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超高层建筑结构设计要点精品(七篇)

时间:2023-09-05 16:31:23

超高层建筑结构设计要点

超高层建筑结构设计要点篇(1)

【关键词】:高层;超高层;建筑;结构;设计;

中图分类号:TU97 文献标识码:A

一.引言

目前我国复杂高层建筑与超高层建筑的蓬勃发展,从一定程度上反映了我国的建筑事业在向前发展。复杂高层建筑与超高层建筑能够发展的如此迅速,也是经济发展和建筑事业发展的必然结果。原因一方面是有些城市希望拥有一栋栋的高大的形象建筑,除此之外,还应该是因为高层和超高层建筑可以在有效面积的土地上发挥出最大的使用效益。建造高层建筑以及超高层建筑需要的费用要比一般建筑高很多。尽管如此,依然不会阻挡我们高层建筑的前进步伐,因为我国的建设发展需要它们。它们可以让土地使用率提高,因此高层建筑发展速度快就成为必然的现象。

二. 超高层建筑结构设计方法

(一)设计方略

1.超高层建筑设置避难层是消防的必然要求和选择,这样可以保证遇到火灾时人员得到及时的疏散。与此同时设置设备层也是对于机电设备使用的要求。一般超高层建筑要求是说可以两者兼而使用,但是对于更高的多功能使用的超高层建筑,要求不一样了。必须每15层设一个避难层兼设备层。当然了,还需要设有机电设备层。这就是说不但要考虑实际的荷载情况之外,还需要对设备的振动对相邻楼层使用的影响进行合理科学的考察。楼层的结构设计很重要,我们可以通过设置结构加强层,以此来提高结构的整体刚度。

2.超高层建筑的结构类型选择上要广泛选择,也就是说除了钢筋混凝土结构外,全钢结构和混合结构也是包括在内的重要结构内容。

3.超高层建筑的平面形状多为方形或近似方形,对于矩形平面其长宽比也要在要求之内,抗震设防的高烈度地区更要注意,应该采用规则对称平面。要不然的话会出现地震时候的扭转效应,效应太大,会直接影响建筑结构。

4.超高层建筑的基础形式包括等厚板筏基和箱基,一般不存在高层建筑中的梁板筏基。我们都知道,基底压力很大,这就要求建筑有很高的地基承载力,一般情况下基岩埋藏较浅。也就是说可以选择可选择天然地基,其他的一般均采用桩基。

5.房屋高度超过150m的超高层建筑结构要有良好的使用条件,这为了满足风荷作用下舒适度要求,结构顶点最大加速度的控制满足相关规定要求。

(二)注意事项

1.提高结构的抗震性能

抗震设防烈度与结构体系的选用密切相关的。要满足三个水准的设防性能目标,原因是地震作用太大,导致结构构件截面尺寸大,用材指标要求变高了。这就会导致工程造价也增加。对于超高层建筑房屋住宅必须要经抗震设防专限审查批准后方可进入正式设计。

2.根据建场地的岩土工程地质条件和抗震性能目标的确定进而来选择出合适的超高层建筑结构体系。同时还要考虑经济的合理性,总之综合考虑是关键。

3.建筑与结构的关系协调好。才能选择出合理的结构布置设计工作。

4.风作用水平力的降低 。

4.1迎风面积正方形平面形式要减小,最小的就是横向迎风面;我们在计算对角线方向的迎风面宽时候,圆形平面是最小的一面;风力降低最直接的方式就是在立面上适当位置开洞泻风。

4.2风力形心降低很关键。下大上小的立面体型要学会采用,也就是说要学会减小高风压迎风面积,特别指的是在高处的。这样可以使得重心降低,降低风的作用,可以做到减小建筑物底部的倾覆总弯矩。不仅如此还可以增大抵抗矩。这说的就是下大上小的立面体型对建筑底部的影响,可以让其稳定性得到提高,如巴黎的埃菲尔铁塔。

4.3 建筑平面形状可以选用体型系数较小的。圆形平面正多边形平面正方形平面,这属于体型系数从小到大可选择下列平面顺序。外形是采用流线光滑,避免建筑形式变得凹凸多变,体型系数可以减小整体和局部风压。

4.4 震动减小,输入能量耗散是重要的。采用阻尼装置是可行的,还可以加大阻尼比,降低震动影响,如台北国际金融中心大厦。

4.5剪重比。现在超高层建筑设计中对于剪重比的要求越来越严格,在实践重要的超高层建筑,剪重比的要求甚至还要更高。一方面,对6度区的最小剪重比要求是新增加的,然而严格的一刀切剪重比要求,也会存在一些问题。

4.6剪力墙的稳定性,新的高规征求意见稿对于墙体最小厚度要满足稳定性的要求强调了,但是规定的分析方法不够细致,墙体的水平无支长度是首先要考虑的问题,但是它并没有考虑到这里,也没有考虑到一边有翼墙,另一边没有的情况;只考虑了层高的楼层约束,是相对于沿着层高方向来的。还没有更好的考虑核心筒内部墙肢,可能几十层都没有楼板约束的情况,特别是当两边都是电梯井时。对于体稳定的简化计算公式无法涵盖这些情况的特殊性。

5.结构材料选用

超高层建筑结构材料的首选是要求:更轻、更强、更具有延性的材料。可以作为结构构件的主要材料包括钢筋混凝土、型钢混凝土、钢管混凝土和纯钢材;而玻璃幕墙、铝合金幕墙钢塑复合板材等是用于外墙维护的;轻质隔断是属于内部隔墙用的;楼层面常选用压型钢板加混凝土面层,并在的钢承重构件表面加涂防火涂料。 其实,现如今超高层建筑的不断向前发展,这就说明我国的复杂高层已经超高层建筑设计技术有了很大提高,可以说已经走在了世界前沿水平。 三 如何做好高层建筑结构设计

合理选择构方案

一个合理的设计必须选择一个经济合理的结构方案,一个切实可行的结构形式和结构体系是关键。受力明确,传力简捷是结构体系要做到的。不同结构体系在同一结构单元不可以混用,地震区应做到平面和竖向规则的注意。总之,各种情况都要进行综合分析,充分协调很重要,在只有这样才能选择好结构方案,必要时应进行多方案比较,择优选用。

四.结束语

我国国民经济的在不断的向前发展,我国的高层建筑以及超高层建筑的发展也是时代的要求和必然选择。复杂高层建筑与超高层建筑的发展已经取得了显著的成果,建筑工程设计者们在为这样的成果高兴的同时,还应该不断的努力提高技术水平,减少同发达国家的差距,争创更优秀的成果。为共同提高超高建筑结构的设计水平而奋斗。

高层建筑物结构设计的合理性非常之重要,在实际的设计的过程中,工程师们应该要重视概念设计,并且能够制定出一套合理可行的结构方案,安全性与经济性并存。采取技术措施要有针对性,应保证结构分析计算准确性和设计指标的合理性,让中震和大震下的结构安全性能得到重视。总而言之结构设计是个全面的系统性工作。需要扎实的理论知识,灵活创新的思维。在工作态度上要做到严肃认真负责的。千里之行始于足下,建筑工程设计人员在设计的过程中应该从一个个基本的构件做起,深刻理解规范和规程的意义,只有这样我们的建筑事业才会更美好 !

