導(dǎo)語：如何才能寫好一篇高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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【關(guān)鍵詞】高層；建筑；結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)； 要點(diǎn)

但是就目前來說，在其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中還具有一定的問題。下面本文分析高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題和對策，并探討其改進(jìn)措施。

1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題

1.1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，沒有處理好高層建筑結(jié)構(gòu)的均衡關(guān)系

在目前一些高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，過分地追求美觀度和個(gè)性化，從而忽略了其設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性。同時(shí)高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是多種多樣的，框架結(jié)構(gòu)體系、剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系、筒體結(jié)構(gòu)體系等等，在選擇過程中存在一定的不合理性。另外在高層建筑的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要注重考慮水平載荷中的風(fēng)荷載以及地震作用，做好抗震設(shè)防系統(tǒng)，以能夠提高建筑安全性，但是在實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，還存在對這些問題不注重問題，考慮不全面問題，從而導(dǎo)致高層建筑存在一定的安全隱患。一個(gè)造型完美的高層建筑必須很好地均衡主體、裙房和頂部的尺度關(guān)系。高層建筑是城市形態(tài)的關(guān)鍵因素和重要景點(diǎn)，因此要規(guī)劃好城市的結(jié)構(gòu)中高層建筑的位置，以及高層建筑與城市街道的關(guān)系，保證高層建筑不能對街道行人和正?；顒釉斐捎绊懀膊荒茉斐梢曈X上的影響。目前高層建筑在這一方面還具有一定的薄弱性，沒有處理好高層建筑結(jié)構(gòu)的均衡關(guān)系。

1.2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對其受力情況和水平荷載的考慮不夠完善

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，其高度不同，那么其受力情況也就不同，其水平荷載跟豎向荷載共同作用，是對高層建筑整體設(shè)計(jì)效果進(jìn)行控制的主要因素。但是隨著建筑高度的不斷增加，其側(cè)向位移增加的速度也越來越快，底部彎矩也隨之加大，其側(cè)向變形過度會導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)在橫向荷載下，附加應(yīng)力明顯增加，從而引起了填充墻裂縫的出現(xiàn)；導(dǎo)致電梯軌道以及裝修等服務(wù)設(shè)施，出現(xiàn)變形或者裂縫問題，嚴(yán)重危及了高層建筑結(jié)構(gòu)的正常使用和耐久性。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中注意事項(xiàng)

在高層樓宇根基策劃中要關(guān)注的情況劃分為三類：第一類，高層樓宇根基一定要持久耐用，由于高層樓宇根基在地下部分，地下水分含量高，根基大多處在比較潮濕的環(huán)境中，因此建筑高層樓宇的根基一定要使用持久耐用的材料，如增加根基中鋼筋混凝土的鋼筋結(jié)構(gòu)；第二類，高層樓宇的根基要足夠厚實(shí)，才能夠確保承擔(dān)住上層構(gòu)造傳遞下來的重量，同時(shí)勻稱的傳遞到高層樓宇的根基中；第三類，高層樓宇根基計(jì)劃一定要進(jìn)行整體的考慮，不能只想到建筑樓宇自身的高度以及對附近建筑物的作用，還要想到高層樓宇在承受沖擊之后是不是形狀能夠不改變，符合科學(xué)、經(jīng)濟(jì)的建筑環(huán)境。

2.2 高層樓宇構(gòu)造策劃中的共振情況

共振形成的環(huán)境是，高層樓宇的自震時(shí)間以及出現(xiàn)地震位置的特性一致抑或相當(dāng)，因此能夠使用具有目的性的預(yù)測樓宇出現(xiàn)地震時(shí)的特點(diǎn)情況，之后加強(qiáng)高層樓宇的自震時(shí)間和樓宇所建筑地區(qū)地震特點(diǎn)之間的距離，來防止形成共振的可能性。

2.3 高層樓宇構(gòu)造策劃中的水平挪動情況

高層樓宇構(gòu)造策劃中水平挪動不能僅以達(dá)到高層樓宇建筑標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，還要結(jié)合所建位置的地震周期等情況。如在高層樓宇構(gòu)造低于地震策劃時(shí)，因?yàn)榭拐鹎闆r和構(gòu)造剛度有關(guān)，是正比的關(guān)系，所以策劃的構(gòu)造剛度小，不過出現(xiàn)的挪動在允許的范疇內(nèi)，構(gòu)造周期長，抗震力不大，因此這種構(gòu)造策劃是不科學(xué)的。

2.4 選取適宜的設(shè)計(jì)簡圖

設(shè)計(jì)簡圖一定要確保有相關(guān)的高層樓宇結(jié)構(gòu)技術(shù)，并且有對高層樓宇構(gòu)造的設(shè)計(jì)方式，設(shè)計(jì)簡圖如果選取的不適合甚至對高層樓宇構(gòu)造的安全產(chǎn)生不良影響，所以保證高層建筑構(gòu)造穩(wěn)定的關(guān)鍵是選取適宜的設(shè)計(jì)簡圖。還要留意的是設(shè)計(jì)簡圖存在錯(cuò)誤是很正常的，不過差錯(cuò)一定要在高層施工構(gòu)造策劃準(zhǔn)許的范疇內(nèi)。

2.5 選取科學(xué)實(shí)用的構(gòu)造方法

科學(xué)的高層樓宇策劃一定憑借經(jīng)濟(jì)實(shí)用的構(gòu)造方法，也就是說在高層樓宇構(gòu)造策劃中要選取實(shí)際可行的構(gòu)造系統(tǒng)以及構(gòu)造方式。針對構(gòu)造系統(tǒng)，在同一個(gè)構(gòu)造單位中最好不要使用不一樣的構(gòu)造系統(tǒng)結(jié)合在一起運(yùn)用，構(gòu)造系統(tǒng)一定要簡單便利，受力確定。在對高層樓宇構(gòu)造策劃程序中，要全面的對各種會存在影響的要素進(jìn)行解析，和有關(guān)部門商定，之后敲定詳細(xì)的最科學(xué)的高層樓宇構(gòu)造策劃方案。高層建筑中，由于豎向負(fù)荷較大的原因，可能會引起在柱中較大程度上的變形，從而對連續(xù)梁、彎矩產(chǎn)生比較大的影響，該影響包括兩個(gè)方面：一方面是，會增大端支座負(fù)彎矩的數(shù)值或者是增大跨中正彎矩的數(shù)值，另一方面是，減小連續(xù)梁中間支座的負(fù)彎矩值。

2.6 準(zhǔn)確解析、核實(shí)設(shè)計(jì)結(jié)果

在高層樓宇構(gòu)造策劃程序中大多使用電腦，不過因?yàn)楝F(xiàn)在市場中存在的電腦軟件類型繁多，不一樣的電腦程序設(shè)計(jì)的結(jié)果也是不一樣的，因此這就需要高層樓宇構(gòu)造設(shè)計(jì)工作者要全面熟悉電腦的程序所適合使用的范疇，避免在借助電腦設(shè)計(jì)的過程中，因?yàn)槌绦蜃陨淼牟蛔?，軟件中的設(shè)計(jì)方式不適合構(gòu)造的實(shí)際設(shè)計(jì)狀況因?yàn)殡娔X程序?qū)?xiàng)目施工構(gòu)造策劃產(chǎn)生不良影響。還有，要避免電腦協(xié)助設(shè)計(jì)構(gòu)造策劃中操作者的失誤，在輸入資料時(shí)一定要嚴(yán)謹(jǐn)仔細(xì)，并且操作者在后續(xù)作業(yè)中，對資料也要嚴(yán)格的進(jìn)行審核，科學(xué)解析，做出最正確的判定。高層建筑和低層建筑的區(qū)別之一就是：在建筑結(jié)構(gòu)方面，高層建筑的結(jié)構(gòu)較柔和，同時(shí)也就保障在地震作用下高層建筑的變形更大。為了避免高層建筑在遭受較大沖擊后，在進(jìn)入高層建筑塑性變形階段的前提下，高層建筑仍可以具有較強(qiáng)的變形能力，也就是避免高層建筑的倒塌，需要在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)采取恰當(dāng)合理的措施，達(dá)到保障高層建筑結(jié)構(gòu)具有應(yīng)對較大沖擊的延性。

2.7 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)盡量減輕自重

在同樣的地基情況下，減輕自重更有利于加大樓層的高度，同時(shí)可以獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。減輕自重在一定程度上可以減少地震的破壞性，是提高結(jié)構(gòu)抗震能力的有效辦法。如果高層建筑的質(zhì)量很大，作用在結(jié)構(gòu)上的地震剪力大，而且高層建筑重心高地震造成的傾覆力矩大，破壞性也就越強(qiáng)。因此，在高層建筑房屋中，結(jié)構(gòu)構(gòu)件在保證高強(qiáng)度材料的條件下，各種非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和圍護(hù)墻體都應(yīng)當(dāng)采用輕質(zhì)材料以減輕房屋自重。這樣有利于減小結(jié)構(gòu)剛度和地震破壞強(qiáng)度，節(jié)省材料，降低成本，充分利用有限的土地面積創(chuàng)造更大的建筑面積。

2.8 使結(jié)構(gòu)具有足夠的抵抗側(cè)向力和剛度的能力

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，不僅要求整體結(jié)構(gòu)能夠承受足夠的垂直負(fù)荷，而且必須使結(jié)構(gòu)具有足夠的抵抗側(cè)向力和剛度的能力，不至于因受到側(cè)向力時(shí)而發(fā)生超出允許范圍的側(cè)向偏移。如果側(cè)向位移太大，會使樓層重心偏移，造成居民的驚慌，影響樓層內(nèi)居民的正常學(xué)習(xí)、工作和休息。甚至還會是家居的墻體出現(xiàn)傾斜，裝飾脫落或出現(xiàn)裂紋，整個(gè)樓層里的水氣管道、電梯發(fā)生異常，框架結(jié)構(gòu)破壞等。

3 結(jié)語

隨著社會技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，高層建筑的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)技術(shù)也在不斷地更新，對其設(shè)計(jì)風(fēng)格也進(jìn)行了積極的探索和改變，這都將推動現(xiàn)代高層建筑的迅速發(fā)展。高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)綜合性的技術(shù)工作，是建造建筑物的基礎(chǔ)工，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣對建筑物的安全性、經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性有著重要的意義。因此工程技術(shù)人員要結(jié)合專業(yè)知識、施工技術(shù)要求、地質(zhì)情況、開發(fā)商設(shè)計(jì)要求等，合理設(shè)計(jì)建筑物高度和建筑結(jié)構(gòu)。

參考文獻(xiàn)：

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【關(guān)鍵詞】 高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；要點(diǎn)

引 文：當(dāng)今社會，隨著人們對居住空間的要求越來越高，同時(shí)對住宅的布局以及裝飾也越來越高，使得目前的建筑形式向多元化發(fā)展，并且隨著高層建筑的大量出現(xiàn)，滿足了人們對居住大空間的要求，同時(shí)也使得城市用地緊張的情況得以解決，但是，隨之而來的問題也出現(xiàn)了，因?yàn)楦邔咏ㄖ旧淼奶攸c(diǎn)決定著建筑結(jié)構(gòu)的特殊性，比如結(jié)構(gòu)復(fù)雜，建筑施工的工作量很大，施工的周期較長等，所以，如果在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面發(fā)生問題，不但會使得經(jīng)濟(jì)造成巨大的損失，而且也會危及人們的生命以及財(cái)產(chǎn)的安全，因此，我們要對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)嚴(yán)格把握，并且對工程施工的各種相關(guān)因素全面考慮，詳細(xì)的分析及把握影響建筑質(zhì)量的潛在問題，從而采取有效的方法及措施進(jìn)行防治。

