公务员期刊网 精选范文 高层建筑的概念范文

高层建筑的概念精选(九篇)

前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的高层建筑的概念主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。

高层建筑的概念

第1篇:高层建筑的概念范文

【关键词】高层建筑;城市建设;新概念

在城市整体环境中,高层建筑具有举足轻重的作用。由于高层建筑的体量大高度大,在城市设计中主要控制高层建筑的高度和体量这两方面,既建筑的尺度。

一、高层建筑尺度与城市尺度的融合

一座城市中所有的新建筑皆对城市的形式及其系统产生影响。不过,高层建筑对于城市,以其绝对的强度,具有重要的影响。高层建筑尺度的确定应与整个城市的尺度相一致,而不能脱离城市,孑然孤立,不利于优美、良好天际线的形成,直接影响到城市景观。高层建筑对城市局部或部分产生的影响,是指从市内比较开阔的地方,如:广场、道路、开放的水系和绿地所看到的天际线,会直接影响人民的日常生活。

因此,城市天际轮廓线不仅影响人从城市所看的景观,也直接影响到市内居民的生活与视觉观赏。高层建筑对城市各构成要素也产生重大的影响,高层建筑的位置、高度的确定,也应充分地考虑该城市尺度、传统文化。不当的尺度会对城市产生不良的影响,改变了城市传统的历史文化,也改变了原来城市各构成要素之间有机协调的比例关系。

二、高层建筑临街面的尺度对街道行人的视觉影响

街道尺度是根据街道生活来确定的,显然最重要的是街道上行人与大楼之间的关系。具体的说街道尺度是指高层建筑临街面的尺度对街道行人的视觉影响。这是人对高层建筑近距离的感知,也是高层建筑设计中重要的一环。高层建筑的底部必须与街区的城市结构联系,并与城市的水平尺度比例相当。其设计应该对周围建筑的场地范围予以密切注意。临近街道的高层建筑部分的尺度确定,主要考虑到街道行人的舒适度,高层建筑主体因为尺度过大,易向后退,使底层的裙房置于沿街部分,减少了高层建筑对街道的压迫感,但如果退后尺度不当,高层建筑就变得与街道分离了,并可能变得与其环境失去联系,还有高层建筑物之间的地面场地不要仅仅作为行车道路,而应该加入更多的街道生活,使环境丰富生动起来。为了保持街道空间及视觉的连续性,高层建筑临街面应与沿街的其他建筑相一致,宜有所呼应,但每个建筑都必须拥有各自的特点,这样除了丰富空间外,还可以缓解人的视觉疲劳。

三、高层建筑本身构成的整体尺度

整体尺度是指高层建筑各构成部分,如:裙房、主体和顶部等主要体块之间的相互关系以及给人的感觉。一个十分均衡匀称的建筑体,就是要通过理解和运用有数学关系的比例系统并征对实际被感受到的各种条件要求加以调节,营造出一种自然而然的愉悦、和谐的比例感受的效果。如果一座建筑的各部分比例合理且相协调,同时能够满足正常人的心里要求,那么它就很容易被人们接受,也可称之为成功的建筑。因此,建筑物的整体尺度的掌握是十分重要的,在设计时要注意下面的两点:

(1)各部分尺度比例的协调

不难看出一个美的高层建筑是裙房、主体和顶部三者相结合的产物。当其三者合理的处理比例尺度的问题,同时这种尺度比例关系应是统一的,这样建筑物才会给人舒服的感觉。然后在加入适当的装饰手法,使建筑造型生动化。总之这三部分的比例关系使高层建筑形象设计的重点;

(2)高层建筑中立面细部尺度应有层次性

立面设计的结构构成必须明确划分为水平因素和垂直因素。一般都要使各要素的比例与整体的关系相配,以达成令人愉悦的观感效果。因此很自然的,较低矮而横向舒展的建筑物,其窗户开间之类,其比例必定使宽阔状为主导,而高层建筑则以修长的因素更有利于综合微型和巨型因素,使大中有小,小中有大。这一原则使高层建筑产生强烈的统一性和协调性。

四、高层建筑的设计要求

(1)、控制超高层建筑数量,由于超高层建筑的相对体积和高度,其对城市周围环境的影响很大,超高层建筑剥夺了部分城市居民的光线,其可能投下的阴影也可能改变区域的性质,另外,就目前的数据来看,大部分已建成的超高层建筑得收益也并不乐观。

(2)、高层建筑避免过度密集,高层建筑对于其所在城市街道甚至是街上的行人都有重要影响,所以高层建筑的发展应有规划者通过城市及地方规划加以控制。高层建筑的过度密集虽然对于办公、居住等条件十分有利,但是不断激增的高层建筑也引起了环境条件的不断恶化,也演变成了城市生活质量的祸害,造成了城市交通的过度拥挤。

(3)高层建筑与城市街道应该相辅相成、彼此协调统一,大部分高层建筑分布在城市较繁华、较密集地段,为了保持此地段的连续性,在规划设计时,高层建筑应与其它建筑有所呼应,使其与其它建筑以及街道相协调。高层建筑影响了城市发展,对城市的环境质量好坏也有一定影响,建筑应与城市空间相互协调,与城市营造相互配合,即高层建筑设计通过建筑设计及规划相互作用完成。高层建筑发展至今已有百余年历史,在发达地区,我国高层建筑的设计也已获得不小成功,相信,通过建筑工作者的不懈努力,我国高层建筑设计将不断发展完善,取得更大成功。

五、高层建筑与城市空间融洽

第2篇:高层建筑的概念范文

关键词:高层建筑、剪力墙结构、优化、措施

引言

在调查研究过程当中,对于高层建筑剪力墙结构的关心程度早已提升到一个很高的层面。在这些研究人员当中,较为重视的就是如何将剪力墙存在的缺点予以改进,在最大限度上将工程施工的经济成本控制在最低,将工程质量提升等。结合这些研究,笔者做出以下分析:

1 对于高层建筑剪力墙结构的概念设计

对于一幢建设较为成功的高层建筑而言,其应当有着能够承受建筑内所有重力负荷并保持稳定的作用,并且还需要对于自然界给予的压力有着一定的承受能力,诸如风荷载,地震作用等。进而保证整个建筑的稳固以及建筑内部的各类装饰或者墙体的安全,最后提供给在内生活或工作的人们一个良好的环境。

同一般结构的建筑相比,高层建筑在水平方向的荷载以及受地震的影响要大得多。并且,在建筑高度增加的同时,位移增加也会加大,而弯矩次之。所以对于高层建筑设计而言,承载能力是关键,较大的抗侧刚度也是必不可少的部分,这样就能够保证水平荷载产生的侧向变形控制在一定范围内。基于此,剪力墙结构在水平力作用下侧向变形的特征为弯曲型,其承受竖向荷载及水平荷载的能力都较大。并且具有整体性好,侧向刚度大,水平力作用下侧移小,并且由于没有梁、柱等外露与凸出,便于房间内部布置等优点,正好在这方面予以运用。

