关于高层建筑结构选型设计的初步探讨

关于高层建筑结构选型设计的初步探讨【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；结构选型；重要性；

中图分类号： tu97 文献标识码：a 文章编号：

【 abstract 】:the structure of the high-rise building system is high-rise structure whether reasonable, key economic, along with the development of building height and function need constantly develops and changes. the thesis summed up the various kinds of high building structure system, especially in recent years, the complex, novel appeared of structural system of the mechanical characteristics and structure design of high-rise building points are discussed 【 key words 】: high-rise buildings; the structural type; importance;

引言

对于高层建筑的结构设计, 首先摆在结构工程师面前的是结构选型的问题。高层建筑结构的选型通常要遵循一定的原则, 它不仅考虑到建筑物的适用性、经济性、抗震性能,而且要考虑施工安装的影响。正确处理高层建筑结构体系的选型问题,对于高层建筑结

构设计而言, 具有至关重要的意义。

1.一、高层建筑结构选型的重要性

1.1（一）高层建筑结构复的杂性。随着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。也就要求性能更先进、更优化的结构系统形式与之相适应。主要表现为:

(1)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的多样化、个性化与复杂化。为增大建筑净空高度,很多高层建筑中存在的新问题与矛盾开始显现，对结构系统形式的要求提高。

(2)2.随着高度与规模的增大,高层建筑投资增加、工期增长,其结构系统优化的必要性以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)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。

1.2（二）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。

2.二、高层建筑结构选型的若干思考

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、经济的是关键，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。

2.1（一）从结构体系角度分析

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,现分别加以分析。

2.1．1.异型柱框架结构

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8层的小高层，适用高度范围一般为24m以下(6度设防)

2.1.2 .框架结构

由框架梁、柱、楼板等主要构件组成其特点是柱网布置灵活, 便于获得较大的使用空间。延性较好, 填充墙可采用轻质隔墙减轻结构自重。造价低框架应当纵横双向布置,形成双向抗侧力体系，但内凸的框架柱会影响使用功能, 且横向侧移刚度较小,抗震性能较

差。地震中填充墙损坏严重,修复费用很高。适用高度范围一般为60m以下(6度设防)

2.1.

3.框架一剪力墙结构

这种结构体系的特点是利用电梯间做钢筋硅核心筒抵抗大部分水平荷载,。框架柱主要承受竖向荷载，既具有框架结构布置灵活的特点, 满足大空间的房屋的要求, 又具有较大的刚度和较强的

抗震能力。框架一剪力墙结构的主要缺点,：由于功能要求剪力墙布置位置往往受到限制,。往往不可避免地造成刚心、质心不重合, 产生偏心扭矩, 且内凸的框架柱仍会影响使用功能”。适用高度范围一般为130m以下(6度设防)

2.1.4.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,。并可采用轻质填充墙减轻结构自重及工程造价。缺点是不能提供大空间房屋结构,延性较差,造价高。适用高度范围一般为140m以下(6度设防)。

2.1.5.筒体结构

框架-核心筒结构由实体的核心筒和外框架构成。一般将电梯间及一些服务用房集中在核心筒内;其他需较大空间的办公用房、商业用房等布置在外框架部分。由于核心筒实际上是两个方向的剪力墙构成封闭的空间结构, 相对于框架一剪力墙结构具有更好的整