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高層建筑優(yōu)缺點范文第1篇

關(guān)鍵詞：高層酒店框架―核心筒結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計 

0 引言

伴隨國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，高層建筑需求愈來愈大，結(jié)構(gòu)形式也趨向多樣化發(fā)展。其中，框架一核心筒結(jié)構(gòu)體系由于整體性好、剛度大、側(cè)向變形小、抗震性能好，而得到廣泛應(yīng)用。論文結(jié)合徐州市青年路117號高層酒店的設(shè)計案例從建筑設(shè)計的角度介紹了其框架一核心筒結(jié)構(gòu)體系的抗震設(shè)計，并在優(yōu)缺點的分析下進行了抗震結(jié)構(gòu)加強措施。

1 項目概況與結(jié)構(gòu)選型

項目位于徐州市CBD和火車站、汽車站中間，是一棟集商業(yè)、酒店為一體的高層建筑。大樓總建筑面積為24000平方米，共25層，其中地下一層，層高5.0米，地上一層5.0米，二至四層層高為4.5米，標(biāo)準(zhǔn)層層高3.0米，地面以上高78.5米。建筑標(biāo)準(zhǔn)層平面呈類矩形形式，是種根據(jù)建筑造型設(shè)計而變形的四邊形。面積約為1430平方米。大廈4層以下與裙房相連組成健身場所、康樂設(shè)施、餐飲娛樂等靈活空間，4層以上為酒店用房。

工程抗震設(shè)防類別為乙類，建筑場地類別為II類，抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計地震分組為第一組，結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限50年。

根據(jù)建筑使用功能、內(nèi)部設(shè)施要求和建筑立面特點，設(shè)計采用了現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架一核心筒結(jié)構(gòu)體系。體系包含了由兩種不同的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，即框架結(jié)構(gòu)和由剪力墻組成的核心筒結(jié)構(gòu)。由于剪力墻的抗側(cè)剛度比框架的抗側(cè)剛度大很多，故整體結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力能力大為加強。此外，采用框架結(jié)構(gòu)能滿足建筑設(shè)計中大小空間不同的需求，可以將電梯間、樓梯間及設(shè)備用房等小空間設(shè)置于貫通建筑物通高的兩個核心筒內(nèi)，框架柱則設(shè)置在周邊區(qū)域，可以靈活分割空間(圖1)。

圖1標(biāo)準(zhǔn)層、一層平面結(jié)構(gòu)示意圖

Fig. 1The standard layer and the first layer plane structure diagram

2 抗震結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點分析

2.1 高層建筑抗震設(shè)計原則

為了達到“小震不壞，中震可修，大震不倒”的目標(biāo)，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)滿足以下基本原則：①結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)具有必要的承載力、剛度、穩(wěn)定性、延性等方面的性能，遵守“強柱弱梁、強剪弱彎、強節(jié)點弱構(gòu)件、強底層柱(墻)”的原則。②盡可能設(shè)置多道抗震防線。③對可能出現(xiàn)的薄弱部位，采取措施提高其抗震能力。

2.2 設(shè)計方案優(yōu)缺點分析

在高層建筑抗震設(shè)計原則指導(dǎo)下，結(jié)合高層建筑的受力特點，下文從建筑方案設(shè)計角度對徐州市青年路117號高層酒店的抗震設(shè)計進行優(yōu)缺點分析。

2.2.1 優(yōu)點分析

①多道防線的設(shè)置。

地震往往伴隨多次余震，如果建筑抗震設(shè)計只有一道防線，很有可能在遭遇余震的時候形成倒塌。故高層酒店的設(shè)計選取框架一核心筒結(jié)構(gòu)作為主體結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)了第一道防線和第二道防線的設(shè)置：第一道防線為核心筒；第二道防線為外框架。同時，設(shè)計有意識地建立一系列分布的屈服區(qū)，作為第三道防線。即設(shè)計通過加強主要耗能構(gòu)件的延性和剛度，保證結(jié)構(gòu)能吸收和耗散大量的地震能量，從而提高結(jié)構(gòu)抗震性能，避免大震時倒塌。

②裙房與建筑主體之間抗震縫的設(shè)置。

117號高層酒店東段24層，西段4層，東西端之間防震縫的寬度為150厘米。建筑平面通過防震縫的設(shè)置，將建筑劃分為“規(guī)則”的平面部分，降低了抗震設(shè)計的難度，并提高了抗震設(shè)計的可靠度。

2.2.2 缺點分析

①此酒店建筑屬于高層建筑，由此引發(fā)由高度產(chǎn)生的短柱問題。

②建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中薄弱環(huán)節(jié)的出現(xiàn)。在獨特的扭轉(zhuǎn)造型下，框架一核心筒結(jié)構(gòu)的連梁、剪力墻的底部加強區(qū)和結(jié)構(gòu)剛度突變區(qū)域都是結(jié)構(gòu)設(shè)計中的薄弱環(huán)節(jié)。

3 結(jié)構(gòu)加強措施

3.1 提高短柱的抗震性能

高層建筑底層柱的柱截面隨著建筑物高度的增加而增大，便形成延性很差短柱，在地震發(fā)生很容易發(fā)生剪切破壞而造成結(jié)構(gòu)破壞甚至倒塌，故提高混凝土短柱的抗震性能十分必要?？梢圆扇∪缦麓胧?/p>

①提高短柱的受壓承載力來改善整個結(jié)構(gòu)的抗震性能，最直接的方法是提高混凝土的強度等級，或者采用鋼骨和鋼管混凝土柱。

②采用鋼管混凝土柱以提高其的承載力。此類柱的柱截面可比普通鋼筋混凝土柱減小一半以上，可以在消除短柱的同時可提高柱子的抗震性能。

③采用分體柱。由于短柱的抗彎承載力比抗剪承載力要大得多，在地震作用下其抗彎強度往往不能完全發(fā)揮作用，因此人為地削弱短柱的抗彎強度，使抗彎強度相應(yīng)于或略低于抗剪強度，有利于提高柱子的抗震性能。