1.高層建筑結(jié)構(gòu)體系

1.1高層建筑的剪力墻體系。

在高層建筑中設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)體系中，其重要組成部分就是剪力墻，在高層建筑承受風(fēng)荷載或高層建筑承受地震方面，剪力墻有著積極性的作用。因?yàn)槠洳粌H對結(jié)構(gòu)中水平構(gòu)件所產(chǎn)生的豎向荷載能夠承擔(dān)，而且對外部因素所引起的振動作用也能夠承擔(dān)。

1.2高層建筑的框架―剪力墻體系。

高層建筑中常見的結(jié)構(gòu)體系就是框架―剪力墻體系，垂直荷載的力量是框架所能承受的，而剪力墻所承受的則是水平剪力。剪力墻的設(shè)置不僅能夠在很大程度上增強(qiáng)建筑的側(cè)向剛度，使其水平位移變小，而且還能夠使框架所受的力實(shí)現(xiàn)均勻分布。

1.3高層建筑的筒體體系。

高層建筑筒體結(jié)構(gòu)體系由框架―剪力墻結(jié)構(gòu)與全剪力墻結(jié)構(gòu)綜合演變和發(fā)展而來的。筒體結(jié)構(gòu)體系是將剪力墻或密柱框架集中到建筑的內(nèi)部和而形成的空間封閉式的筒體。其特點(diǎn)是剪力墻集中而獲得較大的自由分割空間，目前在高層建筑中被廣泛應(yīng)用。

2.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

2.1選擇合理的結(jié)構(gòu)方案。

高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅要具有較高的經(jīng)濟(jì)性，更要滿足使用性及合理性，因此在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，首先就要選取一種既可行又滿足較好經(jīng)濟(jì)性的結(jié)構(gòu)形式及體系。其中要注意如下問題：首先在同一結(jié)構(gòu)單元中，最好不要混合使用不同的結(jié)構(gòu)體系，同時(shí)還要綜合考慮使用要求、地理環(huán)境及施工條件等實(shí)際情況，還要協(xié)調(diào)好建筑電氣及水暖等配套設(shè)施的設(shè)計(jì)，從而選擇最優(yōu)的建筑結(jié)構(gòu)體系。

2.2選擇合適的基礎(chǔ)方案。

綜合考慮高層建筑物的上層結(jié)構(gòu)類型和地基的承受能力，對建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。盡量充分利用地基的承受強(qiáng)度，建筑合理的高度，必要時(shí)要求進(jìn)行地基變形的檢驗(yàn)。根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)調(diào)查結(jié)果，對高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。建筑設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須要根據(jù)當(dāng)?shù)氐脑O(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，由于我國各個(gè)地方都會有自己地區(qū)規(guī)劃制定的《地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》 ，各個(gè)地區(qū)制定的規(guī)范對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)時(shí)有著非常重要的幫助。

2.3選用適當(dāng)?shù)挠?jì)算方法及簡圖。

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要注重相關(guān)計(jì)算方式的選擇，從而保證強(qiáng)度等計(jì)算結(jié)果能夠滿足真實(shí)情況，從而更好的為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。此外，由于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是在結(jié)構(gòu)計(jì)算的基礎(chǔ)上開展的，一旦計(jì)算方式不準(zhǔn)確，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果有誤，就會嚴(yán)重影響高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量，更可能造成安全事故的發(fā)知，并帶來巨大的損失，因此在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要注意相關(guān)計(jì)算方法的選擇及計(jì)算簡圖的選取。同時(shí)，計(jì)算簡圖還應(yīng)有相應(yīng)的構(gòu)造措施來保證。實(shí)際結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)不可能是純粹的鉸結(jié)點(diǎn)和剛結(jié)點(diǎn)，但與計(jì)算簡圖的誤差應(yīng)在設(shè)計(jì)允許范圍之內(nèi)。

2.4正確分析計(jì)算結(jié)果。

計(jì)算機(jī)技術(shù)是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中普遍采用的技術(shù)，但是隨著目前軟件種類繁多，軟件的不同往往也會導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果的。所以，設(shè)計(jì)師要對程序的適用范圍以及條件進(jìn)行全面的了解才可。設(shè)計(jì)師在拿到計(jì)算結(jié)果時(shí)一定要對其認(rèn)真分析，并且慎重的校核的原因是計(jì)算機(jī)在輔助設(shè)計(jì)時(shí)常常會因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)實(shí)際情況與程序不相符合，或人工輸入有誤，或軟件本身有缺陷從而導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果錯(cuò)誤，這就需要設(shè)計(jì)師以此做出合理判斷。

2.5采取相應(yīng)的構(gòu)造措施。

“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)壓弱拉原則”是在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要牢記的，并且一定要注意構(gòu)件的延性性能；對薄弱部位加強(qiáng)；對鋼筋的錨固長度也要注意，更要注意的就是鋼筋的執(zhí)行段錨固長度；同時(shí)對溫度應(yīng)力的影響力等也要考慮。

2.6高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)。

由于高層建筑的樓層數(shù)較高，特別是某些超高層建筑，如果遇到如地震等災(zāi)害時(shí)，其抗震能力得不到有效的保證，就使其變形及破壞力都會遠(yuǎn)遠(yuǎn)的大于其它類型的建筑，因此要綜合多方面因素，全面的提升高層建筑的抗震能力。

首先要注重地基的選擇及設(shè)計(jì)，高層建筑最好應(yīng)建筑在土地較硬的地區(qū)，并遠(yuǎn)離河岸，同時(shí)還要注意，不要在斷層或地陷等較易發(fā)生地震的地區(qū)建造，如果地基選擇不合理很可能影響到其抗震能力。其交，在設(shè)計(jì)階段還要注重建筑材料的選取，將鋼筋與混凝土結(jié)合在一起的建筑形式主要是利用鋼筋與混凝土具有相似的膨脹系數(shù)，在任務(wù)環(huán)境下都不會產(chǎn)生過大的應(yīng)力，同時(shí)這兩者之間的粘結(jié)性很好，特別是將鋼筋表面預(yù)置肋條或在鋼筋的端部彎起彎鉤，可大大的提高鋼筋與混凝土之間的拉力，可以更好的提高建筑的強(qiáng)度及抵抗外力的能力，從而更好的滿足人們的使用要求。而在高層建筑的設(shè)計(jì)施工中會在框架結(jié)構(gòu)中融入一定的剪力墻結(jié)構(gòu)，從而更好的實(shí)現(xiàn)不同建筑的功能及相應(yīng)的強(qiáng)度要求。

3.結(jié)束語

綜上所述，我國城市化建設(shè)速度的不斷加快，使得提高城市土地利用率的相關(guān)問題越來越被社會所重視，與此同時(shí)，各種形式的高層建筑拔地而起，從而為緩解了城市居民住房緊張問題，但是由于高層建筑本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，決定著其相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須滿足一定的強(qiáng)度及使用要求，這對建筑設(shè)計(jì)師來說是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。要想保證高層建筑施工質(zhì)量，首先在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段就要保證其設(shè)計(jì)方案完全符合國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合其實(shí)際用途，緊抓設(shè)計(jì)要點(diǎn)，并對較易發(fā)生的潛在問題的設(shè)計(jì)進(jìn)行及時(shí)排除，確保施工方案得以順利的展開，從而保證整體高層建筑的施工質(zhì)量，為人們的正常使用提供較高質(zhì)量的保障。

參考文獻(xiàn)

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【關(guān)鍵詞】：建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；工程實(shí)例

中圖分類號：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

在我國現(xiàn)代建筑科技高速發(fā)展的背景下，對于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了更為嚴(yán)格的要求與標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案不但要滿足相關(guān)規(guī)范與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，而且要兼具經(jīng)濟(jì)性、合理性、可行性等特征

近年來，國內(nèi)高層、超高層建筑工程數(shù)量不斷增多，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中也出現(xiàn)了一系列的弊端與問題，設(shè)計(jì)人員必須加強(qiáng)專業(yè)知識與理論的研究，在實(shí)踐中不斷總結(jié)和積累經(jīng)驗(yàn)，從而才能有效促進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的全面提升。

1．現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)分析

1.1軸向變形是必須考慮的，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，由于豎向荷載的數(shù)值較大，可能在柱中引起一定的軸向變形，對連續(xù)梁彎矩造成影響，導(dǎo)致連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值明顯減小，對于預(yù)制構(gòu)件下料的長度也會產(chǎn)生影響，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)軸向變形的實(shí)際計(jì)算值，合理調(diào)整下料長度。

1.2水平荷載的決定因素是不容忽視的，在現(xiàn)代建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，建筑物自重、樓面使用荷載等將在豎構(gòu)件中引起一定的軸力與彎矩?cái)?shù)值，通常與建筑物高度的一次方成正比，而水平荷載對于建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩及在豎構(gòu)件中引起的軸力，則是與建筑物高度的二次方成正比。因此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，豎向荷載基本是定值，而風(fēng)荷載、地震作用等水平荷載的數(shù)值則會隨著建筑結(jié)構(gòu)動力特性的不同，而出現(xiàn)較大幅度的變化，這是設(shè)計(jì)工作中必須進(jìn)行周密分析與計(jì)算的。

1.3結(jié)構(gòu)延性是設(shè)計(jì)工作的重要指標(biāo)，相對于多層、小高層建筑而言，層數(shù)較高的建筑結(jié)構(gòu)更柔一些，在相同的地震作用下變形也相對較大。為了保證高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)入塑性變形階段后，仍然具有較為理想的變形能力，避免建筑物倒塌，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須采取相應(yīng)的工藝與技術(shù)措施，以保證建筑結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。

1.4側(cè)移成為設(shè)計(jì)工作的重要控制指標(biāo)，與多層建筑不同，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中側(cè)移已經(jīng)成為重要的控制指標(biāo)，特別是隨著建筑物高度的不斷增加，相同水平荷載下建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形明顯增大，所以，在水平荷載作用下的建筑結(jié)構(gòu)側(cè)移必須控制在一定的限度之內(nèi)。

2．建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程實(shí)例

選取某高層住宅建筑工程項(xiàng)目為例，簡要分析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本流程與注意事項(xiàng)。本工程位于某城市的中心繁華地段，地上20層，地下1層，建筑總高度78.3m，建筑總面積約為25萬m2。本工程建筑結(jié)構(gòu)的長寬比為3.8-7.4，高寬比為5.6-10.1。本工程項(xiàng)目所在地的地形較為平坦，表層以人工填土為主，以下部分為一般第四紀(jì)沉積土層，土層在水平與垂直方向的分布較為穩(wěn)定。本建筑的結(jié)構(gòu)安全等級為二級，抗震設(shè)防重要性為丙類，抗震設(shè)防烈度為9度，基本風(fēng)壓0.45kN/ m2。

2.1主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本工程的主體結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系，其中剪力墻的抗震等級為一級，框架的抗震等級為二級。結(jié)合建筑物的實(shí)際使用功能，在建筑中部布置剪力墻，將其作為主要的抗側(cè)力構(gòu)件，并且形成筒體，在筒體周圍合理設(shè)置框架柱。由于受到本工程層高與使用功能的限制，地上部分的樓層主次梁沿Y向布置，以利于減小主梁的高度，增加使用凈高，層樓板厚為110mm。本工程結(jié)構(gòu)的嵌固端位于地下室頂板，充分考慮其承受與傳遞地震作用產(chǎn)生水平力的問題，將板厚設(shè)定為180mm，板配筋采取雙層、雙向滿布的形式。

