结构选型在高层建筑设计中的重要性

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高层建筑结构选型的主要内容与要求

高层建筑结构选型的主要内容与要求

高层建筑结构选型的主要内容与要求摘要:在高层建筑设计中,结构设计赋予建筑物一个支撑骨架,结构设计不仅仅关系到建筑物的空间性以及合理性,同时还直接影响建筑物的安全性。

关注建筑物能否实现预定功能和能否达到预期的经济效益,根据工作实践经验。

高层建筑结构选型要从实际情况出发,要保证建筑的安全性和可靠性。

处理高层建筑结构体系选型问题这对于高层建筑设计、施工使用都是十分重要。

在目前,高层建筑结构选型普遍不重视结构选型的决策工作,同时自身也是缺乏完成和统一的整体,仅上部结构土建造价单一或者几个易于转换成计量单位评估定量指标进行决策。

因此,高层建筑结构选型存在以下几个问题。

影响因素不确定,结构选型决策工作具有很强的综合性,自身包含大量的确定和不确定因素,在多种因素的共同作用下结果决定结构型式,这也需要对诸多因素进行大量分析。

一、高层建筑结构选型的问题高层建筑结构选型的影响因素较多除了要考虑工程造价以及投资能力还要考虑对建筑功能的适应性、施工条件以及工期。

同时还要分析地形和地貌等条件。

合理结构型式主要是通过多个目标进行决策,将诸多因素统一协调产生,设计人员也是要正确的对高层建筑结构进行选型。

由于缺乏处理模糊概念,这就使得设计变量和目标函数不能够达到应有的取值范围,这样就导致决策结果不能够真正的满意。

二、影响高层建筑结构选型的因素(一)结构受力合理性结构设立合理性主要包括可靠抗震性和有效抗风向,因此,高层建筑物应力分布要合理。

结构选型一定要保证结构体系的受力合理,要根据力学要求比较各种结构体系的优点进行分析,选择出合适的结构体系,结合影响因素并且进行具体分析,在水平荷载以及高层建筑结构设计中是有着重要作用。