在构建地下室或者下部一层、几层,需要大空间时就可以形成部分框支剪力墙结构。在框架-剪力墙结构以及剪力墙结构两种不同结构的过渡层必须设置转换层。受益于剪力墙结构的优点,能够建造出比框架结构更高、更多层数的建筑。只是还要考虑其存在的不足,也就是只能以小房间为主,比如住宅、宾馆、单身公寓等。同时,宾馆中需要大空间的门厅、餐厅、商场等,往往设置在另外的建筑单元中。并且为了适用任何方向的水平力(或地震作用),因此对于矩形平面,剪力墙在纵横双向均应设置;对于圆形平面,剪力墙应沿径向及环向设置;三角形平面,宜沿三个主轴方向设置剪力墙。

2 剪力墙的优缺点

2.1 剪力墙的优点

对于剪力墙的优点而言,主要体现的方面在于有着很强的整体性以及用钢量小却刚度大等,这样就决定了其能够在高层建筑中得到大范围的运用。而且,当墙体采用剪力墙结构时,能够让承重墙和分隔墙互为一体,整体上就显得较为经济,也就非常适用于诸如旅馆类多房间结构的建筑当中。同时,使用剪力墙结构,能够很好的保证建筑外形的美观性,能够避免露柱或者露梁的状况发生,也从另一方面使得室内空间得到拓展。

2.2 剪力墙的缺点

在对剪力墙的优点进行分析之后,若换成其他角度去考虑剪力墙的话,其还是存在以下几个缺点:

(1)受剪力墙自身具有很大抗侧刚度的影响,在地震中,剪力墙产生的反应也就会相应的增大,进而使得在剪力墙的上、下部结构上的资金成本增加,使得经济压力加大;

(2)此类墙体所浇筑的内容主要的还是混凝土,这样其本身所具有的重量就会很大,无形中造成了材料的浪费,也会使得建筑在地震之中的反应加剧;

(3)运用剪力墙结构,虽然每个墙肢在承载能力上有一定的承受能力,但是这些墙肢所具有的轴压并不大,因此使得应有的性能难以很好的发挥。

3 对于剪力墙结构方案的选择

不论选择何种剪力墙结构方案,仍需要以建筑结构的施工安全得到了保障之后为前提,并且还需要对工程造价的高低进行充分考虑,尽量的择选出最适合高层建筑的结构形式。而在框支剪力墙的结构当中,选择短肢剪力墙结构也比较不错。在框支剪力墙的结构中,为使上下层的刚度变化适度,能够利用短肢剪力墙结构,这是由于它对剪力墙的刚度有所缓解。比如使用加大下一层的刚度,产生的经济效益则会比较明显。假如高层建筑物的层数在18以上,最佳的选择方式还是普通剪力墙结构。如果将短肢剪力墙结构运用到层数过大的建筑结构当中,会导致其刚度不达标,从而导致结构的安全性能也受到其影响。

4 对于剪力墙结构的优化设计

4.1 加大对转换层结构设计的重视程度

当前,居民们都希望自身所居住的建筑能够拥有多种功能,这也是建设人员需要考虑的问题。但是,当前的高层建筑往往有着较强的综合性能,特别是在使用的方面,上下部的机构并不相同。所以,就需要对对应的变化在选择高层建筑物自身的结构布置时进行充分考虑。

对于剪力墙结构的设计的重视,是考虑到在高位转换的底部大空间当中,其结构相对复杂。并且在进行高位转换时,刚度以及质量较大的转换层升高,有效的将其本身与上下的刚度调整到接近的地步也相当有必要。不过对于转换层自身来说,其质量以及刚度都不适宜较大,在最终时,是否能够确保转换层附近的层间位移角基本达到均匀的情况,就需要在水平作用力的作用之下,进行空间精确分析,检查其均匀情况。

并且在采用转换层结构形式时,在选择上,偏向于重量与刚度皆偏小的材料,在实际的计算中,对于参与到了组合的振型数需要多多的进行选择。通过计算,我们能够计算出在结构当中,哪一部分才是最薄弱的,然后再通过内力分配特点的具体研究,改善薄弱部位的设计性能,适当的对于构件的配筋进行相应的调整,从而达到改善薄弱部位性能的目的。

4.2 改良连梁设计

对于连梁的抗震以及非抗震的设计时,其高跨比存在大于或者小于2.5两类,而且对于截面配筋以及受剪承载力两个方面都有了相应的规范。而可以使用以下两种方式针对塑性调幅:

(1)在进行内力计算之前,就需要拆减连梁的刚度;

(2)在进行内力计算之后,连梁的剪力与弯矩的组合值还需要乘上一个折减系数。

5 结语

结合以上所述,设计人员在对高层建筑结构当中的剪力墙结构的设计时,应当先要对其本身的概念要有较为深入的认识,并可以借鉴以上几点的论述,来对概念性的剪力墙结构进行优化,以便能够建出更加符合当前社会要求的建筑,方便人们的生活。

参考文献

[1] 混凝土结构设计规范(GB 50010-2010)

[2] 建筑抗震设计规范(GB 50011-2010)

[3] 高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ 3-2010)

[4]门进杰,李慧娟,史庆轩,贺志坚,王顺礼,周琦.某板式住宅高层建筑剪力墙结构优化设计研究[J].结构工程师,2013,03:1-10.

[5]王和平.高层建筑剪力墙结构优化设计分析探讨[J].四川建材,2008,05:85-86.

[6]谢向鹏,李献军,高菊芳.试析高层建筑剪力墙结构优化设计[J].中国建筑金属结构,2013,24:175.

第3篇:高层建筑的概念范文

关键词:高层建筑结构设计;抗震概念设计;重要性;应用

中图分类号: TU208 文献标识码: A

一、抗震概念设计的含义和原则

(一)基本含义

高层建筑结构设计中的抗震概念设计是指根据地震灾害和建筑设计的相关原则进行高层房屋的建设,在设计的时候要从高层建筑的整体结构来考虑抗震设计。具体抗震概念设计就是制定正确合理的抗震设计方案,重视抗震材料的选择以及结构设计,保证高层建筑的抗震性。现在抗震概念设计是设计师在设计房屋时,考虑的关键问题,特别是高层建筑结构设计。

(二)原则

结构设计要相对简化,结构设计要有明确的目标和直接的作用。简单的结构设计能够有效地对建筑模型、建筑的位移等等情况分析,保证设计各方面的完善,增加结构设计的抗震性预估的准确性。抗震概念设计要保证结构刚性和抗震能力,合理的结构设计可以有效地减少地震对建筑的损害,建筑结构要具备足够的刚性和抗震能力才能真正实现抗震的目标,结构刚性要合理地把握,刚性过大不仅不能减少地震对建筑的损害,还会造成建筑结构的变形,影响建筑的质量。抗震概念设计要重视建筑楼盖的设计,建筑楼盖将建筑整体的力量分布到不同的部位,将压力平衡。当建筑某个部位出现变化或者损害时,建筑楼盖可以协同其他结构工作,保证建筑的质量。

