高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析(3頁).docx

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高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析(3頁).docx

1、高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析摘要：高層建筑是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)步的產(chǎn)物。隨著大城市的發(fā)展，城市用地緊張，市區(qū)地價(jià)日益高漲，促使近代高層建筑的出現(xiàn)，電梯的發(fā)明更使高層建筑越建越高。宏偉的高層建筑是經(jīng)濟(jì)實(shí)力的象征，具有重要的宣傳效應(yīng)，在日益激烈的商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中，更扮演了重要的角色。本文對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從多方面進(jìn)行了分析，具有一定的參考價(jià)值。 /1/view-12281676.htm關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)特點(diǎn)；優(yōu)化措施。一、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)1軸向的變形不可忽視豎向載荷在高層建筑中很大，導(dǎo)致柱或剪力墻產(chǎn)生較大的軸向變形，從而使連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩減小，跨中正彎矩和端支座負(fù)彎矩值增大。同時(shí)軸

2、向變形影響構(gòu)件的側(cè)移和剪力，若不考慮構(gòu)件的軸向變形會(huì)得出偏于不安全的計(jì)算結(jié)果。另外對(duì)預(yù)制構(gòu)件的下料長(zhǎng)度還會(huì)產(chǎn)生影響，對(duì)下料的長(zhǎng)度要根據(jù)軸向變形計(jì)算值來進(jìn)行調(diào)整。2抗震性要求越來越高相對(duì)于低層建筑物，在地震時(shí)，高層建筑物顯得更加不安全，在地震的作用下變形會(huì)更嚴(yán)重一些。所以，在設(shè)計(jì)高層建筑物的時(shí)候，建筑物的承載力和剛度應(yīng)該自下而上的逐漸減小，均勻變化。要合理的設(shè)計(jì)軟弱樓層的塑性集中變形，盡可能增大樓層的結(jié)構(gòu)延性，提高建筑物的變形能力。也要考察好建筑物的地基土質(zhì)，假設(shè)地震情況下的建筑物情況，進(jìn)行計(jì)算，盡量完善和提高建筑物的設(shè)計(jì)。3設(shè)計(jì)主要因素水平力在多層和低層房屋結(jié)構(gòu)中，基于重力為代表的豎向荷載控制

3、著結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是比較普遍的。但在高層建筑中，雖然豎向荷載會(huì)給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生重要影響，但是，水平荷載就起著決定性的關(guān)鍵作用了。一方面，因?yàn)闃敲媸褂煤奢d和樓房自重在豎構(gòu)件中所導(dǎo)致的彎矩和軸力的數(shù)值，僅僅與樓房高度的一次方是成正比關(guān)系的；而水平荷載對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩，以及由此在豎構(gòu)件中引起的軸力，是與樓房高度的兩次方成正比；另一方面，對(duì)某一定高度樓房來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用，其數(shù)值是隨結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的不同而有較大幅度的變化。二、提高高層建筑抗震性能1重點(diǎn)提高結(jié)構(gòu)重要部位的延性在結(jié)構(gòu)豎向，對(duì)于剛度沿高度均勻分布的、體形較簡(jiǎn)單的高層建筑，應(yīng)著重提高底層構(gòu)件的延性；對(duì)于大底盤

4、高層建筑，應(yīng)著重提高主樓與裙房頂面相銜接的樓層中構(gòu)件的延性；對(duì)于不規(guī)則立面的高層建筑，應(yīng)著重加強(qiáng)體形突變處樓層構(gòu)件的延性；對(duì)框支結(jié)構(gòu)，應(yīng)著重提高底層或底部幾層框架的延性。在結(jié)構(gòu)平面位置上，應(yīng)著重提高房屋周邊轉(zhuǎn)角處、平面突變處以及復(fù)雜平面各翼相接處構(gòu)件的延性；對(duì)偏心結(jié)構(gòu)，應(yīng)加大房屋周邊特別是剛度較弱一側(cè)構(gòu)件的延性；對(duì)具有多道抗震防線抗側(cè)力構(gòu)件，應(yīng)著重提高第一道抗震防線構(gòu)件的延性。2加強(qiáng)結(jié)構(gòu)體系的合理性分析規(guī)范特別強(qiáng)調(diào)了整體結(jié)構(gòu)的科學(xué)性和合理性。對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體分析是為了解結(jié)構(gòu)在地震作用下動(dòng)力特性、判斷結(jié)構(gòu)的變形是否滿足抗震設(shè)防要求，以及進(jìn)行構(gòu)件截面設(shè)計(jì)。規(guī)范中用于控制整體結(jié)構(gòu)合理性的指標(biāo)主要是周期

5、比、位移比、剛度比、剛重比和剪重比等。三、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化措施1科學(xué)運(yùn)用建筑材料合理選擇高層建筑結(jié)構(gòu)材料也有利于提高建筑設(shè)施的抗震性能。從抗震設(shè)計(jì)的角度對(duì)建筑工程所用材料參數(shù)進(jìn)行有效分析，選用符合高層建筑抗震要求的工程材料。在考慮高層建筑建設(shè)材料抗震性能的同時(shí)還應(yīng)考慮材料經(jīng)濟(jì)性，可以提高工程經(jīng)濟(jì)效益。2高層建筑結(jié)構(gòu)平面形狀、豎向體型宜規(guī)則、均勻高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程規(guī)定：在考慮偶然偏心影響的規(guī)定水平地震力作用下，樓層豎向構(gòu)件最大的水平位移和層間位移，A級(jí)高度高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應(yīng)大于該樓層平均值的1.5倍。結(jié)構(gòu)平面布置中豎向構(gòu)件必須考慮有利于抵抗水平和豎向荷載，

