现代建筑结构形式的发展

现代建筑结构形式的发展

发表时间：2018-12-19T15:07:52.257Z 来源：《防护工程》2018年第27期作者：陈春亮

[导读] 在住房紧张，土地紧张的城市。随着时代的发展，高层建筑应运而生，并将成为城市建筑的中流砥柱。

林州中天建设有限公司河南安阳 456550

摘要：今天是经济和技术快速发展的时期。随着生活条件的改善和生活质量的提高，人们越来越关注生活环境。建筑结构的要求也在增加。为了满足这种需求，现代建筑形式也在不断发展。建筑业是国家的支柱产业之一，建筑业的发展对促进国民经济的发展起着重要作用。本文将从现代建筑结构的形式和特点探讨现代建筑形式的发展，为建筑业的发展提供可靠的信息，为创新社会的创造做出贡献。

关键词：建筑结构；发展；结构形式

引言：近年来，为了给群众提供对生活环境和旅游环境的强烈需求，建筑从业人员在原有钢结构和混凝土的基础上，发展并以“安全，合理，先进，环保”为原则。结构体。各种新型建筑结构的发展为建筑业提供了宝贵的经验和财富，同时为社会主义的发展做出了突出贡献。本文以现有建筑结构和特点为出发点，探讨现代建筑形式的发展方向和步伐，为建筑业乃至国民经济做出努力。

1建筑结构的形式

1.1框架结构。框架结构是由框架梁和柱构件组成的。一般情况下，这种结构不考虑抗震性能，故层数很低。由于它本身的特点，在抗震的高层建筑中，框架构件的截面很小，抗震性能不突出，刚度较差，应用率比较低。因此在2008年汶川大地震是框架结构的建筑都破损严重，框架柱之间产生了巨大的裂缝，需要进行修复和加固。

1.2剪力墙结构。剪力墙结构是纵、横方向的墙体组成的抗侧力体系，在没有外在凸出物的情况下，更加便于房间内部的空间布置与利用。它主要应用于高层建筑和旅馆当中，但是它的主要弊端是不能够提供空间较大的房屋。当需要较大的空间时，这种结构必须以框架剪刀墙为辅助，才能得以实施它自身所具有的性能。

1.3框架―剪力墙结构。框架剪力墙结构恰恰融合了框架结构和剪力墙结构的优点，使二者能够避免自身结构存在的弊端，二者取长补短。在这种情况下，能够灵活的布置空间大小不一的房间，又能够使侧向刚度得到提升，弥补了单纯框架结构存在的弊端与不足。这种结构在高层建筑中比较实用，且在房间大小的规划上起到了重要作用，使空间得到了充分的利用。

1.4筒体结构。这种结构的主要原理是由剪力墙围成筒状形式，或者是框架通过加密的柱子形成密排柱，从而出现一个空间整体受力的非实腹框筒或实腹框筒，由一个或多个这样的框筒所组成的便称之为筒体结构。筒体结构主要分为框筒结构、筒中筒结构以及筒束结构三种。其中，筒中筒的结构体系刚度最为突出；对于筒束结构来说，其体系空间的刚度是无与伦比的，因此高层建筑的受力需求是可以承受的，同时，单元筒的平面组合可以使楼面具有更大的使用空间，避免了资源浪费这种情况的发生，使资源可以得到充分的利用。

2高层建筑结构设计的特点

2.1结构形式多元化。传统意义上的高层建筑结构形式包括剪立墙结构、框架结构、筒体结构、异型柱结构等，而伴随着建筑功能的不断改善，结构设计形式的日趋变化，促使传统结构形式不断变化更新。新的结构形式在一定程度上弥补了普通框架结构的缺点，因而受到设计师、开发商的认可。

2.2水平荷载起重要作用。现代高层由于其高度不断增加，功能日渐增多，使楼顶对地基的重力荷载随之增加，而楼房的自身承重和楼面的负载在竖向构件中所引起的轴力和弯曲数值，只与楼身的高度的一次幂成正比；而水平承载在对结构产生的倾覆力及其在竖向构件中引起的轴力，与楼身高度的二次幂成正比。由此可见，水平荷载在高层建筑的结构设计中起着举足轻重的决定性作用。

2.3侧向作用是主导因素。高度的增加，功能的增多，高层的侧向荷载对建筑物作用的效应又不是简单的线性的关系，这与较低建筑不同，结构侧向作用是高层结构设计的关键所在。因此，结构设计必须控制好侧向位移。

2.4结构延性不容忽视。有别与普通建筑，高层建筑结构上的延展性更大一些，在地震等灾害的破坏作用下的变形性更大一些。为了使建筑结构在遇到灾情变形后仍拥有较强的延性，避免倾塌，所以需要在结构设计上采取适当的措施确保楼房自身具有足够的延性。

2.5轴向变形也很重要。高层建筑中竖向力的数值较大，能使柱中产生较大的轴向变形，继而影响梁弯矩，这样会使连续梁中间支座的承弯矩值降低，使建筑中柱与梁承受的压力变小，所以轴向变形对高层建筑来说不可缺少。

3高层建筑结构形式设计的分析

3.1高层建筑的转换层设计。现代社会高层功能的要求是多方面，例如：一栋建筑物的上中下各部功能并不相同，上部为居室或办公，下部为大空间的商业房屋，此时结构设计应做相应调整。所以在结构形式设计中必须设置转换层来荷载上部框架结构或剪力墙结构。对于转换层支撑体系要做到：可靠与安全，方便与合理和功能全等要求。

3.2高层建筑的选型设计。建筑工程的选型对建筑结构的安全及使用时间的长短有着至关重要的作用，正确合理的选型设计是高层建筑顺利竣工的核心之一。首先，选择流线型设计，其型体系数相对较小，对楼房的抗风作用大。其次，在结构的平面设计时，要保持平面形状与刚度的平衡与匀称，这有利于力学的均匀和结构的平稳。

3.3高层建筑的剪力墙设计。现代高层建筑的结构设计多为剪力墙和框架――剪力墙。剪力墙结构由于承受竖向力和水平力的能力较大，所以剪力墙适用于建造更高、楼层更多的建筑。剪力墙的优点是整体性能优，侧向成控好，水平作用下变动不大，适用于居民住宅、小型宿舍等。其缺点是不利于大空间的房屋设计，并且结构延性弱。

在高层建筑的剪力墙设计中，不容忽视的是底部加强，是为了承受任意方向的水平力或地震所带来的冲击力，所以大型的平面设计，在横竖方向都应该做剪力墙设置，对圆形平面来说，剪力墙应按照径向和环向做设置。对于地震带或地震多发区的建筑来说，框架――剪力墙结构其结构具有两道防线即剪力墙与框架，利于防震。但框架――剪力墙结构也有缺点，由于要满足功能的要求，剪力墙的设置位置往往要受到限制，会经常出现刚心、质心分离，产生偏心扭矩现象，与此同时，其侧向刚度值偏小，房屋的建造高度将受到限制。

3.4高层建筑结构中参数的计算

伴随着日新月异的计算机技术的改革与创新，计算机软件频繁的应用在建筑设计中。但是，机器操作并不能代替人的工作，所以在建筑结构设计的计算过程中，要对计算和分析做出充分的认识，准确应用计算机软件进行深入透彻的研读分析。结构计算所包括的结果有：