二、高层建筑结构设计中抗震概念设计的必要性

抗震概念设计在高层建筑结构设计中发挥十分重要的作用,设计师在设计高层建筑时,不能忽视抗震概念设计。地震发生时对建筑的损害无法估计,存在很大的不确定性,再加上高层建筑内部结构的复杂性,无法准确的预测地震会损害高层建筑哪个部位,造成怎样程度的损害。设计师在结构设计时,会仔细地分析地震带给高层建筑的影响,在实际的施工过程中,重视材料的应用,增强建筑的牢固性。但是建筑材料后期的变化以及地震中不确定的因素,都会与实际地震带给建筑的损害有很大的差别,这样地震同样会给建筑造成伤害。结构设计时对建筑和地震的相关数据进行分析和预估十分必要,但是高层建筑结构设计不能仅仅只是依靠数据分析来完成,更主要的是在实际的高层结构设计中重视抗震概念设计,从本质上提高高层建筑的抗震能力。

随着抗震概念设计在实际设计中的不断应用和发展,现在的抗震概念设计更加的成熟和完善。合理地应用概念设计可以更好地保证建筑的质量和安全,提高结构设计的可靠性。汶川地震发生后,设计师更加重视抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用。通过对实际地震中的数据分析,制定相应的结构设计方案,排除结构设计中不必要的设计,将设计的重点放在抗震概念设计上,提高建筑的抗震能力。这些数据分析和结构设计方案,为设计师下阶段的抗震结构设计有很大的参考价值,提高高层建筑结构设计的质量,有利于高层建筑的顺利建造。

三、抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用

(一)选择有利的地形建造高层建筑

地形是造成地震发生的一个重要原因,很多的地震事件证明了地形对地震的影响,所以在建筑建造前要实地考察相关的地形,对当地的地理环境有详细地了解,有利于后期的建筑建造。一般建筑的选址要考虑地形、土质、地表等问题,要选择土质较硬,稳定性好的土地,保证建筑的质量。表层覆盖小、土质硬的土地可以有效地降低地震对建筑的伤害;表层覆盖厚、土质较软的土地会放大地震的作用,加重建筑的损害程度。土质越软的土地地震效应越大,造成的损失也越大。在抗震设计时尽量避免松软的土地,当无法避免危险地形时,要加强抗震概念设计,在建筑的施工期间有意识地加强建筑的牢固性和抗震能力,保证建筑的质量和安全。

(二)合理地设计建筑的平面和立体造型

建筑的平面设计和立体设计是建筑结构设计的前提和基础,建筑的平面和立体造型是将建筑的刚性和质量相结合的手段,在设计的过程中要追求建筑造型的简单化,不要设计过多的不规则造型。不规则的建筑在地震过程中容易变形,造成更严重的损失,也要严格地控制建筑的高度,高度越高,地震效应越严重。如果在设计过程中必须要求设计不规范的建筑造型,这时候设计师要特别注意建筑的抗震设计,在建筑特定的部位设置防震线,将不规则的建筑分成几个单独的部分,有利于减少地震对整个建筑造成伤害,建筑的隔离可以降低地震对建筑的损伤。建筑造型尽量简单规范,可以很大程度上提高建筑的抗震能力。

(三)合理地设计建筑的内部结构

内部结构的设计要根据建筑本身的抗震能力、建筑高度、材料使用、地形等特点来确定。综合所有相关的因素来设计内部结构,制定合理的设计方案。建筑的内部结构要符合建筑对称和力量均衡的原则。建筑楼梯的设计尽量避免交叉的情况,提高楼梯的质量。在地震中往往很多情况因为建筑的内部设计,建筑受到致命的损害,所以建筑的结构设计,不仅要保证整个建筑的安全设计,还要重视细节的设计,这样才能保证整个建筑的安全性。

(四)重视建筑结构的整体一致性

建筑结构每部分的协调工作才能保证整栋建筑的质量,建筑任何一个小部件出现问题,都会对建筑的整体质量造成影响。保持建筑结构的整体一致性,能够有效地抵抗地震的伤害,将损伤降到最低。建筑结构的抗震能力的综合体现就是建筑结构的稳定性和整体性,建筑结构的稳定性和整体性在抗震过程中发挥关键作用。在具体施工中,要选择稳定性和整体性强的材料建造房屋,防止材料发生变化,造成整个建筑出现位移的情况,建筑位移问题的解决,可以很好地保证建筑整体的质量。在施工时也可以放松墙面的要求,提高建筑结构的整体性。

(五)减少非结构部分的设计

建筑的填充墙、墙、楼梯踏步板、以及其他装饰建筑的设计部分都会或多或少地影响到建筑的抗震能力。地震的变化性很强,杀伤力也很大,对建筑不会有选择性的破坏,这些非结构部分也会是损害的对象,但往往正是因为这些非结构部分的设计加重了建筑的损害程度。非结构部分会对建筑结构的其他部分造成影响,破坏结构本身的稳定性和整体性,出现意外状况。建筑结构设计时,减少非结构部件的设计,一定程度上减轻了地震灾害,保证建筑结构的稳定性,还提高了建筑的抗震性。

四、总结

随着社会不断发展,建筑高层化是建筑业发展的必然趋势,高层建筑要想在地震灾害中“存活”,设计师必须要重视抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用。设计师要树立正确的设计观念,对抗震概念设计有清晰的认识,提高自身的概念设计能力,在设计过程中不断创新和发展,提高高层建筑结构设计水平,促进高层建筑发展。

参考文献:

[1]华颖.抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用[J].中华民居(下旬刊),2013,(6)

[2]周定前.抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用[J].中华民居(下旬刊),2013,(5)

[3]冯新波,马春玲,孙景芳.浅议高层建筑结构设计中的抗震概念设计[J].科技致富向导,2009,(10)

第4篇:高层建筑的概念范文

关键词:中震设计概念;地震影响系数;荷载

Abstract: this paper mainly expounds the shock of the principle of design, design methods and software operation, and puts forward some ideas for reference.

Key words: the shock of design concepts; The earthquake effect coefficient; load

中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:

1前言

对于普通建筑物的结构抗震设计,目前我国是以小震为设计基础,中震和大震则是通过地震力的调整系数和各种抗震构造措施来保证的。但是对于较重要的、超高的、超限的建筑物则需要进行中震和大震的抗震计算。

《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001 2008年版)(下简称《抗规》)中对中震设计仅在总则中提到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标,但没有给出中震设计的设计要求和判断标准。

首先我们了解一下现行《抗规》存在几个问题:

1规范未对结构存在的薄弱构件进行分析并作出专门的设计规定,仅对框架类剪切型结构适用的薄弱层作了一些规定;

2在中震作用下,规范仅提出“中震可修”的概念设计要求,没有具体的抗震设计方法;

3“中震可修”的技术经济问题:可修的标准决定工程 造价、破坏损失、震后修复费用。

随着时代的进步,现在的建筑物体型复杂,结构新颖,超高超限越来越多,因此要求对结构进行中震的设计也越来越多。

2中震设计

2.1为何要进行中震设计呢?

