浅谈高层建筑结构设计.docx

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浅谈高层建筑结构设计
摘要：随着社会的发展，高层建筑在世界围迅速发展。中国的高层建筑发展更为迅速，世界前20名的高层建筑有一般以上都在中国，是全球在建高层建筑最多的国家。随着高层建筑的功美观。剪力墙结构墙体较多，不容易布置面积较大的房间，为了满足旅馆布置门厅、餐厅、会议室等大面积公共用房的要求，以及在住宅楼底层布置商店和公共设施的要求，可以将部分底层或部分层取消剪力墙代之以框架，形成框支剪力墙结构。在框支剪力墙中，底层柱的刚度小，形成上下刚度突变，在地震作用下底层柱会产生很大力及塑性变形，因此，在地震区不允许采用这种框支剪力墙结构。
—剪力墙结构体系
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在框架结构中布置一定数量的剪力墙，可以组成框架—剪力墙结构，这种结构既有框架结构布置灵活、使用方便的特点，又有较大的刚度和较强的抗震能力，因而广泛地应用于高层建筑中的办公楼和旅馆。
随着建筑层数、高度的增长和抗震设防要求的提高。以平面工作状态的框架、剪力墙来组成高层建筑结构体系往往不能满足要求。这时可以由剪力墙构成空间薄壁筒体，成为竖向悬箱形梁，加密柱子，以增强梁的刚度，也可以形成空间整体受力的框筒，由一个或多个筒体抵抗水平力的结构称为筒体结构。通常筒体结构有：
（1）框架—筒体结构
中央布置剪力墙薄壁筒，由它受大部分水平力，周边布置大柱距的普通框架，这种结构受力特点类似框架—剪力墙结构，目前市的地王大厦也用这种结构。
（2）筒中筒结构
筒中筒结构由、外两个筒体组合而成，筒为剪力墙薄壁筒，外筒-密柱（通常柱距不大于3米）组成的框筒。由于外柱很密，梁刚度很大，门密洞口面积小（一般不大于墙体面积50%），因而框筒工作不同于普通平面框架，而有很好的空间整体作用，类似一个多孔的竖向箱形梁，有很好的抗风和抗震性能。目前国最高的钢筋混凝土结构如金茂大厦（88层、）、中天广场大厦（80层、320米）都是采用筒中筒构。
（3）成束筒结构
在平面设置多个剪力墙薄壁筒体，每个筒体都比较小，这种结构多用于平面形状复杂的建筑中。
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（4）巨型结构体系
巨型结构是由若干个巨柱（通常由电梯井或大面积实体柱组成以及巨梁每隔几层或十几个楼层设一道，梁截面一般占一至二层楼高度）组成一级巨型框架，承主要水平力和竖向荷载，其余的楼面梁、柱组成二级结构，它只是将楼面荷载传递到第一级框架结构上去。这种结构的二级结构梁柱截面较小，使建筑布置有更大的灵活性和平面空间。除以上介绍的几种结构体系外，还有其他一些结构形式，如薄壳、悬索、膜结构、网架等，不过目前应用最广泛的还是框架、剪力墙、框架—剪力墙和筒体四种结构。
三，高层建筑结构设计概述1设计要求（1）刚度要求。高层建筑面临着众多的水平作用力影响，容易出现较大幅度的侧向位移，设计人员在进行混凝土结构设计时，必须在保证其具有足够强度的基础上，同时使其具备合理的刚度及自振频率，进而将楼层水平位移控制于允许围。（2）侧向力。目前，高层建筑的结构设计中，其结构力与变形等问题，主要受到地震的水平作用力及外部环境中的风力等因素的影响，层数的不断增多会带动水平作用力的持续加大。所以，在设计混凝土结构时，必须要充分地将这些侧向力的影响考虑在。（3）延展性。高层建筑远比多层建筑重要，若要避免建筑在地震等作用下不发生严重倒塌以及给人员延长逃生的时间等问题，就必须在进行混凝土结构的设计时，保证满足刚度和侧向力的要求下，使其结构具备足够的延展性能。
2，设计原则（1）安全性。高层建筑中结构设计的安全性原则，亦是以设计使用年限为依据，使该建筑的结构设计在预定年限围，始终可以达到对部与外部各项荷载力的有效承受，即使遭遇某些偶然的破坏性事故，也要能够使自身结构控制在整体稳定的状态中，避免出现大围的结构性损害。（2）耐久性。高层建筑的耐久性设计原则，是指建筑的结构设计必须在规定的使用年限，维持足够的结构耐久性，比如，混凝土结构出现的裂缝宽度不得超出允许的围，且钢筋保护层的厚度不能够变得过于单薄，以免钢筋在遭受外部潮湿空气的状况下出现锈蚀问题。
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四，高层建筑基础设计时的常用形式1，嵌岩桩基础嵌岩桩基础又被叫做嵌岩墩，桩体下段带有浇筑在岩体的钻孔灌注桩，且其长度适宜。桩端嵌入岩体的桩被叫做嵌岩桩。在对高层建筑基础设计过程中，已知上部结构传导到基础地面的载荷处于较高水平，故而通常会把结构相对稳定的微风化岩层或一定厚度的中风化岩层设为持力层，上部结构荷载传导至岩层过程中嵌岩桩发挥媒介作用。采用嵌岩桩基础设计高层建筑基础结构，桩尖承载能力较大，且桩侧与土两者之间