2.2基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

根據(jù)工程項(xiàng)目所在地的地質(zhì)勘探及地基承載力的實(shí)際計(jì)算結(jié)果，設(shè)計(jì)人員決定采用梁板式筏形基礎(chǔ)，X向基礎(chǔ)梁的尺寸為900×1800，Y向基礎(chǔ)梁的尺寸為1000×2000或1800×2000。由于受到筒體內(nèi)電梯基坑、集水井局部下沉的影響，有可能導(dǎo)致主梁難以正常貫通，筒體部位的豎向荷載也相對較大，所以，筒體四周的板厚為1.5m，其余部位的板厚為1.0m。

在本工程的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)計(jì)算中，采用彈性地基梁板基礎(chǔ)軟件進(jìn)行計(jì)算，要特別重視各類技術(shù)資料與數(shù)據(jù)的收集和整理，以確保計(jì)算結(jié)果的真實(shí)性與可靠性。

2.3框支層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.3.1剪力墻設(shè)計(jì)

本工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，核心筒落地剪力墻的厚度為40cm，核心筒以外，建筑四角分別布置L型剪力墻，厚度為70-90cm之間。為了有效改善混凝土的受壓性能，增大結(jié)構(gòu)延性，在設(shè)計(jì)工作中合理控制墻肢軸壓比，其比例應(yīng)控制在0.5以內(nèi)。墻體水平與豎向分布筋不但要滿足基本的計(jì)算要求，而且滿足最小配筋率為0.3%的限值。底部加強(qiáng)區(qū)域的剪力墻設(shè)計(jì)中，應(yīng)按照相關(guān)規(guī)范與技術(shù)要求設(shè)置相應(yīng)的約束邊緣構(gòu)件，其縱筋配筋率應(yīng)控制在≥1.2%，體積配箍率則要控制在≥1.4%。同時(shí)，在本工程長厚比＜5的短墻計(jì)算中，按照柱輸入計(jì)算進(jìn)行分析與比較。

2.3.2框支柱設(shè)計(jì)

本工程框支柱的抗震等級為二級，軸壓比的限值為0.6。框支柱主要截面為1300×1300或1300×2300等形式，設(shè)計(jì)工作中的相關(guān)計(jì)算結(jié)果表明，全部框支柱的受力情況較為理想，軸壓比為0.41-0.52，所以，箱形轉(zhuǎn)換層下的框支柱變形控制效果較為理想。在本工程框支柱的剪力設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)值按照柱實(shí)配縱筋進(jìn)行計(jì)算，并且乘以放大系數(shù)1.1，剪壓比應(yīng)控制在0.15以內(nèi)。柱內(nèi)縱向鋼筋的配筋率應(yīng)＜1.2%，體積配箍率均＜1.5%，使得柱具有較為理想的延性，以符合“強(qiáng)剪弱彎”的設(shè)計(jì)要求。

2.3.3箱形轉(zhuǎn)換層樓板設(shè)計(jì)

在本工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，箱形轉(zhuǎn)換層的箱體總高度為245cm，上下層板厚均為25cm。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，對于箱體上下層板的內(nèi)力分析與計(jì)算，采用專業(yè)的ANSYS有限元軟件。設(shè)計(jì)工作中的各種分析結(jié)果顯示，在不同的荷載工況條件下，箱體上層板的最大壓應(yīng)力控制在1.2MPa以內(nèi)，箱體下層板的最大拉應(yīng)力應(yīng)控制在2.0MPa以內(nèi)。在箱形轉(zhuǎn)換層樓板設(shè)計(jì)中，樓板裂縫≤0.2mm，實(shí)配雙層、雙向通長鋼筋。

3．結(jié)束語

綜上所述，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，必須綜合考慮各種影響因素與條件，對于設(shè)計(jì)中常見的效率與質(zhì)量問題要尤為重視，在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)及時(shí)引入先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念與方法，使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中更多的應(yīng)用新工藝、新技術(shù)、新材料，進(jìn)而有效提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體品質(zhì)，有利保障工程項(xiàng)目建設(shè)工作的順利進(jìn)行。

【參考文獻(xiàn)】：

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篇4

關(guān)鍵詞：超高層；復(fù)雜高層；建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1超高層及復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求

（1）科學(xué)分析構(gòu)造。在設(shè)計(jì)超高層及復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)過程中，設(shè)計(jì)人員需要對建筑的整體構(gòu)造進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，嚴(yán)格遵循實(shí)用性與穩(wěn)定性的原則，對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)加以高度重視，加固設(shè)計(jì)部分應(yīng)力符合集中的部位。同時(shí)設(shè)計(jì)人員需要綜合分析外界的環(huán)境因素，如風(fēng)向風(fēng)力、溫度變化等，以免建筑物出現(xiàn)形變和側(cè)移等問題，確保構(gòu)造的穩(wěn)定性[1]。此外，設(shè)計(jì)人員需要準(zhǔn)確把握建筑材料的性能，尤其是材料的形變能力和延展性，以便因材料質(zhì)量問題而影響建筑構(gòu)造的使用性能。（2）優(yōu)選結(jié)構(gòu)方案。結(jié)構(gòu)方案的選擇是超高層及復(fù)雜高層建筑建設(shè)的前提與基礎(chǔ)，因此設(shè)計(jì)人員需要以工程實(shí)際情況為依據(jù)，科學(xué)確定結(jié)構(gòu)方案，在確保結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，協(xié)調(diào)好建筑成本投入及結(jié)構(gòu)優(yōu)化之間的關(guān)系。同時(shí)構(gòu)建系統(tǒng)科學(xué)的評價(jià)方案，在評價(jià)體系中納入相關(guān)的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，如自然因素、施工工藝、工程材料和設(shè)計(jì)要求等，然后分析和對比超高層及復(fù)雜高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，優(yōu)選出最佳方案，保證工程的有序?qū)嵤＃?）完善計(jì)算簡圖。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，計(jì)算簡圖的目的就是為方案的選擇提供數(shù)據(jù)支撐，達(dá)到結(jié)構(gòu)精細(xì)化分析的目的。由于計(jì)算簡圖的完善與否直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)合理，因此在實(shí)際工作中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)體現(xiàn)出計(jì)算簡圖的全面性與直觀性特征，對結(jié)構(gòu)簡圖的繪制誤差進(jìn)行科學(xué)控制，以便獲得關(guān)鍵性的內(nèi)容，真實(shí)準(zhǔn)確反映出工程的結(jié)構(gòu)信息，便于工程的順利開展。

2超高層及復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

超高層及復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)具體表現(xiàn)為以下幾方面：（1）注重概念設(shè)計(jì)。在超高層及復(fù)雜高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要高度注重概念設(shè)計(jì)，適當(dāng)提高結(jié)構(gòu)的均勻性、完整性、規(guī)則性，保證結(jié)構(gòu)抗側(cè)力與豎向的傳力路徑相對直接與清晰；同時(shí)在設(shè)計(jì)中適當(dāng)融合節(jié)能和環(huán)保的理念，構(gòu)建切實(shí)可行的耗能機(jī)制，關(guān)注材料與結(jié)構(gòu)的利用率，保證結(jié)構(gòu)受力的完整性。（2）加強(qiáng)抗震設(shè)計(jì)?？拐鹪O(shè)計(jì)保證超高層及復(fù)雜高層建筑安全性的前提與基礎(chǔ)，要想做好抗震設(shè)計(jì)應(yīng)做好如下幾點(diǎn)：①關(guān)注抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法和質(zhì)量。由于地震作用方向的隨機(jī)性強(qiáng)，對地震荷載進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算后，需要從構(gòu)件與結(jié)構(gòu)等方面出發(fā)，科學(xué)選用抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，使剛心與形心相重合，提高結(jié)構(gòu)安全性能[2]。②認(rèn)真考慮抗震設(shè)防烈度?？拐鹪O(shè)防烈度是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，在烈度設(shè)計(jì)中應(yīng)以建筑物最大承受強(qiáng)度大小為主，以此增強(qiáng)建筑物的安全性與經(jīng)濟(jì)性，有效減少建設(shè)誤差，保證人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。③科學(xué)選擇建材?？拐鹪O(shè)計(jì)材料應(yīng)具備材質(zhì)均勻、高強(qiáng)輕質(zhì)等特點(diǎn)，并且構(gòu)件連接應(yīng)有良好的延性、連續(xù)性、整體性，這樣才能有效消耗地震的能力，降低地震反應(yīng)，減少因地震造成的損失。④加強(qiáng)構(gòu)件強(qiáng)度。為了增強(qiáng)超高層及復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)的抗變形能力和抗震性能，可以選擇強(qiáng)度較大的結(jié)構(gòu)，如鋼結(jié)構(gòu)、型鋼混凝土結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)等。（3）合理選擇結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系。要想保證建筑的安全性，必須要對結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系進(jìn)行科學(xué)選擇，但是在選擇過程中需要注意幾點(diǎn)：①在實(shí)際設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，應(yīng)該高度重視相關(guān)結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件的聯(lián)系，使其形成統(tǒng)一和完整的整體。②如果建筑結(jié)構(gòu)中涉及諸多抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，則需要對其進(jìn)行認(rèn)真分析，科學(xué)評判其貢獻(xiàn)程度，對其效用進(jìn)行詳細(xì)考察[3]。③從建筑物實(shí)際高度出發(fā)，對所學(xué)的結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行確定，如建筑物高度不超過100m，框架剪力墻、框架、剪力墻為最佳體系構(gòu)成；高度保持在100~200m的范圍內(nèi)，剪力墻和框架核心筒為最佳體系構(gòu)成；蓋度在200~300m的范圍內(nèi)，框架核心筒和和框架核心筒伸臂為最佳體系構(gòu)成；高度低于600m時(shí)，銜架、斜撐、組合體、筒中筒伸臂、巨型框架為最佳體系構(gòu)成。

3結(jié)束語

在超高層及復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，需要對其設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確掌握，從施工過程、抗震設(shè)防烈度和結(jié)構(gòu)方案等方面處罰，做到科學(xué)分析構(gòu)造、優(yōu)選結(jié)構(gòu)方案、完善計(jì)算簡圖，并加強(qiáng)抗震設(shè)計(jì)，注重概念設(shè)計(jì)，合理選擇結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系。這樣才能提高材料的利用率，保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性和安全性，增強(qiáng)建筑的整體質(zhì)量和使用性能，達(dá)到良好的設(shè)計(jì)效果。

參考文獻(xiàn)

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[2]胡先林.試論復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J].建材與裝飾，2016，10：124~125.