参考文献:

[1]范绍芝.侯家健.连体高层建筑结构研究综述.建筑结构.2009年8月

[2]苏健.高层结构体系弹性整体稳定性研究.浙江大学.2012年4月

超高层建筑结构设计要点篇(2)

【关键词】:超高层;结构设计;特点;要点

中图分类号:TU318文献标识码: A 文章编号:

引言

超高层建筑的建造,其所以如此之快,除了有的城市为了有一个高大的形象建筑之外,主要还是超高层建筑能在有效面积的土地上,得以发挥最大的使用效益。也尽管建造超高层需要的费用比一般高层建筑高出很多,但在我国的城市建设中,随着日益快速发展的需要,为土地使用率的提高,必然会使超高层建筑以更快的速度发展。

一、超高层建筑设计的特点

1、超高层建筑由于消防的要求,须设置避难层,以保证遇到火灾时人员疏散的安全。由于机电设备使用的要求,还需要设置设备层。一般超高层建筑是两者兼而使用,而对于更高的多功能使用的超高层建筑,它不只每15层设一个避难层兼设备层即可,还需要设有机电设备层。对于这些安放有设备的楼层设计除考虑实际的荷载之外,更需考虑设备的振动对相邻楼层使用的影响。

2、超高层建筑的平面形状多为方形或近似,对于矩形平面其长宽比也是在2以内,尤其抗震设防的高烈度地区更应采用规则对称平面。否则,在地震作用时由于扭转效应大,易受到损坏。

3、超高层建筑的基础形式除等厚板筏基和箱基外,由于平面为框架-核心筒或筒中筒,基本没有一般高层建筑中所采用的梁板筏基。同时,由于基底压力大要求地基承载力很高,除了基岩埋藏较浅可选择天然地基外,一般均采用桩基。

4、房屋高度超过150m的超高层建筑结构应具有良好的使用条件,满足风荷作用下舒适度要求,结构顶点最大加速度的控制满足相关规定要求。

二、超高层建筑结构设计要点

1、平面设计

从地基承载力或桩基承载力考虑,如果在同样地基或桩基的情况下,减轻房屋自重意味着不增加基础造价和处理措施,可以多建层数,这在软弱土层有突出的经济效益。地震效应与建筑的重量成正比,减轻房屋自重是提高结构抗震能力的有效办法。高层建筑重量大了,不仅作用于结构上的地震剪力大,还由于重心高地震作用倾覆力矩大,对竖向构件产生很大的附加轴力,从而造成附加弯矩更大。

在满足地下室车库层和底层架空或者底层商铺的前提下,遵循对称、均匀、周边、拐角的原则,在结构周边、拐角和核心筒等部位对落地剪力墙进行较合理布置,主体结构抗震等级为三级(低于140m)和二级(高于140m)。对结构薄弱部位如楼电梯周围,内庭院周围均设置了120mm厚楼板,采用双层双向拉通钢筋予以加强;对少量肢长受到限制的短肢剪力墙(墙肢长度∶墙厚

2、基础设计

超高层建筑一般多设二层或更多层的地下室,其基础的埋置深度均能满足稳定要求。而对于基岩埋藏较浅无法建造多层地下室不能满足埋置深度要求的,则可设置嵌岩锚杆来满足稳定要求。

(1)天然地基基础。对于基底砌置在砂、卵石层的建筑,多是采用等厚板筏形基础。但也有工程采用箱形基础。

(2)桩基基础的设计。超高层建筑的桩基础,由于基底压力大,要求的单桩竖向承载力较高,因此,均采用大直径钻孔灌注桩或有条件的工程场地采用大直径人工挖孔扩底灌注桩。桩端持力层的选择应考虑层厚较大和密实的砂、卵石层或中风化、微风化基岩,以减少桩端沉降变形。

3、核心筒外墙的连梁设计

核心筒外墙的连梁纵筋计算超筋是非常普遍的情况,《高规》对连梁超筋有专门的处理措施,而且研究文献也不少,但计算模型的选取也是重要因素之一。《高规》规定,跨高比小于5时按连梁考虑,即连梁属于深弯梁和深梁的范畴,其正截面承载力计算时,已不能按杆系考虑,也就是已不符合平截假定,但许多分析软件仍然把连梁按杆系计算,其计算偏差当然是很大了。按“强墙弱梁”和“强剪弱弯”原则进行连梁设计时,虽然《高规》对连梁设计有具体要求,但这个“弱”要到什么程度,还是取决于设计者的理解和经验。本工程核心筒外墙的连梁按《高规》要求进行设计,除连梁均配置了交叉暗撑外,对非底部加强部位剪力墙的边缘构件也进行了加强处理,以满足“多道抗震防线”和“强墙弱梁”的要求。

4、转换层设计

高层建筑应保证大空间的需求的房间具有足够的刚度,从而防止转换层沿竖向的刚度变化过大,应建立严格的转换层上部和下部结构的侧向刚度比例。高层建筑的转换层抗震的结构设计中,转换层结构的侧向刚度不小于上一层结构侧向高度的百分之七十,并且根据高层建筑的指数设计的规范要求。控制转换层结构的下部与上部的等效侧向刚度比宜接近于1。同时还应保证一定比例剪刀墙的落地,加大落地厚度,从而提高剪刀墙混凝土的强度等级,减小洞口的尺寸,从而尽量使纵横墙形成筒体。整体结构的分析过程,应对转换层的薄弱部位的楼板平面的变形对建筑结构受力的印象程度。并通过剪刀墙的布置方式的调整,从而使相应的结构与刚性相接近,避免了扭转,实现平面布置的规范。合理地加强框支剪力墙转换层以下竖向构件的配筋率,按相关规定确保整体稳定和结构抗倾覆;同时,使用现浇钢筋混凝土楼板来达到增强结构整体性的目的。保证核心筒内部楼板厚为150mm,并且是双层双向的配筋以及相关围护材料为新型轻质材料,从而有利于减小地震反应,减轻建筑自身重量。