《抗规》条文说明1.0.1条指出,对大多数结构,可只进行第一阶段设计(即小震下的弹性计算),而通过概念设计和抗震构造措施来实现“中震可修和大震不倒”的设计要求,但前提是建筑物的体型常规、合理,经验上一般能满足大中震的抗震要求。反之对于一些体型很不好的甚至超限的建筑物,在大震下的结构反应和小震完全不同,不进行相应的中震和大震计算是没法保证结构安全的。

为达到各阶段抗震要求,须对于上述体型异常、刚度变化大、超高超限等类型建筑物进行中震抗震设计,其余类型建筑物建议可按中震抗震进行验算。

2.2中震设计的基本概念

抗震设计要达到的目标是在不同频数和强度的地震时,要求建筑物具有不同的抵抗能力。中震设计就是为了使建筑物满足该地区的基本设防烈度,即能够抵抗50年限期内可能遭遇超越概率为10%的地震烈度。

中震设计和大震设计都可称为性能设计。基于性能的抗震设计是建筑结构抗震设计的一个新的重要发展,它的特点是使抗震设计从宏观性、规范指定的目标向具体量化的多重目标过渡,业主(设计者)可选择所需的性能目标,而不仅仅是按现行规范通过分项系数、内力调整系数、抗震构造措施等粗略、定性的手段来满足中震和大震的设防要求。针对本工程的结构特点,设定本结构的抗震性能目标。对超限结构而言,利用这些指标能更合理地判断整体结构在中震、大震作用下的性能表现,给超限设计提供可靠的判断依据。

2.3中震设计的分类

中震设计就是结构在地震影响系数按小震的2.875倍(αmax=0.23)取值下进行验算。目前工程界对于结构的中震设计有两种方法,第一种按照中震弹性设计,第二种是按照中震不屈服设计。

首先明确一点,中震弹性和中震不屈服是两个完全不同的概念,两者所采用的设计方法与设防目的均不相同。中震弹性设计,设计中取消《抗规》要求的各项地震组合内力调整系数,保留材料、荷载等分项系数,对应地保留了结构的安全度和可靠度,结构仍属于弹性阶段,属正常设计。中震不屈服设计,设计中除了地震内力不作调整,同时也取消了材料、荷载等分项系数,对应地不考虑结构的安全度和可靠度,结构已经处于弹塑性阶段,属承载力极限状态设计,是一种基于性能的设计方法。由此可见,中震弹性设计接近于平常的小震弹性设计,而中震不屈服设计则与大震设计同属于基于性能的设计。

3基本方法及应用

根据中震设计的分类,以下分别阐述中震弹性及中震不屈服的具体设计方法,介绍如何在satwe、etabs、midas等软件中实现中震设计。

3.1分析条件及设计要求;

根据《抗规》第5.4.1 条规定,“结构构件的地震作用效应和其他荷载效应的基本组合,应按下式计算:

S=γGSGE+γEhSEhk+γEvSEvk+φWγWSWk (1)

中震设计中,风荷载不需要参与组合,因此φW为0,即中震设计的基本组合:

S=γGSGE+γEhSEhk+γEvSEvk (2)

其中φW、γW为风载组合系数和分项系数;重力荷载分项系数γG及地震作用分项系数γEh、γEv在、在中震弹性设计时与小震相同,而中震不屈服设计则全为1.0。

3.2中震弹性设计

3.2.1计算方法按公式(2),相应设计参数见表1。

3.2.2要求结构的抗震承载力满足弹性设计要求。

3.2.3SAWTE计算:地震信息中抗震等级均为四级;αmax按表1取值;总信息中风荷载不参加计算;其它设计参数的定义均同小震设计。

3.2.4MIDAS/Gen计算:主菜单设计钢筋混凝土构件设计参数定义抗震等级:四级;主菜单荷载反应谱分析数据反应谱函数:定义中震反应谱,在相应的小震反应谱基础上输入放大系数β即可,β值按表2取值;总信息中风荷载不参加计算;其它同小震。

3.2.5ETABS计算:选项首选项混凝土框架设计定义抗震设计等级:四级;定义反应谱函数Add Chinese 2002 Spectrum定义中震反应谱,地震影响系数最大值αmax按表1取值,其余参数按《抗规》;静荷载工况中不定义风荷载作用;其它同小震。

3.3中震不屈服设计

3.3.1根据公式(2)及表1可知,构件标准组合内力按如下公式计算:

SE= SGE+ SEhk+ SEvk (3)

3.3.2构件抗屈服承载力计算:根据表1,按《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)的相关公式计算,材料强度均取标准值。

3.3.3构件屈服判断:根据《工程结构可靠度设计统一标准》(GB 50153-92)第6.0.4条规定,当结构构件按承载能力极限状态设计时,可采用下列设计表达式:

γoS(Fd,ad,ψc,γsd)≤ R(fd,ad,C,γRd) (4)

因此,当结构构件出现

γo S(·)>R(·) (5)

即标志着该构件已经屈服。根据表1可知,式中S(·)为弹性计算求得的构件内力组合的标准值;R(·)为构件抗屈服承载力标准值;γo为结构重要性系数。

3.3.4不同抗震烈度下的各级屈服控制

第5篇:高层建筑的概念范文

【关键词】抗震概念;高层建筑结构设计;运用

概念设计是建筑抗震设计的重要组成部分,建筑的抗震性能很大程度上取决于概念设计是否具备足够的科学性,高层建筑的抗震设计开始之前,需要对高层建筑的建设地址进行科学的选择,并且对建筑的平面图设计方案进行评价,要加强对高层建筑内部结构的重视,根据建筑结构延性的特点对建筑抗震性的薄弱部分进行重点施工改造,以便高层建筑的抗震性能能够真正满足使用者想需求。

一、抗震概念设计在高层建筑结构设计方面运用情况概述

地震灾害是我国自然灾害中较为常见的种类,如果高层建筑的抗震性能不佳,无法应对剧烈地震,人们的生活质量将很难得到保证,因此,加强对抗震概念的关注,对提升高层建筑的抗震性能,具有十分重要的意义【1】。抗震概念的设计工作根据以往对高层建筑抗震设计的经验进行总结,并且结合当前的科学理论对高层建筑的抗震设计方案进行改良,能够保障高层建筑抗震性能得到提升。提升高层建筑整体结构设计的科学性,并增强建筑细部构造建设水平,建筑抗震概念的设计既包括对高层建筑建设位置进行勘察,也包括建筑外部形态和内部结构设计方案的考察,还包括研究建筑设计人员的基本理念和基本思想,以便了解建筑的最终设计方案,制定出符合建筑实际要求的抗震设计概念。要对历次地震灾害的具体破坏性进行总结,并根据抗震设计的经验对抗震概念进行完善,高层建筑的抗震设计工作当中,概念的设计环节比相关参数的计算更加重要。在对高层建筑的抗震结构进行设计的过程中,要从影响建筑抗震性能的全局出发对建筑的结构进行科学的改造,并且结合建筑在重大地震灾害中可能出现的问题,对抗震概念的准则进行制定,只有做好了高层建筑的抗震概念设计工作,高层建筑的抗震性能才能真正得到保障。