篇5

關(guān)鍵字：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；特點(diǎn)；要點(diǎn)

前言

為了追求利益最大化，建筑企業(yè)多數(shù)選擇了設(shè)計(jì)高層建筑，以便在有限的面積內(nèi)設(shè)計(jì)開發(fā)出最大的可用空間，為建筑企業(yè)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，人們對高層建筑的要求也是越來越高。因此，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅要滿足人們的需要，還要保證其設(shè)計(jì)的科學(xué)合理及安全性。如何設(shè)計(jì)出更好的高層建筑設(shè)計(jì)成為建筑行業(yè)亟待解決的重要問題。

1、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

1.1 選擇合理的結(jié)構(gòu)方案

在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要選擇經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)方案，從而保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理和安全。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的選擇中，要注意對材料的要求、施工環(huán)境的綜合考慮，同時(shí)要考慮地震區(qū)高層建筑設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，要力圖遵循平面和豎向規(guī)則，規(guī)避結(jié)構(gòu)方案的不適性。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的選擇中，要與建筑施工單位和基礎(chǔ)設(shè)施供應(yīng)方進(jìn)行協(xié)商，從而選擇合適的高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的效用。1.2 選擇合適的基礎(chǔ)方案

對建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，要充分考慮建筑所在地的周邊環(huán)境，要對工程的地質(zhì)條件以及周圍建筑的施工及特點(diǎn)做好調(diào)研，充分保證后續(xù)建筑過程與周邊環(huán)境的和諧統(tǒng)一。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要選擇合適的基礎(chǔ)方案，基礎(chǔ)方案要體現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方方面面，要盡量顯示建筑的全貌，同時(shí)要考慮建筑的經(jīng)濟(jì)成本和效益，最大限度發(fā)揮建筑周邊條件的作用，保證建筑的正常實(shí)施。

1.3 選擇合適的計(jì)算簡圖

高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要選擇適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)簡圖，由此可以防止由于計(jì)算簡圖選擇不當(dāng)導(dǎo)致的建筑安全隱患的發(fā)生概率。建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算是以計(jì)算簡圖為基礎(chǔ)的，所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要特別注重計(jì)算簡圖選取問題，從而可以保證后續(xù)結(jié)構(gòu)計(jì)算的準(zhǔn)確和建筑設(shè)計(jì)的安全。當(dāng)然，建筑實(shí)際結(jié)構(gòu)與選取的計(jì)算簡圖之間允許存在合理的誤差，但是要盡量把工程實(shí)際控制在計(jì)算簡圖精度要求范圍內(nèi)。

1.4 分析所得到的計(jì)算結(jié)果

當(dāng)下，信息技術(shù)飛速發(fā)展，由此也帶動了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對計(jì)算機(jī)軟件的應(yīng)用。由于不同計(jì)算機(jī)軟件會產(chǎn)生不同的計(jì)算結(jié)果，所以要對不同結(jié)果進(jìn)行分析處理。由此，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員就要具備專業(yè)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念和知識，更要對計(jì)算機(jī)軟件有充分詳細(xì)的了解，便于對計(jì)算機(jī)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行客觀分析。由于操作人員自身的問題或者計(jì)算機(jī)軟件具有的自身誤差，使得計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況出現(xiàn)一定的差異，這時(shí)就要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員客觀判斷并予以糾正。

2、 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

（1）結(jié)構(gòu)延性是重要的設(shè)計(jì)指標(biāo)

相對于低樓層而言，高樓層具有獨(dú)特的特性，高樓層擁有更好的柔性，由此，高層樓房在遭受地震的時(shí)候更容易出現(xiàn)變形。所以在建造高層建筑的過程中，就要充分考慮如何保證高層建筑的延性，從而保證高層建筑進(jìn)入塑性變形階段之后仍然有較好的變形能力，防止坍塌現(xiàn)象的發(fā)生。由此就要在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段采取恰當(dāng)?shù)拇胧┍ＷC建筑結(jié)構(gòu)的延性。

（2）水平載荷成為決定因素

高層建筑的設(shè)計(jì)和建造過程區(qū)別于低層建筑，不僅要考慮豎向載荷，同時(shí)要考慮水平載荷的影響。在建造高層樓房時(shí)，水平載荷的影響作用也非常重要。水平載荷之所以發(fā)揮如此重要的作用是因?yàn)樵诟邔咏ㄖO(shè)計(jì)中要充分考慮抗側(cè)力，而水平載荷可以起到平衡作用。除此之外，對某高度的建筑來說，豎向載荷基本是一個(gè)定值，而作為水平載荷的風(fēng)載荷和地震作用，則隨著結(jié)構(gòu)動力特性的不同而浮動。

（3）軸向變形不容忽視

在有外力作用的情況下，建筑結(jié)構(gòu)會發(fā)生一定的位移，包括彎曲、軸向變形和剪切變形。對于低層建筑的結(jié)構(gòu)，一般的結(jié)構(gòu)構(gòu)件軸向和剪切變形的影響相對小，由此不會涉及到軸向變形和剪切變形問題的考慮。但是高層建筑的軸力相對較大，由此產(chǎn)生的軸向變形就會比較顯著，由此在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中就要把軸向變形考慮進(jìn)去。

3、 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

3.1 結(jié)構(gòu)的超高問題

抗震規(guī)范中對建筑結(jié)構(gòu)的總高度進(jìn)行了嚴(yán)格限制，新規(guī)范中增設(shè)了B級高度，這與原來設(shè)定的A級高度在處理辦法方面有很大的改變。所以在工程實(shí)踐中，就要充分考慮建筑的超高問題及處理措施，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中要充分根據(jù)工程的實(shí)際進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，防止建筑物結(jié)構(gòu)過高導(dǎo)致的不安全因素。一旦在工程實(shí)際過程中忽視建筑物的超高問題，在工程后續(xù)施工過程中就會出現(xiàn)一系列的問題，這就會對工程工期和效益造成嚴(yán)重的損害。

3.2 短肢剪力墻設(shè)置問題

短肢剪力墻在規(guī)范中是這樣定義的：墻肢截面高厚比為5-8的墻。實(shí)踐表明，短肢剪力墻在高層建筑中的運(yùn)用有更多的因素加以限制。因此，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，就應(yīng)當(dāng)根據(jù)情況盡可能少的使用就要盡量避短肢剪力墻，從而減少由于短肢剪力墻的使用造成了不必要的麻煩，所以，在高層建筑的設(shè)計(jì)過程中，要特別注重工程的細(xì)節(jié)問題，從而提高工程建設(shè)的進(jìn)度。

3.3 嵌固端的設(shè)置問題

高層建筑通常都有地下室和人防，由此嵌固端的設(shè)置位置可能在地下室頂板，也有可能在人防的頂板。在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員要特別注意嵌固端的設(shè)置問題，防止由于嵌固端設(shè)置所造成的問題。比如說嵌固端上下抗震等級的一致性問題和抗震縫設(shè)計(jì)與嵌固端位置的協(xié)調(diào)問題等等，由此可能造成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理，導(dǎo)致安全隱患的產(chǎn)生。

4、 結(jié)語

高層建筑是一種更為復(fù)雜的建筑模式，近年來，高層建筑發(fā)展迅速，然而建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效果并不理想，建筑安全問題發(fā)生的頻率相對較高，由此在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員更應(yīng)該根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，認(rèn)真考察建筑具體實(shí)際，從而設(shè)計(jì)出合理的設(shè)計(jì)方案，保證建筑的安全性和穩(wěn)定性，發(fā)揮建筑的效益，從而滿足建筑使用群體的要求，同時(shí)為建筑業(yè)的更快更好發(fā)展做出貢獻(xiàn)，使得建筑業(yè)可以有更長足的發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn)

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篇6

關(guān)鍵詞：帶梁式轉(zhuǎn)換層；截面；抗震

一、帶梁式轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)

在高層建筑設(shè)計(jì)中，為滿足建筑使用功能需要，在高層建筑結(jié)構(gòu)的底部，當(dāng)上部樓層部分豎向構(gòu)件（剪力墻、框架柱）不能直接連續(xù)貫通落地時(shí)，需設(shè)置結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層，在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層布置轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)構(gòu)件，我們稱此結(jié)構(gòu)為帶轉(zhuǎn)換層的復(fù)雜高層建筑。目前在工程中應(yīng)用轉(zhuǎn)換層的主要結(jié)構(gòu)形式有：梁式、厚板、箱形、巨型框架等。我國高層建筑中，僅帶轉(zhuǎn)換層的建筑有幾百棟之多。其中梁式轉(zhuǎn)換層的建筑約占75%，板式轉(zhuǎn)換約占12%。梁式轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)和施工簡單，受力明確，轉(zhuǎn)換梁可沿縱向或橫向平行布置當(dāng)需要縱、橫向同時(shí)轉(zhuǎn)換時(shí)，可采用雙向梁的布置，一般廣泛應(yīng)用于底部大空間剪力墻結(jié)構(gòu)體系中。但是其轉(zhuǎn)換梁的跨度較大的時(shí)候，其對轉(zhuǎn)換梁的截面要求也隨之增大，這就引起了質(zhì)量和抗側(cè)剛度的增大。因此，其對地震的反應(yīng)也會比較劇烈。

二、帶梁式轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（一）轉(zhuǎn)換梁的截面設(shè)計(jì)

轉(zhuǎn)換梁截面設(shè)計(jì)方法的選擇。轉(zhuǎn)換梁截面設(shè)計(jì)方法的選擇與其受力性能和轉(zhuǎn)換層的形式相關(guān)。

當(dāng)轉(zhuǎn)換梁承托上部普通框架時(shí)，在轉(zhuǎn)換梁常用截面尺寸范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)換梁的受力基本和普通梁相同，可按普通梁截面設(shè)計(jì)方法進(jìn)行配筋計(jì)算。當(dāng)轉(zhuǎn)換梁承托上部斜桿框架時(shí)，轉(zhuǎn)換梁將承受軸向拉力，此時(shí)應(yīng)按偏心受拉構(gòu)件進(jìn)行截面設(shè)計(jì)。當(dāng)轉(zhuǎn)換梁承托上部墻體滿跨不開洞時(shí)，轉(zhuǎn)換梁與上部墻體共同工作，其受力特征與破壞形態(tài)表現(xiàn)為深梁，此時(shí)轉(zhuǎn)換梁截面設(shè)計(jì)方法宜采用深梁截面設(shè)計(jì)方法或應(yīng)力截面設(shè)計(jì)方法，且計(jì)算出的縱向鋼筋應(yīng)沿全梁高適當(dāng)分布配置。由于此時(shí)轉(zhuǎn)換梁跨中較大范圍內(nèi)的內(nèi)力比較大，故底部縱向鋼筋不宜截?cái)嗪蛷澠?，?yīng)全部伸入支座。當(dāng)轉(zhuǎn)換梁承托上部墻體為小墻肢時(shí)，轉(zhuǎn)換梁基本上可按普通梁的截面設(shè)計(jì)方法進(jìn)行配筋計(jì)算，縱向鋼筋可按普通梁集中布置在轉(zhuǎn)換梁的底部。

根據(jù)圣維南原理，影響轉(zhuǎn)換梁受力特征的墻體高度應(yīng)和轉(zhuǎn)換梁的跨度有關(guān)，轉(zhuǎn)換梁跨度越大，上部墻體的高度就應(yīng)取得越高。分析表明：當(dāng)轉(zhuǎn)換梁承托的上部墻體滿跨或基本滿跨時(shí)，轉(zhuǎn)換梁與上部墻體之間共同工作的能力較強(qiáng)，此時(shí)上部墻體和轉(zhuǎn)換梁的受力特征如同一倒T形深梁，轉(zhuǎn)換梁為該組合深梁的受拉翼緣，跨中存在很大的軸向拉力，此時(shí)轉(zhuǎn)換梁宜按倒T形深梁進(jìn)行截面設(shè)計(jì)。

應(yīng)力截面設(shè)計(jì)方法。對轉(zhuǎn)換梁進(jìn)行有限元分析得到的結(jié)果是應(yīng)力及其分布規(guī)律，為能直接應(yīng)用轉(zhuǎn)換梁有限元法分析后的應(yīng)力大小及其分布規(guī)律進(jìn)行截面的配筋計(jì)算，假定：（1）不考慮混凝土的抗拉作用，所有拉力由鋼筋承擔(dān)；（2）鋼筋達(dá)到其屈服強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。（3）受壓區(qū)混凝土的強(qiáng)度達(dá)到軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。

