高層建筑結構的特點

1、高層建筑結構的特點【關鍵詞】高層建筑結構特點結構體系、八、-前言我國改革開放以來，建筑業(yè)有了突飛猛進的發(fā)展，近十幾年我國已建成高層建筑萬棟，建筑面積達到2億平方米。隨著城市化進程加速發(fā)展，全國各地的高層建筑不斷涌現(xiàn)，作為建筑管理人員，必須充分了解高層建筑結構設計特點及其結構體系。1、高層建筑結構的受力特點高層建筑概念設計之前首先要明確其受力特點，從同時承受垂直荷載和水平荷載的結構內力看，低層建筑中水平荷載產生內力較小，結構以低抵抗垂直荷載產生的軸力為主，彎矩和剪力的影響較小，隨著建筑高度的增加，水平荷載（風載或地震作用）產生的內力和位移迅速增加。高層建筑本質上是一個豎向懸臂結構，垂直荷載主要使

2、結構產生軸向力與建筑物高度大體為線性關系；水平荷載使結構產生彎矩。從受力特性看，垂直荷載方向不變，隨建筑物的增高僅引起量的增加；而水平荷載可來自任何方向，當為均布荷載時，彎矩與建筑物高度呈二次方變化，由此分析可以看出，在底層結構中，往往是垂直荷載為結構設計的控制因素，一般通過建筑材料本身的特性即可滿足設計要求。在高層結構中，水平荷載的影響要遠遠大于垂直荷載的影響，水平荷載是結構設計的控制因素，結構抵抗水平荷載產生的彎矩、剪力以及拉應力和壓應力，應有較大的強度外同時要求結構要有足夠的剛度，使隨著高度增加所引起的側向變形限制在結構允許范圍內。2、高層建筑結構設計的特點高層建筑結構設計與低層、多層建

3、筑結構相比較，結構專業(yè)在各專業(yè)中占有更重要的位置，不同結構體系的選擇，直接關系到建筑平面的位置、立面體形、樓層高度、機電管道的設置、施工技術的要求、施工工期長短和投資造價的高低等。其主要特點有：（一）水平力是設計主要因素在低層和多層房屋結構中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結構設計。而在高層建筑中，盡管豎向荷載仍對結構設計產生重要影響，但水平荷載卻起著決定性作用。因為建筑自重和樓面使用荷載在豎向構件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，僅與建筑高度的一次方成正比；而水平荷載對結構產生的傾覆力矩、以及由此在豎向構建中所引起的軸力，是與建筑高度的兩次方成正比。（二）側移成為控指標與低層或多層建筑不同，結

4、構側移已成為高層結構設計中的關鍵因素。隨著建筑高度的增加，水平荷載下結構的側向變形迅速增大，與建筑高度H的4次方成正比。另外，高層建筑隨著高度的增加、輕質高強材料的應用、新的建筑形式和結構體系的出現(xiàn)、側向移位的迅速增大，在設計中不僅要求結構具有足夠的強度，還要求具有足夠的抗推剛度，使結構在水平荷載下產生的側移被控制在某一限度之內。3、高層建筑的結構體系（一）高層建筑結構設計原則1. 鋼筋混凝土高層建筑結構設計應與建筑、設備和施工密切配合，做到安全適用、技術先進、經濟合理，并積極采用新技術、新工藝和新材料。2. 高層建筑結構設計應重視結構選型和構造，擇優(yōu)選擇抗震及抗風性能好而經濟合理的結構體系與

5、平、立面布置方案，并注意加強構造連接。在抗震設計中，應保證結構整體抗震性能，使整個結構有足夠的承載力、剛度和延性。（二）高層建筑結構體系及適用范圍目前國內的高層建筑基本上采用鋼筋混凝土結構。其結構體系有：框架結構、剪力墻結構、框架剪力墻結構、簡體結構等。1.框架結構體系?？蚣芙Y構體系是由樓板、梁、柱及基礎四種承重構件組成,由梁、柱、基礎構成平面框架，它是主要承重結構，各平面框架再由連系梁連系起來，即形成一個空間結構體系，它是高層建筑常用的結構形式之一?？蚣芙Y構體系優(yōu)點是:建筑平面布置靈活,能獲得大空間,建筑立面也容易處理,結構自重輕低.缺點是:框架結構本身柔性較大,抗側力能力較差,在風荷載作用

6、下,非結構構件破壞比較嚴重.框架結構的適用范圍：純框架結構一般僅適用于1012層50M高度以下高層商業(yè)、辦公建筑?？蚣芙Y構的布置主要要注意均勻和傳力直接，由于框架結構能提供較大的建筑空間，平面布置靈活，可使用于多種工藝與使用的要求，已廣泛應用于辦公、住宅、商店、醫(yī)院、旅館、學校及多層工業(yè)廠房和倉庫中。2.剪力墻結構體系。在高層建筑中為了提高房屋結構的抗側力剛度，在其中設置的鋼筋混凝土墻體稱為“剪力墻”，剪力墻的主要作用在于提高整個房屋的抗剪強度和剛度，墻體同時作為維護及房間分格構件。剪力墻結構中，由鋼筋混凝土墻體承受全部水平和豎向荷載，剪力墻沿橫向縱向正交布置或沿多軸線斜交布置，它剛度大，空間

7、整體性好，用鋼量省。歷史地震中，剪力墻結構表現(xiàn)了良好的抗震性能，震害較少發(fā)生，而且程度也較輕微，在住宅中采用剪力墻結構可以較好地適應墻體較多、房間面積不太大的特點,而且可以使房間不露梁柱，整齊美觀。3. 框架剪力墻結構體系。在框架結構中布置一定數(shù)量的剪力墻，可以組成框架剪力墻結構，這種結構是高層建筑中比較廣泛應用的一種主體結構形式。它的平面靈活、適用性強；結構設計合理，既有框架結構布置靈活、使用方便的特點，又有較大的剛度和較強的抗震能力，因而廣泛地應用于高層建筑中的辦公樓和旅館。4、筒體結構體系隨著建筑層數(shù)、高度的增長和抗震設防要求的提高，以平面工作狀態(tài)的框架、剪力墻來組成高層建筑結構體系，往往不能滿足要求。這時可以由剪力墻構成空間薄壁筒體，成為豎向懸壁箱形梁，加密柱子，以增強的剛度，也可以形成空間整體受力的框筒，由一個或多個筒體為主抵抗水平力的結構稱為