对高层建筑结构设计一些看法论文

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探讨高层建筑结构设计问题论文

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探讨高层建筑结构设计问题论文关键词:高层建筑结构结构设计短肢剪力墙地基与基础改革开放三十年以来随着我国经济的迅速发展全国大中型城市的多高层建筑迅速增多随着高层建筑的建筑高度的不断增加建筑类型与功能的愈来愈复杂结构体系的更加多样化高层建筑结构设计也越来越成为建筑结构工程师的重要工作内容1.结构选型对于高层结构而言在工程设计的结构选型阶段结构工程师应该注意以下几点:1.1合理选择结构体系高层建筑结构平面布置应力求简单、规则、对称,避免应力集中的凹角和狭长的缩颈部位;避免在凹角和端部设置楼电梯间;避免楼电梯间位置偏置以免产生扭转的影响竖向体型尽量避免外挑内收也不宜过多力求刚度均匀渐变避免产生应力集中《高层建筑混凝土结构技术规程》在结构的规则性方面也规定了相应的条文例如:平面规则性信息、竖向规则性信息等而且新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案论文发表”因此结构工程师在遵循规范的这些限制条件上必须严格注意发现问题应及时和建筑工程师沟通以避免在后期设计中带来麻烦论文发表1.2房屋的适用高度和高宽比在抗震规范与高规中对结构的总高度都有严格的限制除了将原来的限制高度设定为A级高度的建筑外增加了B级高度的建筑因此必须对结构的该项控制因素严格注意一旦结构为B级高度建筑甚或超过了B级高度其设计方法和处理措施将有较大的变化在实际工程设计中出现过由于忽略该问题导致施工图审查时没有通过必须重新进行设计的情况对工程工期、造价等整体规划的影响相当巨大高层建筑的高宽比是对结构刚度、整体稳定、承载能力和经济合理性的宏观控制A、B级高度高层建筑建筑的高宽比限值也相应不同但在复杂体型的高层建筑中如何计算高宽比是一个比较难以确定的问题一般可按所考虑方向的最小投影宽度来计算对于突出建筑物的很小的的局部结构比如楼电梯间等一般不应包括在计算宽度内对于带有裙房的高层建筑当裙房的面积和刚度相对于其上部塔楼的面积和刚度较大时计算高宽比的房屋高度和宽度可按裙房以上部分考虑1.3嵌固端的设置问题由于高层建筑一般都带有二层或二层以上的地下室和人防嵌固端有可能设置在地下室顶板也有可能设置在人防顶板等位置因此在这个问题上结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的方面:抗震设计的多高层建筑当地下室顶层作为上部结构的嵌固端时地下一层的抗震等级应按上部结构采用地下一层以下结构的抗震等级可根据具体情况采用三级或四级地下室中超出上部主楼范围且无地上结构的部分其抗震等级可根据具体情况采用三级或四级对于9度抗震设计时地下室结构的抗震等级不应低于二级地下室的现浇顶板厚度不宜小于180mm且不宜有较大洞口地下室柱截面每侧的纵向钢筋面积除应符合计算要求外不应少于地上一层对应柱每侧纵向钢筋面积的1.1倍(地下室柱子多出的纵向钢筋不应向上延伸而应锚固于地下室顶板的框架梁内)地下室剪力墙的配筋不应少于地上一层剪力墙的配筋对于边柱和角柱由于只有一面有梁为满足该梁端截面实际弯矩承载力不宜小于柱下端实际承载力的要求可采用增大梁截面或不增大梁截面而增加梁配筋的方法这些问题在设计中都应注意忽略其中任何一个方面都有可能导致后期设计工作的大量修改或埋下安全隐患1.4短肢剪力墙的设置问题短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5~8的剪力墙近年兴起的短肢剪力墙结构虽然有利于住宅建筑布置也可减轻结构自重但在高层住宅中剪力墙肢不宜太短因为短肢剪力墙的抗震性能较差地震区应用经验不多为安全起见高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构短肢剪力墙较多时应布置筒体(或一般剪力墙)形成短肢剪力墙与筒体(或一般剪力墙)共同抵抗水平力的剪力墙结构并且《高规》中对短肢剪力墙的最大适用高度、抗震等级、底部加强部位、纵向钢筋总配筋率等增加了很多的限制因此在高层建筑设计中结构工程师应尽可能少采用或不用短肢剪力墙2.地基与基础设计地基与基础设计一直是结构工程师比较重视的方面不仅仅由于该阶段设计过程的好与坏将直接影响后期设计工作的进行同时也是因为地基基础也是整个工程造价的决定性因素因此在这一阶段所出现的问题也有可能更加严重甚至造成无法估量的损失高层建筑的基础应选用整体性好满足地基承载力和建筑物容许变形的要求并能调节不均匀沉降的基础形式高层建筑宜设置地下室以减小地基的附加应力和沉降量有利于满足天然地基的承载力和上部结构的整体稳定性此外在地基基础设计中要注意地方性规范的重要性论文发表由于我国占地面积较广地质条件相当复杂仅一本《地基基础设计规范》无法对全国各地的地基基础都进行详细的描述和规定因此作为建立在国家标准之下的地方标准地方性的“地基基础设计规范”能够将各地方的地基基础类型和设计处理方法等一些成熟的经验描述和规定得更为详细和准确所以在进行地基基础设计时一定要对地方规范进行深入地学习3.结构分析与计算在结构分析与计算阶段如何准确高效地对工程进行内力分析并按照规范要求进行设计和处理是决定工程设计质量好坏的关键由于新规范的推出对结构整体计算和分析部分相当多的内容进行了调整和改进因此结构工程师也应该相应地对这一阶段比较常见的问题有一个清晰的认识3.1结构整体计算的软件选择目前比较通用的计算软件有:SATWE、TAT、TBSA或ETABS、SAP等但是由于各软件在采用的计算模型上存在着一定的差异因此导致了各软件的计算结果有或大或小的不同所以在进行工程整体结构计算和分析时必须依据结构类型和计算软件模型的特点选择合理的计算软件并从不同软件相差较大的计算结果中判断个是合理的、个是可以作为参考的个又是意义不大的这将是结构工程师在设计工作中首要的工作否则如果选择了不合适的计算软件不但会浪费大量的时间和精力而且有可能使结构有不安全的隐患存在3.2是否需要地震力放大考虑建筑隔墙等对自振周期的影响该部分内容实际上在新老规范中都有提及只是在新规范中根据大量工程的实测周期明确提出了各种结构体系下高层建筑结构计算自振周期折减系数3.3振型数目是否足够在新规范中增加了一个振型参与系数的概念并明确提出了该参数的限值由于在旧规范设计中并未提出振型参与系数的概念或即使有该概念该参数的限值也未必一定符合新规范的要求因此在计算分析阶段必须对计算结果中该参数的结果进行判断并决定是否要调整振型数目的取值3.4多塔之间各地震周期的互相干扰是否需要分开计算一段时间以来大底盘多塔楼的高层建筑类型大量涌现而在计算分析该类型高层建筑时是将结构作为一个整体并按多塔类型进行计算还是将结构人为地分开进行计算是结构工程师必须注意的问题如果多塔间刚度相差较大就有可能出现即使振型参与系数满足要求但是对某一座塔楼的地震力计算误差仍然有可能较大从而便结构出现不安全的隐患4.结束语总之钢筋混凝土高层结构设计是一个长期、复杂甚至循环往复的过程在这过程中任何遗漏或错误都有可能对结构造成安全隐患这就要求结构设计人员在工作中严格要求自己不断学习新规范力求掌握更为合理的结构计算方法。

