接，防止房屋在风荷载作用下发生部分损坏的可能。例如，建筑物质量过大会导致期重心在地震中发生倾覆力，会导致建筑物结构的抗震能力减弱。 4.结构延性是重要设计指标 高层结构在水平力作用下的形变一定会比底层建筑要大。所以，让建筑物结构设计具有一定的延性，能在实际中避免建筑物的倒塌。这样结构设计就变得可塑，变成具有一定变形能力的物体，这个好处又如弹簧可以回弹一样。 二、高层建筑的结构体系设计 随着社会经济的迅速发展和建筑功能的多样化，城市规划设计中的高层建

5、筑越来越广泛。高层建筑结构设计影响着建筑物的规划、设计、构造和使用功能。其中结构体系设计成为是否经济合理进行高层建筑的关键。 1.框架结构体系 框架结构主要承重结构，由梁、柱、基础构成平面框架。对于框架柱而言，轴压比越小在往复水平上荷载下的滞回曲线也会越丰满，即耗能能力越大，延性就愈好。其优点:建筑平面布置灵活，可以依据自身的要求设计。其缺点:框架结构本身刚度不大，抗侧力能力差，水平荷载作用下会产生较大的位移，地震荷载作用下较易破坏。不高于巧层宜采用框架结构，可以达到比较好的经济平衡点。框架体系中，角柱的受力应该比别的柱差，为了防止角柱遭遇扭转变形或是弯压变形吗，柱截面不宜过小，同时还要加密箍

6、筋，起到增加受压区混凝土约束的作用。注意事项:在框架结构体系中，一定要考虑高层建筑的底部柱，柱截面的大小要注意:在高层建筑中，应该尽量的三排柱结构设计方案;采用钢管混凝土柱、劲钢混凝土柱或是高强混凝土柱;通过增加体积配箍率或是沿着柱身增加箍筋达到提高延性。 剪力墙结构体系 当建筑结构的框架体系强度和刚度不能满足设计要求时，往往需要在建筑平面的适当位置设置较大的剪力墙来代替部分框架，从而形成了框架一剪力墙体系。在承受水平力时，框 架和剪力墙通过有足够刚度的楼板和连梁组成协同工作的结构体系。在体系中框架主要承受垂直荷载，剪力墙主要承受水平剪力。当墙体受力主体全部由剪力构成的话，就会是剪力墙体机构，

7、剪力墙结构体系是把建筑物墙体当作承受荷载的结构体系。对于剪力结构墙间距一般为 3一 8m，墙体同时作为维护及房间分隔构件。其优点:其刚度、强度都比较高，传力直接均匀，有一定的延性，整体性好，抗倒塌能力强，结构体系特征明显。现浇钢筋混凝土剪力墙结构整体性好，刚度大，在水平荷载作用下钡 U 向变形小，承载力要求容易满足，适于建造较高的高层建筑。抗震性能力强，承受力好。其缺点:剪力结构墙间距设计方面不能太大， ，空间平面布局不太灵活，自重大，开洞宜小等。注意事项:在高层剪力墙结构中，连梁的设计收到很多制约，刚度在高层建筑结构设计中，与剪力墙相连并且允许开裂可作刚度折减的梁称作连梁。应该选用跨高比较大

8、的连梁，减少其剪切破坏，按常规设计方法配筋，进行截面抗剪设计，保证其延性。联系墙肢的连梁，不仅会影响剪力墙的受力，而且其本身的受力条件也比较复杂。在剪力墙结构设计中，必须坚持的原则就是强墙弱连梁，对连梁的刚度要进行折减，降低其抗弯能力。 3.筒结构体系 以筒体为抗侧力构件的结构体系统都称为筒结构体系，它包含单筒，多筒，复合筒等，它是由由一个或者几个简体为主抵抗水平力。也有把简体结构分为实腹筒、框筒及析架筒的说法。其优点:筒体结构体系能使整个建筑犹如一个固定于基础上的封闭空心的筒式悬臂梁来抵抗水平力，其是以空间受力为主，具有较大的刚度、强度、整体性，各构件受力比较合理，抗风、抗震能力强，往往应用

9、于大跨度、大空间或超高层建筑。其缺点延展性能有问题，并且全部此阿勇成本高，造价高。注意事项:在建筑是讲多层筒体结构组合在一起能够产生更大抵抗水平荷载的能力，使结构具有更大抗力性，这样的结构也是多筒结构设计，如加哥西尔斯大楼就是 9 个筒结合在一起的多筒结构使其具有更好的刚性和能力。当然，还可以让筒体结构设计和其他结构设计一起运用，如带加强层的框架一一核心筒结构与一般的框架一核心筒结构在受力上更强大，当然除了这几种建筑结构体系外，还有其他一些结构体系，如网架，薄壳等。随着建筑业的不断发展，我们还会开发出更多、更加实用的结构体系，这就要求我们建筑设计师不断学习，不断创新。 结束语: 建筑结构设计是

10、需要扎实的理论知识的，是一个整体性，系统性很强的工作，设计师具有创新的思维，既有认真负责的工作态度是结构设计成功的至关重要的基础环节。在结构设计时，设计人员要把每个环节做到了然于胸，重视每个基本的构件，密切配合其它专业来进行设计，并能深刻理解规范和规程的含义，然，这些都需要我们不断的反思和总结工作的经验教训。为何说高层结构专业在各专业中占有更重要的地位呢？高层建筑设计从安全，地基等更重方面都要比低层、多层建筑结构设计有更严格的要求。在高层建筑设计中，我们设计师能遇到能遇到各种问题，这就需要我们加强学习，不断强化自身对设计中运用科学的方式方法，把好高层设计的首要关口。 参考文献： 1安海峰.论高层建筑结构设计研究田.中小企业管理与为何说高层结构专业在各专业中占有更重要的地位呢?高科技，2010，(11). 2刘伟琼.关于高层建筑结构设计探析田.中国新技术新构设计有更严格的要求。在高层结构设计中，设计师选择不同产品，2011，(03) 3苏英.高层建筑结构设计的几个问题田.科技信息(学术机电管道的设置，施工技术的要求，同时还关系到建筑的成本研究)，2007，(16)