浅谈高层的建筑结构体系

浅谈高层的建筑结构体系

发表时间：2018-06-19T16:57:57.253Z 来源：《基层建设》2018年第10期作者：陈霞

[导读] 摘要：高层建筑不同于低层建筑，因而具有着自身的特点。对高层建筑结构特点的分析以及高层建筑框架体系的分析可以有效的保证在高层建筑结构设计中提高建筑的安全合理性和经济性。

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摘要：高层建筑不同于低层建筑，因而具有着自身的特点。对高层建筑结构特点的分析以及高层建筑框架体系的分析可以有效的保证在高层建筑结构设计中提高建筑的安全合理性和经济性。本文主要通过对高层建筑结构特点的分析，并对高层建筑结构设计的原则以及每一个建筑部分的选择参数进行分析。

关键词：高层建筑；结构体系

随着我国经济的不断发展，建筑行业也快速发展，自从改革开放以来，我国已经建成的高层建筑已经超过万栋，建筑面积已经超过2亿平方米，其中具有代表性的建筑是上海金茂大厦，高度为420.5米，广州中天广场，高度为322米，深圳的地王大厦，高度为325米。随着城市化进程的不断加快，高层建筑的不断增多，土建工作设计人员应该在对建筑结构充分对高层建筑特点了解的基础之上，不断的改进技术，不断的采用经济适用、合理安全的方式保证建筑结构的稳定性和安全性。

近年来，物质经济的不断发展，以及人们对建筑外形以及功能要求的改变，只有当设计者对高层建筑结构设计特点以及原则有充分的了解，才能够保证高层建筑设计结构。

高层建筑结构设计特点

高层建筑具有低层建筑和多层建筑结构所没有的特点，它在结构专业在整个设计中较其他的建筑结构设计占据有更加重要的位置。在高层建筑结构设计体系中，选择怎样的整体结构类型直接关系着建筑的立面体型、平面位置、机电管道技术要求等等方面的内容。

1设计的主要因素：水平力

在多层建筑和低层建筑结构中，一般来说，控制结构设计的主要力量是重力的竖向承载力。在高层建筑中，控制结构设计的主要力量是由水平承载力所决定。楼面的承载力在竖向上的数值弯矩变化与自重变化都与建筑的高度存在着联系。对于在一定范围内高度的建筑物来说，竖向的承载力从大体上来说是一个固定值，而与此相关的水平承载力的地震作用以及风荷载作用，在数值上都并不是固定的，而是随着建筑结构动力存在着变化。

2控制标：侧移

相比较多层建筑和低层建筑而言，高层建筑结构设计中最为关键的因素就是结构侧移。建筑结构的高度的不断增加，其水平承载力结构的侧向发生的变形会变得更加迅速，按照理论来说，侧移的数值是建筑高度成4次方正比增长。

高层建筑如果使用轻质材料，会因为建筑高度的增加而发生侧向位移的速度增快。在建筑结构设计中不仅要保证建筑有足够的抗推刚度，而且还需要高层建筑具有足够的强度，只有这样才能使建筑结构在水平承载力下的侧移发生在某一固定的值域范围内。反之，高层建筑在结构上会出现以下的问题：第一，建筑结构可能会因为侧移而产生建筑附加内力，特别是竖向构件，侧向位移的不断加大将会发生偏心加剧的情况，当这个数值达到一定值，并且超过时，就会造成房屋倒塌。第二，使居住人员感到惊慌或者不适。第三，因为建筑高度的存在而使机电设备的管道发生损坏或者建筑装饰损坏现象，最终导致电梯轨道变形而不能够正常使用。第四，造成主体结构存在裂缝，甚至在一定程度上存在损坏现象。

