導語：如何才能寫好一篇高層建筑概念，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：超高層；概念設計

中圖分類號：S611 文獻標識碼： A

引言：結構設計師的概念設計需要涵蓋結構專業(yè)前瞻性設計內(nèi)容，同時應綜合運用其他專業(yè)（如建筑，設備）的設計元素為后續(xù)的施工圖設計及建筑的建設建立正確的基礎和方向。

一、平面及立面造型對超高層建筑結構安全性的影響

對于超高層建筑而言，其結構的安全性至關重要，是概念設計中需著重考慮的問題。對于超高層建筑，對結構安全性影響較大的是水平荷載，即風荷載和地震荷載。水平荷載作用使建筑產(chǎn)生巨大的變形并會對建筑產(chǎn)生推覆作用，造成結構構件的塑性變形甚至引起建筑的傾覆。而經(jīng)過結構受力分析顯示，建筑平面和豎向剛度、質(zhì)量的均勻性是水平荷載作用下結構彈性變形的基本保證。平面或者豎向質(zhì)量、剛度的突變會造成結構應力應變的突變，對建筑結構的破壞。因此，在概念設計中，建筑的造型應盡量減少風荷載和地震荷載對建筑破壞力。比如合理的選擇樓層建筑平面形狀，能顯著降低風荷載對超高層建筑的作用。通過風荷載體型系數(shù)就可以明顯的看到平面形狀不同，風荷載作用的明顯差異。例如圓形的風荷載系數(shù)為0.8、而V形、Y形、弧形平面建筑的風荷載體型系數(shù)為1.4，這就意味著在同樣的高度和環(huán)境下，圓形平面建筑風荷載比V形、Y形、弧形平面建筑大約可減少43%。 這就意味著，在建筑造價方面，可以通過減少至少43%的代價實現(xiàn)結構的安全性。在地震力方面，也是如此，不規(guī)則的建筑平面，如樓板開洞較大或平面凸出凹進過大，都會使地震力在突變位置或樓板開洞薄弱區(qū)域產(chǎn)生巨大的應力應變，對建筑產(chǎn)生不可預見的巨大破壞。合理的平面選型是建筑質(zhì)量和剛度均勻的前提條件，而適當?shù)馁|(zhì)量和剛度如同超高層建筑健康的肌肉與骨骼，是建筑生命健康的保證。臺北101大廈，香港中銀大廈等等可謂是建筑選型的典范，其簡潔明了的結構傳力體系，規(guī)則的立面使其健康的體魄抵御了強勁的颶風和地震災害。因此，結構設計師進行概念設計的時間應該推前到建筑方案階段，在建筑方案設計之初，就應該和建筑專業(yè)密切配合，參與到建筑方案設計當中，權衡利弊，使建筑的選型達到最優(yōu)。

二、概念設計中建筑朝向設計對建筑使用和節(jié)能的影響

超高層建筑的定位首先應考慮對城市環(huán)境的影響。容積率過高很難滿足日照要求，陽光有著巨大輻射能量。在寒冷地區(qū)人們十分珍惜陽光帶來的溫暖。據(jù)有關資料分析，地球每年接收的能量有60億億千瓦，這么大能量棄之可惜，從某種意義上講地球本身就是巨大的太陽能接收器，陽光不僅對人的身體健康有著很大影響，對建筑的節(jié)能也有著十分重要意義。寒冷地區(qū)城市規(guī)劃應注重應用日照原理。合理的確定建筑位置與朝向，使每幢建筑能接收更多的太陽輻射熱能，因此，建筑的方位與節(jié)能有著直接關系。不同朝向，不同季節(jié)，建筑物所得到的太陽輻射熱能量不同，熱損失也不同，在確定建筑的方位時首先應考慮環(huán)境情況，按其太陽高度角做出日影響圖，以確定冬季每天的日照時間，建筑南向開窗面積盡可能大些，在滿足采光條件下，北向、東向窗盡可能小些，從而獲得更多的太陽光線，減少熱損失，保持室內(nèi)舒適的溫度環(huán)境。

三、建筑節(jié)能材料的使用

超高層建筑作為城市中高容積率空間，其節(jié)能設計是概念設計中必要考慮的元素。而除了城市的綜合環(huán)境、氣候條件、總體布局，建筑朝向等因素外，對建筑節(jié)能影響較明顯的是護結構（包括）保溫、隔熱的性能等許多綜合性因素構成。

