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高层建筑结构中常见的问题及其对策

高层建筑结构中常见的问题及其对策

摘要:高层建筑的竖向结构体系从上到下一层层地传递累积的重力荷载,因此要求较大的柱或墙截面来承受这些荷载。从分析高层建筑结构的设计特点出发,以高层建筑结构设计理论为基础,对影响高层建筑结构主要因素进行了深入的分析研究。

关键词:高层建筑,结构设计,结构体系

引言

在发达国家,大多数高层建筑采用钢结构,在我国,随着建筑物高度的增加,也有采用钢结构的高层建筑,由于钢筋混凝土和钢结构均各有所长,又各有所短,所以更为合理的结构是同时采用钢和钢筋混凝土材料的组合结构,这种结构可以使两种材料互相取长补短,取得经济合理,技术性能优良的效果,本文分析了高层建筑结构设计过程中常见的几个问题及其对策。

在高层建筑的设计中,通常采用钢和钢筋混凝土两种材料。钢筋混凝土结构造价低,材料来源丰富,可浇注成各种复杂断面形状,可组成多种结构体系,可节省钢材,承载能力也不低,经过合理设计,可获得较好的抗震性能。它主要缺点是构件断面大,占据面积大,自重大。而钢材强度高,韧性大,易于加工;高层钢结构具有结构断面小,自重轻,抗震性能好,钢结构构件可在工厂加工,能缩短现场施工工期,施工方便。但是高层钢结构用钢量大,造价很高,而且耐火性能不好,需要用大量防火涂料,增加了工期和造价。

1 高度问题及其对策

按我国现行《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)规定综合考虑经济与适用的原则,给出了各种常见结构体系的最大适用高度,详见下表。

这个高度是在我国目前建筑科研水平、经济发展水平和施工技术水平下,较为稳妥的,也是与目前整个土木工程规范体系相协调的。可实际上,已有许多混凝土结构高层建筑的高度超过了这个限制,如:采用组合结构体系的金茂大厦,高达420.15m(建筑高度);采用混凝土结构体系的中信广场,也高达322m(建筑高度)。对于超高限建筑物,应当采取科学谨慎的态度。因为在地震力作用下,超高限建筑物的变形破坏性态会发生很大的变化,随着建筑物高度的增加,许多影响因素将发生质变,即有些参数本身超出了现有规范的适宜范围,如安全指标、