浅谈高层建筑结构设计的原则-论文发表__期刊目

发布时间：2022-10-04 09:31 热度：

　　浅谈高层建筑结构设计的原则
　　郭颖深圳市原匠建筑设计有限公司518053
　　摘要：近几十年来社会经济与科学技术的飞速进步，高层建筑在我国各大城市越来越多。高层建筑各工种间的配合协调非常重要。除建筑、结构、施工外，还有设备、防火、环境、交通、服务设施等，因而在设计时需要全面考虑。本文对高层建筑结构设计的原则进行了研究。
　　关键词：高层建筑结构设计设计原则
　　高层建筑兴起的最根本原因是工业化导致城市人口集中，造成城市用地紧张。高层建筑可以增加人们的聚集密度，缩短相互联系的距离，水平交通与竖向交通相结合，使用人们在地面上的活动分布走向空间化，节约了时间，增加了效率。高层建筑与低层建筑一样，承受自重、可变荷载、雪载等垂直荷载及风、地震等水平作用。由于高层建筑高度大。因而水平荷载成为其设计的控制因素。
　　一、房屋体形
　　1、建筑平面形状
　　（1）抗风设计
　　①对称平面高层建筑的高度越大，所受到的风荷载也越大，为了控制结构侧移和风振加速度建筑平面应该尽量采用方形、矩形、圆形正六边形、正八边形和椭圆形等双轴对称的平面形状。楼层平面形状不对称，高层建筑在风荷载作用下就会发生扭转振动，为使大风作用下，高层建筑的摇晃不致住者感到不适，就必须控制结构的顺风向振动加速度和横风向振动加速度。
　　②流线型平面合理地选择楼层平面形状，能够显著降低风对高层建筑的作用，取得较好的经济效果。高层建筑采用圆形、椭圆形等流线型平面，与采用矩形平面相比较，风载体型系数约可减小30%以上。
　　③带切角的矩形平面正六边形、正八边形、Y形和十字形平面的风载体型系数，也都比矩形平面要小。不过，在实际工程中，高层建筑还是以采用矩形平面居多，从减小风载体型系数的角度出发，对矩形平面进行切角处理，也能取得一定的效果。此外，对于采用框筒和框筒束体系的高层建筑，进行切角处理，还可降低风荷载作用下角柱的峰值应力。
　　（2）抗震设计
　　①简单平面
　　位于地震区的高层建筑，水平地震作用的分布取决于质量分布。为使楼层水平地震作用沿平面分布均匀，避免引起结构的扭转振动，楼层平面更应尽可能采用图示的方形、矩形、圆形等简单平面。
　　②不规划平面
　　在一个城市中，由于城市规划对街景的要求，或者由于建筑场地形状的限制，高层建筑不可能千篇一律地采用方形、矩形等简单平面形状，有时需要采用L型、丁字形、三叉形或十字形等比较复杂的平面形状。不过，为了避免地震时发生较强烈的扭转振动以及水平地震作用沿平面的不均匀分布，对于图中所示的各种平面形状，应该控制凸出部分的厚度t与宽度b的比值。当t/b≤1.0和t/d≤0.3时，均可视为较规则的平面形状，地震区的高层建筑可以采用。当t/b＞1.0或t/d＞0.3时，均应划归不规则平面形状，用于地震区高层建筑时，就应该对结构进行精细的地震反应分析，以便取得各构件较确切的地震内力和变形。
　　2、房屋高度
　　（1）房屋总高度
　　实践经验表明，不同的结构类型，不同的结构体系，各有其适用的最大高度。框架体系的抗侧力刚度和承载力较小，符合经济合理原则的房屋最大适用高度就较低。框-撑、框-墙和筒体等结构体系，抗侧力刚度和承载力逐级增大，它们所适用的最大房屋高度也就逐级增高。此外，钢材的强度和变形能力比混凝土高得多。所以，钢结构所适用的最大房屋高度要比混凝土-钢混合结构更高一些。
　　（2）房屋高宽比
　　房屋高宽比是指房屋总高度与房屋底部顺风（地震）向宽度的比值。它的数值的大小直接影响到结构的抗推刚度、风振加速度和抗倾覆能力。一般来说，房屋的高宽比越大，则结构越柔，风或地震作用下的侧移、阵风引起的振动加速度就越大，结构的抗倾覆能力越低。所以，进行高层建