（二）等效側(cè)向剛度比的控制

高層建筑轉(zhuǎn)換層的上部樓層的側(cè)向剛度設(shè)計(jì)要低于下部樓層的側(cè)向剛度，不然會導(dǎo)致下部樓層的的變形而建筑下層將會變成整個(gè)建筑的薄弱環(huán)節(jié)和薄弱層，對整個(gè)建筑項(xiàng)目造成巨大的負(fù)面影響，整體性將不合格。所以，為了杜絕這種現(xiàn)象的發(fā)生，通常要對相應(yīng)建筑下層樓層的側(cè)向剛度指數(shù)進(jìn)行規(guī)定和設(shè)計(jì)。且側(cè)向剛度不能低于建筑上層樓層的百分之七十，或符合上下三層的百分之八十的側(cè)向剛度平均值。高層建筑側(cè)向剛度比需要依據(jù)建筑設(shè)計(jì)中的混凝土強(qiáng)度、剪力墻厚度、混凝土的強(qiáng)度等級系數(shù)以及柱子截面尺寸等要素來確定。其下部樓層設(shè)計(jì)中的側(cè)向剛度應(yīng)依照和符合高層建筑的相應(yīng)規(guī)定的限制，通過轉(zhuǎn)換層為界，結(jié)構(gòu)下層與上層的等效側(cè)向剛度比例最好大約為1，當(dāng)為非抗震設(shè)計(jì)時(shí)0.5則是等效側(cè)向剛度比的最低值，而當(dāng)抗震設(shè)計(jì)時(shí)最小值為0.8。具體工程設(shè)計(jì)的剛度比則需要加強(qiáng)概念方面的設(shè)計(jì)，依照具體及已經(jīng)詳細(xì)化的規(guī)范來設(shè)計(jì)底層樓層側(cè)向的剛度比的大小和詳細(xì)參數(shù)。需要控制高層建筑側(cè)向剛度比以及層間位移角比值的大小，并對工程所需的側(cè)向剛度的設(shè)計(jì)數(shù)值大小進(jìn)行定位和評判，使工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)更具合理性及精確性。

（三）帶梁式轉(zhuǎn)換層框支剪力墻結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)

控制轉(zhuǎn)換層上下樓層剛度比、及轉(zhuǎn)換層下部與上部的等效剛度。加強(qiáng)框支層剛度要求轉(zhuǎn)換層及上、下樓層剛度基本均勻使轉(zhuǎn)換層上、下結(jié)構(gòu)整體抗側(cè)剛度接近當(dāng)下部剛度不夠足時(shí)可以適當(dāng)加大底部剪力墻的混凝土強(qiáng)度等級、厚度、增設(shè)剪力墻等。國家規(guī)定當(dāng)?shù)撞恐挥?至2層框支層時(shí)要求計(jì)算的轉(zhuǎn)換層下部與上部等效剪切剛度比非抗震時(shí)不應(yīng)小于0.4抗震設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)小于0.5，當(dāng)?shù)撞靠蛑釉谌龑蛹耙陨蠒r(shí)要求計(jì)算的轉(zhuǎn)換層下部與上部等效剪切剛度比非抗震時(shí)不應(yīng)小于0.5抗震設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)小于0.8。但是筆者認(rèn)為設(shè)計(jì)人員不能以規(guī)范的最低要求控制轉(zhuǎn)換層下部與上部等效剛度比如果接近于1最好。

轉(zhuǎn)換層上部宜少采用短肢剪力墻盡量布置普通剪力墻因?yàn)槎讨袅Φ目拐鸬燃壱绕胀袅拐鸬燃壐?、抗震措施要求比普通剪力墻要求更?yán)格短肢剪力墻抗側(cè)能力也不及普通剪力墻不利于優(yōu)化設(shè)計(jì)。

盡量不要采取高位轉(zhuǎn)換或者更高位轉(zhuǎn)換（轉(zhuǎn)換層層數(shù)超過規(guī)范要求的層數(shù)時(shí)）轉(zhuǎn)換層以下層數(shù)越多抗震性能越不好因?yàn)楦呶晦D(zhuǎn)換時(shí)剛度和質(zhì)量都較大的轉(zhuǎn)換層隨之升高相當(dāng)于結(jié)構(gòu)重心上移、剛心上移不利于抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)。

各個(gè)構(gòu)件的設(shè)計(jì)必須滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的各項(xiàng)抗震措施及抗震構(gòu)造措施要求才能發(fā)揮結(jié)構(gòu)的抗震性能要求。

三、帶梁式轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

某項(xiàng)目是二層地下室，上面有六個(gè)塔樓（C1，C2，C3，C4，C5，C6）。這幾個(gè)塔樓全部帶有轉(zhuǎn)換層，針對這些轉(zhuǎn)換層總結(jié)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題：

（一）截面的設(shè)計(jì)。轉(zhuǎn)換梁高度一般取跨度的1/3～1/6，當(dāng)然也要根據(jù)框支梁托起剪力墻的大小和長短而定。該項(xiàng)目的梁截面大致取為800×1800，700×1400，600×1200，1000×2000，1000x2200。有一種剪力墻下需要這樣設(shè)置轉(zhuǎn)換梁，在建模時(shí)易采用雙梁，中間用同截面的短梁連接，形成一個(gè)剛域計(jì)算。但是在畫施工圖時(shí)候就用一根大寬梁代替那塊剛域。

（二）荷載的輸入。一般按照建筑要求計(jì)算荷載，即恒載要考慮覆土重量，活荷載一般取3.5KN/m2。

（三）在特殊構(gòu)件定義菜單中定義框支梁并且檢查抗震等級是否需要提高一級?？蛑Я旱恼{(diào)幅系數(shù)須由0.85調(diào)整為1.0。

（四）計(jì)算完后，如果有轉(zhuǎn)換梁超筋，最直觀的方法就是加大截面，如果層高限制不能加大尺寸，可考慮型鋼混凝土梁。當(dāng)有梁抗扭筋超限，除了加大截面外（尤其是寬度方向），還有一種簡單的方法就是在梁里面加四個(gè)小型鋼來抵抗扭矩（如圖2梁大樣）。但是有時(shí)候不是轉(zhuǎn)換梁超筋，而是轉(zhuǎn)換層上一層的剪力墻超筋，有的人認(rèn)為可能是墻截面小了，就拼命加大墻截面，其實(shí)是不對的。這個(gè)時(shí)候最有效的方法就是加大轉(zhuǎn)換梁的截面。

（五）帶有轉(zhuǎn)換層的剪力墻結(jié)構(gòu)，我們發(fā)現(xiàn)與落地剪力墻相連的轉(zhuǎn)換梁配筋較小，而此轉(zhuǎn)換梁上部的剪力墻墻肢很長，受力應(yīng)很大，經(jīng)手算進(jìn)行復(fù)核，發(fā)現(xiàn)電算配筋面積偏小。分析原因，是由于落地剪力墻剛度大，轉(zhuǎn)換層以上各層梁與落地剪力墻相連的一端彎矩大，使傳到剪力墻的軸力偏小，導(dǎo)致轉(zhuǎn)換梁受力偏小，配筋面積偏小。這種情況，也只有將與落地剪力墻相連的轉(zhuǎn)換層以上的梁端處理為鉸支。因?yàn)殡娝阄催M(jìn)行斜截面抗裂的驗(yàn)算，因此，轉(zhuǎn)換梁的配筋面積可能偏小。所以，我們應(yīng)對轉(zhuǎn)換梁的斜截面抗裂進(jìn)行手算復(fù)核。

參考文獻(xiàn)

篇7

關(guān)鍵詞：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1高層建筑結(jié)構(gòu)類型及特點(diǎn)

1.1框架―剪力墻體系

框架與剪力墻合起來互相取長補(bǔ)短，既能提供較大較靈活布置的建筑空間，又具有良好的抗震性能。如果把剪力墻布置成筒體，就組成了框筒結(jié)構(gòu)。筒體的承載力、抗扭能力均較單片剪力墻有較大提高，在結(jié)構(gòu)上可以提高材料的利用率，在建筑布置上往往可以利用筒體作電梯間、樓梯間和豎向管道的信道?？蚣艚Y(jié)構(gòu)在承受地震作用時(shí)可形成多道防線，剛度很大的剪力墻作為第二道防線，隨著剪力墻的開裂，剛度退化，框架在保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定及防止結(jié)構(gòu)倒塌上發(fā)揮第一道防線作用。經(jīng)過合理設(shè)計(jì)，框架剪力墻結(jié)構(gòu)的延性是比較好的，且優(yōu)于剪力墻結(jié)構(gòu)。在承受水平力時(shí)，框架和剪力墻通過有足夠剛度的樓板和連梁組成協(xié)同工作的結(jié)構(gòu)體系。在體系中框架體系主要承受垂直荷載，剪力墻主要承受水平荷載?？蚣塄D剪力墻體系的位移曲線呈彎剪型。剪力墻的設(shè)置，增大了結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度，使建筑物的水平位移減小，同時(shí)框架承受的水平剪力顯著降低且內(nèi)力沿豎向的分布趨于均勻，所以框架―剪力墻體系的能建高度要大于框架體系。

1.2剪力墻體系

剪力墻結(jié)構(gòu)體系是由鋼筋混凝土墻體互相連接構(gòu)成的承重墻結(jié)構(gòu)體系，用以承受豎向荷載，抵抗水平荷載，同時(shí)亦兼作建筑物的圍護(hù)和內(nèi)部空間的分隔構(gòu)件，其主要優(yōu)點(diǎn):集承重、抗風(fēng)、抗震、圍護(hù)與分隔于一體，經(jīng)濟(jì)合理地利用了結(jié)構(gòu)材料，結(jié)構(gòu)整體性強(qiáng)、抗側(cè)剛度大，側(cè)向變形小，在承載力方面的要求易于滿足，適于建造較高的建筑;抗震性能好，具有承受強(qiáng)烈地震而不倒的良好性能；當(dāng)受力主體結(jié)構(gòu)全部由平面剪力墻構(gòu)件組成時(shí)，即形成剪力墻體系。在剪力墻體系中，單片剪力墻承受了全部的垂直荷載和水平力。剪力墻體系屬剛性結(jié)構(gòu)，其位移曲線呈彎曲型。剪力墻體系的強(qiáng)度和剛度都比較高，有一定的延性，傳力直接均勻，整體性好，抗倒塌能力強(qiáng)，是一種良好的結(jié)構(gòu)體系，能建高度大于框架或框架―剪力墻體系。

1.3筒體體系

凡采用筒體為抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)體系統(tǒng)稱為筒體體系，包括單筒體、筒體―框架、筒中筒、多束筒等多種型式。筒體是一種空間受力構(gòu)件，分實(shí)腹筒和空腹筒兩種類型。實(shí)腹筒是由平面或曲面墻圍成的三維豎向結(jié)構(gòu)單體，空腹筒是由密排柱和窗裙梁或開孔鋼筋混凝土外墻構(gòu)成的空間受力構(gòu)件。筒體體系具有很大的剛度和強(qiáng)度，各構(gòu)件受力比較合理，抗風(fēng)、抗震能力很強(qiáng)，往往應(yīng)用于大跨度、大空間或超高層建筑。