5、电梯设计

超高层建筑内主要竖向交通由多部高速电梯承担着人的竖向动线运动。由于甲级办公楼行业规定,电梯等候时间和电梯的运输能力(5分钟内运送人员占总人数的比例:HC5)是另一个重要指标,对其产生直接影响的是电梯的速度、数量和载客人数。另外,电梯的数量和大小又直接影响着建筑面积的大小。

此外,超高层内按照《高层民用建筑设计防火规范》规定,还需布置消防电梯,电梯数量按照标准层单层面积决定。除了客运、消防关系着电梯的设计外,整栋建筑中的所有货运流线,也需通过建筑的竖向交通解决。因此,超高层建筑肩负着整栋建筑的客运流线、货运流线、消防疏散三个重要的方面。

三、新技术的推广和应用

为执行国家建筑技术经济政策,积极推广建设部推广的建筑十大新技术,根据本工程的实际情况,在保证工程总造价不超出投资限额的情况下积极推广使用建筑新技术和新材料。

1、使用高强度钢筋。采用高强度钢筋,充分利用钢筋的抗拉性能,减少钢筋用量,减小构件配筋率,节约工程造价,总体经济效益明显。

2、竖向钢筋接驳采用埋弧对焊或机械连接,可保证钢筋的连接接头的质量。

3、采用高强和高性能混凝土。下部楼层柱及剪力墙混凝土强度等级采用C55;地下室底板、外侧墙及后浇带采用微膨胀抗渗混凝土,以增加混凝土的抗裂性能,取得较好的防水效果。

4、砌体采用新型轻质墙砌体材料,减轻结构自重,减少地震作用,降低基础造价。

结语

超高层建筑自身特点大大增加了超高层建筑的不稳定因素,因此,不能将超高层建筑视为普通建筑的拉伸和重叠,以免影响到建筑的使用效果。在实际设计过程当中,要根据超高层建筑的特点开展相应施工环节的加强,减少安全隐患,确保超高层建筑整体质量,确保我国建筑行业的健康发展。

参考文献

【1】秦荣.高层与超高层建筑结构[M].北京:科学出版社,2012.

【2】范跃虹,黄宗襄,林振声.超高层和大型公共建筑设计、施工与研究[M].上海:同济大学出版社,2012.

超高层建筑结构设计要点篇(3)

关键词:超高层建筑;建筑结构;结构设计

1 超高层建筑

1.1 高层建筑,超过一定高度和层数的多层建筑。世界各国对高层建筑的高度和层数界限的规定并不一致。在中国,旧规范规定:1)8层以上的建筑都被称为高层建筑,而目前,接近20 层的称为中高层,30 层左右接近100m 称为高层建筑,而 50 层左右 200m 以上称为超高层。

2)在新《高规》即《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)里规定:10 层及 10 层以上或高度超过 28m 的钢筋混凝土结构称为高层建筑结构。当建筑高度超过100m时,称为超高层建筑。3)1972年国际高层建筑会议将高层建筑分为4 类:第 1 类为 9~16 层(最高 50m),第2 类为 17~25 层(最高 75m),第 3 类为 26~40 层(最高 100m),第 4类为40 层以上(高于 100m)。4)中国的房屋 6 层及 6 层以上就需要设置电梯,对10 层以上的房屋就有提出特殊的防火要求的防火规范,因此中国的《民用建筑设计通则》(GB 50352-2005)、《高层民用建筑设计防火规范》(GB 50045-95)将10 层及 10 层以上的住宅建筑和高度超过24m的公共建筑和综合性建筑划称为高层建筑。由于超高层建筑安全性差,所以较少见。

1.2 超高层建筑由于其体型巨大,功能复杂,容纳人员众多,投资十分庞大。通常由于它特殊的地位,成为一个地区的地标式建筑。近年,对这类建筑物称之为科技的集中体现,综合国力的象征,城市的标志等等,都是恰当的。其本身确实是体现了多方面的物质成就。

1.3 它要耗费大量的人力、物力、财力。金茂大厦的每平方米造价大体上要 20000 元人民币,每天的正常运行费用约需上百万元人民币。

所以,超高层建筑的建设和维护要耗费大量财富。

2 建筑结构

2.1 超限高层建筑的类型主要有大底盘、大裙房、多塔楼建筑带有外挑、悬挑层的建筑。

2.2 超限高层建筑经常采用的结构体系有钢筋混凝土框架-核心筒结构,它的整体性、抗侧刚度好,一般采用以上混凝土钢框架结构,具有自重轻、断面小、承载力大的优势外密柱结构。

2.3 高层和超高层建筑在结构设计中除采用钢筋混凝土结构(代号RC)外,还采用型钢混凝土结构(代号 SRC),钢管混凝土结构(代号CFS)和全钢结构(代号 S 或 SS)。

2.4 建筑物底面对建筑物空间形式的竖向稳定和水平方向的稳定都是非常重要的,由于建筑物是由一些大而重的构件所组成,因此结构必须能将它本身的重量传至地面,结构的荷载总是向下作用于地面的。

2.5 而建筑设计的一个基本要求就是要搞清楚所选择的体系中向下的作用力与地基土的承载力之间的关系,所以,在建筑设计的方案阶段,就必须对主要的承重柱和承重墙的数量和分布作出总体设想。

2.6 选用适当的计算简结构计算式在计算简图的基础上进行的,计算简图选用不当则会导致结构安全的事故常常发生,所以选择适当的计算简图是保证结构安全的重要条件。

计算简图还应有相应的构造措施来保证。实际结构的节点不可能是纯粹的铰结点和刚结点,但与计算简图的误差应在设计允许范围之内。

2.7基础设计应根据工程地质条件,上部结构类型与载荷分布,相邻建筑物影响及施工条件等多种因素进行综合分析,选择经济合理的基础方案,设计时宜最大限度地发挥地基的潜力,必要时应进行地基变形验算。

2.8 基础设计应有详尽的地质勘察报告,对一些缺少地质报告的建筑应进行现场查看和参考临近建筑资料。通常情况下,同一结构单元不宜用两种不同的类型。

3 结构设计

3.1 基于混凝土转换结构的上述特点,在确定施工方案时应重点考虑以下几个方面的问题:1)转换板的自重、施工荷载以及所承受的上部结构荷载往往非常大,所以应选择合理、可行的模板支撑方案,并根据转换板的结构特点进行模板支撑体系的设计。2)下部楼盖难以直接承受施工荷载,必须采取措施解决荷载的安全传递问题。3)对于大体积混凝土转换板,施工时应考虑采取减小混凝土温度差值、温度变化以及混凝土收缩徐变的措施,防止新浇混凝土产生温度裂缝和收缩裂缝。4)转换板承受的荷载很大,其配筋较多,而且钢筋骨架的高度较高,施工时应采取措施保证钢筋骨架的稳定。应及时做好转换板施工期间板的变形、混凝土施工温度的监测,及时掌握各种对施工质量不利的情况,并及时采取措施进行预防和纠正。