外墻是圍護結構的主體部分，高層建筑的圍護結構不同于磚石結構房屋，前者是鋼筋混凝土框架或剪力墻結構承重，因此，圍護結構屬于填充材料，為了減輕荷載，達到保溫、隔熱要求，采用輕質(zhì)高效保溫材料，目前在寒冷地區(qū)常用的墻體做法有、頁巖陶?；炷量招钠鰤K；粘土空心磚與實心磚復合墻體；粘土實心磚或空心磚巖棉夾心復合墻體等。但存在問題較多，節(jié)能的效果仍達不到標準的要求。圍護結構的材料布置分外側(cè)和內(nèi)側(cè)，在寒冷地區(qū)的同一氣候條件下，由于材料層次布置不同所取得的保溫效果也不盡相同，為防止墻體內(nèi)產(chǎn)生冷凝水，保溫層設在外側(cè)更為妥些。高層建筑的圍護墻體不宜采用外側(cè)保溫的聚苯乙烯泡沫板(舒樂板、PG板)，巖棉板等輕質(zhì)保溫材料。一幢建筑的壽命少則幾十年，多則上百年，材料的應用與建筑整體的壽命應同步。對于輕質(zhì)的外保溫復合墻體，筆者認為存在以下不足之處：1）抗震能力差，易松散，與結構構件結合不好，整體性能差。2）不能承受外部裝修貼、掛荷載，如：貼石材，安裝裝飾構件等。

3）不能承受有振動的鑿、刨的裝修，如：剁斧石面層、予留洞。槽易出現(xiàn)冷橋。

4）墻表面易出現(xiàn)裂紋。除此之外，復合墻體由于框架梁拉、剪力墻的嵌入，墻體內(nèi)容易造成冷橋，是保溫、隔熱的薄弱環(huán)節(jié)。據(jù)測定，高層建筑所出現(xiàn)的冷橋約占整個熱損失的5％－13％，因此應引起設計者重視，采取有效構造措施盡可能避免產(chǎn)生冷橋。國外普遍推廣采用混凝土空心砌塊用于高層建筑圍護結構保溫，歐、美各國取得不少先進經(jīng)驗。某些歐美國50％左右的建筑已應用多種形式的混凝土空心砌塊。由于混凝土空心砌塊保溫效果好，又具有一定強度，避免了輕質(zhì)復合材料墻體的一些弊端。能源消費正以驚人的速度增長，節(jié)能建筑在為環(huán)保地球行動有著深重的意義。

四、概念設計中建筑設備的參與

除了結構和建筑這兩大主要的專業(yè)參與概念設計外，設備專業(yè)如機電、暖通、室內(nèi)、燈光等也應參與到概念設計當中來，緊密結合建筑和結構專業(yè)的設計思路，及時發(fā)現(xiàn)問題，找出最佳的解決方案，以免在施工圖階段產(chǎn)生專業(yè)交叉矛盾。

五、結束語

超高層建筑如同擎天巨人，其健康的體魄是由建筑、結構，設備組成的有機整體。各個專業(yè)在概念設計中緊密溝通和配合，確保概念設計成為建筑設計和建設過程中的一盞明亮的導航燈。

參考文獻：

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從20世紀70年代以來，人們在總結大震災害經(jīng)驗中發(fā)現(xiàn):對結構抗震設計來說，“概念設計”遠比“計算設計”更重要。然而抗震概念設計的重要性和豐富內(nèi)涵往往在嚴格的規(guī)范規(guī)定和一體化的程序設計中被淡化了。歷次地震表明:如果概念設計不利于抗震，那么不論計算多“精密”，也常常無濟于事;如果概念設計非常成功，建筑物往往能承受大大超過計算時的抗震烈度而安然無恙。但設計中建筑師不可能完全按照結構“概念設計”的準則進行設計，常常是結構師要向業(yè)主、建筑師作一定的妥協(xié)和讓步。從工程安全、經(jīng)濟出發(fā)，妥協(xié)讓步不是無底線的，結構師面臨的難點就是如何守住結構不規(guī)則的底線?，F(xiàn)行的《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》JGJ3 -2002(以下簡稱《高規(guī)》)對抗震概念設計的要求作了更全面、更符合實際的規(guī)定，并作了諸多定量的限制，使得抗震概念設計在工程應用中能更具體、更明確地落到實處。本文主要從現(xiàn)行規(guī)范的相關規(guī)則性條款為切人點討論結構抗震概念設計中應該注意的若干問題。

1 結構平面布置中的規(guī)則性探討

1.1 位移比對扭轉(zhuǎn)不規(guī)則的控制

《高規(guī)》對于扭轉(zhuǎn)不規(guī)則的控制主要可概括為對位移比、周期比兩個宏觀比值的控制，對樓層最大位移與平均位移比值的下限和上限分別是1.2和1.5，扭轉(zhuǎn)不規(guī)則對抗震的不利影響可根據(jù)如下分析:δ1為同一側(cè)樓層角點豎向構件最小水平位移或最小層間位移;δ2為同一側(cè)樓層角點豎向構件最大水平位移或最大層間位移。當δ2達到不規(guī)則判別準則的界限值時，即:δ2=1.2 ；δ2 =1.5δ1（下限）或δ2=1.5 ；δ2 =3δ1（上限）；此時整個結構無論是豎向受力體系還是水平受力體系都處于受力非常不均勻的狀態(tài)。