1980年以前，高層建筑基本上是鋼筋混凝土三大常規(guī)抗側(cè)力體系:框架結(jié)構(gòu)，剪力墻結(jié)構(gòu)和框架剪力墻結(jié)構(gòu)，它們的共同特點(diǎn)是以平面框架或平面剪力墻作為基本抗側(cè)力結(jié)構(gòu)單元，多方向(縱向、橫向、斜向)組成空間受力結(jié)構(gòu)。80年代后，隨著人們對建筑功能要求的提高，平面布置和豎向體系日益復(fù)雜，而且層數(shù)增多，高度加大，以及設(shè)防烈度提高，常規(guī)的抗側(cè)力體系往往難滿足要求，于是以空間整體受力為特征的筒體結(jié)構(gòu)便得到了廣泛的采用，在建和已建的100米以上的高層建筑中，采用筒體結(jié)構(gòu)的占80%。最近幾年，一些更新穎的結(jié)構(gòu)形式已經(jīng)得到應(yīng)用。這些結(jié)構(gòu)體系都從整體受力為特點(diǎn)，而且能更好地滿足動能要求。如深圳香格里拉大酒店和廈門國際金融大廈均采用了巨型框架結(jié)構(gòu);同濟(jì)大學(xué)圖書館和重慶中建大廈采用了懸挑結(jié)構(gòu)，深圳發(fā)展中心采用了剛性水平構(gòu)件，把中央核心和邊柱聯(lián)系起來，減少了結(jié)構(gòu)的位移。

2高層建筑結(jié)構(gòu)體系選型的影響因素

對于千差萬別的建筑方案除了考慮美學(xué)因素以外，影響高層建筑結(jié)構(gòu)選型的主要因素可以簡要的歸納為：1）環(huán)境條件。主要包括建筑抗震設(shè)防烈度、建設(shè)場地類別、基本風(fēng)壓以及基本雪壓等自然環(huán)境因素。2）建筑方案特征。主要包括方案建筑的高度和層數(shù)、高寬比、長寬比以及建筑體型。每一種結(jié)構(gòu)形式都有其各自的特點(diǎn)以及適用性，考慮到經(jīng)濟(jì)的原因也就有了各自的適用高度。我國的《抗震規(guī)范》以及《高規(guī)》均給出了每一種常見建筑結(jié)構(gòu)體系的適用高度。3）建筑功能要求。結(jié)構(gòu)是為建筑服務(wù)的，所以結(jié)構(gòu)的布置必須滿足建筑功能的要求。建筑的功能基本上分為住宅、辦公樓、旅館和綜合樓，某種功能的建筑可能只有某幾種結(jié)構(gòu)形式與之相配。例如高層住宅，由于其使用空間較小，分隔墻體較多，且各層的平面布置基本相同，通常比較適宜采用剪力墻或框架―剪力墻結(jié)構(gòu)。4）建筑材料。建筑材料對建筑的影響是非常大的，可以說是至關(guān)重要。每一次建筑高度的突破，都伴隨著建筑材料的革新。在多層建筑中，水平荷載處于次要地位，結(jié)構(gòu)的荷載主要是豎向荷載。由于樓層少，高度低，對材料的強(qiáng)度要求不高，因此結(jié)構(gòu)選型比較靈活，受制約條件較少。對于大多數(shù)的高層建筑以及超高層建筑，最優(yōu)考慮的結(jié)構(gòu)形式還是結(jié)構(gòu)自身重量小、強(qiáng)度高的鋼結(jié)構(gòu)、鋼―混凝土組合結(jié)構(gòu)或者勁性混凝土結(jié)構(gòu)。所以，結(jié)構(gòu)材料應(yīng)具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、延性好等性質(zhì)，是高層建筑結(jié)構(gòu)選型的基本要素之一。

3高層建筑結(jié)構(gòu)體系優(yōu)化設(shè)計(jì)

1）增加抗彎結(jié)構(gòu)體系的有效寬度，以調(diào)整結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度。增加寬度可以直接增大抵抗力臂，從而減小抗傾覆力。從材料力學(xué)的基本知識可以知道，同樣面積、抗傾覆力同結(jié)構(gòu)寬度的關(guān)系不同形狀，可以獲得不同的其幾何特征。例如:相等面積的條件下，工字形截面的截面慣性矩要大于矩形截面，而矩形截面又要大于圓形截面。根據(jù)這個(gè)原理，不難理解加大寬度以后，整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度得到很大提高。在其它條件不變的前提下，側(cè)移將按寬度增加的三次方的比例減小。當(dāng)然，必須考慮“剪力滯后”的不利影響，結(jié)構(gòu)體系中豎向構(gòu)件的水平連接應(yīng)具有足夠的剛性，才能真正達(dá)到上述效果。

2）設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)分體系時(shí)，應(yīng)使其構(gòu)件以最有效的方式相互作用。例如，采用具有有效受力狀態(tài)的弦桿和斜桿的析架體系;在鋼筋混凝土抗震墻內(nèi)配置交叉鋼筋，以增強(qiáng)其抗剪能力;調(diào)整構(gòu)件剛度，使框架的剛度比達(dá)到最優(yōu)以取得良好的受力效果。

3）增大最有效承受荷載構(gòu)件的面積，充分發(fā)揮材料的自身強(qiáng)度，是結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)該時(shí)刻考慮的問題以及應(yīng)該具有的基本結(jié)構(gòu)概念。例如，增大較低樓層框架柱和框架梁的截面高度或受壓翼緣面積，就能夠直接增大結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度，有效減小側(cè)向位移，從而改善結(jié)構(gòu)的抗震性能。

4）水平作用的傳遞主要是依靠樓板，并且目前幾乎所有的結(jié)構(gòu)分析理論所采用的基本假定都是樓板水平剛度無限大。故此，每一層樓蓋應(yīng)該具有足夠的剛度和連續(xù)性，以起到水平隔板的作用，使各抵抗外力的構(gòu)件能夠協(xié)同工作成為整體，而非各自獨(dú)立。

5）選擇合理的倒塌機(jī)制。結(jié)構(gòu)之所以稱之為結(jié)構(gòu)，是因?yàn)樗梢苑€(wěn)定地承受外荷載作用。例如框架結(jié)構(gòu)中，塑性鉸應(yīng)先出現(xiàn)在框架梁端，而不是出現(xiàn)在柱端;抗震墻結(jié)構(gòu)和框架―抗震墻結(jié)構(gòu)中，塑性鉸應(yīng)先出現(xiàn)在連梁兩端而不是出現(xiàn)在剪力墻或者框架柱端。

6）設(shè)置多道設(shè)防體系。目前，世界工程抗震的主要思想基本上是一致的小震不壞，中震可修，大震不倒。由于地震作用具有不確定性，防止在罕遇烈度時(shí)建筑物發(fā)生倒塌，多道抗震防線概念對于實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)是有效的，從而可以保障人民生命的安全。

4結(jié)語

總之，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該對建筑結(jié)構(gòu)有個(gè)總體的把握，另外，結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，做好概念設(shè)計(jì)，對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)、關(guān)鍵部分要著重優(yōu)化設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 黃家強(qiáng). 淺談建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)[J]. 中國科技信息, 2006,(14)

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關(guān)鍵詞：城市；高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；要點(diǎn)

當(dāng)前，在城市土地面積的限制下，建設(shè)高層建筑已經(jīng)是保證城市土地綜合利用率的最佳途徑。而隨著科技技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，進(jìn)一步帶動了建筑的高度，這也因此對高層建筑的防震防風(fēng)能力等提出了更高的要求。

1.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

1.1結(jié)構(gòu)形式方面

當(dāng)前，大部分高層建筑設(shè)計(jì)普遍以鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為核心。其中，由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)無需太大的造價(jià)，企業(yè)具有多樣化的材料來源，實(shí)際可澆筑成諸多復(fù)雜的斷面形狀，能實(shí)現(xiàn)各類結(jié)構(gòu)體系，具有明顯的耐久性及防火性特點(diǎn)。通過科學(xué)規(guī)范的設(shè)計(jì)后，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)將充分發(fā)揮抗震性能。但任何事物有利有弊，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)也是如此，具體體現(xiàn)在構(gòu)件斷面大、自重大等不足。鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢之處在于具有較好的強(qiáng)度和韌性，結(jié)構(gòu)斷面小、自重輕，抗震性也十分明顯。同時(shí)由于可將鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件置于工廠中加工，所以一定程度上節(jié)約了施工工期。其不足之處主要體現(xiàn)在構(gòu)件用鋼量大、需投入較高的造價(jià)，防火性能不強(qiáng)，對防火涂料的需求量大，進(jìn)而使得成本及施工周期進(jìn)一步延長。鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)是西方國家建設(shè)高層建筑時(shí)使用最多的一種結(jié)構(gòu)。而我國則恰恰相反，以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和混合結(jié)構(gòu)為主要。

1.2荷載與高度方面

建筑是根據(jù)自身的高度來明確所要達(dá)到的防震防風(fēng)等要求。建筑設(shè)計(jì)過程中，必須始終以建筑的安全性為立足點(diǎn)。和多層建筑相比，高層建筑中的水平荷載力較為突出。高層建筑具體的重量和產(chǎn)生的內(nèi)力與建筑高度的一次方成正比，而建筑水平荷載力對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的力量，與建筑高度的二次方成正比。水平荷載力主要發(fā)揮防地震及風(fēng)荷載的作用，荷載力的大小程度由結(jié)構(gòu)的動力性質(zhì)所決定，在高層建筑設(shè)計(jì)中是不容小覷的部分。特別當(dāng)發(fā)生地震災(zāi)害時(shí)，水平荷載力將對建筑產(chǎn)生巨大的力量，所以建筑高度越高，就對荷載力的計(jì)算提出了更為精準(zhǔn)的要求，以提高建筑安全性。在高層建筑相關(guān)的抗震規(guī)范要求中明確提出了不得隨意更改建筑結(jié)構(gòu)的高度，特別在新規(guī)范要求中更為關(guān)注建筑結(jié)構(gòu)的高度問題，因此我們在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)時(shí)刻關(guān)注著建筑超高問題，只要出現(xiàn)了建筑高度超出了規(guī)定高度要求，就必須立即重新設(shè)計(jì)。若實(shí)際中對該方面的事項(xiàng)關(guān)注度低，那么不僅會造成圖紙審核不通過，而且還會降低建筑施工的安全性。

1.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員方面

部分設(shè)計(jì)人員工作的不認(rèn)真而引起的高層建筑地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)問題已經(jīng)成為了當(dāng)前的焦點(diǎn)話題。要知道，設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)工作的好壞對后續(xù)設(shè)計(jì)工作能否順利有效運(yùn)行起到?jīng)Q定作用。同時(shí)，建筑物的地基是整個(gè)建筑的基礎(chǔ)，與高層建筑的價(jià)值息息相關(guān)。在地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過程中，常常會出現(xiàn)一些漏洞問題，若不提高重視，就會給建筑工程帶來無法預(yù)料的損失。

2.強(qiáng)化高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法

通常而言，我們都會以設(shè)計(jì)質(zhì)量與施工質(zhì)量為標(biāo)準(zhǔn)對整體建筑質(zhì)量進(jìn)行評價(jià)。相較于施工質(zhì)量，建筑設(shè)計(jì)需經(jīng)歷繁雜的過程。所以相關(guān)設(shè)計(jì)者肩上所擔(dān)負(fù)的責(zé)任重大，而且建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與高層建筑物的使用安全及經(jīng)濟(jì)效益息息相關(guān)。然而目前依舊有部分高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者工作不認(rèn)真，從而導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的的概念與方法難以達(dá)成一致。因此為了保證高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)合理，應(yīng)考慮以下兩點(diǎn)：

