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高层建筑结构概念设计及高层建筑结构体系
高层建筑结构概念设计及高层建筑结构体系 近些年来，建筑业有了突飞猛进的进展，城市规划设计中的高层建筑越来越广泛。它以其高度猛烈地影响着规划、设计、构造和使用功能。就结构特性而言，高层建形，地基和地下结构应能承受侧向荷载引起的水平剪力，并不引起水平滑移。由于风力和水平地震作用力对于高层建筑是动荷载，使建筑结构抗弯曲和抗剪切时都处于运动状态，就会导致建筑物中的人有震动的感觉，使人有不舒适感。假如建筑物晃动得太厉害，还会使非结构构件（如玻璃窗、隔墙、装饰物等）断裂，甚至危及屋外行人的平安。所以，高层建筑结构要避开过大的震动。例如：在建筑机关事务局12层的办公综合楼，它长48m、宽18m、高36m。建筑物两边各有9根柱，横行柱距为18m，纵向柱距为6m，中央有一个612m的电梯和管道井筒。考虑水平荷载的传递有几种不同方式，进行结构方案优选，分析两种结构方案：一种为仅由核心筒承受水平力，外柱仅承受大部分竖向荷载，不抵抗水平力，梁和柱铰接；一种为纵横两个方向柱和梁刚接形成框架，来抵抗纵横两个方向的水平力。在方案一中：=，竖向荷载近似为15120KN，井简墙自重为636（6+12）2=7776KN，可得抵抗倾覆弯矩的竖向荷载为22896KN。则
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可计算出合力偏心矩e=M/G==，超过核心范围（6/6=1m），不满足稳定要求。必需加强、加宽基础或接受下部锚固，才能避开基础向上抬起。在方案二中：由横行跨度的框架担当全部水平力。因此，在一个方向风荷载作用下，总框架一侧柱子受压，另一侧柱子受拉，并可近似求得总压力或拉力为：=，=268，8KN/柱73910=1890KN，即比每根柱所承受的恒载小很多，基础不会向上抬起。因此方案二比方案一好，应接受方案二的结构。
二、高层建筑的结构体系
通过受力因素分析，下一步就考虑接受什么结构体系，有下面几种高层建筑结构体系可供选择，其结构体系有：框架结构、剪力墙结构、框架一剪力墙结构、筒中筒结构等。依据其受力特点，结合高层概念设计的三维层次考虑，选取合适的结构体系或其组合体系。
（一）框架结构体系
由梁、柱、基础构成平面框架，它是主要承重结构，各平面框架再由梁联系起来，形成空间结构体系。框架结构的优点是建筑平面布置灵敏，可以做成有较大空间的会议室、餐厅、车间、营业厅、教室等。需要时，可用隔断分割成小房间，或拆除隔断改成大房间，因而使用灵敏。外墙接受非承重构件，可使立面设计灵敏多变。但是框架结构本身刚度不大，抗侧力力气差，水平荷载作用下会产生较大的位移，地震荷载作用下较易破坏。不高于15层宜接受框架结构，可以达到比较好的经济平衡点。
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（二）剪力墙结构体系
剪力墙结构体系是利用建筑物墙体作为承受竖向荷载、抵抗水平荷载的结构体系。墙体同时作为维护及房间分隔构件。剪力墙间距一般为3—8m，现浇钢筋混凝土剪力墙结构整体性好，刚度大，在水平荷载作用下侧向变形小，承载力要求简洁满足，适于建筑较高的高层建筑。而且其抗震性能良好，在历次