中高层建筑结构体系优选的探讨

1、中高层建筑结构体系优选的探讨 【摘要】随着我国建筑业迅速发展，对建筑功能和建筑艺术的要求不断提高。同时，建筑结构设计理论日趋完善，结构计算的方法与技术也得到了进一步的创新与改进，中高层建筑可实现不同结构体系。在新形势下，对建筑结构体系进行合理的优选具有重要的现实意义。本文通过对中高层建筑的基本结构体系内容、影响因素以及布置原则进行有效分析，进一步对中高层建筑结构体系的方案优选方法进行深入探讨。 【关键词】中高层建筑；结构体系；优选探讨 由于我国在中高层建筑的设计施工方面起步较晚，设计经验不足在一定程度上影响到建筑结构的优化选型。建筑结构体系的不合理布置影响了经济性，同时对建筑功能造成了一定的影

2、响。因此，我们应充分了解高层建筑各主要结构类型的结构特点、适用范围等，采用先进的结构理念和精确的计算方法，分析比较综合经济效益，正确处理建筑结构体系的选型问题，实现安全可靠、经济实用的中高层建筑结构设计。 一、中高层建筑的基本结构体系 （一）框架结构体系 框架结构体系是指在纵横两个方向利用梁柱组成的框架体系，能够同时承受水平荷载与竖向荷载和，其主要优点是建筑的平面布置比较灵活，能够形成较大的建筑空间，且建筑立面的处理工作也较为容易；然而，框架结构侧向刚度较小。一旦建筑的层数过多，就会使其在水平力作用下产生过大的侧移，进而引起非结构性构件的破坏，使其不能够正常使用。 （二）框剪结构体系 框架-剪

3、力墙结构的主要是框架结构中布置一定数量的剪力墙，是框架结构和剪力墙结构的优化结合。由于两种结构协同工作变形协调，形成了弯剪变形，从而减小了结构的位移比，使结构的侧向刚度得到了提高。但是由于框架部分的影响，其结构自重较大，适用高度受限。 （三）剪力墙结构体系 通常情况下，我们把由纵横向墙体所组成的抗力体系叫做剪力墙体系。建筑物中的竖向承重构件主要由墙体承担时，这种墙体既承担竖向荷载，同时承担风力或地震作用传来的水平荷载。当墙体处于建筑物中合适的位置时，能起到对空间的分割作用。该体系的缺点是剪力墙的间距有一定限制，故不可能开间太大，对需要大空间时就不太适用。 结构设计时需要充分考虑结构的扭转效应，

4、在两个互相垂直的方向上都设置上相应的剪力墙结构，并要求墙体能够做到上下对齐，避免产生刚度突变现象1。 （四）筒体结构体系 筒体结构，是指由一个或几个筒体作竖向承重结构的高层屋结构体系。一般来说，筒体结构可分为框架-核心筒结构、筒中筒和多筒结构等。采用这种体系的建筑，其平面最好是正方形或者接近正方形。 筒体体系适用于层数较多的高层建筑。当高度较高时，宜采用外框架、内核芯筒结构；再高时，则最好采用筒中筒结构，即采用外框架筒和内核芯筒结构。这类结构外框架筒可以开窗，以满足采光要求，在内筒中布置电梯井、管道竖并及生活间等。 （五）混合结构体系 多种不同材料构件组成的结构体系称为混合结构体系。采用混合结

5、构体系，实际上是各种构件的优化组合。 型钢混凝土构件是在混凝土中主要配置型钢（包括轧钢型钢与焊接型钢）的构件。一般也配置一些构造钢筋及辅助受力钢筋，型钢混凝土可制作成柱、梁、剪力墙、筒体等。它们的特点是强度高、刚度大、断面小、延性与抗震性能好，防火性能好等。 钢管混凝土是指在钢管中填充混凝土而形成、且钢管及其核心混凝土能共同承受外荷载作用的结构构件。钢管混凝土在结构上能够将钢管、混凝土二者的优点结合在一起，提高混凝土抗压强度和钢管的刚度，从而大大地提高了承载力。钢管混凝土作为一种新兴的组合结构，主要以轴心受压和作用力偏心较小的受压构件为主，被广泛使用于框架结构中（如厂房和高层）。 二、中高层建

6、筑结构体系的影响因素与布置原则 （一）影响中高层建筑结构体系的优选的因素 在进行中高层建筑结构体系的结构优选中，由于设计师的设计经验不足、结构设计概念不清晰以及对整体建筑形式把控不足，使其对建筑结构的选型产生一定影响，不能做到安全和经济性并重，不能最大程度的实现建筑功能、适用建筑空间和建筑美观要求。 （二）中高层建筑结构体系的优选原则 1、结构构件的布置原则 平面布置：在进行房屋结构的构建时，要尽可能的实现平面的整齐与均匀， 根据房间的布局要求，从技术、经济的角度校核各构件的合适性。 竖向布置：要充分考虑各结构体系的优缺点。根据剪力墙、框架柱等的受力 特点，从建筑高度、建筑空间以及结构受力上考

7、虑合理选用侧向刚度和承载力沿竖向均匀变化、无突变的竖向构件。 2、安全与经济性并重的原则 首先，从结构体系选型中，在通过对某建筑采用不同的结构布置，从周期比、位移比、振型数、刚度比等主要控制指标进行分析，在结构造型、经济性方面做出对比总结，以期设计出安全性高、经济合理的建筑。 其次，建筑的强度与成本的比较。如在混凝土结构设计中，衡量钢筋的经济性指标，选择较为协调的混凝土结构设计模式，利用具体的价格与强度比来体现混凝土结构经济性和安全性。 3、建筑的功能的最大化原则 结构布置时，充分考虑建筑的楼层数以及建筑物的高度，充分结合办公楼，酒店，住宅，商业建筑等的实际特征，来满足不同建筑的使用需求，来进

8、一步提高建筑物的经济合理性等3。这个环节，最重要的是读透建筑图，甚至跨专业进行细化设计，将建筑当作艺品来创作。 三.中高层建筑结构体系应符合时代需求 随着科技的发展，不断有新材料、新工艺的涌现。结合日趋完善的结构设计理论，我们不仅可以挑战特别高耸、特大跨度、特别新颖的结构形式，更体现在结构设计和施工中贯彻壳持续发展的理念，综合考虑美学、社会、环境的要求。 社会的发展与时代的变化将会进一步促进建筑的复杂化与多样化。结构体系选型应能够更好的满足建筑结构在功能性与艺术性的需要，同时兼顾经济效益和环境效益，使其能够更好的顺应时代发展潮流，对其进行不断的创新与完善，使得中高层建筑的结构能够更加完善，更加符合时代需要。 参考文献： 1沈荣丽，张伟杰.模糊数学方法论优选高层建筑结构体系j.中华民