高层建筑结构设计及选型分析
高层建筑结构选型的影响因素和选取方法
高层建筑结构选型的影响因素和选取方法高层建筑结构选型的影响因素和选取方法在高层建筑设计中,结构设计赋予建筑物一个支撑骨架.该骨架型式及其空间关系的合理性不仅直接关系到建筑物的安全,而且关系到建筑物能否实现其预定的功能和能否达到预期的经济效益.依据工程实践经验,若高层建筑结构体系选型不当,同样难以做出安全可靠、经济合理的高层建筑结构设计.正确处理高层建筑结构体系的选型问题,对于高层建筑的设计、施工乃至使用、维护而言,都具有至关重要的意义.1 高层建筑结构选型的问题当前我国高层建筑结构选型普遍不重视结构选型决策工作,而且缺乏一套完整系统、可行的方法来操作,仅以上部结构土建造价单一指标或几个易于转换成计量单位评估的定量指标来进行决策.因此高层建筑结构选型存在如下问题: 第一是影响因素的不确定性.结构选型决策工作具有很强的综合性,包含大量确定与不确定的因素,多因素共同作用的结果决定结构的型式,需要对诸多因素做大量细致分析.对一栋高层建筑来说,按当前常规做法是不太可能得到完善合理的结构型式的.选错结构型式,不仅会使高层建筑综合经济效益低下,而且使该建筑物给社会经济环境带来不良影响[1].第二是影响因素的多样性.结构体系的选择受到诸多条件和因素影响,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.一个合理的结构型式是通过进行多目标决策,将诸多因素统一协调而产生.而设计人员正是缺乏这种从整体( 或全局) 的综合经济效益出发来处理结构选型问题的观念,并由于缺乏处理模糊概念的方法和手段,不自觉地把不少本来为模糊的量忽略或当成确定性的,这使得设计变量和目标函数不能达到应有的取值范围,从而导致决策结果不是真正的最满意的.2 高层建筑结构选型的影响因素分析2. 1 高层建筑结构选型不合理的情况及原因分析2. 1. 1 超出建筑结构设计规范中规定的适用范围高层建筑的各种结构体系有各自的适用范围,我国《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》( 以下简称为《高规》) 给出了各类钢筋混凝土结构房屋适用的最大高度.首先房高超规.如高规规定对位于 IV 类场地的建筑或不规则建筑高度应适当降低.抗震规范条文说明指出: "不规则或在 IV 类场地上的结构,适用高度一般降低 20 % 左右.有框支剪力墙的结构,抗震的不利因素是明显的,适用高度一般降低 20 % ~30 %".有的不规则高层建筑高度未按要求降低.其次是剪力墙间距超规主要体现为框剪结构中超过高规中关于剪力墙间距的规定和在有框支墙的现浇剪力墙结构中,落地剪力墙间距超过《高规》规定.超过的原因主要是为满足建设方对大空间的要求.2. 1. 2 选用建筑设计规范中没有的结构体系近年来,由于建筑功能、建筑艺术以及城市规划的需要,高层建筑不仅在层数、高度上迅速增长,而且结构体系日益复杂多变,很多高层建筑的高度已处于《高规》适用范围之外.这些非常规结构往往没有先例可依循,理论和实验依据不够,设计人员在没有充分计算、试验、论证的情况下自行"创新"出一些结构; 这些结构型式本身就很可能受力不合理,更谈不上综合经济效益好[2].2. 1. 3 选用不合理的结构型式首先有的地方新建高层住宅采用重量大、刚度过大、地震反应力大、基础大、造价高、工期长、不利抗震、不便使用的小开间剪力墙结构.如新建 4 栋 23 层~25 层高层住宅采用小开间剪力墙结构,两层箱形基础,结构方案不合理,造成很大浪费.