建筑結(jié)構(gòu)論文：淺談高層建筑結(jié)構(gòu)選型要點

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1、建筑結(jié)構(gòu)論文：淺談高層建筑結(jié)構(gòu)選型要點摘要:高層建筑的結(jié)構(gòu)體系是高層結(jié)構(gòu)是否合理、經(jīng)濟的關(guān)鍵,隨著建筑高度和功能的發(fā)展需要而不斷發(fā)展變化。論文總結(jié)了各種高層建筑結(jié)構(gòu)體系、特別是近年來出現(xiàn)的復(fù)雜、新穎的結(jié)構(gòu)體系的受力特征,進而對高層建筑結(jié)構(gòu)選型要點進行了探討。關(guān)鍵詞:高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；選型結(jié)構(gòu)；選型工作具有很強的綜合性包含大量確定與不確定的因素,受諸多條件和因素影響,高層結(jié)構(gòu)是否合理、經(jīng)濟的關(guān)鍵,隨著建筑高度和功能的發(fā)展需要而不斷發(fā)展變化。除了要考慮工程造價和投資能力,還要考慮所選結(jié)構(gòu)型式對建筑功能的適應(yīng)性,施工條件,技術(shù)能力,施工工期,建筑材料和能源供應(yīng),建筑美學(xué)要求包括建筑群及其環(huán)境

2、的配合建設(shè)場地的地形地貌自然災(zāi)害等等。1高層建筑結(jié)構(gòu)選型的相關(guān)概述高層建筑的結(jié)構(gòu)體系主要有框架結(jié)構(gòu),異型柱框架結(jié)構(gòu),框架一剪力墻結(jié)構(gòu),剪力墻結(jié)構(gòu),部分框支剪力墻結(jié)構(gòu),筒體結(jié)構(gòu)(框架一核心筒結(jié)構(gòu),筒中筒結(jié)構(gòu)),以及混合結(jié)構(gòu),即由多種材料構(gòu)件如鋼筋混凝土構(gòu)件、鋼構(gòu)件、組合結(jié)構(gòu)構(gòu)件(鋼管混凝土構(gòu)件、型鋼混凝土構(gòu)件及組合梁等)構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。主要分為:(1)一般高層建筑結(jié)構(gòu)體系。一般高層建筑結(jié)構(gòu)體系包括框架體系、剪力墻體系、框架－剪力墻體系、框架－筒體體系、框筒體系、筒中筒體系等結(jié)構(gòu)體系。(2)復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)體系。復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)體系一般是指帶轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)體系、連體結(jié)構(gòu)體系、懸挑結(jié)構(gòu)體系、帶加強層結(jié)

3、構(gòu)體系、平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)體系等。(3)新穎高層建筑結(jié)構(gòu)體系。近年來,出現(xiàn)了一些新穎的高層建筑結(jié)構(gòu)體系。其中具有代表性的有束筒體系、巨型框架體系、脊骨體系等結(jié)構(gòu)體系。2高層建筑結(jié)構(gòu)選型的重要性2.1高層建筑與城市社會發(fā)展的關(guān)系密切我國城市化進程及人口的持續(xù)增長導(dǎo)致城市人口急劇上升,城市居住、生產(chǎn)、生活用地日趨緊張。為節(jié)約及充分利用城市土地資源,減少拆遷費、市政工程費和復(fù)雜地形處理費,提高城市社會吸納能力及其綜合效益,緩解城市膨脹及城市房屋的嚴(yán)峻供需矛盾,改善城市環(huán)境與調(diào)節(jié)心理等城市社會性問題,高層建筑的數(shù)量仍將在全國各大中城市持續(xù)增長,且其規(guī)模、高度、復(fù)雜性及建設(shè)速度也將呈上升趨勢。2.2高

4、層建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜性提高現(xiàn)代高層建筑體形與平立面空間分布日益復(fù)雜,高度、規(guī)模、投資日益增大,要求性能更先進、更優(yōu)化的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)形式與之相適應(yīng)。主要表現(xiàn)為:(1)需求多元化、功能綜合化的趨勢,必然要導(dǎo)致高層建筑方案平立面形狀與內(nèi)部空間分布等多樣化、個性化與復(fù)雜化,為增大建筑凈空高度,很多一般多高層建筑中不存在的新問題與矛盾開始出現(xiàn),對結(jié)構(gòu)系統(tǒng)形式的要求提高。(2)隨著高度與規(guī)模等增大,高層建筑投資增加、工期增長,其結(jié)構(gòu)系統(tǒng)優(yōu)化的必要性及可優(yōu)化的空間與效益將更明顯。結(jié)構(gòu)優(yōu)化,首先是其形式的優(yōu)化,然后才是其布局與構(gòu)件參數(shù)的優(yōu)化。(3)高層建筑需考慮的影響因素日益復(fù)雜、系統(tǒng)、綜合和多變,選型需要的知識

5、信息愈加龐大,選型結(jié)果受人為因素的影響也將增大。3高層建筑結(jié)構(gòu)選型的若干思考3.1豎向承重結(jié)構(gòu)的選型在對豎向承重結(jié)構(gòu)進行選型時,首先考慮的是建筑物的高度和用途。不同結(jié)構(gòu)體系的強度和剛度是不一樣的,因而它們適應(yīng)的高度也不同。一般說來,框架結(jié)構(gòu)適用于高度低、層數(shù)少、設(shè)防烈度低的情況;框架—剪力墻結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)可以滿足大多數(shù)建筑物的高度要求;層數(shù)很多或設(shè)防烈度較高時,可用筒體結(jié)構(gòu)。當(dāng)建筑物的高度超出表中數(shù)值時,要進行專門的研究,采取有效的措施。選擇結(jié)構(gòu)體系應(yīng)考慮的另一個因素是建筑物的用途。目前國內(nèi)高層建筑按用途大體上可分三大類:住宅、旅館及公共性建筑(辦公、商業(yè)、科研、教學(xué)、醫(yī)院等)。住宅建

6、筑一般采用剪力墻結(jié)構(gòu)。3.2水平承重結(jié)構(gòu)的選型水平承重結(jié)構(gòu)對保證建筑物的整體穩(wěn)定和傳遞水平力有重要作用。水平承重結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)或筒體結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點是板底平整,可以不加吊頂,結(jié)構(gòu)高度低,可以降低層高。但當(dāng)跨度大時,采用平板較困難,一般非預(yù)應(yīng)力平板不宜成過6m,預(yù)應(yīng)力平板不宜超過9m,否則平板厚度過大,樓面重量太大。采用現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力無粘結(jié)平板樓面可以減少板厚。無梁樓蓋:在層高受限制情況下,公用建筑常采用無梁樓蓋。無梁樓蓋最好帶現(xiàn)澆柱帽,以加強板柱連接的可靠性。無梁樓蓋的合適跨度是:普通鋼筋混凝

7、土樓面6m以內(nèi);預(yù)應(yīng)力混凝土樓面可達9m。密肋樓蓋:密肋樓蓋多用在跨度較大而梁高受限制的情況下。筒體結(jié)構(gòu)角區(qū)樓面也常用密肋樓蓋。當(dāng)采用裝配式樓板時,框架－剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)加混凝土現(xiàn)澆面層。樓蓋結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足:房屋高度超過50m時,框架—剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)及復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)采用現(xiàn)澆摟蓋結(jié)構(gòu);剪力墻結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)宜采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)。房屋高度不超過50m時,8、9度抗震設(shè)計的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)宜采用現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu);6、7度抗震設(shè)計的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)可