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高層建筑發(fā)展范文1
關(guān)鍵詞：高層建筑 ；發(fā)展 ；設(shè)計(jì)要點(diǎn)
從古至今，幾乎每一個(gè)時(shí)期都能夠找到高層建筑的身影。高層建筑的發(fā)展有著一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程。各個(gè)時(shí)期的高層建筑既體現(xiàn)了人類(lèi)智慧，也是對(duì)一個(gè)時(shí)期經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的真實(shí)反映。
1.高層建筑的發(fā)展
1.1高層建筑的幾個(gè)發(fā)展階段
第一階段：十九世紀(jì)之前。早在一千多年以前世界上就已經(jīng)出現(xiàn)了高層建筑。古羅馬已經(jīng)能夠修建十層左右的房屋。我國(guó)古代也有許多杰出的高層建筑，例如西安大雁塔改建于公元704年，已經(jīng)高達(dá)60多米。雖然受到經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的約束，但是當(dāng)時(shí)的建筑大多墻壁厚實(shí)，支撐的柱子也大多十分牢固。
第二階段：十九世紀(jì)到二十世紀(jì)這一百年間。隨著科技的迅速發(fā)展，電梯的使用逐漸普及化，于是建筑的高度逐漸增加。十九世紀(jì)末的美國(guó)已經(jīng)能夠建造29層高的樓房。同時(shí)由于工業(yè)革命的影響，高層建筑的建筑材料得到了充分的開(kāi)發(fā)和利用，一些建筑物開(kāi)始使用高強(qiáng)度的鐵作為高層建筑的承重框架。法國(guó)和美國(guó)相繼采用鋼筋混凝土作為建筑物的主要框架結(jié)構(gòu)。
第三階段：二十世紀(jì)以后。此時(shí)的高層建筑進(jìn)入了快速發(fā)展階段，高層建筑的整體質(zhì)量也開(kāi)始得到更多的關(guān)注。這一階段歐美的高層建筑處于飽和狀態(tài)，但先進(jìn)的建筑結(jié)構(gòu)體系的形成以及經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，仍然使得高層建筑在發(fā)展中國(guó)家普及開(kāi)來(lái)。目前最高的建筑物是馬來(lái)西亞吉隆坡佩特羅納斯大樓，已經(jīng)高達(dá)450米。
1.2現(xiàn)代高層建筑發(fā)展的起因
隨著工業(yè)革命的爆發(fā)，城市人口激增，無(wú)論是城市的土地還是生活資都源變得尤為稀缺，使得地價(jià)不斷上漲。通過(guò)建造高層建筑，既增加了單位面積的使用效率，又節(jié)約了土地資源，實(shí)現(xiàn)了資源的優(yōu)化配置。同時(shí)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)也在一定程度上帶動(dòng)了高層建筑的進(jìn)步。新興科技為高層建筑提供科學(xué)的技術(shù)保障，混合材料的使用增加了高層建筑的質(zhì)量。隨著社會(huì)的進(jìn)步，高層建筑的制造已然成為了衡量一個(gè)地區(qū)或者城市建筑結(jié)構(gòu)是否完善，施工設(shè)備是否達(dá)到世界水平的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。
1.3高層建筑的缺陷
高層建筑由于承重的增加，必須采用鋼材建造，而鋼材存在一個(gè)致命的缺陷，遇高溫就會(huì)變軟，喪失原有的強(qiáng)度。雖然在建造過(guò)程中會(huì)涂上一層防火涂料，但這只是最基本的防護(hù)措施，如果真的遇到大型火災(zāi)，防火涂料幾乎沒(méi)有什么可用之處。而高層建筑在面對(duì)各種突發(fā)事件的時(shí)候，所能采取的措施其實(shí)相當(dāng)有限。一般的高層大廈都是人口密集相對(duì)較多的地方，用火和用電十分頻繁。隨之帶來(lái)的問(wèn)題就擺在眼前：消防安全和人員疏散。一旦發(fā)生事故，整個(gè)建筑中的人員都需要得到疏散，如果電梯發(fā)生故障，疏散工作就變得十分困難。同時(shí)還要看到，高層建筑的維護(hù)費(fèi)用是十分高昂的，如果發(fā)生坍塌和損毀，基本上無(wú)法再在短時(shí)間內(nèi)建造出相同的建筑物，會(huì)給整個(gè)國(guó)家?guī)?lái)巨大的損失。
2. 高層建筑的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
2.1采光設(shè)計(jì)
高層建筑的設(shè)計(jì)目標(biāo)之一就是能夠減少能源的消耗，實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約型社會(huì)的發(fā)展要求。因此對(duì)增加高層建筑的采光效果，減少人工照明成為了重要的環(huán)節(jié)。現(xiàn)代的建筑中，一般都采用幾種常見(jiàn)的日光采集系統(tǒng)來(lái)達(dá)到減少人工能源消耗的目的：（1）通過(guò)提高單位面積的采光區(qū)域，減少由于太陽(yáng)輻射造成的制冷負(fù)荷，從未減少能耗；（2）通過(guò)讓陽(yáng)光直射屋頂平面在不增加太陽(yáng)強(qiáng)度的基礎(chǔ)上又能使得采光區(qū)域更加深入；（3）最主要的系統(tǒng)就是要能夠阻擋太陽(yáng)的直接照射，在獲得每日太陽(yáng)位置的變化找到適合的采光區(qū)，減少人們對(duì)太陽(yáng)光溫度的不適應(yīng)，也能節(jié)約人工能源。通過(guò)對(duì)采光系統(tǒng)的運(yùn)用，能夠獲得人工節(jié)能與增加采光的雙重益處。適當(dāng)?shù)牟晒猸h(huán)境，能夠?yàn)槿藗兲峁┦孢m的工作環(huán)境，保證工作效率。而人工照明能源的節(jié)約，更是能夠減少各種突發(fā)事件的發(fā)生。
2.2電力設(shè)施的設(shè)計(jì)
高層建筑對(duì)于防火的要求相較于普通建筑更加嚴(yán)格。牢固的電力設(shè)施就能夠在事件突發(fā)的情況下帶來(lái)極大的便利。（1）應(yīng)急電源。為了能夠更好的對(duì)突發(fā)狀況采取措施，必要的應(yīng)急照明工作也是必不可少的。要保證高層建筑的供電，必須在建造初期就使得電源的供應(yīng)來(lái)自?xún)蓚€(gè)不同的發(fā)電站。一旦發(fā)生消防事故，能夠保證高層建筑的正常供電。同時(shí)還要準(zhǔn)備好應(yīng)急的供電設(shè)備，保證停電的時(shí)候能夠維持建筑物的正常運(yùn)行。（2）電梯。電梯作為高層建筑中不可缺失的運(yùn)輸工具，無(wú)論是日常生活還是緊急狀況下，都需要高度重視。電梯的設(shè)計(jì)要能夠保證對(duì)整個(gè)建筑人員的載重，安裝位置比較顯眼，方便出行。平時(shí)采取定期維修和保養(yǎng)，在遇到緊急情況下，能夠安全迅速疏散人群。
2.3排煙設(shè)計(jì)
在大多數(shù)高層建筑火災(zāi)發(fā)生過(guò)程中，造成傷亡的直接原因是由于吸入煙氣導(dǎo)致的窒息和中毒。事故發(fā)生的主要原因還是在于為了節(jié)省使用面積，大部分的制造商取消了消防電梯的設(shè)計(jì)，僅僅只有普通的居住用電梯。由于消防電梯內(nèi)部有自然排風(fēng)條件，而樓梯的出入口處也有設(shè)計(jì)陽(yáng)臺(tái)和通風(fēng)口，煙氣在蔓延過(guò)程中能夠很快的排出，從而能夠有效地減少了事故發(fā)生的傷亡情況。
2.4抗震設(shè)計(jì)
地震的突發(fā)對(duì)于高層建筑的質(zhì)量是一個(gè)巨大的考驗(yàn)。一般高層建筑在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)候，需要注意以下幾個(gè)問(wèn)題：（1）建筑物建造前需要最好一系列準(zhǔn)備工作，包括構(gòu)造框架的位置是否準(zhǔn)確，在大廳的四角和轉(zhuǎn)彎處是否已經(jīng)設(shè)置構(gòu)造柱等關(guān)鍵問(wèn)題。其中關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是在山墻和縱墻的交界處勘察構(gòu)造柱的承重能力；（2）巖土工程的勘探資料必須齊全。當(dāng)巖石工程的資料不完善的時(shí)候，不能立即進(jìn)行施工，否則就不能掌握整體的建筑規(guī)劃，設(shè)計(jì)方案很有可能發(fā)生嚴(yán)重偏差；（3）準(zhǔn)確把握抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)《建筑抗震設(shè)防分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)》制定的設(shè)防等級(jí)，嚴(yán)格執(zhí)行，不能隨意提高或者降低設(shè)防等級(jí)，在保證整個(gè)建筑物安全的基礎(chǔ)上，減少工程建造費(fèi)用。
2.5消防設(shè)計(jì)