3.2 加強薄弱環(huán)節(jié)，提高抗震性能

3.2.1 加強層的設(shè)置

因為框架一核心筒結(jié)構(gòu)抗側(cè)力剛度不能滿足設(shè)計要求，所以117號高層酒店設(shè)計選取13層作為加強層。在具體的建筑設(shè)計中，13層本是作為轉(zhuǎn)換層、避難層而存在的，現(xiàn)在可將該樓層的核心筒與框架之間設(shè)置剛度較大的水平伸臂構(gòu)件或沿該層的框架設(shè)置剛度較大的周邊環(huán)帶作為結(jié)構(gòu)設(shè)計中的加強層而存在。

加強層的設(shè)置可使周邊框架柱有效地發(fā)揮作用，增強整個結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力剛度。在風(fēng)荷載作用下，設(shè)置加強層是一種減少結(jié)構(gòu)水平位移的有效方法。但在地震作用下，加強層的位置往往轉(zhuǎn)化為薄弱層，故設(shè)計進一步采用“有限剛度”加強層，“有限剛度”加強層彌補整體剛度之不足的同時可以適當(dāng)控制加強層的剛度，減少結(jié)構(gòu)剛度突變和內(nèi)力的劇增。

3.2.2 加強薄弱環(huán)節(jié)的抗震性能

以框架一核心筒結(jié)構(gòu)的底部加強區(qū)為例：

采取措施加強底部簡體剪力墻的抗彎承載能力，方案設(shè)計針對薄弱部位采取比規(guī)范更嚴(yán)格的配筋構(gòu)造，從而提高剪力墻的抗彎承載能力，保證其抗剪承載能力處理好連梁和墻肢的關(guān)系，達到“強剪弱彎”的抗震構(gòu)造要求。

4 結(jié)論

高層建筑的造型和功能日趨多樣化。高層結(jié)構(gòu)設(shè)計尤其需要重視抗震設(shè)計，本文結(jié)合徐州市青年路117號高層酒店設(shè)計探討了框架―核心筒結(jié)構(gòu)在高層建筑中的抗震設(shè)計，提出了改善結(jié)構(gòu)抗震性能的加強措施。

參考文獻：

⑴易永勝，劉霞. 徐州天成國貿(mào)二期工程超限高層結(jié)構(gòu)設(shè)計. 江蘇建筑，2010，4：54-57

⑵王學(xué)文.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計. 中華民居，2010，9：19

⑶洪婷婷.淺析框架一核心筒結(jié)構(gòu)設(shè)計中的幾個問題. 結(jié)構(gòu)工程師，2010，26（4）：15-20

高層建筑優(yōu)缺點范文第2篇

關(guān)鍵詞：高層建筑；剪力墻；介紹結(jié)構(gòu)；思考

中圖分類號：TU984 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：

在未來的一段時間里，隨著中國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，高層建筑也將繼續(xù)涌現(xiàn)，與此同時，高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)也必將得到廣泛應(yīng)用。雖然剪力墻結(jié)構(gòu)具有延性差、抗壓性不好的特點，但是其經(jīng)濟實惠，綜合性能強的特點使其自然而然的被大量運用。并且，只要我們根據(jù)具體情況進行分析，不斷優(yōu)化剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計，就一定可以彌補其不足，從而達到我們想要的效果。

1 高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的概念

剪力墻結(jié)構(gòu)是用鋼筋混凝土墻板來代替框架結(jié)構(gòu)中的梁柱，可以承擔(dān)各類荷載引起的內(nèi)力，并能有效控制結(jié)構(gòu)的水平力，這種用鋼筋混凝土墻板來承受豎向和水平力的結(jié)構(gòu)稱為剪力墻結(jié)構(gòu)。剪力墻因其孔洞的大小和數(shù)量的不同，影響其受力特點、內(nèi)力分布和變形狀態(tài)，按其開洞的情況，可分為整截面墻、整體小開洞墻、聯(lián)肢墻等。不同的墻體有著不同的特點，適用于不同的情況。

2 高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的相關(guān)優(yōu)缺點

古人曾說過：“知己知彼，百戰(zhàn)不殆”。因而在了解了高層建筑剪力墻的相關(guān)概念后，我們必須更加深入的分析其優(yōu)缺點才能更好的研究剪力墻結(jié)構(gòu)，以期更好地利用它為我們服務(wù)。

高層剪力墻的特點：剪力墻結(jié)構(gòu)的墻肢的長度通常遠(yuǎn)大于厚度，自身平面內(nèi)具有很大的剛度和承載力，平面外剛度和承載力都相對較小，墻肢屬于偏心受壓或偏心受拉構(gòu)件。在低層建筑中，水平面所產(chǎn)生的荷載和發(fā)生的位移都較小，近乎可以忽略不計?？墒请S著層數(shù)的增加，水平荷載和地震作用將逐漸成為控制因素，其中位移占據(jù)主導(dǎo)位置，彎矩次之。因此這便對高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計提出了更高的要求，要求其不僅要有較大的承載能力，而且需要較大的抗側(cè)剛度， 以保證水平荷載產(chǎn)生的側(cè)向變形控制在一定范圍內(nèi)。所以優(yōu)化設(shè)計方案十分重要。剪力墻結(jié)構(gòu)的相關(guān)優(yōu)點：