具体到非地震区,起着控制性作用的水平荷载就是风荷载,在风荷载的作用下高层建筑可能会出现层剪位移过大,甚至会导致结构体系出现不同程度的损坏。

整个结构摆动过大,因此,在非地震区尤其是风荷载较大的地区,高层建筑结构选型要对风荷载作用引起重视。

高层建筑结构设计及结构选型探讨

高层建筑结构设计及结构选型探讨

高层建筑结构设计及结构选型探讨摘要:在高层建筑的结构工程设计中,设计人员往往忙于应付大量具体工作,不够重视结构经济性问题,导致同一工程经不同人员设计,工建造价差别极大,浪费现象严重.如今我国房地产业正在经历着蓬勃发展,房价高起关键时刻,通过对高层住宅的结构优化设计进行探讨,降低高层建筑的造价成本,有着非常重要的现实意义.关键词:高层建筑结构设计结构选型【中图分类号】[tu355]1高层建筑结构特点及类型1.1高层建筑结构特点高层建筑结构要同时承受垂直荷载和风产生水平荷载,还要具有抵抗地震作用的能力.低层结构水平荷载对结构影响通常较小,但在高层建筑中水平荷载和地震作用将成为控制因素.高层建筑随着高度增加,位移增加很快.过大侧移会使人感觉不舒服影响使用,造成非结构构件和结构构件损坏.必须将结构侧移控制在一定范围内,抗侧力结构设计成为高层建筑设计关键.1.2高层建筑结构类型钢结构特点是强度高,韧性大易于加工.高层建筑钢结构具有结构断面小,自重轻,抗震性能好,施工工期短,施工方便等特点.高层建筑结构随着用钢量增大,工程造价随之提高.在发达国家高层建筑采用钢结构设计,在我国随着建筑物高度增加也有采用钢结构高层建筑.由于钢筋混凝土和钢结构均各有所长,又各有所短,合理结构是同时采用钢和钢筋混凝土材料组合结构,可以使两种材料互相取长补短取得经济合理、技术性能优良效果.2高层建筑结构分析与设计2.1水平荷载成为决定因素任何一个建筑结构都要同时承受垂直荷载和风产生水平荷载,还要具有抵抗地震作用能力.在高层建筑中尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要影响,但水平荷载却起着决定性作用.随着高层建筑层数增多,水平荷载成为结构设计中控制因素.楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中产生作用,水平荷载对结构产生倾覆作用,并由此产生高层建筑在竖构件中作用力;对高层建筑来说竖向荷载和地震作用随建筑结构动力特性而发生大幅度变化.2.2侧移成为控制指标结构侧移已成为高层建筑结构设计中关键因素.随着楼层增加,水平荷载作用下高层结构侧向变形迅速增大.设计高层结构时不仅要求结构具有足够强度,能够可靠地承受风荷载作用产生内力;要求具有足够刚度使结构在水平荷载下产生侧移被控制在限度内.高楼使用功能和安全与结构侧移大小密切相关.2.3结构延性成为重要设计指标高层建筑结构更柔和,在地震作用下变形度大.为确保高层建筑在进入塑性变形阶段后仍具有较强变形能力避免倒塌,设计人员特别需要在建筑结构设计上采取恰当措施保证高层建筑结构具有足够延性.3高层建筑结构选型在传统结构设计中将注意力集中于建筑结构力学分析、结构设计和施工,而忽视设计阶段前重要问题.根据高层建筑结构受力特点,对高层建筑结构在概念阶段设计尤为重要,设计优缺点直接影响建筑工程整体经济性.3.1高层建筑结构体系选型与建筑施工关系高层建筑施工工艺不同会影响到材料消耗、劳动力、工期及造价等技术经济指标,影响到建筑结构受力状态,抗震性能等.在高层建筑结构体系选型时就要对施工工艺连同其它因素加以权衡,综合考虑.现浇钢筋混凝土高层建筑结构造价主要包括材料、模板及施工三部分.在造价中模板费用是最主要、最易变化部分,占总造价33%,模板体系选择是否合理,不仅影响主体结构造价而且与施工速度及劳动力消耗有着密切关系.3.2高层建筑结构抗震体系选定原则明确计算简图和合理地震力传递路线:具备多道抗震防线,不会因部分结构或构件失效导致整个体系丧失抗侧力或承受重力荷载能力;具有必要承载力、良好延性和较多耗能使结构体系遭遇地震时具有足够防倒塌能力;沿水平和竖向结构刚度和强度分布均匀,或按需要合理分布避免出现局部削弱或突变形成薄弱环节防止地震时出现过大应力集中或塑性变形集中危险.在确定高层建筑方案同时综合考虑房屋重要性、设防烈度、场地类别、房屋高度、地基基础及材料供应和施工条件并结合结构体系经济、技术指标,选择最合适结构体系.4结语结构设计是一项集结构分析、数学优化方法以及计算机技术于一体综合性技术工作,是一门实用性很强工作.针对目前设计人员按传统设计造成财产大量浪费现状,推行能实现资源合理分配利用,节约建筑造价结构优化设计方法势在必行,一个结构工程师主要任务就是在特定建筑空间中用整体概念来完成结构总体方案设计并能有意识地处理构件与结构、结构与结构关系.参考文献:[1]刘夏石.工程结构优化设计[m].北京:科学出版社,2008:14-19.[2]张相庭.高层建筑抗风抗震设计计算[m].北京:中国建筑工业出版社,2007:30-33.[3]李波.高层建筑侧向位移限制的研究[m].北京:中国工业出版社,2008:100-103.。

