高層建筑的結構設計和選型

連曉歡

摘 要：伴隨著我國的經(jīng)濟不斷發(fā)展，我國的城鎮(zhèn)化建設進一步推進。我國的城市中不斷會出現(xiàn)高層建筑工程。文章主要針對高層建筑的結構設計及相關的選型進行詳細地闡述和分析，希望通過文章的闡述和分析，能夠為我國高層建筑工程的發(fā)展貢獻力量，同時也希望為我國推動城鎮(zhèn)化建設貢獻微薄力量。

關鍵詞：高層建筑；結構設計；結構選型；特點

在我國的高層建筑中，關于高層結構的具體建筑體系非常的關鍵，選擇恰當?shù)母邔咏Y構來進行高層建筑施工能夠為高層建筑工程有效地節(jié)約建筑成本，同時還能夠為高層建筑提升建筑進度，最重要的是要保障高層建筑的建筑質量。伴隨著我國一系列社會功能的提升，我國對高層建筑工程的要求也在不斷地提升。對于高層建筑的使用功能和高層建筑的外觀效果都有著非常高的要求。因此我國要在高層建筑的結構設計及相關的選型問題上下功夫，要既滿足人們對于高層建筑的性能要求，同時還要滿足建筑工程的質量要求。在質量上一定要達標。

1 我國高層建筑工程中的具體結構布置要求及相關原則

關于我國高層建筑工程中的具體結構布置要求及相關原則的闡述和分析，文章主要從兩個方面進行闡述和分析。第一個方面是我國高層建筑工程結構布置中的平面布置方式。第二個方面是我國高層建筑工程結構布置中的立體布置方式。下面進行詳細地闡述和分析。

1.1 我國高層建筑工程結構布置中的平面布置方式

高層建筑的結構設計中平面布置要遵循簡單，具有一定的規(guī)則，要求質心及鋼心盡可能地重合為一點。一旦高層建筑在結構上出現(xiàn)偏心現(xiàn)象就有可能導致整體結構出現(xiàn)扭轉效應，導致結構中的構件一定程度的位移，出現(xiàn)應力集中的問題。高層結構平面不應該具有較長的突出部分。結構中的扭轉力是否符合要求，我們可以通過結構的設計計算及設計驗算來校核。高層建筑中的結構最遠處的質心位移和中心位置的質心位移正常情況下的比值是1比1.1，如果超出了這個數(shù)值，我們基本可以認定高層建筑的平面結構布置不合理，需要重新進行設計計算。需要注意的是，在震區(qū)的高層建筑工程在平面結構上要做到簡單、對稱，一定要保障平面結構的位移不能夠超出標準數(shù)值。

1.2 我國高層建筑工程結構布置中的立體布置方式

在高層建筑工程中豎向的結構布置原則是均勻并且要規(guī)則。立體布置的規(guī)則主要指的是建筑結構的形體具有規(guī)則性，即使建筑發(fā)生變化也是有一定的規(guī)則可以參照的。立體布置中的體型通常情況下是沿著豎直的方向發(fā)生劇烈的變化，一旦出現(xiàn)在地震較為頻繁的區(qū)域，就有可能因為不規(guī)則的變化導致應力集中，出現(xiàn)高層建筑坍塌。均勻指的是建筑結構中的受力及剛度都要做到均勻分布，同時在變化的過程中也要均勻的變化。在設計建筑的結構過程中，建議剛度的設計應該上部剛度小，下部剛度大，剛度在建筑結構中的變化應該是自下而上均勻地變小，這樣能夠有效地防止突發(fā)的變化而引發(fā)的建筑結構改變。

2 我國高層建筑工程中的結構建筑特點

關于我國高層建筑工程中的結構建筑特點的闡述和分析，文章主要從四個方面進行闡述和分析。第一個方面是我國的高層建筑工程在水平載荷方面對相關的建筑結構有影響，因此我國的高層建筑在結構設計過程中主要控制的是結構側移問題。第二個方面是我國的高層建筑工程在樓蓋整體結構方面要求非常高。第三個方面是我國的高層建筑工程中結構構件種類較多，因此結構的主要變形因素就是結構中的組成構件。第四個方面是我國的高層建筑工程中結構構件在動力載荷的影響下會產(chǎn)生很大的動力效應。下面進行詳細地闡述和分析。