3.2 随着高层建筑的迅速发展,结构理论和建筑技术也不断得到提高,高层建筑结构形式也开始趋于多样化发展,其表现形式也是多种多样,但是也随之出现了很多在高层建筑设计方面的问题。在作为城市风景线的同时,高层建筑还面临着如何搞好高层建筑设计的问题,如何多方面实现高层建筑设计的完善是目前高层建筑设计所追求的主要理念。

3.3 在实际的建筑设计过程中,高层建筑设计中的塔楼部分虽然在设计上没有很大的变化余地,但是在高层建筑的底层部分可以通过一些巧妙的处理来实现对空间形式上的丰富,在实际的建筑设计中一般都是采用底层架空和入口缩进的处理方法。

4 超高层建筑结构设计的关键点

4.1 构造设计要合理

在对超高层建筑物进行设计时,必须保证构造的设计谨慎并合理,重点要注意对一些薄弱的部位进行加强,避免出现薄弱层,充分考虑到温度应力对建筑物的影响以及建筑物的抗震能力,注意构件的延性以及钢筋的锚固长度,在对平面和立面进行布置时要确保平整均匀。

4.2 计算简图要合适

计算简图是对建筑物结构进行计算的基础,它直接关系到超高层建筑的结构安全。为了保证结构的安全性,我们必须从计算简图抓起,慎重研究,合理选择,对于存在于计算简图中的误差,要保证其值控制在技术规程允许的范围内。

4.3 结构方案选择要合理

建筑方案的合理性取决于结构方案是否合理,因此,在选择结构方案时不但要充分考虑到经济因素,还要充分考虑方案的结构形式和结构体系,同时能够充分结合设计要求、材料、施工以及自然因素等来确定结构方案,确保结构方案的合理性。

4.4 基础方案选择要合理

在进行基础方案的设计中,设计师要考虑到载荷的分布情况,工程所在的自然因素、地质条件,施工方的施工条件,周围建筑物对所设计建筑物造成的影响等各方面因素,以此来确保基础方案的选择既经济又合理,达到最优效果。

5 结束语

近些年来,我国的高层建筑建设发展迅速。但从设计质量方面来看,并不理想。在高层建筑结构设计中,结构工程师不能仅仅重视结构计算的准确性而忽略结构方案的具体实际情况,应作出合理的结构方案选择。高层建筑结构设计人员应根据具体情况进行具体分析掌握的知识处理实际建筑设计中遇到了各种问题。

参考文献

超高层建筑结构设计要点篇(4)

关键字:超高层建筑;设计要点;

中图分类号:TU208文献标识码: A

前 言:经济的发展,超高层建筑逐渐成为城市的地标性建筑,在一定程度上反应了城市发展的水平,由于高层建筑的逐渐增多,人们对建筑的设计提出了更高的要求,故提高超高层建筑设计的水平是势在必行的。

一、概述

随着经济的快速发展,自上世纪80年代中期我国开始建造超高层建筑以来,我国各大中城市如雨后春笋般的相继建成大量的超高层建筑。除香港以外,以上海市最多。目前我国已建成投入使用最高的是上海环球金融中心,房屋高度492m,101层;而在建的国内最高的是上海中心大厦,房屋高度达 574.6m,124层。目前世界上最高的摩天大楼是阿拉伯联合奠长国的迪拜塔,房屋高度为828m,有 160多层。我国上海中心大厦建成之后,其将是世界高楼的前几位。据有关资料介绍,英国伦敦设想建造300层的摩天塔楼,即所谓的伦敦通天塔,房屋高度1524m,而且不是最终的高度,只是第一阶段建筑计划中的高度,未来它还能继续的长高。

超高层建筑的建造,其之所以发展的如此之快,除了有的城市为了有一个高大的形象建筑之外,主要还是超高层建筑能在有效面积的土地上,得以发挥最大的使用效益。虽然建造超高层需要的费用比一般高层建筑高出很多,但在我国的城市建设中,随着日益快速发展的需要,为土地使用率的提高,必然会使超高层建筑以更快的速度发展。

二、重视概念设计,确定合理结构设计方案结构设计是保证复杂高层、超高层建筑安全性和经济性的主要部分。超高层建筑设计之初就需要有结构专业方案进行密切配合,保证结构方案实施的可行性。结构工程师加强和建筑设计师之间的沟通,向建筑设计师表达真实的建筑效果和空间需求,提出建筑理念和功能相适应的结构体系,建筑整体设计和结构设计的合理统一能够减少不必要的结构转换,增大使用空间,提高结构安全性和经济性,降低设计难度。复杂高层、超高层建筑的结构体系一般分为框架结构体系、剪力墙结构体系、框架-剪力墙结构体系、框-筒结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系六类。复杂高层、超高层建筑通常外在条件各异,不能形成统一要求,这就需要概念设计来根据建筑使用功能要求、建筑高度、抗震设防烈度等进行安全、经济、合理设计。在结构方案中要重视概念设计,采取针对性的技术措施,力求做到有所创新。

三、保证结构分析计算的准确性和设计指标的合理性

1、荷载计算

建筑物的高度不断增加,重力荷载呈直线上升,继而对竖向构建柱、墙上轴压力相应增加,对基础承载力的要求也相应提高。建筑设计的安全性主要集中在结构设计的荷载选取。高层建筑荷载要根据计算规范和建筑的影响因素来进行确定!