高層建筑結構按單向水平地震作用計算位移比時，需考慮質(zhì)量偶然偏心的影響，比《抗震規(guī)范》的規(guī)定嚴格(多層建筑可不考慮)，這主要是考慮高層建筑結構的需要。當質(zhì)量與剛度分布明顯不對稱、不均勻時，應按雙向水平地震作用計算扭轉(zhuǎn)影響，此時可不考慮質(zhì)量偶然偏心的影響。

1.2 周期比對扭轉(zhuǎn)不規(guī)則的控制

當扭轉(zhuǎn)振型成為結構第一振型時，結構抗扭剛度小，扭轉(zhuǎn)振動成為主振型，對結構抗震非常不利?！陡咭?guī)》4.3.5條規(guī)定:結構扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期Tt與平動為主的第一自振周期T1之比，A級高度高層建筑不應大于0.9，B級高度高層建筑、混合結構高層建筑及復雜高層建筑不應大于0.85。當兩者接近時，由于振動耦連的影響，結構的扭轉(zhuǎn)效應明顯增大。但《高規(guī)》對T1與T2的比值卻無限制，主要考慮該限制對一般工程偏嚴。對特殊工程(如比較規(guī)則、扭轉(zhuǎn)中心與質(zhì)心相重合的結構)，當兩個主軸的側(cè)向剛度相差過大時，可對T1與T2的比值加以限制，一般不宜大于1.0。

從抗震歷史經(jīng)驗看，《高規(guī)》對縫寬的規(guī)定是底線，只可提高，不得放寬。

1.3凹凸不規(guī)則和樓板局部不連續(xù)的的控制

《高規(guī)》5.1.5條規(guī)定:進行高層建筑內(nèi)力與位移計算時，可假定樓板在其自身平面內(nèi)為無限剛性，相應設計時應采取必要措施保證樓板平面內(nèi)的整體剛度。但當樓板平面比較狹長、有較大的凹入和開洞而使樓板有較大削弱時，樓板可能產(chǎn)生顯著的面內(nèi)變形和應力集中效應，且平面有較長的外伸時，外伸段容易產(chǎn)生局部振動而引發(fā)凹口處破壞。從實際設計情況來看，高層住宅建筑常采用井字形、凹形等平面以有利于通風采光，而將樓電梯間集中配置于中央位置從而出現(xiàn)此類情況?？刹捎玫膽獙Υ胧┲饕?

1.3.1 從計算角度看，這時宜采用考慮樓板變形影響的計算方法，使受力、變形計算模型更符合實際情況，減少計算誤差，具體可根據(jù)情況采用不同的處理方法:對于平面尺寸較小的建筑(如點式建筑)，可將整個樓面都考慮為彈性樓板，使建模和計算比較簡單，并且計算精確，但計算工作量較大;其他情況可采用分塊剛性模型加彈性樓板連接的計算模型，可將凹口周圍兩開間或局部突出部位的根部開間的樓板考慮為彈性樓板，而其余樓板考慮為剛性樓板。

1.3.2 從構造措施看，由于樓電梯間無樓板而使樓面產(chǎn)生較大削弱，對樓板應力集中部位(凹入部位、局部突出樓板的根部及洞口的四角)和弱連接的樓板截面的配筋予以加強，剩余板厚加厚，改善這些樓板關鍵部位的強度和延性;

1.3.3 當凹口深度接近超限上限時，宜在凹口部位設計拉梁或拉板。當開口尺寸接近最大限值時宜在洞口周圍設置鋼筋混凝土梁增加整體性，拉梁和拉板宜每層均勻設置。

2 結構立面布置中的規(guī)則性探討

實際工程中，常由于以下幾個方面原因產(chǎn)生豎向不規(guī)則體系:

2.1 建筑立面造型導致立面體型復雜，如立面收進、外挑結構、立面大開洞、連體建筑、大底盤多塔樓。

2.2 建筑平面布置變化導致豎向結構不連續(xù)(如帶轉(zhuǎn)換層的高層結構)、錯層結構及有薄弱層的結構形式。

2.3 沿豎向分段改變構件截面尺寸和混凝土強度等級。

《高規(guī)》4.4.2條規(guī)定:抗震設計的高層建筑結構，其樓層側(cè)向剛度不宜小于相鄰上部樓層側(cè)向剛度的70%或其上相鄰三層側(cè)向剛度平均值的80%。在實際工程中，往往沿豎向分段改變構件截面尺寸和混凝土強度等級，這種改變使剛度

