高层建筑结构选型影响因素分析

高层建筑结构选型影响因素及选型分析

摘 要：高层建筑结构选型有着众多的影响因素，主要包括建筑功能要求、结构受力合理性、结构的施工方便性、经济因素和结构的美学性等。各种影响因素之间的关系错综复杂，因此，在进行高层建筑结构选型决策时，必须综合考虑各种影响因素，掌握选型的方法与原则，减少选型的盲目性，提高高层建筑的使用性能，实现现代城市规划的合理规划与美观。

关键词：高层建筑；结构选型；选型分析；影响因素

影响高层建筑结构选型的因素众多，主要包括建筑功能要求、结构受力合理性、结构的美学性、结构的施工方便性、经济因素和设计理论水平等。在进行结构选型决策的时候，需要对众多的因素仔细分析、认真研究，根据这些因素的特点及其影响力，采用合理科学的方法进行高层建筑选型。

1 影响高层建筑结构选型的因素

1.1 建筑功能因素

建筑功能在高层建筑项目方案形成时就已经确定，建筑的机构设计也要以建筑功能为主来开展，这是建筑结构选型中最基础和最重要的影响因素。为了满足建筑功能的需要，在结构选型中就必须设计出符合其功能的结构形式，满足建筑物对空间要求和使用功能要求等。如高层住宅，由于其使用空间较小，分隔的墙体较多，而且隔层的平面不知基本相同，因此这种功能的建筑就比较适合剪力墙或框架剪力墙结构。

1.2 结构受力合理性

高层建筑机构不同，其受力特征也各不相同，有的结构可能在抗风方面比较突出，而有的结构在抗震方面表现优异。选型时，要认真分析理学要求，综合比较各个体系的优缺点，然后结合其他的因素进行综合分析，保证结构能够达到有效抗风、可靠抗震和应力分布合理等效果。如要考虑到环境条件对高层建筑结构设计的影响，在风荷载较大的地区，在设计上要重视其对梁、柱、墙等称重构建的影响，保证人们不因为建筑结构晃动产生不舒服的感觉。

1.3 结构的施工方便性

建筑工程的施工技术水平和施工工艺对建筑结构形式有着很大的影响。如采用先进的施工技术实现先进的结构形式；将建筑结构方案与施工条件紧密的结合起来；要考虑建筑结构在施工阶段和试用阶段受力情况的差异，如升板结构在试用阶段采用现浇无梁楼盖结构，柱与板之间刚接，而在施工阶段，柱板之间节点之间只能视为铰接。同时，在同样的结构选型中，还要考虑机械设备、建筑材料、施工时间和建筑成本的不同的技术经济指标，以及抗剪能力和抗震性等方面对建

高层建筑结构选型的影响因素和选取方法

高层建筑结构选型的影响因素和选取方法

在高层建筑设计中,结构设计赋予建筑物一个支撑骨架.该骨架型式及其空间关系的合理性不仅直接关系到建筑物的安全,而且关系到建筑物能否实现其预定的功能和能否达到预期的经济效益.依据工程实践经验,若高层建筑结构体系选型不当,同样难以做出安全可靠、经济合理的高层建筑结构设计.正确处理高层建筑结构体系的选型问题,对于高层建筑的设计、施工乃至使用、维护而言,都具有至关重要的意义.

1 高层建筑结构选型的问题

当前我国高层建筑结构选型普遍不重视结构选型决策工作,而且缺乏一套完整系统、可行的方法来操作,仅以上部结构土建造价单一指标或几个易于转换成计量单位评估的定量指标来进行决策.因此高层建筑结构选型存在如下问题: 第一是影响因素的不确定性.结构选型决策工作具有很强的综合性,包含大量确定与不确定的因素,多因素共同作用的结果决定结构的型式,需要对诸多因素做大量细致分析.对一栋高层建筑来说,按当前常规做法是不太可能得到完善合理的结构型式的.选错结构型式,不仅会使高层建筑综合经济效益低下,而且使该建筑物给社会经济环境带来不良影响[1].第二是影响因素的多样性.结构体系的选择受到诸多条件和因素影响,除了要考虑工程造价和投资能力,还要考虑所选结构型式对建筑功能的适应性、施工条件、技术能力、施工工期、建筑材料和能源供应、建筑美学要求,包括建筑群及其环境的配合,建设场地的地形、地貌、自然灾害等等.一个合理的结构型式是通过进行多目标决策,将诸多因素统一协调而产生.而设计人员正是缺乏这种从整体( 或全局) 的综合经济效益出发来处理结构选型问题的观念,并由于缺乏处理模糊概念的方法和手段,不自觉地把不少本来为模糊的量忽略或当成确定性的,这使得设计变量和目标函数不能达到应有的取值范围,从而导致决策结果不是真正的最满意的.