其次高层建筑与裙房用后浇缝连成整体( 包括基础与上部结构) ,一般裙房用框架结构,主楼用框剪结构或框筒结构或剪力墙结构.在用后浇缝连成整体前,高层建筑与裙房选用的结构型式均无问题,用后浇缝连成整体后则明显有剪力墙布置不均匀、不符合《高规》关于框剪结构中剪力墙最大间距的要求和剪力墙数量过少,其承担的.底部弯矩小于总地震弯矩的 50 %等问题.2. 2 影响高层建筑结构选型的因素2. 2. 1 结构受力合理性结构受力合理性包括结构能有效抗风、可靠抗震、传力途径明确、应力分布合理、破坏机制合理等等.结构选型必须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优缺点,选择出合适的几个结构体系,结合影响因素做分析、筛选.水平荷载在高层建筑结构设计中起控制作用,具体到非地震区,起控制作用的水平荷载就是风荷载.在风荷载作用下,高层建筑可能出现层间位移过大,导致结构体系中的承重构件如梁、柱、墙等出现不同程度损坏; 或者整个结构摆动过大.因此,在非地震区,特别是风荷载较大的地区,高层建筑结构选型应对风荷载作用引起足够重视,选择时要考虑结构体系在强度、变形方面满足要求,还要使结构在风荷载作用下产生的振动控制在人对不适感的容许限度范围之内.现有地震灾害资料及工程经验表明,在满足建筑物使用功能要求前提下,地震区高层建筑的抗震安全性与经济合理性,很大程度上取决于抗震结构体系的选型是否恰当合理.而选型是根据抗震设防标准,抗震设防标准又得依据设防烈度,设防烈度又受建筑物所在场地的地质条件影响.因地震运动的随机性及复杂性,既不可能准确地划定高烈度地震可能发生的地区和范围,又不能在全国范围内普遍按照高烈度标准设防,给结构选型工作带来困难.实验表明,要合理选择抗震结构体系,使设计的结构总体方案更加创新和完美,精确的数值计算分析固然重要,但更有赖于正确运用概念设计的思想及工程经验的定性判断[3].所以,结构设计理论及计算手段改进也是影响结构选型的一大因素.2. 2. 2 经济因素对高层建筑结构选型的制约我国的"适用、经济、安全、美观"建设方针把经济放在重要地位,在结构选型决策时对不同结构体系进行经济比较具有重要性.从整体的和长远的角度利用综合经济分析方法系统地考虑结构方案的经济性.首先是不但要考虑某个结构方案付诸实施时的一次性投资费用,还应考虑其全寿命期费用; 其次是除了以货币指标核算结构的建造成本外,还应从节省材料消耗和节约劳动力等各项指标来衡量.此外,从可持续发展的角度来考虑,还要特别考虑资源的节约; 再次是某些生产性建筑若能早日投产交付使用,可以较快地回收投资资金,更能得到较好的经济效益.从能耗面分析,我国建筑能耗约占全国总能耗的 25 %~ 30 % ,随着人民生活水平提高,建筑能耗在我国总能耗中所占比例还将增加.依据国内外统计,日常使用能耗占建筑总能耗的 90 %以上,因此建筑节能的重点为日常使用能耗,其中尤以采暖及空调耗能为主.从结构施工周期的缩短考虑,可以使整个建筑更早地投入使用,取得经营收入,同时还可以缩短贷款的还贷时间,减少还贷利息.因此,即使结构方案的一次投资费用较高,也可能是经济的方案.从结构全寿命周期费用角度考虑,在进行结构方案的经济分析时,考虑一次性投资费用不够全面.一幢建筑物在其整个使用寿命期内( 一般为 50 a) 会发生其它费用,如结构的一般维护、维修费用,灾后的重建费用等等,这些费用的数额较大,进行结构选型决策时也应予以考虑.2. 2. 3 施工水平对高层建筑结构选型的影响建筑施工的生产技术水平及生产手段对建筑结构型式有很大影响,主要表现在先进施工技术、建筑结构方案密切与施工条件相结合以及施工使用阶段阶结构受力状况三个方面.