高层住宅结构设计论文

高层住宅结构设计论文

高层住宅结构设计论文随着城市化进程的加速,高层住宅在城市中越来越常见。

高层住宅不仅能够有效地利用土地资源,还能为人们提供更多的居住空间。

然而,高层住宅的结构设计面临着诸多挑战,需要综合考虑多种因素,以确保其安全性、稳定性和舒适性。

高层住宅结构设计的首要任务是确保其安全性。

在设计过程中,必须充分考虑地震、风荷载等自然因素的影响。

地震是一种极具破坏性的自然灾害,对于高层住宅来说,其抗震性能至关重要。

结构设计师需要根据当地的地震设防烈度,采用合理的抗震结构体系,如框架剪力墙结构、剪力墙结构等。

这些结构体系能够有效地抵抗地震力,保证建筑物在地震发生时不发生倒塌,保障居民的生命安全。

风荷载也是高层住宅结构设计中不可忽视的因素。

随着建筑物高度的增加,风荷载对结构的影响也越来越大。

在强风作用下,建筑物可能会发生晃动,甚至出现结构破坏。

因此,设计师需要通过风洞试验等手段,准确地确定风荷载的大小和分布,从而采取相应的结构加强措施,如增加剪力墙的厚度、设置加强层等,以提高结构的抗风能力。

除了安全性,高层住宅结构的稳定性也是设计的关键。

高层住宅的高度较高,重心也相对较高,这就要求结构具有良好的稳定性,以防止在各种荷载作用下发生倾覆或失稳。

为了保证结构的稳定性,设计师需要合理地布置结构构件,使结构的刚度中心和质量中心尽量重合,减少偏心距。

同时,还需要对基础进行精心设计,确保基础能够承受上部结构传来的荷载,并将其均匀地传递到地基中。

在高层住宅结构设计中,材料的选择也非常重要。

混凝土和钢材是常用的结构材料。

混凝土具有良好的抗压性能,但抗拉性能较差;钢材则具有良好的抗拉性能。

因此,在设计中通常采用钢筋混凝土结构或钢结构,或者两者结合的组合结构。

对于重要的构件,如柱子、剪力墙等,通常采用高强度的混凝土和钢筋,以提高构件的承载能力。

高层住宅的结构布局也需要充分考虑建筑功能的需求。

例如,住宅的户型设计要求房间布局规整、空间利用率高。

高层建筑结构设计论文

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高层建筑结构设计论文随着科学技术的不断发展,功能俱全的高层建筑越来越多。

高层建筑结构设计也越来越成为建筑结构工程师的重要工作内容。

下面是店铺为大家整理的高层建筑结构设计论文,供大家参考。

高层建筑结构设计论文范文一:探究高层建筑结构边节点抗震性能1试验概况1.1试验构件设计和制作边节点试验构件取用承重框架梁柱反弯点之间的一个平面组合体,即“T字形”试件。

为有效保证试件的浇筑质量和垂直度,并与工程实际相符,全部试件均采用钢模板、立模浇筑。

边节点构件柱子的截面尺寸为200mm×200mm,梁的截面尺寸为150mm×250mm,纵向受力钢筋采用HRB400级,箍筋采用HPB235级。

柱子的配筋率为1.13%,梁的配筋率为0.9%,所有构件配筋率和钢筋的强度相同。

为防止柱头破坏,柱上、下两端箍筋加密;节点核心区按照抗震要求对箍筋进行了加密处理。

本次试验共包括7根试件,详细的试验构件概况如表1所示,构件的尺寸和配筋图示,节点核心区采用柱混凝土的构件,施工缝留设在梁下部;节点核心区采用梁混凝土的构件,分别在梁上和梁下留设两道施工缝,施工缝处浇筑时间间隔为2天(48小时)。

1.2试验方法和加载装置采用低周反复试验方法进行研究,加载制度为力—位移混合控制加载,在开始加载到构件屈服前采用力控制;构件屈服后,改用屈服位移的整数倍为级差作为回载控制点,每一位移下循环3次。

在实际框架结构中,当作用水平荷载时,上柱反弯点可视为水平可移动铰,相应的下柱反弯点可视为固定铰;而节点两侧梁的反弯点可视为水平可移动铰。

这样可以有两种加载方案:一种是在柱端施加水平荷载或位移,这时梁能够左右移动而上下受到约束,产生剪力和弯矩。

这种边界条件比较符合实际结构中的受力状态;另一种是将柱保持垂直状态,在梁的自由端施加反复荷载或位移,此时边界条件变为上下柱反弯点为不动铰,梁反弯点为自由端。

本次试验采用的是柱端加载的方式,即采用在柱顶施加轴向力和水平力的方式进行试本次试验在东北电力大学结构试验室进行,采用美国MTS公司生产的MTS液压式伺服加载系统进行试验,采用MTS动态数据采集系统进行数据采集。

高层建筑结构设计要点研究论文六篇

高层建筑结构设计要点研究论文六篇

高层建筑结构设计要点研究论文六篇关于《高层建筑结构设计要点研究论文六篇》,是我们特意为大家整理的,希望对大家有所帮助。

第一篇摘要:随着我国人口急剧上升,土地资源稀缺问题愈加明显,为了提升土地利用率,开发商开始将目光投向高层建筑。

近年来,复杂高层与超高层建筑得到广泛应用,它即满足了城市发展的需要,也实现了有限土地资源的有效利用。

因此,本文主要对复杂高层与超高层建筑结构设计要点进行探讨,用以提高高层建筑的合理性与科学性。

关键词:复杂高层;超高层;建筑结构;设计要点1引言随着复杂高层与超高层建筑的不断增加,政府对高层建筑的质量提出更高要求,尤其是建筑结构的持久性、可靠性已经成为社会关注的焦点。

因此,在进行复杂高层与超高层建筑结构设计时,要结合建筑物的形态特征、功能需要等进行,为提高复杂高层与超高层建筑的安全性能做铺垫。

2复杂高层与超高层建筑结构设计的主要控制因素2.1重力荷载与其他类型的建筑相比,复杂高层与超高层建筑具有特殊性,不仅建筑高度不可比拟,还需要面临重力荷载的挑战。

特别是随着建筑高度不断攀升,地面受力与重力荷载会逐渐上升,在力的作用下墙上的轴压力与竖向构件柱的压力也不断增加,从而加大超高层建筑的困难性。

其次,复杂高层与超高层建筑的水平位移也是建筑结构设计的矛盾点,主要体现在两个方面:①楼层越高风效应就越大,在风的作用下其合力作用点的位置就越高,由此自然风效应对超高层建筑产生的作用效应就更大。