(1)地震荷载

地震荷载是复杂高层、超高层经常计算的结构分析值。超高层建筑结构自振周期经常在6.0-9.0s之间。而抗震规范中地震影响系数曲线通常只到6.0s,地震荷载可以将直线倾斜下降段从6.0s延伸至10.0s取用。

(2)风荷载

建筑高度增加,风载标准值也增大,在90m的高空,风速有15m/s,300-400m高空,风速可达到15m/s,所以楼层越高,风力对大楼产生的风荷载越大。所以要对维护结构进行抗风设计,比如用结构玻璃来玻璃幕墙围护,满足强度要求。有些高层建筑的主要影响因素就是风荷载。风荷载计算经常采用100年重现期的风荷载对构件承载力进行设计,采用50重现期的风荷载对构件承载力进行控制。对于200m以上的高层建筑要进行风洞试验。比如台北101大楼,委托加拿大设计师设计一个1:500比例模型在半径为600m的风场环境中进行风洞试验,提高建筑的抗风载能力。

2、自振周期计算

我国超高层建筑发展迅速,以前的结构自振周期和建筑物层数挂钩的经验公式不适用于当前的超高层建筑。自振周期首先根据抗震防烈度、建筑高度进行抛物线拟合计算,再结合其他因素来综合计算。

四、抗震措施

超高层建筑加强抗震除了准确计算地震荷载也要从结构、构件、抗震防线等多方面来重视中震和大震的结构安全性能。因为地震作用方向具有随机性,所以选择对称性、多向同性布置的抗侧力结构体系有利于形心和刚心的重合,比如圆形、正多边形、正方形等平面形状;竖向构件很容易侧力荷载形成薄弱部位,减弱抗震强度。所以要加强构件的强度。设置多道抗震防线,能够满足“大震不倒”的设防要求;采用钢结构、混凝土结构、型钢混凝土结构提高抗震性能和变形能力。

五、消防设计

采用全钢、幕墙围护等高强轻质材料来减轻自重,从而减小地震作用。但是全钢结构导热系数大、耐火性差,很容易引起火灾!再加上建筑结构复杂,建筑内管线设备多,很容易埋下安全隐患。建筑楼层较高,内部空气抽力大,一旦发生火灾事故,还容易造成火灾快速蔓延。超高层的消防难点有火灾荷载大、火势蔓延迅速、人员疏散困难、救援难度大等!所以在超高层建筑设计的过程中一定要注意防火、防灾设计!采用不然、难燃性建筑材料,增加安全通道数量,增设火灾自动报警器,保证消防通道密封性,增加消防专用电梯数量,提高消防专用电梯安全性能,重视危险系数较高的楼层和单元的消防设计。

六、垂直交通设计

高层建筑也普通高层建筑之间一个最大的区别是垂直交通和管道设备集中在一起,又称做“核心筒”。核心筒的设计要平衡采光、节能、易于维护等多方面的要求,所以设计难度较大!随着建筑技术的飞跃发展,超高层建筑逐步演化出中央核心筒的空间构成模式。不仅能够将电梯、楼梯、卫生间等服务区域向平面中央集中,节省空间,还能试功能区域有良好的采光、视线范围、交通环境。核心筒的承受剪力和抗剪力较大,需要一个刚度来支撑这些强度。中央核心筒处于建筑的几何中央位置,建筑的质量重心、刚度重心、型体核心三心重合,有利于结构受力和抗震。当然,不同条件的超高层建筑需要不同的布局方式,针对于“内核式布局”的是“外核式布局”,也能够适应某些条件下的空间构成。

超高层建筑高、体量大,支撑高层的地基要有足够的强度,大多采用深地基。

七、供电稳定性

为超高层建筑,安全性必然是供电系统设计所需要格外注意的地方,其次是供电可靠性。配电系统的设计上,需考虑多回路供电及备用发电机组的配置。因超高建筑的高度,变配电房可以考虑设置在塔楼中部的楼层,以减少低压配电的损耗。备用柴油发电机设置于地库层,供电电压采用10kv输出,再经变压器降压至低压配电,保证配电至塔楼的高层。

八、其他要点

(1)加强端部构件,提高抗扭刚度,减少结构扭转效应。

(2)超高层建筑高度高,侧向力引起的倾覆力矩也大,所以要选择适当的结构抗侧力体系,提高抗倾覆要求,合理设置伸臂桁架和腰桁架。

(3)超高层建筑后期维护费用较高,在设计时要考虑经济性。采用高品质优良材料,采用节能工艺、设备等,优化建筑位置及朝向设计,优化围护结构墙体设计来降低能耗。

(4)现代计算机信息计算技术应用普遍。在超高层建筑设计的时候可采用多个软件程序进行计算比较,比如SATWE/TATA等,能够验证薄弱部位,还能对重要构件补充有限元分析计算,使计算结果更为可靠。

(5)采用智能化设计,提高结构可控性。应用传感器、质量驱动装置、可调刚度体系和计算机组成主动控制体系,提供可变侧向刚度,控制地震反应等。

(6)选择质量轻“强度高”延性强的材料。围护多采用玻璃幕墙、铝合金幕墙等;内部多采用轻质隔断;楼屋面多选用压型钢板加混凝土层面。

总之,经济的发展,城市化进程的加快,高层建筑、超高层建筑势必会成为未来发展的必然趋势,这就要求我们不断提高高层建筑施工技术的水平,从而满足日益发展的社会经济的需要。促进建筑工程行业的健康发展。

参考文献:

[1]汪源浩,沈小璞,王建国. 超高层建筑结构的减震控制技术与抗震设计要点[J]. 合肥工业大学学报(自然科学版),2006,(3).

[2]黄鹤. 复杂高层与超高层建筑结构设计要点探讨[J]. 才智,2012,(2).

超高层建筑结构设计要点篇(5)

关键词:框架-核心筒;超限高层;设计

中图分类号:TU 文献标识码:A

现代城市用地的紧张加快了高层建筑的应用与推广。在现代城市改建、扩建过程中,高层建筑已经成为我国城市建筑设计中首选技术方式。在高层建筑的设计过程中,框架-核心筒结构是较为常用的结构形式。通过框架-核心筒结构的应用提高高层建筑的设计高度,实现高层建筑结构稳定性、安全性、抗震性等性能目标。为了更好的发挥框架-核心筒结构优势、促进我国城市用地使用率的提高,笔者从自身的设计经验出发,以相关文献的收集、整理与分析为重点,分析和论述了框架-核心筒结构在高层建筑的应用要点等问题。

1 框架-核心筒结构技术特点分析

框架-核心筒结构是利用楼梯建筑内的电梯井道、通风井、公共卫生间等构建中央核心筒,同时采用框架形成框架核心筒结构。这一结构形式有利于结构的受力、以此提高了楼体结构的抗震性。框架-核心筒结构是目前国际超高层建筑中采用的主流结构形式,而且该结构还能够提高楼体内部的空间、提高空间利用率。框架-核心筒结构的应用利用了核心筒的抗侧向刚度以提高楼体的抗震性能。框架结构更多的承担竖向荷载与少部分水平荷载。框架-核心筒的结构优势在现代超限高层设计中有着重要的应用,这一结构能够利用自身优势在楼层增加的过程中减少框架水平荷载的承担比重,实现建筑使用面积的增加,提高城市土地利用率、提高建筑工程建设投资效益。框架-核心筒结构的优势使得其在现代超限高层建筑中有着极为重要的应用,是目前超高层建筑设计的主流结构形式。