施工技术条件不具备或选用的结构方案不适应现有施工技术能力,将给工程建设带来困难.在结构选型时,有关设计人员应与施工单位人员沟通,共同磋商解决选型中出现的矛盾.另外选择结构型式时应结合施工工艺因素考虑工程的具体施工条件.同一种结构型式可以对应不同的施工工艺,而不同的施工工艺会影响材料消耗、劳动力、工期及造价等技术经济指标和结构受力状态、抗震性能、计算分析及构造措施.因此高层建筑结构选型中应对施工工艺连同其它因素加以全面综合权衡考虑.3 高层结构选型的方法高层建筑结构选型决策受诸多确定性因素和不确定性因素的影响.这些因素中有的能量化为定量指标,而有一部分要凭经验做出主观判断,因此比较分析备选方案应从定量分析和定性分析两方面进行.通常,先对备选结构方案进行定量分析,然后进行定性分析,最后两者综合起来进行整体成本分析,选出最佳方案.整体成本分析方法受到结构占用面积和结构施工工期两方面的影响.高层建筑采用钢结构或钢-混凝土混合结构的结构占用面积比采用混凝土结构的结构占用面积小,建筑的有效使用面积相对增加,在销售上就能体现出其经济效益,可以抵消一部分因采用钢结构而增加的费用.施工工期对整体成本的影响主要体现在"时间即是成本"的关系上[4].施工工期的缩短,可使建筑物提早投入使用,缩短贷款建设的还贷时间,并且能提早出租增加租金收入,对整体成本的影响体现在利息和租金的收益上.高层建筑采用钢结构或钢混结构与采用混凝土结构相比,在建筑有效使用面积与施工工期方面具有一定的优势,能取得较可观的经济收益,从而可抵消一部分因采用钢结构而增加的费用,进而使得工程的整体成本明显降低.通过整体成本分析高层建筑钢结构或钢混结构的经济效益主要来自结构施工工期的缩短带来的贷款利息节约、租金收入增多.从分析中还可知,高层建筑的层数越高,这方面的优势越明显.而钢筋混凝土结构的造价低但工期长,时间成本相对要高,在超高层建筑中的综合经济效益就显得相对较低.因此,当业主对高层建筑的结构材料方案进行评估时,应该对钢结构的施工工期优势加以充分考虑以争取节约成本的机会.从结构方案的整体成本出发以定量方法对影响整体造价的主要因素进行量化和计算,根据得出的整体成本指标直接进行结构方案的比较、选择.这种定量方法把大量的不确定性因素的影响排除在外,其决策目标函数为只追求造价( 成本) 最低的单目标.造成由于目标函数达不到应有的数量( 这里目标函数的数量是指综合目标函数中包含的子目标函数的个数) 从而降低决策结果的可信度的后果.4 小结结构选型所涉及的影响因素是比较多,它是一个多目标的综合决策问题.要求在确定决策的综合目标函数时,要尽可能多地考虑各种影响因素( 包括确定性和非确定性的影响因素) ,并反映到具体的子目标函数上来.一个综合目标函数只有充分地考虑了大多数的影响因素时,得出的综合目标函数值才有足够的根据,最终的决策才可能有足够的说服力和可信度.从而综合目标函数值最高的结构方案即为能使该高层建筑的综合经济效益达到"令人满意"的结构方案.在考虑子目标函数时由于在多个目标之间可能存在矛盾甚至可能是互斥,对一个目标来说是最优的,对另一些目标就不一定能满足的情况,就不存在对所有目标都是最优的方案.这就形成一个对目标函数数量选择的"度"的问题.参考文献[1] 叶浩波. 高层建筑结构选型影响因素分析[J]. 中国高新技术企业,2007,( 13)[2] 喻敏波,王全凤. 浅谈高层建筑结构选型[J]. 福建建筑,2010,( 5)[3] 冯望. 高层建筑结构选型的探讨[J]. 中华建设,2008,( 4)[4] 卢铭杰. 浅谈房屋建筑成本控制[J]. 技术与市场,2011,( 3)。