建筑结构选型高层建筑结构

建筑结构选型高层建筑结构

建筑结构选型高层建筑结构高层建筑结构的选型是建筑设计中非常重要的一环。

正确选择适合的结构类型,不仅可以保证建筑的稳定性和安全性,还可以提高建筑的经济性和可持续性。

1.钢筋混凝土框架结构:钢筋混凝土框架结构是高层建筑最常见的结构类型之一、其主要由钢筋混凝土柱、梁和楼板组成,具有高强度、刚性好、施工速度快等优点。

钢筋混凝土框架结构可以分为剪力墙结构、框架-筒体结构和框架-剪力墙结构等不同的变种。

根据具体的建筑设计要求和地震设计要求,可以选择不同形式的钢筋混凝土框架结构。

2.钢结构:钢结构是另一种常见的高层建筑结构类型。

相比于钢筋混凝土框架结构,钢结构具有自重轻、强度高、变形小等优点。

钢结构可以采用梁柱框架结构、桁架结构和框架-剪力墙结构等形式。

在大跨度和复杂形状的高层建筑中,常常选择钢结构。

3.预应力混凝土结构:预应力混凝土结构是一种通过在混凝土构件内引入预应力拉索或钢束,在无外力作用下使混凝土构件受到的预压力,从而提高了构件的承载能力和抗震能力的结构类型。

