高層建筑結構選型與實例分析論文
［摘要］針對高層建筑結構選型進行分析，探討了結構選型的重要性，認為當前城市建設中，高層建筑應用越來越廣泛，許多已經成為地標性的建筑。因此對建筑結構選型進行進一步優(yōu)化，能夠有效提升建筑功能的發(fā)揮。本研究分析了選型過程中所涉及的內容，分別為：剪力墻結構選型，框架結構選型，基于經濟性和安全性的選擇等。最后結合工程實例，探討了選型過程中具體內容。
［關鍵詞］高層建筑；結構選型；框架結構
隨著我國經濟的迅速發(fā)展，高層建筑已經成為城市化發(fā)展的標志性建筑，建筑的結構選型合理性，直接影響建筑質量和功能的發(fā)揮，同時在一定程度上影響著建筑建設過程中所用成本。因此，本研究對高層建筑結構選型進行分析，同時結合相應工程實例做出詳細探討，對于高層建筑建設行業(yè)的發(fā)展具有重要意義。
1高層建筑結構選型的重要性
當前，城市建設事業(yè)迅速發(fā)展，這就促使城市土地資源和交通資源逐漸緊張。高層建筑解決了用地緊張問題，因此得到廣泛發(fā)展。此外，城市發(fā)展對建筑質量提出了更高的要求，高層建筑的高度以及結構功能也逐漸復雜起來，投資規(guī)模也越來越大。一方面，表現(xiàn)為高層建筑功能越來越向著綜合化方向發(fā)展，因此需要在高層建筑的內部設計和空間設計越來越向著多元化化方向發(fā)展。第二方面，高層建筑的規(guī)模和建設高度逐漸提升，在投資上以及施工上也逐漸增高，因此要想節(jié)約成本，就需要對方案的選型進行優(yōu)化，對各個部件進行進一步優(yōu)化，最終實現(xiàn)對工程質量以及工程成本的有效控制[1]。第三方面，在我國，高層建筑逐漸成為城市的地標性建筑，因此獲得社會各界的廣泛關注，促使部分新理念以及相關信息，均需要通過高層建筑來表達，因此高層建筑的結構選型屬于十分重要的影響因素。
2高層建筑結構選型
2.1剪力墻結構選型。在房屋內和外墻等均采用鋼筋混凝土結構，對此這些內容這些墻體不但承擔著相應荷載，同時還能夠在一定程度上抵抗水平力。對于剪力墻結構來說，因為被剪力墻分割成多個空間，對建筑進行布置和使用，均受到一定的限制，將其應用在住宅、公寓等居住型建筑則具有較高的經濟性，但是很少需要大空間的建筑。2.2框架結構選型。高層建筑的框架體系對梁柱進行應用，但是經過研究后發(fā)現(xiàn)，這樣做有可能會促使柱子承載力加大。講這種方式和剪力墻體系相比，人們對框架結構進行應用，可以再建筑內墻和外墻開設相應的矩形孔洞，但是其剛度相對較低，若將這一技術應用再形狀細長的高層建筑當中，框架有可能會發(fā)生較大的變化。2.3筒體結構體系。效連接外墻，然后形成一定的筒結構，形成相應的筒體結構體系。這一結構和上述兩種結構相比，承載力較大，剛度也相對較大，因此該結構經常被應用在高度在30-40層的建筑當中，借助這一結構來抵抗側向力。2.4特殊結構體系。對于大跨度的高層建筑而言，經常使用躍層桁架，通過這種方式對兩層樓板高度較大的桁架進行支撐，對豎向交錯挑層進行布置，便可以在高層建筑當中實現(xiàn)大跨度。加上一些大型框架或者巨型框架結構來說，該種類型的`結構基本上每隔15-20層就需要設置一個安放空調的設備層，然后借助這一設備層制作成一個剛度較大，承載力也較大的水平構件。對于這種大梁或者桁架而言，可以共同組成一個巨型框架。在一些特殊體系當中，還可以設置一些其他形式，例如曲殼體系，可以使用曲線形狀，從而提升承載力以及剛度。2.5基于經濟性和安全性的選擇。當前房屋建筑的高度逐漸增大，其中側向位移以及振動受到人們廣泛關注。相應建筑單位為了能夠促使高層建筑具有較強抵抗側向荷載的能力，經常加大對柱、梁、墻和板的截面，因此高層建筑施工過程中，需要使用比普通建筑多的材料。但是，高層建筑施工材料用量會隨著建筑所選結構體系變化的，若使用合適的結構體系，則能夠對抗側力結構所需材料的用量有效減少。對其進行具體設計過程中，對這一方式進行應用，不但不會增加成本，還在一定程度上提升建筑側向抗剪能力。確保豎向構件連接相對良好的基礎上，進一步增加抗彎度，盡可能的對豎向荷載進行分配，使其作用在主要的抗彎構件上。在中情況下，需要充分考慮實心墻以及斜撐強的合理位置，從而促使其可以和抵抗每層樓的局部剪力起到抵抗作用。因此，全部高層建筑基本上可以當成是將地面作為支撐的豎向懸臂結構。如果技術人員可以對以上原則進行科學應用，針對由剪力墻、礦體、筒體結構以及其余的豎向結構分體系方案進行進一步優(yōu)化，從而促使水承載力以及剛度方面的需求得到充分滿足，最終促使高層建筑結構足夠安全合理，并且由實現(xiàn)經濟適用的目的。
3案例分析
3.1工程概況。以某高層建筑群為例，其建筑面積為30萬㎡，其中商場建筑項目內容主要有裙房、辦公塔樓兩部分組成。這一建筑的高度為250m，總建筑面積為12萬㎡。同時，地下設置三層。3.2結構方案選型。該建筑需要使用空間較大，能夠靈活設置空間，同時具有良好采光的結構。一共設置了兩種方案，方案一為：鋼管混凝土——實腹鋼梁——鋼筋混凝土核——心筒結構；方案二維：型鋼混凝土柱——鋼筋混凝土梁——鋼筋混凝——土核心筒結構。對兩種方案進行比較，最終選擇出最優(yōu)方案。實際操作方式如下：建筑外墻厚度選擇500-1000mm的，將其內墻厚度控制在200-800mm。而外墻的框和外墻筒之間框架截面設計為H550×250×22mm，其中鋼次梁的截面設置為H550×250×12×16mm。還有另外一種備選方案，該方案四周框架主要使用的是鋼型混凝土柱，其中樓蓋梁所使用的是鋼筋混凝土梁。其核心筒的布置與方案一相同。
4結束語
綜上所述，高層建筑結構選型對于高層建筑使用壽命帶來一定影響，同時對于高層建筑建設過程中所用成本也帶來一定影響。這就需要相應技術人員對建筑結構選型方案進行進一步優(yōu)化，以促使選型足夠科學合理，為建筑企業(yè)帶來更大的經濟效益和社會效益。同時提升高層建筑的使用性能。
參考文獻
[1]胡曉彬，劉陽.超高層建筑結構選型與經濟性分析[J].工程經濟，2016，26（08）：62-64.
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