建筑结构选型案例分析报告
建筑结构选型案例分析报告一、引言二、案例简介该建筑项目为一座高层办公楼，总高度为300米，共有80层。
建筑师要求在满足建筑结构安全性的前提下，尽可能减小重量和成本。
三、结构选型概述1.钢结构：钢结构具有重量轻、强度高、施工速度快等优点，能够满足建筑师的需求。
但是钢结构对于地震和火灾的抵抗能力较差，且需要更多的维护和保养。
2.钢筋混凝土结构：钢筋混凝土结构具有较好的地震和火灾抵抗能力，且成本相对较低。
然而，钢筋混凝土的施工周期较长，对基础要求较高。
3.预应力混凝土结构：预应力混凝土结构在重量轻、耐久性好的同时，还具有较好的自重分担能力。
然而，预应力混凝土结构需要具备较高的技术和施工要求。
四、结构选型决策分析在该案例中，由于建筑高度较高，地震和火灾的抵抗能力成为重要的考虑因素。
因此，钢结构相对来说不是理想的选型，而钢筋混凝土和预应力混凝土结构更适合该项目。
考虑到施工周期和成本的因素，预应力混凝土结构比较适合该项目。
预应力混凝土结构减轻了自重负荷，并提高了地震和火灾抵抗能力。
虽然预应力混凝土结构的技术要求较高，但可以通过雇佣有经验的建筑公司和施工人员来解决。
五、结构选型实施1.技术要求：雇佣有经验的建筑公司和施工人员，确保结构施工的质量和安全。
2.施工期限：根据施工周期和预算制定详细的施工计划，并进行合理的进度安排。
3.质量控制：严格按照设计方案进行施工，强调材料的选取和施工工艺的控制。
4.结构监测：在施工过程中进行结构的实时监测和评估，确保结构的安全性和稳定性。
六、结论通过该案例的分析，我们可以得出以下结论：1.结构选型是建筑设计中的重要环节，直接影响建筑物的结构安全性和成本。
2.在结构选型中，需要综合考虑建筑物的高度、地震和火灾的抵抗能力、施工周期和成本等因素。
3.预应力混凝土结构在该项目中是较为理想的选型，具有重量轻、耐久性好和良好的抗震性能。
4.在实施结构选型时，需要注重技术要求、施工期限、质量控制和结构监测，确保建筑物的安全和稳定性。
高层建筑结构设计(第三版) (豆瓣)
高层建筑结构设计(第三版) (豆瓣)高层建筑结构设计(第三版) (豆瓣)1. 引言1.1. 项目背景1.2. 设计目标1.3. 设计范围2. 建筑特点分析2.1. 地理、气候条件2.2. 地表状况2.3. 建筑用途和功能2.4. 建筑高度和规模3. 结构形式选择3.1. 结构类型比较3.2. 结构形式选择原则3.3. 结构系统分析4. 荷载计算4.1. 人工荷载4.2. 自重荷载4.3. 外载荷载（风荷载、地震荷载） 4.4. 动力荷载4.5. 季节性影响5. 材料和构件选用5.1. 钢材选型5.2. 混凝土强度等级5.3. 基础材料选用6. 结构分析与设计6.1. 结构计算模型建立6.2. 静力分析6.3. 动力分析6.4. 结构设计参数确定6.5. 结构设计计算7. 基础设计7.1. 基础类型选择7.2. 基础计算及尺寸确定7.3. 地下室结构设计8. 连接与节点设计8.1. 框架连接设计8.2. 钢-混凝土连接设计8.3. 梁柱节点设计9. 结构施工及监理9.1. 结构施工工序9.2. 施工工艺方案9.3. 结构监理要点10. 安全与防护10.1. 结构抗震安全性评定 10.2. 结构防火设计10.3. 结构抗风设计本文档涉及附件：附件1：结构形式选择表附件2：地震分析结果附件3：结构设计计算表本文所涉及的法律名词及注释：1. 基础设计：根据《建筑设计规范》第3部分的规定，进行基础尺寸、承载力、稳定性等方面的设计。