2 框架-核心筒结构在超限高层设计中的应用

2.1 针对现代超限高层设计抗震性能的框架-核心筒结构设计

超限高层框架-核心筒结构中的核心筒结构承担着水平测力抵抗的功能,框架结构承担着竖向荷载与少量水平荷载。在进行超限高层设计过程中,需要考虑核心筒结构与框架结构的不同功能。通过注重铰接节点使核心筒与框架结构间的抗侧力刚度比得到合理分配。避免受力分配不均影响整地抗侧向刚度,提高楼体的抗震性能。在这一设计过程中需要特别注意核心筒刚度与框架结构刚度分配的比例,避免核心筒刚度过度增强导致强震情况下混凝土墙体的开裂。通过科学分配刚度以及相关的计算提高超限高层设计的抗震性能。

在国际上框架-核心筒结构应用中,有一部分国家认为这一结构不适于地震区的高层建筑应用。在对相关资料的收集与整理中可以看出,地震中倒塌建筑多是过度强化核心筒强度,造成框架结构与核心筒结构间刚度分配不合理而造成框架结构裂缝,进而导致框架结构稳定性与抗震能力的降低,导致倒塌事件的发生。而日本本土这一结构应用中,采取了严格的审批制度。其也是针对框架-核心筒结构强震抵抗能力而出台的政策。在我国强震地带的超限高层设计中应谨慎使用这一结构。针对建筑物所在地的地质结构进行框架-核心筒结构的应用,保障建筑物的使用安全。

在我国的抗震设计中,多数地区强制提高抗震等级。这就造成了建筑工程投资建设中经济性不高的问题。而框架-核心筒结构的应用能够从自身结构特点出发,提高工程建设的投资经济性。在实际的应用中,框架结构多采用钢架柱密柱方案,以钢筋混凝土核心筒及钢框架密柱筒中筒结构提高建筑物的抗侧向刚度、有效减少混凝土墙地压应力。通过科学的设计以及多种方式的运用实现超限高层建筑的抗震性能强化,保障建筑物的结构稳定性与抗震性。同时利用框架-核心筒结构优势提高工程建设投资经济性,促进我国建筑行业的健康发展。

2.2 超限高层设计中风荷载与结构设计的分析

超限高层建筑的设计中还要针对建筑物的风荷载水平作用进行分析、计算与论证。利用框架-核心筒混凝土剪力墙结构使结构整体能够在风荷载作用下有效控制建筑物在风荷载下的受力,减少层间位移。针对超限高层风荷载需求进行框架-核心筒结构应力计算,以此保障超限高层建筑物的稳定性。针对超限高层在风荷载作用下的侧向变形、振动等分析风压、风压高度变化系数、风荷载题型系数与风振系数。针对框架-核心筒的结构进行计算,以此实现超限高层抗侧向变形能力的提高。在这一计算过程中还要考虑抗侧向形变与抗震性能需求间的平衡,科学分配框架与核心筒的刚度、应力,以此实现科学的超限高层设计。

3 以框架-核心筒结构设计要点为指导进行超限高层设计

在现代超限高层框架-核心筒结构设计中,设计人员应针对核心筒设计、框架设计、框架梁支撑设计、楼盖设计、框架剪力墙等设计工作规范、要求进行相应的设计工作。在核心筒设计中首先确保核心筒应贯通全高。而且,对于超限高层应确保筒体宽度大于全高的1/12。同时注重剪力墙结构的应用。在设计过程中需要针对核心筒设计要求对相关设计要点、连梁等进行计算与设计,确保超限高层的结构稳定性。在框架结构设计中需要注重控制结构的周期与位移,利用墙加大量等方式增强结构抗侧刚度。针对超限高层结构需求进行框架结构设计。另外,超限高层框架-核心筒设计中还应对框架梁支撑条件进行确定。沿梁轴线方向有墙时刚接。核心筒外墙厚度大于0.4Lae(且内侧楼板不开洞,刚接。梁支撑处有柱,刚接。不满足以上条件的梁,铰接。通过设计工作的针对性确保超限高层结构等稳定性、确保超限高层框架-核心筒结构的安全性。

除注重上述规范、要点与设计过程中遵循的基本原则外,超限高层设计过程中还要针对框架-核心筒结构在超限高层应用中楼盖设计要求进行设计。在楼盖设计中应注重核心筒外缘楼板不能开洞口、核心筒内部楼板,厚度≥120mm,双层双向配筋。楼面梁不宜支承在核心筒的连梁上。通过针对框架-核心筒结构特点以及超限高层需求进行超限高层框架-核心筒结构的设计与应用,促进我国城市土地利用率的提高。另外,为了保障超限高层结构的抗震性能,结构设计过程中还需要针对抗震等级要求进行框架剪力墙结构设计与计算,保障超限高层结构的抗震性能。

结论

通过上述论述可以看出,我国城市发展建设过程中超限高层的建设需要以科学设计为基础。运用框架-核心筒结构的应用提高土地投资建设的经济性。在超限高层框架-核心筒结构设计过程中,针对框架-核心筒结构特点以及超限高层设计需求,设计单位应遵循相关规定要求以及设计规范开展设计工作。以科学的设计确保框架-核心筒结构在超限高层设计的应用、确保超限高层建筑的结构稳定性与抗震性。

参考文献

[1]李国立.框架―核心筒结构设计要求与设计要点[J].建筑工程信息资讯,2010.9.

[2]王崇丽.高层核心筒设计注意事项与结构设计分析[J].工程设计信息,2010.4.

[3]郑宇林.超限高层框架核心筒结构设计分析与探讨[J].工程建筑施工与设计,2009.10.