2.1 采用剪力墻可以讓承重墻與分隔墻連為一體，從而使得其經(jīng)濟適用。目前大多數(shù)以小房間為主的住宅、賓館、單身公寓多采用這樣的結(jié)構(gòu)，從而既保障了房屋的穩(wěn)定性，又具有經(jīng)濟實惠的優(yōu)點。

2.2 相對于同一房屋的框架結(jié)構(gòu)，剪力墻結(jié)構(gòu)更為簡潔、寬敞，因而其使用功能要更好，能給予住戶相對充分的空間去自由改造，給予建筑師一定的靈活度去建造，所以受到了廣泛的使用。

2.3 剪力墻結(jié)構(gòu)具有較好的抵抗水平荷載的能力，抗側(cè)移剛度大，側(cè)移小，室內(nèi)墻面較為平整，這樣不僅會使室內(nèi)較框架結(jié)構(gòu)簡潔，沒有露梁和露柱現(xiàn)象，而且外形美觀，有利于裝修，更加便于室內(nèi)布置。

2.4 由于剪力墻結(jié)構(gòu)具有自重大的特點，所以吸收地震的能量大，因而具有一定的穩(wěn)定性和安全性；又由于剪力墻截面彎曲破壞極限承載力較好，可以按照全截面的抗彎計算，所以當(dāng)剪力墻的洞口較小時，其整體的性能比較好，因而其性價比還是相當(dāng)高的。

2.5 剪力墻結(jié)構(gòu)的相關(guān)缺點

2.5.1 由于剪力墻結(jié)構(gòu)具有抗側(cè)移剛度較大的特點，因此在某些特殊情況下可能會造成較大的地震反應(yīng)，為了保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，所以在使用時需要加大基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)的建設(shè)規(guī)模，從而造成了費用投入的增大。

2.5.2 與上一條類似，由于剪力墻結(jié)構(gòu)的墻體采用混凝土澆筑，使得建筑物的質(zhì)量和自重增加，因而在地震反應(yīng)中會加強地震效果，造成一定程度上的損失和浪費。

2.5.3 剪力墻結(jié)構(gòu)中某些地方利用的不充分，如：剪力墻結(jié)構(gòu)中的各個墻肢的軸壓通常不大，這樣就不能時負(fù)載較為平均的分配，從而導(dǎo)致不能在一定程度上充分發(fā)揮各個墻肢的承載能力。

2.5.4 延性是結(jié)構(gòu)性能的一個重要指標(biāo)，而剪力墻結(jié)構(gòu)的墻體多為構(gòu)造配筋，而且其配筋率一般較低，因而雖然其簡便靈活，但是其結(jié)構(gòu)的延性受到了很大程度的限制。

3 高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計原則

通過上面的介紹，相信讀者已經(jīng)對剪力墻結(jié)構(gòu)的定義及相關(guān)優(yōu)缺點有了一個較為清晰的了解，又因為我們總是想使物盡其用，在現(xiàn)實生活中盡量做到性價比最高，所以就需要以使剪力墻結(jié)構(gòu)既滿足位移限值的要求，又能充分發(fā)揮出其所起到的抗側(cè)力構(gòu)件的作用，做到安全、經(jīng)濟合理為原則進行設(shè)計。如在確定剪力墻結(jié)構(gòu)合理數(shù)量的原則就是：在滿足規(guī)范規(guī)定的位移限值條件的前提下，剪力墻結(jié)構(gòu)的數(shù)量應(yīng)盡量減少。只有這樣，才能體現(xiàn)出其在經(jīng)濟方面的價值。但是如果一味的貪圖實惠，那么整個建筑的穩(wěn)定性與抗震性都會受到影響，所以國家有相關(guān)的規(guī)定：滿足在基本振型地震作用下，剪力墻結(jié)構(gòu)部分承受的地震傾覆力矩大于結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩的50%。同時，規(guī)范規(guī)定框架部分承擔(dān)的剪力至少為底部總剪力的20%，或各層框架承擔(dān)的地震總剪力中最大值的1.5。這樣確定了相關(guān)的原則后，就可以在保障建筑質(zhì)量的前提下有效地節(jié)約成本了。

4 優(yōu)化高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的措施

4.1 根據(jù)具體情況控制剪力墻的厚度：剪力墻的墻體如果太薄，那么其抗震能力以及負(fù)載能力一定會大打折扣，從而使整座建筑的相關(guān)參數(shù)不合格，工程質(zhì)量受到極大影響，甚至可能會造成安全隱患，給人民帶來生命和財產(chǎn)損失。剪力墻的墻體如果太厚，不僅縮小了住戶可利用的空間，而且會造成浪費，給建筑商帶來不小的損失。因此，在建設(shè)過程中，施工單位萬萬不能急于施工，而應(yīng)根據(jù)具體情況，進行精確計算。

4.2 盡量做到不出現(xiàn)獨立的小墻肢且剪力墻剛度應(yīng)適度：剪力墻結(jié)構(gòu)本身就承載著較大的負(fù)荷，且延性不足，這種情況下，只有盡力做到將壓力平均分配到每個墻肢上才能有效的提高結(jié)構(gòu)的性能。因此，如果出現(xiàn)了獨立的小墻肢，那么正如同木桶出現(xiàn)了短板，整個結(jié)構(gòu)的負(fù)載能力就會大打折扣。并且，正如俗話所說：“剛則以摧”，所以如果剪力墻的剛度過大的話，其延性不足的特點就會突出的暴露出來。所以國家有明確的相關(guān)規(guī)定，就是為了在保證其經(jīng)濟效益的同時，保證其質(zhì)量，切實以實際行動維護人民利益。