2.1 我國的高層建筑工程在水平載荷方面對相關的建筑結構有影響，因此我國的高層建筑在結構設計過程中主要控制的是結構側移問題。在通常的建筑結構中，施工中的各種因素主要是由豎向載荷來進行控制。但是在高層建筑中，恰恰不同。水平的載荷成為了重要載荷，關系到整個結構的側移動。因此側移動的載荷改變就影響了建筑在施工中使用的材料及材料用量，進而關系到了整個工程的工程總造價。

2.2 我國的高層建筑工程在樓蓋整體結構方面要求非常高。高層建筑的整體穩(wěn)定性主要是由每一個樓層的樓板共同控制的。樓板本身就具有剛度較大，同時變形較小的優(yōu)點，因此在高層建筑中，我們非常重視樓板的整體結構穩(wěn)定性。重視樓板的整體移動性能，要保障樓板的移動位移，不能夠讓樓板出現(xiàn)變形的問題。

2.3 我國的高層建筑工程中的結構構件種類較多，因此結構的主要變形因素就是結構中的組成構件。對于高層建筑結構，由于層數(shù)多、高度高，軸力很大，從而沿高度逐漸積累的軸向變形很顯著，中部構件與邊部、角部構件的軸向變形差別大，對結構內(nèi)力分配的影響大，因而構件中的軸向變形影響必須加以考慮。

2.4 我國的高層建筑工程中的結構構件在動力載荷的影響下會產(chǎn)生很大的動力效應。根據(jù)結構本身的特點不同，如結構的類型與形式，結構的高度與高寬比，結構的自振周期與材料的阻尼比等不同，結構受到地震作用或風荷載作用時，產(chǎn)生的動力效應對結構的影響也不同，有時這種動力效應嚴重影響結構物的正常使用，甚至造成房屋的破壞。

3 我國高層建筑工程在結構選型問題上的建議

關于我國高層建筑工程在結構選型問題上的建議的闡述和分析，文章主要從三個方面進行闡述和分析。第一個方面是在高層建筑工程的結構設計選型問題上，當面對豎向承重的設計時，我們第一個要考慮就是高層建筑的高度及高層建筑的使用用途。第二個方面是在高層建筑工程的結構設計選型問題上，當面對水平承重的設計時，我們要考量高層建筑的穩(wěn)定性能和受力的傳遞性能。第三個方面是在高層建筑工程的結構設計選型中下部結構的基礎選型是非常重要的一個環(huán)節(jié)。

3.1 在高層建筑工程的結構設計選型問題上，當面對豎向承重的設計時，我們第一個要考慮就是高層建筑的高度及高層建筑的使用用途。框架結構適用于高度低、層數(shù)少、設防烈度低的情況；框架-剪力墻結構和剪力墻結構可以滿足大多數(shù)建筑物的高度要求；層數(shù)很多或設防烈度較高時，可用筒體結構。

3.2 在高層建筑工程的結構設計選型問題上，當面對水平承重的設計時，我們要考量高層建筑的穩(wěn)定性能和受力的傳遞性能。水平承重結構選型通常有以下幾種，平板體系、無梁樓蓋、密肋樓蓋和肋形樓蓋。平板體系：平板體系采用單向板或雙向板，常用于剪力墻結構或筒體結構。其優(yōu)點是板底平整，可以不加吊頂，結構高度低，可以降低層高。

3.3 在高層建筑工程的結構設計選型中下部結構的基礎選型是非常重要的一個環(huán)節(jié)。它將上部結構傳來的巨大荷載傳遞給地基。高層建筑基礎形式選擇的好壞，不但關系到結構的安全，而且對房屋的造價、施工工期等有重大的影響。

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