高層建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢(shì)

發(fā)布時(shí)間：2017-12-11   來源：http://gdqlk.cn/

  1.構(gòu)件立體化

    2.高層建筑在水平載荷作用下，主要依靠豎向構(gòu)件提供抗推剛度和強(qiáng)度來維持穩(wěn)定，在各類豎向構(gòu)件中，豎向線形的抗推剛度很小；豎向平面結(jié)構(gòu)雖然在其平面內(nèi)具有很大的抗推強(qiáng)度，然而其平面外的剛度依然小到可以忽略不計(jì)。由4片墻圍成的墻筒或由4片密柱深梁柜架圍成的框筒，盡管其基本元件依舊是線形構(gòu)件或平面構(gòu)件，但它已經(jīng)轉(zhuǎn)變成具有不同力學(xué)特性的立體構(gòu)件，在任何方向水平力的作用下，均有寬大的翼緣參與抗壓和抗拉，其抗力偶的力臂，即橫截面受壓區(qū)中心的距離很大，能夠抗御很大的傾覆力矩，從而使用于層數(shù)很多的高層建筑。

    2.結(jié)構(gòu)支撐化

    3.框筒是用于高層建筑的一種抗側(cè)立構(gòu)件，然而，它固有的剪力滯后效應(yīng)，削弱了它的抗剪強(qiáng)度和水平承載力，特別是當(dāng)高層建筑平面尺寸較大，或者因建筑功能需要而加大柱距時(shí)，剪力滯后效應(yīng)就更加嚴(yán)重，致使翼緣框架抵抗傾覆力矩的作用很大降低，為了使筒狀結(jié)構(gòu)能充分發(fā)揮潛能并有效用于更高層建筑，在框筒中增設(shè)支撐或斜向布置的抗剪力墻板，已成為一種框筒的有力措施。

    若把在抵抗傾覆力矩中承擔(dān)壓力或拉力的構(gòu)件，由原來的沿高層建筑周邊分散布置，改為向房屋四角集中，在轉(zhuǎn)角處形成一個(gè)巨大柱，并利用交叉斜桿連成一個(gè)立體支撐體系，是高層建筑結(jié)構(gòu)中的又一發(fā)展趨勢(shì)。由于巨大腳柱在抵抗任何方向傾覆力矩時(shí)具有大的力臂，從而框筒更能充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)。

    3.形體多樣化

    為了體現(xiàn)個(gè)性，追求新穎，使高層建筑的平面、立面體型均極具特性，結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度和不規(guī)則度為國內(nèi)外前所未有的，為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來極大挑戰(zhàn)。

    4.材料高度強(qiáng)度化

    隨著建筑高度的增加，結(jié)構(gòu)面積占建筑使用面積的比例越來越大，為了改善這一不合理狀況，采用高度強(qiáng)度鋼和高度強(qiáng)度混凝勢(shì)在必行，如C80和C100強(qiáng)度的混凝土已經(jīng)在超高層建筑中得到使用?？梢詼p少結(jié)構(gòu)構(gòu)件的尺寸，減少結(jié)構(gòu)的自重，必將對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

    5.建筑輕量化

    建筑物越高，自重越大，引起的水平地震作用就越大，對(duì)豎向構(gòu)件和地基構(gòu)成造成的壓力也越大，從而帶來一系列的不利影響。因此，目前在高層建筑中，已經(jīng)開始推廣應(yīng)用輕質(zhì)隔墻，輕質(zhì)外墻板，以及采用陶?；鹕焦璧葹楣橇系妮p質(zhì)混凝土材料。以減輕建筑物自重。

    6.組合結(jié)構(gòu)化

    采用組合結(jié)構(gòu)可以建造比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)更高的建筑，在    日本，組合結(jié)構(gòu)高層建筑發(fā)展迅速，其數(shù)量已超過混凝土結(jié)構(gòu)的高層建筑，目前應(yīng)用較為：外包混凝土組合柱、鋼管混凝土組合柱以及外包混凝土的鋼管混凝土雙重組合柱等多種組合結(jié)構(gòu)。我國在高層建筑中已經(jīng)大量應(yīng)的 澆鋼—混凝土組合框架—   墻體結(jié)構(gòu)體系，是一種優(yōu)化組合結(jié)構(gòu)體系。充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)良的抗拉性能以及混凝土結(jié)構(gòu)的抗壓性能，進(jìn)一步減輕結(jié)構(gòu)重量，提高結(jié)構(gòu)延展性。

    7.結(jié)構(gòu)耗能減震化

    目前，在美國、日本等各種耗能減震控制裝置已在高層建筑中得以應(yīng)用，中國在部分高層建筑工程中應(yīng)用了這種技術(shù)，創(chuàng)造一個(gè)安全、平穩(wěn)和舒適的辦公環(huán)境，并要能對(duì)各種干擾進(jìn)行有效地隔離和控制。

     8.結(jié)語

    中國建筑業(yè)正面臨更大的發(fā)展機(jī)遇，人口及城市發(fā)展與用地之間的矛盾使高層建筑的發(fā)展成為必然。高層建筑所需承擔(dān)的載荷和傾覆力矩將越來越大，在確保高層建筑具有足夠可靠度的前提下，為了進(jìn)一步節(jié)約材料和降低造價(jià)，高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件將不斷的更新，設(shè)計(jì)理念也將不斷發(fā)展。