高层建筑结构研究和实例设计

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1、高层建筑结构研究和实例设计　　摘要：本文结合笔者工作积累经验，首先分析了当今高层建筑常采用的四种结构体系以及不同结构体系使用的不同范围，随后结合工程实例来说明如何进行结构体系的选择、布置、设计及抗震等级的确定、结构竖向布置和转换层结构的设计。关键词：高层建筑、结构体系分析、设计、转换层、布置中图分类号：TU97文献标识码：A文章编号：一、高层建筑结构体系分析高层建筑的结构体系与其自身的承载能力、抗震能力、造价高低等密切相关，不同的结构体系适用于不同的层数和高度，所具的功能也不尽相同。以下就对常用的结构体系进行分析。7高层建筑结构研究和实例设计　　摘要：

2、本文结合笔者工作积累经验，首先分析了当今高层建筑常采用的四种结构体系以及不同结构体系使用的不同范围，随后结合工程实例来说明如何进行结构体系的选择、布置、设计及抗震等级的确定、结构竖向布置和转换层结构的设计。关键词：高层建筑、结构体系分析、设计、转换层、布置中图分类号：TU97文献标识码：A文章编号：一、高层建筑结构体系分析高层建筑的结构体系与其自身的承载能力、抗震能力、造价高低等密切相关，不同的结构体系适用于不同的层数和高度，所具的功能也不尽相同。以下就对常用的结构体系进行分析。71、剪力墙结构：即利用建筑物墙体作为抵抗水平荷载、承受竖向荷载的结构体系

3、。此结构体系的整体性较好，刚度较大，在水平荷载作用下不但侧向变形小，而且承载力也得到很好满足。若高层建筑采用剪力墙结构，则以弯曲变形为主，其整体位移曲线呈弯曲状，层间位移会随楼层的增高而加大。所以剪力墙结构最大的不利就是剪力墙间距不能太大，平面布置不够灵活。故剪力墙结构在民用住宅及酒店旅馆高层建筑中应用较多，适宜于建造较高的高层建筑。2、框架结构：即由梁和柱通过节点构成承载结构。常用于钢结构和钢筋混凝土结构中，可灵活布置建筑空间，且具有较大的室内空间，故使用比较方便。但此结构梁柱截面较小，抗震性能较差，刚度较低，故建筑高度受到一定限制，主要用于不考虑抗

4、震设防、层数不太多，且低于七十米的高层建筑中。3．框架—剪力墙结构：即在框架结构中设置部分剪力墙，使两者相互结合扬长避短，共同抵抗水平荷载。此结构远高于框架结构的刚度和承载能力，防震性能极高，当发生地震时，层间变形减小，对非结构构件（隔墙及外墙）的破坏也小，所以此结构可用来建造层数较高的建筑，得到人们广泛青睐。4．筒体结构：即采用筒体为抗侧力构件的结构体系。筒体是一种空间受力构件，分空腹筒和实腹筒两种类型。空腹筒是由密排柱和窗裙梁或开孔钢筋混凝土外墙构成的空间受力构件，实腹筒是由平面或曲面墙围成的三维竖向结构单体。此结构具有很好的整体性和抗侧力性，且平

5、面布置的灵活度和承重的能力也具有明显优势，被广泛用于众多高层和超高层建筑结构中。7总之，不同的结构体系具有不同的强度和刚度，适合的建筑高度和层数也不同。下面笔者就结合工程实例来说明结构体系的选择和布置以及转换层结构分析与设计。二、工程实例某高层工程拟建场地为缓坡地形，场地地层构造及地形稳定，属抗震有利地段，设六级抗震。此高层由商业裙楼及1幢高层塔楼组成。设地下２层，地上27层。其中地下室层高3.6m，布置设备用房及公共机动车泊位，设六级人防。地上1～3层为商业用房，层高4.6m；第4层为转换层，层高5.8m；4层以上为住宅，层高设3m。27层为机房，室

6、外地坪以上主体高度为82.8m，建筑总高度含机房93.4m。三、结构体系的选择、布置与设计。1、结构体系的选择，不但要根据上述各结构的特点分析，还要结合相关单位要求。该高层要求住宅楼每层有10户，每户户型及面积均不相同。为充分争取有效建筑面积和灵活布置及考虑到建筑的用途、高度和抗震、承重能力，经多方论证，采用大开间剪力墙结构最宜。底部3层为商业用房，为满足大空间建筑功能要求，采用框架剪力墙结构体系。72、结构平面布置。由上述分析知工程底部为框架-剪力墙结构，体形复杂，不规则；4层转换层以上为纯剪力墙结构。但由于相关单位要求住户建筑面积和户型不同，故住宅

7、建筑布置不对称，所以剪力墙的布置必须经过多次试算，直到达到“剪力墙布置分散、均匀，且尽量沿周边布置，以增强抗扭效果“的目的；同时还要保证：质量中心与刚度中心偏差不超过规定值，结构偏心率较小；各层最大水平位移与层间位移比值不大于偏差比值等，即所有条件均满足平面布置及控制扭转的要求时，方可验证结构平面布置规划的合理性，才能进入有效结构设计中去。3、结构的设计。在结构总体设计时，应对结构体系的特点有清醒的认识，有针对性的对结构薄弱层、薄弱部位及由于建筑设计方案可能带来的抗风抗震设计缺陷有宏观的把握，然后借助于工程设计软件进行正确建模，采取多方案对比试算，最后

8、7制定完善的结构方案。本文此处省去计算环节，经计算认为上述所选结构方案为最佳结构形式。设计时需