高层建筑结构选型的要点分析

王文僧

【摘 要】近年来，建筑的高度在不断增加，功能也在不断增多，但是从结构的角度来看，我国的建筑结构选型中仍然存在一些问题亟待完善，本文就对选型的要点进行分析。

【关键词】高层建筑；结构选型；要点

0.前言

高层建筑结构选型综合性较强，在选择过程中会面对诸多不确定因素，在进行结构选型的时候除了要考虑造价与投资的能力外，还要考虑到结构选型对建筑功能、施工条件、技术能力、施工工期，建筑材料与能源供应等的影响，在进行高层建筑结构选型的过程中主要考虑到以下几点。

1.高层建筑结构选型的有关概述

高层建筑结构体系可以分为框架结构、异形柱框架结构、剪力墙结构等，即由多种材料构件共同构成的结构，包括钢筋混凝土构件、钢构件、组合结构构件等等。一般情况下可以将其分为：

1.1一般高层建筑结构体系

框架系、剪力墙体系、框架一剪力墙体系、框架一筒体体系、筒中筒体系等都属于这一体系范围内。

1.2复杂高层建筑结构体系

复杂高层建筑结构体系多是指带转换层结构体系、连体结构体系、悬挑结构体系、平面不规则体系、带加强层结构体系等。

1.3新颖高层建筑的结构体系

随着人们要求的不断变化，高层建筑结构体系也在不断变化，比较具有代表性的有束筒体系、巨型框架体系、脊骨体系等结构体系等等。

2.高层建筑结构选型的重要性

2.1高层建筑会影响社会的发展

城市进程的加快，人口的增多对城市居住、生活也提出了更高的要求，为了节约土地资源，降低拆迁费，市政工程费和复杂地形处理费用，改善城市社会的吸纳能力及综合效益迫在眉睫。从当前的发展形势来看，要想缓解城市膨胀及城市房屋的严峻供需矛盾，改善城市环境与调节心理等复杂的社会问题，就必须要增加高层建筑的数量。目前，我国高层建筑的规模、高度、复杂性等都呈上升趋势。

2.2高层建筑结构十分复杂

随着人们的要求在不断增多，结构复杂性在不断增多，这就要求提高高层建筑的先进、优化的结构形式。现代的高层建筑主要表现在以下几个方面：

首先，需求多元化、功能综合化。

近年来，随着需求的多元化的发展，一定会导致高层建筑方案平立面形状与内部分布等多样化、个性化与复杂化，为了增加建筑净空高度，也提高了对结构系统的形式要求。

其次，随着高度与规模的增加，高层建筑的优势更加明显。建筑结构的优化，首先要进行形式的优化，然后才是其布局与构件参数的优化。

最后是要考虑到诸多的影响因素，在进行高层建筑选型的时候可能会面临诸多问题，对知识信息的要求也较大，同时还会受到人为因素的影响。

3.高层建筑结构选型的要点

从上文的分析中我们看到，高层建筑是当今城市发展重要的组成部分，这就要求现代管理人员做好结构的选型工作，具体来说，有以下几点特别要注意：

3.1竖向结构的选型

在进行竖向结构的选型过程中，要以建筑物的功能及高度为前提。结构体系不同的刚度与强度的要求不同，所适应的高度也是不同的。一般情况下，对于高度较低，层数少的建筑可以采用框架结构；而对于层数高的建筑则多采用框架一剪力墙结构或者剪力墙的结构。层数多、设防高的建筑多采用筒体结构。结构体系的选择还要考虑到建筑物的用途。当前，按照用途可以将我国的建筑物分为三类：首先是住宅、旅馆及公共性建筑，包括商业、科研、教学、医院等等。

3.2水平承重结构的选型

水平承重结构主要是为了保证结构的整体稳定及传递水平力的重要功能。水平承重结构的选择主要可以分为平板体系、无梁楼盖、密肋楼盖和肋形楼盖。平板体系：平板体系采用单向板或双向板，常用于剪力墙结构或筒体结构。其最大的优势是板底平整，可以不用吊顶，结构的高度较低，降低了层高。如果跨度较大的情况下，采用平板的难度大，一般非预应力平板不宜成过6m，预应力平板不宜超过9m，否则平板的厚度过大，就会增加楼面的重量。使用现浇预应力无粘结平板楼面可以减少板厚。无梁楼盖：就是在层高受到限制的情况下，公用建筑中使用的无梁楼盖。无梁楼盖最好带现浇柱帽，以加强板柱连接的可靠性。无梁楼盖的合适跨度是：普通钢筋混凝土楼面6m以内；预应力混凝土楼面可达9m。密肋楼盖：密肋楼盖多用在跨度较大而梁高受限制的情况下。筒体结构角区楼面也常用密肋楼盖。当采用装配式楼板时，框架-剪力墙结构应加混凝土现浇面层。楼盖结构应满足：房屋高度超过50m时，框架—剪力墙结构、筒体结构及复杂高层建筑结构应采用现浇搂盖结构；剪力墙结构和框架结构宜采用现浇结构。房屋高度不超过50m时，8、9度抗震设计的框架-剪力墙结构宜采用现浇楼盖结构；6、7度抗震设计的框架-剪力墙结构可采用装配整体式楼盖；框架结构和剪力墙结构可采用装配式结构。同时对于现浇楼盖，混凝土强度等级不宜低于C20，也不宜高于C40。

3.3下部结构的选型要点

基础永远是建筑的根基，只有根基打稳，建筑才能屹立不倒。它将上部结构传来的巨大荷载传递给地基。高层建筑基础形式选择的好坏，不仅会影响到结构的安全，同时对房屋造价、施工工期等都会产生不同程度的影响。高层建筑基础形式通常有以下几种：

（1）柱下独立基础：适用于层数不多、土质较好的框架结构。当地基为岩石时，可采用地锚将基础锚固在岩石上，锚入长度≥40d。（2）交叉梁基础：即双向为条形基础。适用：层数不多、土质一般的框架、剪力墙、框架-剪力墙结构。（3）片筏基础：适用于层数不多土质较弱或层数较多土质较好时用。当基岩埋置深度很深，水下水位又很高，但是在距地表不深处有一定承载力和一定厚度的持力层时，选用片筏基础比选用桩基础可以节省投资和缩短工期。但片筏基础的刚度较弱，应注意对基础不均匀沉降、变形和裂缝进行验算。当地下水位很高时，还要进行抗浮验算。（4）复合基础：适用于层数较多或土质较弱时采用。CFG桩复合地基是高粘结强度复合地基代表，目前它已大量应用于高层建筑地基。它既可适用于条形、独立基础，也可用于筏基和箱形基础。可用于填土、饱和土及非饱和土粘性土。

4.结束语

高层建筑的结构选型与结构布置对于整个工程的管理来说都是十分中啊哟的，其对抗震的影响也是不可替代的，直接关系到结构的安全与经济性。总之，高层建筑结构选型不仅包括布置平面结构，同时也包括竖向布置及变形缝的设置等等。在设计过程中，要根据当地的环境要求即房屋的高度、宽度等要求选型最合适的结构体系，为工程后续施工及管理奠定基础。

【参考文献】

[1]沈蒲生.高层建筑结构设计[M].北京：中国建筑工业出版社，2006.

[2]刘海卿，康珍珍，张丙军.高层建筑结构选型影响因素分析[J].科学技术与工程，2006，（6）.