高层建筑中结构设计方面相关问题浅谈

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1、高层建筑中结构设计方面相关问题浅谈　　摘要本文围绕高层建筑结构，首先总结了高层建筑结构的结构体系类型，对高层建筑结构设计的特点进行了说明，继而对高层结构选型、建筑基础、变形缝的设置等相关问题进行了研究分析，为实际高层建筑结构分析与设计提供一定参考。关键词高层建筑，结构设计、结构体系、结构类型中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A文章编号：0概述近年来，随着国内国内人口以及城市化进程的不断加快，导致城市人口数量激增，城市土地建设资源日趋紧张。为了满足不断膨胀的建筑需求，适应现代社会高效率、快节奏的要求，建筑层数在不断增加，高层建筑群也犹如雨后春笋一般

2、。高层建筑的结构形式不断创新，一系列新兴结构设计方案迅猛呈现。同时其结构体系也越来越复杂，建筑的使用功能等趋于多样化。结构设计关系到整个建筑的经济性与安全性，也决定了建筑的感官特点，成为高层建筑设计的重中之重。7因此，我们只有掌握了建筑结构体系的特点，才能更好使设计达到最理想标准。本文就高层建筑结构的结构体系类型以及高层建筑结构设计的特点进行说明，对高层结构选型、建筑基础、变形缝的设置以及剪力墙的构造等相关问题进行初步分析，为实际高层建筑结构设计提供一定参考。1高层建筑的结构类型及特点目前，世界各国对高层建筑的高度标准还未形成统一的规定。我国《民用建筑设

3、计通则》（GB50352-2005）将10层及10层以上的建筑与高度超过24m的公共建筑和综合性建筑称为高层建筑。随着高层建筑迅速发展，结构形式不断丰富。，目前主要结构形式及特点如下：（1）框架结构框架结构是高层建筑最初采用的结构类型。结构体系由梁和柱以刚接或者铰接相连接而成。由梁柱组成的单元抵抗建筑所承受的水平、竖向荷载，属于一种平面受力体系。框架结构体系可以构建灵活的建筑空间，但由于框架梁柱截面较小，在抗震方面表现较差，主要应用于对于抗震设防要求低、高度较小的建筑。（2）剪力墙结构剪力墙结构是用钢筋混凝土墙承受竖向和侧向力的钢筋混凝土结构体系。由于竖

4、向的钢筋混凝土墙板具有很好的整体性及侧向稳定性，可以适用于较高建筑。剪力墙结构的受力体系为剪力墙，要满足间距的要求，限制了建筑的空间灵活性。（3）框剪结构7框剪结构是框架于剪力墙结构的融合体，在一定程度上弥补了框架结构受力性能差和剪力墙结构空间布置不够灵活的缺点。目前在我国的较高层建筑中得到了广泛应用。（4）筒体结构筒体结构由竖向筒体承受竖向、和水平荷载的结构体系，是框架和剪力墙体系的演变体。框架或剪刀墙所围成的筒状封闭体系在受力方面具有更强的优越性，使建筑的高度进一步得到增大。（5）其它巨型结构和组合结构为了满足建筑高度的不断提高和建筑使用功能的要求，

5、特巨型结构(巨型梁巨型柱和巨型支撑)被研究应用。另外，随着建筑体系的不断完善，不同结构形式相互融合取长补短，形成了基本结构体系的组合结构体系，如框架-核心筒结构等。2高层建筑结构设计的特点从所受荷载角度而言多层结构与高层结构没有分别，但是由于高层结构体系的复杂性，构造特性有其独特的特点，从而其设计原理及设计方法侧重点等也不相同。2.1水平荷载是设计关键因素7竖向力与建筑高度成线性比例关系，而水平荷载对建筑产生的倾覆弯矩却成级数增长。高层建筑高度较大，风荷载和地震作用所产生的水平荷载，将会引起建筑结构构件内力的激增，并造成建筑整体位移很大。这就要求构件具有

6、更高的承受荷载的能力。结构形式不同，建筑自身的结构动力特性等也有很大变化。因此，随着高度的增加，水平荷载将成为控制因素。2.2考虑轴向变形的影响建筑高度越大产生的竖向荷载越大，作为竖向荷载的受力构件，柱子会发生较大的竖向变形。而梁柱做为受力体系，变形的发生会造成内力的重分布。连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩和端支座负弯矩值增大，这种影响同时会使梁的长度发生变化。因此在进行构件截面以及预制构件尺寸设计时，如果忽略轴向变形的影响将会偏于危险。2.3侧移成为设计的控制指标建筑楼层较少时，总体移动较小。而当建筑高度达到一定程度，结构的整体刚度降低，在水

7、平荷载的影响下，整体会产生很大侧移，这会大大影响人们的使用舒适感。另外，由于建筑侧移所产生的结构内力会使建筑产生裂缝以及结构损伤。因而，应高层建筑结构设计中药对结构的侧移进行控制。2.4结构延性是结构设计的重要指标7在竖向长度的增加造成高层建筑柔度大，在相同的荷载作用下，其水平和竖向变形都将不可忽视。为了避免结构在遭受高强荷载作用时，由于变形较大而发生倒塌，在结构设计时采取合理的构造措施，使塑性阶段后期建筑仍能承受较强的延性。3.高层建筑设计相关问题分析高层建筑设计时，需要根据建筑所处的场地类型、所受荷载以及水文地质等工程状况，合理选用建筑形式、基础类型

8、以及变形缝设置等进行研究，以确定合理可行且经济的方案。3.1结构选型结构体系是抵