高层建筑结构选型的若干思考__墨水学术,论文发表,发表论文,职称
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摘要:论文在介绍了高层建筑结构的定义、以及高层建筑结构设计影响因素的基础上,全面总结了各种高层建筑结构体系、特别是近年来出现的复杂、新颖的结构体系的受力特征,进而对高层建筑结构选型要点进行了探讨。
关键词:高层建筑 结构设计 选型
高层建筑的结构体系是高层结构是否合理、经济的关键,随着建筑高度和功能的发展需要而不断发展变化。由最初的框架体系,发展到剪力墙体系,再发展为框架-剪力墙体系、框架-筒体体系、框筒体系、筒中筒体系、巨型框架体系、脊骨体系,继而又发展了带转换层体系、连体体系、悬挑体系、带加强层体系、平面不规则体系等等。
1高层建筑结构选型的相关概述
1.1一般高层建筑结构体系
一般高层建筑结构体系包括框架体系、剪力墙体系、框架-剪力墙体系、框架-筒体体系、框筒体系、筒中筒体系等结构体系。由梁、柱组成的结构成为框架。整栋结构都有梁、柱组成,就称为框架结构体系。用钢筋混凝土剪力墙抵抗竖向荷载和抵抗水平力的结构称为剪力墙结构体系。在结构中同时布置框架和剪力墙,就形成框架-剪力墙结构;两个方向的剪力墙围成筒体,就形成框架-筒体结构,二者可以统称为框架-剪力墙结构。筒中筒结构由外筒和内筒组成,外筒为框筒或桁架筒,内筒可以采用剪力墙围成的实腹筒,或采用内钢桁架筒或内框筒。
1.2复杂高层建筑结构体系
复杂高层建筑结构体系一般是指带转换层结构体系、连体结构体系、悬挑结构体系、带加强层结构体系、平面不规则结构体系等。多功能的高层建筑,往往需要沿建筑物的竖向划分为不同用途的区段。这些建筑物的竖向结构构件往往不能上下连续,需要设置转换层,通过转换构件实现上下竖向构件的过渡,这种体系就称为带转换层结构。连体结构体系是指两幢或几幢高层建筑之间由架空连接体相互连接,以满足建筑造型和适用功能的要求。
1.3新颖高层建筑结构体系
近年来,出现了一些新颖的高层建筑结构体系。其中具有代表性的有束筒体系、巨型框架体系、脊骨体系等结构体系。束筒结构体系:两个或两个以上的框筒紧靠在一起成“束”状排列,称为束筒巨型框架用筒体(实腹筒或桁架筒)做成巨型柱,用高度很大的箱形构件或桁架做成巨型梁。适用于一般高层或超高层建筑。脊骨结构体系:脊骨结构是在巨型框架的基础上进一步发展起来的,适合于一些建筑外形复杂,沿高度平面变化较大的复杂建筑,取其形状规则部分做成刚度和承载力都十分强大,成为脊骨结构。
2高层建筑结构设计的影响因素
1)水平作用是设计的主要因素。任何建筑结构都要抵抗竖向荷载和水平荷载,对于高层结构的设计,尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要作用,但起控制作用的是水平荷载。因此,在高层建筑结构设计中,抗侧力的设计是关键,水平荷载是决定因素。
2)侧移成为控制指标。与低层或多层建筑不同,结构侧移已成为高层建筑结构设计的关键因素。控制结构侧移是保证建筑物正常使用的需要;侧移过大,使建筑物内的填充墙、建筑装饰和电梯轨道等服务设施产生裂缝,变形,甚至损坏,侧移过大,将导线结构升裂或损坏,进加危及结构正常便用和耐久性。
3)抗震设计要求更高。在高层建筑结构的抗震设防设计时,要考虑正常使用时的竖向荷载、风荷载,还必须使建筑结构具有良好的抗震性能。
4)轴向变形不容忽视。高层建筑由于层数多、轴力大,再加上沿高度积累的轴向变形显著,轴向变形会对高层结构的内力产生很大影响。此外,高层结构中的柱和剪力墙的截面也往往很大。因此,剪切变形的影响不可忽略。
3高层建筑结构选型的若干思考
3.1结构选型的主要内容
结构选型包括以下主要内容:选择合适的竖向承重结构;选择合适的水平承重结构;选择合