高层建筑混凝土结构设计探究

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1、高层建筑混凝土结构设计探究　　【摘要】随着社会发展水平的不断进步，特别是一些高层建筑物的拔地而起，让高层建筑在城市中变得更加密集。为了有效的提高高层建筑物质量，本文研究了高层建筑物中混凝土的结构体系，分析了其结构设计的特点，并提出了相应的优化措施，更好的促进了高层建筑物的发展。【关键词】高层建筑；混凝土；结构设计1.前言近些年来，随着人类生活水平的不断提高，他们对自己的居住环境有了更高的要求，促进了高层建筑物的发展。高层建筑物的发展使城市面貌焕然一新，建筑物功能的多样化和复杂化也给高层建筑物设计者带来了严峻的挑战。高层建筑物的

2、发展，更好的促进了混凝土结构的发展，但是由于建筑物的设计越来越复杂，体积变得越来越大，工期变得越来越短，这样就要求设计者对建筑物的特点和结构进行细致的分析，并采取有效的措施进行解决。有效的保证高层建筑物顺利完工。2.高层建筑物的结构特点8在城市建设中，高层建筑可以有效的缓解城市用地紧张、房价高涨、环境限制等问题，但是高层建筑物过多又会形成热岛效应，建筑物的玻璃幕墙过多又会存在光污染的现象。因此这就要求我们采取有效的措施进行解决，更好的美化我们的环境。高层建筑的结构特点主要有以下几个方面。2.1框架结构目前我国高层建筑中的框架结

3、构一般为钢筋混凝土结构，它们主要是通过节点对梁和柱进行连接，框架结构方便室内的布置，具有一定的灵活性。但是框架结构由于具有较小的梁柱截面，抗震效果也较差，因此建筑物的高度就会受到一定的限制。2.2剪力墙结构在钢筋混凝土结构中，剪力墙结构的应用比较普遍，但是其存在的主要缺点是平面的布置不够灵活，剪力墙的间隔不能太远，不能很好的满足公共建筑的要求，并且剪力墙结构的重量比较大。2.3侧向力的影响侧向力对建筑物的结构变形、结构内力及土建造价都会产生一定的影响。高层和低层建筑物都要承载自身、雪载和活载等垂直方向的荷载，又要受到地震、风等

4、水平方向上的力。低层建筑物的水平荷载产生的位移和内力都比较小，一般可以忽略不计。但是，在高层建筑物中，水平荷载的内力和位移很大，并成为高层建筑中的主控因素。2.4结构应具备良好的延性8与低层建筑物相比，高层建筑物应该更柔一些，变形相对更大一些。建筑物的抗震主要取决于结构的变形能力和承载能力。为了使高层建筑物中的结构发生塑性变形之后仍具有一定的变形能力，其结构不仅要满足强度的需求，还要进行合理的设计，以此来提高建筑物的整体结构，更好的保证结构延性。2.5结构应该具有适宜的刚度随着我国高层建筑物高度的不断增加，其侧向位移也会迅速的

5、增大。因此高层建筑物在满足其强度的同时，也要具有适宜的刚度，并保证结构有合理的自震频率，将建筑物的水平位移控制在规定的范围内。3.高层建筑物结构分析3.1结构分析过程中的基本假定高层建筑物的结构是由剪力墙、框架和筒体通过水平楼板衔接形成的空间结构体系，在对建筑物的位移和内力进行计算时，必须引入相关的计算假定来简化计算模型。模型的简化程度一般由计算工具、原则和要求决定。一些结构分析中常用的假定如下。3.1.1结构材料工作状态假定8对建筑物结构的位移和内力采用线弹性假定分析，可使构件和结构处在相应的弹性工作状态，但是对于连梁和框架

6、梁等构件，一般假定为由于局部发生塑性变形而导致内力重新分布。建筑物结构在进行地震薄弱层计算时，一般假定为弹塑性分析方法。3.1.2小变形假定在建筑物结构分析过程中普遍采用的基本假定。但是一些人对建筑物结构的非线性问题（P-△效应）进行了研究，研究发现，当建筑物高度P与顶点水平位移△的比值△/P>1/500时，P-△效应的影响就不能被忽略了。3.1.3刚性楼板假定在对高层建筑物的位移和内力计算时，一般将楼板假定为具有无限的刚性，且平面外的刚度忽略不计。如果将建筑物的楼板假定为刚性，那么在进行设计时，就要采取相应的措施，有效的保证

7、楼板平面内的整体刚度。3.2建筑物结构的静力分析方法3.2.1框架-剪力墙结构对高层建筑物中框架-剪力墙结构进行水平内应力计算时，一般采用两步进行，首先求出水平力在剪力墙和框架之间的分配，然后在分别计算它们的内力。框架-剪力墙结构的计算方法一般将结构有效的转化为壁式框架，随后选用杆系结构矩阵法发进行求解。3.2.2筒体结构8筒体结构应该按照空间结构进行计算，其方法一般选用矩阵位移法求解，最后通过计算机程序实现。此外，在高层建筑物的设计阶段，也可以使用一些简单的计算方法对其进行估算。其简化的方法主要有a，平面展开矩阵位移法。b，

8、有线条分析法。c，等效弹性连续体法求解。d，空间薄壁柱-杆系矩阵位移法。4.高层建筑物混凝土结构设计的要求4.1混凝土结构设计的规则性在进行高层建筑物混凝土结构设计时，采用结构体系必须满足以下几方面要求：（1）具有必要的变形能力和承载能力。（2）尽量避免由于部分构件、结构的破