2. 结构施工工序：指按照建筑工程施工组织设计要求进行施工的工序及顺序。
高层建筑结构设计(第三版) (豆瓣)1. 简介1.1. 项目背景与目标1.2. 设计范围1.3. 文档编写目的2. 建筑特点与环境分析2.1. 地理位置与气候条件2.2. 地表状况调查2.3. 建筑用途与功能要求2.4. 建筑高度与规模3. 结构形式选择3.1. 结构类型比较分析3.2. 结构形式选择原则3.3. 结构系统分析4. 荷载计算4.1. 人工荷载4.2. 自重荷载4.3. 外部荷载（风荷载、地震荷载） 4.4. 动力荷载4.5. 季节性影响5. 材料与构件选用5.1. 钢材选型与规格5.2. 混凝土强度等级与配合比5.3. 基础材料选用6. 结构分析与设计6.1. 结构计算模型建立6.2. 静力分析6.3. 动力分析6.5. 结构设计计算与验算7. 基础设计7.1. 基础类型选择7.2. 基础计算与尺寸确定7.3. 地下室结构设计8. 连接与节点设计8.1. 框架连接设计8.2. 钢-混凝土连接设计8.3. 梁柱节点设计9. 结构施工与监理9.1. 结构施工方案9.2. 施工工序与要点9.3. 结构监理与要求10. 安全保护与防护10.1. 结构抗震安全性评定 10.2. 结构防火设计本文档涉及附件：附件1：结构形式选择模板表附件2：地震分析结果表附件3：结构设计计算表格本文所涉及的法律名词及注释：1. 基础设计：按照《建筑设计规范》第3部分的规定，进行基础尺寸、承载力、稳定性等方面的设计。
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。
高层建筑筏板基础选型分析
高层建筑筏板基础选型分析摘要：基础选型在整个建筑结构设计中占重要地位，合理的基础选型不仅可以节约造价，还能缩短工期。
本文根据实际工程案例，对不同的筏基形式进行分析，选取最为经济合理的基础。
关键词：高层建筑；基础选型；筏板一、工程概况某建筑面积约为6300m2，抗震设防烈度为6 度，设计基本地震加速度0.05g，场地类别为Ⅱ类；特征周期 Tg 为 0.35s，结构体系为框架结构，抗震等级为三级。
地下室顶板覆土为800～1400mm，±0.000相当于绝对标高+200.400，室内外高差0.50m。
塔楼为两栋小高层住宅，层高为3m。
二、工程地质根据地勘报告，结构设计地下水位较低（黄海高程为+ 197.000），场内分布有1～2m 杂填土，杂填土底下有6～8m 粉质粘土，其地基土承载力特征值为fak =200KPa（粉质粘土底下无软弱层）。
为了节约造价，采用筏板基础的基础形式，不建议采用桩基础。
根据地勘报告，设计拟采用四种不同形式的筏板基础方案：（1）方案一：采用无梁筏板方案：小高层住宅采用 1300mm厚无梁筏板，单层商业及纯地下室采用 750mm 厚无梁筏板；（2）方案二：采用梁板式筏板和无梁筏板方案：小高层住宅采用梁板式筏板，筏板厚度为 600mm；单层商业及纯地下室采用750mm 厚无梁筏板；（3）方案三：采用梁板式筏板和无梁筏板（加柱墩）方案：小高层住宅采用梁板式筏板，筏板厚度为 600mm；单层商业及纯地下室采用 350mm 厚无梁筏板（加柱墩）；（4）方案四：采用梁板式筏板和独基加防水板方案：小高层住宅采用梁板式筏板，筏板厚度为 600mm；单层商业及纯地下室采用柱下独基加防水板。
三、基础设计方案比较本项目两栋小高层住宅与地下车库在地下室底板合为一体，基础底板受力情况复杂。
由于地下水位较低，施工时可采取降水措施（地下室顶板及覆土完成后方可停止降水），且在使用期间其上部恒载总重大于水浮力，故可不考虑地下水浮力的影响。