②在建筑结构设计中,建筑的结构自重是企业必须考虑的问题,因为它关乎建筑物的稳定性。

而结构自重与重心位置相关,随着建筑楼层不断升高其重心位置随之升高,从而结构自重不断加大,成为强力作用下的薄弱环节,比如地震等。

2.2风振加速度风力大小与建设楼层的高低相关,通常楼层越高其风力效果越强,因此在超高层建筑中的风力作用特别显著。

但是,人们对风作用的舒适度有一定的感知,若风振作用过强则会令人产生不适感,从而降低居住品质。

高层住宅结构设计论文

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高层住宅结构设计论文随着城市化进程的加速,高层住宅在城市中越来越常见。

高层住宅不仅能够有效地解决城市人口密集的居住问题,还能在一定程度上提高土地的利用率。

然而,高层住宅的结构设计是一项复杂而关键的工作,需要综合考虑多种因素,以确保建筑的安全性、稳定性和舒适性。

一、高层住宅结构设计的特点高层住宅由于其高度较高,竖向荷载和水平荷载都较大。

竖向荷载主要包括自重、活荷载等,水平荷载则主要有风荷载和地震作用。

在结构设计中,水平荷载往往成为控制因素,因为随着建筑高度的增加,水平荷载对结构的影响愈发显著。

此外,高层住宅的结构体系通常较为复杂,常见的有框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构等。

不同的结构体系在受力性能、抗震性能、经济性等方面各有优缺点,需要根据具体的建筑功能、地理环境和建设要求等进行合理选择。

二、高层住宅结构设计的主要内容1、结构选型结构选型是高层住宅结构设计的首要任务。

需要综合考虑建筑的高度、使用功能、抗震要求、经济指标等因素,选择合适的结构体系。

例如,框架结构适用于层数较低、空间布局灵活的建筑;剪力墙结构适用于住宅中对房间分隔要求较高的情况;框架剪力墙结构则兼具框架结构的灵活性和剪力墙结构的抗侧力性能,适用于大多数高层住宅。

2、计算分析在确定结构体系后,需要进行详细的计算分析。

包括对竖向荷载和水平荷载的计算,以及结构的内力分析、位移计算等。

计算分析通常借助专业的结构设计软件进行,但设计师需要对计算结果进行判断和校核,确保其准确性和合理性。

3、构件设计根据计算结果,对结构中的各类构件进行设计。

包括梁、柱、墙等构件的截面尺寸、配筋等。

构件设计需要满足强度、刚度、稳定性等要求,同时还要考虑施工的可行性和经济性。

4、抗震设计地震是对高层住宅结构安全的重大威胁,因此抗震设计至关重要。

需要根据建筑所在地区的抗震设防烈度,确定结构的抗震等级,并采取相应的抗震措施,如设置抗震缝、加强节点连接等。

三、高层住宅结构设计中的关键问题1、风荷载的影响高层住宅受到的风荷载较大,可能导致结构的振动和变形。

高层建筑结构论文

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高层建筑结构论文随着城市化进程的加速,高层建筑在城市中如雨后春笋般涌现。

高层建筑不仅是城市现代化的象征,更承载着人们对于高效利用空间和提升生活品质的期望。

然而,高层建筑的结构设计与施工面临着诸多挑战,需要综合考虑多种因素,以确保其安全性、稳定性和功能性。

高层建筑的定义在不同的国家和地区可能会有所差异,但通常是指高度超过一定数值(如 24 米或 7 层)的建筑物。

高层建筑之所以与普通建筑在结构设计上有显著区别,主要是因为其高度带来的一系列特殊问题。

首先,风荷载是高层建筑结构设计中必须重点考虑的因素。

随着高度的增加,风速也会显著增大,风对建筑物的作用效应也更为复杂。

强风可能导致建筑物产生较大的水平位移和振动,影响居住者的舒适度甚至结构的安全性。

为了减小风荷载的影响,高层建筑的外形通常会设计成流线型,以减少风的阻力。

同时,在结构设计中会采用加强的抗侧力体系,如框架核心筒结构、筒中筒结构等,来抵抗水平风力。

其次,地震作用对高层建筑的影响也不可忽视。

地震是一种突发的、破坏力巨大的自然灾害,高层建筑在地震中的表现直接关系到人们的生命财产安全。

在地震区建造高层建筑,需要根据当地的地震烈度进行抗震设计。

这包括选择合适的结构体系、确定结构的抗震等级、加强关键部位的构造措施等。

例如,采用延性较好的材料和构件,设置多道抗震防线,以增加结构在地震中的耗能能力和抗倒塌能力。

高层建筑的自重也是一个重要问题。

由于高度大,建筑的自重会产生巨大的竖向荷载。

为了承受这些荷载,需要选用高强度的材料,如高性能混凝土和高强度钢材。

同时,合理的结构布置可以有效地传递和分配竖向荷载,确保结构的稳定性。

在高层建筑结构的设计中,基础设计至关重要。

高层建筑的基础需要承受巨大的上部荷载,并将其均匀地传递到地基中。

常见的基础形式包括桩基础、筏板基础等。

在选择基础形式时,需要充分考虑地质条件、地下水位、建筑物的荷载分布等因素。

对于地质条件复杂的地区,还需要进行详细的地质勘察和地基处理,以确保基础的稳定性和可靠性。

高层建筑结构研究论文

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高层建筑结构研究论文随着城市化进程的加速,高层建筑在城市中如雨后春笋般涌现。

高层建筑不仅是城市现代化的象征,更是解决城市人口密集、土地资源紧张等问题的有效途径。

然而,高层建筑的结构设计和安全性面临着诸多挑战,因此对高层建筑结构的研究具有重要的现实意义。

一、高层建筑结构的特点高层建筑与低层建筑在结构上有明显的区别。

首先,高层建筑的高度较大,导致其竖向荷载显著增加。

这就要求结构体系具备足够的强度和刚度来承受这些荷载。

其次,风荷载和地震作用对高层建筑的影响更为突出。

在强风或地震作用下,高层建筑容易产生较大的水平位移和振动,从而影响结构的安全性和使用功能。

此外,高层建筑的结构自重较大,对基础的要求也更高,需要确保基础能够提供足够的承载力和稳定性。

二、高层建筑结构体系常见的高层建筑结构体系主要包括框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构等。

框架结构由梁和柱组成,具有布置灵活、空间大等优点,但抗侧刚度较小,适用于层数较少的高层建筑。

剪力墙结构则通过钢筋混凝土墙体来抵抗水平荷载,其抗侧刚度大,但空间布置不够灵活。

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,又具有较好的抗侧性能,是目前应用较为广泛的结构体系之一。