發(fā)生變化。從施工的角度講，改變次數(shù)不宜太多;但從結構受力角度講，改變次數(shù)太少，每次變化太大易產(chǎn)生剛度突變。所以一般沿豎向變化不超過4次。每次改變，梁、柱尺寸減少100～150mm,墻厚減少50 mm，混凝土強度降低一個等級為宜。最好尺寸減少與強度等級降低錯開樓層，避免同時改變。剛度發(fā)生變化的另一種情況是底層或若干層由于取消一部分剪力墻或柱子產(chǎn)生的剛度突變，常出現(xiàn)在底部大空間框支剪力墻結構。設計時應該盡量加大落地剪力墻和下部柱的截面尺寸，并提高這些樓層混凝土強度等級，盡量減少剛度削弱的程度。

立面收進和外挑在《高規(guī)》4.4.5條也有明確的規(guī)定，設計時應與建筑協(xié)調(diào)采用臺階式多次內(nèi)收的立面。

連體建筑也是容易出現(xiàn)豎向規(guī)則性超限。連體建筑頂部重量大，不利于抗震，要盡量減輕連體的質(zhì)量(如采用輕質(zhì)隔墻等)，一般情況下連體部位的層數(shù)不宜超過建筑總層數(shù)的20%。

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關鍵詞：高層建筑設計，概念方案

 

伴隨高層建筑外部造型設計多以追求建筑形象的新、奇、特為目標，每棟高層都想表現(xiàn)自己，突出自我，而這樣做的結果只能使整個城市顯得紛繁無序、生硬，建筑個體外部體量失衡，缺乏親近感，拒人于千里之外。免費論文參考網(wǎng)。造成這種現(xiàn)象的主要原因是缺乏對高層建筑的外部尺度的認真仔細推敲，因此，對高層建筑的外部尺度的研究是很有必要的。

首先定義一下尺度，所謂的尺度就是在不同空間范圍內(nèi)，建筑的整體及各構成要素使人產(chǎn)生的感覺，是建筑物的整體或局部給人的大小印象與其真實大小之間的關系問題。它包括建筑形體的長度、寬度、整體與城市、整體與整體、整體與部分、部分與部分之間的比例關系，及對行為主體人產(chǎn)生的心理影響。講到尺度時應注意它與尺寸之間的區(qū)別，尺度一般不是指建筑物或要素的真實尺寸，而是表達一種關系及其給人的感覺，尺寸是用度量單位。

高層建筑設計時，不能只單單重視建筑本身的立面造型的創(chuàng)造，而應以人的尺度為參考系數(shù)，充分考慮人觀察視點、視距、視角，和高層建筑使用親近度，從宏觀的城市環(huán)境到微觀的材料質(zhì)感的設計都要創(chuàng)造良好的尺度感，把高層建筑的外部尺度分為五種主要尺度：城市尺度、整體尺度、街道尺度、近人尺度、細部尺度。

1.高層建筑設計中的外部尺度

1.1城市尺度

高層建筑是一座城市有機組成部分，因其體量巨大，高度很大，是城市的重要景點，對城市產(chǎn)生重大的影響。從對城市整體影響的角度來看，表現(xiàn)在高層建筑對城市天際輪廓線的影響，城市的天際輪廓線有實、虛之分，實的天際線即是建筑物的輪廓，虛的天際線是建筑物頂部之間連接的光滑曲線，高層建筑在城市天際線創(chuàng)造中起著重要的作用，因城市的天際輪廓線從一個城市很遠的地方就可以看見，也是一座城市給一個進入它的人第一印象。因此，高層建筑尺度的確定應與整個城市的尺度相一致，而不能脫離城市，自我夸耀，唯我獨尊，不利于優(yōu)美、良好天際線的形成，直接影響到城市景觀。高層建筑對城市局部或部分產(chǎn)生的影響，是指從市內(nèi)比較開闊的地方，如：廣場、干道、開放的水系和綠地所看到的天際線，也直接影響人民的日常生活。因此，城市天際輪廓線不僅影響人從城市外圍所看的景觀，也直接影響到市內(nèi)居民的生活與視覺觀賞。

1.2整體尺度

整體尺度是指高層建筑各構成部分，如：裙房、主體和頂部等主要體塊之間的相互關系及給人的感覺。整體尺度是設計師十分注重的，關于建筑的整體尺度的均衡理論有許多種，但都強調(diào)整體尺度均衡的重要性。面對一棟建筑物時，人的本能渴望是能把握該棟建筑物的秩序或規(guī)律，如果得到這一點，就會認為這一建筑物容易理解和掌握，若不能得到這一點，人對該建筑物的感知就會是一些毫無意義的混亂和不安。因此，建筑物的整體尺度的掌握是十分重要的，在設計時要注意下面的兩點：