2 高层建筑结构选型的影响因素分析

2. 1 高层建筑结构选型不合理的情况及原因分析

４　陕西建筑与建材　２００４年１１月总第１１３期　

简述影响建筑结构选型的因素　

吴　莹　（陕西省轻工业研究设计院７１００５４西安）　

摘要：结构型式关系到建筑物的使用、经济、美观，一个好的建筑设计，必须要有一个好的结构型式才能实现。　因此，对影响建筑结构选型的主要因素作简要论述，使设计人员在方案设计过程中予以考虑。　关键词：结构选型；功能要求；结构材料；施工技术；结构设计计算；经济因素　

在建筑工程建设中，建筑物的安全性和耐久性主　要取决于建筑物的结构能否满足要求。此外，工程造　价中２／３左右的费用用于结构工程，而结构工程的施　工工期也约占建筑物施工总工期的一半以上。因此搞　好结构工程对于建筑工程建设的质量控制、投资控制　和进度控制有十分重要的作用。搞好结构工程的关键　在于结构选型。一个好的结构形式的选择，不仅要考　虑建筑上的使用功能，结构上的安全合理，施工上的　可能条件，也要考虑造价上的经济价值和艺术上的造　型美观。如果选型不当　给结构的安全使用及耐久性　带来无法弥补的缺陷，同时也会延误工期，提高造价。　因此在建筑物方案设计中必须将结构选型放在重要　地位。　影响建筑结构选型的因素主要有：建筑物的功　能、建筑结构材料、施工技术水平、结构设计理论及计　算手段、经济因素等。　１建筑物的功能要求　建筑物的功能要求是建筑物设计中应考虑的首　要因素。任何建筑物都具有对客观空间环境的要求，　根据这些要求可大体确定建筑物的尺度、规模与相互　关系。如工业建筑通过考虑车间的使用性质、工艺流　程及工艺设备、垂直及水平运输要求以及采光通风功　能要求初步定出建筑物的跨度、开间及最低高度。在　结构选型时应使所选择的结构形式剖面与建筑物使　用空间相适应，尽可能降低结构构件的高度，才能提　高空间的使用效率、节省维护结构的初始投资费用、　减少照明采暖空调负荷、节省维护费用，从而降低建　筑物全寿命期费用。如散粒材料仓库，采用落地拱型　式最适宜。其次通过对结构体系裸露和艺术加工，将　结构形式与建筑的空间艺术形象融合为一体来表现　建筑美。建筑界公认的典型例子意大利佛罗伦萨运动　场的大看台，是一个钢筋混凝土梁板式结构，雨蓬的　挑梁伸出１７ｍ，它的弯矩图是二次抛物线，建筑师把　挑梁的外形与其弯矩图统一起来，同时利用混凝土的　可塑性，对挑梁的外轮廓进行艺术处理，在挑梁支座　附近挖了一个带有椭圆弧线的三角形孔，既减轻了结　构自重，又获得良好的艺术效果。直接将结构的自然　形体进行恰如其分的艺术加工而又不做任何多余的　装饰，使结构形式与建筑空间艺术形象高度地融合起　来。　２建筑结构材料对结构选型的影响　建筑结构材料是形成结构的物质基础。木结构、　砖石结构、钢结构，以及钢筋混凝土结构各因其材料　

关于影响建筑结构选型的因素分析

由于存在着众多的未知因素和不确定因素，并且涉及的领域非常广泛（例如安全、经济、环境、适用等），使得建筑结构选型尤其是高层建筑选型变得极其复杂。因此必须对建筑结构选型的影响因素进行通盘考虑，分清主和次、重点和非重点，对于一些位置因素和不确定性也要做一些预见性的处理。鉴于此，笔者在本文中主要论述了影响建筑结构选型的相关因素。

标签 结构选型；高层建筑；影响因素

建筑结构选型工作之所以复杂，不但是因为它涉及到安全、经济、环境、适用等众多领域，还存在许多确定性因素和未知因素需要预见性考虑。

1 合理选择建筑结构的必然性

在城市空间环境日益紧张、人们审美能力不断提升、环境质量问题受到社会广泛关注的今天，合理的建筑结构选型，势必更加符合城市发展的需要、符合城市居民反对建筑风格单一化的要求，也能在一定程度上缓解建筑扩张给环境带来的压力。具体分析，决定必须合理选择建筑结构的因素主要有：

1.1 建筑多功能化趋势下的必然要求

功能综合化、需求多元化是现代建筑发展的大趋势，因此，现代建筑尤其是现代高层建筑，其立体和平面形状更加多样化、内部空间的分布更加复杂化与个性化，另外建筑净空高度的增加对建筑的结构系统提出更高、更新的要求，合理选择建筑结构显得更加必要。

1.2 建筑结构所要涉及的领域越来越宽广，需要综合考虑众多领域的信息和内容，假若考虑范围出现漏洞，导致建筑结构选型不合理，“蝴蝶效应”便会产生作用，则其后续问题更多更加麻烦。

1.3 建筑施工尤其是高层建筑施工更是旷日持久的大工程，不仅投资大，而且工期通常非常长，一旦建筑结构选型不合理并付诸实践，则积重难返。结构选型的问题需要从外形方面和内部空间布置方面来综合考虑，统筹兼顾。

2 建筑结构选型需要综合考虑的因素

影响建筑结构选型的因素不仅多而且具有未知性和不确定，虽然因素较多，但是综合说来，主要体现以下几个方面：