筒体结构包括框筒、筒中筒和束筒等形式,具有良好的整体性和抗侧能力,适用于超高层建筑。

三、高层建筑结构的分析方法在对高层建筑结构进行设计和分析时,需要采用合适的方法。

目前常用的分析方法包括静力分析、动力分析和非线性分析等。

静力分析是基于结构在恒载、活载和风载等静力作用下的响应进行计算,是结构设计的基础。

动力分析则考虑了结构在地震作用等动力荷载下的振动特性,包括振型分解反应谱法和时程分析法。

振型分解反应谱法是一种简化的动力分析方法,通过计算结构的振型和振型参与系数,并结合反应谱来确定结构的地震响应。

时程分析法则直接输入地震波,对结构在整个地震过程中的响应进行模拟,能更准确地反映结构的动力特性,但计算量较大。

高层建筑结构设计论文

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高层建筑结构设计论文随着城市化进程的加速,高层建筑在城市中如雨后春笋般涌现。

高层建筑不仅是城市现代化的象征,更是解决城市人口密集、土地资源紧张等问题的有效途径。

然而,高层建筑的结构设计是一项极其复杂且具有挑战性的任务,需要综合考虑众多因素,以确保建筑的安全性、稳定性和功能性。

高层建筑结构设计面临着诸多特殊的挑战。

首先,垂直荷载显著增加。

由于楼层数量多,建筑物自身的重量以及人员、设备等产生的荷载都较大,这对结构的竖向承载能力提出了更高的要求。

其次,水平荷载成为控制结构设计的关键因素。

风荷载和地震作用在高层建筑中产生的效应更为显著,可能导致结构的侧向位移和内力大幅增加,甚至影响结构的整体稳定性。

再者,结构的稳定性和抗倾覆能力至关重要。

高层建筑重心较高,容易在外界作用下发生倾覆,因此在设计中必须充分考虑结构的稳定性。

在高层建筑结构设计中,结构体系的选择是至关重要的。

常见的结构体系包括框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构等。

框架结构具有布置灵活、空间大等优点,但抗侧刚度相对较小,适用于层数较低的建筑。

剪力墙结构则具有良好的抗侧刚度,能有效抵抗水平荷载,但空间布置不够灵活。

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,又具有较好的抗侧性能,适用于大多数高层建筑。

筒体结构包括框筒、筒中筒等形式,具有很强的抗侧和抗扭能力,常用于超高层建筑。

风荷载是高层建筑结构设计中不可忽视的因素。

风对高层建筑的作用不仅会产生水平力,还可能引起漩涡脱落、横风向振动等复杂现象。

在设计中,需要通过风洞试验或数值模拟来准确确定风荷载的大小和分布。

同时,合理的建筑外形设计可以有效减小风荷载的影响。

例如,采用流线型的外形可以降低风阻,减少风荷载对结构的作用。

地震作用对高层建筑的安全性构成严重威胁。

在地震区,高层建筑必须具备良好的抗震性能。

结构的抗震设计包括概念设计和计算设计两个方面。

概念设计强调从整体上把握结构的布置和选型,遵循“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”等原则,保证结构具有合理的传力路径和良好的变形能力。

高层建筑结构设计论文

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高层建筑结构设计论文随着城市化进程的加速,高层建筑在城市中如雨后春笋般涌现。

高层建筑不仅是城市现代化的象征,更是解决城市人口密集、土地资源紧张的有效手段。

然而,高层建筑的结构设计面临着诸多挑战,需要综合考虑多种因素,以确保其安全性、稳定性和经济性。

一、高层建筑结构设计的特点高层建筑与低层建筑在结构设计上存在显著差异。

首先,高层建筑所承受的风荷载和地震作用明显增大。

随着高度的增加,风的影响愈发显著,风振效应可能导致结构的疲劳和破坏。

地震作用也会随着高度的增加而放大,对结构的抗震性能提出了更高的要求。

其次,高层建筑的竖向荷载较大。

由于层数众多,建筑物自重以及活荷载的累积效应不容忽视,这对结构的竖向承载能力和基础设计带来了考验。

再者,高层建筑的结构体系更为复杂。

常见的结构体系包括框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构等。

不同的结构体系在力学性能、适用高度、经济性等方面各有优劣,需要根据具体情况进行选择和优化。

二、高层建筑结构设计的主要考虑因素(一)安全性安全性是高层建筑结构设计的首要原则。

这包括结构在正常使用条件下的承载能力、稳定性,以及在极端情况下(如强烈地震、大风)的抗倒塌能力。

在设计过程中,需要依据相关的规范和标准,进行详细的力学分析和计算,确保结构能够承受各种可能的荷载组合。

(二)稳定性高层建筑的高宽比通常较大,容易产生失稳现象。

因此,在结构设计中需要通过合理的布置构件、增加抗侧力构件的刚度等措施,提高结构的整体稳定性。

(三)经济性在满足安全性和稳定性的前提下,应尽量降低工程造价。

这需要在结构选型、材料选用、构件尺寸优化等方面进行综合考虑,以达到经济合理的设计目标。

(四)使用功能高层建筑往往具有多种功能,如办公、居住、商业等。

结构设计应满足不同功能区域的使用要求,如大开间的办公区域需要采用较为灵活的结构体系,而住宅区域则更注重房间的规整和隔音效果。

(五)施工可行性设计方案应便于施工,考虑施工过程中的技术难度、施工周期和成本等因素。

高层建筑设计论文(15篇):透析高层建设结构设计问题、从工程例子谈论高层建筑结构设计…等

高层建筑设计论文(15篇):透析高层建设结构设计问题、从工程例子谈论高层建筑结构设计…等

高层建筑设计论文(15篇)内容提要:高层建筑施工的分析与实践透析高层建设结构设计问题从工程例子谈论高层建筑结构设计高层建设结构设计特征及问题给水排水工程管理关键点超高层建筑施工方法思索高层建筑施工技术思索高层建筑构造研制高层建筑岩土勘探问题思考深究城市中高层建筑消防安全问题高层建筑构成规划小议高层建筑中转换层小议高层建筑沉降观测注意事项高层建筑安全疏散难题小议高层建筑混凝土动工高层建筑施工的分析与实践高层建筑施工的分析与实践一、高层建筑钢结构施工分析目前,高层建筑结构中以钢结构为主体的工程日显增多,主体钢结构工程施工速度快、结构性能好、造价相对较低。

主体钢结构因其轻、大、高的优点,得到广泛的应用。

钢结构的施工可以概括为六个方面。

首先,工程施工前的准备工作。

施工单位要认真组织施工图纸会审,查缺补漏,同时,要认真编写、严格审查总体(单体)施工组织设计,对超高、超大、超重的结构需编写施工方案,对钢结构安装组织施工进行审查。

审查的内容主要包括:(1)钢结构的施工方法是否适合该工程项目,采用的工艺是否合乎现代技术水平;(2)工程施工计划的安排是否妥当,是否有完善的工程进度控制措施与方法;(3)选择机械型号及组织布置是否合理;(4)人员、材料组织能否满足工程要求;(5)是否建立了健全的技术管理、质量保证体系和重大危险源应急预案。