1.2.1各部分尺度比例的協(xié)調(diào)

高層建筑一般由三個部分組成的——裙房、主體和頂部，也有些建筑在設計中加入了活躍元，以使整棟建筑造型生動活躍起來。一個造型美的高層建筑是建立在很好地處理了這幾個部分之間的尺度關系，而這三個部分尺度的確定，應有一個統(tǒng)一的尺度參考系（如把建筑的一層或幾層的高度作為參考系），不能每一部分的尺度參考系都不同，這樣易使整個建筑含糊、難以把握。

1.2.2高層建筑中各部分細部尺度應有層次性

高層建筑各部分細部尺度的劃分是建立在整體尺度的基礎上的，各個主要部分應有更細的劃分，尺度具有等級性，才能使各個部分造型構成豐富。尺度等級最高部分為高層建筑的某一整個部分（裙房、主體和頂部），最低部分通常采用層高、開間的尺寸、窗戶、陽臺等這些為人們所熟知的尺寸，使人們觀察該建筑時很容易把握該部分的尺度大小。一般在最高和最低等級之間還有1～2個尺度等級，也不易過多，太多易使建筑造型復雜而難以把握。

1.3街道尺度

街道尺度是指高層建筑臨街面的尺度對街道行人的視覺影響。這是人對高層建筑近距離的感知，也是高層建筑設計中重要的一環(huán)。臨近街道的高層建筑部分的尺度確定，主要考慮到街道行人的舒適度，高層建筑主體因為尺度過大，易向后退，使底層的裙房置于沿街部分，減少了高層建筑對街道的壓迫感。例如：上海南京路兩邊的高層建筑置于后面，裙房置于前使兩側(cè)的建筑高度與街道的寬度的比例為1∶12，形成良好的購物環(huán)境。

 

為了保持街道空間及視覺的連續(xù)性，高層建筑臨街面應與沿街的其他建筑相一致，宜有所呼應。免費論文參考網(wǎng)。免費論文參考網(wǎng)。如：在新加坡老區(qū)和改建后的一條干道的兩側(cè)，為了不致造成新區(qū)高層和老區(qū)低層截然分開，沿新區(qū)一側(cè)作了和老區(qū)房屋高度相同中相似的裙房，高層稍后退，形態(tài)效果良好的對話關系。

1.4近人尺度

近人尺度是指高層建筑最底部分及建筑物的出入口的尺寸給人的感覺。這部分經(jīng)常為使用者所接觸，也易被人們仔細觀察，也是人們對建筑直接感觸的重要部分。其尺度設計應以人的尺度為參考系，不宜過大或過小，過大易使建筑缺少親近性，過小則減小了建筑的尺度感，使建筑猶如玩具。

在近人尺度處理中，應特別注意建筑底層及入口的柱子、墻面的尺度劃分，檐口、門、窗及裝飾的處理，使其尺度感比以上幾個部分更細。對入口部分及建筑周邊空間加以限定，創(chuàng)造一個由街道到建筑的過渡緩沖的空間，使人的心理有一個逐漸變化的過程。如：上海圖書館門前采用柱廊的形式，使出入館的人有一個過渡區(qū)，這樣使建筑更具有近人及親人性。

2.高層建筑外部尺度設計的原則

2.1建筑與城市環(huán)境在尺度上的統(tǒng)一

注意高層建筑布置對城市輪廓線的影響，因為在城市輪廓線的組織中，起最大作用的是建筑物，特別是高層建筑，因而它的布置應遵行有機統(tǒng)一的原則進行布置：

（1）高層建筑聚集在一起布置，可以形成城市的“冠”，但為避免其相互干擾，可以采用一系列不同的高度，或雖采用相仿高度，但彼此間距適當，組成有關的構圖。也可以單棟高層建筑布置在道路轉(zhuǎn)彎處，以豐富行人的視覺觀賞。

（2）若高層建筑彼此間毫無關系，隨處隨地而起不到向心的凝聚感，則不會產(chǎn)生令人滿意的和諧整體。

（3）高層建筑的頂部不應雷同或減少雷同，因為這會極大影響輪廓線的優(yōu)美感。

2.2同一高層建筑形象中，尺度要有序

高層建筑設計時，應充分考慮建筑的城市尺度、整體尺度、街道尺度、近人尺度、細部尺度這一尺度的序列，在某一尺度設計中要遵守尺度的統(tǒng)一性，不能把幾種尺度混淆使用，才能保證高層建筑物與城市之間、整體與局部之間、局部與局部之間及與人之間保持良好的有機統(tǒng)一。

2.3高層建筑形象在尺度上須有可識別性

高層建筑物上要有一些局部形象尺度，能使人把握其整體大小，除此之外，也可用一些屋檐、臺階、柱子、樓梯等來表示建筑物的體量。任意放大或縮小這些習慣的認知尺度部件就會造成錯覺，效果就不好。但有時往往要利用這種錯覺來求得特殊的效果。

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關鍵詞：結構設計；概念設計；高層建筑；結構選型

Abstract: The conceptual design is a building designer by combining design experience, design theory and the characteristics of the project, and effectively the structure to achieve the optimal structure layout of building structure design, so as to achieve the best economic benefit. Based on the author's practical experience, starting from the concept of design ideas to improve the seismic performance of building structures are discussed, for reference.