工民建高层建筑结构选型因素分析
Ｑ ：三
Ｃ ｉａ Ｎ ｗ ｅ ｈ ｏｏ ｉｓ ａ ｄ Ｐ ｏ ｕ ｔ ｈ ｎ ｅ Ｔ ｃ ｎ 选型 因素分析
侯 义 军
（ 旭辉 集团股份有 限公 司， 海 ２ ０ ６ ） 上 ０ ０ ２
摘 要 ： 民建项 目中 ， 工 高层 建 筑 结构选 型 决策是 一 个 涉及 多学科 的 系统 工程 ， 综合 性很 强 ， 由相 关专业 的各 专家和 工程 师 共 同配 应 合、 互相 协调 来进 行 决策 ， 高层 建 筑结 构选 型 决策 受诸 多影响 因素的制 约 ， 是一 个 多 目标 综合 决策 问题 ， 目标 是 在 满足各 方 面要 求 其 的 条件 下 ， 才能使 建 筑物 的综 合经 济效 益 最佳 。 关键 词 ： 建筑 ； 经 济效 益 ； 响 因素 高层 综合 影
问题 。 １工 民建 筑 物的基 本 要求
１ ． 观 功能 要求 １美 结构 是 构 成 建 筑 艺术 形 象 的重 要 因素 ， 通常 人们 比较 强 调结 构 型式 适 应建 筑 造型 上 的美 观性 要求 ， 易 于忽 视 另一 方 面 ， 而 即结 构 本 身 的美 学效 应 。结 构 自身 也 富有 美 学表 现 力 ， 了达到 安全 与 坚 固的 目的 ， 种 结构 体 为 各 系都 是 由构 件按 一定 的规 律组 成 的 ，这种 规 律 性 的东 西本 身 就具 有 装饰 效 果 ，结构 选 型 的参 与者 、建 筑 师们 必须 注 意发 挥 这种 表 现 力 和 利 用 这 种装 饰 结 果 自然 地显 示 结 构 ， 把 结构型式与建筑的空间艺术形象融合起来 ， 使 两 者成 为统 一 体 。 １ ． 构受 力 合理 性 ２结 因为 各 种 结 构体 系有 各 自的受 力 特 征 ， 比如在 抗 风能 力 、抗 震能 力 整体 刚 度等 各 方 面各 不相 同 ，而选 型 必须 保证 结 构 体 系的 受 ． 理 ，所 以要 根据 力学 上 的要 求 认 真 比较 力合 各 种 结构 体 系优 缺点 ，挑 选 出 能人 围 的几 个 结 构 体系 ， 后再 结合 其 它影 响 因 素作 分析 ， 然 做 筛 选 结 构 受 力 合 理 性 包 括 结 构 能 有 效 抗 风、 可靠抗震 、 传力途径明确、 应力分布合理 、 破坏机制合理等等。它受环境条件诸 如基本 风压 、 防烈度等影响 ， 设 而基本风压 、 设防烈 度 又 因场 地条 件不 同 而不 同 。 １ ＿ 合 考 虑不 同结 构 方案 对 建 筑 物 造 ３综 价 的影 响 某 些结 构 材料 单 价较 高但 可 能 给建 筑 物 整 体造 价 带来 好 处 ，结构 材料 对 选 型 的影 响 下 文将 展 开论 述 。例 如天 津 市三 多 里高 层 住 宅 地 面 以上 １ 层 局 部 １ 层 ， ５ ６ 层高 ２ ｍ建 筑 ． ７
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。
结构选型4-高层建筑结构
高层建筑结构
• • • • • • 1 高层建筑的定义及发展历史 2 高层建筑结构的受力与变形特点 3 高层建筑结构体系及其选择 4 高层建筑结构的布置原则与要求 5 高层建筑结构设计的基本要求 6 世界知名高层建筑简析
1 高层建筑的定义及发展历史