4.3 要根據(jù)具體情況，對剪力墻的連梁進行有效的調(diào)整，只有這樣，才能保證剪力墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，從而提高整個建筑的相關(guān)性能。出于對其進行規(guī)范的目的，國家出臺了相關(guān)的法律規(guī)定，如《高規(guī)》中規(guī)定剪力墻長度不宜大于8m，當(dāng)大于 8m 時，宜采用弱連梁將其分開。 同時還規(guī)定跨度和高度比不小于5 的連梁宜按框架梁進行設(shè)計；有地震作用組合時，對于高度和跨度比大于 2.5 及小于 2.5 兩種情況，在截面受剪承載力及配筋方面有不同規(guī)定。而為了避免在正常使用或在輕微地震的條件下連梁出現(xiàn)裂縫，為人們埋下安全隱患，連梁調(diào)整后的彎矩、剪力的設(shè)計值都應(yīng)大于或等于實際使用狀況的值，只有這樣，才能保證結(jié)構(gòu)一定的抗壓能力。

5 結(jié)束語

隨著中國人口的不斷增加和城市化進程的不斷推進，城市中可用于居住的土地越來越緊張，這就產(chǎn)生了矛盾。在這種新的歷史條件下，高層建筑自然而然的應(yīng)運而生。而在建設(shè)高層建筑的過程中，剪力墻結(jié)構(gòu)由于具有較之框架結(jié)構(gòu)更加簡潔靈活，且具有一定的美觀性，可以滿足人們對于平面和立體空間的要求的特點而被廣泛使用?？墒钦缢自捤f：“人無完人”剪力墻結(jié)構(gòu)也不例外，其抗震能力有限，結(jié)構(gòu)延性較差。因此，我們需要對其進行優(yōu)化設(shè)計以使其更好的滿足人們的需要，適應(yīng)新的歷史條件下的新的要求。

參考文獻：

[1] 朱家瑾.居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計 （第二版 ）[M]，中國建筑工業(yè)出版社.2007.

高層建筑優(yōu)缺點范文第3篇

關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)體系;經(jīng)濟合理性

Abstract: all kinds of new technology in recent years because of new material and new science and technology constantly produced and high efficiency of the construction methods, the emergence of the future of the high-rise building structure will toward a more reasonable structure design system and consider environmental protection, energy saving, comfortable, function design of the sustainable development idea direction development, this paper discusses the present relatively common of the high-rise building structure and the advantages and disadvantages of the system, applicability, economy, and other aspects of the comparison, and discusses how to select the reasonable structure system plan, is of high reference value.

Keywords: high building; Structure system; Economic rationality

中圖分類號：TU97文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：

引言：隨著經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，城市規(guī)劃設(shè)計中的高層建筑越來越廣泛。為了更好的使設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作在現(xiàn)實生活中得到合理的運用，這就需要設(shè)計師從概念設(shè)計為基礎(chǔ)進行設(shè)計。而本文主要是探討高層建筑的結(jié)構(gòu)體系以及如何進行結(jié)構(gòu)體系的選擇。

1高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計特點

高層建筑結(jié)構(gòu)不同于低層多層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計。在低層建筑結(jié)構(gòu)中，水平荷載產(chǎn)生的內(nèi)力和位移都很小，通?？梢院雎?。所以低層建筑結(jié)構(gòu)承受的外部作用主要是以自重為代表的豎向荷載。而高層建筑結(jié)構(gòu)要同時承受豎向荷載和水平荷載。設(shè)計中必須重點考慮高層建筑遇到巨大風(fēng)力和偶然的地震力時所產(chǎn)生的水平側(cè)力。因為隨著建筑物高度的增加，高寬比的增大，盡管豎向荷載對結(jié)構(gòu)設(shè)計仍產(chǎn)生重要影響，但水平荷載對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的內(nèi)力和位移不斷增大，將成為結(jié)構(gòu)設(shè)計時的控制因素。由于高層建筑高度較大，地震作用對它的影響也較大。因此，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵是抗側(cè)力結(jié)構(gòu)設(shè)計和良好的抗地震性。除此之外還得嚴(yán)格控制高層建筑體型的比例，以保證其穩(wěn)定性。使建筑平面、體型、立面的質(zhì)量和剛度盡量保持對稱和勻稱，使整體結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)。

2常見的高層建筑結(jié)構(gòu)體系

2.1框架結(jié)構(gòu)體系

框架結(jié)構(gòu)由梁、柱構(gòu)件組成，是早期多采用的結(jié)構(gòu)體系?？蚣芙Y(jié)構(gòu)構(gòu)件類型少，可以在構(gòu)建工廠標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，也可以在施工現(xiàn)場采用定型模板進行現(xiàn)澆制作，整體性好和抗震性能較好。并且框架結(jié)構(gòu)平面布置靈活，空間大，能適應(yīng)較多功能的需要。

在框架結(jié)構(gòu)建筑中，外墻可使用非承載構(gòu)件，使立面設(shè)計靈活多變；內(nèi)墻采用輕質(zhì)隔墻，可以按需要選擇拆除以適應(yīng)更多樣的空間需求。并且這些輕質(zhì)隔墻和外墻的采用，大大降低了建筑物自重，節(jié)省了材料。因此成為高層建筑的主要結(jié)構(gòu)形式。但是，框架結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移剛度較小，在一般節(jié)點連接情況下，當(dāng)承受側(cè)向的風(fēng)力或地震作用時，將會有較大的剪切變形。因此，限制了框架結(jié)構(gòu)的使用高度。總之，在修建高度不大的高層建筑物時，框架結(jié)構(gòu)體系性能表現(xiàn)良好。