高層建筑存在隱患的主要原因還是由于在事故發(fā)生的過(guò)程中會(huì)面臨各種各樣的問(wèn)題，因此要全面考慮到各種情況的應(yīng)對(duì)措施。（1）人員疏散設(shè)計(jì)。面對(duì)人口密集的高層建筑，一旦發(fā)生事故，人員的疏散是最重要的一步。如果火勢(shì)不是過(guò)大，可以維持電梯的正常運(yùn)行，以保證在最短的時(shí)間內(nèi)能夠?qū)⑺腥巳撼冯x現(xiàn)場(chǎng)。當(dāng)火勢(shì)過(guò)大的時(shí)候，才需要通過(guò)樓梯疏散人群，雖然這樣會(huì)增加疏散的難度和時(shí)間，但這在事故中能夠有效保證每個(gè)人的人身安全。（2）火勢(shì)控制設(shè)計(jì)。高層建筑物大多有可燃物的堆放，一旦燃燒起來(lái)就會(huì)產(chǎn)生大量的煙氣。在建造建筑物的時(shí)候就要考慮到這一因素，在管道內(nèi)設(shè)置一些防火閥，控制火勢(shì)的蔓延，為救援工作增加時(shí)間。（3）火災(zāi)撲滅設(shè)計(jì)。高層建筑的火災(zāi)會(huì)造成大面積的蔓延，但由于周?chē)ㄖ锖偷匦蔚南拗疲趽渚冗^(guò)程中會(huì)存在一定的困難。如果只是小范圍的火災(zāi)，可以對(duì)一些重要物品進(jìn)行適當(dāng)轉(zhuǎn)移，如果高層建筑火勢(shì)蔓延迅速，則要盡量先撲滅易燃易爆物品周?chē)幕鹧妫乐谷藛T傷亡。
3.結(jié)語(yǔ)
高層建筑的發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。而時(shí)代的進(jìn)步使得高層建筑在社會(huì)中的運(yùn)用變得廣泛，而高層建筑的發(fā)展也促進(jìn)了對(duì)其設(shè)計(jì)要點(diǎn)的深入研究。通過(guò)觀察各個(gè)階段高層建筑的特點(diǎn)，能夠?yàn)榻窈蟾鲊?guó)的高層建筑建造提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)。
參考文獻(xiàn)
[1] 沈恒冰，郭晶，龔子駿等.淺談現(xiàn)代高層建筑設(shè)計(jì)要點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013，（9）：203.
高層建筑發(fā)展范文2
關(guān)鍵詞：高層建筑 點(diǎn)式高層 拆遷 住宅面積
建國(guó)以來(lái)，我們國(guó)家對(duì)住宅規(guī)模的投資建設(shè)，進(jìn)行了多次重大的方案改革，六十年代以前建的多是三層或三層以下的住宅，六十年代提高到三，四層，七十年展到五，六，進(jìn)入八十年代，出現(xiàn)了不設(shè)電梯的七，八層住宅。從政府所管轄的家屬院中，其建筑歷史可見(jiàn)一斑。這一切導(dǎo)致了進(jìn)入二十一世紀(jì)，我國(guó)的建筑壽命短暫，全國(guó)上下一片拆樓聲，大家笑稱(chēng)中國(guó)的英文字母就是‘拆啊’。
迫使社會(huì)發(fā)展的這種原因是什么呢？
首先是人的因素，人的數(shù)量的因素，從全國(guó)看，95年的二月十五日是中國(guó)12億人口日，而這80%的人口是近十億均為建國(guó)后出生，人口數(shù)量的激增，住宅建設(shè)如果沒(méi)有超前意識(shí)的考慮，就會(huì)出現(xiàn)房屋的短缺以及在建房投資中出現(xiàn)誤區(qū).
由于人口慣性大，“剎車(chē)”困難，因此專(zhuān)家估計(jì)，中國(guó)的人口將在下一世紀(jì)中，也即2050年才能出現(xiàn)零增長(zhǎng)。而那時(shí)中國(guó)的人口預(yù)計(jì)將有十六億。
其二，是耕地面積，我國(guó)國(guó)土面積960萬(wàn)平方公里，但其中可耕地面積不足10%，我國(guó)人均耕地面積為1.2畝，人均林地面積1,8畝，分別不到世界平均水平的1/3和1/8.就這樣，在1991年至1993年的三年間，大搞開(kāi)發(fā)區(qū)建設(shè)，全國(guó)減少耕地面積840畝，94年又減少耕地600畝。致使土地價(jià)格由原來(lái)的3―4萬(wàn)一畝，暴漲了幾百倍。近年來(lái)暴漲已近千倍。
其三，社會(huì)發(fā)展了，人們的需求有所不同，人們?cè)跍仫柦鉀Q了以后，必然要對(duì)住宅的多種功能要求有所提高，從近年來(lái)全國(guó)房產(chǎn)裝修熱即能看出。
那么，我國(guó)人均占有居住面積為多少呢？1978年為3.6平方米/人均，美國(guó)1976年為18平方米/人均，西德1974年為16平方米/人均。法國(guó)1976年為12平方米/人均。可見(jiàn)要想與國(guó)際社會(huì)接軌，我們房子的缺口實(shí)在太大了。根據(jù)1978年對(duì)182個(gè)城市的統(tǒng)計(jì)，這些城市缺房戶為700萬(wàn)戶，占統(tǒng)計(jì)總數(shù)的35.8%。這些都是20多年前的數(shù)字了，其實(shí)城市發(fā)展到今日，還遠(yuǎn)未考慮城市擴(kuò)張，農(nóng)民工進(jìn)城，以及城中村的改造，的社會(huì)進(jìn)步，等等因素。
近年來(lái)，由于地價(jià)牽涉的原因，其他的福利配套難以形成網(wǎng)絡(luò)，在家屬區(qū)內(nèi)形成一股急于求成，盲目亂建，見(jiàn)縫插針的跡象。在舊樓中加層，加陽(yáng)臺(tái)，拆舊樓三層改建六層。只在加大建筑密度上下功夫，不用歷史的眼光看問(wèn)題，是不科學(xué)的。
如果隨著社會(huì)的發(fā)展，上面所列的三點(diǎn)理由，達(dá)不到完善和根本解決，若干年后又會(huì)重新拆掉許多近年新建的多層住宅，從建筑結(jié)構(gòu)來(lái)講，使用幾十年左右的建筑，在我國(guó)目前的經(jīng)濟(jì)情況下，過(guò)早地結(jié)束使用無(wú)疑造成了極大的浪費(fèi)。
家屬區(qū)為何不能搞高層住宅呢？其實(shí)只要是點(diǎn)式高層住宅，它的住宅間距只要22米，間距系數(shù)只有0.65米，比多層的1.1----1.2米縮小了一半，而且一般說(shuō)來(lái)，冬至后四小時(shí)的日照已能滿足住宅衛(wèi)生要求了。
其二，有人認(rèn)為乘電梯上下，會(huì)不習(xí)慣。其實(shí)，對(duì)于六七層的多層住宅人們同樣會(huì)不習(xí)慣。在家屬區(qū)建大量的五。六層住宅，為了節(jié)約用地和照顧日照朝向，住宅組群按行列式布置，結(jié)果房屋間距不算小，室外場(chǎng)地不好利用，空間尺度也不親切。
隨著社會(huì)的發(fā)展，人們的交往方式已逐步開(kāi)始改變。
高層住宅對(duì)健康有利的一面往往被人忽略，高層住宅受地面上飛揚(yáng)的塵埃。彌漫的廢氣等影響少，受相鄰建筑物的燥聲和視線干擾少，居住環(huán)境安靜，空氣新鮮，陽(yáng)光充足。因?yàn)樗值目諝獗戎刂兀邔由系南鄬?duì)濕度低住高層可以獲得較為干燥的居住環(huán)境。高層住宅離地面較遠(yuǎn)，除受太陽(yáng)直射與天空散射的輻射作用外，不受地面及鄰近建筑物反射熱量的影響，來(lái)風(fēng)比較大，使居室在炎熱的夏天既涼快又舒適。
其三，還有人認(rèn)為高層的配套設(shè)施多，會(huì)造成造價(jià)太高，其實(shí)這是一個(gè)綜合的數(shù)字，單從某一個(gè)造價(jià)子目看問(wèn)題，也許高于多層建筑，但從占地面積。框架現(xiàn)澆等工業(yè)化高水平上來(lái)看，總的平均值只比多層高6----11%
高層建筑還有他經(jīng)濟(jì)的一面，如交通運(yùn)輸設(shè)施《如各種道路，車(chē)輛及地下鐵道等》和管網(wǎng)設(shè)施《如電力，電訊，供水，排水，熱力管網(wǎng)，及煤氣管道》的投資和維護(hù)費(fèi)用就比多層要少，對(duì)于家屬區(qū)的改造來(lái)說(shuō)，高層一般以塔式為標(biāo)準(zhǔn)，可以減少拆遷，可以增大住宅面積，美化城市，改變和豐富城市輪廓都是無(wú)可質(zhì)疑的。廣廈工程及近年來(lái)的安居工程中，主動(dòng)向高層靠攏是極為積極的措施，向高空發(fā)展，增大一次性投入，一勞永逸的改善住房條件，已成為非常現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，僅靠加層修補(bǔ)，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求了必須建立新的建筑群體。增加綠地。才能真正提高人民的生活水準(zhǔn)。
主要參考文獻(xiàn)：
統(tǒng)計(jì)資料來(lái)源選自；
高層建筑發(fā)展范文3
關(guān)鍵詞：高層建筑 新材料 抗震 低碳
1. 高層建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)