• 1.1 高层建筑的定义 • 高层建筑并不以高度或楼层数为其定义。重要的准则在于 它的设计是否受到“高度”的影响。 • 就结构特性而论，高层建筑可以定义为必须着重考虑侧向 荷载和重力荷载组合影响的建筑物。 • 设计高层建筑时，它的结构除在上述荷载组合下的强度、 刚度和稳定性应该予以确保外，还必须控制风荷载造成顶 部楼层的加速度反应，以使用户对摆动的感受和不适感降 到最低程度。
• 低层建筑—所有重力荷载就是决定其结构体系的设计荷载， 风荷载对结构体系的影响忽略不计； • 中层建筑—有规律设置的楼盖和柱网、墙体形成的结构体 系，可以提供足够的抗侧力强度和侧向刚度，来承受因风 荷载和重力荷载组合所引起的结构内力和变形； • 高层建筑—需要一个经过精心设计的明确而有效的承受风 荷载的结构体系。随着建筑高度增加，风荷载对整个建筑 结构的影响（倾覆力矩和水平剪力）更在大幅度增加。
5). 在民用建筑中，一般横墙短而数量多， 纵墙长而数量少 横向剪力墙的间距一般在6-8m 纵向剪力墙一般设为二-四道 6). 剪力墙宜设置于建筑物两端、楼梯间、 电梯间及平面刚度有变化处，同时以能纵 横向相互连接在一起为有利； 7). 当建筑使用功能要求有底层大空间时， 可以使用框支剪力墙，但一般均应有落地 剪力墙协同工作。
高层建筑的基本抗侧力单元有框架、剪力墙、 框剪、筒体等，由它们可以组成多种结构体系。
框架结构 框架-剪力墙结构 剪力墙结构 筒体结构 框架-核心筒结构 带加强层的高层建筑结构
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高层建筑结构设计及选型分析
随着社会经济的发展，高层建筑在城市发展中占据的比例越来越高；高层建筑中，结构设计与选型是重要的构成方式，通过结构设计与选型能够将高层建筑的外形特征表现出来，同时也保证了建筑的各项功能的实现。
本文在分析高层建筑结构设计要点及相关体系的基础上，进一步对其设计分析方法进行了解析，希望以此为高层建筑结构设计的优化及完善提供一些具有价值的参考建议。
标签：高层建筑；结构设计；选型分析
1、引言
高层建筑具有更高的社会经济效益，高层建筑也是生产力和消费水平不断提升的必然趋势。
随着我国城市化进程不断推进，城市人口持续增加，土地资源日益紧缺，急需发展高层建筑来解决这些问题。
高层建筑有利于缓解我国城市土地资源紧缺问题，减少市政建设投资、缩短建筑工期，而且高层建筑的功能更加丰富，符合人们对建筑功能的需求。
但是高层建筑质量及其功能发挥依赖于建筑结构设计，只有合理设计高层建筑结构造型才能充分其发挥起功能。
文章对高层建筑结构设计及选型进行分析。
2、高层建筑结构类型
高层建筑结构主要分为三种类型：①剪力墙结构。
剪力墙结构是指建筑内外墙采用剪力墙设计方式，利用剪力墙承担建筑负荷。
②筒体结构。
筒体结构分为框架一核心筒和筒中筒两种类型，前者的受力特点为框架、筒体分别承受竖向和水平荷载，变性特点与框剪墙存在一定相似之处，但是其抗侧刚度性能更好。
筒体结构计算方法三维空间法，计算结果的精度更高。
③框架-剪力墙结构。
该结构由多个框架和剪力墙共组成，该结构类型优点在于位移和内力设计防范方式较多，但是连梁连续化假定方法计算位移协调条件时，应该按照框架水平位移和剪力墙转角设计，建立外荷载与位移关系的微分方程。
但是需求和因素未知量之间存在差异，微分方程存在不同解。
3、高层建筑结构设计分析
3.1结构设计中水平荷载控制分析
高层建筑相对于底层建筑而言，其整体结构对水平载荷具有较大的承载量.因此.高层建筑整体稳定性直接受高层建筑结构设计中水平荷载水平控制的影响。
建筑承受的倾覆力矩、建筑的偏心轴向力等都与高层建筑的水平荷载具有直接的关系，其关系为二次方倍数关系。
因此。
