浅谈高层建筑结构设计的分析3400字

1、浅谈高层建筑构造设计的分析3400字 摘要：随着高层建筑在我国的迅速开展，建筑高度的不断增加，建筑类型与功能愈来愈复杂。高层建筑作为特殊的建筑形式，加强其构造设计的理论讨论非常必要。建筑类型与功能越来越复杂，高层建筑的数量人口渐增多，高层建筑的构造体系也是越来越多样化，高层建筑构造设计也越来越成为高层建筑构造工程设计工作的难点与重点。本文分析了高层建筑构造形式特点的根底上，从不同角度对加强高层建筑构造设计的思路进展了分析。 毕业关键词：高层建筑 构造设计 设计分析前言 随着社会经济的迅速开展和建筑功能的多样化，城市人口的不断增多及建立用地日趋紧张和城市规划的需要，促使高层建筑得以快速开展。另一

2、方面由于轻质高强材料的开发及新的设计计算理论的开展，抗风和抗震理论的不断完善，加之新的施工技术和设备的不断涌现，特别是计算机的普及和应用以及构造分析手段的不断进步，为高层建筑迅速开展提供了必要的技术条件。1 高层建筑构造设计的意义及根据1.1概念设计的意义 高层建筑能做到构造功能与外部条件一致，充分展现先进的设计，发挥构造的功能并获得与经济性的协调，更好地解决构造处理，用概念设计来判断计算设计的合理性。1.2概念设计的根据 高层建筑构造总体系与各分体系的工作原理和力学性质，设计和构造处理原那么，计算程序的力学模型和功能，汲取或不断积累的理论经历。2 掌握高层建筑构造形式的特点2.1构造形式多样

3、化、复杂化 传统的高层构造型式有框架构造、剪力墙构造或筒体构造等，但随着建筑功能的提升，形式的多样化使得传统构造形式需要进一步更新。因此使用多种构造形式，或者在常用构造形式上补充其他构造，已经成为一种常见的方式。2.2节点形式和构造趋于复杂 高层建筑构造形式复杂，使得不通构件的连接节点变得复杂化。不同的构件形式，不通采用的构件连接方式决定了节点的类型，如刚接、铰接或滑动不同节点受力方式也会影响构造的设计要求，相对来说，节点设计成为了高层构造特别是钢构造高层构造平安的控制因素。2.3高度的增加带来侧向力的变化 高层建筑由于其高度的增加，使得有顶部传递给底部的重力荷载随之增加，使得竖向构造体系承受

4、了更多的载荷，对柱、墙等竖向支撑构件的要求更高。再者高度的增加必然会导致高层建筑侧向风荷载的增加，再加上地震荷载的共同作用，高层建筑荷载的侧向作用相比于传统建筑而言已经成为荷载控制的主导因素。而且侧向荷载对建筑物作用的效应不是线性的关系，对内力是平方的关系，对位移那么是4次方的关系，显然在侧向荷载作用之下，高层构造的程度荷载起了控制作用，因此必须严格控制侧面位移。对于低层、多层或高层建筑，其竖向和程度构造体系设计的根本原理是一样的。“效应，此时假设无视掉就必然使得塔楼的计算误差仍然有较大，从而导致构造出现不平安的隐患。3 高层建筑构造设计的特点 轴向变形不容无视：高层建筑中，竖向载荷很大，能在

5、柱中引起较大的轴向变形，对连续梁弯矩产生影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩减小，跨中正弯矩和端支座负弯矩值增大；此外还会对预测构件的下料长度产生影响，要求根据轴向变形计算值，对下料长度进展调整；另外对构件剪力和侧移产生影响，与考虑构件竖向变形比拟，会得出偏于不平安的结果。 3.1构造延性是重要设计指标：相对于底层建筑而言，高层建筑的构造更柔和一些，在地震作用下的变形更大一些。为了使高层建筑构造在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形才能，防止倒塌，特别需要在构造上采取恰当的措施，来保证构造具有足够的延性。 3.2程度荷载成为决定因素：一方面，因为高层建筑楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力

6、和弯矩的数值，仅与建筑高度的一次方成正比；而程度荷载对构造产生的倾覆力矩以及由此在竖构件中引起的轴力，是与楼房高度的两次方成正比；另一方面，对某一定高度楼房来说，竖向荷载大体上是定值，而作为程度荷载的风荷载和地震作用，其数值是随构造动力特性的不同而有较大幅度变化。4 高层建筑构造设计的几个问题4.1高层建筑构造受力性能 对于一个建筑物的最初的方案设计，建筑师考虑更多的是它的空间组成特点，而不是详细地确定它的详细构造。建筑物底面对建筑物空间形式的竖向稳定和程度方向的稳定都是非常重要的，由于建筑物是由一些大而重的构件所组成，因此构造必须能将它本身的重量传至地面，构造的荷载总是向下作用于地面的，而建

