[高層建筑結(jié)構(gòu)選型影響因素分析]高層建筑結(jié)構(gòu)選型的具體要求

1、 高層建筑結(jié)構(gòu)選型影響因素分析 高層建筑結(jié)構(gòu)選型的具體要求摘要 : 高層建筑的結(jié)構(gòu)體系是高層結(jié)構(gòu)是否合理、經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵 , 隨著建筑高度和功能的發(fā)展需要而不斷發(fā)展變化。 論文總結(jié)了各種高層建筑結(jié)構(gòu)體系、 特別是近年來出現(xiàn)的復(fù)雜、 新穎的結(jié)構(gòu)體系的受力特征 , 進(jìn)而對高層建筑結(jié)構(gòu)選型要點進(jìn)行了探討。關(guān)鍵詞 : 高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；選型結(jié)構(gòu)；：TU97： A ：選型工作具有很強(qiáng)的綜合性包含大量確定與不確定的因素 , 受諸多條件和因素影響 , 高層結(jié)構(gòu)是否合理、 經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵 , 隨著建筑高度和功能的發(fā)展需要而不斷發(fā)展變化。 除了要考慮工程造價和投資能力 , 還要考慮所選結(jié)構(gòu)型式對建筑功能的適應(yīng)性 ,

2、施工條件 , 技術(shù)能力 , 施工工期 , 建筑材料和能源供應(yīng) , 建筑美學(xué)要求包括建筑群及其環(huán)境的配合建設(shè)場地的地形地貌自然災(zāi)害等等。1 高層建筑結(jié)構(gòu)選型的相關(guān)概述高層建筑的結(jié)構(gòu)體系主要有框架結(jié)構(gòu) , 異型柱框架結(jié)構(gòu) , 框架一剪力墻結(jié)構(gòu) , 剪力墻結(jié)構(gòu) , 部分框支剪力墻結(jié)構(gòu) , 筒體結(jié)構(gòu) ( 框架一核心筒結(jié)構(gòu) , 筒中筒結(jié)構(gòu) ), 以及混合結(jié)構(gòu) , 即由多種材料構(gòu)件如鋼筋混凝土構(gòu)件、鋼構(gòu)件、組合結(jié)構(gòu)構(gòu)件 ( 鋼管混凝土構(gòu)件、型鋼混凝土構(gòu)件及組合梁等 ) 構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。主要分為 :(1) 一般高層建筑結(jié)構(gòu)體系。一般高層建筑結(jié)構(gòu)體系包括框架體系、 剪力墻體系、框架剪力墻體系、框架筒體體系、框筒體

3、系、筒中筒體系等結(jié)構(gòu)體系。 (2) 復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)體系。 復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)體系一般是指帶轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)體系、連體結(jié)構(gòu)體系、懸挑結(jié)構(gòu)體系、帶加強(qiáng)層結(jié)構(gòu)體系、平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)體系等。 (3) 新穎高層建筑結(jié)構(gòu)體系。 近年來 , 出現(xiàn)了一些新穎的高層建筑結(jié)構(gòu)體系。其中具有代表性的有束筒體系、巨型框架體系、脊骨體系等結(jié)構(gòu)體系。2 高層建筑結(jié)構(gòu)選型的重要性高層建筑與城市社會發(fā)展的關(guān)系密切我國城市化進(jìn)程及人口的持續(xù)增長導(dǎo)致城市人口急劇上升 , 城市居住、生產(chǎn)、生活用地日趨緊張。為節(jié)約及充分利用城市土地資源 , 減少拆遷費、市政工程費和復(fù)雜地形處理費 , 提高城市社會吸納能力及其綜合效益 , 緩解城市膨脹及城市