2.1注重實(shí)用性

對于高層建筑設(shè)計(jì)人員而言，除了要了解高層建筑具有一定的審美功能外，還應(yīng)關(guān)注其實(shí)用功能。實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)結(jié)合藝術(shù)手段與工程技術(shù)手段，不僅要滿足客戶的審美需求，還應(yīng)保證建筑的整體安全性。此外，設(shè)計(jì)中還應(yīng)突出建筑的持久性，使其具有堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)?？傊ㄖ膶徝酪饬x與實(shí)用意義是緊密相連的。

2.2注重設(shè)計(jì)和施工的緊密結(jié)合

在完成高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后，接下來就是投入實(shí)際施工，應(yīng)按具體情況實(shí)施。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)準(zhǔn)確計(jì)算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力極限狀態(tài)，并對正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行驗(yàn)算，如在直接承載動力荷載的構(gòu)件上，應(yīng)做好疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算，當(dāng)結(jié)構(gòu)中若干作用效應(yīng)一同產(chǎn)生，應(yīng)及時(shí)分析其可能的最不利組合。

2.3科學(xué)選取結(jié)構(gòu)形式

現(xiàn)階段，我國高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)遠(yuǎn)不及其相關(guān)理論的發(fā)展。計(jì)算機(jī)技術(shù)的興起雖有助于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者完成部分常規(guī)的計(jì)算，使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效率得到了很大的提升，但由于建筑結(jié)構(gòu)存在諸多的約束因素，要想實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)還具有一定的困難。大部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者普遍認(rèn)為只要設(shè)計(jì)與建筑規(guī)范要求相一致，計(jì)算準(zhǔn)確就行了，然而建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案往往會根據(jù)工程施工的變化而需要進(jìn)行相應(yīng)的整改?，F(xiàn)階段，鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有利有弊，實(shí)際選用時(shí)，應(yīng)對建筑的地理環(huán)境加以考慮，并掌握了解建筑的實(shí)際用途。隨著現(xiàn)代社會的不斷發(fā)展，進(jìn)一步促進(jìn)了國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)的制造水平，雖然西方國家已具備了較為成熟的鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)，但也有一些不足，特別在防火方面，以鋼結(jié)構(gòu)為主的高層建筑必須深入分析火災(zāi)會對建筑整體造成的影響。將鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)等緊密結(jié)合，從而明確更優(yōu)的解決方案。

3.結(jié)論

綜上所述可知，隨著我國高層建筑的蓬勃發(fā)展，使得城市土地的綜合利用率得到了提高，豐富了人們的活動空間，推動了城市的良好發(fā)展。但與此同時(shí)，我們還必須充分的意識到，不管技術(shù)多成熟，都不得忽視建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量。由于我國目前在建筑理論領(lǐng)域的研究深度還不夠，所以建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)除了要在相關(guān)書本中學(xué)習(xí)外，還必須根據(jù)工程實(shí)際，不斷豐富自身的實(shí)踐能力。唯有如此，方可為人們提供舒適安全的生活空間，方可保證我國建筑業(yè)向更高層次上發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞： 高層建筑; 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);常見問題

中圖分類號：TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

由于社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和建筑功能的多樣化，建設(shè)用地日趨緊張和城市規(guī)劃的需要，使得城市建筑物不斷向高層發(fā)展，同時(shí)高層建筑結(jié)構(gòu)體系也變得越來越復(fù)雜，這就需要設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)依靠自己掌握的知識、根據(jù)具體情況來分析和解決可能遇到的各種問題。

一、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

1水平荷載成為決定因素。一方面， 因?yàn)闃欠孔灾睾蜆敲媸褂煤奢d在豎向構(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值， 僅與樓房高度的一次方成正比； 而水平荷載對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩，以及由此在豎向構(gòu)件中引起的軸力， 是與樓房高度的兩次方成正比； 另一方面，對某一定高度樓房來說， 豎向荷載大體上是定值， 而作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用， 其數(shù)值是隨結(jié)構(gòu)動力特性的不同而有較大幅度的變化。

2 軸向變形不容忽視。高層建筑中， 豎向荷載數(shù)值很大， 能夠在柱中引起較大的軸向變形，從而會對連續(xù)梁彎矩產(chǎn)生影響造成連續(xù)梁中問支座處的負(fù)彎矩值減小， 跨中正彎矩和端支座負(fù)彎矩值增大；還會對預(yù)制構(gòu)件的下料長度產(chǎn)生影響， 要求根據(jù)軸向變形計(jì)算值對下料長度進(jìn)行調(diào)整； 另外對構(gòu)件剪力和側(cè)移產(chǎn)生影響，與考慮構(gòu)件豎向變形比較，會得出偏于不安全的結(jié)果。

3 側(cè)移成為控制指標(biāo)。與較低樓房不同， 結(jié)構(gòu)側(cè)移已成為高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵因素。隨著樓房高度的增加， 水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形迅速增大， 因而結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的側(cè)移應(yīng)被控制在某一限度之內(nèi)。

4 結(jié)構(gòu)延性是重要設(shè)計(jì)指標(biāo)。相對于較低樓房而言， 高層建筑結(jié)構(gòu)更柔一些， 在地震作用下的變形更大一些。為了使結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性變形階段后仍具有較強(qiáng)的變形能力， 避免倒塌， 特別需要在構(gòu)造上采取恰當(dāng)?shù)拇胧?來保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。

二、根據(jù)不同類型高層建筑， 選擇合理的結(jié)構(gòu)體系

1結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問題 新舊規(guī)范在這方面的內(nèi)容出現(xiàn)了較大的變動，新規(guī)范在這方面增添了相當(dāng)多的限制條件， 例如： 平面規(guī)則性信息、 嵌固端上下層剛度比信息等， 而且， 新規(guī)范采用強(qiáng)制性條文明確規(guī)定 “建筑不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案” 。因此， 結(jié)構(gòu)工程師在遵循新規(guī)范的這些限制條件上必須嚴(yán)格注意， 以避免后期施工圖設(shè)計(jì)階段工作的被動。

2結(jié)構(gòu)的超高問題 在抗震規(guī)范與高規(guī)中， 對結(jié)構(gòu)的總高度都有嚴(yán)格的限制， 尤其是新規(guī)范中針對以前的超高問題， 除了將原來的限制高度設(shè)定為 a 級高度的建筑外， 增加了 b級高度的建筑， 因此， 必須對結(jié)構(gòu)的該項(xiàng)控制因素嚴(yán)格注意，一旦結(jié)構(gòu)為 b級高度建筑甚或超過了 b 級高度，其設(shè)計(jì)方法和處理措施將有較大的變化。 在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中， 出現(xiàn)過由于結(jié)構(gòu)類型的變更而忽略該問題， 導(dǎo)致施工圖審查時(shí)未予通過， 必須重新進(jìn)行設(shè)計(jì)或需要開專家會議進(jìn)行論證等工作的情況，對工程工期、 造價(jià)等整體規(guī)劃的影響相當(dāng)巨大。

3嵌固端的設(shè)置問題 由于高層建筑一般都帶有二層或二層以上的地下室和人防， 嵌固端有可能設(shè)置在地下室頂板， 也有可能設(shè)置在人防頂板等位置， 因此， 在這個(gè)問題上， 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師往往忽視了由嵌固端的設(shè)置帶來的一系列需要注意的方面， 如： 嵌固端樓板的設(shè)計(jì)、 嵌固端上下層剛度比的限制、 嵌固端上下層抗震等級的一致性、 在結(jié)構(gòu)整體計(jì)算時(shí)嵌固端的設(shè)置、 結(jié)構(gòu)抗震縫設(shè)置與嵌固端位置的協(xié)調(diào)等等問題， 而忽略其中任何一個(gè)方面都有可能導(dǎo)致后期設(shè)計(jì)工作的大量修改或埋下安全隱患。

4短肢剪力墻的設(shè)置問題 在新規(guī)范中，對墻肢截面高厚比為 5～8的墻定義為短肢剪力墻， 且根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)， 對短肢剪力墻在高層建筑中的應(yīng)用增加了相當(dāng)多的限制， 因此， 在高層建筑設(shè)計(jì)中， 結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)盡可能少采用或不用短肢剪力墻，以避免給后期設(shè)計(jì)工作增加不必要的麻煩。

三、高層建筑結(jié)構(gòu)分析和計(jì)算中應(yīng)注意以下問題

在結(jié)構(gòu)計(jì)算與分析階段， 如何準(zhǔn)確， 高效地對工程進(jìn)行內(nèi)力分析并按照規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和處理， 是決定工程設(shè)計(jì)質(zhì)量好壞的關(guān)鍵。由于新規(guī)范的推出對結(jié)構(gòu)整體計(jì)算和分析部分相當(dāng)多的內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整和改進(jìn)， 因此， 結(jié)構(gòu)工程師也應(yīng)該相當(dāng)?shù)貙@一階段比較常見的問題有一個(gè)清晰的認(rèn)識。

3.1 結(jié)構(gòu)選型。 3.1.1 結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問題。新舊規(guī)范在這方面的內(nèi)容出現(xiàn)了較大的變動， 新規(guī)范在這方面增添了相當(dāng)多的限制條件， 例如：平面規(guī)則性信息、 嵌固端上下層剛度比信息等， 而且， 新規(guī)范采用強(qiáng)制性條文明確規(guī)定 “建筑不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案?！币虼耍Y(jié)構(gòu)工程師在遵循新規(guī)范的這些限制條件上必須嚴(yán)格注意，以避免后期施工圖設(shè)計(jì)階段工作的被動。 3.1.2 結(jié)構(gòu)的超高問題。在抗震規(guī)范與高規(guī)中，對結(jié)構(gòu)的總高度都有嚴(yán)格的限制， 尤其是新規(guī)范中針對以前的超高問題， 除了將原來的限制高度設(shè)定為 a 級高度的建筑外，增加了 b 級高度的建筑， 因此， 必須對結(jié)構(gòu)的該項(xiàng)控制因素嚴(yán)格注意，一旦結(jié)構(gòu)為級高度建筑或超過了 b 級高度， 其設(shè)計(jì)方法和處理措施將有較大的變化。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中， 出現(xiàn)過由于結(jié)構(gòu)類型的變更而忽略該問題， 導(dǎo)致施工圖審查時(shí)未予通過， 必須重新進(jìn)行設(shè)計(jì)或需要開專家會議進(jìn)行論證等工作的情況，對工程工期、 造價(jià)等整體規(guī)劃的影響相當(dāng)巨大。

3.2 地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 在地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中要注意地方性規(guī)范的重要性問題。 由于我國占地面積較廣，地質(zhì)條件相當(dāng)復(fù)雜， 作為國家標(biāo)準(zhǔn)， 僅僅一本《地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》無法對全國各地的地基基礎(chǔ)都進(jìn)行詳細(xì)的描述和規(guī)定， 因此， 作為建立在國家標(biāo)準(zhǔn)之下的地方標(biāo)準(zhǔn)。地方性的 “地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范” 能夠?qū)⒏鞯胤降牡鼗A(chǔ)類型和設(shè)計(jì)處理方法等一些成熟的經(jīng)驗(yàn)描述和規(guī)定得更為詳細(xì)和準(zhǔn)確，所以，在進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，一定要對地方規(guī)范進(jìn)行深入地學(xué)習(xí)，以 避免對整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或后期設(shè)計(jì)工作造成較大的影響。

