張爐生

【摘 要】隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，也相應(yīng)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的特點。希望通過本文的探討，能夠為相關(guān)方面的研究提供理論性的參考。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；結(jié)構(gòu)特點；體系；抗震設(shè)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(shè)計的時候，就需要在抗震以及自重等方面進行重點設(shè)計。本文主要論述了高層建筑結(jié)構(gòu)的特點。由于高層建筑的特殊性，我們?nèi)娣治隽烁邔咏ㄖY(jié)構(gòu)的特點，從而為對高層建筑設(shè)計的準(zhǔn)確定位奠定良好的基礎(chǔ)。另外，本文還分析了高層建筑結(jié)構(gòu)體系，通過系統(tǒng)的了解高層建筑結(jié)構(gòu)體系，在進行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，把握其體系，促進高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作的順利進行。

1.高層建筑結(jié)構(gòu)特點

1.1抗震設(shè)計要求更高

在進行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，有一項重要的設(shè)計就是抗震的設(shè)計。由于高層建筑結(jié)構(gòu)的特點，本身高度就是非常的高[1]。因此，在抗震設(shè)計方面比多層建筑抗震設(shè)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(shè)計的時候，都要對其進行抗震設(shè)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(shè)計。在實際的高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計中，除了要充分的考慮豎向荷載以及風(fēng)荷載等因素外，還必須使高層建筑的結(jié)構(gòu)具有良好的抗震的性能，具體實現(xiàn)的目標(biāo)應(yīng)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(jié)構(gòu)設(shè)計中，需要對其建筑物自身的自重應(yīng)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(chǔ)的造價及其相關(guān)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(jié)構(gòu)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(gòu)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(shè)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(shè)計，然而在高層建筑中，主要的設(shè)計上的一個要點是對其水平力進行相關(guān)的設(shè)計。由于在高層建筑結(jié)構(gòu)中，高層建筑物本身的自重以及樓面使用的荷載在豎向構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，需要對水平力方面的具體數(shù)值進行準(zhǔn)確的計算，將水平力的設(shè)計在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中作為一項重點的設(shè)計進行實施。

1.4 重視概念設(shè)計以及理論計算

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震設(shè)計主要分為兩部分，一是，計算設(shè)計，二是，概念設(shè)計。對于高層建筑結(jié)構(gòu)的計算設(shè)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(fù)雜性，以及地基土影響復(fù)雜性和結(jié)構(gòu)體系本身的復(fù)雜性，容易出現(xiàn)對于高層建筑的計算設(shè)計與實際的數(shù)值有很大的偏差，特別是當(dāng)高層建筑的結(jié)構(gòu)進入彈塑性的階段，往往會出現(xiàn)構(gòu)件局部的開裂甚至是破壞，這時的結(jié)構(gòu)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(shè)計的同時把握好概念設(shè)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?xí)绊懙竭B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(yù)制構(gòu)件下料的長度[4]。在進行構(gòu)件的預(yù)制的時候，應(yīng)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(jié)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(jié)構(gòu)體系分析

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

2.1框架結(jié)構(gòu)體系

應(yīng)用框架結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)也有其自身的缺點，主要是框架結(jié)構(gòu)的柔性比較大，從而導(dǎo)致抗側(cè)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。

2.2剪力墻結(jié)構(gòu)體系

剪力墻結(jié)構(gòu)體系是指，在高層建筑結(jié)構(gòu)中為了能夠提高建筑結(jié)構(gòu)整體的抗側(cè)力剛度，從而設(shè)置的鋼筋混凝土墻體，稱為“剪力墻”，剪力墻在高層建筑結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)體系，從歷史的抗?fàn)幠芰ι戏治?，剪力墻結(jié)構(gòu)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(yán)重程度。高層建筑采用剪力墻結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)。

3.結(jié)束語

本文對高層建筑的結(jié)構(gòu)特點極其體系進行了相關(guān)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(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)該全面的了解高層建筑的結(jié)構(gòu)特點及體系，才能夠在具體的設(shè)計中，把握相關(guān)的重點，規(guī)避不利的因素，在設(shè)計中將各個方面都能夠考慮的充分，從而使高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，促進高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)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(chǔ)。

【參考文獻】

[1]于險峰.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計特點及其體系[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2009，（24）.

[2]Lu Min-rise building structural design features and precautions[J].The China new technologies and products，2011，（14）.

[3]Zhao Minghua，Zhao Xiaohui design and analysis of the high-rise building structure in China[J].Private Science and Technology，2010，（05）.

[4]柳浩杰.某高層辦公綜合樓結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計[J].四川建材，2009，（02）.

[5]文勇.水平荷載在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計分析中的重要作用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2010，（25）.