4、房屋的嚴(yán)峻供需矛盾 , 改善城市環(huán)境與調(diào)節(jié)心理等城市社會性問題 , 高層建筑的數(shù)量仍將在全國各大中城市持續(xù)增長 , 且其規(guī)模、高度、復(fù)雜性及建設(shè)速度也將呈上升趨勢。高層建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜性提高現(xiàn)代高層建筑體形與平立面空間分布日益復(fù)雜 , 高度、規(guī)模、投資日益增大 , 要求性能更先進(jìn)、更優(yōu)化的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)形式與之相適應(yīng)。 主要表現(xiàn)為 :(1) 需求多元化、功能綜合化的趨勢 , 必然要導(dǎo)致高層建筑方案平立面形狀與內(nèi)部空間分布等多樣化、個性化與復(fù)雜化 , 為增大建筑凈空高度 , 很多一般多高層建筑中不存在的新問題與矛盾開始出現(xiàn), 對結(jié)構(gòu)系統(tǒng)形式的要求提高。 (2) 隨著高度與規(guī)模等增大 , 高層建筑投資增加、

5、 工期增長 , 其結(jié)構(gòu)系統(tǒng)優(yōu)化的必要性及可優(yōu)化的空間與效益將更明顯。結(jié)構(gòu)優(yōu)化, 首先是其形式的優(yōu)化 , 然后才是其布局與構(gòu)件參數(shù)的優(yōu)化。(3) 高層建筑需考慮的影響因素日益復(fù)雜、系統(tǒng)、綜合和多變, 選型需要的知識信息愈加龐大,選型結(jié)果受人為因素的影響也將增大。3 高層建筑結(jié)構(gòu)選型的若干思考豎向承重結(jié)構(gòu)的選型在對豎向承重結(jié)構(gòu)進(jìn)行選型時, 首先考慮的是建筑物的高度和用途。不同結(jié)構(gòu)體系的強(qiáng)度和剛度是不一樣的 , 因而它們適應(yīng)的高度也不同。一般說來 , 框架結(jié)構(gòu)適用于高度低、層數(shù)少、設(shè)防烈度低的情況 ; 框架剪力墻結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)可以滿足大多數(shù)建筑物的高度要求 ; 層數(shù)很多或設(shè)防烈度較高時 , 可用筒

6、體結(jié)構(gòu)。當(dāng)建筑物的高度超出表中數(shù)值時 , 要進(jìn)行專門的研究 , 采取有效的措施。選擇結(jié)構(gòu)體系應(yīng)考慮的另一個因素是建筑物的用途。 目前國內(nèi)高層建筑按用途大體上可分三大類 : 住宅、旅館及公共性建筑 ( 辦公、商業(yè)、科研、教學(xué)、醫(yī)院等 ) 。住宅建筑一般采用剪力墻結(jié)構(gòu)。水平承重結(jié)構(gòu)的選型水平承重結(jié)構(gòu)對保證建筑物的整體穩(wěn)定和傳遞水平力有重要作用。水平承重結(jié)構(gòu)選型通常有以下幾種 , 平板體系、無梁樓蓋、密肋樓蓋和肋形樓蓋。平板體系 : 平板體系采用單向板或雙向板 , 常用于剪力墻結(jié)構(gòu)或筒體結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點是板底平整 , 可以不加吊頂 , 結(jié)構(gòu)高度低 , 可以降低層高。但當(dāng)跨度大時 , 采用平板較困難 ,

7、一般非預(yù)應(yīng)力平板不宜成過 6m,預(yù)應(yīng)力平板不宜超過 9m,否則平板厚度過大 , 樓面重量太大。采用現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力無粘結(jié)平板樓面可以減少板厚。無梁樓蓋 : 在層高受限制情況下 , 公用建筑常采用無梁樓蓋。無梁樓蓋最好帶現(xiàn)澆柱帽 , 以加強(qiáng)板柱連接的可靠性。無梁樓蓋的合適跨度是 : 普通鋼筋混凝土樓面 6m以內(nèi) ; 預(yù)應(yīng)力混凝土樓面可達(dá)9m。密肋樓蓋 : 密肋樓蓋多用在跨度較大而梁高受限制的情況下。筒體結(jié)構(gòu)角區(qū)樓面也常用密肋樓蓋。當(dāng)采用裝配式樓板時 , 框架剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)加混凝土現(xiàn)澆面層。 樓蓋結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足 : 房屋高度超過 50m時,框架剪力墻結(jié)構(gòu)、 筒體結(jié)構(gòu)及復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)采用現(xiàn)澆摟蓋結(jié)構(gòu); 剪力

