研究高层建筑结构设计的若干问题,职称论文.docx

《研究高层建筑结构设计的若干问题,职称论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《研究高层建筑结构设计的若干问题,职称论文.docx（8页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、研究高层建筑结构设计的若干问题,职称论文内容摘要：高层建筑对塑造城市的美丽形象具有突出奉献，人们经常把它与当代化的大都市严密联络在一起。如今，随着经济社会的飞速发展，我们国家的建筑行业迎来了快速发展阶段，高层建筑在当代建筑中越来越多。与此同时，如今的高层建筑正朝着建筑功能、用处的多样性，造型的新颖性、体型的复杂性和空间的多变性方向发展，这样也给构造设计带来了不小的挑战，固然我们国家的高层建筑在构造设计方面已经积累了很多工程经历体验，但是在高层建筑构造设计方面仍然存在一些问题值得研究和讨论，因而本文就在高层建筑构造设计中需要注意的关键性问题如荷载及作用的分析、高层构造设计中碰到的问题和注意事项、

2、高层建筑基础设计等问题进行扼要阐述，希望通过本文能给构造设计人员提供参考。 本文关键词语：高层建筑; 构造设计; 关键性问题; 高层建筑的房屋高度和构造体系的发展是和科学技术、经济、材料科学的发展密切相关的，随着城市形象和土地使用要求以及我们国家对高层建筑关键性技术的控制能力，高层建筑已特别常见，使得高层建筑的构造设计问题逐步引起人们的重视。随着建筑行业的高速发展，高层建筑逐步成为当代建筑的主角，人们在高层建筑设计方面需要作出宏大的考虑和突破，研究高层建筑在构造设计方面存在的问题，并将问题尽快解决是关键。高层建筑构造设计就变得尤为重要，由于其直接影响着高层建筑物的质量、使用和经济性问题。 1

3、高层建筑构造设计的特点 高层建筑与低层、多层建筑在进行构造设计时即有共同点，也是有区别的。无论高层还是多层就是都要抵抗由恒、活荷载产生的竖向作用及风、地震荷载产生的水平作用，有时也需要抵抗基础不均匀沉降、温度荷载等产生的内力；但是当把建筑看作是嵌固在地面的刚度和质量均有的悬臂梁模型分析时，能够发现轴力与建筑高度为一次方关系，弯矩与建筑高度是二次方关系，主要控制指标构造水平位移与建筑高度却成四次方关系；另外从用钢量和建筑高度的关系看，用钢量在竖向荷载作用下与建筑高度基本为线性关系，但水平荷载作用下，用钢量的增加速度往往超过建筑高度的增加速度，是非线性的，所以低、多层建筑主要抵抗竖向荷载作用，但随

4、着建筑高度的增加，高层建筑、超高层建筑水平荷载比竖向荷载对构造的影响更明显，也成为主要控制因素，这是高层建筑最显着的特点。 2 高层建筑荷载及作用分析及讨论 2.1 竖向荷载的分析及讨论 根据高层建筑构造设计的特点分析，高层建筑竖向荷载不是主要控制因素，但一方面为了能够提供足够抵抗水平荷载作用的抗侧刚度，另一方面层数增加，相应楼面恒荷载也增加，竖向抗侧构件柱、墙等要承当的楼面恒荷载的比例往往到达所承当荷载的25%左右，构件尺寸比拟大，自重所占的比例也增加，所以对楼面恒荷载的优化是有必要的。能够通过采取高强度钢筋、钢材和混凝土等材料、轻质填充墙、采用抗震性能更好而自重更轻的钢构造或混合构造体系等

5、方式方法降低自重的影响，这样对减少地震作用也是非常有利的。 2.2 水平荷载的分析及讨论 风荷载是高层建筑构造设计中主要考虑的水平荷载之一，它同地震作用一样，固然是动力荷载，但从对风荷载研究的局限性、经济性和构造设计的操作性等因素考虑，当前规范都是将风荷载简化为静力等效荷载进行考虑，对于一般高层建筑，构造设计在承载能力极限状态和正常使用极限状态下知足此种等效是可靠的，但对于一些高柔构造，当风速到达一定临界值时会产生气流涡旋脱落现象，对建筑产生横向风阵造成涡激振动，对构造设计及使用是极为不利的，所以需要在建筑方案前期通过平滑建筑平面如倒角、切角、沿高度改变建筑形状等方式减少横向风阵荷载。另外在进

6、行风荷载设计时，还需要注意建筑外表局部构件风压的不均匀、风压局部增大的情况。 地震作用是构造设计中另一重要水平作用，当前有拟静力法和直接动力法两种分析设计方式方法。拟静力法用于多数低、多层建筑和比拟规则的高层建筑，但对于复杂、重要、十分不规则的建筑需要采取直接动力法进行进行补充分析。根据对高层建筑自振周期的统计表示清楚，高层建筑的自振周期多数在3.0S5.0S之间，由(高层建筑混凝土构造技术规程中地震影响系数曲线可知，均处于速度控制段和位移控制段，随着构造自振周期的增加，其水平地震作用随之减小。故对于高层建筑构造设计而言，在知足构造正常使用对舒适性要求的前提下，可适当增加第一自振周期，降低构造