2.2剪力墻結(jié)構(gòu)體系

剪力墻結(jié)構(gòu)體系是利用現(xiàn)澆配筋墻體作為承受豎向荷載和水平荷載的結(jié)構(gòu)。剪力墻結(jié)構(gòu)具有較高的抗側(cè)剛度，對抵抗水平風(fēng)力十分有利，并且現(xiàn)澆的墻體也可以作為房屋的分隔構(gòu)件，因此，它適用于小開間的高層建筑，比如賓館、住宅樓等。而且建造的高度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于框架結(jié)構(gòu)。剪力墻結(jié)構(gòu)的主體都是現(xiàn)澆的鋼筋混凝土，整體性很好，縱觀世界各地的歷次地震危害情況可知，剪力墻的地震破壞相對比較輕，所以適合在地震區(qū)推廣建造。

值得注意的是，剪力墻結(jié)構(gòu)的高層住宅樓中，部分中間隔墻是剪力墻。這個不同于框架結(jié)構(gòu)中的非承載輕質(zhì)隔墻，是絕對不能拆除的，因為它也屬于承重結(jié)構(gòu)體系的一部分。因此，剪力墻結(jié)構(gòu)體系的空間使用限制很大，不能符合公共建筑的使用要求，而且整體的現(xiàn)澆鋼筋混凝土墻體也造成整個建筑物自重的增大，使建材用量增加，地震力增大，上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)計將變得困難。

2、高層建筑的結(jié)構(gòu)體系

目前國內(nèi)的高層建筑目前最廣泛基本結(jié)構(gòu)體系有：框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架—剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)等五種體系。

（1）框架結(jié)構(gòu)體系?？蚣芙Y(jié)構(gòu)體系是由樓板、梁、柱及基礎(chǔ)四種承重構(gòu)件組成。由梁、柱、基礎(chǔ)構(gòu)成平面框架，它是主要承重結(jié)構(gòu)，各平面框架再由連系梁連系起來，即形成一個空間結(jié)構(gòu)體系，它是高層建筑中常用的結(jié)構(gòu)形式之一。優(yōu)點是：建筑平面布置靈活，能獲得大空間，房間隔墻可以隨意拆改，建筑立面也容易處理，結(jié)構(gòu)自重輕，計算理論也比較成熟，在一定高度范圍內(nèi)造價較低，已廣泛應(yīng)用于辦公、住宅、商店、醫(yī)院、旅館、學(xué)校及多層工業(yè)廠房和倉庫中。缺點是：框架結(jié)構(gòu)本身柔性較大，抗側(cè)力能力較差，在風(fēng)荷載作用下會產(chǎn)生較大的水平位移，在地震荷載作用下，非結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞比較嚴(yán)重;并且框架柱尺寸過大，不適合民用住宅，在地震區(qū)不宜做太高。

高層建筑優(yōu)缺點范文第4篇

【摘要】出于對工程造價和抗震安全的需要，框架剪力墻結(jié)構(gòu)形式在我國高層建筑中應(yīng)用廣泛，然而由于采用了不合理的抗震隔震技術(shù)，目前我國很多高層框架剪力墻結(jié)構(gòu)出現(xiàn)輕重不同程度的震害。通過分析層間隔震技術(shù)的基本隔震減震原理，從減震效果、施工難易程度以及工程造價三個角度出發(fā)，對比分析了層間隔震與基礎(chǔ)隔震技術(shù)的適用范圍及優(yōu)缺點，并闡述了層間隔震技術(shù)的廣闊應(yīng)用前景，對于豐富我國高層框架剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震減震理論，保證廣大群眾的生命財產(chǎn)安全具有非常重要的理論和現(xiàn)實意義。

【關(guān)鍵詞】高層；框架剪力墻結(jié)構(gòu)；層間隔震

1 引言

由于高層建筑可以節(jié)省大面積的建筑用地，減少市政建設(shè)投資，縮短建筑工程工期等優(yōu)點，因此近年來高層建筑在建筑工程中的應(yīng)用日益增多。但是多高層建筑結(jié)構(gòu)與一般建筑不同，它是一種建筑面積、高度、自重大，結(jié)構(gòu)平面布置、受力情況復(fù)雜的特殊性建筑，因此必須正確選擇合理的結(jié)構(gòu)形式，以保證高層建筑的安全、投資和施工進度。目前高層建筑中比較常用的結(jié)構(gòu)類型主要有框架結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)以及剪力墻結(jié)構(gòu)，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)就是在框架結(jié)構(gòu)中布置一定數(shù)量剪力墻的結(jié)構(gòu)體系，不僅使建筑具有相當(dāng)大的剛度來提高建筑物的抗側(cè)能力，還可以提供局部大空間，滿足使用空間的靈活自由，而且相對框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)來說工程造價比較低，抗震效果比較好，因此在我國高層建筑中應(yīng)用廣泛。

隨著高層建筑室內(nèi)外裝修以及附屬設(shè)備設(shè)施造價的提升，傳統(tǒng)的依靠結(jié)構(gòu)構(gòu)件自身的彈塑性變形和延性來抵御地震作用的抗震理論，已經(jīng)不再適合現(xiàn)代高層建筑的防震設(shè)計，而近年來新出現(xiàn)的“隔震”或“制振”理論，目前在高層建筑中的防震設(shè)計中應(yīng)用廣泛，即在建筑物基礎(chǔ)或結(jié)構(gòu)頂部設(shè)置一個減震系統(tǒng)，使地震能量不能夠直接傳遞到建筑物上，從而起到保護高層建筑結(jié)構(gòu)的作用。目前高層建筑中比較常用的隔震結(jié)構(gòu)主要包括層間隔震和基礎(chǔ)隔震，本文主要分析層間隔震技術(shù)在高層框架剪力墻結(jié)構(gòu)中的基本隔震減震原理，然后從減震效果、施工難易程度以及工程造價三個角度出發(fā)，對比分析了層間隔震與基礎(chǔ)隔震的優(yōu)缺點，并闡述了層間隔震技術(shù)的廣闊應(yīng)用前景。