6、受力明確，傳力直接，均勻?qū)ΨQ，減少扭轉(zhuǎn)影響。所以在布置結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí)，應(yīng)使結(jié)構(gòu)均勻分布，令荷載合力作用線通過結(jié)構(gòu)剛度中心，以減少扭轉(zhuǎn)影響。結(jié)構(gòu)剛度不對(duì)稱產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)時(shí)，單單通過增加剛度效果不一定明顯，力求均勻?qū)ΨQ才是關(guān)鍵，有時(shí)通過減小對(duì)應(yīng)側(cè)的剛度使得剛度分布均勻可能效果更好。在滿足規(guī)范規(guī)定軸壓比的要求下，合理的結(jié)構(gòu)布置能夠大大的降低結(jié)構(gòu)成本且能取得更大的地震抗力。地震是難以預(yù)測(cè)以及精確計(jì)算的，地震作用而使建筑物承受的力，因地震作用的大小、地基的堅(jiān)固度，以及建筑物固有的周期而異。地震作用的大小被評(píng)估為靜態(tài)的水平力，通常都會(huì)隨著建筑物的高度的增加，建筑物水平力的比例就會(huì)變小。對(duì)于某一方向的地震作用，相同方

7、向的抗震要素的抵抗，會(huì)與其剛度成正比。3建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性分析“少費(fèi)多用（more withless）”原則的含義是，憑借有效的手段或方式，利用最小化的量的材料、資源來投資，目的在于獲得盡可能大的發(fā)展效益。“少費(fèi)多用”原則，順應(yīng)目前的發(fā)展形勢(shì)，在建筑堅(jiān)持可續(xù)費(fèi)發(fā)展的思路上，該原則是一條重要的、有效的、節(jié)約型的設(shè)計(jì)方式。“少費(fèi)多用”原則還體現(xiàn)在建筑空間組織、利用的高效化方面。原則堅(jiān)持對(duì)平面面積的充分利用，還注重三維空間的挖掘。比如某市圖書館設(shè)計(jì)中提出了“模塊式”圖書館的創(chuàng)作思路，將圖書館劃分成不同的功能模塊，采用不同的層高、柱網(wǎng)，進(jìn)行類比布局。這樣可以減少“三統(tǒng)一”標(biāo)準(zhǔn)空間所造成的浪費(fèi)，充分發(fā)揮空間

8、效益。某高效空間住宅的設(shè)計(jì)中則對(duì)廚房、廁所的上區(qū)、臥區(qū)上下等潛在空間進(jìn)行了有效的利用。將每戶主、次二個(gè)開間設(shè)置為不同層高，對(duì)應(yīng)于不同的功能使用要求，大大提高了住宅空間的使用效益。對(duì)于經(jīng)濟(jì)實(shí)力還不發(fā)達(dá)的中國，對(duì)于目前設(shè)計(jì)人員按傳統(tǒng)設(shè)計(jì)法造成財(cái)產(chǎn)大量浪費(fèi)的現(xiàn)狀，推行能實(shí)現(xiàn)資源合理分配、利用，節(jié)約建筑造價(jià)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法是勢(shì)在必行的，同時(shí)也是刻不容緩的。四、結(jié)語隨著高層建筑進(jìn)一步的發(fā)展，滿足高層建筑的形式，材料，力學(xué)分析模型都將日趨復(fù)雜多元，為了革新高層建筑，體現(xiàn)其魅力，追求新的結(jié)構(gòu)形式和更加合理的力學(xué)模型將是土木工程師們的目標(biāo)和方向。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)長(zhǎng)期、復(fù)雜甚至循環(huán)往復(fù)的過程，任何在這個(gè)

9、過程中的遺漏或錯(cuò)誤都有可能使整個(gè)設(shè)計(jì)過程變得更加復(fù)雜或使設(shè)計(jì)結(jié)果存在不安全因素。所以把每個(gè)重要問題都考慮全面了，才能保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全。在實(shí)際的高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，會(huì)存在一定的問題，需要針對(duì)問題進(jìn)行分析，分析其危害性和產(chǎn)生的原因，充分了解問題所在。并針對(duì)這些問題采取有效的解決措施，提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量和水平，使得高層建筑朝著更好的方向發(fā)展。參考文獻(xiàn)：1高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ3_2002）S.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.2 范小平.高層建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)中相關(guān)的幾個(gè)問題應(yīng)用分析J.福建建材，2008，（6）.3劉大海，楊翠茹. 高樓結(jié)構(gòu)方案優(yōu)選M. 陜西：陜西科學(xué)技術(shù)出版社，2008.4 唐興榮、蔣永生、孫寶俊、丁大鈞、樊得潤(rùn)、郭澤賢.帶預(yù)應(yīng)力混凝土桁架轉(zhuǎn)換層的多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工建議J.建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)，2011，（12）：27-31.

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