
分析高层建筑结构体系设计
【摘要】高层建筑结构的结构型式繁多,框架、剪力墙、框架一剪力墙结构体系是高层建筑结构中较为传统的、广为应用的结构体系。 正确处理高层建筑结构体系的选型问题,对于高层建筑结构设计而言,具有至关重要的意义。
【关键词】高层建筑;结构设计;结构体系;特点
0.引言
高层建筑首先要选择合适的结构体系,并针对具体情况加强设计施工质量的控制,另外必须在满足国家设计规范要求的前提下,加强建筑结构地基设计,选择合适的材料,才能提高建筑结构设计水平,确保设计质量不断提升,以使结构设计工作做到更安全、更合理。
1.高层建筑结构体系的特点
我国《高层建筑混凝土结构技术规程》规定,10层或10层以上或者房屋高度超过28m的建筑为高层建筑物。随着层数和高度的增加,水平作用对高层建筑结构安全的控制作用更加显著,
包括地震作用和风荷载。高层建筑的承载能力、抗侧刚度、抗震性能、材料用量和造价高低,与其所采用的结构体系密切相关。不同的结构体系,适用于不同的层数、高度和功能。
1.1框架结构体系
框架结构体系一般用于钢结构和钢筋混凝土结构中,由梁和柱通过节点构成承载结构,框架形成可灵活布置的建筑空间,具有较大的室内空间,使用较方便。由于框架梁柱截面较小,抗震性能较差,刚度较低,建筑高度受到限制;剪切型变形,即层间侧移随着层数的增加而减小;框架结构主要用于不考虑抗震设防、层数较少的高层建筑中。在考虑抗震设防要求的建筑中,应用不多;高度一般控制在70m以下。
1.2剪力墙结构体系
利用建筑物墙体作为承受竖向荷载、抵抗水平荷载的结构,称为剪力墙结构体系。剪力墙结构体系于钢筋混凝土结构中,由墙体承受全部水平作用和竖向荷载。现浇钢筋混凝土剪力墙结构的整体性好,刚度大,在水平荷载作用下侧向变形小,承载力要求也容易满足;
剪力墙结构体系主要缺点:主要是剪力墙间距不能太大,平面布置不灵活,不能满足公共建筑的大空间使用要求。此外,结构自重往往也较大。当剪力墙的高宽比较大时,是一个受弯为主的悬臂墙,侧向变形是弯曲型,即层间侧移随着层数的增加而增大。剪力墙结构在住宅及旅馆建筑中得到广泛应用。因此这种剪力墙结构适合于建造较高的高层建筑。根据施工方法的不同,可以分为:全部现浇的剪力墙;全部用预制墙板装配而成的剪力墙;内墙现浇、外墙为预制装配的剪力墙。在承受水平力作用时,剪力墙相当于一根下部嵌固的悬臂深梁。剪力墙的水平位移由弯曲变形和剪切变形两部分组成。高层建筑剪力墙结构,以弯曲变形为主,其位移曲线呈弯曲形,特点是结构层间位移随楼层增高而增加。
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