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高层建筑结构特点简介

【摘要】:从名词上看,高层结构的主要特点是层数和高度,实质上,其特点是指水平荷载在设计中所占的主导地位。可以说,多层到高层,是一个水平荷载起的作用由小到大的量变过程,多层与高层建筑结构没有固定的划分界线,从结构的观点看,凡是水平荷载起主要作用时就可认为进入了高层建筑结构的范畴。

从名词上看,高层结构的主要特点是层数和高度,实质上,其特点是指水平荷载在设计中所占的主导地位。

图1-11是结构内力(NM)、位移(Δ)与高度(H)的关系,除轴向力N与高度成正比外,水平荷载产生的弯矩M与位移Δ都呈指数曲线上升,因此,随着高度增加,水平荷载将成为控制结构设计的主要因素。可以说,多层到高层,是一个水平荷载起的作用由小到大的量变过程,多层与高层建筑结构没有固定的划分界线,从结构的观点看,凡是水平荷载起主要作用时就可认为进入了高层建筑结构的范畴。我国规范将10层或28m以上的建筑规定为高层建筑,这也是世界多数国家习惯上的划分方法,便于划定规范的适用范围。

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图1-11 高层建筑内力、位移与高度关系

在高层建筑中,要使用更多结构材料来抵抗水平荷载,抗侧力结构成为高层建筑结构设计的主要问题,特别是在地震区,地震作用对高层建筑危害的可能性也比较大,高层建筑结构的抗震设计应受到加倍重视。因此,高层建筑结构设计及施工要考虑的因素及技术要求比多层建筑更多、更为复杂。图1-12表示了侧向力与结构各部分所需材料的关系(按钢结构每平方米所需的钢材数量统计),由此图可见,随着层数增加,水平力作用下结构设计是否优化,材料用量将有很大差别。

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图1-12 高层建筑结构材料用量与高度关系[1]