高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文

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1、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文姓名：張仁可學(xué)號(hào)：20101502115專業(yè)：土木工程院系：建筑工程學(xué)院淺談高層建筑結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)歲月如流水，轉(zhuǎn)瞬即逝。不知不覺對(duì)土木工程的學(xué)習(xí)已經(jīng)有三年了，隨著專業(yè)基礎(chǔ)課與專業(yè)課的進(jìn)行，也對(duì)土建工程有了逐漸深入的認(rèn)識(shí)。而這學(xué)期對(duì)《高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》的學(xué)習(xí)，讓我對(duì)高層建筑的設(shè)計(jì)有了更加深入的認(rèn)識(shí)。隨著社會(huì)的發(fā)展，人類社會(huì)逐漸工業(yè)化、商業(yè)化、城市化。城市人口日益增多，造成城市生產(chǎn)和生活用房緊張，地價(jià)的昂貴迫使人們不得不考慮對(duì)空間的豎向利用，建筑由多層發(fā)展到高層。以滿足人們生產(chǎn)、生活的需要?！案邔咏ㄖ鳖櫭剂x就是超過一定層數(shù)或

2、高度的建筑。我國(guó)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2002）規(guī)定：10層及10層以上或高度超過28m的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)稱為高層建筑。當(dāng)建筑高度超過100m時(shí)，稱為超高層建筑。眾所周知，低層建筑結(jié)構(gòu)通常以抵抗豎向荷載為主，水平荷載對(duì)其影響較小，一般可以忽略。但高層建筑結(jié)構(gòu)中，較大的建筑高度造成了與底層結(jié)構(gòu)完全不同的受力情況，水平荷載不僅是主要荷載的一種，跟豎向荷載共同作用，而且往往還成為設(shè)計(jì)中的控制因素。隨著高層建筑總高度的增加，其側(cè)向位移增加的速率則更大，而底部彎矩也同樣很大，過大的側(cè)向變形會(huì)使結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下產(chǎn)生附加應(yīng)力，會(huì)使

3、填充墻、建筑裝修和電梯軌道等服務(wù)設(shè)施出現(xiàn)裂縫、變形，甚至?xí)?dǎo)致結(jié)構(gòu)性的損傷或裂縫，從而危及結(jié)構(gòu)的正常使用和耐久性。因此，高層建筑結(jié)構(gòu)不僅要有足夠的強(qiáng)度，而且要有合理的剛度，使水平荷載所產(chǎn)生的側(cè)向變形在規(guī)定的范圍內(nèi)。在有抗震設(shè)防要求的高層建筑還應(yīng)具有良好的抗震性能，使結(jié)構(gòu)在可能的強(qiáng)震作用下當(dāng)構(gòu)件進(jìn)入屈服階段后，仍有良好的塑性變形能力，即良好的延性能力。綜上，根據(jù)高層建筑的受力特點(diǎn)，高層建筑結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度、剛度和延性三方面滿足更多的設(shè)計(jì)要求?？箓?cè)力結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)成為高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。高層建筑結(jié)構(gòu)體系也是多種多樣的?？蚣芙Y(jié)構(gòu)體系是由梁與柱這兩類構(gòu)

4、件通過剛節(jié)點(diǎn)連接而成，，其整個(gè)結(jié)構(gòu)荷載均由框架承擔(dān)，而根據(jù)其構(gòu)成不同又可分為鋼筋混凝土框架、鋼框架和混合結(jié)構(gòu)框架三類。這種結(jié)構(gòu)體系具有可以較靈活地配合建筑平面布置的特點(diǎn)，一般都有較大的空間，但框架結(jié)構(gòu)的框架節(jié)點(diǎn)應(yīng)力集中顯著，側(cè)向剛度小，屬柔性結(jié)構(gòu)等缺點(diǎn)。剪力墻結(jié)構(gòu)體系是承受建筑物豎向和水平荷載的主體結(jié)構(gòu)全部為剪力墻，其結(jié)構(gòu)整體性好，剛度大，但其間距通常為3~8m,間距不能太大，因此平面布置不靈活，很難滿足大空間建筑要求，而且結(jié)構(gòu)自重較大。框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系是在同一結(jié)構(gòu)中同時(shí)采用框架和剪力墻結(jié)構(gòu)，共同承擔(dān)豎向和水平荷載，可以起到取長(zhǎng)補(bǔ)短的