2 層間隔震技術(shù)的基本隔震減震原理

層間隔震技術(shù)的基本思想是在高層建筑結(jié)構(gòu)的某一層安裝耗能器，以實現(xiàn)消耗地震能量減小結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的作用。具體來說就是在高層建筑結(jié)構(gòu)某一層的柱頂與上部樓板之間安裝由質(zhì)量（具體包括增層結(jié)構(gòu)、隔熱層或質(zhì)量塊）和隔震支座（一般為疊層橡膠支座）組成的耗能器，從而有效吸收和消耗地震能量，減少地面運動的向上傳遞，進而降低甚至消除原結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。

由于隔震層上部子結(jié)構(gòu)的質(zhì)量比下部子結(jié)構(gòu)（即原結(jié)構(gòu)）小，而且隔震層的水平剛度比上部子結(jié)構(gòu)的層間剛度小也要小很多，使得上部子結(jié)構(gòu)在地震作用下近乎于一種整體平動狀態(tài)，因此隔震層的減震效果具體可以用簡化的兩質(zhì)點體系模型進行解釋。假設(shè)地震作用下建筑物的層間結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示， 為下部子結(jié)構(gòu)質(zhì)量， 為下部子結(jié)構(gòu)簡化為兩質(zhì)點體系的等效剛度， 為上部子結(jié)構(gòu)的質(zhì)量， 為橡膠隔震支座的剛度， 、 分別為原結(jié)構(gòu)和上部子結(jié)構(gòu)的阻尼， 為地面運動的加速度，、 、 分別為原結(jié)構(gòu)相對于地面運動的加速度、速度和位移， 、 、 分別為上部子結(jié)構(gòu)相對于原結(jié)構(gòu)運動的運動加速度、速度和位移。當(dāng)層間隔震體系為線彈性體系時，那么這一體系的運動微分方程可以用以下方程式表示： ， 。從以上公式可以很明顯的看出，地震作用下隔震層與高層建筑建筑結(jié)構(gòu)的上下子結(jié)構(gòu)相互作用，并分擔(dān)了部分建筑本應(yīng)結(jié)構(gòu)承擔(dān)的地震反應(yīng)。

3 層間隔震技術(shù)與基礎(chǔ)隔震的對比分析

基礎(chǔ)隔震技術(shù)出現(xiàn)的比較早，主要通過在建筑物的基礎(chǔ)頂部設(shè)置一套隔震裝置，來增加建筑結(jié)構(gòu)的自振周期，使其遠(yuǎn)離地面運動的卓越周期，以實現(xiàn)保護上部建筑結(jié)構(gòu)的作用。基礎(chǔ)隔震技術(shù)隔震機理明確，適用于不同地震烈度和抗震等級要求的建筑物，但是由于基礎(chǔ)隔震層除了要具備足夠的豎向剛度、豎向承載力、變形能力、復(fù)位功能、阻尼和初始剛度，還必須具備充分小的水平剛度，這就決定了建筑物的高度不能太大，上、下剛度要分布均勻，因此對于高層框架剪力墻這一上、下剛度突變的建筑物來說，設(shè)置基礎(chǔ)隔震層則不會發(fā)揮明顯的抗震效果。由于隔震層位置上移，層間隔震技術(shù)克服了基礎(chǔ)隔震技術(shù)的缺點，具有其獨特的優(yōu)越性，具體表現(xiàn)在以下幾個方面。

3.1 不用設(shè)置水平隔離縫，設(shè)計、施工方便

由于隔震層的水平剛度很小，在地震發(fā)生時隔震層較其他樓層要發(fā)生較大的位移變形，因此對于基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)來說，由于隔震層設(shè)置在了室外地面以下，為了能夠使隔震層能更好的發(fā)揮隔震作用，在上部建筑結(jié)構(gòu)的周邊應(yīng)設(shè)置防震縫，而且在上部結(jié)構(gòu)與地面之間還要設(shè)置水平隔離縫或水平滑移墊層。但是對于層間隔震結(jié)構(gòu)來說，由于隔震層設(shè)置在建筑物某一層的柱頂上，這樣就使地震時建筑結(jié)構(gòu)的大變形位置上移到了地面以上甚至空中，從而消除對于預(yù)留空間的顧慮，方便了建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工。

3.2 隔震層頂部無需加設(shè)梁板式樓蓋，節(jié)約工程成本

為了增加隔離層樓蓋的梁板剛度和承載力，對于基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)來說，需要在隔震層頂部增設(shè)一層很厚的梁板式樓蓋，這樣就增大了結(jié)構(gòu)自重，增加施工成本。但是對于層間隔震結(jié)構(gòu)來說，則不需要另外加設(shè)這一梁板式樓蓋，只是將結(jié)構(gòu)原來的樓蓋按隔震要求設(shè)計即可，這樣就減小了隔震層上部結(jié)構(gòu)自重，減少了隔震層支座的數(shù)量和尺寸，進而節(jié)約了加設(shè)梁板式樓蓋和隔震支座的費用，節(jié)約了高層框架剪力墻結(jié)構(gòu)的施工成本。

3.3 可有效利用結(jié)構(gòu)增層或隔熱層進行隔震，增加高層框架剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震能力

由于層間隔震結(jié)構(gòu)隔震層位置設(shè)置的特殊性，因此高層框架剪力墻結(jié)構(gòu)的增層或隔熱層在進行適當(dāng)改建之后，可以做成隔震層，使其在發(fā)揮原有功能的同時，承擔(dān)了部分隔震減震作用，成為了高層建筑結(jié)構(gòu)抗震的第二道防線。這種方法簡單方便，在節(jié)約工程成本的基礎(chǔ)上，大大提高了高層框架剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震能力。

