文档介绍：高层建筑结构设计的特点及结构分析
高层建筑结构设计的特点及结构分析
摘要:随着建筑造型和建筑功能要求日趋多样化,无论是工业建筑还是民用建筑,在结构设计中遇到的各种难题也日益增多,因而作为一个结构设计者需要遵循各种规范。
关键词:高层建筑; 结构设计;特点及结构分析
中图分类号:[]文献标识码:A 文章编号:

引言:
随着社会经济的迅速发展,人民物质生活水平的不断提高,居住条件的不断改善,高层住宅如雨后春笋一座座拔地而起。一个优秀的建筑结构设计往往是安全、经济、适用、美观、便于施工的最佳结合。

在低层和多层房屋结构中,往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计,而在高层建筑中, 尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要影响,但水平荷载却起着决定性作用,因为建筑自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值,仅与建筑高度的一次方成正比; 而水平荷载对结构产生的倾覆力矩、以及由此在竖向构件中所引起的轴力,是与建筑高度的两次方成正比。另一方面,对一定高度建筑来说, 竖向荷载大体上是定值, 而作为水平荷载的风荷载和地震作用,其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化。

与低层或多层建筑不同,结构侧移已成为高层结构设计中的关键因素。随着建筑高度的增加,水平荷载下结构的侧向变形迅速增大,与建筑高度H 的4 次方成正比。另外,高层建筑随着高度的增加、轻质高强材料的应用、新的建筑形式和结构体系的出现、侧向位移的迅速增大, 在设计中不仅要求结构具有足够的强度,还要求具有足够的抗侧刚度,使结构在水平荷载下产生的侧移被控制在某一限值之内,否则会产生以下情况:
,尤其是竖向构件,当侧向位移增大时,偏心加剧,当产生的附加内力值超过一定数值时,将会导致房屋侧塌。
。
,使机电设备管道损坏,使电梯轨道变形造成不能正常运行。
,甚至损坏。

高层建筑减轻自重比多层建筑更有意义。从地基承载力或桩基承载力考虑, 如果在同样地基或桩基的情况下, 减轻房屋自重意昧着不增加基础造价和处理措施,可以多建层数, 这在软弱土层有突出的经济效益。地震效应与建筑的重量成正比,减轻房屋自重是提高结构抗震能力的有效办法。高层建筑重量大了,不仅作用于结构上的地震剪力大,还由于重心高地震作用倾覆力矩大,对竖向构件产生很大的附加轴力,从而造成附加弯矩更大。

采用框架体系和框架—剪力墙体系的高层建筑中, 框架中柱的轴压应力往往大于边柱的轴压应力, 中柱的轴向压缩变形大于边柱的轴向压缩变形。当房屋很高时, 此种轴向变形的差异将会达到较大的数值, 其后果相当于连续梁中间支座沉陷, 从而使连续梁中间支座处的负弯矩值减小, 跨中正弯矩值和端支座负弯矩值增大。

高层建筑结构是由竖向抗侧力构件(框架、剪力墙、筒体等)通过水平楼板连接构成的大型空间结构体系。要完全精确地按照三维空