5、作用?？蚣艿撞亢图袅ι喜康膶娱g相對(duì)位移會(huì)因協(xié)同工作而減小，從而降低了整個(gè)結(jié)構(gòu)體系的層間相對(duì)位移和頂端位移，提高了結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移；剪力墻的存在不但使框架各層梁、柱彎矩值降低，而且使各層梁、柱彎矩沿高度方向的差異減小，在數(shù)值上趨于均勻。因此，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度和承載能力較好，抗震性能也較好。筒體結(jié)構(gòu)體系是由一個(gè)或多個(gè)實(shí)腹筒體或非實(shí)腹筒體組成的結(jié)構(gòu)體系。它比框架-剪力墻結(jié)構(gòu)具有更大的強(qiáng)度和剛度。根據(jù)筒體的組成形式不同分為框筒結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu)、筒束結(jié)構(gòu)等。巨型結(jié)構(gòu)體系是指一幢建筑中由數(shù)個(gè)大型結(jié)構(gòu)單元所組成的主結(jié)構(gòu)與常規(guī)結(jié)構(gòu)構(gòu)件組成的子結(jié)

6、構(gòu)共同組成建筑的結(jié)構(gòu)體系。其結(jié)構(gòu)剛度大，空間協(xié)調(diào)性非常好，具有良好的抗風(fēng)、抗震性能，更大的穩(wěn)定性。在建筑使用空間布置方面也有良好的建筑適應(yīng)性。水平荷載中除風(fēng)荷載外，地震作用也尤為重要。在抗震設(shè)防中應(yīng)做到三水準(zhǔn)抗震設(shè)計(jì)目標(biāo)，即“小震不壞，中震可修，大震不倒”，對(duì)于不同重要性的建筑物，采取甲、乙、丙、丁四類抗震設(shè)防類別。因此在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循剛?cè)釁f(xié)調(diào)原則，擁有足夠的延性。同時(shí)，在抗震方面應(yīng)遵循多道設(shè)防原則，當(dāng)?shù)谝坏婪谰€的抗側(cè)力構(gòu)件在強(qiáng)震作用下遭到破壞，后續(xù)的第二道甚至第三道防線的抗側(cè)力構(gòu)件立即接替，擋住地震的沖擊，從而保證建筑物避免倒

7、塌。多次震害表明，重力荷載是結(jié)構(gòu)在遭受地震作用破壞后發(fā)生倒塌的最直接原因，因此，在高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中，選材要遵循輕質(zhì)高強(qiáng)原則，材料在擁有足夠的強(qiáng)度和變形的同時(shí)，材料自重應(yīng)盡可能的輕。分合原則中應(yīng)充分利用抗震縫的作用，合理設(shè)置抗震縫。最后在設(shè)計(jì)高層建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用成熟的新技術(shù)和可靠地新型產(chǎn)品，以提高設(shè)計(jì)水平，同時(shí)取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，通過結(jié)構(gòu)自身的抗震性能（強(qiáng)度、剛度、延性）來抵抗地震作用是一種被動(dòng)消極的抗震對(duì)策。一旦發(fā)生破壞將產(chǎn)生嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。因此，我們要加強(qiáng)結(jié)構(gòu)減震控制，即對(duì)結(jié)構(gòu)施加控制裝置，由控

8、制裝置和結(jié)構(gòu)共同承受地震作用，以調(diào)諧和減輕結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。基礎(chǔ)隔震就是一種很好的方式，它通過設(shè)置隔震裝置系統(tǒng)行程隔震層，延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的周期，使結(jié)構(gòu)基本上處于彈性工作狀態(tài)，從而使建筑物不產(chǎn)生破壞或倒