高层建筑结构设计要点总结.doc

高层建筑结构设计要点总结【摘 要】随着城市化进程的加快，为了使空间加大利用，我国房屋结构已经由单层向多层、高层发展，从传统的砖混结构改变为高层的框架、剪力墙及筒体结构，以此获得更大、更灵活、更自由的空间，可以满足更多用户需求。高层建筑结构设计要随之制定科学合理的设计方案，解决结构设计中存在的一些问题，使我国高层建筑得到稳定的发展。本文根据笔者工作实践，对高层建筑结构设计的定义及特点、高层建筑结构设计要点进行了分析和探讨。【关键词】高层 建筑 结构 设计1 高层建筑结构设计的定义及特点高层建筑结构设计，普遍采用的是钢与钢筋混凝土作为基本材料。钢筋混凝土具有造价低、耐久性好、可塑性优良等特点，可以实现结构设计师的各种创意设计，还能有效的节省钢材。钢筋混凝土结构在耐久性与耐火性与承载能力方面有着明显的优势。并且通过建筑设计师的巧妙设计，还能实现非常理想的抗震性。钢筋混凝土结构也有一些缺点，例如：断面大、自重大，而且费模费工。使用钢材作为基本材料，具有强度大、韧性大和易于加工等特点。高层建筑使用钢结构与钢筋混凝土结构相比，具有断面小、自重轻和抗震性能良好等优势。尤其钢结构的构件可以在工厂加工完成后运到施工现场装配，将工期大大缩短。使用钢材作为高层建筑的材料也有很大的缺点，用钢量过大，使工程造价提高，并且钢结构并不具备良好的耐火性，需要额外增加大量的防火涂料，耐腐蚀性差，耐久性差等，这就使工程的工程造价增加很多。通过以上分析可以看出，钢筋结构与钢筋混凝土结构各有不同的优点和缺点，所以，比较理想的高层建筑结构形式就是将钢结构与钢筋混凝土结构进行有效的组合使用，通过优势与劣势的互补，使高层建筑取得最佳的经济效益和质量。目前我国高层建筑结构设计的特点为以下几点：1.1 框架结构早期的高层建筑普遍使用框架结构，梁和柱以铰接或者刚接的方式进行结构的搭建，框架结构的建筑空间有很高(本文来自：www.bdFqY.cOM 千 叶帆文 摘:高层建筑结构设计要点总结)的灵活性，但是，由于竖向构件截面积小，不具有很高的抗震能力，所以，框架结构只能应用于抗震要求不高的小型建筑。1.2 剪力墙结构剪力墙结构是通过钢筋混凝土墙板实现水平和竖向力的承重。一般情况下，使用双向或者多向的布置，可以有效承受竖向荷载与相应地震方向传来的水平荷载，通过有针对性的布置剪力墙，可提高结构某个方向的抗侧力性能。而钢筋混凝土墙板需要保持竖向设置的稳定性与整体性，所以对建筑层高有相应要求。剪力墙结构受力体系需要满足一定的间距要求，这就在很大程度上限制了建筑空间的灵活性。1.3 框剪结构框剪结构是将框架结构与剪力墙结构组合使用的结构体系。充分发挥其各自不同的优点，两种结构形式配合使用，既能互相补充，又能弥补各自的不足。克服框架结构缺乏较强抗震性和剪力墙结构缺乏灵活性的缺点，是我国高层建筑普遍应用的结构形式。1.4 筒体结构筒体结构有框筒或筒中筒等，竖向筒体承受大部分水平和竖向的荷载。筒体结构是从框架结构与剪力墙结构发展起来的，一般内筒体具有封闭性，可以使受力能力大大提高，受力更加明确，实现高层建筑高度的增加。2.高层建筑结构设计要点总结2.1选用适当的计算假定计算假定是进行结构计算的重要基础，为确保结构安全必须要制定合理的计算简图，一旦假定选用不科学，那幺必然会导致结构设计不经济的现象出现，严重时甚至会导致安全事故的发生。