预应力混凝土结构可以分为预应力混凝土梁柱结构、预应力混凝土框架结构和预应力混凝土框体结构等。

预应力混凝土结构可以提高建筑的整体刚度和稳定性。

4.综合结构:综合结构是多种结构形式组合而成的一种建筑结构类型。

常见的综合结构形式包括筒体-框架结构、筒体-钢结构和筒体-预应力混凝土结构等。

综合结构可以根据不同的构件组合和分布,提供更多的设计灵活性,以适应不同的功能和形态要求。

在选择高层建筑结构类型时,需要综合考虑以下几个因素:1.抗震性能:高层建筑特别需要考虑抗震性能,选用能够满足地震设计要求的结构类型。

2.经济性:高层建筑结构对建筑成本有很大影响,需要选用经济性较好的结构类型。

3.施工性:结构类型要有良好的施工性能,能够适应现场施工的要求。

4.可持续性:结构类型要注重节能和环保,有利于提高建筑的可持续性。

5.功能性:结构类型要满足建筑的功能需求,如大跨度空间、开放式设计等。

建筑结构选型

建筑结构选型

建筑结构选型在建筑设计中,结构选型是一个非常重要的环节。

它直接关系到建筑物的稳定性、安全性和经济性。

本文将介绍建筑结构选型的一般原则,并针对不同类型的建筑提供一些建议。

结构选型的一般原则包括:1.确定使用功能和荷载:首先需要明确建筑物的使用功能和所承受的荷载,包括自重、活荷载、风荷载、地震荷载等。

这些荷载将直接影响结构的设计和选型。

2.考虑建筑功能和形式的特点:不同类型的建筑具有不同的功能和形式特点,例如住宅、办公楼、工业厂房、桥梁等。

结构选型应根据建筑的特点进行相应的调整。

3.对当地环境条件进行分析:建筑所处的地理位置和环境条件也将对结构选型产生影响。

例如,寒冷地区需要考虑隔热保温,台风多发地区需要考虑抗风能力等。

4.综合考虑经济性和施工难度:结构选型应在满足使用功能和安全性的前提下,综合考虑经济性和施工难度。

选择经济性较好、施工难度较低的结构类型,可以降低建筑成本和工期。

接下来,将对不同类型的建筑提供一些建议:1.住宅建筑:对于多层住宅建筑,常见的结构类型包括钢筋混凝土框架结构、钢结构和预制混凝土结构。

其中,钢筋混凝土框架结构在经济性和施工难度上具有优势,适用于多层住宅建筑。

而对于高层住宅建筑,钢结构和混凝土核心筒结构是较常见的选型。

2.商业建筑:商业建筑多数采用钢结构,因其具有灵活性、耐用性和施工速度快的特点。

钢结构可以实现大跨度的设计,能够满足商业建筑中大空间的需求。

3.工业厂房:工业厂房一般采用钢结构,因为钢结构具有轻便、抗震、耐候和易于拆改等特点。

此外,工业厂房还需要特别考虑生产线和设备布置的需求,因此应在结构选型时充分考虑工艺流程和设备分布。

4.桥梁工程:桥梁工程通常采用钢桥和钢-混凝土组合桥结构。

钢桥适用于大跨度、简支结构,具有较好的抗震性能。

钢-混凝土组合桥结构则可以充分发挥钢桥和混凝土桥的优势,同时满足安全性和经济性的要求。

总之,结构选型在建筑设计中起着关键作用。

选型的合理与否直接影响到建筑物的质量和使用寿命。

高层建筑抗震设计对策

高层建筑抗震设计对策

高层建筑抗震设计对策随着城市的快速发展,高层建筑如雨后春笋般涌现。

这些高层建筑不仅是城市的地标,更是人们生活和工作的重要场所。

然而,地震作为一种不可预测的自然灾害,对高层建筑的安全构成了严重威胁。

因此,做好高层建筑的抗震设计至关重要。

地震对高层建筑的破坏主要体现在水平地震作用下结构的变形和破坏。

由于高层建筑的自重大、重心高,在地震作用下会产生较大的水平惯性力,导致结构的位移和内力增大。

此外,地震还可能引起结构的扭转、薄弱层破坏等问题。

为了保障高层建筑在地震中的安全性,需要采取一系列有效的抗震设计对策。

一、合理的结构选型结构选型是高层建筑抗震设计的基础。

常见的高层建筑结构形式包括框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构等。

在选择结构形式时,应综合考虑建筑的高度、使用功能、抗震设防烈度等因素。

对于高度较低、使用功能较为灵活的建筑,可以采用框架结构。

框架结构具有布置灵活、便于空间划分的优点,但抗震性能相对较弱。

剪力墙结构则适用于对侧向刚度要求较高的建筑,如住宅、酒店等。

剪力墙能够有效地抵抗水平地震作用,提高结构的抗震能力。

框架剪力墙结构结合了框架结构和剪力墙结构的优点,既能提供较大的空间,又具有较好的抗震性能,适用于中等高度的建筑。

筒体结构包括框筒结构、筒中筒结构等,具有良好的抗侧力性能,适用于超高层建筑。

二、科学的场地选择场地条件对高层建筑的抗震性能有着重要影响。

在选址时,应尽量选择地质条件稳定、坚硬的场地,避免在地震断裂带、滑坡、泥石流等危险地段建设高层建筑。

同时,还应考虑场地的土类型和覆盖层厚度,因为不同的土类型和覆盖层厚度会影响地震波的传播和放大效应。

对于软弱场地,应采取适当的地基处理措施,如加固地基、采用桩基础等,以提高地基的承载能力和抗震性能。

三、合理的平面和立面布置高层建筑的平面和立面布置应规则、对称,避免出现过大的凹凸、扭转等不规则形状。