有關(guān)高層建筑的定義目前尚沒(méi)有統(tǒng)一規(guī)定，從理論上講應(yīng)按照結(jié)構(gòu)的受力特性來(lái)劃分，即按水平作用對(duì)建筑物的影響程度來(lái)劃分。聯(lián)合國(guó)教科文組織下屬的世界高層建筑委員會(huì)曾于1972年在美國(guó)賓夕法尼亞州的伯利恒市召開(kāi)的國(guó)際高層建筑會(huì)議上專(zhuān)門(mén)討論了這個(gè)問(wèn)題，提出將9層及9層以上的建筑定義為高層建筑，并建議按建筑的高度將高層建筑分為4類(lèi)：第一類(lèi)，9～16層（最高到50 m）；第二類(lèi)，17～25層（最高到75 m）；第三類(lèi)，26～40層（最高到l00 m）；第四類(lèi)，也稱(chēng)超高層建筑，40層以上（高度在100 m以上）。
在我國(guó)，關(guān)于高層建筑的界限規(guī)定也未完全統(tǒng)一。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3―2002）（以下簡(jiǎn)稱(chēng)高規(guī)）規(guī)定，10層及10層以上和高度超過(guò)28 m的鋼筋混凝土民用建筑屬于高層建筑。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB 50045-1995）規(guī)定，10層及10層以上的住宅建筑（包括底層設(shè)置商業(yè)服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)的住宅）和建筑高度超過(guò)24 m的公共建筑為高層建筑。建筑高度指建筑物室外地面到其檐口或屋面、屋面板板頂?shù)母叨龋蓓斏系耐⑺溟g、電梯機(jī)房、排煙機(jī)房和出屋面的樓梯間等不計(jì)入建筑高度和層數(shù)內(nèi)。
高層建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)包括：
①水平荷載對(duì)結(jié)構(gòu)的影響大，側(cè)移成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要控制目標(biāo)之一。對(duì)一般建筑物，其材料用量、造價(jià)及結(jié)構(gòu)方案的確定主要由豎向荷載控制，而在高層建筑結(jié)構(gòu)中，高寬比增大，水平荷載（包括風(fēng)力和地震力）產(chǎn)生的側(cè)移和內(nèi)力所占比重增大，成為確定結(jié)構(gòu)方案、材料用量和造價(jià)的決定因素。其根本原因就是側(cè)移和內(nèi)力隨高度的增加而迅速增長(zhǎng)。
②樓（屋）蓋結(jié)構(gòu)整體性要求高。高層建筑結(jié)構(gòu)的整體共同工作特性主要是各層樓板（包括樓面梁系）作用的結(jié)果，由于樓板在自身平面內(nèi)的剛度很大，變形較小，故在高層建筑中一般都假定樓板在自產(chǎn)生平面內(nèi)只有剛移（僅產(chǎn)生平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)），而不改變形狀，并忽略樓板平面之外的剛度。因此，在高層建筑結(jié)構(gòu)中的任一樓層高度處，各抗側(cè)力結(jié)構(gòu)都要受到樓板剛體移動(dòng)的制約，即所謂的位移協(xié)調(diào)，這時(shí)抗側(cè)剛度大的豎向平面結(jié)構(gòu)必然要分擔(dān)較多的水平力。
③高層建筑結(jié)構(gòu)中構(gòu)件的多種變形影響大。在一般房屋結(jié)構(gòu)分析中，通常只考慮構(gòu)件彎曲變形的影響，而忽略構(gòu)件軸向變形和剪切變形的影響，一般是因?yàn)槠錁?gòu)件的軸力和剪力產(chǎn)生的影響很小。而對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)，由于層數(shù)多、高度高，軸力很大，從而沿高度逐漸積累的軸向變形很顯著，中部構(gòu)件與邊部、角部構(gòu)件的軸向變形差別大，對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力分配的影響大，因而構(gòu)件中的軸向變形影響必須加以考慮。
④結(jié)構(gòu)受到動(dòng)力荷載作用時(shí)的動(dòng)力效應(yīng)大。根據(jù)結(jié)構(gòu)本身的特點(diǎn)不同，如結(jié)構(gòu)的類(lèi)型與形式，結(jié)構(gòu)的高度與高寬比，結(jié)構(gòu)的自振周期與材料的阻尼比等的不同，結(jié)構(gòu)受到地震作用或風(fēng)荷載作用時(shí)，產(chǎn)生的動(dòng)力效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)的影響也不同，有時(shí)這種動(dòng)力效應(yīng)嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)物的正常使用，甚至造成房屋的破壞。
⑤扭轉(zhuǎn)效應(yīng)大。當(dāng)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量分布、剛度分布不均勻時(shí)，高層建筑結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下容易產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)作用，扭轉(zhuǎn)作用會(huì)使抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的側(cè)移發(fā)生變化，從而影響各個(gè)抗側(cè)力結(jié)構(gòu)構(gòu)件（柱、剪力墻或筒體）所受到的剪力，并進(jìn)而影響各個(gè)抗側(cè)力結(jié)構(gòu)構(gòu)件及其他構(gòu)件的內(nèi)力與變形。因此，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)也是不可忽視的問(wèn)題。
⑥必須重視結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定和抗傾覆問(wèn)題。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)該重視結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性與結(jié)構(gòu)的抗傾覆能力，防止結(jié)構(gòu)發(fā)生整體失穩(wěn)的破壞情況。
⑦當(dāng)建筑物高度很大時(shí)，結(jié)構(gòu)內(nèi)外與上下的溫差過(guò)大而產(chǎn)生的溫度內(nèi)力和溫度位移也是高層建筑結(jié)構(gòu)的一種特點(diǎn)。
2. 高層建筑的未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)
近年來(lái)，高層建筑呈現(xiàn)出以下發(fā)展趨勢(shì)：
①新材料的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。隨著高性能混凝土材料的研制和不斷發(fā)展，混凝土的強(qiáng)度等級(jí)和韌性性能也不斷地改善。混凝土的強(qiáng)度等級(jí)已經(jīng)可以達(dá)到C100甚至更高，在高層建筑中應(yīng)用高強(qiáng)度混凝土，可以減小結(jié)構(gòu)構(gòu)件的尺寸，減少結(jié)構(gòu)自重，必將對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展產(chǎn)生重大影響。高強(qiáng)度具有良好可焊性的厚鋼板將成為今后高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的主要用鋼，而耐火鋼材FR鋼的出現(xiàn)為鋼結(jié)構(gòu)的抗火設(shè)計(jì)提供了方便。
②層數(shù)增多，高度加高。由于城市規(guī)劃、用地緊張和使用功能等原因，我國(guó)高層建筑目前也有一些正在設(shè)計(jì)或施工的80層以上的建筑。在地震區(qū)的鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，我國(guó)處在世界領(lǐng)先地位。
③組合結(jié)構(gòu)高層建筑增多，采用組合結(jié)構(gòu)可以建造比混凝土結(jié)構(gòu)更高的建筑。在強(qiáng)震國(guó)家日本，組合結(jié)構(gòu)高層建筑發(fā)展迅速，其數(shù)量已超過(guò)混凝土結(jié)構(gòu)高層建筑。除外包混凝土組合柱外，鋼管混凝土組合柱應(yīng)用很廣泛，外包混凝土和鋼管混凝土雙重組合柱的應(yīng)用也很多。由于鋼管內(nèi)混凝土在處于受壓狀態(tài)時(shí)，能提高構(gòu)件的豎向承載力，從而可以節(jié)省鋼材。