8、墻結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)宜采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)。房屋高度不超過50m時 ,8 、9 度抗震設(shè)計的框架 - 剪力墻結(jié)構(gòu)宜采用現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu) ;6 、7 度抗震設(shè)計的框架 - 剪力墻結(jié)構(gòu)可采用裝配整體式樓蓋 ; 框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)可采用裝配式結(jié)構(gòu)。同時對于現(xiàn)澆樓蓋 , 混凝土強(qiáng)度等級不宜低于 C25,也不宜高于 C40。下部結(jié)構(gòu)的選型高層建筑的基礎(chǔ)是高層建筑的重要組成部分。它將上部結(jié)構(gòu)傳來的巨大荷載傳遞給地基。 高層建筑基礎(chǔ)形式選擇的好壞 , 不但關(guān)系到結(jié)構(gòu)的安全 , 而且對房屋的造價、 施工工期等有重大的影響。高層建筑基礎(chǔ)形式通常有以下幾種 :(1) 柱下獨立基礎(chǔ) : 適用于層數(shù)不多、土質(zhì)較好的框架結(jié)構(gòu)。 (2

9、) 交叉梁基礎(chǔ) : 即雙向為條形基礎(chǔ)。適用 : 層數(shù)不多、土質(zhì)一般的框架、剪力墻、框架剪力墻結(jié)構(gòu)。(3) 片筏基礎(chǔ) : 適用于層數(shù)不多土質(zhì)較弱或?qū)訑?shù)較多土質(zhì)較好時用。當(dāng)基巖埋置深度很深 , 水下水位又很高 , 但是在距地表不深處有一定承載力和一定厚度的持力層時 , 選用片筏基礎(chǔ)比選用樁基礎(chǔ)可以節(jié)省投資和縮短工期。但片筏基礎(chǔ)的剛度較弱 , 應(yīng)注意對基礎(chǔ)不均勻沉降、變形和裂縫進(jìn)行驗算。當(dāng)?shù)叵滤缓芨邥r , 還要進(jìn)行抗浮驗算。 (4) 復(fù)合基礎(chǔ) : 適用于層數(shù)較多或土質(zhì)較弱時采用。 CFG樁復(fù)合地基是高粘結(jié)強(qiáng)度復(fù)合地基代表 , 目前它已大量應(yīng)用于高層建筑地基。它既可適用于條形、獨立基礎(chǔ) , 也可用于

10、筏基和箱形基礎(chǔ)?？捎糜谔钔?、飽和土及非飽和土粘性土。4 結(jié)語高層建筑結(jié)構(gòu)的選型與結(jié)構(gòu)布置在結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計中占有極其重要的地位 , 它們直接影響著結(jié)構(gòu)的安全性與經(jīng)濟(jì)性。 總的來說 , 高層建筑結(jié)構(gòu)選型包含豎向承重結(jié)構(gòu)選型、 水平承重結(jié)構(gòu)選型以及下部結(jié)構(gòu)選型 ; 結(jié)構(gòu)布置包括結(jié)構(gòu)平面布置、結(jié)構(gòu)豎向布置及變形縫設(shè)置。設(shè)計中應(yīng)根據(jù)房屋的高度、 高寬比等多方面因素選取合理的結(jié)構(gòu)體系 , 以上因素在結(jié)構(gòu)選型方面應(yīng)該重點考慮。_1JGJ3一 xx 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程s.2JGJ99一 98 高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程s.3GB50011一 xx 建筑抗震設(shè)計規(guī)范 s.4GB50009一 xx（xx 年版）建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范S.5 沈瑞宏，陳婷，顏瀟瀟 . 高層、超高層建筑的結(jié)構(gòu)體系 J.工業(yè)建筑， xx，39:402 一 405.6 沈蒲生，帶加強(qiáng)層與錯層高層結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工 M. 北京 :機(jī)械