二、抗震概念设计在高层建筑设计中的具体运用

(一)科学的选择高层建筑建设地址

地震灾害的发生并没有完善的预警系统,但是,高层建筑的抗震概念设计人员可以根据建筑建设地点在历史上发生地震的强度和次数进行地震发生可能性的估测,要选择历史上发生地震次数较少或不曾发生地震的地质作为高层建筑的建设地址,并且对该地区的地质状况进行调查,要选取地质条件较为坚硬的地区或周边缺少大型河流和湖波的地区作为高层建筑的施工地点,以此保证高层建筑具备良好的抗震基础。要尽可能选择粘土作为高层建筑地基施工的土质,并且在检测建筑抗震性能的过程中选择间隔58m的点作为高层建筑的检测距离,要在高层建筑抗震检测的过程中做好参数的记录,尤其是建筑外部凸起部分的检测要加强重视程度【2】。研究表明,高层建筑外部凸起部分的抗震性能需要较凹陷部分的抗震性能强1.84倍,因此,要对高层建筑外部突出部位的抗震设施进行加强处理。

(二)降低高层建筑的外部能量输入

要加强对高层建筑施工场地覆盖层的重视,尽可能选取较为轻薄的材质作为施工场地的覆盖层,要根据国家科研机构制定的标准对覆盖面的厚度进行控制,从施工场地的地面到坚硬场地上面的面积需要进行覆盖面的处理,岩石是较为多见的坚硬场地的种类,场地的剪切波必须保证速度在500m/s以上【3】,在施工场地的土质较为坚硬的区域和硬夹层区域,必须进行特殊处理,不能采取同一般岩石施工相同的方法。在土质较为疏松的区域,要运用T0=4H/V作为公式,如果土质的整体含量较大,要运用T0=β4H/V作为公式。要借鉴其他国家的岩层处理经验,如果建筑属性为柔性建筑,要注意对土质密度较大的区域进行震害检测,保证地震灾害造成的破坏能够尽可能多的对岩石材质构成影响,保证高层建筑的整体抗震性能。

(三)高层建筑的平立面布置

建筑设计应根据抗震概念设计的要求,明确建筑形体的规则性。不规则的建筑应按规定采取加强措施,特别不规则的建筑应进行专门研究和论证并采取特别的加强措施。不应采取严重不规则的建筑。规则性评价需综合考虑几何布局、结构设计以及使用等因素,总的要求是平面布置、质量和抗侧力构件的平面布局宜规则、对称,立面变化和侧向刚度沿竖向宜均匀变化,竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小,避免侧向刚度和承载力的突变。建筑物的平面布置宜规则、对称,平面不规则包括扭转不规则、凹凸不规则和楼板局部不连续。

三、抗震概念设计在高层建筑结构设计方面的具体运用

在进行结构方案平面布置时,应尽可能使得抗侧力体系对称分布,减轻房屋重量且保持重量分布较为均匀,以减小地震的扭转影响。结构布置应有利于加大抗扭刚度和提高抗倾覆能力。因此,应特别注意抗侧刚度大的抗震墙、芯筒的位置,力求居中或对称,在结构布置一些抗震墙,可以提高结构的抗扭刚度和抗倾覆能力。在进行结构的竖向布置时,应尽可能使其竖向刚度、强度变化均匀,

避免出现薄弱层,并应尽可能降低房屋的重心。在地震中,第一道防线先行屈服或破坏,因此要求构成第一道防线的部分应当是不负担或少负担竖向荷载的构件,如填充墙、轴压比小的抗震墙、柱或筒体等。在纯框架结构中,梁应先于柱屈服,即“强柱弱梁”型框架。结构整体的承载能力、变形能力取决于构件的承载能力和变形能力的发挥,因此应保证关键构件、关键部位具有适当的强度和足够的延性水平。在平面上,应该在房屋周边转角处、平面突变处以及复杂平面各翼相接处的构件延性着重提高。对于偏心结构,应该对房屋周边特别是刚度较弱一端构件的延性进行特别的加大。对于具有多道抗震防线的抗侧力体系,应着重提高第一道防线中构件的延性。在同一构件中,应着重提高关键杆件的延性。在进行抗震结构材料的选择时,应该注重抗震结构材料的性能,主要要求如下:具有较好的连接性、较好的延性、构件的连接具有良好的整体性、能充分发挥材料的强度、延性系数高“、强度/重力”比值大、匀质性好。按照上述标准来衡量,高层建筑使用不同材料的结构类型,依其抗震性能优劣而排序为:钢结构、型钢混凝土结构、混凝土-钢混合结构、现浇钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构、装配式钢筋混凝土结构、配筋砌体结构。

结束语:抗震概念设计是提升高层建筑抗震性能的重要设计工作,深入的分析抗震概念的重要意义,并从高层建筑具体施工和结构设计方面对抗震概念的运用进行具体分析,对提升高层建筑的抗震性能,具有十分重要的意义。

参考文献:

[1] 吕西林.高层建筑结构设计(第二版)[M].武汉:武汉理工大学出版社,2014.

[2] 郭继武.建筑抗震设计[M].北京:高等教育出版社,2014.

[3] 中华人民共和国建设部. JGJ3-2002 高层建筑混凝土结构技术规程

第6篇:高层建筑的概念范文

关键词: 高规 消火栓 用水量 水压

《高层民用建筑设计防火规范》(以下简称《高规》)新修订部分已于2005年10月1日实施,此次修订涉及条款较多,结合近年来的实践,笔者就《高规》的消防给水设计章节在执行当中不明确的地方谈谈个人的看法。

一、关于室内外消火栓用水量。由于《高规》第3.0.1条对50米以下一类商业楼、展览楼、综合楼、商住楼等建筑的划分标准作了调整,将每层建筑面积超过1000平方米改为24米以上部分任一楼层的建筑面积超过1000平方米,不难发现,根据《高规》第7.2.2条,上述建筑的室内外消火栓用水量找不到对应标准。本人认为规范第7.2.2条要根据第3.0.1条做出相应调整。

二、关于消防前室的消火栓是否计入消火栓的总数。根据《建规》的条文说明,消火栓不能计入总数,而《高规》没有明确的指出,只是说消防电梯前室需要设消火栓。消防电梯前室消火栓的作用有二:一是用于消防电梯前室灭火,以打开消防通道、便于消防人员救人和抢救财产,二是用于除前室外的其他部位的火灾扑救。同时,规范规定消火栓应采用同一型号规格,前室的消火栓与其他部位的消火栓没有区别。高层建筑主要是立足自防自救,火灾情况下前室的消火栓常常是消防队员最先使用的消火栓,因此,本人认为前室消火栓可计入同层消火栓总数。

三、关于《高规》7.6.6.1条。新修订的《高规》规定燃油、燃气锅炉房和柴油发电机房宜设自动喷水灭火系统,而条文说明和原规范说用水喷雾。本人认为,新《高规》规定用自动喷水灭火系统是有道理的,因为此类场所当着火的时候,主机房可燃油较少,所有的油汽开关全都关闭,普通的闭式喷水灭火系统能达到扑灭火灾的作用。同时,规范说的是“宜”,且《高规》第4.1.2.8及4.1.3.4条均规定可以选用除卤代烷以外的自动灭火系统,当然包括水喷雾。对锅炉房的储油间等油较多的地方,还是建议采用水喷雾或气体灭火。