④新型結(jié)構(gòu)形式的應(yīng)用增多。已建成的香港中國(guó)銀行大廈和正在籌劃中的芝加哥532 m高的摩天大樓方案，都采用了桁架筒體，并將全部垂直荷載傳至周邊結(jié)構(gòu)，它們的單位面積用鋼量都僅約150 kg/m2，特別節(jié)省鋼材。預(yù)計(jì)這種結(jié)構(gòu)體系今后在300 m以上的高層建筑中將得到更多的應(yīng)用。巨型框架體系由于其剛度大，便于在內(nèi)部設(shè)置大空間，今后也將得到更多的應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)：
高層建筑發(fā)展范文4
關(guān)鍵詞：高層建筑；鋼結(jié)構(gòu)；施工體系；框架梁
中圖分類(lèi)號(hào)：TU391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）10-0042-03
自19世紀(jì)80年代美國(guó)芝加哥建成了世界上第一幢高層鋼結(jié)構(gòu)建筑起，高層鋼結(jié)構(gòu)建筑已具有110余年的歷史。經(jīng)過(guò)第二次世界大戰(zhàn)，世界人口激增，地價(jià)也相應(yīng)提高，同時(shí)隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，各項(xiàng)鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)如對(duì)鋼結(jié)構(gòu)體系的研究以及施工技術(shù)、計(jì)算技術(shù)等也日趨完善，高層鋼結(jié)構(gòu)建筑在世界范圍內(nèi)廣泛興起。由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)存在自身重量大、所建柱子占地面積大等各種缺陷，其在高層建筑建設(shè)中的應(yīng)用受到限制。為克服混凝土的弊端，各國(guó)加強(qiáng)了對(duì)高強(qiáng)度鋼結(jié)構(gòu)的重視程度，高強(qiáng)度鋼材應(yīng)運(yùn)而生，在高層建筑中采用部分鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及理論研究也獲得了相應(yīng)的成果，并逐漸應(yīng)用于高層建筑的構(gòu)建中。高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展水平一度成為衡量一個(gè)國(guó)家建筑在科技方面水平的重要標(biāo)志，同時(shí)也體現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家的材料工業(yè)水平，甚至成為衡量一個(gè)國(guó)家綜合技術(shù)水平以及建設(shè)部門(mén)財(cái)力水平的象征。
1 我國(guó)高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展
改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)不斷引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，高層鋼結(jié)構(gòu)建筑也隨之不斷發(fā)展起來(lái)，到目前為止已有30余年的發(fā)展史。在此期間我國(guó)在高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計(jì)以及施工方面已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的自行編制是我國(guó)高層建筑鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展過(guò)程中的巨大成果，它的頒布充分彰顯了我國(guó)在高層建筑鋼結(jié)構(gòu)方面的技術(shù)已逐步完善。目前我國(guó)在此方面已逐漸出現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化的趨勢(shì)。
1.1 鋼材生產(chǎn)的國(guó)產(chǎn)化
國(guó)內(nèi)部分鋼鐵企業(yè)已以國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)制定出了第一套由我國(guó)自行編制的高層建筑鋼結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，即《高層建筑結(jié)構(gòu)用鋼板》，該標(biāo)準(zhǔn)與原有的《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》相比具有更高的適用性，并且其中的多種性能指標(biāo)均較國(guó)外同類(lèi)性產(chǎn)品具有更高的質(zhì)量保證。
1.2 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)國(guó)產(chǎn)化
自鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)引入我國(guó)到2003年期間我國(guó)在建以及已建的鋼結(jié)構(gòu)高層建筑已超過(guò)60余幢，本文依照其結(jié)構(gòu)類(lèi)型對(duì)其進(jìn)行劃分，RC核心筒種類(lèi)有很多，常見(jiàn)的有SRC框架、鋼框架、矩形框架以及純鋼框架和鋼筋混凝土框架等。其中SRC與鋼框架二者組成的合材約占60.11%。但據(jù)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在我國(guó)所擁有的高層建筑鋼結(jié)構(gòu)中混凝土占較大比例。由于我國(guó)混凝土結(jié)構(gòu)尚且沒(méi)有進(jìn)行完整的系統(tǒng)性研究，因此《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》尚不能被列入高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)建規(guī)范中。我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)高層建筑的最大寬度以及高度有一定限制，因此在實(shí)際操作中需要考慮到這一規(guī)范，否則，應(yīng)當(dāng)需要進(jìn)行相關(guān)的專(zhuān)項(xiàng)論證以及實(shí)驗(yàn)研究等。相比之下，建設(shè)部制定的第111號(hào)令具有一定的可操作性，如《超限高層建筑抗震設(shè)防專(zhuān)項(xiàng)審查技術(shù)要點(diǎn)》以及《超限高層建筑工程抗震設(shè)防管理規(guī)定》等，這類(lèi)規(guī)范可用于控制高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量，而且意義重大。一般而言，鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)多分為兩個(gè)階段，包括設(shè)計(jì)圖設(shè)計(jì)階段以及具體施工圖設(shè)計(jì)階段。目前已有的設(shè)計(jì)院均采用國(guó)外的設(shè)計(jì)模式，并借鑒其節(jié)點(diǎn)圖、無(wú)構(gòu)件圖以及鋼材表的設(shè)計(jì)方法。
2 高層結(jié)構(gòu)體系
國(guó)內(nèi)在高層結(jié)構(gòu)體系方面尚存在很多規(guī)范制度上的欠缺，特別是在劃分高層建筑、建筑設(shè)計(jì)以及建筑抗震設(shè)計(jì)方面均沒(méi)有完整的規(guī)范。一般觀點(diǎn)認(rèn)為，高層建筑總高度應(yīng)超過(guò)24米，超高層建筑則應(yīng)超過(guò)60米。在進(jìn)行高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮到建筑應(yīng)用功能以及建筑高度差異等，另外考慮到安全、經(jīng)濟(jì)、可靠、合理等經(jīng)濟(jì)原則。在以上原則的基礎(chǔ)上選擇合適的結(jié)構(gòu)體系（常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)體系主要有六類(lèi)：框架結(jié)構(gòu)體系、框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系、束筒結(jié)構(gòu)體系、筒中筒結(jié)構(gòu)體系、框筒結(jié)構(gòu)體系以及剪力墻結(jié)構(gòu)體系）。
3 鋼結(jié)構(gòu)的制作及安裝
3.1 鋼柱結(jié)構(gòu)的制作與安裝