7、筑设计的一个根本要求就是要搞清楚所选择的体系中向下的作用力与地基土的承载力之间的关系，所以，在建筑设计的方案阶段，就必须对主要的承重柱和承重墙的数量和分布作出总体设想。4.2高层建筑构造设计中的改变问题 建筑构造的几何形心、刚度中心、构造重心即为建筑三心，在构造设计时要求建筑三心尽可能汇于一点，即三心合一。构造的改变问题就是指在构造设计过程中未做到三心合一，在程度荷载作用下构造发生改变振动效应。为防止建筑物因程度荷载作用而发生的改变破坏，应在构造设计时选择合理的构造形式和平面布局，尽可能地使建筑物做到三心合一。 在程度荷载作用下，高层建筑改变作用的大小取决于质量分布。为使楼层程度力作用沿平面分

8、布均匀，减轻构造的改变振动，应使建筑平面尽可能采用方形、矩形、圆形、正多边形等简单平面形式。在某些情况下，由于城市规划对街道景观的要求以及建筑场地的限制，高层建筑不可能全部采用简单平面形式，当需要采用不规那么L形、T形、十字形等比拟复杂的平面形式时，应将凸出局部厚度与宽度的比值控制在标准允许的范围之内，同时，在构造平面布置时，应尽可能使构造处于对称状态。4.3高层建筑构造设计中的侧移和振动周期 建筑构造的振动周期问题包含两方面：合理控制构造的自振周期；控制构造的自振周期使其尽可能错开始地的特征周期。 (1)构造自振周期 高层建筑的自振周期(T 1)宜在以下范围内： 框架构造：T1=(0.10.

9、15)N 框一剪、框筒构造：T1=(0.08-0.12)N 剪力墙、筒中筒构造：TI=(0.040.10)N N为构造层数。 构造的第二周期和第三周期宜在以下范围内： 第二周期：T2=(1315)T1；第三周期：T3(1517)T1。 (2)共振问题 当建筑场地发生地震时，假如建筑物的自振周期和场地的特征周期接近，建筑物和场地就会发生共振。因此在建筑方案设计时就应针对预估的建筑场地特征周期，通过调整构造的层数，选择适宜的构造类别和构造体系，扩大建筑物的自振周期与建筑场地特征周期的差异，防止共振的发生。 (3)程度位移特征 程度位移满足高层规程的要求，并不能说明该构造是合理的设计。同时还需要考虑

10、周期及地震力的大小等综合因素。因为构造抗震设计时，地震力的大小与构造刚度直接相关，当构造刚度小，构造并不合理时，由于地震力小那么构造位移也小，位移在标准允许范围内，此时并不能认为该构造合理。因为构造周期长、地震力小并不平安。其次，位移曲线应连续变化，除沿竖向发生刚度突变外。不应有明显的拐点或折点。一般情况下剪力墙构造的位移曲线应为弯曲型。框架构造的位移曲线应为剪切型t框一剪构造和框一筒构造的位移曲线应为弯剪型。4.4位移限值、剪重比及单位面积重度 (1)位移限值在构造整体计算的输出结果中，构造的侧移(包括层间位移和顶点位移)是一个重要的衡量标准，其数值大小从一个侧面反映出构造的整体刚度是否适宜

11、，过大或过小都说明构造刚度过小或过大(或者表达构造两个主轴方向的刚度是否平衡)，以致要引起设计者对其中的构造体系选择、构造的竖向及平面布置合理性的再考虑。 (2)剪重比及单位面积重度构造的剪重比(也即程度地震剪力系数)=VEKG是表达构造在地震作用下反响大小的一个指标其大小主要与构造地震设防烈度有关，其次与构造体型有关，当设防烈度为7、8、9度时，剪重比分别为0.012，0.0240.040；改变效应明显或根本周期3.5 s的构造剪重比那么分别为0.016，0.032，0.064。单位面积重度v0GA(kNm2)是衡量构造构件截面取值是否合理和楼层荷载数据输入是否正确的一个重要指标。式中的G由

12、以下几局部，即构造构件自重、楼面建筑面层及天棚抹灰(或吊顶)重、填充墙(包括抹面层)重和楼面使用荷载组成；A那么一般以地面以上的建筑面积总和计算，以便有一个相对准确的比拟标准。定性地分析比拟r 0值的大小，可得出以下结果，即一般内部隔墙多的建筑(比方住宅)大于间隔墙少的建筑(比方敝开式办公室)；层数多的建筑略大于层数少的同性质建筑设防烈度高的建筑大干设防烈度低的同性质同规模建筑，剪力墙多的建筑大于剪力墙少甚至仅为框架的建筑。一般高层建筑的单位面积重度在1018kNm2之间，除个别较特别的以外，多数在15kNm2左右。 以上两个指标不仅在施工图设计阶段，而且在初步设计阶段都是非常重要的数据，其数值正常与否从另一个侧面反映出构造体系的选择是否适宜，构造布置(包括构件截面确定)是否合理，电算数据输入是否正确，以及最后决定电算结果是否可信可用等，因此构造设计者对这两个指标切不可掉以轻心，更不可认为是无关紧要的。5 结语 总之，随着高层建筑规模和型式的不断开展，追求构造形式新颖、受力合理的目的将是构造设计工作者的目的和方向。作为构造工程师，高层建筑构造设计中应根据实际情况做好构造分析， 多做方案比拟，