Keywords: structural design; conceptual design; high-rise building; structure selection

中圖分類號：TB482.2

0.引言

隨著建筑建設的快速發(fā)展，建筑結構向著更高更復雜的方向發(fā)展，這要求結構設計者不能單純地盲目去進行結構設計，僅僅套規(guī)范進行結構設計其設計效果并不是最佳的。 通過對建筑結構首先進行概念設計，其成為當前結構設計的重要思想。 從設計實踐效果表明，通過在建筑結構設計中利用概念設計可以設計出更為合理的建筑結構體系，并達到節(jié)省原料的目的。 隨著概念設計的應用推廣，越來越多結構設計人員更向往于這一設計理念，并逐漸成為結構設計的主導思想。

1.概念設計理念的可行性

歸根結底，對建筑結構采取概念設計是建筑設計師結合設計實踐經(jīng)驗、設計理論以及所要設計項目的工程特點，對建筑結構的抗震結構以及總體布局進行規(guī)劃，實現(xiàn)結構設計的多樣化要求的手段。 其宗旨是在特定環(huán)境條件下， 通過采取整體概念出發(fā)來考慮結構總體方

案， 從而對于該結構來說可充分利用總體系與分體系之間的力學關系。 通過基于概念設計進行高層結構設計，其可行性重要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）設計的創(chuàng)新性。 結構設計人員對于建筑結構設計常采用的設計方法是通過查找手冊、以及結合計算機程序等方式進行，這一切都是缺少創(chuàng)新性。而概念設計則是要求結構設計師應充分結合設計實踐經(jīng)驗以及理論知識，采取一系列的合理想象及創(chuàng)新進行規(guī)劃，得出具有合理性以及一定創(chuàng)新性的結構設計。

（2）優(yōu)化設計結果。 基于概念設計的結構設計其包含分析、綜合以及評估三步。 分析階段主要是對問題進行全方位的了解，因為存在分析數(shù)據(jù)不完整與不準確的特點，此階段具有一定的模糊性質(zhì)，綜合階段則是要求工程師將理論知識和實際情況，通過結合設計師的想象力以及創(chuàng)新意識從而實現(xiàn)工程設計規(guī)劃。最后評估階段是最優(yōu)方案的選擇過程。這種優(yōu)選方案不僅可以有效地防止了結構后期出現(xiàn)的繁瑣計算，更重要的是體現(xiàn)了方案的可靠性與經(jīng)濟性。

（3）提升工程師設計能力 。 概念設計其是在正確理念和原則的指引下，允許工程師在設計中進行一定程度的發(fā)揮，因此避免了結構設計人員一味采用傳統(tǒng)方法設計，這方便于結構師從根源查找問題，從而使計算結果更為準確。 因此，概念設計無論在理論知識、方

式還是思想以及手段等方面都為建筑結構提供了科學有效的技術平臺。

2.概念設計在結構設計中的體現(xiàn)

從眾多工程實踐表明，通過采取概念設計理念來進行高層結構設計，可以有效地使結構在荷載作用下，結構破壞減小到最小。如何通過采取概念設計來抵抗結構可能受到的各種不確定情況，將是概念設計的最終目的。 而對于高層建筑結構來說，其不確定因素相對多層結構來說，其復雜性更強，因此對于高層結構來說，采取概念設計是更有必要，對于高層建筑結構來說，結構的抗風及其抗震的概念設計將是概念設計的重要體現(xiàn)。通過概念設計進行采取結構計算及其構造可有效地提高結構的抗震性能。

結合工程實踐經(jīng)驗，基于概念設計理念，筆者總結出相關的結構設計措施：

（1）對于高層結構 ，抗側(cè)力構件主要承受水平地震作用以及風荷載，結構設計人員應根據(jù)結構布置的概念設計來探討所設計的高層建筑的平立面布置是否合理。結構布置應盡量規(guī)則、對稱；通過應用概念設計進行結構設計時，首先應當滿足結構抗側(cè)力構件布置的合理與規(guī)則性， 豎向抗側(cè)力構件則應從下往上減小截面尺寸以及材料強度，同時還應當保證豎向構件的均勻變化，同時豎向結構布置應盡量上下貫通，避免結構中出現(xiàn)上部結構有墻柱而下部沒有情況。 對于平面復雜結構，要求平面以及立面尺寸不應出現(xiàn)較大的凹進，結構平面凹進的一側(cè)尺寸應小于該方向總長度的 30%；同時要求樓板的平面剛度以及尺寸也不應出現(xiàn)較大突變。