鋼柱是高層建筑的重要組成部分，在高層建筑中鋼柱作為主要的豎向構(gòu)件起到?jīng)Q定高層建筑的總高度以及各層高度的作用，同時(shí)在加工制造鋼柱的過(guò)程中要求亦較為嚴(yán)格，需要滿足現(xiàn)有的規(guī)范，并且在驗(yàn)收中具有特有的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。由于鋼柱需要被分為多節(jié)構(gòu)建，比如，100米高的鋼柱需要被分成8～12節(jié)構(gòu)件。另外在鋼柱生產(chǎn)制作進(jìn)行反樣下料過(guò)程中需要考慮到鋼柱的豎向荷載可能導(dǎo)致的壓縮變形以及焊接過(guò)程中可能出現(xiàn)的收縮變形等問(wèn)題，因此在進(jìn)行鋼柱分節(jié)時(shí)需要意識(shí)到鋼柱翻樣下料的長(zhǎng)度并不等同于設(shè)計(jì)時(shí)的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，而是稍短于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中需要做到精確生產(chǎn)，即便幾毫米的誤差也不可以忽略。焊接收縮變形程度可通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出，之后再按實(shí)際加工之后的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校核，確保其翻樣下料長(zhǎng)度為精確長(zhǎng)度。框架梁上下翼緣的連接可采用高強(qiáng)螺栓連接或焊接連接，統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)目前大部分部門(mén)在連接過(guò)程中采用帶襯板的全熔透焊接進(jìn)行連接。即在施工時(shí)先焊接下翼緣之后再焊上翼緣，先對(duì)一個(gè)端點(diǎn)焊定位，再對(duì)另一個(gè)端點(diǎn)進(jìn)行焊接。除此以外，每節(jié)鋼柱都需要進(jìn)行相應(yīng)編碼，以保證其按照正確次序安裝，原則上上下相鄰兩節(jié)鋼柱的截面即便完全相等也不可以互換位置。
對(duì)方形或矩形鋼柱內(nèi)的加筋板進(jìn)行焊接時(shí)需要按照現(xiàn)行規(guī)范要求，利用熔嘴電焊渣技術(shù)進(jìn)行焊接，在生產(chǎn)制作過(guò)程中可以允許其采用槽塞焊接以及在箱板上開(kāi)孔焊接等其他常見(jiàn)焊接方式。對(duì)鋼柱的標(biāo)高進(jìn)行控制時(shí)主要有兩種控制方式：第一，按照相對(duì)標(biāo)高進(jìn)行制作安裝。要求鋼柱長(zhǎng)度存在的誤差不能超過(guò)3毫米，而且不需要考慮堅(jiān)向荷載引起的壓縮變形以及焊縫收縮變形等對(duì)其產(chǎn)生的影響。要求建筑物的總高度達(dá)到各節(jié)柱子制作過(guò)程中允許的偏差總和以及鋼柱壓縮變形的總和，滿足以上條件者即為合格。此類(lèi)制作安裝方式一般用于12層以下的高層建筑以及層高控制要求較低的建筑物的設(shè)計(jì)建造中。第二，按照設(shè)計(jì)標(biāo)高進(jìn)行制作安裝。一般情況下12層以上的高層建筑在層高方面精度要求較高，需要按照土建的標(biāo)準(zhǔn)高度進(jìn)行第一節(jié)鋼柱的安裝。另外要求每節(jié)鋼柱累加尺寸的總和要符合設(shè)計(jì)要求的總尺寸。與前一種安裝方式不同，此種安裝方式需要將豎向荷載作用下引起的壓縮變形和每一節(jié)柱子的接頭產(chǎn)生的收縮變形加到每節(jié)鋼柱的加工長(zhǎng)度中去。
另外，在高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)的安裝過(guò)程中，對(duì)相鄰的每一節(jié)鋼柱之間相互連接的垂直度均需要進(jìn)行有效的控制，這也是鋼結(jié)構(gòu)安裝過(guò)程中的一項(xiàng)重要內(nèi)容， 在安裝過(guò)程中還需要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)三維方向出現(xiàn)的一些數(shù)據(jù)偏差是否在規(guī)范允許值范圍內(nèi)進(jìn)行核對(duì)。在安裝鋼結(jié)構(gòu)過(guò)程中控制鋼柱的垂直度與位置時(shí)，第一節(jié)鋼柱安裝時(shí)的安裝控制方法以及重點(diǎn)與第二節(jié)以上的各節(jié)鋼柱有些不相同。在所有鋼柱的安裝中對(duì)第一節(jié)的鋼柱進(jìn)行有效控制最為重要，其中的主要部分是建筑豎向的水平標(biāo)高與建筑結(jié)構(gòu)平面位置與軸線之間的偏差，并主要是經(jīng)過(guò)對(duì)定位鋼板與雙螺母的調(diào)節(jié)控制或用千斤頂、楔形鋼墊塊來(lái)調(diào)整完成安裝的。
3.2 框架梁的制作與安裝
高層建筑框架梁多使用H型鋼材，鋼柱與框架梁只采用剛性連接，鋼柱需選用貫通型鋼柱，安裝過(guò)程中要求在框架梁上下翼的翼緣處于鋼柱內(nèi)設(shè)定橫向加勁肋。另外要按照框架梁正確的設(shè)計(jì)編號(hào)進(jìn)行就位。在工廠制造框架梁的過(guò)程中，需要在框架梁所在的位置設(shè)定懸臂梁、鋼柱與懸臂梁。上下翼緣的連接主要通過(guò)剖口熔透焊縫進(jìn)行，腹板則采用貼角焊縫進(jìn)行連接。另外框架梁需要鋼柱的懸臂梁進(jìn)行連接，這樣可以借助板全熔透的焊縫進(jìn)行上下翼緣之間的連接，腹板的連接則主要選擇高強(qiáng)螺栓的方式進(jìn)行。這樣可以確保框架梁和鋼柱連接處的節(jié)點(diǎn)域具有較好的延展性、可靠性以及樓層層高的精確性。因?yàn)殇摻罨炷僚c鋼結(jié)構(gòu)相比在施工過(guò)程中允許出現(xiàn)的偏差范圍較大，連接框架梁和鋼筋混凝土剪力墻或者鋼筋混凝土筒壁時(shí)，可在腹板的連接板上開(kāi)一橢圓形孔，該孔的長(zhǎng)軸尺寸需要限制在2dO以下（dO為螺栓孔徑），另外還應(yīng)確保其在孔邊距的要求范圍內(nèi)。
開(kāi)孔位置的精確程度在采用高強(qiáng)螺栓群進(jìn)行連接時(shí)具有十分重要的意義。目前開(kāi)孔的制作多采用多軸數(shù)控鉆孔和模板制孔，相比之下前者精度相對(duì)較高，而后者精度則較低，所以在實(shí)踐中多優(yōu)先考慮采用前者進(jìn)行。一般而言，當(dāng)采用模板進(jìn)行制孔時(shí)，首先要保證模板的精確程度，以便滿足高強(qiáng)螺栓在組裝孔以及工地安裝孔過(guò)程中對(duì)精度的要求。施工過(guò)程中若存在孔位局部的偏差，只可以借助鉸刀進(jìn)行擴(kuò)孔，而不可以借助其他工具。氣割擴(kuò)孔嚴(yán)禁使用，若出現(xiàn)使用氣割擴(kuò)孔者，應(yīng)按照重大質(zhì)量事故處罰條例進(jìn)行處理。
3.3 影響高層建筑鋼結(jié)構(gòu)安裝的因素
影響高層建筑鋼結(jié)構(gòu)安裝的因素有很多，其中自然條件對(duì)安裝的影響很大，一般情況下，一旦自然條件出現(xiàn)較為劇烈的變化，包括雨天、冬季寒冷的天氣以及夏季常出現(xiàn)的六級(jí)以上的大風(fēng)均會(huì)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)焊接質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響，如焊接根部出現(xiàn)嚴(yán)重的根部收縮、裂縫或者夾有殘?jiān)取：附淤|(zhì)量嚴(yán)重受損時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)嚴(yán)重的安全事故，給施工人員的生命安全造成威脅。
4 高層建筑鋼結(jié)構(gòu)在我國(guó)的應(yīng)用及建議
近些年，我國(guó)高層建筑的數(shù)量越來(lái)越多，這類(lèi)建筑群的出現(xiàn)對(duì)減少我國(guó)建筑占地面積具有較大作用，特別是對(duì)我國(guó)這樣人口較多的國(guó)家來(lái)說(shuō)，發(fā)展高層建筑無(wú)疑是解決我國(guó)建筑占地面積增多、人均土地減少的重要舉措。在我國(guó)，高層鋼結(jié)構(gòu)建筑主要用作寫(xiě)字樓、酒店亦或大跨度的商業(yè)地產(chǎn)等，這些高層建筑多集中于繁華城市中心，多為一些被稱(chēng)為 “都市綜合體”的項(xiàng)目所應(yīng)用。這類(lèi)高層鋼結(jié)構(gòu)在標(biāo)準(zhǔn)層設(shè)計(jì)應(yīng)用中的投影建筑面積通常較小，這導(dǎo)致安裝過(guò)程中容易受到工序場(chǎng)地小構(gòu)件多、工序長(zhǎng)協(xié)調(diào)復(fù)雜等的影響，另外現(xiàn)場(chǎng)鋼構(gòu)件的堆放位置也會(huì)受到一定的限制。研究顯示，鋼結(jié)構(gòu)的安裝中最普遍的特點(diǎn)是存在較多立體交叉作業(yè)施工情況，即在安裝過(guò)程中鋼框架需要與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)界面的施工在同一時(shí)間進(jìn)行作業(yè)，這使得兩者在作業(yè)過(guò)程中互相干擾的現(xiàn)象時(shí)常發(fā)生，干擾較重時(shí)甚至需要工序間歇時(shí)間，這也不同程度地影響到了高層建筑鋼結(jié)構(gòu)安裝的進(jìn)度以及施工的流水節(jié)拍。一般鋼梁在安裝的時(shí)候主要是經(jīng)限位的連接板及高強(qiáng)螺栓經(jīng)過(guò)多次矯正并經(jīng)過(guò)對(duì)高強(qiáng)螺栓的初擰和終擰來(lái)固定，從而達(dá)到對(duì)鋼梁與梁柱連接點(diǎn)的軸線位置與垂直度進(jìn)行有效控制的目的。為解決以上問(wèn)題，建議在最初的吊裝中，以安裝就位的鋼梁尚需要進(jìn)行持續(xù)的矯正以及調(diào)整，以確保安裝鋼梁框架的位置與圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求相符合。在對(duì)其進(jìn)行矯正時(shí)可借助千斤頂和倒鏈進(jìn)行反復(fù)矯正，這樣可以保證鋼梁軸線的位置與其垂直度平行，以保證鋼梁的安裝質(zhì)量。另外在進(jìn)行鋼梁吊裝的過(guò)程中可借助連接板完成與鋼柱牛腿以及鋼梁腹板之間的連接，可以以一塊小鋼板或用高強(qiáng)度螺栓連接與兩端焊口處的鋼梁上翼緣板以及牛腿進(jìn)行臨時(shí)的點(diǎn)焊定位。在設(shè)計(jì)對(duì)鋼梁進(jìn)行吊點(diǎn)的耳板時(shí)，建議在梁跨的四分之一處進(jìn)行設(shè)置。采用以上方法不僅可以提高安裝速度和質(zhì)量，而鋼結(jié)構(gòu)安裝過(guò)程的安全與質(zhì)量也得到了相應(yīng)保證。