高层建筑结构设计中.对水平荷载需要进行严格的控制.从而使得由于过大的水平荷载造成的连锁性稳定性问题得到有效控制。
3.2合理确定抗侧刚度
高层结构设计时，较之于低层建筑有所差异，而且会给结构侧移造成较大的影响。
受楼层高度变化的影响，随着水平荷载测量变形的影响，结构侧移也会越来越大。
因此，进行高层建筑结构设计时，要求结构强度要达到一定程度，还要能承受荷载作用带来的内力影响，与此同时，要求抗侧刚度也须具备，保证结构在水平荷载作用下对侧移的情况进行控制。
3.3确定测控
与低层建筑相比，高层建筑结构更容易出现结构侧移问题，并成为高层建筑结构的重要因素。
随着楼层增加，水平荷载侧变形也越来越大。
高层建筑结构不仅需要具备一定强度，还需具备承受荷载作用产生的内力作用和抗侧刚度，以防建筑结构在水平荷载作用下发生侧移。
4、高层建筑结构选型的方法
4.1定量方法
高层建筑结构选型还可以采用定量的方法.即在结构设计中设置好结构体系比较和选择的范围.先舍弃结构选型中的一些次要的影响因素.进行定量选择在运用定量方法进行结构选型时.忽略掉不容易将影响因素转换成数学计量单位进行评估比较的成分.把可以转换成数学计量单位的成分因素留下.再将这些成分进行计算比较。
例如，在高层建筑结构选型时，计算工程建设的工程概况中相关的数据、将结构造价与整个建筑的成本价格进行比较、结构施工工期与整体成本的比较。
在这些比较中.包括了利息、租金等计算。
依据定量的方法进行结构选型.实际上也具有一定的局限性.在定量计算时仅仅只是以整体成本为目标，而且定量计算中的数据是无法分析的。
此外，定量计算在数据的选择上会受到人为的主观的影响.最后结构选型的方案也会受到影响。
4.2结构布置
通过对建筑的使用功能进行考虑，选择框架一核心筒结构，剪力墙与框架抗震等级均为一级。
对结构平面进行布置时，要考虑到结构对水平和竖向荷载的抵抗能力，在核心筒位置布置剪力墙，受力明确、传力直接，墙体对称布置，考虑扭转因素的影响，在对建筑使用功能不受影响的基础上，将抗侧力剪力墙布置在建筑平面四角位置，降低扭转带来的影响。
建筑平面布置规则相对比较简单，只需考虑刚度对称，减少地震作用影响，在核心筒内部设置电梯井筒，框架布置根据建筑平面进行即可。
布置结构构件时，尽量保证梁与柱的重心重合，从而可以有效地保证作用力直接传导，如果梁和柱的重心无法重合时，就需要在计算时，对梁和柱的重心在核心区出现受力偏心对结构带来的一些不利影响，如果偏心距较大，一般大于柱宽的1/4时，可采用增加梁的水平加腋措施来解决，从而可有效降低由于偏心过大而带来的不利影响。
4.3迷糊推理法
在进行高层建筑结构选型时.相关的建筑结构设计人员可以在运用信息技术的基础上进行模糊推理，建立一个完整的综合评判的数学模型。
在模糊推理的过程中，可以将影响结构选型的某些定性、定量的因素综合起来.再根据所有相关的数据和信息进行分析。
由于在推理的过程中依据的是大量的真实数据.因此在进行结构选型时具有一定的准确性。
但是，运用模糊推理的方法也有其自身的缺陷.就是在推理时考虑到的数据和因素具有极大不确定性和模糊性.在所有的因素影响下.高层建筑的结构选型需要进行多目标决策。
这个方法最大的优势在于.结构选型能够做到较为客观与科学。
结语：
高层建筑结构设计融合结构分析、数学优化与计算机技术等，作为综合性技术工作其实用性非常强。
随着高层建筑的不断发展，结构体系越来越复杂，建筑平面功能越来越高，因此，在高层建筑的结构设计与选型方面的要求也不断提高。
基于高层建筑穩定与安全的基础上.对高层建筑的结构进行科学设计与合理选型。
从而不断推动高层建筑设计技术的发展。