（2）合理地布置受力構件。 從概念設計理念出發(fā)，布置結構的主要受力構件時應當布置于主要承受荷載作用的位置，以充分地發(fā)揮構件的作用；使得結構中各個受力構件的布置考慮其可能受到的各種荷載作用。 同時布置受力構件應當兼顧構件傳力特點出發(fā)，盡可能地避免構件傳力的復雜性，力求使構件傳力簡單。對于豎向受力構件布置，其不但要考慮承受豎向荷載作用，同時還需考慮其會承受地震等水平作用，甚至還承受溫度應力影響。 水平受力構件則力求使其傳力路徑簡單，以最快捷的傳力路線傳遞給主梁，在傳給柱、剪力墻上。 同時應避免構件受力復雜。

對于高層結構需要布置剪力墻時，則應當把剪力墻均勻地布置于結構周邊，從而充分地發(fā)揮剪力墻構件的受扭能力。除此之外，剪力墻布置時還要兼顧到剪力墻間距，這需要充分結合樓板剛度要求。

（3）由于結構通常是假定樓板剛度為無限大 ，因此對于框架剪力墻結構來說，剪力墻以及框架在相同樓層的水平位移將是相同的。 為此，從概念設計出發(fā)，對于框架剪力墻結構來說，需要增加了樓板厚度，從而有效地提高樓板水平剛度。

（4）對于高層建筑來說，其主要承受較大的水平荷載作用，因此控制水平位移是高層結構概念設計的重要設計要點。 基于概念設計出發(fā)，對于框架剪力墻結構來說，可通過增加合理的剪力墻數(shù)目以及增大框架柱截面來提高高層結構的抗側(cè)剛度。

（5）對地基以及基礎采取概念設計。 從概念設計出發(fā)進行基礎設計，首先應提高基礎整體性?；诟拍钤O計進行高層結構基礎設計，地基基礎要求采用整體性好的方案，使基礎和結構能整體傳力，保證高層建筑的抗震性能。 抗震規(guī)范中規(guī)定進行地基基礎設計時，同一結構單元的基礎不宜設計在性質(zhì)完全不同的地基土上；同一結構單元宜采用相同的基礎形式；當?shù)鼗翞檐浫跬?、液化土時，應初步估計地震時地基土的不均勻沉降或液化影響。

（6）對結構采取構造措施是概念設計重要內(nèi)容 。 從眾多高層結構破壞結果表明，僅僅從結構計算結果來進行結構設計，這難以防止高層結構在荷載作用下的破壞，因此采取必要構造措施對概念設計來說顯得尤為重要。 就高層結構的地震破壞來說，提高結構的整體性以及延性措施尤為有效。如在延性設計中應盡量做到“強柱弱梁”、“強剪弱彎”、“強節(jié)點、強錨固”的設計要求；同時也可以通過提高結構中的各個構件延性來有效地提高整體結構的延性。 另外，其他一些工程質(zhì)量問題也可以通過構造措施來給予減輕破壞，如溫度應力引起的混凝土開裂，則可通過配置適量鋼筋來減輕。

3.結語

綜上所述，隨著建筑結構設計的復雜化，通過采取概念設計理念進行結構設計成為當前結構設計的重要思想。概念設計是結構設計的核心和靈魂，其宗旨是要求建筑師和結構工程師明白在目前科技發(fā)展和設計計算的水平上，如果結構設計得嚴重不規(guī)則、整體性差，只憑結構力學分析來進行計算，是難以保證結構的抗風、抗震功能的。運用結構概念設計從整體上把握結構的各項性能，這樣才能對計算分析結果進行科學的判斷、合理的采用，保證工程項目的經(jīng)濟性與安全性。因此，概念設計是做好建筑設計工作最重要的一環(huán)。

參考文獻：

［1］牛慧娟，馬小龍．淺議建筑結構設計中的概念設計[J]．江蘇建材 ，2013，（02）：95-182.

［2］高?；ⅲY構設計過程中概念設計的應用[J]．山西建筑，2012，（01）：30-31.