5 結(jié)語(yǔ)
目前，應(yīng)用于高層建筑的框架結(jié)構(gòu)種類(lèi)繁多，質(zhì)量大多層次不齊，鋼結(jié)構(gòu)作為一種抗性極強(qiáng)的材料在高層建筑中的應(yīng)用得到了建筑界人士的廣泛關(guān)注。與其他常用的的建筑結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)在使用功能、施工環(huán)節(jié)以及工程經(jīng)濟(jì)等方面均具有明顯優(yōu)勢(shì)，是一種具有綜合性?xún)?yōu)勢(shì)的建筑用材，特別是在應(yīng)用于大型商業(yè)類(lèi)工程時(shí)其所體現(xiàn)出的合理的大跨度空間感，因此可適當(dāng)在造型和空間方面追求創(chuàng)新，與常用建材相比更給人一種耳目一新的感覺(jué)。更重要的是鋼材具有高強(qiáng)度這一顯著優(yōu)勢(shì)，用于建筑物的構(gòu)建中不僅應(yīng)用起來(lái)靈活方便，而且能夠使建筑結(jié)構(gòu)堅(jiān)固穩(wěn)定。綜上所述，鋼結(jié)構(gòu)是一種特別適用于高層建筑建造的材料，值得進(jìn)行大力推廣應(yīng)用。同時(shí)由于鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展與應(yīng)用不僅有助于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理念的創(chuàng)新，還是各國(guó)綜合國(guó)力的重要標(biāo)志，我國(guó)現(xiàn)有鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)水平標(biāo)志著我國(guó)在高層建筑開(kāi)發(fā)與建設(shè)方面已邁入了鋼結(jié)構(gòu)的體系時(shí)代，這在無(wú)形中為我國(guó)的建筑行業(yè)帶來(lái)嶄新的突破。
參考文獻(xiàn)
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高層建筑發(fā)展范文5
【關(guān)鍵詞】高層建筑結(jié)構(gòu)；抗震；設(shè)計(jì)
0 引言
隨著人們對(duì)于震害經(jīng)驗(yàn)的不斷積累以及抗震理論和實(shí)驗(yàn)研究的不斷深入，人們對(duì)建筑物在地震作用下的反應(yīng)有了更深層次的認(rèn)識(shí)。建筑結(jié)構(gòu)抗震理論的發(fā)展經(jīng)歷了抗震靜力理論、反應(yīng)譜理論、動(dòng)力理論和減震控制理論四個(gè)階段。在目前的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，多采用二級(jí)或三級(jí)設(shè)計(jì)思想，即以“小震不壞，中震可修，大震不倒”作為設(shè)防準(zhǔn)則，建筑設(shè)計(jì)者用承載力來(lái)控制和調(diào)節(jié)建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，只要滿足地震時(shí)承載力的要求便可確保建筑結(jié)構(gòu)的安全。然而震害、試驗(yàn)和理論分析都表明：變形能力不足和耗能能力不足是建筑結(jié)構(gòu)在大震作用下倒塌的主要原因。如何完善已有抗震設(shè)計(jì)的理念，使結(jié)構(gòu)在未來(lái)地震中的性能達(dá)到預(yù)計(jì)的目標(biāo)是亟需解決的問(wèn)題。
1 有關(guān)抗震設(shè)計(jì)的若干概念
為了保證結(jié)構(gòu)的抗震安全，根據(jù)具體情況，結(jié)構(gòu)單元之間應(yīng)遵守牢固連接或有效分離的方法。高層建筑的結(jié)構(gòu)單元宜采取加強(qiáng)連接的方法。盡可能設(shè)置多道抗震防線，強(qiáng)烈地震之后往往伴隨多次余震，如只有一道防線，在首次破壞后在遭受余震，結(jié)構(gòu)將會(huì)因損傷積累而導(dǎo)致倒塌。適當(dāng)處理結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)弱關(guān)系，使其在強(qiáng)震作用下形成多道防線，并考慮某一防線被突破后，引起內(nèi)力重分布的影響，是提高結(jié)構(gòu)抗震性能，避免大震倒塌的有效措施。合理布置抗側(cè)力構(gòu)件，減少地震作用下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。結(jié)構(gòu)剛度、承載力沿房屋高度宜均勻、連續(xù)分布、避免造成結(jié)構(gòu)的軟弱或薄弱部位。
結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)具有必要的承載力、剛度、穩(wěn)定性、延性及耗能等方面的性能。主要耗能構(gòu)件應(yīng)有較高的延性和適當(dāng)?shù)膭偠龋惺茇Q向荷載的主要構(gòu)件不宜作為主要耗能構(gòu)件。合理控制結(jié)構(gòu)的非彈性（塑性鉸區(qū)），掌握結(jié)構(gòu)的屈服過(guò)程，實(shí)現(xiàn)合理的屈服機(jī)制。框架抗震設(shè)計(jì)應(yīng)遵守“強(qiáng)柱、弱梁、結(jié)點(diǎn)更強(qiáng)”的原則，當(dāng)構(gòu)件屈服、剛度退化時(shí)，結(jié)點(diǎn)應(yīng)能保持承載力和剛度不變。采取有效措施，防止鋼筋滑移、混凝土過(guò)早的剪切破壞和壓碎等脆性破壞。考慮上部結(jié)構(gòu)嵌固于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)或地下室結(jié)構(gòu)之上時(shí)，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)或地下室機(jī)構(gòu)應(yīng)保持彈性工作。高層建筑的地基主要受力范圍內(nèi)存在較厚的軟弱黏性土層時(shí)，不宜采用天然地基。采用天然地基的高層建筑應(yīng)考慮地震作用下地基變形對(duì)上部結(jié)構(gòu)的影響。
為了充分發(fā)揮各構(gòu)件的抗震能力，確保結(jié)構(gòu)的整體性，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中應(yīng)遵循以下原則：（1）結(jié)構(gòu)應(yīng)具有連續(xù)性。結(jié)構(gòu)的連續(xù)性是使結(jié)構(gòu)在地震作用時(shí)能夠保持整體的重要手段之一；（2）保證構(gòu)件間的可靠連接。提高建筑物的抗震性能，保證各個(gè)構(gòu)件充分發(fā)揮承載力，關(guān)鍵的是加強(qiáng)構(gòu)件間的連接，使之能滿足傳遞地震力時(shí)的強(qiáng)度要求和適應(yīng)地震時(shí)大變形的延性要求；（3）增強(qiáng)房屋的豎向剛度。在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使結(jié)構(gòu)沿縱、橫2個(gè)方向具有足夠的整體豎向剛度，并使房屋基礎(chǔ)具有較強(qiáng)的整體性，以抵抗地震時(shí)可能發(fā)生的地基不均勻沉降及地面裂隙穿過(guò)房屋時(shí)所造成的危害。
2 高層建筑抗震設(shè)計(jì)的方法