规则的平面和立面布置可以使结构的质量和刚度分布均匀,减少地震作用下的扭转效应和薄弱部位。

论高层建筑结构的选型

论高层建筑结构的选型

这种结构体系是框架结构的一个派生结构形式 , 它除了具有框架结构的特点外 , 与墙同宽 的异型柱 很好地解决了建筑平面使用问题 。 但因异型柱相对 于框架柱来说 ,刚度和承载能力相差 了许 多 ,且规范 对其的要求也 比框架结构高 ,故多用于多层建筑 如 别墅 ,高层建筑中仅用于 层的小高层 。 适用高度 范围一般为 以下 度设防 。 框架 一剪力墙结构
乒 沉 组 布 二 一
位置为一楼梯两电梯及大楼所有的辅助性用房 。 其 平面布置规则 ,立面稍有变化 ,抗震设防烈度为 场地土类别为上海 框架梁 巧 力墙结构 。先用框架结构计算 ,框架柱 类 ,可采用框架结构 、 框架 一剪
宽 , 仍 不能满 足 层 间位 移 角 限值 。再用框架 一 剪力墙结构计算 ,为 了
转角处设 置剪力墙 , 同时加大 了同剪力墙相连的框
具有更好的整体性与抗侧刚度 ,且刚心 、 质心偏差很 小。 适用高度范围一般为 巧 以下 度设防 。
筒中筒结构是 由实体的内筒与空腹 的外筒组成 。
架梁断面。 经计算调整 ,剪力墙所承受的地震倾覆力 矩占总地震倾覆力矩的
求 层间位移角值为 , 并满足了各项规范要 。 相对于框架结构 ,
空腹外筒由密排柱及高度较大的横梁组成 。 筒中筒 结构体系具有更大的整体性与侧向刚度 , 因此适用 于高度很大的建筑 。 如果将若干筒体组合成成组筒
结构体系 , 侧向刚度更大 ,可适用于特别高的超高 则 层建筑 。 适用高度范围一般为 混合结构体系 以下 度设防 。
钢筋及混凝土用量略有增加而已 。 因此 ,只要控制得 当 , 框架 一剪力墙结构能兼顾框架结构和剪力墙结 构的优点 ,在满足大空间的前提下 ,提高建筑物的整 体刚度 ,减小层间位移角 ,相对与框架结构可大大的 提高建筑物的适用高度 。 该工程结构型式相似与框 架一 核心筒结构 ,但其高度小于 高 计算 。 剪力墙结构 剪力墙承受竖向荷载及水平荷载的能力都较大 。 其特点是整体性好 ,侧向刚度大 ,水平力作用下侧移 小 ,便于房间内部布置 。 可通过在适当部位开结构洞 , 形成若干短肢剪力墙来调整整体刚度 , 并可采用轻 ,宽 ,高宽比小于 ,因此不能用框架 一核心筒结构

试论高层建筑结构选型与合理设计

试论高层建筑结构选型与合理设计
设 计
2 . 2 高层建筑结构复杂性提 高 刚度 的突变 。 现 代高层建筑体形 与平立 面空间分布 日 另外亦宜选择风压 体型系数较小的形状
益复杂,高度 、规模 、投 资 日益增大 ,要求 并 限制 高宽比。 对于低层、 多层或高层建筑 , 性 能 更 先 进 、 更 优 化 的 结 构 系 统 形 式 与 之 相 其竖 向和水平 结构体 系设计的基本原理是相 随着高层建筑高度 、规模 、投资与复杂 适应 。主要表现为 :① 需求多元化、功能综 同的。但 随着 高度 的增加, 由于以下两个原 性 等逐步增大 ,结构选 型所 面临的对象及其 合化 的趋势 ,必然要导致 高层 建筑方案平立 因,竖 向结构体 系成 为设计的控制因素:较
别是近年 来出现 的复杂、新颖的结构体 系的 市持续增长 ,且其规模 、高度 、复杂性及建 拥有 多道抗震 防线, 具有必要的刚度和强度 , 受力特征 ,进 而对高层 建筑结构选型要点进 设速 度也将呈上升趋势 。 具有合理 的刚度 和强度分布 ,避免竖面侧移
行 了探 讨 。
【 关键词 】高层 建筑;结构选型 ;结构
高层 建筑 建设实践 的要求 ,也是全面认识结 据功 能要求进行结构的选型 。例 如对 于高层 层建筑的结构按恒载及活荷载 设计 时,柱、 构选 型问题 的需要。 建筑 ,在选 型上可 以考虑框架 结构、剪力墙 墙、楼梯或 电梯井就述 结构 、框架 剪力墙结构 、框筒 结构以及 筒中 力,问题 主要是抗剪。 在“ 矮” 房 子的框架 中, 高层 建筑的结构体系主要有框 架结构 , 筒结构等 ,在用材上可考虑钢 结构、钢 筋混 可 以填充一些墙板 ,甚至全部填满墙板 的办 异型柱框 架结构 ,框架一剪力 墙结构 ,剪力 凝土结 构、 组合结构等 。 对 于大多数建筑 物, 法很容易获得适 当的附加支撑效果 ,而不 必 墙结 构, 部分框支剪 力墙 结构, 简体结构 ( 框 工程造价 中约有 5 O %-7 0 % 用 于结构 工程, 另外再加大原来竖 向荷载所需要 的柱和梁 的 架一 核心 筒结构, 筒 中筒结构 ) , 以及混合结 而且 结构工 程的施工工期也约 占建筑物 施工 尺寸。高层建筑并非如此 。这 是因为在 高层 构 ,即由多种材料构件如钢筋 混凝 土构件 、 总工期 的 5 O %-7 0 %。因此搞好 结构 工程对 建筑中 ,主要 问题是抗弯和抵抗变形 ,而 不 钢构件 、组合结构构件 ( 钢 管混凝 土构件 、 型钢 混凝 土构件及组合梁等 )构成 的结构 。 于建筑 工程 建设的质量控制 、投 资控 制和进 仅仅是抗剪 。为 了使高层建筑足 以抵抗相 当 度控制有十 分重要的作用 。搞好 结构 工程的 大的侧 向荷载和侧移 ,常常不得不进行专 门