第二,选择塔吊型号及布置。

塔吊的选择与布置可以说是高层建筑结构工程的核心技术设备,在整个施工中占有十分重要的地位。

塔吊的选择要考虑钢结构的重量、施工现场地形条件及工程地理位置等多个因素,以确保拆装机械的方便和可靠程度。

结合各方面的因素,内爬式塔吊施工相对比较适合高层建筑的施工要求,而且还能节约投资成本,便于管理人员的管理工作。

第三,钢结构的防腐。

钢结构的防腐方法有改善钢材材性的防腐方法、电化学防腐方法及用金属或非金属涂层的防腐方法,目前,在钢结构表面采取涂刷防腐涂层法仍是钢结构防腐的主要措施之一,其主要内容包括:钢材表面处理、除锈方法的选择、涂料品种、涂装工艺、施工环境的温湿度等。

高层建筑建筑结构论文

高层建筑建筑结构论文

高层建筑建筑结构论文一、高层建筑结构设计的概况1、抗震结构设计:随着建筑结构设计技术的增长,我国高层建筑结构设计抗震要求不断提高,高层混凝土的结构构件需要根据抗震结构的分类、裂度、结构类型、房屋高度等众多因素来采取不同的抗震机构设计。

抗震结构设计需要因地制宜,根据高层建筑结构所处的地理位置和周围环境来综合考虑房屋结构设计的性能。

2、控制侧向位移:高层建筑结构设计中,因为高度的不断增加,因此建筑物随着高度的变化都会发生一定的侧向位移现象,这个主要和建筑物横向水平载荷力有关,所以高层建筑结构设计需要考虑结构具备一定的刚度和承压力。

如果发生侧向位移对于建筑物自身的质量安全非常不利,直接会导致坍塌的现象发生。

3、承载力的基础设计:与一些底层和中层建筑的设计相比,高层建筑结构的承载力设计必须要具备足够的刚度。

除此之外,高层建筑的外墙、玻璃等保护设施除了具备可靠的承载力,还需要和主体结构保持可靠的连接。

4、水平位移限值和舒适度:通常情况下,高层建筑结构设计对于水平位移的限值有严格的要求,对于风载荷力、地震度、弹性作用等都有合适的计算方法。

楼盖结构要具备合适的舒服度,竖向震动频率不能小于3赫兹。

二、影响高层建筑结构设计的一些因素1、高层建筑结构设计的基本因素:高层建筑结构设计是一项负责的设计工程,因为高度等众多条件的限值,需要综合考虑建筑施工场地的地质条件、楼层上部结构的类型、房屋的高度、施工技术和施工条件等因素。

除此之外,还要分析建筑物周期建筑和底下结构的类型,保证高层建筑物不能发生塌陷和偏移等情况。

经过科学分析设计得出最佳的结构设计方案,并且保证建筑物不能对周围建筑造成任何影响。

而且,高层建筑的地基埋入地层的深度要经过严密核算,保证上部结构的稳定性,避免出现倾斜等现象,要保证高层建筑物的主体结构和地面作用力保持垂直的状态。

2、短肢剪力墙的设计:在目前的高层建筑设计中,国家对于高层建筑结构设计中的短肢剪力墙设计非常重视,在目前新的国家建筑规定中,也对短肢剪力墙的设计做出了明确的规定,并且对于短肢剪力墙也给出了明确的定义。

浅谈高层建筑结构设计

浅谈高层建筑结构设计

浅谈高层建筑结构设计摘要:本篇文章以高层建筑结构设计为研究对象,旨在探讨其重要性和挑战。

高层建筑的结构设计在保障建筑安全和稳定性方面具有关键作用。

由于高层建筑对地震、风力等外力的极端响应,其结构设计需要克服多种复杂条件及限制。

提出未来研究的方向,旨在提升高层建筑结构设计的效益和可靠性。

本文的研究将对高层建筑工程实践和学术领域产生积极的影响,非常值得相关领域的关注和深入研究。

关键词:高层建筑;结构设计问题引言:近年来,随着人口的不断增加和城市化进程的加速推进,高层建筑的数量不断增长,成为现代城市的地标和发展的象征。

然而,高层建筑的结构设计是确保其安全性和可持续性发展的基础。

一个合理、稳定的结构设计不仅可以承受外部环境的力学负荷,还能够满足人们对舒适生活空间的需求。

在这个背景下,深入研究高层建筑结构设计的理论与方法,变得尤为重要和必要。

1.高层建筑结构设计结构体系的选择对于高层建筑来说,抗震性能是最为重要的考虑因素之一。

我国地震多发,建筑物需具备良好的抗震能力。

因此,在选择结构体系时,必须确保建筑物能够承受地震荷载,减小地震对建筑物造成的损害,以保障人民生命财产的安全。

对于高层建筑来说,结构体系的刚度和变形适应能力也是需要考虑的因素。

高层建筑由于自身高度和重量的特点,会受到较大的风荷载和温差荷载影响,同时还需要解决自重和活载的荷载传递问题。

因此,在选择结构体系时,需要确保建筑物具备足够的刚度和变形适应能力,以应对各种荷载作用下的变形与位移。

还需要考虑到成本和可持续性。

高层建筑的结构设计涉及巨大的投资,因此,需要在确保安全性的前提下,尽可能降低成本。

2.高层建筑结构设计特点高层建筑承受的重力和风荷载较大。

由于高层建筑的高度较大,其上部承受的重力和风荷载也随之增加。

因此,在结构设计中需要考虑如何合理分配和传递这些力量,保证整个建筑的稳定性和安全性。

高层建筑需要考虑地震力的影响。

地震是造成许多灾害的主要原因之一,对于高层建筑来说尤为重要。

高层建筑结构设计论文

高层建筑结构设计论文

高层建筑结构设计论文随着城市化进程的加速,高层建筑在城市中如雨后春笋般涌现。

高层建筑不仅是城市现代化的象征,更是解决城市人口密集、土地资源紧张等问题的有效途径。

然而,高层建筑的结构设计是一项极其复杂且具有挑战性的工作,需要综合考虑众多因素,以确保建筑的安全性、稳定性和功能性。

一、高层建筑结构设计的特点高层建筑由于其高度较高、自重较大、水平荷载影响显著等特点,使得其结构设计与低层建筑有很大的不同。

首先,高层建筑所承受的竖向荷载远大于低层建筑。

除了自重外,还包括大量的人员、设备和家具等荷载。

这就要求结构具有足够的强度来承受这些竖向压力,以避免出现过大的变形和破坏。

其次,水平荷载成为了高层建筑结构设计的控制因素。

风荷载和地震作用对高层建筑的影响非常显著。

在强风或地震作用下,高层建筑会产生较大的水平位移和内力,因此需要结构具有良好的抗侧力性能。

再者,高层建筑的结构体系更为复杂多样。

常见的结构体系如框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构等,每种结构体系都有其特点和适用范围,设计时需要根据具体情况进行合理选择。

