高层建筑结构设计要点研究.docx

高层建筑结构设计要点研究摘要:随着城市化建设脚步的加快高层建筑变成了一种趋势。为了保证高层建筑结构的安全性、经济性和可靠性在建筑结构设计之初就要从各方面来考虑问题。建筑结构的合理性对于整个建筑物的质量和安全性都起到了重要的作用本文就高层建筑结构设计中概念设计及其高层建筑中常发生的部分问题来进行进一步的探讨。关键词:高层建筑;结构设计;问题;概念设计随着经济的迅速发展受城市化人口的增长与土地使用环境的矛盾高层建筑逐渐成为了建筑发展一种趋势。房屋结构形式的改变也使得高层建筑的结构形式也日益复杂。高层建筑的结构形式常采用框架结构体系、剪力墙结构体系、框架—剪力墙结构体系、框架—剪力墙结构体系、筒体结构或者框筒结构等不同的结构形式来满足不同类型及不同高层建筑的设计需求不同类型建筑采用的结构形式也不尽相同。正由于这种多样性就突出了结构设计中概念设计的重要性。下面就高层建筑在结构设计过程中的概念设计来分析一些在高层建筑结构设计中需要注意的问题。1高层建筑的定义通常在建筑结构设计中我们常把10层及10层以上或高度大于28m的住宅建筑和房屋高度大于24m的的其他高层民用建筑统称为高层建筑。高层建筑在结构设计中与低层建筑、多层建筑相比较而言其竖向和水平结构体系设计的基本原理还是相同的。但较于低层多层建筑不同的是在低层多层建筑结构设计中竖向荷载一般是影响结构体系的主要控制因素但在高层建筑结构设计过程中随着建筑高度的增加虽然竖向荷载仍会对结构设计产生影响但由于高层建筑整体结构体系会较低层多层建筑而言整体结构刚度偏柔受到水平力作用如风荷载作用影响较为强烈在这种情况下竖向结构体系的设计就成为整个结构实际的主控因素在高层建筑设计里要注重水平力的作用保证整体建筑结构的刚性。2结构设计中概念设计的主要内容随着社会的发展建筑空间的使用功能也有些各种类型的需求变化。在高层建筑结构设计中对于不同类型、不同使用建筑使用功能、不同高度的建筑宜采用不同的与之相对应的适合的结构体系使得建筑达到安全可靠且较为经济的目的。为了达到这一目的就需要概念设计先行。在高层建筑结构设计的过程中概念设计其实是结构工程师根据个人工程经验在对整体建筑使用功能情况、建筑总高度和建筑所处的地理环境、地质环境有一种较为宏观的把握下提出的与之相对应的较为经济合适的结构体系设计。简而言之就是根据工程经验对现有建筑环境、地理环境等前提下拟定大致的结构体系布置为接下来的深化建模后续的设计计算等提供大致思路起一个指导性的作用。3结构设计中的注意问题(1)高层建筑建筑材料选取及建筑平面设计:高层建筑材料建议采用较为轻质的砌体材料作为填充墙的材质避免因墙体材料荷载过大对结构构件和基础造成较大的负荷。在建筑设计过程中也尽量避免平面过于不规则和竖向刚度突变的情况;(2)结构体系的选取:高层建筑的结构体系与多层、低层建筑的结构体系较为不同。多层低层建筑在建筑结构设计过程中主要受竖向荷载作用由于层高较矮风压对于建筑物结构的影响较小。但高层建筑则不同由于建筑物高度较高受水平力影响作用较大。而且由于现在高层建筑的使用功能五花八门有时候为了不影响建筑物功能的正常使用会对结构构件例如柱墙的尺寸有限制这也为高层建筑结构设计增加了难点而且高层建筑结构的整体刚性本就相对于多层低层建筑结构偏柔所以在高层建筑结构设计中结构体系的选择显得尤为重要。在高层建筑结构设计的概念设计之初应根据建筑需求优先选择结构体系较为规则的结构平面布置最好是简单规则减少偏心且需考虑结构的抗风性以及抗震性尽量避免刚性突变易产生薄弱层的结构体系。对于有特殊需求的部分在设计中进行调整。由于高层建筑在其正常使用过程中常伴随着水平力(例如风荷载)的作用所以在设计之初就要考虑水平力作用对高层建筑结构的影响。在高层建筑结构设计中尽量保证建筑结构的质量、刚度和承载力的均匀分布避免因水平力作用而扭转产生扭转振动使建筑结构遭到破坏且不宜采用严重不规则的结构平面布置。所以考虑水平力对高层建筑结构的影响在高层建筑结构设计过程中尽量将建筑结构的几何形心、刚度中心和结构重心保持一致结构均匀布置;(3)对高层建筑结构设计中各构件的要求:①高层建筑由于高度高其整体结构的自重也较为笨重上部结构重力荷载的上升使得整个建设项目中对于建筑基础的要求也更为严苛。这就要求在高层建筑结构设计过程中对于基础的设计选型有着更严格的把控。高层建筑结构设计中对于基础的选型要根据甲方提供的地质勘察报告书结合上部建筑结构的具体柱底轴力及其地质条件施工条件来选择恰当的基础类型不能死搬硬套遇到不同类型的地质条件或施工条件限制可选用不同的基础类型;②高层建筑在随着高度的增加地