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淺析高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(3頁).docx

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淺析高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(3頁).docx

1、淺析高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計摘要：隨著我國國民經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展和人民生活的迅速提高,高層建筑目前在我們的城市建設(shè)當(dāng)中所占的比例是越來越大，而建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的變化也越來越多，很多新興的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案以迅猛的速度呈現(xiàn)在我們的城市建設(shè)中。建筑類型與功能越來越復(fù)雜，高層建筑的數(shù)量口漸增多，高層建筑的結(jié)構(gòu)體系也是越來越多樣化，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計也越來越成為高層建筑結(jié)構(gòu)工程設(shè)計工作的難點(diǎn)與重點(diǎn)。本文就結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)注意的幾方面問題進(jìn)行探討。關(guān)鍵詞：淺析；高層建筑；結(jié)構(gòu)；設(shè)計Abstract: with the development of our countrys national economy and people

2、s life of increasing quickly, high-rise buildings at present in our city of construction of proportion of is more and more big, but the building structure design changes more and more, many new structure design scheme of the fast speed to present in our city construction. Building type and function

3、more and more complicated, the number of high-rise building mouth gradually increased, the structure of the high-rise building system is also more and more diverse, high-rise building structure design also has become more and more high building structure engineering design work of the difficult poin

4、ts and key. This paper structure should be paid attention to in the design of a few aspects in this paper.Keywords: analyses; High-rise buildings; Structure; design中圖分類號：S611文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1前言進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來，隨著社會與經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，特別是隨著城市建設(shè)的發(fā)展，高層建筑在城市中應(yīng)運(yùn)而生。城市中的高層建筑成為反映城市經(jīng)濟(jì)繁榮和社會進(jìn)步的重要標(biāo)志。文章從高層建筑的特點(diǎn)出發(fā)，對高層建筑結(jié)構(gòu)體系設(shè)計的基本要求

5、等方面進(jìn)行了闡述分析。2高層建筑的特點(diǎn)2.1建筑面積在相同的建設(shè)場地中，建造高層建筑可以獲得更多的建筑面積，這樣可以部分解決城市用地緊張和地價高漲的問題。設(shè)計精美的高層建筑還可以為城市增加景觀，如馬來西亞首都的石油大廈和上海的金茂大廈等。但高層建筑太多、太密集也會對城市帶來熱島效應(yīng)，玻璃幕墻過多的高層建筑群還可能造成光污染現(xiàn)象。2.2高層綠化在建筑面積與建設(shè)場地面積相同比值的情況下，建造高層建筑比多層建筑能夠提供更多的空閑地面，將這些空閑地面用作綠化和休息場地，有利于美化環(huán)境，并帶來更充足的日照、采光和通風(fēng)效果。例如在新加坡的新建居住區(qū)中，由于建造了高層建筑群，留下了更多地面空間，可以更好地建

6、設(shè)城市綠化和人們休閑活動空間。2.3高層建筑的防火高層建筑中的豎向交通一般由電梯來完成，這樣就會增加建筑物的造價，從建筑防火的角度看，高層筑的防火要求要高于中低層建筑，也會增加高層建筑的工程造價和運(yùn)行成本。3 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的幾個問題3.1 高層建筑結(jié)構(gòu)受力性能對于一個建筑物的最初的方案設(shè)計，建筑師考慮更多的是它的空間組成特點(diǎn)，而不是詳細(xì)地確定它的具體結(jié)構(gòu)。建筑物底面對建筑物空間形式的豎向穩(wěn)定和水平方向的穩(wěn)定都是非常重要的，由于建筑物是由一些大而重的構(gòu)件所組成，因此結(jié)構(gòu)必須能將它本身的重量傳至地面，結(jié)構(gòu)的荷載總是向下作用于地面的，而建筑設(shè)計的一個基本要求就是要搞清楚所選擇的體系中向下的作用力

7、與地基土的承載力之間的關(guān)系，所以，在建筑設(shè)計的方案階段，就必須對主要的承重柱和承重墻的數(shù)量和分布作出總體設(shè)想。3.2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的扭轉(zhuǎn)問題建筑結(jié)構(gòu)的幾何形心、剛度中心、結(jié)構(gòu)重心即為建筑三心，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時要求建筑三心盡可能匯于一點(diǎn)，即三心合一。結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)問題就是指在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中未做到三心合一，在水平荷載作用下結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動效應(yīng)。為避免建筑物因水平荷載作用而發(fā)生的扭轉(zhuǎn)破壞，應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計時選擇合理的結(jié)構(gòu)形式和平面布局，盡可能地使建筑物做到三心合一。在水平荷載作用下，高層建筑扭轉(zhuǎn)作用的大小取決于質(zhì)量分布。為使樓層水平力作用沿平面分布均勻，減輕結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)振動，應(yīng)使建筑平面盡可能采用方形、矩形