對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)時(shí)，要從減小地震作用力的輸入和增強(qiáng)地震抵抗力兩個(gè)方面進(jìn)行考慮。下面將從五個(gè)方面進(jìn)行分析：盡可能減小地震作用能量的輸入，運(yùn)用高延性設(shè)計(jì)、推廣消震和隔震措施的運(yùn)用，注重抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)重視建筑材料的選擇，增多抗震防線的建設(shè)。將減小地震作用力和增強(qiáng)建筑的地震抵抗力二者結(jié)合起來(lái)，從兩方面入手，進(jìn)行建筑抗震的設(shè)計(jì)施工。
2.1 減少地震發(fā)生時(shí)能量的輸入
在具體的設(shè)計(jì)中，積極采用基于位移的結(jié)構(gòu)抗震方法，對(duì)具體的方案進(jìn)行定量分析，使結(jié)構(gòu)的變形彈性滿足預(yù)期地震作用力下的變形需求。對(duì)建筑構(gòu)件的承載力進(jìn)行驗(yàn)收的同時(shí)還要控制建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的層間位移限值；并且更具建筑構(gòu)件的變形和建筑結(jié)構(gòu)的位移之間的關(guān)系，確定構(gòu)件的變形值：根據(jù)建筑界面的應(yīng)變分布以及大小，來(lái)確定建筑構(gòu)件的構(gòu)造需求。對(duì)于高層建筑來(lái)講，在堅(jiān)固的場(chǎng)地上進(jìn)行建筑施工，可以有效減少地震發(fā)生作用時(shí)能量的輸入，從而減弱地震對(duì)高層建筑的破壞程度。
2.2 運(yùn)用高延性設(shè)計(jì)、推廣消震和隔震措施的運(yùn)用
現(xiàn)在在我國(guó)，許多高層建筑進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，多采用延性結(jié)構(gòu)，也就是適當(dāng)?shù)目罩ㄖY(jié)構(gòu)的剛度，允許地震時(shí)結(jié)構(gòu)的構(gòu)件進(jìn)入到具有很大延性的塑性狀態(tài)，從而消耗地震作用時(shí)的能量，使地震反應(yīng)減小，減弱地震給高層建筑帶來(lái)的破壞和重大損失。如果某高層建筑的承載能力較小，但是具有較高的延性，那么在地震中它也不容易倒塌，因?yàn)檠有詷?gòu)件可以吸收較多的能量，經(jīng)受住很大的結(jié)構(gòu)變形。延性結(jié)構(gòu)的運(yùn)用，在很多情況下是有效的，它可以消耗地震能量，減輕地震反應(yīng)，使結(jié)構(gòu)物“裂而不倒”。進(jìn)入20世紀(jì)以來(lái)，人們對(duì)建筑物抗振動(dòng)能力的提高做出了巨大的努力，取得了顯著的成果，其中阻尼器的使用在高層建筑的抗震方面有很大的作用。通過(guò)對(duì)阻尼器的利用，進(jìn)行減震和能量的吸收，可以巧妙的避免或減弱地震對(duì)高層建筑的破壞作用。
2.3 注重抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
高層建筑抗震設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)應(yīng)該得到人們的重視。我國(guó)150m以上的建筑，采用的3種主要結(jié)構(gòu)體系（框―筒、筒中筒和框架―支撐體系），都是其他國(guó)家高層建筑采用的主要體系。我國(guó)鋼材生產(chǎn)數(shù)量已較大，鋼結(jié)構(gòu)的加工制造能力已有了很大提高，因此在有條件的地亢建議盡可能采用鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土（柱）結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)，以減小柱斷面尺并改善結(jié)構(gòu)的抗震性能。我國(guó)傳統(tǒng)文化中“以柔克剛”具有價(jià)高的思想價(jià)值，可以指導(dǎo)很多實(shí)際問(wèn)題。在高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中，可以從傳統(tǒng)的硬性為主的抗震模式向以柔性為主的抗震模式轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)以柔克剛、剛?cè)嵯酀?jì)，有效地減弱地震作用過(guò)程中釋放的沖擊力。比如，在高層建筑的拱形結(jié)構(gòu)中有這樣一個(gè)例子：迪拜帆船酒店，如同一張鼓滿了風(fēng)的帆，共有56層、321m高，就是運(yùn)用拱結(jié)構(gòu)抗震減災(zāi)的很好例子。
3 高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)前景展望
今后若干年，中國(guó)仍將是世界上修建高層建筑最多的國(guó)家，這將會(huì)給高層建筑抗震設(shè)防帶來(lái)新的難題。21世紀(jì)，高層建筑結(jié)構(gòu)抗震將有如下變化：（1）高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)體系將從以硬性為主向柔性為主的結(jié)構(gòu)抗震轉(zhuǎn)變，通過(guò)“以柔克剛”方式，調(diào)整建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的隔震、減震和消震來(lái)實(shí)現(xiàn)抗震目的。（2）建筑材料對(duì)結(jié)構(gòu)抗震的影響越來(lái)越得到重視。建筑材料的各個(gè)抗震指標(biāo)的提升可以提高高層建筑的抗震能九研制新的建筑材料可推動(dòng)高層建筑結(jié)構(gòu)抗震技術(shù)的發(fā)展。通過(guò)優(yōu)化的抗震方法設(shè)計(jì)，來(lái)實(shí)現(xiàn)高層建筑的抗震要求。（3）計(jì)算機(jī)模擬抗震試驗(yàn)得到廣泛應(yīng)用。將制作好的模型或結(jié)構(gòu)構(gòu)件放在模擬地震振動(dòng)臺(tái)上，臺(tái)面輸入某一確定性的地震記錄，能夠較好地反映該次確定性地震作用的效果。計(jì)算機(jī)模擬環(huán)境可以擬真抗震效果，幫助科學(xué)改進(jìn)各因素，有效抗震。另外，高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)的計(jì)算方法也有了新的轉(zhuǎn)變：從線性分析向非線性分析轉(zhuǎn)變，從確定性分析向非確定性分析轉(zhuǎn)變，從振型分解反應(yīng)分析向時(shí)程分析法轉(zhuǎn)變。
4 結(jié)束語(yǔ)
因?yàn)樯婕暗饺祟?lèi)生命財(cái)產(chǎn)安全的重要問(wèn)題，建筑物的抗震問(wèn)題是目前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)界討論比較多的話題之一。因此，我們?cè)趯?duì)建筑物進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須把建筑物的抗震問(wèn)題放到非常重要的位置，并采取適當(dāng)?shù)拇胧M量避免地震對(duì)建筑物的損壞，為保障人民的生命及財(cái)產(chǎn)作出應(yīng)有貢獻(xiàn)。
【參考文獻(xiàn)】
高層建筑發(fā)展范文6
關(guān)鍵字：高層建筑 轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu) 發(fā)展趨勢(shì)
中圖分類(lèi)號(hào)：TU97文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
一： 轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的應(yīng)用
1 轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的應(yīng)用
伴隨高層建筑發(fā)展,建筑物功能亦發(fā)生巨大改變,不再是單一居家或?qū)懽謽恰?如公寓、旅館、辦公樓等均在建筑體下部設(shè)置商店、銀行、大型超市，停車(chē)場(chǎng)等需要大跨度的公共區(qū)域。特別在一些多用途建筑物中, 辦公、旅館、公共娛樂(lè)設(shè)備、商業(yè)設(shè)施等交錯(cuò)其中。各不同功能需求對(duì)建筑要求各不相同,旅館等建筑其要求軸線布置較多以滿足自身要求；下部銀行、公共大廳、會(huì)議中心、停車(chē)場(chǎng)等商業(yè)設(shè)施和公共娛樂(lè)設(shè)施要求大空間,且墻體應(yīng)盡可能少。
建筑物功能需求改變要求建筑結(jié)構(gòu)形式上也應(yīng)作出相應(yīng)改變。而上、下結(jié)構(gòu)形式的轉(zhuǎn)變,應(yīng)需要一個(gè)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu),以完成上部結(jié)構(gòu)力與下部結(jié)構(gòu)力的傳遞要求。
2 轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)應(yīng)用功能