结构优化在建筑设计中重要性

结构优化在建筑设计中重要性

浅谈结构优化在建筑设计中的重要性摘要:我国经济急速发展,城市与农村建设中房屋结构也在不断更新、完善,实行建筑结构的优化设计不仅可以节省造价成本,而且可以发扬新技术、提高建筑安全系数。

而且随着国内建筑业的发展,人们对建筑的美观实用性的要求越来越高,我们要尽可能的使建筑具有实用性的同时给人以美的感受,这就需要使建筑的结构优化,设计的水平直接影响着建筑物的经济性、适用性和安全性。

建筑结构成本在整个工程项目中占有很大比例,优质的结构设计不仅可以确保房屋的居住使用安全性,而且能够降低建设成本,进而获得最大的经济效益。

关键词:建筑结构设计结构优化重要性具体应用一、结构优化的重要性随着人口的不断增长和经济的高速发展,土地资源的利用越来越紧张,未来高层建筑和地下工程会成为一种建筑趋势,而建造这些都会花费大量的资金,如果对这些进行结构的优化设计,将会节约很多的建筑成本。

投资者们也日益关注建设成本如何最低化,使用结构设计优化技术能够实现建筑成本的最低化。

若想实现结构优化的目的,工程设计人员首先以建筑的安全性为基础,然后理性分析建筑方案,融合与之相适宜的设计理念以及方法,实现对工程造价的有效控制,以符合投资者的经济要求约用地。

大量资料表明,,房屋建筑进行结构设计优化能够有效降低工程成本25%左右,同时结构优化设计技术能够对施工材料的性能利用更加合理化,能够让建筑工程结构内部各个不同单元之间更加充分互协调,提升了建筑工程结构设计的经济性。

可是,现在当前还有很多的因素阻碍了结构的设计优化。

比如,开发商过多地追求利益和缩短工期使得结构设计优化不能够进行,还有经验不足的设计的人员不具备很多的专业素养不知道怎样进行结构设计优化。

建筑结构设计优化技术在房屋结构设计中的应用,可以达到“物美价廉”的效果,不但实现了房屋的美观、实用,而且在节省造价方面也有突出的效果。

每一个开发商都希望,在满足建筑结构长远效益的前提下,最大程度地减少建筑结构的近期投资,同时保证建筑物结构的可靠度和科学合理性。

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结构选型在高层建筑设计中的重要性
摘要:高层建筑的结构体系是高层结构是否合理、经济的关键,随着建筑高度和功能的发展需要而不断发展变化。