8、、圓形、正多邊形等簡單平面形式。在某些情況下，由于城市規(guī)劃對街道景觀的要求以及建筑場地的限制，高層建筑不可能全部采用簡單平面形式，當(dāng)需要采用不規(guī)則L形、T形、十字形等比較復(fù)雜的平面形式時，應(yīng)將凸出部分厚度與寬度的比值控制在規(guī)范允許的范圍之內(nèi)，同時，在結(jié)構(gòu)平面布置時，應(yīng)盡可能使結(jié)構(gòu)處于對稱狀態(tài)。3.3 結(jié)構(gòu)的超高問題在抗震規(guī)范和高規(guī)范中，對結(jié)構(gòu)的總高度有著嚴(yán)格的限制，尤其是新規(guī)范中針對以前的超高問題，除了將原來的限制高度設(shè)定為A級高度以為，增加了B級高度，處理措施與設(shè)計方法都有較大改變。在實(shí)際工程設(shè)計中，出現(xiàn)過由于結(jié)構(gòu)類型的變更而忽略該問題，導(dǎo)致施工圖審查時未予通過，必須重新進(jìn)行設(shè)計或需要開專家

9、會議進(jìn)行論證等工作的情況，對工程工期、造價等整體規(guī)劃的影響相當(dāng)巨大。3.4 短肢剪力墻的設(shè)置問題在新規(guī)范中，對墻肢截面高厚比為58的墻定義為短肢剪力墻，且根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對短肢剪力墻在高層建筑中的應(yīng)用增加了相當(dāng)多的限制，因此，在高層建筑設(shè)計中，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)盡可能少采用或不用短肢剪力墻，以避免給后期設(shè)計工作增加不必要的麻煩。3.5 嵌固端的設(shè)置問題由于高層建筑一般都帶有二層或二層以上的地下室和人防，嵌固端有可能設(shè)置在地下室頂板，也有可能設(shè)置在人防頂板等位置，因此，在這個問題上，結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師往往忽視了由嵌固端的設(shè)置帶來的一系列需要注意的方面，如：嵌固端樓板的設(shè)計、嵌固端上下層剛度比的限制

10、、嵌固端上下層抗震等級的一致性、在結(jié)構(gòu)整體計算時嵌的設(shè)置、結(jié)構(gòu)抗震縫設(shè)置與嵌固端位置的協(xié)調(diào)等問題，而忽略其中任何一個方面都有可能導(dǎo)致后期設(shè)計工作的大量修改或埋下安全隱患。3.6 結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問題新舊規(guī)范在這方面的內(nèi)容出現(xiàn)了較大的變動，新規(guī)范在這方面增添了相當(dāng)多的限制條件，例如：平面規(guī)則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等，而且，新規(guī)范采用強(qiáng)制性條文明確規(guī)定“建筑不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計方案。”因此，結(jié)構(gòu)工程師在遵循新規(guī)范的這些限制條件上必須嚴(yán)格注意，以避免后期施工圖設(shè)計階段工作的被動。4 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計在高層建筑中，豎向荷載對結(jié)構(gòu)設(shè)計產(chǎn)生重要影響，但水平荷載卻起著決定性作用。因?yàn)榻ㄖ灾睾蜆敲媸?/p>

11、用荷載在豎向構(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，僅與建筑高度的一次方成正比；而水平荷載對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩、以及由此在豎向構(gòu)件中所引起的軸力，是與建筑高度的兩次方成正比；另一方面，對一定高度建筑來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用，其數(shù)值是隨著結(jié)構(gòu)動力性的不同而有較大的變化。對一些較柔的高層建筑，風(fēng)荷載是結(jié)構(gòu)設(shè)計的控制因素，隨著建筑物高度的增高，風(fēng)荷載的影響越來越大。高層建筑中除了地震作用的水平力以外，主要的側(cè)向荷載是風(fēng)荷載，在荷載組合時往往起控制作用。因此，高層建筑在風(fēng)荷載作用下的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計引起了研究人員和工程師們的重視。豎向荷載設(shè)計應(yīng)減輕自重。高層建筑減輕自重比多層

12、建筑更有意義。從地基承載力或樁基承載力考慮，如果在同樣地基或樁基的情況下，減輕房屋自重意昧著不增加基礎(chǔ)造價和處理措施，可以多建層數(shù)，這在軟弱土層有突出的經(jīng)濟(jì)效益。地震效應(yīng)與建筑的重量成正比，減輕房屋自重是提高結(jié)構(gòu)抗震能力的有效辦法。高層建筑重量大了，不僅作用于結(jié)構(gòu)上的地震剪力大，還由于重心高地震作用傾覆力矩大，對豎向構(gòu)件產(chǎn)生很大的附加軸力，從而造成附加彎矩更大。5結(jié)語近些年來，我國的高層建筑建設(shè)發(fā)展迅速。但從設(shè)計質(zhì)量方面來看，并不理想。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，結(jié)構(gòu)工程師不能僅僅重視結(jié)構(gòu)計算的準(zhǔn)確性而忽略結(jié)構(gòu)方案的具體實(shí)際情況，應(yīng)作出合理的結(jié)構(gòu)方案選擇。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)根參考文獻(xiàn)：1肖峻，高層建筑結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計J，中化建設(shè)，20082趙西安現(xiàn)代高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計M北京：科學(xué)出版社，2004.3于險峰高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計特點(diǎn)及其體系J建筑技術(shù)，2009.4梅洪元，付本臣中國高層建筑創(chuàng)作理論發(fā)展研究R高層建筑與智能建筑國際學(xué)術(shù)研討會，2002.注：文章內(nèi)所有公式及圖表請以PDF形式查看。

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