探析高层建筑的结构设计及计算

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1、探析高层建筑的结构设计及计算青海省建筑勘察设计研究院青海丙宁810001【摘要】城市化建设的快速推进，使得建筑体型日益复杂，规模越来越大，对结构设计人员的要求越来越高。因此在高层建筑结构设计过程中，结构设计人员不仅要对结构进行合理的布置，同时还需要结合当前相关规范规定要求进行结构设计以及计算，在保证结构的安全性情况下，还需要考虑到工程成木的要求。木文首先阐述了高层建筑结构设计的要点，结合工程实例，对高层建筑结构计算进行了探讨分析。【关键词】高层建筑；结构设计；要点；计算分析随着人们对建筑功能要求的日益越来越高，建筑类型和功能愈来愈复杂

2、,使得结构体系日趋多样化，出现了各种形式的多塔、错层、带转换层、楼板局部开大洞的结构类型。一、高层建筑结构设计的要点1、高层建筑结构设计过程中需要要考虑水平荷载的作用。高层建筑结构的构件在竖向荷载作用下（如恒载、活载）会产生轴力和弯矩，其弯矩与高度是一次方关系，但对于在水平荷载作用下，竖向构件的轴力和弯矩则与高度是二次方关系。显然对于高层结构来说，水平荷载作用下其对结构竖向构件的影响程度大于竖向荷载。另外，从结构效应角度分析，竖向荷载对结构构件的影响效应基木上是定值，但对于水平荷载，其对结构构件的影响确实非定值，与结构的动力特性有很多

3、关系，不同的结构特性所产生的水平荷载效应会出现很大的不同，因此对于结构设计中，设计人员应对水平荷载效应进行严密的计算和分析。2、高层建筑结构设计过程中应当考虑到结构构件竖向荷载所产牛.的竖向变形。鉴于对于承受较大竖向荷载的构件，其会产生相应的轴向变形，当构件承受一定量轴向变形后，会导致连续梁的受弯状态出现不同程度的变化，尤其是会明显减小连续梁中间支座的负弯矩。另外对于预制构件的下料长度，也应当考虑到轴向变形的影响，设计人员应根据轴向变形的数值，对下料长度进行适当的调整。3、高层建筑结构设计过程中应考虑结构的延性问题。随着建筑高度的增加

4、，苏对结构的柔性产生较大影响，建筑高度越大，结构越是显得柔，越柔的结构就会使得结构产生较大的变形，越人的结构变形就会导致结构较快地进入塑性阶段，最终导致结构出现倒塌问题。因此结构设计吋应当确保结构具奋足够的延性，具体可通过对结构采取一定的工艺和技术措施从各方面来奋效地增加结构的延性。另外，鉴于随着高度增加，水平荷载会对结构产生较大的水平侧移，因此应当考虑到严格控制建筑结构的侧移变形，应把结构的侧向位移控制的规范允许的范围内。二、结合某工程对高层建筑结构计算的分析1、某高层建筑结构的概述。某高层建筑结构地上建筑层数为20层，同吋有一层地

5、下室，建筑高度为75m，长宽比为3.7〜7.5，高宽比为5.5〜10.0之间，建筑总面积达到25万m2。本结构地处地势平坦区域，地基表面的土层基本为人工填土，填土下面则为沉积土，水平和竖向两个方面的土分别较为均匀，根据本地区的规范要求，本工程为6度抗震，场地类别为三类，基本风压取为0.45kN/m2o2、基础设汁计算分析。在高层建筑结构设汁过程中，要充分了解地质勘察的结果，通过承载力的计算，本工程的基础采用梁板式筏形基础，基础双向同吋配置有梁，X方向的梁尺寸为900×1800,丫方向梁的尺T有两种，分别为1000&tim

6、es;2000或1800×2000,根据受力的不同，合理进行梁的布置。筒内电梯基坑和集水井会产生一定的沉降，这导致了在主梁的布置吋，遇到沉降的部位难以进行贯通，简体局部变形部位的竖向荷载相对较大，因此在设计基础板厚吋，考虑增加简体四周的板厚，其值取为1.5m,而其他部位的板厚则取为1.0m。在本工程中是采用软件进行基础的计算的，计算吋基础采用的计算模型为弹性地基梁板，为了确保计算结构的精确度，应特别注意各种先进技术资料的收集和整理。3、主体结构设计的计算分析。鉴于本高层建筑结构的高度为75m，通过方案比较分析，本结构类型采

7、用现浇钢筋混凝上框架一剪力墙结构体系。对布置本结构的剪力墙时，充分考虑建筑使用功能要求，对剪力墙的布置位置以及竖向进行合理设计，而且剪力墙尽可能地布置在结构周边位置，使得剪力墙奋效地满足抗侧力要求同吋有效地起到抗扭效果。冋吋剪力墙的布置可以形成筒体结构，在简体周围可以合理的布置框架柱。同吋对本结构的楼层主次梁的布置是沿着丫方向，这是为了满足使用功能的要求和楼高的限制，这样右利于提高楼层的净高，降低主梁的高度。本工程结构的嵌固端位于地下室的顶板，因此对于板厚选取吋，应充分考虑板承载力以及嵌固的刚度要求，选取板厚为180mm，对板采取双层

8、双向拉通配置。4、框支层结构的设计。（1）框支柱的设计。鉴于控制框支柱的轴压比为0.6，本工程所采用的框支柱截面形式冇多种，为1300×1300或1300×2300等几种红形式。在设计中，通过相砬