除此之外，计算假定还应该要同构造措施相适应，尽量使实际构造形式满足计算结果。2.2选择合适的基础方案在结构基础设计中会受到各方面因素的影响，如工程地质条件、结构形式、荷载分布、施工条件等都会对结构基础设计造成影响。因此在结构基础的设计时必须要对各方面因素进行综合考虑，充分发挥出地基承载力优势，确保基础方案的经济合理性。就一般建筑物而言，结构基础设计主要是承载力控制，而对于高层建筑，尚应根据变形验算、稳定性验算和抗浮等指标进行控制。其次，在基础设计上要严格按照地质勘探报告的要求，结合实地考察，充分考虑地基中各类不利因素进行基础设计，情况较为特殊时还可要求进行补充勘查。一般情况下对于同一结构单元不应采用多种基础形式。2.3 结构的超高问题超高层建筑结构设计规范、抗震规范当中对结构总高度给出了限制，尤其是近年来修订的新规范标准在超高问题上，将限定高度分为了A级和B级两种，A、B二级高度不论是在结构设计方法还是在处理措施上都存在较大差异。但实际工程发现，在设计工作当中很多设计师并没有重视此类问题，导致设计缺陷，从而严重影响建筑质量、施工进度及建筑物的整体规划，付出了巨大代价。2.4 短肢剪力墙的设置问题钢筋混凝土结构设计规范当中明确提出：“短肢剪力墙墙肢界面高厚比为5：8”，同时根据大量的试验与数据分析结果，短肢剪力墙的抗震性能较低，在高层建筑设计中应尽量避免短肢剪力墙的设置。避免设计给后续工作带来不必要的问题。2.5 高层建筑平面以及立面的规则性在进行建筑结构的设计中，应该保证建筑平面和立面的规则性。在建筑抗震设计中，使结构的刚度中心与质量中心相重合，以达到建筑平面与立面规则、简洁的效果，避免在地震中建筑结构发生的扭转破坏。在建筑物设计前，尚应按国家或地方规定要求，对建筑物平面和竖向规则性进行判定，规避异形或不规则平面；对于建筑的立面设计，要避免有突变的阶梯立面出现，降低建筑的重心，避免在地震中出现鞭梢效应。建筑物的高度与地震造成的损害呈现正比关系，所以，在高层建筑设计过程中应根据层数和高度做相应的加强措施。在保证建筑平面与立面的平整要求后，还应该考虑建筑设计的外观造型上美观、大方。这样既能达到抗震效果，又能符合建筑的使用条件。2.6 建筑结构应合理的选择和布置在建筑结构的选型上要根据许多综合因素考虑，这些因素包括建筑的高度、建筑用途、设防烈度、地基基础、市场材料、施工因素、环境场地等，还要对经济技术和经济条件进行比选后确定建筑选型。对于建筑结构的布置方面，应该遵循“平面对称、竖面均匀”的原则。还应该注意的是，纯框架高层建筑中，要考虑楼梯提供的刚度，避免考虑不周。2.7 保障建筑结构的整体性只有保证建筑结构的整体性，在发生地震时建筑结构的各个部件才能相互协同工作，使建筑结构的抗震效果更加显着。建筑结构的抗震性能是由结构整体刚度以及整体的稳定性决定的，在高层建筑设计中使用钢结构、型钢混凝土结构或现浇钢筋混凝土结构，可以实现结构的整体稳定性，这几种结构形式具有整体性好、水平刚度大等优点，使用这几种结构可有效降低震害，保证人民生产生活安全。3. 结语近年来我国的经济建设快速发展，人民的住房需求不断提高带动着建筑开发项目的增多，建筑结构的设计也越来越复杂。目前我国的高层建筑结构设计还存在很多的不足之处，在结构设计中，要摒弃盲目追求高层建筑时尚外观的思想，保证结构的安全性和可靠性，保证建筑的整体质量，并满足人们对建筑的功能需求。参考文献：1卢晓轩.论高层建筑工程结构设