超高层建筑结构设计要点篇(6)

关键词:超高层;结构抗震;影响因素;设计要点

中图分类号: S611 文献标识码: A

一、影响超高层建筑结构抗震效果的因素

1、超高层建筑自身结构的设计

作为影响超高层建筑结构抗震效果的最主要因素,建筑物的结构设计应是我们首要重视的问题,点式住宅、版式住宅等各种类型的建筑物要想取得理想的抗震效果,那么就必须对其进行合适的结构设计,选择最有效的抗震措施,充分的保证高层建筑结构的抗震性能,从而实现大震不倒、小震不坏的目标。

有些超高层建筑结构对平面的布置十分复杂,刚心与质心可能不一致,而一旦地震来临,那么其作用影响力和破坏力就会大大的增强。因此,在布置超高层建筑结构的平面时,应尽可能的保证刚心和质心是重合的,从而保证超高层建筑结构的抗震性能。在对建筑的结构进行设计的过程中,应保证建筑有合适的出屋面部分,这样当地震来临时才能降低其鞭梢的影响,如果房屋结构的平面布置是不规则的,在偏离建筑结构刚心的位置处建议设立抗震墙。

2、超高层建筑结构的施工材料和施工过程

超高层建筑结构的施工原材料对其抗震效果也是有着直接的影响的,因此,在施工建设的过程中,应明确施工材料的重要性,通常情况下,建筑物的建设质量越高,那么地震对建筑物的作用力就是越小的,而在同等的地震环境下,建筑施工建设中使用了性能越好的材料,其受到的地震作用力也就越小,而如果无法保证材料的使用性能,那么就会受到较大的地震作用力。因此,在超高层建筑的施工建设过程中,选择建筑材料时建议采用塑料板材、空心砖以及加气混凝土板等,这些质轻的材料对于保证建筑物的抗震性能都是十分有利的。

在超高层建筑的施工过程中,为较好的保证其抗震的效果,我们还应保证施工中每一个环节和每一道工序的质量,应高度的重视施工中的各项管理工作,同时建立完善的施工监管的规范制度,保证超高层建筑结构的施工质量,以提升其抗震的效果。

3、施工现场的地质环境

当地震来临时,其对超高层建筑结构的破坏的原因是有很多方面的,最主要的原因就是地表滑坡、山体崩塌以及岩石断层等导致地表发生了运动,使建筑结构受到了破坏,而水灾和海啸等地震带来的次生灾害也会破坏建筑物。在这些原因中,采取相应的工程措施是可以预防一部分原因的,因此,在施工的准备阶段,应对施工现场的地质环境进行严格的勘察,认真的研究实际的地质和地形条件,施工中尽可能选择对抗震最有力的地点。

二、超高层建筑抗震设计要点

1、结构规则性

建筑物尤其是超高层建筑物设计应符合抗震概念设计要求对建筑进行合理的布置。大量地震灾害表明平立面简单且对称的结构类型建筑物在地震时具有较好的抗震性能,因为该种结构建筑容易估计出其地震反映易于采取相应的抗震构造措施并且进行细部处理。建筑结构的规则性是指建筑物在平立面外形尺寸抗侧力构件布置、承载力分布等多方面因素要求。要求建筑物平面对称均匀体型简单结构刚度质量沿建筑物竖向变化均匀,同时应保证建筑物有足够的扭转刚度以减小结构的扭转影响,并应尽量满足建筑物在竖向上重力荷载受力均匀以尽量减小结构内应力和竖向构件间差异变形对建筑结构产生的不利影响。

2、层间位移限制

3、控制地震扭转效应

大量事实表明,当建筑结构的平面布置等不规则、不对称导致建筑层间水平荷载合力中心与建筑结构刚度中心不重合,在地震发生时建筑结构除发生水平位移外还易发生扭转性破坏甚至会导致结构整体倒塌,因此在结构设计中应充分重视扭转的影响。由于建筑物在扭转作用下各片抗侧力结构的层间变形不同,其中距刚心较远的结构边缘的抗侧力单元的层间侧移最大;同时在上下刚度不均匀变化的结构中,各层的刚度中心未能在同一轴线上,甚至会产生较大差距,以上情况都会使各层结构的偏心距和扭矩发生改变,因此,在设计过程中应对各层的扭转修正系数分别计算。

三、提高短柱抗震性能的应对措施

有抗震设防要求的超高层建筑除应满足强度、刚度要求外,还要满足延性的要求。众所周知,短柱的延性很差,尤其是超短柱几乎没有延性,在建筑遭受本地区设防烈度或高于本地区设防烈度的地震影响时,很容易发生剪切破坏而造成结构破坏甚至倒塌。混凝土短柱的延性主要受轴压比的影响,同时配箍率、箍筋的形式对混凝土短柱的影响也很大。高层混凝土结构短柱,特别是结构低层的混凝土短柱,其轴压比很大,破坏时呈脆性破坏,其塑性变形能力很小。提高混凝土短柱的抗震性能,主要也就是提高混凝土短柱的延性,可以从以下几方面着手。

1、提高短柱的受压承载力

提高短柱的受压承载力可减小柱截面、提高剪跨比,从而改善整个结构的抗震性能。减小柱截面和提高剪跨比,最直接的方法就是提高混凝土的强度等级,即采用高强混凝土来增加柱子的受压承载力,降低其轴压比;但由于高强混凝土材料本身的延性较差,采用时须慎重或与其他措施配合使用。可以采用钢骨和钢管混凝土柱以提高短柱的受压承载力。

2、采用分体柱

由于短柱的抗弯承载力比抗剪承载力要大得多,在地震作用下往往是因剪坏而失效,其抗弯强度不能完全发挥。因此,可人为地削弱短柱的抗弯强度,使抗弯强度相应于或略低于抗剪强度,这样,在地震作用下,柱子将首先达到抗弯强度,从而呈现出延性的破坏状态。分体柱方法已在实际工程中得到应用。人为削弱抗弯强度的方法,可以在柱中沿竖向设缝将短柱分为2或4个柱肢组成的分体柱,分体柱的各柱肢分开配筋。在组成分体柱的柱肢之间可以设置一些连接键,以增强它的初期刚度和后期耗能能力。

3、采用钢管混凝土柱

钢管混凝土是套箍混凝土的一种特殊形式,由混凝土填入薄壁圆形钢管内而形成的组合结构材料。由于钢管内的混凝土受到钢管的侧向约束,使得混凝土处于三向受压状态,从而使混凝土的抗压强度和极限压应变得到很大的提高,混凝土特别是高强混凝土的延性得到显著改善。同时,钢管既是纵筋,又是横向箍筋,其管径与管壁厚度的比值至少都在90以下,相当于配筋率2至少都在4.6%。当选用了高强混凝土和合适的套箍指标后,柱子的承载力可大幅度提高,通常柱截面可比普通钢筋混凝土柱减小一半以上,消除了短柱并具有良好的抗震性能。

超高层建筑结构设计要点篇(7)

关键词 :超高层建筑 结构设计 结构体系 整体倾斜

引言

一般情况下,高层的建筑概念设计有很多种,但对于加强高层建筑抗震能力的概念设计则运用的比较广泛。超高层建筑的设计以及施工通常都要耗费更多的财力和物力,因此控制好超高层建筑的质量和抗震效果至关重要。但如何设计高层建筑结构的方法却是不确定的,在这个过程中需要考虑建筑物的自身特征以及相关的外部因素。本文主要介绍的就是关于超高层建筑在进行结构设计时应当注意的问题,并作出提升超高层建筑结构设计质量的相关建议。