四、关于静水压力与栓口出水压力的概念。《高规》7.4.6.5 条指出消火栓静水压力、栓口出水压力超过一定限度应采取分区给水或减压措施。许多人对静水压力与栓口出水压力定义不清楚,规范没有指出,许多参考资料也有不同的解释,有人提出静水压是指管道内水处于静止状态时的压力,而出水压力是指某处水流在外泄时该处的压力。这一解释缺乏感性认识,很难理解。笔者认为,应从水力学的角度给予解释。

根据伯努利方程:

Z1+P1/γ+α1V12/2g= Z2+P2/γ+α2V22/2g+H

Z:位置水头(势能),P/γ:静压水头(压能),V2/2g:动压水头(动能),H:损失水头

静压就说明水流处于静止时,也就是V=0时,某过水断面的势能和压能,动压就说明水流处于运动时,也就是V=/0时,某过水断面的势能,动能,压能之和。栓口的静压,就是该栓口处以上部分水对其产生的势能,就是消防水箱水面与栓口的高程差,栓口动压:是水泵启动后所提供的压力,到某栓口处的动压=水泵出口压力(扬程)-栓口与水泵出口的高程差-水泵出口到该栓口的管路总损失。通俗的讲,静水压力是指栓口不出水时,高位水箱及其增压设施对消火栓栓口产生的静压。出水压力是指栓口出水时,高位水箱及其增压设施或消火栓泵对消火栓栓口产生的动压。动压力=静压力-该处的总水头损失。

第7篇:高层建筑的概念范文

传统高层建筑结构设计过分依赖于计算,将计算结构作为评判建筑物结构设计的唯一标准,这种建筑结构设计方法是比较狭隘的。一些建筑物结构虽然抗震计算结果达标,但是建筑物也可能出现整体结构不规整、整体性差的问题。遇到地震灾害时,建筑物的实际抗震性能是达不到要求的。因此,在建筑结构设计环节,需要运用概念设计理论来做好高层建筑物的结构设计工作,一般需要遵循以下基本设计原则。

1.确保建筑物结构设计的规则性以及均匀性高层建筑整体形态不合理、建筑结构不均匀、不规则,对整体建筑物抗震性能的影响是极大的。根据建筑物抗震设计相关规定,进行建筑物抗震设计,需要保证建筑物以及建筑物抗侧力结构平面布置的规则性、对称性,保证建筑物结构的整体性。同时,建筑物的立面方向以及竖向剖面同样需要进行规则布置。建筑物结构在侧向刚度方面,需要保持均匀变化。建筑物在竖向方向的抗侧力构件、构件的截面尺寸以及构件材料强度需要保持从下而上逐渐减小的趋势,从而保持构件的刚度以及承载力符合建筑物整体结构的要求。因此,利用抗震概念设计方法进行结构设计时,需要重视高层建筑物的体形以及整体结构、在设计中尽量做到建筑物的平面形状规则、对称和均匀,将建筑物的长宽比控制在合理范围内,尽量减少建筑物扭转效应。在结构设计时注重考虑建筑物的整体质量、刚度,保证建筑物承载力对称、分布较均匀,尽量做到建筑物质量中心同刚度中心的重合。

2.建筑物结构的刚度以及抗震能力设计地震作用力对建筑物的影响是双向的,进行建筑物抗震结构设计时,需要对建筑物水平、纵向方向上的抗震性能进行保障。因此,在建筑物结构设计过程中,需要沿着建筑物主体结构的两个主轴方向来进行抗震设计,保证两个主轴方向上建筑物的刚度以及抗震性能。只有保证了建筑物主题在各个方向上的刚度和抗震性能,在遭遇地震力破坏时,地震力引起的建筑物结构变形影响才能降到最小,建筑物整体结构的稳定性才能得到保证。在结构设计过程中,结构布置应使结构平面在两个主轴方向均具有足够的刚度和抗震能力,同时还应具有抗扭转刚度和抵抗扭转振动的能力,框架结构应在纵横两个方向布置成双向刚接框架。

3.建筑物设计需要具备规范的计算简图以及有效的传力途径进行建筑物抗震设计,需要借助建筑物结构体系计算简图来进行。然后设计有效的传力途径,将地震作用力最大限度的传递出去,从而保证建筑物结构的可靠性。因此,进行高层建筑抗震结构设计时,需要借助计算机程序对建筑物结构进行计算,从而得到符合实际的建筑物计算结构。对荷载情况下的建筑物结构形态变化进行分析,绘制建筑物结构计算简图。然后通过科学合理的建筑物力学模型以及数学模型,对建筑物的抗震能力进行模拟分析。只有在地震作用力状况下,建筑物的抗震性能才能得到最好的检验,从而设计更加有效的建筑物传力途径。所以,只有利用概念设计方法和数据模型来进行建筑物结构模型设计、计算,对建筑物受力状况下产生的结构内力、建筑物内部变形情况进行分析,才能真正保证建筑物的整体抗震性能,满足建筑物实际使用的需要。

4.在设计过程中选用质量好的材料,保证建筑质量要保高层建筑的抗震性能,需要选用延性好、强度高的构建材料。延性好的材料对能量的吸收能力高,能够很好的满足高层建筑的承载力要求。同时,使用延性好的材料能够降低整体建筑的材料使用量和施工成本。进行概念抗震设计时,需要将建筑物的整体钢筋混凝土结构按照延性机构设计,从而保障整体建筑物的延性基础,保障建筑物良好的抗震性能。

5.保证建筑物地基质量地基是建筑物的基础,良好的地基状况和地基质量是建筑物抗震结构的基本保证。因此,进行高层建筑结构设计时,需要做好选址工作,保证建筑场地质量,不能将高层建筑设计在一些危险地段上。一些地震多发地带和地质结构不稳定地段,在设计时都应该尽量避开。遇到一些在实际设计过程中无法避开的危险地方,需要进行特殊抗震防护设计。同时需要注意的是,地震活动存在一定的周期,建筑物自身同样存在自振周期。如果建筑物的自振周期同地震活动周期重合的话,容易引起共振现场,建筑物结构的稳定性将受到更大的威胁。因此,在进行建筑物选址和设计时,需要对地震周期进行研究,对建筑物层数以及建筑结构类型进行综合考虑,避免共振问题的出现。

二、高层建筑抗震概念设计应用

在高层建筑结构抗震概念设计中,需要利用概念设计中的相关原则来对建筑结构抗震进行优化,主要从以下两个方面来进行。

1.概念设计应用基本准则防止建筑物节点破坏,保证建筑物柱结构的承载力,柱的抗弯能力尤为重要。设计时,要保证柱的抗弯能力比梁体结构的抗弯能力好,防止高层建筑物构件的剪力发生破坏,因此,需要在设计时,对杆件的受剪承载力进行高质量设计,让建筑的受剪承载力高于受弯承载力。由于设计内力计算模型是建立在楼盖平面内刚度无限大的假定的基础上,设计应使楼盖系统有足够的平面内刚度和抗力。并与竖向结构有效连接,从而保证梁、板、柱、墙能共同协同工作。