從結(jié)構(gòu)角度上看,轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的應(yīng)用功能主要包括:
(1)上、下層結(jié)構(gòu)形式轉(zhuǎn)換這種轉(zhuǎn)換層現(xiàn)階段廣泛運(yùn)用于剪力墻結(jié)構(gòu)和框架－剪力墻結(jié)構(gòu)中,將上部剪力墻轉(zhuǎn)換成下部的框架結(jié)構(gòu)。
案例：深圳市的彩福大廈,整體建筑結(jié)構(gòu)為37 層(包含3 層地下室),其地上1～4 層和裙房均為商場(chǎng),采用框架結(jié)構(gòu)(含核心筒),其中6～34 層為住宅,采用剪力墻結(jié)構(gòu),第5 層為梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu), 轉(zhuǎn)換梁長(zhǎng)度高達(dá)2.4m。此種典型的混合墻體設(shè)計(jì)在現(xiàn)階段高層建筑中普遍運(yùn)用。
(2)上、下層結(jié)構(gòu)軸的轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)
即上下結(jié)構(gòu)形式未發(fā)生任何改變,但通過(guò)轉(zhuǎn)換層使下層柱柱距加大,形成大柱網(wǎng),此種形式常用于外框筒下層以便形成較大入口。
案例：香港新鴻基中心大廈,整體建筑結(jié)構(gòu)為筒中筒結(jié)構(gòu),51層，高214m，此建筑第5 層設(shè)立為轉(zhuǎn)換層,1-4 層為商業(yè)建筑,5層以上為辦公建筑結(jié)構(gòu),為了在底層布置大的出入口,建筑結(jié)構(gòu)上采用2.0m × 5.5m預(yù)應(yīng)力大梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)軸網(wǎng)轉(zhuǎn)換,將底層柱距擴(kuò)大成12.6m 和16.8m。此種轉(zhuǎn)換層有效實(shí)現(xiàn)不同建筑需求的完美結(jié)合。
(3)上、下轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)軸網(wǎng)同時(shí)轉(zhuǎn)換
在上部樓層剪力墻結(jié)構(gòu)通過(guò)轉(zhuǎn)換層改變成下部框架結(jié)構(gòu)同時(shí),下部柱網(wǎng)軸線應(yīng)與上部剪力墻軸線搓開(kāi), 并形成上、下結(jié)構(gòu)層不對(duì)齊布置。
案例：在深圳云景大廈毛體建筑地下1 層和地上34層中,此結(jié)構(gòu)形式采用框支剪力墻的結(jié)構(gòu)。其中,5層以上為軸線布置較為復(fù)雜的剪力墻結(jié)構(gòu),4 層以下為大空間建筑結(jié)構(gòu), 柱網(wǎng)軸線較為簡(jiǎn)單。由于結(jié)構(gòu)形式和上、下軸網(wǎng)變化較大,在4 層設(shè)置了2.2m 厚的厚板式轉(zhuǎn)換層形式。
二：轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式
實(shí)際高層建筑工程中，應(yīng)用的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式較為豐富, 常用有梁式、桁架
式和板式結(jié)構(gòu)。
1 梁式轉(zhuǎn)換層
梁式轉(zhuǎn)換層是目前應(yīng)用最為廣泛的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)和施工較為簡(jiǎn)單, 各部受力也較為明確, 一般采用底部大空間框支剪力墻結(jié)構(gòu)。當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)需要縱橫方向同時(shí)轉(zhuǎn)換時(shí), 采用了雙向梁布置。并且單向托梁、雙向托梁連同上、下層較厚樓板梁共同工作, 可形成剛度較大箱形轉(zhuǎn)換層, 這一形式在鐵路工程中是常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)形式, 而在房屋結(jié)構(gòu)則很少。
2 桁架式轉(zhuǎn)換層
桁架式轉(zhuǎn)換構(gòu)件具有傳力明確, 傳力途徑清楚等優(yōu)點(diǎn), 但構(gòu)造和施工技術(shù)較為復(fù)雜。桁架轉(zhuǎn)換層自重較輕,抗側(cè)力剛度比轉(zhuǎn)換梁要小, 因此桁架轉(zhuǎn)換層高層建筑質(zhì)量和剛度突變力比梁式轉(zhuǎn)換的高層建筑小,由此地震反應(yīng)也相對(duì)較小。 另外，從工程實(shí)際情況來(lái)看, 轉(zhuǎn)換桁架鋼材和混凝土用量也比轉(zhuǎn)換梁經(jīng)濟(jì)。另外轉(zhuǎn)換桁架不僅具備開(kāi)洞與管道設(shè)置等條件, 而且在位置和大小上均有較大靈活性, 使充分利用轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)建筑空間成為可能。
3 板式轉(zhuǎn)換層
在建筑施工過(guò)程中，當(dāng)上、下柱網(wǎng)軸錯(cuò)開(kāi)較多時(shí),托梁難以直接轉(zhuǎn)換,因此需要采用厚板承力,構(gòu)建板式承臺(tái)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。板式轉(zhuǎn)換層其下部柱網(wǎng)可進(jìn)行靈活布置,與上層結(jié)構(gòu)盡量搓開(kāi)。但這種形式的板的傳力會(huì)變得不清楚, 因而板受力也異常復(fù)雜, 結(jié)構(gòu)計(jì)算會(huì)相對(duì)困難。
從抗震性能上看,板式轉(zhuǎn)換層在豎向荷載和地震作用下,不僅會(huì)發(fā)生沖切破壞,而且可能形成剪切破壞, 因此板內(nèi)必須三向配筋,使得板式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)自重過(guò)大,材料耗費(fèi)很多。由于以上的原因,板式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)在國(guó)內(nèi)應(yīng)用并不廣泛。
三：高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)
改革開(kāi)放以來(lái)，國(guó)內(nèi)建筑業(yè)嘗試使用底層大開(kāi)間剪力墻結(jié)構(gòu)（即梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)），轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)工程應(yīng)用發(fā)展迅速，而工程實(shí)際轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的應(yīng)用朝形式多樣、方法多樣和結(jié)構(gòu)受力等方向發(fā)展，在未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)上主要體現(xiàn)為以下方面：
1. 鋼骨混凝土轉(zhuǎn)換層應(yīng)用
現(xiàn)代建筑朝著高層和超高層形式發(fā)展，因此相應(yīng)的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中轉(zhuǎn)換構(gòu)件承托層數(shù)也相對(duì)增多；由于建筑功能對(duì)層高及建筑空間種種要求和限制，迫使工程應(yīng)用階段引入鋼骨混凝土材料勢(shì)在必行。鋼骨混凝土梁不僅在承載力高、材料剛度上可減小建筑截面尺寸，并且在塑性、耐久性和抗震性能等方面也優(yōu)于鋼筋混凝土材料，是高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)材料發(fā)展趨勢(shì)。
此外，由于鋼骨混凝土梁在施工過(guò)程中自身剛度強(qiáng)，定位準(zhǔn)確，可減少支模等使用，加快施工進(jìn)度和施工精準(zhǔn)度。
2. 預(yù)應(yīng)力轉(zhuǎn)換層應(yīng)用
預(yù)應(yīng)力技術(shù)在結(jié)構(gòu)和施工上的優(yōu)點(diǎn)包括：減小截面尺寸、控制建筑裂縫、減輕支撐負(fù)擔(dān)等等。因此，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)適用于承建大跨度轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。伴隨我國(guó)預(yù)應(yīng)力技術(shù)發(fā)展，以及預(yù)應(yīng)力材料和施工費(fèi)不斷下降，使用預(yù)應(yīng)力轉(zhuǎn)換層成為高層建筑的必然發(fā)展趨勢(shì)。
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