一、 关于超高层建筑的结构设计特点以及相关要点

(一) 重力荷载迅速增大,控制建筑物的水平位移成为主要矛盾

由于超高层建筑相对于其他类型的建筑具有不同的特性,使得其建筑结构的设计也具有自身的一些特点。首先,超高层建筑在高度上具有其他建筑所不可比拟的特性。因此,随着建筑物的高度不断上升,其重力荷载也呈直线上升的趋势,作用在竖向构件柱以及墙上的轴压力也随之增加。在这样的条件下对于基础的承载力也就提出了更高的要求。与此同时,控制建筑物的水平位移也成为了主要矛盾,这种情况主要是由两方面原因所造成的。一方面,超高层建筑的高度较高,使得风作用效应加大;而风力的加大也就使得合力作用点的位置变高,从而使其对于建筑物产生的作用效应也就变得更大。另一方面,超高层建筑的高度过高使得其自身的重心位置也相应的被升高,建筑的结构自重也相应的加大,此时在地震作用下就将导致薄弱部位加速破坏。

(二) 竖向构件产生的缩短变形差对结构内力的影响增大

受力变形、干缩变形以及徐变变形都是竖向构件总压缩量的构成部分。通常情况下,受力变形都会在瞬时间完成,并且变形量能够根据胡克定律进行大致的测量。而干缩变形所需要的时间则相对较长,通过相关的统计数据对比可以发现,在一般条件下干缩变形量大致占总压缩量的三分之一左右。而耗时最长的就是徐变变形量,线性徐变能够通过公式进行相应的计算。而受到构件的总压缩量随着高度的不断上升而增大的影响,使得在超高层建筑中竖向构件产生的缩短变形差对于结构内力的影响也逐渐变大。

(三) 倾覆力矩增大,整体稳定性要求提高

超高层建筑由于在建设的过程中,高度不断上升使得侧向风力引起的倾覆力矩也会不断增加,随之而来的是抗倾覆力的要求也随之升高。许多具体的工程施工中都会采用增加基础埋深以及加大基础宽度或者是采取抗拔桩基等手段来达到保证整体稳定性的需求,来强化整体的稳定性。

(四) 防火防灾的重要性显现,建筑物的重要性等级升高

与此同时,在进行超高层建筑的结构设计时应当着重考虑防火防灾的功效,凸显出防火放防灾的重要作用。这是由于超高层建筑的一些建筑材料虽然具有耐热的特性,但是耐火的功效却不甚理想,一旦放生火灾的话极易造成重大的损失。并且由于高层建筑与地面之间的空间距离较大,高层中的人们很难找到有效的逃生途径也容易造成大的人员伤亡。此外,在出现地震等坍塌性事故时,需要较长的疏散时间,但超高层建筑大多采用钢筋混凝土结构,在长时间的疏散过程中极易发生其他的安全事故。与此同时,超高层建筑的投资一般都比较巨大,并且在所属区域一般都应是当做代表性建筑来建造的。所以超高层建筑无论是在经济上,还是在文化乃至政治上都具有较强的影响。为此,在进行超高层结构的设计时务必要强化结构设计的可靠性,强化建筑的整体性能质量。

(五) 控制风振加速度符合人体舒适度要求

一般情况下,风力的作用效果都会随着高度的升高而不断加强,在超高层建筑中风力的作用效果尤为明显。但是风振作用过于显著会影响到人们的舒适度,不利于人们的工作和生活,因此如何处理好风振及速度与人体舒适度之间的平衡成为了超高层建筑结构设计的重要问题。为此,必须控制好顶层的最大加速度,使其满足规定的限值。此外还要掌控好由风振带来的扭转加速度,通常情况下不应该超过标定的限值。与此同时,鉴于超高层建筑的高度较大,使得垂直于围护结构表面上的风载标准也迅速增大,所以围护结构必须进行抗风设计。

二、 超高层建筑结构设计的具体方法

进行超高层建筑的结构设计不仅要掌握好相关的要点,了解相关的结构特征,还要在具体的结构设计上合理的利用设计方法。首先,根据超高层建筑的自身特点就要做到减轻自重,减少地震作用。在这方面通常可以采用高强度轻质材料,全钢结构以及轻质隔断等都能够起到很明显的减轻结构自重,减小地震作用的效果。其次,就要降低风作用的水平力。降低风作用水平力的主要手段可以从减小迎风面积、降低风力形心以及选用体型系数较小的建筑平面形状来实现。其中为了减小迎风面积可以采用正方形的平面形式,如果计算对角线方向的迎风面宽则可以采用圆形的平面形式。而降低风力形心的方式主要可以通过采用下大上小的立面体型来实现,这种方式不仅可以有效的减小高风压在高处的迎风面积,也可以通过降低风作用的重心来使建筑物底部的倾覆总弯矩减小。与此同时,还应做到减少振动耗散输入能量。在这方面主要可以采取阻尼装置或者加大阻尼比的方式来实现。还要选择耗能、减振的结构体系,像利用偏心支撑的钢结构具有耗能的水平段,使用橡胶支座都能够做到有效的减振。最后需要完成的就是加强抗震措施。为了强化超高层建筑的抗震能力,就要从多方面共同入手。首先就要为建筑配有明确合理的计算简图,科学的分析地震作用以及相关的受力情况。大多数情况下,圆形、正多边形以及正方形等平面形状能够做到避免强弱轴的抗力不同和变性差异。但在具体的设计过程中也需要考虑到相应的问题。例如,要注意到结构平面形状是否做到对称,是否设置了多道抗震防线以及是否在满足了强度等方面的需求后采用了延性更好的结构材料等。此外,为了保证结构设计的科学性还应利用多个权威程序进行核算对比,使计算出的结果更加具有科学性和说服力。并且在设计上应当尽量向智能化方向偏转,增强对于结构设计的可控性。

结束语

超高层建筑结构的设计对于建筑的整体效果和实际功能质量具有重要的影响,但是适合的设计方法却也不是单一的。在进行设计方法以及方案的选择上,可以根据建筑的实际特点和需要来进行有针对性的选用。但终归来说,应当通过科学的设计方法使超高层建筑具备安全、舒适以及适用等方面的特征,达到相应的设计要求,满足社会以及公众的需要。

参考文献:

[1]邱仓虎,刘建平,张宇华,谢诗溶,杜文博. 对超高层建筑结构设计中几个问题的实践与思考[J]. 建筑结构,2012,07:22-26.