高层建筑结构选型

摘 要：高层建筑结构选型是否合理关系到建筑功能的实现.本文通过对高层建筑的结构选型意义、内容、要求、要点等问题进行了分析,以期推动高层建筑结构选型的良性发展.

关 键 词：高层建筑；结构；选型

1高层建筑结构选型的重要性

1.1高层建筑结构选型关系到城市建设的发展

高层建筑成为解决当前城市资源紧缺的主要形式,大大提高了土地利用率,实现城市优质资源的高效利用,进而实现城市综合能力的提高,实现现代化的建设和发展.高层建筑作为城市现代化的典型代表,受到社会各界的广泛关注,因此,高层建筑结构选型,直接关系到城市的现代化建设.

1.2高层建筑的结构选型是高层建筑发展的基础

现代城市建设要求通过结构选型来实现对高层建筑功能实用性的保证和经济成本的控制.一是表现在高层建筑的功能趋于综合化和多元化的发展,这就要求高层建筑的内部空间设计和平立面设计要趋于多元化和多功能化,要求高层建筑必须重视结构选型；二是高层建筑的规模和高度越来越大,投资和施工难度越来愈高,对建筑结构进行选型优化,可以有效的对部件和构建进行优化,实现成本的有效控制；三是高层建筑做成城市的地标性建筑,受到社会各界的广泛关注,一些新的理论和信息需要在高层建筑中进行表达,高层建筑的结构选型受到各种人为因素的影响.

2高层建筑结构选型的主要内容以及影响因素分析

2.1内容和要求

其内容包括有：基础结构的选择、竖向承重结构的选择、水平承重结构的选择三个方面.基础结构的主要内容包含有独立基础、箱型基础、条形基础、桩基础和筏形基础等形式；水平承重结构的内容包含有无梁楼盖、警示楼盖、单向板肋形楼盖、密肋楼盖、双向板肋形楼盖等形式；竖向承重结构的内容包含有框架结构、剪力墙结构、筒体结构和框架一剪力墙结构等形式.在高层建筑的结构选型过程中,为了实现对结构的科学合理的选择,需要对各种结构的使用范围和受力特点等具有详细的了解,高层建筑进行结构选型需要首先符合一些几点：建筑场地的选择要有利于施工,避开危险地段、土质液化或者地基不均匀沉降地段；抗侧力构建和重量在平面内的分布要基本对称；平面和立面的结构形式要对称、简单和规章,保证重心不偏离；对处于地震区的高层建筑应该具备抗震防线,保证建筑的刚度和延展性；结构的选型尽量与建筑的外部形式相一致,与周围的环境相符合,有利于施工和环境和谐.

2.2高层建筑结构选型的影响要素分析

2.2.1高层建筑所处的环境因素

高层建筑所处的环境和位置是进行高层建筑结构选型的首要影响因素,是进行建筑结构基础结构、水平承重结构和竖向承重结构选择的重要依据.建筑结构选型,是指在对设计的

目标、层次、方案进行全面的了解之后,在设计知识、施工经验和工程实例等综合的考虑下,所进行的选择过程.选型还应该通过对建筑结构体系的外部结构进行装饰性的设计,满足高层建筑的景观需要建筑空间的艺术化处理,实现建筑与周围环境的和谐统一.

2.2.2建筑功能的要求

建筑功能的有效实现是高层建筑结构体系选型的重要影响因素,任何建筑都具有对地质环境和空间开发的要求,高层建筑作为解决现代城市建设土地资源紧缺问题的重要途径,实现其功能更是其首要的设计要素之一.《高层建筑混凝土结构技术规程》中,对各种常见的高层建筑结构体系的最大适用高度进行了规定,高层建筑在进行结构选型时,可以根据这些规则大体确定建筑结构的规模、高度和功能空间的划分.高层建筑的结构选型,应尽可能的降低结构构件的高度,提高建筑空间的使用效率、使得建筑结构的剖面与建筑物的使用空间相适应,降低建筑结构的维护成本从而降低整个高层建筑的运行成本.

2.2.3结构材料

新型材料迅速发展,质量轻、强度高的新型材料在高层建筑的结构造型中应用广泛,因此,高层建筑结构选型需要结合建筑材料的性能进行,促进结构与形式的统一.

2.2.4施工水平

高层建筑的施工技术复杂,对施工的工艺水平要求较高.现代施工工艺和施工机械不断发展,使得高层建筑的一些施工难题如大跨度的施工变为现实,桩基施工、深基坑施工和大体积混凝土施工等技术的发展,以及大模板、组合模板和滑升模板等工艺的成熟,使得高层建筑在结构选型方面的空间大大增加,施工水平成为高层建筑结构选型的关键因素之一.

3高层建筑结构选型要点分析

3.1竖向承重结构的选择

高层建筑对竖向承重结构进行选择时,首先要考虑建筑物的高度和承重的需要,不同的建筑结构所能够承受的重量和实用的高度各不相同,需要注意.一般情况下,框架结构适用于层数较少、高度较低和方针需求降低的建筑；框架一剪力墙结构适用于大多数高层建筑的需要；筒体结构适用于超高层建筑和对防震要求较高的建筑.建筑的用也是进行竖向承重结构选择的关键,一般可以按照住宅建筑、商业建筑和公共性建筑三类.

3.2水平承重结构的选择

水平承重结构是保证高层建筑整体稳定性的重要结构,其选型一般包含以下几种：平板结构、无梁楼盖结构、密肋楼盖结构等.其中,平板结构包括有单向板和双向板,其优点是板底平整,结构高度低,不适用吊顶,适用于剪力墙结构和筒体结构.缺点是当建筑水平跨度较大时,楼面的重量太大,不宜采用.一般非预应力平板不应超过6m,预应力平板不应超过9m.无梁楼盖一般在公用建筑中采用,可以增加版主连接的可靠性.普通的钢筋混凝土楼面的跨度为6m以内,预应力混凝土楼面的跨度可以达到9m.在跨度较大而高度受到限制的情况下,一般采用密肋楼盖进行施工.楼盖结构的选择应满足以下要求,即建筑高度超过五十米时,框架一剪力墙结构、筒体结构等复杂的高层建筑结构,应该采取现浇楼盖的方式进行；房屋高度小于五十米时,应该按照防震的等级进行选择,即6、7级抗震结构应该选择装配整体式楼盖、防震等级为8、9级时,应该采用框架一剪力墙现浇楼盖结构.此外,应该注意的是,混凝土强度等级要在C20-0之间.

3.3下部结构选择

基础结构对于高层建筑来说具有重要的意义,是保证上部建筑安全和牢固的必要基础.下部结构的选择,直接关系到高层建筑的安全和施工造价、工期等.高层建筑下部基础结构主要包含有柱下独立基础、交叉梁基础、片筏基础和复合型基础四种.柱下独立基础适用于地质条件较好、高度较低的高层建筑；交叉了基础适用于地质一般、高度较低和框架一剪力墙和剪力墙建筑结构；片筏基础适用于土质较弱但高度较低或者土地较好但高度较高的情况,可以比桩基础更加的利于施工和减少成本,缺点是刚度较弱,对不均匀沉降、裂缝和变形的要求较高.复合型基础适用于地质较弱和高度较高的情况,可以满足较高层建筑的结构要求.

4结语

高层建筑结构选型是高层建筑设计和施工的重要环节,直接关系到高层建筑的经济性和安全性,关系到高层建筑能否实现预期的城市功能.高层建筑的结构选型在我国的发展尚处于初步阶段,需要不断的提高水平和总结经验,促进高层建筑发展.