2.高层建筑抗震概念设计保护措施对于高层建筑物来说,抗震概念设计保护主要需要做到对建筑物构件的荷载效应进行调整和控制,同时还需要对建筑物的构造措施进行硬性规定。例如,通过对建筑物梁端截面混凝土受压高度同混凝土有效高度的比值进行硬性规定,对梁的变形进行有效的控制。通过抗震概念设计相关试验研究,当高层建筑物的钢筋混凝土梁结构的位移延性系数设计为3~4时,同时将混凝土受压区域的相对高度控制在0.25~0.35之内时,建筑物的抗震性能能够达到最佳。

三、结语

第8篇:高层建筑的概念范文

这样我们才能从不断的工作中总结、创新,发挥我们无穷创造力和判断力。

关键词:概念设计,规范,一体化计算机结构设计程序

中图分类号: S611 文献标识码: A 文章编号:

做为一名结构工程师不能过于依赖传统的结构设计,这样只会让我们依赖和盲从于规范,把规范当做是结构设计的法律依据,却不知道规范只是建筑物和构筑物所需要最低的标准要求,而且是最基本的。当结构工程师过于依靠一体化计算机结构设计程序时,就会对结构设计程序的理论假定、应用范围、限制条件等缺乏了解,无法对计算出的结果进行正确的判断和取舍。

如何走出传统设计的误区。作为一名结构工程师,在高层建筑结构的设计中,应本着积极、主动的态度,即不盲目依赖于规范,也不盲目依靠于一体化计算机结构设计程序,自觉地完成高层建筑结构的概念设计,这是我们走出传统设计误区的关键。

那么,什么是高层建筑结构的概念设计。

高层建筑结构的概念设计就是在特定的空间形式、功能和地理环境的条件下,以结构工程师自身确定的理想承载力、刚度和延性为主导目标,用整体构思来设计各部分有机相连的结构总体系,并能有意识地利用和发挥结构总体系和主要分体系,以及分体系与构件之间的最佳受力特征与协调关系。

高层建筑结构的概念设计分为三个阶段:第一阶段,即建筑方案设计阶段。结构工程师以自身拥有的高层建筑结构体系功能及其受力、变形特征的整体设计概念与判断力去帮助建筑师开拓和实现业主梦寐以求的,或已初步构思的空间形式及其使用、构造与形象功能。并以此为统一目标,与建筑师一起构思总结构

体系,并能明确结构总体系和主要分体系之问的最佳受力特征要求。第二阶段,即初步设计阶段。结构工程师通过概念性近似计算能迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择,这种近似的计算方法概念清楚,定性准确,手算简单快捷,能较快地对结构体系进行探索、优化,乃至最后确定分体系及其构件的基本尺寸,并确认设计方案的可行性。第三阶段,即施工图设计阶段。由初步设计阶段可以得到结构体系的计算模型和所需输入的原始数据,在施工图设计阶段,结构工程师结合自身拥有的结构概念、经验和判断力,对计算机内力分析输出数据的可靠性与否进行判断。

作为一名结构工程师,如何去把握,或者说有意识地去进行高层建筑结构的概念设计。一句话,对应于高层建筑结构概念设计的三个阶段,分别进行概念设计。

首先,在建筑方案设计阶段,要正确把握高层建筑结构的概念设计,必须坚持结构设计没有惟一解的设计理念,充分发挥结构工程师的创造力和创新能力,协助建筑师以达到令业主满意的建筑。例如,美国芝加哥第一国家银行大楼建设之初,银行业主追求和向往能在他们银行大楼的整个底部有一个4层~5层楼高

的无柱大空间,以充分满足他们银行业务在使用功能和形象功能上的需要。在芝加哥第一国家银行大楼方案设计中,结构工程师和建筑师合作开拓了一种新的结构形式,即将电梯井筒与设备井筒分别设置在建筑物的纵向两侧,作为巨型柱,并将第一道设备层设置在第6层,往上每隔18层再各自设置一道,作为承载力和刚度很大的巨型水平构件,并与周边的巨型柱有机地刚性连接在一起,从而构成了一种巨型框架体系的结构功能与受力特征,不但能有效地抵抗重力荷载和水平荷载,还在整个大楼底部5110㎡ 的面积内无一根柱子,实现了业主梦寐以求的大空间。同时,在建筑方案设计阶段,结构工程师所构思的结构总体系应有一个多道防线、刚柔结合的理想刚度目标。即具有一定大的刚度和承载力抵御风荷载和规范设防烈度水准的地震作用,以及在第一道防线的有意识屈服后,在结构变柔的同时仍具有足够大的弹塑性变形能力和延性耗能能力来抵御可能遇到的罕遇大地震。

其次,在初步设计阶段,要正确把握高层建筑结构的概念设计,必须掌握各种结构体系的近似计算方法。英国工程师A.L.L.Baker讲过:工程师所掌握的最佳计算方法,应该是运用最简单、最直接的计算方法。而近似的计算方法就是对一个结构工程师进行高层建筑结构设计能力的最基本的要求。例如,对于框架结构体系,必须掌握的近似计算方法为:竖向荷载作用下的直接弯矩分配法,水平荷载作用下的近似计算法。同时,结构工程师还必须了解抗侧力构件的变形近似计算,通过获取不同抗侧力结构(或构件)之间的相对刚度比较概念,来大致估算建筑物的变形,以便于提出或比较各种可行的结构总体方案。

最后,在施工图设计阶段,仍然要注意把握和运用高层建筑结构的概念设计。例如,钢筋混凝土框架柱的轴压比超过了规范的限值,我们要结合具体设计综合判断。众所周知,规范控制轴压比限值的目的:要求钢筋混凝土框架柱截面达到具有较好延的大偏心受压破坏状态,以防止小偏心受压状态的脆性破坏。同时我们知道,影响钢筋混凝土框架柱截面延的因素除轴压比外,还有框架柱的配箍特征、核心区混凝土的抗压强度等级、纵向钢筋承担截面轴压的能力、框架柱的截面形状等因素,轴压比限值的大小必须根据具体工程设计综合所有因素进行一定程度的合理调整。

综上所述,作为一名结构工程师,在高层建筑结构设计中,应始终坚持概念设计的理念,既不盲目照搬规范,也不盲从于一体化计算机结构设计程序,任其随意摆布;只有始终坚持概念设计的理念,才可能不断地追求尽善尽美的设计思想,而其结构的概念、经验、判断力和创造力才会随年龄与实践的增长而越来越充实,其设计成果才能不断创新。

参考文献:

[1] JGJ 3-2010,高层建筑混凝土结构技术规程[s].

[2] GB 50010—2010,混凝土结构设计规范[s].