论文总结了各种高层建筑结构体系、特别是近年来出现的复杂、新颖的结构体系的受力特征,进而对高层建筑结构选型要点进行了探讨。

关键词:高层建筑;结构设计;选型结构;
【中图分类号】tu318
选型工作具有很强的综合性包含大量确定与不确定的因素,受诸多条件和因素影响,高层结构是否合理、经济的关键,随着建筑高度和功能的发展需要而不断发展变化。

除了要考虑工程造价和投资能力,还要考虑所选结构型式对建筑功能的适应性,施工条件,技术能力,施工工期,建筑材料和能源供应,建筑美学要求包括建筑群及其环境的配合建设场地的地形地貌自然灾害等等。

1高层建筑结构选型的相关概述
高层建筑的结构体系主要有框架结构,异型柱框架结构,框架一剪力墙结构,剪力墙结构,部分框支剪力墙结构,筒体结构(框架一核心筒结构,筒中筒结构),以及混合结构,即由多种材料构件如钢筋混凝土构件、钢构件、组合结构构件(钢管混凝土构件、型钢混凝土构件及组合梁等)构成的结构。

主要分为:(1)一般高层建筑结构体系。

一般高层建筑结构体系包括框架体系、剪力墙体系、框架-剪力墙体系、框架-筒体体系、框筒体系、筒中筒体系等结构体系。

(2)复杂高层建筑结构体系。

复杂高层建筑结构体系一般是
指带转换层结构体系、连体结构体系、悬挑结构体系、带加强层结构体系、平面不规则结构体系等。

(3)新颖高层建筑结构体系。

近年来,出现了一些新颖的高层建筑结构体系。

其中具有代表性的有束筒体系、巨型框架体系、脊骨体系等结构体系。

2高层建筑结构选型的重要性
高层建筑与城市社会发展的关系密切我国城市化进程及人口的
持续增长导致城市人口急剧上升,城市居住、生产、生活用地日趋紧张。

为节约及充分利用城市土地资源,减少拆迁费、市政工程费和复杂地形处理费,提高城市社会吸纳能力及其综合效益,缓解城市膨胀及城市房屋的严峻供需矛盾,改善城市环境与调节心理等城市社会性问题,高层建筑的数量仍将在全国各大中城市持续增长,且其规模、高度、复杂性及建设速度也将呈上升趋势。

高层建筑结构复杂性提高现代高层建筑体形与平立面空间分布
日益复杂,高度、规模、投资日益增大,要求性能更先进、更优化的结构系统形式与之相适应。

主要表现为:(1)需求多元化、功能综合化的趋势,必然要导致高层建筑方案平立面形状与内部空间分布等多样化、个性化与复杂化,为增大建筑净空高度,很多一般多高层建筑中不存在的新问题与矛盾开始出现,对结构系统形式的要求提高。