二、高层建筑结构设计的原则在进行高层建筑结构设计时,需要遵循一系列的原则,以确保设计的合理性和可靠性。

安全性是首要原则。

结构设计必须能够承受各种可能的荷载组合,包括正常使用情况下的荷载以及极端情况下的风荷载、地震作用等,确保在其使用寿命内不会发生倒塌或严重破坏。

适用性原则要求结构在正常使用过程中,具有良好的变形性能和舒适度,不出现过大的振动或裂缝,满足建筑的使用功能。

经济性原则也是不可忽视的。

在保证结构安全和适用的前提下,应通过合理的设计和优化,降低工程造价,提高建筑的经济效益。

耐久性原则则要求结构具有足够的抗腐蚀、抗老化能力,以保证其在长期使用过程中的性能稳定。

三、高层建筑结构设计的主要内容1、结构选型结构选型是高层建筑结构设计的关键环节。

需要根据建筑的高度、使用功能、地质条件、施工条件等因素,综合考虑选择合适的结构体系。

高层建筑结构设计论文(共6篇)

高层建筑结构设计论文(共6篇)

高层建筑结构设计论文(共6篇)第一篇1高层建筑结构受力性能高层建筑的抗水平力构件应沿房屋周边布置,也可提供较大的抗倾覆力矩。

2高层建筑结构设计中抗震概念设计的重要性2.1高层建筑设计尤其是在高层建筑抗震设计中,应当非常重视概念设计这是因为高层建筑结构的复杂性,发生地震时的不确定性,人们对地震时结构响应认识的局限性与模糊性,高层结构计算尤其是抗震分析计算的精确性,材料性能与施工安装时的变异性以及其他不可预测的因素,致使设计计算结果(尤其是经过实用简化后的计算结果)可能和实际相差较大,甚至有些作用效应至今尚无法定量计算出来。

因此在设计中,虽然分析计算是必须的,也是设计的重要依据,但往往不能满足结构安全性、可靠性的要求,不能达到预期的设计目标。

2.2重视概念设计从某种意义上讲,概念设计甚至比计算更为重要[3]。

概念设计是通过无数的事故分析,历年国内外震害分析,模糊试验的定量定性分析以及长期以来国内外的设计与使用经验分析、归纳、总结出来的。

而这些原则、规定与方法往往是基础性、整体性、全局性和关键性的。

有些概念设计的要求,为整个设计设置了两道防线,保证了建筑物的安全、可靠。

合理的结构方案是安全可靠的优秀设计的基本保证。

汶川特大地震发生后,通过对震后建筑进行分析与研究,发现结构布置方案合理、符合概念设计要求的建筑物的破坏形式都是比较理想的,这给我们结构设计人员很大的启示和鼓舞。

今后结构设计中充分利用概念设计确定结构方案,并采取相应的抗震构造措施,还是能大大降低地震对建筑物的损坏程度的。

3改善短柱抗震性能的措施当按剪跨比λ判定柱子不是短柱时,按一般框架柱的抗震要求采取构造措施即可;确定为短柱后,就应当尽量提高短柱的承载力,减小短柱的截面尺寸,采取各种有效措施提高短柱的延性,改善短柱的抗震性能。

3.1使用复合螺旋箍筋高层建筑框架柱的抗剪能力是应该满足剪压比限值和“强剪弱弯”要求的,柱端的抗弯承载力也是应该满足“强柱弱梁”要求的。

高层建筑结构设计特点论文

高层建筑结构设计特点论文

高层建筑结构设计特点论文摘要:高层建筑结构设计在某些方面影响着高层建筑工程的质量,因此对高层建筑的优化设计是十分重要的工作,对高层建筑结构优化,能够实现高层建筑结构的合理性,对高层建筑经济效益的实现以及新型结构形式的发展也具有更广泛深远的意义。

前言我国当前土地资源日益紧张,但是人口量又在逐渐的增加,为了在两者之间寻求一个平衡,高层建筑受到了建筑企业的青睐。

但高层建筑垂直高度大且层数较多,内部结构较为复杂,给建筑结构设计人员带来了一定的挑战。

设计人员对高层建筑的结构设计特点进行充分的了解,进而保证结构设计的先进性、合理性、安全性和适用性,最终有效的保证结构设计的质量。

1高层建筑结构设计的特点当前高层建筑结构设计具有非常重要的地位,结构设计的质量与建筑平面的布置、立面体形、楼层高度、机电管道的设置、施工技术的要求、施工工期长短和投资造价的高低等密切相关。

1.1结构延性是重要的设计指标在地震的作用下,高层建筑的变形会变得更大,与低层建筑相比,高层建筑在结构上更加柔和。

在构造上需要采取适当的措施,能够避免出现倒塌的现象,让进入塑性变形阶段后仍然具有较强的变形能力,保证结构具有足够的延性。

1.2轴向的变形不可忽视框架的竖向载荷对连续梁弯矩会产生影响,会在柱中引起相对大一些的轴向变形,造成跨中正弯矩和端支座负弯矩值增大,连续梁中间支座处的负弯矩减小的问题。

除此之外,考虑构件竖向变形比较,对侧移和构建剪力产生影响,会得出偏于不安全的结果。

在高层建筑中采用框架体系和框架剪力墙体系,框架中柱的轴压应力往往大于边柱的轴压应力,户柱的轴向压缩变形大于边柱的轴向压缩变形,当建筑轴向变形的差异达到较大的数值,其后果相当于连续梁中间支座沉陷从而使连续梁中间支座处的负弯矩值减小,跨中正弯矩值和端支座负弯矩值增大。

此外,还会影响预测构建的下料长度,因而下料的长度要根据轴向变形计算值来调整。

1.3水平力起着决定性作用在以往对低层和多层的结构设计中,往往都是以竖向荷载为代表,而对于高层建筑的结构设计而言水平荷载发挥着决定性的作用,竖向荷载虽然对结构设计也具有非常重要的意义,但却不是最为关键的设计因素。

高层住宅论文结构设计论文

高层住宅论文结构设计论文

高层住宅论文结构设计论文在当今城市发展的进程中,高层住宅如雨后春笋般涌现,成为解决城市人口居住问题的重要方式。

高层住宅的结构设计不仅关系到建筑的安全性、稳定性,还直接影响着居民的居住舒适度和使用功能。

本文将对高层住宅的结构设计进行深入探讨。

一、高层住宅结构设计的特点高层住宅由于其高度较高、竖向荷载大、风荷载和地震作用显著等特点,对结构设计提出了更高的要求。

首先,高层住宅的自重较大,需要有足够强度和刚度的结构体系来承担竖向荷载。

这就要求在设计中合理选择结构材料和构件尺寸,以确保结构的安全性。

其次,风荷载在高层住宅结构设计中是一个不可忽视的因素。

随着高度的增加,风对建筑物的影响越来越大,可能导致结构的振动和变形,因此需要采取有效的抗风措施。

再者,地震作用对高层住宅的影响也极为重要。

在地震多发地区,必须使结构具有良好的抗震性能,通过合理的结构布局和抗震构造措施,来减少地震对建筑物的破坏。

二、高层住宅结构体系的选择常见的高层住宅结构体系包括框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构等。

框架结构具有布置灵活、空间利用率高的优点,但抗侧刚度相对较小,适用于层数较低的高层住宅。

剪力墙结构则具有良好的抗侧刚度,能够有效地抵抗水平荷载,但空间布置不够灵活。

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灵活性,又具有较好的抗侧性能,是高层住宅中应用较为广泛的结构体系。

