试析高层建筑结构设计与高层建筑结构方案的合理性 李宏升.docVIP

精品论文 参考文献 试析高层建筑结构设计与高层建筑结构方案的合理性 李宏升 黑龙江省建筑设计研究院 摘要：在高层建筑工程建设过程中，为切实提高高层建筑结构的稳定性，应当充分做好结构设计与结构方案管理，全面提高高层建筑投入使用后的稳定性。本文简要探讨高层建筑结构设计与高层建筑结构方案的合理性，从整体上推进建筑行业的发展。 关键词：高层建筑；结构设计；结构方案；合理性 近年来高层建筑不断发展，大多采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构及钢筋混凝土剪力墙结构，结构设计与结构方案的合理性，直接关系着高层建筑结构的安全性和经济性，因此加大力度对高层建筑结构设计及高层建筑结构方案的合理性和有效性进行分析和研究，具有重要的现实意义。 1、高层建筑结构体系的对比分析 高层建筑内部空间因其使用性质和功能不同，建筑平面布置也就随之变化。随着结构技术的发展，一些较新颖结构体系的运用，如悬挂、巨型、悬挑等结构，为满足各种使用功能要求创造了有利的条件。这些体系的新特点也是当今建筑设计的一种新型突破。 1.1矩型结构 在高层建筑中，常见的矩型结构主要有两种，一是矩型框架结构、二是矩型桁架结构。其中，矩型框架结构主要由楼、电梯井组成，以大尺寸箱形截面矩型柱或大截面实体柱为主要表现形式，并基于一定标准设置高度一致的矩形梁。在高层建筑中，矩型框架结构的组成具有一定特殊性，因而其具备较大刚度，作为高层建筑的一级结构，能够承受高层建筑的水平力和竖向荷载。在矩型结构高层建筑中，以上下层矩型框架梁之间的楼层梁柱作为二级结构，其构件面积较小，有效使用面积有限，实际承受的荷载较小，在承受荷载后直接将其传送至刚度较大的一级结构，有效的提高了高层建筑结构的灵活性和有效性。矩型桁架结构在实际应用中主要以悬臂桁架承受来自水平和竖向的荷载作用，以保证高层建筑结构的稳定性。 1.2悬挂结构 所谓悬挂结构，是一种悬挂式的建筑结构体系，以吊杆作为主要材料，以主构架为依托，将高层建筑各层楼盖进行分段悬挂。悬挂结构形式简单，其主框架处于落地状态，并且承受全部竖向与侧向荷载，并传输至高层建筑基础，悬挂结构的其余部位均以吊挂状态存在。 1.3悬挑结构 造型特殊，在外观上比较新颖，并很有艺术特色，再加上外柱截面小、且四面周围开敞，这样的设计结构很受欢迎。其特点是围绕核心筒在各个方面作出悬挑，由核心承受所有的荷载，围绕核心筒可以创造出没有任何垂直支撑的平面形式，这使室内空间的使用更加灵活、方便。 2、高层建筑结构设计的特点 2.1轴向变形的特点 多层建筑的轴向变形，与弯矩存在一定联系，就总体情况来看，轴力对低层建筑的影响较小，但对高层建筑影响较大，是高层建筑结构控制的重要因素。基于高层建筑结构构件位移相关计算公式可知，随着高层建筑高度的不断增加，轴的力度数不断升高，轴向变形明显，此种情况下，高层建筑结构内力的数值以及结构内部分布状态等均发生较大变化。尤其是在框-墙结构的高层建筑和框架墙结构的高层建筑中，连续性弯矩的影响较大，高层建筑中柱承受较大的轴压，远远高于高层建筑边柱所承受的压力。由此可知，高层建筑轴向变形的差别数值明显高于低层建筑和多层建筑，连续梁之间支座弯矩的数值较小，跨中正弯矩数值较大。 2.2结构的延性特点 在地震等自然现象的作用下，高层建筑结构往往会发生一定程度的变形，为进一步提高高层建筑在经受塑性变形后的形变能力，应当加强高层建筑结构设计的合理性，积极运用合理的措施，最大程度上避免建筑出现倒塌现象，全面提高高层建筑结构的延性，切实保证高层建筑投入使用后的安全性和可靠性。 2.3承受较大的水平荷载作用 高层建筑往往承受较大的荷载作用，包括垂直荷载和水平荷载，以及地震对建筑物的实际影响。通常情况下，低层和多层建筑结构中，其实际承受的重力荷载与地震影响相比，水平荷载相对较小，侧向位移较小。而高层建筑中，其垂直荷载对建筑结构影响较大，但高层建筑始终承受较大的水平荷载作用，并且水平荷载与建筑高度之间成正相关关系，随着高层建筑层数及高度的不断增加，高层建筑水平荷载作用和位移均明显增大。 2.4侧移的特点 就侧移方面来看，高层建筑与低层建筑和多层建筑存在一定差异，结构侧移在高层建筑结构设计中占据着重要的地位，尤其是高层建筑楼层数量的不断增加，其高度不断加大，高层建筑结构所承受的水平荷载作用明显加大，侧向变形也随着增大。因此应当加强高层建筑结构的强度设计，确保其满足高层建筑结构稳定性的基本