3抗震设计

高层建筑相比较其他建筑设计来说，需要更多的考虑到建筑的防震结构设计，因为高层必然要做到使其具有良好的抗震设计，使其保证大震不倒，小震不坏。

4积极的减轻高层建筑的自重

从建筑的桩基和地基的承载力来说，高层建筑需要更多的考虑建筑的自重问题。如果在这两者数值相似的状况下，可以在不改变数据的情况下，修建更多的层数。因为建筑层数与建筑重量之间有一定的比例关系，当建筑结构的层数增多时，重量也会随之增大，最有效的抗震处理方式就是减轻房屋的自重。

5轴向变形

在高层建筑中，框架中柱轴压力一般俩会所都大于边柱轴压力，当建筑达到一定高度时候，这种轴向变形的压力和存在的差异会使数值存在较大的变化，最终会造成梁支柱的陷落。

6概念设计的重要性

对于高层建筑来说，抗震设计可以分为概念设计和计算设计两个部分的内容。高层建筑结构的抗震设计从本质上来说是在一定的假设环境之下通过分析实现的，但是由于地震对于建筑作用的不确定性和复杂性，有可能导致其在实际状况和理论分析上存在差异，特别是在建筑结构的弹塑性阶段，可能会出现局部的破坏或者建筑构件的开裂情况。通过建筑实践表明，在高层建筑结构设计中，概念设计对于抗震设计的作用特别重要。

高层建筑结构体系

1高层建筑结构设计原则

在高层建筑结构设计中，钢筋混凝土高层建筑设计应该与其施工、设备、建筑形成密切配合，使其做到技术先进、安全适用和经济合理。高层建筑结构设计应该重视建筑结构的构造和选型，应该择优选择经济合理、抗风性能较好的结构体系。在抗震设计中应该尽量的保证其整个结构所具有的刚度、承载力和延展性。

2高层建筑结构体系的适用范围

就我国而言，目前我国的高层建筑大多数店铺采用的是钢筋混凝土结构。其主要结构体系包括剪力结构、框架结构、框架—剪力结构三种类型。在框架结构体系中，一般都是由梁、楼板、柱和基础四个部分组成的。一般来说。梁、柱和基础是高层建筑的主要承载结构，每个平面框架连接在一起就形成了一个空间结构体系，这种结构体系也是高层建筑中最为常见的结构体系。采用框架结构的有点事，建筑的平面能够灵活布置，并且建筑物能够获得较大的空间，因为计算理论的相对成熟，造价也相对来说，较低。框架结构的缺点是，由于其

柔性太强，因而不具备高层建筑应有的抗压力，在一定的荷载力下可能会发生水平方向位移的可能性。对于框架结构来说，一般比较是用于层高在6层以上，15层以下的建筑中，因为框架结构设计能够给建筑提供比较大的建筑空间，能够保证建筑平面布置的灵活。剪力结构设计体系在高层建筑中主要是为了保证高层建筑的刚度和强度，通过这种设计能够保证建筑结构的抗侧力度。剪力设计中，由于空间的整体性较好，因而较少地震发生，即使发生地震，对于高层建筑的影响也并不很大。框架—剪力结构设计，顾名思义就是在框架结构中在一定程度范围内安排设计一些剪力强，当两种结构类型灵活布置使用，就使建筑本身具有了较强的抗震能力和较大的刚度。这种两掺的建筑结构一般使用与旅馆和办公楼。

3高层建筑结构设计的控制参数的选择

高层建筑设计的控制参数选择在很大程度上对建筑结构的合理性和安全性产生直接影响。因此，如果在设计中能够选择合理的控制参数将会有效的提高建筑结构设计的安全合理性。

首先，在高层建筑中，要通过墙体竖向构件上墙和柱的刚度不断的解决与规范值存在偏差的问题。第二，解决刚比重问题。当建筑的规范不能够给满足下限要求时候，就应该尽量的调整墙体的刚度。

结语

高层建筑不同于低层建筑，因而具有着自身的特点。对高层建筑结构的特点的分析以及高层建筑框架体系的分析可以有效的保证在高层建筑结构设计中提高建筑的安全合理性和经济性。

参考文献：

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[2]孙立新，黄曙华.建筑结构设计过程中安全问题的控制与管理[J].价值工程，2010，29（33）：75

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