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高层建筑结构选型探讨

  • 来源:学术杂志
  • 作者: 张蓉
  • 发表于:2019-06-03 15:25:54
  • 点击:233

随着城市化进程的不断加快,再加上建筑技术的发展与对土地资源的合理开发和保护,我国高层建筑的发展规模不断壮大。人们对于高层建筑功能与类型的要求越来越多,不论是框架—剪力墙结构、筒体结构、钢结构还是混合结构等,在不同地质条件、不同功能和需求的超高层建筑中都有所关注。正是因为如此,如何选择合适的结构体系被越来越多的人们所关注。高层建筑的结构选型对高层建筑的合理性、安全性、舒适度等都有着至关重要的影响,又因为高层建筑结构选型受到诸多因素的制约,其选择难度较大,必须加以探讨。

1高层建筑结构选型影响因素分析

1.1建筑功能对结构选型的影响

建筑功能因素对高层建筑结构选型的影响是最基础的。建筑正是为了满足人们各种需求而被建造起来的,所以它的基本功能必须得以体现。为此,建筑结构选型就要以建筑功能为参照,设计出能够为建筑功能服务的形式。比如说酒店的高层建筑,其结构选型就必须根据今后顾客的需求而设计,空间布局也需要便于酒店的管理,不能完全参照普通居民住宅的设计结构。

1.2建筑方案对结构选型的影响

一般来说,建筑方案特征包含众多,比如建筑的体型、高度、高宽比和长宽比等。而建筑的体型又可以分为立体体型及平面体型两种。再往下分的话,平面体型包括平面对称性、平面规则性、平面质量以及刚度偏心等;立体体型包括结构高宽比、立面收进体型以及塔楼与层间刚度等。以上因素对于高层建筑的结构选型影响同样非常大,结构选型要符合建筑方案特征。

1.3结构受力对结构选型的影响

众所周知,高层建筑对于抗风性能与抗震性能的要求是非常重要的,而不同类型的结构体系在这方面的受力特征也不尽相同。所以,为了保障高层建筑的安全系数,需要在选择结构选型时综合各方面的受力因素,选择出最恰当的结构体系,从而提高高层建筑结构的安全性。

1.4施工技术对结构选型的影响

这一点也同样重要,高层建筑结构选型要符合当前的技术水平与施工工艺,要确保其具有可操作性、可行性。如果选型过于新颖超出了当前的施工条件,那么高层建筑的整体施工进度必然受到影响,并且施工难度的加大也使得建筑的质量难以保障。鉴于此,在高层建筑结构选型过程中,应该仔细考虑当前的施工技术与工艺水平。与此同时,即便是在同样的结构选型中,也应该慎重考虑需要的建筑材料、机械设备、建筑成本以及施工时间等指标。同样,还应该考虑一旦选择该结构体系后,施工过程中必须顾及到的抗震性、抗风性、抗剪能力及荷载能力等力学指标。

1.5建筑经济对结构选型的影响

经济性至关重要,是建筑项目开发过程中必须慎重考虑的一个因素。这在高层建筑项目中表现的尤为突出,因为高层建筑所涉及人员、材料众多,规模较大,成本较高,对于建筑资金的管理也更为复杂。在这样的背景下,进行高层建筑结构选型时,就应该将经济性考虑在内,以避免超出预算成本或者因为建筑结构选型的不恰当造成不必要的浪费。

1.6美学效应对结构选型的影响

高层建筑的安全性、实用性、经济性固然重要,但是其外观也是需要加以重视的。因此高层建筑的美学效应同样影响着建筑的结构选型。高层建筑除了基本使用功能外还承担着彰显城市魅力,展示城市文化内涵的作用。因此结构选型就必须确保与周边建筑相融合,确保高层建筑的外观能够真正体现建筑美,更符合人们的审美观念。所以说,为了美学效应的影响,高层建筑的结构选型也应该慎重选择。

2高层建筑结构选型的要点探析

2.1竖向承重结构选择

竖向承重结构的选择必须符合高层建筑承重与高度的需求。一般来说,当层数不是很多,对高度和防震要求较低时,可以选择框架结构。而框架—剪力墙、剪力墙等结构则能够在大多数的高层建筑中发挥优势。如果建筑属于超高层建筑或不规则建筑等,且对于防震等级要求高,那么一般选择筒体结构、钢结构、混合结构等形式。

2.2水平承重结构的选择

通过水平承重结构,可以有效保障高层建筑的稳定性。一般来说,水平承重结构可以主要分为普通梁板结构、无梁楼盖结构以及密肋楼盖结构等。普通梁板结构分为单向板与双向板两种,凭借其布置灵活的特点,能更好的满足建筑使用功能要求,一般在住宅、商业建筑或者公共建筑之中应用广泛。但是如果高层建筑的水平跨度大,则不宜使用这种结构。无梁楼盖在公用建筑中使用较多。一般来说普通的钢筋混凝土楼面跨度小于6m,或者预应力混凝土楼板跨度小于9m,都可以使用无梁楼盖结构。但是当高层建筑跨度较大并且层高受到一定限制时,采用密肋楼盖结构效果更好。

2.3基础结构的选择

基础结构的重要性不言而喻,发挥着保障高层建筑整体稳定性的重要作用。一般来说,当高层建筑位于地质条件较好地段且高度不高时,可以使用浅基础形式基础结构;当高层建筑位于地质一般的地段且高度不高,或者高层建筑竖向承重结构为框架—剪力墙结构或者剪力墙结构时一般使用桩基础、筏基等形式;当高层建筑属于地质较差但是高度不高或者地质较好但是高度较高情况时,一般选择筏板基础、箱形基础等形式;如果高层建筑高度较高,但是地质条件较弱时,一般采用复合型基础结构。

3结语

在进行高层建筑的结构设计时,必须慎重对待结构选型。建筑设计者需要在结合竖向承重结构、水平承重结构以及基础结构选择因素的基础上,充分分析、研究影响该高层建筑结构选型的影响因素,并结合实际情况考虑高层建筑的用途和功能,只有这样才能在结构选型时游刃有余,从而保障超高层建筑的安全系数与实用功能,保证超高层建筑的安全性、舒适度与人性化,进而保障人民的生命财产安全。

作者单位:山西华耀建筑工程有限公司


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