建筑方案设计VIP免费

第1页共7页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共7页高层建筑方案阶段的结构概念设计摘要：本文结合概念设计的原理，阐述了高层建筑方案阶段结构设计的原则和应考虑的问题，运用整体设计的思想处理结构体系与建筑功能之间的矛盾。关键词：高层建筑；方案阶段；结构体系；概念设计如果在设计一个空间组成方案的具体构成时，没有考虑它的结构关系，那么由于结构需要而对早期建立的概念进行大修改的可能性很大；反之，在设计这个空间单元时，就考虑空间体系的结构内容，那么大修改的可能性就会减少，且能保证建筑方案的象征性与结构做法上的整体性。这就是在建筑方案阶段应引入的结构整体概念设计。1结构整体概念设计结构整体概念设计是结构工程师在建筑方案阶段，运用人的思维和判断能力，从宏观上构思结构设计中的基本问题，有效地选择结构体系，使之与建筑方案和使用功能相协调。概念设计的宗旨是在特定的建筑空间及环境条件下，用整体概念来考虑结构的总体方案，在方案阶段用概念性近似计算方法，迅速有效地对结构体系进行构思、比较与选择。2结构体系的选择2.1结构形式与特点在高层建筑方案阶段，结构工程师对建筑师提出的建筑体型、房屋高度、建筑平面和建筑功能进行分析，用结构概念设计的基本方法（建筑结构总体系作用分层次研究方法），寻找出一个符合建筑空间形式的最佳结构总体设计方案，以满足总结构体系高宽比、抗倾覆、承载力和刚度的要求。高层建筑结构体系除常用的框架、框-剪、剪力墙、筒体和板柱-剪力墙结构外，还出现了一些较新颖结构体系，如悬挂、巨型、悬挑结构等，为满足各种使用功能要求创造了有利的条件。悬挂结构:是采用吊杆将高楼各层楼盖分段悬挂在主构架上所构成的结构体系。主框架承担全部侧向和竖向荷载，并将它直接传至基础。除主框架落地外，其余部分均从上面吊挂，可以不落地。第2页共7页第1页共7页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共7页巨型结构:一般有矩形框架结构和矩形桁架结构。矩形框架结构由楼、电梯井组成大尺寸箱形截面矩形柱，也可以是大截面实体柱，每隔若干层设置一道1～2层楼高的矩形梁。组成刚度极大的矩形框架，是承受主要水平力和竖向荷载的一级结构；上下层矩形框架梁之间的楼层梁柱组成二级结构，其荷载直接传递到一级结构上，其自身承受的荷载较小，构件截面较小，增加了建筑结构布置的灵活性。紧靠上层矩形梁的楼层甚至可以不设柱，形成较大空间以满足建筑需要。矩形桁架结构以大截面的竖杆和斜杆组成悬臂桁架，主要承受水平和竖向荷载。楼层竖向荷载通过楼盖、梁和柱传递到桁架的主要杆件上。矩形结构亦称“超级框架结构”。悬挑结构:是围绕核心筒在各个方向作出悬挑，由核心筒承受所有的荷载，围绕核心筒可创造出没有任何垂直支撑的平面形式，使室内空间的使用更加方便灵活。但建筑体型上大下小，形成了上层质量大、刚度大，下层质量小、刚度小的不合理分布，上部楼层产生很大的水平作用使底部中央筒体受力很大，使用时要慎重。2.2结构形式选择举例在高层建筑方案阶段，结构设计重点放在总体构思，用近似方法分析基本性质，把整个空间形式概念化布置作为总体空间结构体系。下面举例说明方案阶段对高层建筑进行结构体系的选择。图1所示的某13层办公楼，建筑物两边各有9根柱，中央有一个6×12m的电梯和管道井筒。各楼层和屋顶的竖向荷载（包括恒载和活荷载）主要通过柱传到下层，核心筒也承受一部分。水平荷载有几种不同的传递方式，试优选结构方案。第3页共7页第2页共7页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共7页图1某办公楼设计方案及整体分析方案1：仅由核心筒承受水平力，外柱仅承受大部分竖向荷载，不抵抗水平力，此时梁与柱可以是铰接或其他连接。方案2：要求纵横两个方向柱和梁刚性连接形成框架，来抵抗纵横两个方向的水平力。此时，电梯和管道井可采用轻质非承重材料。方案3：将建筑设计成由核心筒和框架共同抵抗两个方向水平力的框筒结构。水平力通过水平承重体系（楼、屋盖）的作用同时传给核心筒和框架。无论哪...