在选择结构体系时,需要综合考虑建筑的高度、使用功能、抗震要求、经济指标等因素,以确定最合适的结构形式。

三、高层住宅结构设计中的荷载计算荷载是结构设计的基础,准确计算荷载对于保证结构的安全性至关重要。

竖向荷载主要包括恒载和活载。

恒载包括结构自重、建筑装修材料的重量等;活载则根据不同的使用功能,按照规范规定的取值进行计算。

水平荷载主要有风荷载和地震作用。

风荷载的计算需要考虑建筑的体型系数、风压高度变化系数等因素。

地震作用的计算则要根据建筑所在地区的抗震设防烈度、场地类别等参数,采用合适的计算方法进行。

高层建筑结构论文

高层建筑结构论文

高层建筑结构论文随着城市化进程的不断推进,高层建筑在我们的生活中扮演着越来越重要的角色。

高层建筑的结构设计是确保其安全稳定运行的关键。

本论文旨在探讨高层建筑结构设计的重要性,并分析其中涉及的关键因素。

一、介绍高层建筑概念的引入使城市发展进入了一个新阶段。

与传统的低层建筑相比,高层建筑面临着更多的挑战,包括地基承载、结构抗震性、风荷载等。

因此,高层建筑的结构设计变得尤为重要。

二、地基承载分析高层建筑的地基承载能力直接决定了建筑的稳定性。

地基承载分析包括对不同土壤类型的勘察与测试、地基处理方案的制定等内容。

合理的地基承载设计可以减轻结构负荷,确保建筑的稳定与安全。

三、结构抗震性设计由于地震是高层建筑最常见的灾害风险之一,结构抗震设计是保障建筑安全的关键。

该设计包括结构材料的选择、结构给荷设计、地震时的动力性能分析等。

通过采用适当的结构抗震设计手段,可以提升高层建筑的抗震性能,降低地震给建筑造成的损害。

四、风荷载分析高层建筑容易受到风力的影响,因此风荷载分析是高层建筑结构设计的重要环节。

该分析包括对建筑物表面风压的计算、风能的分布特性等。

准确的风荷载分析可以为建筑提供稳定的结构支撑。

五、材料选用高层建筑的结构设计涉及到多种建筑材料的选用。

这些材料不仅需要具备高强度、耐久性,还需要具备适应高层建筑特殊环境的特性。

常见的高层建筑结构材料包括钢材、混凝土等。

在材料选用过程中,考虑到成本、可行性和可持续性等因素至关重要。

六、结论高层建筑的结构设计是确保建筑物稳定运行的重要因素。

通过地基承载分析、结构抗震性设计、风荷载分析以及适宜的材料选用,可以有效降低高层建筑的风险,为人们提供安全、舒适的居住与工作环境。

综上所述,高层建筑结构设计是一门复杂而关键的学科。

了解并掌握高层建筑结构设计的要点,可以为城市的可持续发展和人们的生活质量提供重要支持。

对高层建筑结构设计浅谈论文

对高层建筑结构设计浅谈论文

对高层建筑结构设计浅谈(浙江高专建筑设计研究院有限公司,浙江,宁波,315016)【摘要】高层建筑已成为我国楼房建筑中的主流,随着人们生活水平的提高,人们对楼房的要求也越来越高,高层建筑不仅要舒适,还要具有安全性、经济性等,本文就针对高层建筑结构设计进行简单的探讨。

【关键词】高层建筑;结构设计随着社会的发展,我国城市的用地面积越来越少,城市的建筑也越来越趋于向高层建筑发展,现在大部分楼层都在十几层以上,三四十层高的楼也已经不少见。

建筑的体型和功能越来越复杂,结构体系及结构材料也更为多样化,这样的高层建筑,其结构设计也就成为结构工程师的难点和重点。

1 高层建筑结构设计的概念及内容高层建筑结构设计是指根据高层建筑特性的建筑结构设计,在满足适用、安全、经济、耐久和施工可行的前提下,按有关的设计标准规定,对建筑结构进行技术经济分析、总体布置、计算、构造及制图工作,并寻求优化的过程。

简单来说,就是用结构语言表达出工程师们想表达的东西。

在建筑结构设计中,就是把建筑物或者建筑结构体系中的墙、柱子、楼梯、梁等用图纸中的结构元素来表示出来,同时还要计算出它的抗力及承重等能力。

在结构设计中主要包括结构方案、结构计算及施工图设计三个阶段,每个阶段对于结构设计来说都是很重要的。

2 高层建筑结构设计的特点2.1 水平力成为结构设计的主要因素当建筑物高度增加时,水平荷载(风荷载及地震作用)对结构起的作用将愈来愈大。

除了结构内力将明显加大外,结构侧向位移增加更快。

我们知道:建筑物楼面的使用荷载和自重在竖向构件产生的弯矩和轴力与其高度的一次方成正比,水平荷载产生的弯矩及轴力与建筑物高度的二次方成正比,水平荷载产生的结构侧向位移与建筑高度的四次方成正比。

因此,在高层建筑中,结构要使用更多材料来抵抗水平力,另一方面,对一定高度建筑来说,竖向荷载大体上是定值,而作为水平荷载的风荷载和地震作用,其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化,所以结构的抗侧力设计成为高层建筑结构设计的主要因素。

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对高层建筑结构设计的一些看法摘要:高层建筑目前在我们的城市建设当中所占的比例是越来越大,而建筑结构设计方面的变化也越来越多,很多新兴的结构设计方案以迅猛的速度呈现在我们的城市建设中。

通过分析高层建筑本身特点,结合实践中高层建筑可能出现的问题,总结设计经验,为高层建筑的结构设计问题的解决提出建设性的建议。

关键词:高层建筑;结构设计;分析问题
中图分类号:tu97文献标识码: a 文章编号:
高层建筑结构设计是针对高层建筑特性的建筑结构设计:在满足安全、适用、耐久、经济和施工可行的要求下,按有关设计标准的规定,对建筑结构进行总体布置、技术经济分析、计算、构造和制图工作,并寻求优化的过程。

1 高层建筑结构的特点
1.1 竖向载重负荷较大
高层建筑的第一个特点就在于竖向利用空间,这也是在现代城市寸土寸金情形下成为城市建设设计宠儿的首要原因。

高层建筑的竖向载荷很大,就可能在柱中引起较大的轴向变形,这样一来,一方面对连续梁弯矩会产生较为严重的影响,对于连续梁中间支座处的负弯矩而言,就会导致负弯矩减小,而对于跨中正弯矩和端支座负弯矩值而言,就会导致两者的扩张,不利于高层建筑的稳固性。

另一方面,对于构件下料长度的预测,是依据轴向变形的计算值来对下料长度进行逐步调整,一旦对轴向变形计算值不准,会进一步
影响构件剪力和侧移,从而会导致建筑的不安全因素增加。

因此,鉴于高层建筑竖向载重负荷较大的特点,要充分考虑轴向变形的程度。

1.2 整体结构更具有柔和性
与底层建筑相比,高层建筑的整体结构更具有柔和性的特点,在地壳运动和具有震动性环境中极易发生变形,导致建筑物的倾斜,倒塌。

因此高层建筑的结构延展性应当作为高层建筑结构设计的一个重要设计指标,在构造上采取适当的措施来避免高层建筑塑性变形阶段之后延展能力的丧失,使其具有更强的抗震性和结构稳定性,从而保障住户的生命财产安全。