(2)随着高度与规模等增大,高层建筑投资增加、工期增长,其结构系统优化的必要性及可优化的空间与效益将更明显。

结构优化,首先是其形式的优化,然后才是其布局与构件参数的优化。

(3)高层建筑需考虑的影响因素日益复杂、系统、综合和多变,
选型需要的知识信息愈加庞大,选型结果受人为因素的影响也将增大。

3高层建筑结构选型的若干思考
竖向承重结构的选型在对竖向承重结构进行选型时,首先考虑的是建筑物的高度和用途。

不同结构体系的强度和刚度是不一样的,因而它们适应的高度也不同。

一般说来,框架结构适用于高度低、层数少、设防烈度低的情况;框架—剪力墙结构和剪力墙结构可以满足大多数建筑物的高度要求;层数很多或设防烈度较高时,可用筒体结构。

当建筑物的高度超出表中数值时,要进行专门的研究,采取有效的措施。

选择结构体系应考虑的另一个因素是建筑物的用途。

目前国内高层建筑按用途大体上可分三大类:住宅、旅馆及公共性建筑(办公、商业、科研、教学、医院等)。

住宅建筑一般采用剪力墙结构。

水平承重结构的选型水平承重结构对保证建筑物的整体稳定和传递水平力有重要作用。

水平承重结构选型通常有以下几种,平板体系、无梁楼盖、密肋楼盖和肋形楼盖。

平板体系:平板体系采用单向板或双向板,常用于剪力墙结构或筒体结构。

其优点是板底平整,可以不加吊顶,结构高度低,可以降低层高。

但当跨度大时,采用平板较困难,一般非预应力平板不宜成过6m,预应力平板不宜超过9m,否则平板厚度过大,楼面重量太大。

采用现浇预应力无粘结平板楼面可以减少板厚。

无梁楼盖:在层高受限制情况下,公用建筑常采用无梁楼盖。

无梁楼盖最好带现浇柱帽,以加强板柱连接
的可靠性。

无梁楼盖的合适跨度是:普通钢筋混凝土楼面6m以内;预应力混凝土楼面可达9m。

密肋楼盖:密肋楼盖多用在跨度较大而梁高受限制的情况下。

筒体结构角区楼面也常用密肋楼盖。

当采用装配式楼板时,框架-剪力墙结构应加混凝土现浇面层。

楼盖结构应满足:房屋高度超过50m时,框架—剪力墙结构、筒体结构及复杂高层建筑结构应采用现浇搂盖结构;剪力墙结构和框架结构宜采用现浇结构。

房屋高度不超过50m时,8、9度抗震设计的框架-剪力墙结构宜采用现浇楼盖结构;6、7度抗震设计的框架-剪力墙结构可采用装配整体式楼盖;框架结构和剪力墙结构可采用装配式结构。

同时对于现浇楼盖,混凝土强度等级不宜低于c25,也不宜高于c40。

下部结构的选型高层建筑的基础是高层建筑的重要组成部分。

它将上部结构传来的巨大荷载传递给地基。

高层建筑基础形式选择的好坏,不但关系到结构的安全,而且对房屋的造价、施工工期等有重大的影响。

高层建筑基础形式通常有以下几种:(1)柱下独立基础:适用于层数不多、土质较好的框架结构。

(2)交叉梁基础:即双向为条形基础。

适用:层数不多、土质一般的框架、剪力墙、框架-剪力墙结构。

(3)片筏基础:适用于层数不多土质较弱或层数较多土质较好时用。

当基岩埋置深度很深,水下水位又很高,但是在距地表不深处有一定承载力和一定厚度的持力层时,选用片筏基础比选用桩基础可以节省投资和缩短工期。

但片筏基础的刚度较弱,应注意对基础不均匀沉降、变形和裂缝进行验算。

当地下水位
很高时,还要进行抗浮验算。

(4)复合基础:适用于层数较多或土质较弱时采用。

cfg桩复合地基是高粘结强度复合地基代表,目前它已大量应用于高层建筑地基。

它既可适用于条形、独立基础,也可用于筏基和箱形基础。

可用于填土、饱和土及非饱和土粘性土。

4结语
高层建筑结构的选型与结构布置在结构抗震概念设计中占有极
其重要的地位,它们直接影响着结构的安全性与经济性。

总的来说,高层建筑结构选型包含竖向承重结构选型、水平承重结构选型以及下部结构选型;结构布置包括结构平面布置、结构竖向布置及变形缝设置。

设计中应根据房屋的高度、高宽比等多方面因素选取合理的结构体系,以上因素在结构选型方面应该重点考虑。

参考文献
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[2]jgj99一98高层民用建筑钢结构技术规程[s].
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