3.3 非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算與設(shè)計(jì)。 在高層建筑中， 往往存在一些由于建筑美觀或功能要求且非主體承重骨架體系以內(nèi)的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件。對這部分內(nèi)容， 尤其是高層建筑屋頂處的裝飾構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)， 由于高層建筑的地震作用和風(fēng)荷載均較大， 因此， 必須嚴(yán)格按照新規(guī)范中增加的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算處理措施進(jìn)行設(shè)計(jì)。

四、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的扭轉(zhuǎn)問題 建筑結(jié)構(gòu)的幾何形心、 剛度中心、 結(jié)構(gòu)重心即為建筑三心,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要求建筑三心盡可能匯于一點(diǎn),即三心合一。結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)問題就是指在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中未做到三心合一, 在水平荷載作用下結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動效應(yīng)。為避免建筑物因水平荷載作用而發(fā)生的扭轉(zhuǎn)破壞,應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)選擇合理的結(jié)構(gòu)形式和平面布局,盡可能地使建筑物做到三心合一。在水平荷載作用下,高層建筑扭轉(zhuǎn)作用的大小取決于質(zhì)量分布。為使樓層水平力作用沿平面分布均勻,減輕結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)振動,應(yīng)使建筑平面盡可能采用方形、 矩形、 圓形、 正多邊形等簡面形式。在某些情況下,由于城市規(guī)劃對街道景觀的要求以及建筑場地的限制,高層建筑不可能全部采用簡面形式,當(dāng)需要采用不規(guī)則 l 形、 t 形、 十字形等比較復(fù)雜的平面形式時(shí),應(yīng)將凸出部分厚度與寬度的比值控制在規(guī)范允許的范圍之內(nèi),同時(shí),在結(jié)構(gòu)平面布置時(shí),應(yīng)盡可能使結(jié)構(gòu)處于對稱狀態(tài)。建筑結(jié)構(gòu)的振動周期問題包含兩方面:①合理控制結(jié)構(gòu)的自振周期； ②控制結(jié)構(gòu)的自振周期使其盡可能錯(cuò)開場地的特征周期。

五、側(cè)向位移的限值 高層建筑結(jié)構(gòu)的水平位移隨著高度增長而迅速變大，為防止位移過大， 規(guī)范對頂點(diǎn)位移和層間位移都作了一定的限制。 控制頂點(diǎn)位移u/h的主要目的是保證建筑內(nèi)人體有舒適感和防止房屋在罕遇地震時(shí)倒塌。但控制房屋在罕遇地震時(shí)倒塌與否的條件是結(jié)構(gòu)極限變形能力而不是u/h限值。另外， 為使結(jié)構(gòu)具有較好的防倒塌能力， 應(yīng)在結(jié)構(gòu)計(jì)算中考慮相關(guān)效應(yīng)?？刂茖娱g位移u/h的主要目的是防止填充墻、 裝飾物等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的開裂和損壞。

篇10

關(guān)鍵詞：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

近年來，我國的高層建筑可謂突飛猛進(jìn)，高層建筑的建設(shè)速度、建造數(shù)量在世界建筑史上都是十分罕見的。但是2008年，隨著突然襲來的汶川大地震，許多高層建筑物轟然倒下，也為高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來新的考驗(yàn)。筆者根據(jù)理論知識，結(jié)合自身的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，淺談高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要點(diǎn)，以及高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)。

一、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

1．水平荷載成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的決定性因素

高層建筑自身重量和樓面使用荷載在豎向構(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值,與建筑物高度是成正比關(guān)系的；而水平荷載對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩,以及由此在豎向構(gòu)件中引起的軸力，是與建筑物高度的二次方成正比；此外，對某一定高度建筑物而言，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用，其數(shù)值是隨結(jié)構(gòu)動力特性的不同而有較大幅度的變化。

2．軸向變形不容忽視

高層建筑中，豎向荷載數(shù)值很大,能夠在柱中引起較大的軸向變形，從而會對連續(xù)梁彎矩產(chǎn)生影響，造成連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值減小，跨中正彎矩和端支座負(fù)彎矩值增大；還會對預(yù)制構(gòu)件的下料長度產(chǎn)生影響，要求根據(jù)軸向變形計(jì)算值，對下料長度進(jìn)行調(diào)整；另外對構(gòu)件剪力和側(cè)移產(chǎn)生影響，與考慮構(gòu)件豎向變形比較，會得出偏于不安全的結(jié)果。

3．側(cè)移成為控制指標(biāo)

與較低樓房不同，結(jié)構(gòu)側(cè)移已成為高樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵因素。隨著樓房高度的增加，水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形迅速增大，因而結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的側(cè)移應(yīng)被控制在某一限度之內(nèi)。

4．結(jié)構(gòu)延性是高層建筑的重要設(shè)計(jì)指標(biāo)

相對于較低樓房而言，高樓結(jié)構(gòu)更柔一些，在地震作用下的變形更大一些。為了使結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性變形階段后仍具有較強(qiáng)的變形能力，避免倒塌，特別需要在構(gòu)造上采取恰當(dāng)?shù)拇胧?，來保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。

二、高層建筑結(jié)構(gòu)體系

按照建筑使用功能不同的要求、建筑不同的高度和擬建場地的抗震設(shè)防烈程度，依照經(jīng)濟(jì)、合理、安全、可靠的設(shè)計(jì)原則，高層建筑在建設(shè)時(shí)，應(yīng)當(dāng)選擇選擇相應(yīng)的結(jié)構(gòu)體系，一般分為下列幾類：

1．框架結(jié)構(gòu)體系

框架結(jié)構(gòu)體系由梁、柱構(gòu)件通過節(jié)點(diǎn)連接構(gòu)成承載結(jié)構(gòu)?？蚣芙Y(jié)構(gòu)體系可較靈活配合建筑平面布置、安排需要較大的空間。隨著結(jié)構(gòu)高度增加，水平作用使得框架底部梁柱構(gòu)件的彎矩和剪力顯著增加，從而導(dǎo)致梁柱截面尺寸和配筋量增加，到一定程度，將給建筑平面布置和空間處理帶來困難，影響建筑空間正常使用，在材料用量和造價(jià)方面也趨于不合理。因此在使用層數(shù)上受限。

2．剪力墻體系

剪力墻一般用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，由墻體承受全部水平作用和豎向荷載。在承受水平力的作用時(shí)，剪力墻相當(dāng)于一根下部嵌固的懸臂深梁。其水平位移由彎曲變形和剪切變形兩部分組成。高層建筑剪力墻特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)層間位移隨樓層增高而增加。剪力墻結(jié)構(gòu)比框架結(jié)構(gòu)剛度大、空間整體性好，用鋼量較省，結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)水平位移和層間位移通常較小，能夠滿足抗震設(shè)計(jì)變形要求。

3．框架―剪力墻體系

此種體系是把框架和剪力墻兩種結(jié)構(gòu)組合在一起形成的體系。房屋的豎向荷載分別由框架和剪力墻共同承擔(dān)，而水平作用主要由抗側(cè)剛度較大的剪力墻承擔(dān)。這種結(jié)構(gòu)既具有框架結(jié)構(gòu)布置靈活、使用方便的特點(diǎn)，又有較大的剛度和較強(qiáng)的抗震能力，因而廣泛應(yīng)用于高層辦公建筑和旅館建筑中。該體系中的框架和剪力墻共同承擔(dān)水平力。由于框架和剪力墻的協(xié)同工作，受力狀況和內(nèi)力分布都得到了改善。

4．筒體體系

隨著層數(shù)、高度增大，高層建筑結(jié)構(gòu)承受的水平地震作用大大增加，框架、剪力墻以及框架―剪力墻等結(jié)構(gòu)體系已顯得不合理、不經(jīng)濟(jì)，甚至不可行。這時(shí)，可將剪力墻在平面內(nèi)圍合成箱形，形成一個(gè)豎向布置的空間整體受力的框筒，從而形成具有很好的抗風(fēng)和抗震性能的筒體結(jié)構(gòu)體系。

三、高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)

1．要盡量減少地震能量輸入

積極采用基于位移的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，要求進(jìn)行定量分析，使結(jié)構(gòu)的變形能力滿足在預(yù)期的地震作用下的變形要求。除了驗(yàn)算構(gòu)件的承載力外，要控制結(jié)構(gòu)在大震作用下的層間位移角限值或位移延性比；根據(jù)構(gòu)件變形與結(jié)構(gòu)位移關(guān)系，確定構(gòu)件的變形值；并根據(jù)截面達(dá)到的應(yīng)變大小及應(yīng)變分布，確定構(gòu)件的構(gòu)造要求。選擇堅(jiān)硬的場地土建造高層建筑，可以明顯減少地震能量輸入減輕破壞程度。

2．應(yīng)積極推廣使用隔震和消能減震設(shè)計(jì)

目前我國和世界各國普遍采用的傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)體系是“延性結(jié)構(gòu)體系”，即適當(dāng)控制結(jié)構(gòu)物的剛度，但容許結(jié)構(gòu)構(gòu)件在地震時(shí)進(jìn)入非彈性狀態(tài)，并具有較大的延性，以消耗地震能量，減輕地震反應(yīng)，使結(jié)構(gòu)物“裂而不倒”。采取軟墊隔震、滑移隔震、擺動隔震、懸吊隔震等措施，改變結(jié)構(gòu)的動力特性，減少地震能量輸入，減輕結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)，是一種很有前途的防震措施。提高結(jié)構(gòu)阻尼，采用高延性構(gòu)件，能夠提高結(jié)構(gòu)的耗能能力，減輕地震作用，減小樓層地震剪力。隨著社會的不斷發(fā)展，對各種建筑物和構(gòu)筑物的抗震減震要求越來越高， 地震控制體系具有傳統(tǒng)抗震體系所難以比擬的優(yōu)越性，在未來的建筑結(jié)構(gòu)中將得到越來越廣泛的應(yīng)用。

3．應(yīng)設(shè)置多道抗震防線

當(dāng)?shù)谝坏婪谰€的構(gòu)件在強(qiáng)烈地震作用下遭到破壞后，后備的第二道乃至第三道防線能抵擋后續(xù)地震的沖擊，使建筑物免于倒塌。高層結(jié)構(gòu)形式應(yīng)采用具有聯(lián)肢、多肢及壁式框架的框架剪力墻，剪力墻框架簡體，筒中筒等多道抗震防線結(jié)構(gòu)體系。需要強(qiáng)調(diào)的是設(shè)計(jì)不能陷入只憑計(jì)算的誤區(qū)，若結(jié)構(gòu)嚴(yán)重不規(guī)則，整體性差，僅按目前的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算水平，是難以保證結(jié)構(gòu)的抗震、抗風(fēng)性能，尤其是抗震性能。因此，要求建筑師與結(jié)構(gòu)工程師共同把好初步設(shè)計(jì)這一環(huán)節(jié)。

四、結(jié)語

可以說，高層建筑本身就是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。要搞好這項(xiàng)工程，必須通過了解工程對象，掌握工程特點(diǎn)，進(jìn)而采取相應(yīng)措施，保證建筑的質(zhì)量與效果。隨著當(dāng)今社會的發(fā)展，高層建筑將成為未來建筑的主要趨勢，我們建筑工作者有必要也有責(zé)任掌握更多的高層建筑的設(shè)計(jì)知識，為我國的建筑業(yè)服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 容柏生，國內(nèi)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的若干新進(jìn)展[J] 建筑結(jié)構(gòu)，2007(9)