4 結(jié)束語

目前層間隔震技術(shù)還沒有形成系統(tǒng)的設(shè)計方法，因此在我國高層建筑結(jié)構(gòu)中應(yīng)用的還不夠廣泛，但是據(jù)統(tǒng)計層間隔震技術(shù)的隔震效果一般在10%～40%之間，雖然小于基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)，然而對于高層框架剪力墻這一結(jié)構(gòu)自重大、剛度分布不均的結(jié)構(gòu)來說特別適用，不僅會滿足建筑結(jié)構(gòu)高度、剛度等方面的要求，還能提高其隔震減震能力。因此高層建筑工程的設(shè)計和施工人員應(yīng)合分析擬建場地的巖土性質(zhì)、上部結(jié)構(gòu)特點等因素，進行高層框架剪力墻結(jié)構(gòu)的隔震技術(shù)選擇和設(shè)計，充分滿足現(xiàn)行規(guī)范允許的強度、剛度和延性的要求，從而保證高層框架剪力墻結(jié)構(gòu)的安全可靠、經(jīng)濟合理。

參考文獻

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[3] 周福霖，張穎，譚平. 層間隔震體系的理論研究[J]. 土木工程學(xué)報，2009，42，8：1-8

高層建筑優(yōu)缺點范文第5篇

關(guān)鍵詞：幕墻、玻璃、石材、金屬、設(shè)計

中圖分類號： S611 文獻標(biāo)識碼： A

前言：由于國家經(jīng)濟的迅速發(fā)展，城市建設(shè)的一步步擴大，一批批高層建筑、超高層建筑拔地而起，建筑圍護結(jié)構(gòu)采用傳統(tǒng)的磚墻顯然不能適應(yīng)，混凝土墻體則因其過于笨重而日顯劣勢，這時候輕鋼結(jié)構(gòu)配有玻璃幕墻成為最佳選擇。玻璃幕墻以其晶瑩剔透、輕巧美觀、耐候性好、密封性佳、安裝方便、圍護簡便等諸多優(yōu)點而在高層建筑上迅速崛起。

建筑幕墻是指由面板與支撐結(jié)構(gòu)體系組成的，可相對主體結(jié)構(gòu)有一定的位移能力和自身有一定的變形能力，不承擔(dān)主體結(jié)構(gòu)所受作用的建筑護墻。幕墻通常由面板（玻璃、鋁板、石板、陶瓷板等）和后面的支承結(jié)構(gòu)（鋁橫梁立柱、鋼結(jié)構(gòu)、玻璃肋等等）組成。

一、玻璃幕墻

1、優(yōu)點：玻璃幕墻是當(dāng)代的一種新型墻體，此種墻體使建筑物從不同角度呈現(xiàn)不同的色調(diào)、隨陽光、月色、燈光的變化給人以動態(tài)的美。在世界各大城市均建有宏偉華麗的玻璃幕墻。如紐約世貿(mào)中心、北京國貿(mào)大廈、成都錦江創(chuàng)意科技大廈、香港的中國銀行大廈都采用的是玻璃幕墻。

2、 缺點：光污染、能耗大，且玻璃幕墻不耐污染，在空氣污染嚴(yán)重和干旱少雨且風(fēng)沙大的北方地區(qū)，玻璃 幕墻極易受污染。

基于以上玻璃幕墻的優(yōu)缺點，建議在北方盡量減少單種玻璃幕墻的使用，可以采用玻璃與石材幕墻相結(jié)合的幕墻形式，即在玻璃幕墻上增設(shè)石材裝飾線條，即可以減少光污染，又可以達到節(jié)能的效果。對南方地區(qū)，可以采用玻璃鍍膜的形式減少光污染和達到節(jié)能的要求。

3、玻璃幕墻設(shè)計應(yīng)注意的問題

1）氟碳涂層與結(jié)構(gòu)膠不應(yīng)直接粘接

一些結(jié)構(gòu)密封膠和氟碳涂層的粘接時達不到幕墻要求的，因此隱框幕墻玻璃組件的副框和玻璃之間、氟碳涂層面板間接縫部位應(yīng)采取措施，提高粘接力。有多種措施可供選擇：（a）底漆，然后再打注結(jié)構(gòu)膠 。（b）采用組合型材構(gòu)造，直接粘接結(jié)構(gòu)膠部分與型材其他部分分開，直接粘接結(jié)構(gòu)膠部分采用陽極氧化處理。（c）氟碳噴涂過程中，對粘接部位進行遮擋。（d）采取補救措施，用砂紙等將待粘接表面的涂層去掉。

2）自攻釘連接只能做定位連接，不得做結(jié)構(gòu)連接，因其可靠性太差。

3）鋼鋁型材混合使用 鋼鋁配合間隙應(yīng)比較嚴(yán)密，否則不能達到共同受力，但這又給防止出現(xiàn)雙金屬腐蝕造成困難，故最好避免采用鋼鋁組合型材。

4）開啟腔未設(shè)置熱密線 建筑幕墻很多都沒有設(shè)置熱密線，導(dǎo)致開啟部位節(jié)能效果低下。

5）隱框中空玻璃下部無托板 中空玻璃結(jié)構(gòu)膠長期承受剪力，對結(jié)構(gòu)膠使用壽命不利，因此要求玻璃下部設(shè)置托板。

6）后置埋件焊接作業(yè)在化學(xué)錨栓附件進行焊接作業(yè)，會大幅度削弱化學(xué)栓的承載力，因此應(yīng)盡量避免焊接作業(yè)或采取適當(dāng)?shù)暮附庸に嚤苊鈱瘜W(xué)栓造成較大影響。