第9篇:高层建筑的概念范文

【关键词】 高层建筑;结构; 概念设计

1、 前言

鉴于我国高层建筑呈几何级快速增长的形式, 高层建筑的类型和功能也随着变得多样复杂化, 其结构体系也变得越来越多样,再加上材料性能与施工安装可能存在的差异以及其他无法预测的因素等,导致设计计算结果可能和实际受力情况相差较大。 因此, 在高层结构设计中, 为保证结构的安全可靠性,在定量分析计算的基础上,根据结构的受力特点进行结构概念设计是十分必要的。

2、 高层建筑结构设计的特点

1、高层建筑的水平荷载已成为决定性要素,由于楼房的自重与楼面使用荷载在竖构件当中所造成轴力与弯矩之数值, 仅仅和楼房高度的一次方成正比关系, 而水平荷载对于结构所形成的倾覆力矩及由此而在竖构件当中所引起之轴力, 和楼房高度的二次方成正比关系 因此, 对于某一座具有一定高度的建筑物来说,竖向荷载主要为定值,而水平荷载之风荷载的数值随着结构动力特点之不同而出现了较大变化

2、高层建筑的轴向变形不可忽视 高层建筑的竖向荷载值较大, 可在柱中引发比较大的轴向之变形,将对连续梁弯矩造成直接影响, 导致连续梁中间的支座处负弯矩值出现减小趋势, 不仅跨中正弯矩之和端支座负弯矩值将会增大, 而且还将对预制构件下料长度形成

影响, 因而要求依据轴向变形来计算, 并对下料长度作出调整

3、是侧移已经成为控制性指标 与较低建筑物有所不同的是, 结构侧移成了高层建筑物结构设计当中的重要因素. 因为楼房高度在不断增加, 由于水平荷载下的结构侧移变形快速变大, 所以水平荷载作用之下的结构侧移应当被控制于限度以内

4、结构延性成为重要的设计指标之一 相对一般楼房来说, 高层建筑物的结构显得更柔 , 因而一旦出现地震, 其变形也会更加大 为确保结构在塑性变形之后仍然能有较强的变形能力, 从而避免出现倒塌, 因而十分需要在结构上运用合理之措施以保证结构能够有一定的延性

3、根据高层建筑结构形式及受力的复杂性,高层建筑结构的设计特点分析如下:

3.1 与普通结构设计相比, 高层建筑结构体系的选型变得尤为重要。 因为它直接关系到建筑平面布置、 立面选型、 楼层高度、机电管道的设置、 施工技术的要求、 施工工期和造价。

3.2 在低层结构设计中, 水平荷载产生的内力和位移相对较小, 通常可以忽略; 在多层结构中, 水平荷载的效应逐渐增大; 而到高层建筑中, 随着结构高度的增加, 水平荷载产生的内力和位移将迅速增大, 成为设计的主要考虑因素。

3.3 高层建筑设计不仅需要较大的承载能力, 而且需要较大的抗侧刚度,使结构在水平荷载作用下产生的位移限制在一定的范围内, 以满足结构舒适度、 结构和填充墙及装饰材料正常使用的要求, 避免结构产生较大的附加内力。因此, 抗侧力结构的设计成为高层建筑结构设计的关键问题。

3.4 减轻结构自重在高层建筑中相对普通建筑更有意义。 这种意义体现在两个方面: 首先, 结构地震作用的效应与结构质量成正比, 因此, 减轻结构自重可以减小结构的地震作用效应, 提高结构抗震性能; 其次, 从地基或桩基承载力方面考虑, 减轻结构自重意味着增加高层建筑的地基土方面的使用范围 (如软土层), 减少基础造价和处理措施。

3.5考虑结构刚度连续适用性, 尽量避免结构薄弱层的出现。对于高层建筑来说, 由于建筑和设备所要求的层高的变化、 加强层的设置, 结构刚度往往发生突变, 在突变部位易形成薄弱层。

3.6 结构振动控制。在地震或风荷载作用下, 高层建筑很容易发生振动, 影响结构的舒适度。 在设计过程中应予以充分考虑。高层建筑结构抗震设计中要遵循抗震概念设计的基本原则:结构的简单性;结构的规则和均匀性;结构的刚度和抗震能力;结构的整体性。

4、 高层建筑结构概念设计

4.1 概念设计主导目标。所谓概念设计即设计师运用必备的设计知识, 结合历年来结构事故分析、 模拟试验的定量分析结果以及长期以来国内外的设计与使用经验分析、归纳和总结出来的设计对策和措施。以概念设计为指导,能够正确地解决高层建筑在方案设计、 初步设计和施工图设计阶段的优化问题。水平荷载对高层建筑的荷载效应是非线性的,是随着建筑结构的高度而迅速增加的。随着建筑结构高度的增加,侧向位移和振动就成为结构的主要控制条件。因此,概念设计应以结构的承载力、 刚度和延性为主导目标, 整体构思结构各部分有机相连的结构总体系, 以充分发挥结构总体系和主要分体系、 以及分体系与各构件之间的最佳受力特征与协调关系,提高高层建筑在水平荷载作用下的各项性能,使结构具有一定大的刚度和承载力来抵御风荷载和小震,保证结构在风荷载和规范规定的小震作用下处于弹性工作状态。并且还应在第一道防线的有意识屈服后,在结构变柔的同时仍具有足够大的弹塑性变形能力和延性耗能能力来抵御可能发生的罕遇地震。

4.2 概念设计的原则。高层结构概念设计中, 在满足主导目标的同时需重视以下基本原则:4.2.1 复杂结构简单化。首先, 结构设计中应尽量使结构传力途经简单、 明了, 尽可能避免关键性构件在各种荷载工况下产生过大的扭矩。 复杂的传力途径很难满足内力与变形的协调性,易形成薄弱环节; 其次, 运用简单、 直接和概念清楚的计算方法进行结构的分析计算。

4.2.2 结构平面布置的规则性和刚度的连续均匀性。 尽可能使结构平面布置的正交抗侧力中心与建筑物质量中心、水平荷载作用中心接近,避免地震和风荷载作用下产生过大的扭转效

应。为避免结构出现薄弱层, 内力、 传力途径和层间位移角的突变, 结构竖向抗侧力刚度构件宜连续、 均匀。在无法避免的情况下, 必须协调结构突变部位的剪切刚度、 弯曲刚度和轴压刚度的平稳过渡。

4.2.3 整体工作性能。实际的建筑物是一个三维的空间结构, 所有的结构构件都以相当复杂的方式在共同协调工作, 而不是脱离结构总体系的孤立构件。因此应保证上部结构与其支承结构(构件)整体共同工作, 传力者和受力者应共同抗力。

4.2.4 在提高高层建筑抵抗侧向力和侧移能力的同时, 尽可能地减少成本。在设计高层建筑时,设法减少抵抗侧向力所需增加的材料用量是十分必要的。这也是衡量一个设计人员水平

高低的主要标准之一, 同时也是对业主、 对社会资源的一种贡献。通过优化结构设计方案和结构体系可以达到该目标。

4.2.5 减少结构因水平荷载作用下的振动。 为满足高层建筑舒适度和安全性的要求, 可采取有效的抗振动措施, 如利用结构自身的薄弱耗能构件、 在结构中布置阻尼器等措施, 来改善结构在水平荷载下的振动。

4.2.6 采取必要的构造措施。实践证明, 只重视结构的前期计算, 不重视结构的构造处理, 建筑物也不是安全可靠的, 因此,须两者并重才能设计出安全、 可靠的耐久性建筑。