《高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計若干問題探析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。

1、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計若干問題探析【摘要】隨著高層建筑的快速發(fā)展，如何才能更好的提高高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，文章作者根據(jù)自己多年來的工作經(jīng)驗，就針對高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中的常見問題進行了分析并提出了自己的看法，供大家參考借鑒?！娟P(guān)鍵詞】高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計近年來，由于建筑功能和城市規(guī)劃的需要，加之建設(shè)用地的緊張，高層建筑的層數(shù)在不斷增多。另一方面，層數(shù)日漸增多的高層公共建筑為滿足不同用戶的需要和適應(yīng)現(xiàn)代社會高效率、快節(jié)奏的要求，而發(fā)展為高層綜合大廈、綜合性建筑的發(fā)展使平面布置和體型日益復雜；使結(jié)構(gòu)體系多樣化。最常用的結(jié)構(gòu)體系有：剪

2、力墻、筒體結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，特別是框架一剪力墻結(jié)構(gòu)廣泛用于辦公和公共建筑，也大量應(yīng)用于高層旅館建筑。它主要由框架構(gòu)成自由靈活的使用空間，容易滿足不同建筑功能的要求，同時又有足夠的剪力墻作為抗側(cè)構(gòu)件，具有較大的剛度，從而使得框剪結(jié)構(gòu)具有較強的抗震能力，也大大減少了結(jié)構(gòu)側(cè)移，避免砌體填充墻在地震時嚴重破壞和倒塌。一、高層建筑結(jié)構(gòu)體系（一）框架-剪力墻體系從結(jié)構(gòu)體系上看由于它平面布置靈活，空間大，能適應(yīng)較多功能的需要，當框架體系的強度和剛度不能滿足要求時，往往需要在建筑平面的適當位置設(shè)置較大的剪力墻來代替部分

3、框架，因而便形成了框架-剪力墻體系。在承受水平力時，框架和剪力墻通過有足夠剛度的樓板與連梁組成協(xié)同工作的結(jié)構(gòu)體系。在該體系中，框架體系主要承受垂直荷載，剪力墻主要承受水平剪力。框架-剪力墻體系的位移曲線呈彎剪型。但是，框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度較小，在一般節(jié)點連接情況下，當承受側(cè)向的風力或地震作用時，將會有較大的變形。因此，限制了這種結(jié)構(gòu)形式的建造高度和層數(shù)但是在承受水平力時，框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。剪力墻的設(shè)置增大了結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度，使建筑物的水平位移減小，同時框架承受的水平剪力

4、顯著降低，且內(nèi)力沿豎向的分布趨于均勻，所以，框架-剪力墻體系的能建高度要大于框架體系。（二）剪力墻結(jié)構(gòu)體系為了滿足更高層數(shù)的要求，出現(xiàn)了較高層數(shù)的剪力墻結(jié)構(gòu)。一般是現(xiàn)在高層建筑中最常用的設(shè)計結(jié)構(gòu)體系，采用剪力墻的結(jié)構(gòu)可以減少非承受墻的數(shù)量室內(nèi)沒有外漏的梁柱。剪力墻縱橫相交既可以做承重的結(jié)構(gòu)又可以做分間隔的墻，由于墻體的交錯，剪力墻結(jié)構(gòu)具有良好的側(cè)向剛度和規(guī)整的平面布置，按照功能要求，設(shè)置自下而上的現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻，對抵抗側(cè)向風力和地震作用是十分有利的，剪力墻體系屬剛性結(jié)構(gòu)，其位移曲線呈彎曲型，有一定的延性

5、，傳力直接均勻，整體性好，抗倒塌能力強，是一種良好的結(jié)構(gòu)體系因此它允許建造的高度遠遠高于框架結(jié)構(gòu)。所以比框架結(jié)構(gòu)的剛度要大得多這是在高層建筑中抵抗風荷載和地震的有力的條件。這種設(shè)計也有自己的缺點就是剪力墻組成很多小的房間，對建筑的整體的布局設(shè)計受到很多限制。（三）筒體體系筒體結(jié)構(gòu)是近年來發(fā)展起來的新體系，凡采用筒體為抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)體系統(tǒng)稱為筒體體系，它的出現(xiàn)滿足了高層建筑更高層數(shù)的要求，包括單筒體、筒體一框架、筒中筒、多束筒等多種形式。筒體是一種空間受力構(gòu)件，分實腹筒和空腹筒兩種類型。實腹筒是由平面或曲面墻

6、圍成的三維豎向結(jié)構(gòu)單體，空腹筒是由密排柱和窗裙梁或開孔鋼筋混凝土外墻構(gòu)成的空間受力構(gòu)件。筒體結(jié)構(gòu)具有很好的整體性和抗側(cè)力性能，很大的剛度和強度，在平面布置和滿足功能要求方面也有明顯的優(yōu)勢。受力比較合理，抗風、抗震能力很強,往往應(yīng)用于大跨度、大空間或超高層。為眾多高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)所采用。二、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計若干問題（一）水平荷載成為決定因素在低層和多層房屋結(jié)構(gòu)中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結(jié)構(gòu)設(shè)計，而在高層建筑中，盡管豎向荷載仍對結(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為建筑自重和樓面使用

7、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。（三）軸向變形不容忽視高層建筑中，豎向荷載數(shù)值很大，能夠在柱中引起較大的軸向變形，從而會對連續(xù)梁彎矩產(chǎn)生影響，造成連續(xù)梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩之和端支座負彎矩值增大。（四）側(cè)移成為控制指標與較低樓房不同，結(jié)

8、構(gòu)側(cè)移已成為高樓結(jié)構(gòu)設(shè)計中的關(guān)鍵因素。隨著樓房高度的增加，水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形迅逐增大，因而結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的側(cè)移應(yīng)被控制在某一限度之內(nèi)。（五）結(jié)構(gòu)的規(guī)則問題新舊規(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)范明確規(guī)定建筑不應(yīng)采用嚴重不規(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格注意，以