7、刚度，对减少地震作用是有利的，也是经济合理的。 3 高层建筑构造设计的关键性问题讨论 3.1 高层建筑的超高引起的建筑高宽比问题讨论 随着我们国家建筑物高度的不断增加，高度超限问题是当前高层建筑构造设计中普遍存在的问题，通常高层建筑由于建筑场地及建筑功能的限制，建筑平面尺寸一般不大，根据(高层建筑混凝土构造技术规程第3.3.2条对建筑的高宽比限值进行了规定，这就使得建筑的高度和宽度的比成为高层构造设计中必须考虑的重要指标和控制性因素。主要控制指标建筑位移与建筑宽度的三次方成反比，与建筑高度的四次方成正比，底部倾覆力矩是建筑高度的二次方，所以增加建筑宽度，减少建筑高度，控制高宽比对高层建筑构造设

8、计的经济性的提高是非常有利的。当建筑高宽比无法改变的情况下，当高宽比不大于2时，此时构造为剪切变形，此时建议增加剪力墙抗侧构件的作用；当高宽比为25时，此时构造为弯剪变形，此时建议平衡框架和剪力墙之间的比例，适当加大外围框架的作用；当高宽比大于5时，构造为弯曲变形，此时需要增加外围框架的刚度，通过外围框架剪切变形来协调剪力墙弯曲变形顶部位移大所带来的影响。 3.2 高层建筑的筒体高宽比及筒体面积比的问题讨论 高层建筑构造体系通常为框架-核心筒构造体系或支撑框筒构造体系，根据(高层建筑混凝土构造技术规程第9.2.1条，提出禾行通的宽度不宜小于筒体高度的1/12，对于常规的框架-核心筒构造，大部分

9、剪力和地震倾覆力矩由核心筒成大，所以核心筒宽度的选择是非常重要的。 另外根据大量高层建筑构造设计分析表示清楚，当筒体面积不大于楼板面积的20%时，表示清楚筒体抗侧刚度偏弱，需要加强外围框架的作用；当此比值为20%27%之间时，表示清楚筒体的抗侧刚度是比拟合理的；当此比值大于27%时，表示清楚筒体过刚，此时筒体所承当的倾覆力矩和地震剪力比例过大，需要加强核心筒的性能化分析，加强除核心筒之外的抗侧构件的抗侧作用，进而做到二道防线的构造概念设计。 3.3 解决高层建筑抗侧刚度缺乏的问题讨论 随着建筑高度的增加，构造抗侧刚度与构造各项控制指标和经济性愈加密切相关。通常高层建筑为框架 核心筒构造体系，此

10、构造体系外围框架抗侧刚度比拟弱，抗侧刚度缺乏，而核心筒还需要承当较大的剪力和倾覆力矩，筒体负担过重，怎样才能加强筒体与外框筒之间共同作用，增加增加构造整体的抗弯刚度是必须讨论的问题。在外围框架柱间距无法减小，外围框架梁无法增大的情况下，当构造抗侧刚度相差较多时，在高层建筑构造设计中通常采取伸臂桁架来增加构造抗侧刚度是一种有效的解决方式，但也有经济性差，对建筑功能影响较大的缺陷。当构造抗侧刚度相差不多时，建议采取环带桁架进行解决，这样环带桁架同楼层板共同构成虚拟伸臂桁架，起到一定伸臂桁架的作用，但环带桁架仅在局部楼层外框架间设置，对建筑功能影响较小，经济性也比拟合理。 3.4 高层建筑的基础设计

11、问题 在进行高层建筑设计中，最基础、最关键的设计就是基础设计问题，这是由于高层建筑物所遭到的各种各样的荷载都需要通过基础后再传至到地基，即基础起到一个 承上启下 的作用。高层建筑的特点是层数较多，上部载荷较为集中并且较大，因而基础必须埋置足够的深度，其埋置深度必需要知足于地基稳定和变形的相关要求，这样做才能提高建筑物的抗震性能，防止建筑物出现坍塌、倾斜的情况。 4 结束语 综上所述，随着经济社会的高速发展，建筑行业得到空前的发展和提高，随之而来的高层建筑的数量越来越多，其高层建筑的安全问题已经遭到了大部分人的重视。然而高层建筑构造设计的合理性与建筑本身的安全和质量有着千丝万缕的关系，为此，设计

12、人员不但要明确高层建筑的构造特点，而且还要在熟悉可能使用的构造体系类型的基础上，对设计中的一些关键环节进行分析，比方选择比拟合适的抗侧力构造体系，适宜的高宽比和适宜的筒体面积比等，与此同时，还要加强地震荷载的计算和重力载荷的计算，这样不仅保持了构造整体的稳定性，又提高了抗震性能，因此高层建筑的整体质量和经济性得到了有效地提高。同时，在面对高层建筑构造这一关键性问题时，相关研究人员要投入大量资金，加大对高层建筑构造设计的研究，还要加强对专业技术人才的培养，进而促进我们国家高层建筑行业向着又好又快的方向发展。 以下为参考文献 1王民伟，刘士充.浅谈超高层建筑构造体系J.经营管理者，2020(14). 2肖自强，张建明.论高层建筑构造设计J.工程建设与设计，2018(8). 3卓瑜，林新阳.浅谈超高层建筑构造设计的若干问题J.广东土木与建筑，2001(3). 4魏亚超.浅谈超高层建筑构造设计的关键性问题J.建材与装饰，2021(22):115. 5单灵凤.浅谈超高层构造设计的注意事项J.城市建设理沦研究(电子版)，2021(04):53.