实例分析高层建筑结构的设计理念

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1、实例分析高层建筑结构的设计理念李金石茂名市世源建筑设计有限公司525000摘要：高层建筑作为城市发展的标志性建筑己经凸显出其重要性。而建筑向高层发展也是城市现代化建设的一个明显特点，相比于传统建筑具有层数高、体积大、空间大等优势。这种建筑特点势必也会给建筑结构的设计带来更严峻的挑战。木文将结合实例，对高层建筑中的结构设计分析、位移比、剪切比、周期比等重要指标进行研宄介绍，以期分析高层建筑结构的设计理念关键词：高层建筑;建筑结构；设计理念；实例分析1、引言高层建筑可以为日益加剧土地面积稀少提供足够的生存空间，可以有效地减少人U增长和土地不变之间的矛盾，也能从社会功能上满足大众需求。高层建筑虽然

2、在各方面都有这样不同的优势，但其对建筑结构要求也提出了更高的挑战。比如在要求只备足够的抗震强度，抵抗大风的强度，防火设计等级要明显高于一般建筑。高层建筑高度较高，承载力大，对建筑结构上要求具有一定的刚度、延性，因此在设计、材料选择、施工工艺、成木上都需考虑周全。2、高层建筑结构特点2.1水平载荷影响对于较低层设计的楼房来说，水平载荷的影响是较小的故而对建筑的结构也影响较小，受到的垂直荷载较大。对于高层建筑来说，水平载荷的影响就显得至关重要，而且随着建筑层数、高度的增加，水平载荷的作用会越发明显，由水平载荷作用影响下建筑产生的水平位移增大，在建筑结构设计上就要求有足够的刚度来抵抗侧向位移，或是

3、将位移控制在一定的范围内，保证建筑的安全性和舒适性。2.2竖直载荷影响对于高层建筑除了水平载荷的影响外，竖直方向的重力影响也是不可忽视的一点。由于高层建筑的轴力值大，沿着建筑高度方向积累的轴向形变显著，其会影响整体载荷在整栋建筑中的分布，一般情况下建筑设计上会使得水平或是侧向载荷最终转变为竖直向载荷，若发生轴向形变则容易引发载荷分布不均，会导致轴向压缩变形。2.3建筑结构整体刚度的影响除了上述两种载荷的影响外，还需要考虑到建筑的抗震能力。高层建筑的刚性结构决定了在抗震中吸收与释放能量的大小。刚性结构能在地震中吸收大量的能量，释放较小的能力，柔性结构则相反。故而在结构设计中还需考虑到抗震设计，

4、保证建筑的使用寿命和安全。3、高层建筑结构特点3.1框架体系框架体系是传统的建筑结构承重体系，其是由楼板、柱、梁和基础承重构件组成。此体系具冇建筑平面布置较灵活的的特点，且结构自重较轻，但是其抗侧向能力不强，在水平载荷和地震中容易遭到破坏，通常使用于建筑高度较低的建筑中。3.2剪力墙体系为了提高高层建筑的抗侧向力的刚度，0前采用剪力墙结构来保障建筑承受侧向水平载荷的作用吋的强度。剪力墙是建筑的竖向承重结构均有剪力墙组成，以此来承受建筑受到的侧向水平载荷和竖直载荷。由于该体系具有刚性好、形变小，而且可以冇效的减少建筑中承重柱的数量，在一定程度上使实际面积增加，美观内部空间的效果己经被大量应用在

5、高层建筑和需要考虑内部空间美观设计的建筑中。3.3混合体系在框架体系中通过设置剪力墙可以冇效的抵抗水平载荷的作用,利用框架和剪力墙构成整体结构，使建筑的水平载荷由剪力墙承担主要部分，框架承担小部分的水平荷载。由于具备了两种体系的优势，苏刚度和强度都大大提高，该方法适用于在重灾区进行高层建筑时采用，而且通过结构优化来美观框架体系的承重柱。此外还奋一种结构是通过框架和剪力墙组合形成简状结构，将楼板与筒状结构相互连接形成一个整体，构成承重支架。无论从哪个方面受力该结构都可以有效的分摊抗变形。4、某高层建筑实例分析某商业塔楼建筑高度为98.2米，地上设计为25层，地下设计为3层，塔楼周边设计有裙楼高

6、度为19米，工程级别为一级，本工程地质勘査符合工程建筑设计要求。设计上部结构载荷人，塔楼的最人单柱载荷为18000kN,裙楼的最大单柱载荷为8000kN。由于高层建筑设计主要考虑水平载荷对建筑的影响，本商业楼按照相关标准进行抗震设防，抗震设防烈度为7°。设计使用年限为50年，建筑结构安全等级为二级，因地震产生的加速度取0.05g,设计地震为一级。取基本风压为0.3KN/m2,考虑地震、水平载荷和重力载荷的共同影响进行设计。考虑到该塔楼的使用状况和使用要求确定承重结构体系为：框架-剪力墙混合体系；抗震结构为：框架与剪力墙均为一级。确定了结构体系后则应该根据内部使用功能进行平面布置，选择

7、承重构件的尺寸、混凝土等级、钢筋规格等。在地震时剪力墙承受地震水平方向应力，框架体系同样要承受地震水平向应力，则在框架设计机构中应加强抗水平力的强度。在实际选取中应选择较高规定要求，即对框架数量从建筑上层向下由变化吋，应取每段最下一层的结构对应的地震标准应力作为总剪切力，每段框架中所承受的最大地震剪切力应取最大值。过大的偏心会导致整体结构产生较大的扭转力，冋吋为了考虑到地震效应偶然偏心的影响，该建筑高度属于A