1.3 水平荷载的重要作用
所谓水平荷载是指,物体受水平方向的作用力,在高层建筑的设计时,一旦高度确定,其竖向荷载基本上为定值,变动幅度不大,而建筑的稳定性是与高层建筑的荷载能力与建筑高的比值度紧密
相关的,一般而言,建筑高度与建筑物自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值为正相关,而水平荷载对结构产生的倾覆力矩和由此在竖构件中引起的轴力的数值,是与建筑高度的平方成正比,因此竖向荷载大体定值的情况下,可以通过结构特性不同可以改变的水平荷载就成为设计时重点注意的地方,将水平荷载的风荷载和地震作用数值通过合理的结构设计控制在有利于建
筑的最完美的状态。

2 高层建筑结构设计的原则
(1)精确原则,这体现在结构计算简图选择和合理误差的处理上,建筑结构计算式计算结果的精确性是关系到整体结构安全的重要因素,因此在计算简图的选择上要选用得当,保证计算结果的精确性,同时计算简图还应有相应的构造措施来保证。

在实践中,结构的节点不可能是纯粹的铰结点和刚结点,因此要考虑到计算简图的合理误差,在结构实际情况与程序不符的情况下,要求结构工程师多加校对分析,合理判断。

(2)合理原则,这体现在合理基础方案和结构方案的选择上,结合场地实际情况充分考虑。

在基础方案的选择上要根据工程地质条件,上部结构类型与载荷分布,相邻建筑物影响及施工条件等多种因素综合分析,必要时应进行地基变形验算,将地基的价值发挥到最大。

鉴于基础深埋对高层建筑的重要影响,在高层建筑中可以加入地下室的设计,地下室外墙建议采用钢筋硷墙,顶板厚不宜小于160mm,具有较大的层间刚度的地下室利于高层建筑的整体稳定,调整地基不均与沉降。

(3)灵活原则,要认识到结构设计不是一成不变的,要根据实际情况时刻加以调整的。

高层建筑具有工程量大,设计环节多的特点,因此工程设计师要时刻谨记“强柱弱梁、强剪弱弯、强压若拉”这一原则,在施工的过程中,要注意构件的延性性能,对设计中的薄弱部位予以加强,充分考虑温度应力的影响力,此外,还要对材质的性能加以考量,例如钢筋的锚固长度,特别是钢筋的执行段锚固长度。

3 高层建筑结构设计中的具体问题
3.1 剪力墙设计问题
短肢剪力墙是指为墙肢截面高厚比为5~8的墙,新规范根据实验数据和实际经验,对短肢剪力墙在高层建筑中的应用增加了相当多的限制,这样一来工程设计师在高层建筑的设计时就应避免使用短肢剪力墙,以减少后续工作中的麻烦。

选择较长剪力墙的设计时,加入开洞设计,但是要注意当墙段高宽比大于2时一般为弯曲破坏,墙段高宽比小于2时一般为剪切破坏,因此每个独立墙段的总高度与其截面高度之比不应小于2,这样可以充分提高剪力墙的延性,避免高层建筑的脆性破坏。

另外,考虑到单片剪力墙若承担过大的水平剪力可能会被最先破坏,就会导致结构抗侧力构件依次被破坏,因此在开洞时要形成弱连梁,这样就要求开结构洞时一定要开大洞,连梁跨高比宜大于6,这样才能使较长剪力墙开洞后形成两个较独立的墙肢,避免洞口较小时剪力墙因为侧向刚度较大,遭到剪切脆性破坏,但是应当注意的是,墙肢截面高度不宜大于8m,否则不利于高层建筑结构的整体稳定。

3.2 嵌固端的设计问题
嵌固端的选取是高层建筑结构计算中尤为重要的简化假定,嵌固端大多设置在地下室顶板或者设置在人防顶板等位置,在高层建筑中,二层或者二层以上的地下室和人防是普遍设计的,也就是说嵌固端在高层建筑中是一个较为频繁的应用,若是忽略这些问题将会给后期的设计工作带来极大的不便,可能会整体结构设计方案的
大规模变动。

因此在嵌固端楼板的设计上,要充分考虑材质和位置上的选择。

另外对于嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一致性、在结构整体计算时嵌的设置、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等问题都要多加考虑,以防导致后期的设计冲突。

3.3 轴压比与短柱的问题
高层建筑整体结构本身更具有柔和性的特点,如果柱的塑性变形能力小, 就会使得结构的延性变得差, 一旦遭遇地震或者强烈地壳运动, 柱不能很好地耗散和吸收地震能量,建筑就会面临倾倒,倒塌的危险。

因此高层建筑结构中, 为了控制柱的轴压比,会选择做柱的截面很大的设计,但是在柱的纵向的钢筋一般选用构造配筋,这样一来即使采用高强混凝土, 也不能将柱断面尺寸控制在较小的尺寸。

因此不妨考虑在结构中强柱弱梁设计, 将梁的良好延性的特点充分发挥, 这样柱子进入屈服的可能性就会减小,轴压比值也会随之减小。

另外, 对于短柱而言,不能根据柱的长细比来确定,而是应该根据柱的剪跨比小于2来确定属于短柱,这一概念的明确更有利于轴压比的控制。

3.4 安全问题
高层建筑是竖向空间利用,属于类封闭空间,面对的安全问题主要是在发生危险时能及时的疏散和避险,因此在空间结构的设计上总体布局要保证畅通安全,可以在一层多设通道,便于疏散。

保证采光设施或者照明系统紧急情况下的正常使用,可以选用自于区
域变电所,同时自备的发电设备,既经济也合理。

还要考虑合理进行防火分区的设计。

另外,由于是高层就要考虑防雷击的问题,好的设计就要利用高层建筑物的结构来做好防雷措施,除了常规装设避雷针和避雷网的方法,还可以构建接地装置,利用结构中的主钢筋作引下线,使钢筋混凝土基础作接地装置,利用扁钢在建筑物周围做避雷带。

从而防止雷电对于建筑物的损害。

而金属可能会由于静电产生火花,导致安全隐患,因此建筑物内的金属物体和突出屋面的金属物都要和地面相接,减少安全隐患。

4 结论
随着我国城市化发展进程的不断推进,高层建筑机构设计近几年来在我国建筑工程领域取得了巨大的发展与进步。

高层建筑结构设计是一个十分复杂的工作,需要有十分专业的技能,同时还要有认真的工作态度。

这是因为建筑结构设计是后续施工的前提,没有扎实的设计,后期的施工再好,最终高层建筑工程的质量也不会很高。

在高层建筑结构设计中,结构工程师不能仅仅重视结构计算的准确性而忽略结构方案的具体实际情况,应作出合理的结构方案选择。

高层建筑结构设计人员应根据具体情况进行具体分析掌握的知识处理实际建筑设计中遇到了各种问题。

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