高層建筑結構特點及其體系

張爐生

【摘 要】隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，也相應的推動了我國建筑行業(yè)的發(fā)展，在多層建筑無法滿足社會需求的時候，高層建筑逐漸出現(xiàn)在人們的生活中，并且城市中的高層建筑也越來越多。因此，本文主要探討的是高層建筑的結構特點及其體系，從而使人們能夠更加全面的了解高層建筑結構的特點。希望通過本文的探討，能夠為相關方面的研究提供理論性的參考。

【關鍵詞】高層建筑；結構特點；體系；抗震設計；軸向變形

0.前言

由于高層建筑與多層建筑相比，最顯著的一個特點就是“高”。因此，在進行高層建筑設計的時候，就需要在抗震以及自重等方面進行重點設計。本文主要論述了高層建筑結構的特點。由于高層建筑的特殊性，我們?nèi)娣治隽烁邔咏ㄖY構的特點，從而為對高層建筑設計的準確定位奠定良好的基礎。另外，本文還分析了高層建筑結構體系，通過系統(tǒng)的了解高層建筑結構體系，在進行高層建筑結構設計中，把握其體系，促進高層建筑結構設計工作的順利進行。

1.高層建筑結構特點

1.1抗震設計要求更高

在進行高層建筑結構設計的時候，有一項重要的設計就是抗震的設計。由于高層建筑結構的特點，本身高度就是非常的高[1]。因此，在抗震設計方面比多層建筑抗震設計要求要更高。由于我國是出現(xiàn)地震比較多的國家，因而在進行建筑物設計的時候，都要對其進行抗震設計，尤其是本文所談到的高層建筑，更是要注重對其進行抗震設計。在實際的高層建筑結構的抗震設計中，除了要充分的考慮豎向荷載以及風荷載等因素外，還必須使高層建筑的結構具有良好的抗震的性能，具體實現(xiàn)的目標應該做到小震不壞，大震不倒。

1.2盡量減輕高層建筑的自重

在高層建筑結構設計中，需要對其建筑物自身的自重應該做到盡量的減輕，在一定的程度上來講，減輕高層建筑的自重比多層建筑減輕的意義要更高。之所以這么說主要是從地基的承載力以及樁基的承載力方面進行考慮的，如果高層建筑物與多層建筑物在同樣的地基或者樁基的條件下，減輕建筑物的自重就意味著不會增加基礎的造價及其相關的處理措施。并且能夠增加層數(shù)[3]。尤其是在軟土土層具有非常明顯的經(jīng)濟上的效益[2]。另外，盡量的減輕建筑物的自重能夠提高高層建筑的抗震能力。如果高層建筑物的重量過大的話，那么作用在建筑物結構上的地震剪力就會增大，并且如果高層建筑物的重力過大的話還會造成重心高震作用傾覆力矩大，對建筑物豎向構件會產(chǎn)生很大的附加的軸力，進而造成附加彎矩會更大。

1.3 對水平力的設計

在以往的低層建筑及其多層建筑中，主要的建筑特點是對重力進行重點的設計，然而在高層建筑中，主要的設計上的一個要點是對其水平力進行相關的設計。由于在高層建筑結構中，高層建筑物本身的自重以及樓面使用的荷載在豎向構件中引起的軸力和彎矩的數(shù)值與建筑高度的一次方是成正比的；而高層建筑物水平的荷載對結構產(chǎn)生的傾覆力矩而引起的軸力，與建筑物的高度兩次方是成正比的[3]。因此，在對高層建筑進行結構設計的時候，需要對水平力方面的具體數(shù)值進行準確的計算，將水平力的設計在高層建筑結構設計中作為一項重點的設計進行實施。

1.4 重視概念設計以及理論計算

在高層建筑結構設計中的抗震設計主要分為兩部分，一是，計算設計，二是，概念設計。對于高層建筑結構的計算設計一般是在假定的條件下進行性，不論分析手段多么高，分析原則多么完善，但是由于地震的不確定性及其復雜性，以及地基土影響復雜性和結構體系本身的復雜性，容易出現(xiàn)對于高層建筑的計算設計與實際的數(shù)值有很大的偏差，特別是當高層建筑的結構進入彈塑性的階段，往往會出現(xiàn)構件局部的開裂甚至是破壞，這時的結構已經(jīng)很難采用常規(guī)的計算原理進行具體的分析。因此，在進行計算設計的同時把握好概念設計是非常有必要的。

1.5 軸向變形問題

高層建筑自身的一個特點就是比較高，因此，建筑自身的豎向荷載施加的作用力也比較高。進而常常會造成柱體內(nèi)部軸向變形，甚至會影響到連續(xù)梁彎矩。另外，軸向變形還能夠影響到整個高層建筑建筑預制構件下料的長度[4]。在進行構件的預制的時候，應該根據(jù)軸向變形的情況，進行系統(tǒng)和全面的計算，并且將結果作為下料的依據(jù)，對下料的長度進行及時的調(diào)整。

2.高層建筑結構體系分析

在我國的高層建筑結構設計中，對于建筑結構的體系上的選擇，一般是選擇采用鋼筋混凝土的結構類型。結構體系主要分為，框架結構體系，剪力墻結構體系等。高層建筑的框架結構體系主要是由樓板，梁，柱，基礎等構件組成。由梁、柱、基礎構成平面框架，是高層建筑的主要的承重結構，各個平面框的架由連系梁進行連接，從而構成了一個空間的結構體系。

2.1框架結構體系

應用框架結構體系主要有以下幾方面的優(yōu)勢：一是，建筑平面的布置比較靈活，從而能夠獲得大的空間。二是，建筑的立面比較容易處理，結構的自重也比較輕，在其計算理論的理論上也較為的成熟?？蚣芙Y構也有其自身的缺點，主要是框架結構的柔性比較大，從而導致抗側力的能力較差，容易產(chǎn)生較大的水平位移。但是，由于采用框架結構能夠提供較大的建筑空間，在平面布置方面也較為的靈活，從而可以適合多種工藝使用的要求，在高層建筑結構中已經(jīng)得到了廣泛的應用。

2.2剪力墻結構體系

剪力墻結構體系是指，在高層建筑結構中為了能夠提高建筑結構整體的抗側力剛度，從而設置的鋼筋混凝土墻體，稱為“剪力墻”，剪力墻在高層建筑結構中主要的作用是能夠提高整個高層建筑的抗剪強度以及剛度。高層建筑采用剪力墻的結構體系，從歷史的抗爭能力上分析，剪力墻結構表現(xiàn)出非常好的抗震性能，從而大大的減少地震破壞的嚴重程度。高層建筑采用剪力墻結構主要適用于墻體較多并且房間面積不大的情況，從而可以使房間不露梁柱[5]。剪力墻結構的墻體較多，因而不太容易布置較大的房間，為了滿足需要大空間的要求，可以在部分底層以及部分層取消剪力墻代之以框架，從而形成框支剪力墻結構。

3.結束語

本文對高層建筑的結構特點極其體系進行了相關方面的探討與分析，通過本文的研究，我們了解到，在進行高層建筑結構設計時，應該全面的了解高層建筑的結構特點及體系，才能夠在具體的設計中，把握相關的重點，規(guī)避不利的因素，在設計中將各個方面都能夠考慮的充分，從而使高層建筑結構設計合理，促進高層建筑結構設計工作的順利進行，同時也為高層建筑的順利施工打下良好的基礎。

【參考文獻】

[1]于險峰.高層建筑結構設計特點及其體系[J].中國新技術新產(chǎn)品，2009，（24）.

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