4、 玻璃幕墻發(fā)展趨勢

1） 太陽能幕墻系統(tǒng)。

對于我國來說，人均能源短缺，為節(jié)約傳統(tǒng)能源，我們必須開發(fā)新能源。我國利用較廣泛的新能源主要是太陽能，對于玻璃幕墻這種特殊的建筑面板材料，易于與太陽能技術(shù)相結(jié)合，因而，玻璃幕墻可以向著光電、光熱方向發(fā)展。

2）雙層幕墻系統(tǒng)。

雙層玻璃幕墻在夏季利用“煙囪效應(yīng)”形式自然通風(fēng)換氣，降低室內(nèi)溫度，同時，可以放下半透明卷簾，通過卷簾反射后除去大部分太陽輻射，降低房間溫度，減少降溫負(fù)荷，達到節(jié)約能源的目的。

3） 智能化幕墻系統(tǒng)。

充分利用建筑本身所處的自然環(huán)境，包括風(fēng)向、溫度、地理位置在內(nèi)的各種條件，將建筑、結(jié)構(gòu)、機械、電子、生態(tài)等專業(yè)技術(shù)集于一體的維護結(jié)構(gòu)，通過幕墻自身的主動適應(yīng)性，使室內(nèi)達到最舒適效果

二、石材幕墻

1、優(yōu)點：天然材質(zhì)，堅硬永久，耐凍性好，抗壓輕度大。

2、缺點;笨重的石材做高層建筑外墻的諸多嚴(yán)重危害性在建筑也不規(guī)范，且石材幕墻防火性差。

由于石材幕墻有以上的優(yōu)缺點，故在幕墻設(shè)計時要對石材受力需進行嚴(yán)格的受力計算，在施工過程中，要做好隱蔽過程的驗收，高層盡量減少采用大面積石材幕墻，且應(yīng)采用防脫落措施。在層間采用防火巖棉封堵。

3、設(shè)計應(yīng)注意的問題

1）T型掛接和蝴蝶扣掛件

這兩種掛件在石材上的占有率比較高，價格便宜，平整度好，但在安裝完成后會形成大片連續(xù)不可錯動墻面，一方面維修更換困難，另一方面抗風(fēng)振、抗地震性能較差，現(xiàn)在很多地方都把這種產(chǎn)品列為強制淘汰產(chǎn)品。

2）石材面板不得采用粘接，應(yīng)該采用機械連接，確保其耐久性和可靠性。

3）盡量避免使用朝天縫、錯縫，由于污染和暴曬等原因，朝天縫更容易失效。

4）采用角鋼或槽鋼制作的立柱，在伸縮縫部位應(yīng)進行專門的設(shè)計，否則不能傳遞彎矩。

三、金屬幕墻

1、優(yōu)點：金屬幕墻中，鋁板幕墻為現(xiàn)在采用最廣泛的幕墻形式，由于鋁板幕墻質(zhì)量輕，減少了建筑的負(fù)荷，為高層建筑提供了良好的選擇條件，防水、防污、防腐蝕性能優(yōu)良、保證了建筑外表面持久常新。鋁板的加工、運輸、安裝施工比較容易實施。色彩的多樣性及可以組合加工成不同的外觀形狀，拓展了建筑師的設(shè)計空間：較高的性能價格比，易于維護，使用壽命長。所以鋁板幕墻越來越受到業(yè)主的青睞。

2、 缺點：幕墻系統(tǒng)的抗變形能力必須對幕墻系統(tǒng)的各個重要部位進行科學(xué)的力學(xué)計算，考慮風(fēng)壓、自重、地震、溫度等作用對幕墻系統(tǒng)的影響，對埋件、連接系統(tǒng)、龍骨系統(tǒng)、面板及緊固件進行仔細(xì)校核，確保幕墻的安全性。

3、設(shè)計應(yīng)注意的問題

金屬板幕墻設(shè)計時，加勁肋應(yīng)與面板可靠連接。金屬平板中起支撐邊作用的中肋應(yīng)與邊肋或單層鋁板的折邊可靠連接。支撐金屬面板區(qū)格的中肋與其相交的中肋連接應(yīng)滿足傳力要求。金屬板較薄，必要時應(yīng)設(shè)置加強肋增加其剛度并保持面板平整。作為面板的支撐邊時，加強肋是面板區(qū)格的不動支座，所以應(yīng)保證中肋與扁蕾、中肋與中肋的可靠連接，滿足傳力要求。在一些工程中，中肋只考慮用作保證面板的平整度，不作為面板的支撐邊，此時，中肋只與面板連接，不予邊肋或單層鋁板的板邊連接。中肋處于無支座的浮動狀態(tài)，無法作為區(qū)格面板的支撐邊，面板計算時不宜考慮中肋的支撐邊作用。金屬板與龍骨的連接采用角片連接，定距壓板連接盒掛接等，角片連接比較簡單，但不利于吸收溫度變形，極易造成金屬面板起拱，影響建筑外觀，因此，盡量減少使用角片的連接方式。金屬幕墻保溫有附墻保溫、附板保溫和懸空保溫三種，相對來說，采用附墻保溫的形式保溫效果最好。

三、結(jié)束語

綜上所述，幕墻的優(yōu)點是被廣大建筑師及大眾所認(rèn)同的。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，幕墻的缺點也可以采用各種構(gòu)造及工藝的創(chuàng)新可以減小到最低影響程度，幕墻設(shè)計師多對各種新技術(shù)及新材料的應(yīng)用進行了解，以便設(shè)計出更完美的建筑幕墻。

參考文獻：

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