文档介绍：浅析超高层建筑结构设计要点
浅析超高层建筑结构设计要点
摘要:对超高层建筑的特点、超高层建筑结构方案选择的主导因素、超高层建筑中混合结构类型设计主要考虑的问题进行了探讨,以供设计人员参考。
关键词:超高层建筑;结构设计;抗震
超高层建筑不仅可以为用户提供舒适的工作和生活环境,还可以很好地缓解大中城市由于人口增长带来的用地紧张的局面;同时,超高层建筑可以凭借其高度高、外形美观的特点而成为该地区的标志性建筑。现根据在超高层建筑结构设计中的实践,就超高层建筑的特点、结构方案选择的主导因素以及混合结构的设计等方面的内容与同行探讨。
1超高层建筑的特点
(1)超高层建筑由于消防的要求,须设置避难层,以保证发生火灾时人员能够安全地疏散。由于机电设备使用的要求,还需要设置设备层。一般超高层建筑是两者兼顾,设备层与避难层并做一层。而对于更高的有较多使用功能要求的超高层建筑,除每15层设一个避难层兼设备层以外,还需要设有专门的机电设备层。为提高结构的整体刚度,可以将设备层或是避难层设置为结构加强层。
(2)超高层建筑的平面形状多为方形或近似方形,其长宽比多小于2。否则,在地震作用时由于扭转效应大,易受到损坏。
(3)超高层建筑在基岩埋深较浅时,可选择天然地基作为基础持力层,采用筏基或者箱基,若基础持力层较深时,可采用桩基。较少采用复合地基。
(4)房屋高度超过150m的超高层建筑结构应具有良好的使用条件,满足风荷载作用下舒适度要求,结构顶点最大加速度的控制应满足相关规范要求。
(5)超高层建筑结构设计一般都需要进行抗震设防专项审查,必要时还须在振动台上进行专门的模型震动试验,才能确保工程得到合理地设计和建造。
2超高层建筑结构方案确定的主导因素

超高层建筑方案的设计与实施应有结构专业在方案阶段的密切配合,保证结构方案实施的可行性。另外,在与建筑方案设计的协调配合过程中,结构方案设计应力求做到有所创新,能获得良好的经济效益和社会效益。

(1)应考虑拟建场地的岩土工程地质条件
一个拟建在基岩埋藏极浅场地上的超高层建筑,具有采用天然地基的条件。一般这样的场地其场地类别为Ⅰ类或Ⅱ类,在该地区抗震设防烈度较低的情形下,其所采用的结构体系可优先采用钢筋混凝土结构。而对于在第四纪土层上的抗震设防烈度为7度或8度区的超高层建筑,为降低地震作用,结构选型应考虑采用结构自重较轻的混合结构或钢结构。
(2)应考虑抗震性能目标
一般抗震设计的性能目标要求竖向构件承载能力较高,达到中震不屈服;剪力墙底部加强区达到抗剪中震弹性。显然,在抗震设防烈度7度区,尤其是8度区,钢筋混凝土结构就很难满足这一条件。所以,为减小结构构件在地震作用下产生的内力,应优先考虑选用混合结构或钢结构,这样可以基本由型钢承担地震作用下产生的构件剪力和拉力。若是采用全钢筋混凝土结构,竖向构件则会因截面计算配筋量太大,导致钢筋无法放置;单纯增大构件截面则会使结构自重加大,同时地震作用产生的结构内力也会相应增加,截面配筋率仍得不到很好控制。
(3)应考虑经济上的合理性
通常从工程造价上比较,钢筋混凝土结构最低,其次是混合结构,最高则是全钢结构。所以,超高层结构方案的选用应着重考虑工程