高层建筑中结构设计问题探析

《高层建筑中结构设计问题探析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、高层建筑中结构设计问题探析摘要:随着社会的发展，高层建筑在建筑中所占的比例逐年增加，相应，高层建筑中的结构设计问题也不断地出现，本文探讨了高层建筑中的结构设计问题，首先了解了高层建筑结构设计原则，又高层建筑结构设计的主要特点进行了简单介绍，最后阐述了高层建筑中的结构设计常出现的问题及控制措施。关键词：高层建筑；结构设计；问题；控制中图分类号：TU97文献标识码：A文章编号：一、高层建筑结构设计原则1.高层建筑在承受竖向荷载的同时还要承受风荷载或地震作用，随着高度的增加，侧力产生的内力和位移会大幅度的增加，因此侧力在高层结构设计中往

2、往起着控制作用。2.高层结构除应有足够的承载能力之外，还要求结构具有足够的刚度，以便控制结构的总体侧向变形和层间侧向变形。结构体系要求受力明确，传力合理，力的传递路线不应间断，从上部结构到基础，力的传递途经越短，越具有经济性和合理性。73.高层结构设计的准则是：建筑物遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，一般不受损坏或不需修理可继续使用；当遭受高于本地区抗震设防烈度的地震影响时，可能损坏，经一般修理或不需修理仍可继续使用；当遭受高于本地区抗震设防烈度的预估的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危机生命的严重破坏。这就是抗震设防三个

3、水准的要求。4.采用二阶段设计实现三个水准的设防要求，并依据建筑物所在地区的设防烈度、建筑物的重要程度、不同的结构体系、建筑物的高度、抗震等级要求进行设计，结构设计就会更经济合理。总之，高层结构抗震设计至关重要的就是使结构承载力、刚度、能量耗散和延性等多种性能得到最佳组合。二、高层建筑结构设计的主要特点由于高层建筑结构建筑面积大，高度较高还具有地下室等特点，导致其结构设计时必须考虑水平荷载、轴向和侧向变形以及结构延性等问题。1.水平荷载为主导性因素一般来说在水平荷载作用下，结构产生的倾覆力矩和轴力，都是与建筑结构高度的两次方成正比

4、。因此对于高层建筑结构来说，当受到水平荷载，如风荷载和地震作用时，其倾覆力矩和轴力等数值会发生较大幅度的变化，继而导致结构的失效破坏。2.轴向与侧向变形大7由于高层建筑的自重和楼面使用荷载较大，因此高层建筑的柱子要承受很大的竖向荷载，在柱中产生较大的轴向变形，继而影响结构体系中连续梁弯矩值、构件剪力和侧移、预制构件的下料长度等值的大小，比如连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大。高层建筑的高度较大，在较小的水平荷载作用下结构都会产生较大的侧向变形，因此高层建筑的侧向变形也不容忽视。3.高层建筑结构的延性要

5、求由于高层建筑结构相对于较低的建筑结构具有较大的轴向和侧向变形，因此为了避免结构在较小的荷载作用下就发生破坏，在进行结构设计时要考虑到高层建筑结构的延性要求，使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，避免结构整体发生倒塌。三、高层建筑结构设计常见问题建筑的设计过程，就是工程设计师充分发挥主观能动性的过程。由于每个设计师的知识储备和个人经验的差异，设计出的建筑空间尺度、结构体系都是不一样的。结构体系、结构材料等的不同，致使建筑的承载力、抗震性能和刚度的功能上也存在差异。如今，对于高层建筑的结构设计，设计师们仍存在着部分问题：1

6、.结构选型问题7高层建筑中的结构型问题一般包括它的规则性、嵌固端设置和超高性问题等等。首先规则性问题，必须严格按照规定，不能采用严重不规则设计方案；其次是嵌固端设置问题，设计师有时候会忽视嵌固端与结构抗震缝设置、上下层刚度比限制以及结构整体计算之间的一致性而产生安全隐患。第三是超高问题，高层增加而使原本的设计产生质变，如荷载的取值、延性的要求以及材料性能等等，所以需要设计师在设计过程中严格控制各因素，以避免不安全的后果产生。2.分析与计算问题建筑结构的整体计算有其软件的选择：例如ETABS、TASA、SAP等等，选择不同的计算软件

7、，对于计算出来的结果都会有所差异。因此，设计者在设计前就应选择好适合的软件，避免因为计算的差异而产生不必要的安全隐患。振型数目在设计中也不可忽视，振型参数有其限值，与楼层的层数有关联，所以在设计时必须对该参数结果进行严格判断，调整振型数目取值。此外，非结构构件的计算与设计也应该纳入设计考虑的范畴。结构分开计算还是整体计算是工程师在进行高层建筑计算分析时必须考虑的问题这关系到振型参与系数、地震力的计算等等，有些建筑为了满足外观的美感而采用了不合理的非结构构件，并没经过计算处理而进行设计，最终导致整个建筑的失败。结构选型与结构设计分析

8、与计算问题是高层建筑中常见的两大问题，此外，高层建筑往往还在连梁超筋与轴压比的问题上出现纰漏，建筑无小事，设计的每一步，都需要建筑者的高度投入。7四、对高层建筑结构设计问题的控制高层建筑的结构设计是建筑设计师在设计工作中的难点，针对本文提及的结构型