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關鍵詞：結構設計 高層建筑 基礎設計概念設計

前言

概念設計一般指不經(jīng)數(shù)值計算，尤其在一些難以作出精確理性分析或在規(guī)范中難以規(guī)定的問題中，根據(jù)整體結構體系與分體系之間的力學關系、結構破壞機理、震害、試驗現(xiàn)象和工程經(jīng)驗所獲得的基本設計原則和設計思想，從整體角度來確定建筑結構總體布置和抗震細部措施的宏觀控制。它要求在設計過程中始終貫穿和應用結構概念，是一種定性而非定量的分析，是整體宏觀控制和細部構造措施，設計原理和工程實踐經(jīng)驗相結合的設計思想。在方案設計階段就運用概念設計的思想是非常必要和及時的，而且要將它貫穿應用于整個設計過程，才能為建筑結構的安全性、可靠性、適用性和經(jīng)濟性提供有力的保證。本文論述了概念設計在高層建筑基礎設計中的應用。

一、筏型基礎的設計理論

隨著城市的發(fā)展,高層建筑的地下室一般都被用作地下車庫的使用空間。所以設計人員往往傾向于采用筏型基礎，而不愿意選擇縱橫內(nèi)隔墻較多的箱型基礎。筏型基礎又可分為梁板式筏基和平板式筏基。

計算筏板基礎時，常用的方法有“倒樓蓋”法、靜定法(截面法)、彈性地基梁板方法和有限元分析方法。“倒樓蓋”法和靜定法都是一種簡化計算方法。按“倒樓蓋”法進行基礎設計時，要求地基土比較均勻、筏板基礎的剛度較大、上部結構剛度較大、柱軸力及柱距相差不大、荷載分布比較均勻；按靜定法計算的要求與“倒樓蓋”法大部分相同，只是靜定法適用于上部結構剛度較小、柱軸力及柱距相差較大的情況。用上述兩種方法計算的缺點是不能考慮基礎的整體作用，也無法計算撓曲變形,“倒樓蓋”法夸大上部結構剛度的影響，靜定法則完全忽略了上部結構剛度的影響。當不滿足上述要求時應按彈性地基梁板計算。近年來,隨著計算軟件的進步，上部結構、基礎和地基共同作用分析法在筏板基礎內(nèi)力計算中得到廣泛運用，該分析法基礎按彈性地基上板考慮，地基模型一般采用文克爾地基、彈性半空間地基和壓縮層地基等地基模型,常用數(shù)值分析方法為有限元法、有限差分法等，其中有限元法較為常用。

二、樁筏復合基礎的設計理論

《建筑地基基礎設計規(guī)范》第8.5.14條規(guī)定，樁基設計時,應結合地區(qū)經(jīng)驗考慮樁、土、承臺的共同工作。相關規(guī)范對樁筏復合基礎的計算方法并未做出統(tǒng)一規(guī)定，采用的計算方法也不盡相同，多根據(jù)當?shù)厍闆r和經(jīng)驗確定，大致有以下兩種計算方法。

1、假定整個建筑物和重量全部由樁傳到地基中去，而承臺板只起連接樁頂和傳遞上部荷載的構造作用。在群樁布置中使樁的受力均勻，樁群形心與上部結構傳給基礎的荷載重心盡量重合。當群樁數(shù)量較多時，采用了“外密內(nèi)疏”的內(nèi)樁方法,即適當減少群樁中部的樁數(shù)而增加樁數(shù)。應該說，這種方法主要以樁受力為主，這種情況下，沒有考慮承臺板基礎的支承力,將會增加樁的數(shù)量，造成浪費。

2、發(fā)揮樁土的共同承載作用，利用天然地基的承載力，采用控制沉降的方法將上部荷載由樁和筏板共同互補承擔，使樁的數(shù)量及筏板厚度得以減少。

建筑物的沉降一般分為沉降量和沉降差。減沉設計是控制沉降而設置樁基的方法。也即是在設計時由基礎的沉降控制值來確定樁數(shù)和樁長。減沉設計概念主要應用于軟土地基上多層或小高層建筑的基礎設計中，樁在基礎中除承擔部分荷載外主要起減少和控制沉降的作用，樁可視為減少沉降的措施，或作為減少沉降的構件來使用。同時，承臺或筏板也能分擔部分荷載，與按樁承擔全部荷載設計的樁基相比，根據(jù)不同的容許沉降量要求，用樁量有可能減少，樁的長度也可能減短，因而可達到降低工程造價的效果。

3、減沉設計的內(nèi)容

（1）樁長及樁身斷面選擇。選擇樁長應盡可能穿過壓縮性高的土層，樁端置于相對較好的持力層。在承臺產(chǎn)生一定沉降時樁仍可充分發(fā)揮并能繼續(xù)保持其全部極限承載力：選擇樁身斷面應使樁身結構強度確定的單樁容許承載力與地基土對樁的極限承載力二者匹配，以充分發(fā)揮樁身材料的承載能力。

（2）承臺埋深及其地面尺寸的初步確定。首先按外荷載，全部由承臺承擔時其極限承載力仍有一定安全儲備的原則，先初步確定承臺的埋深及其底面尺寸，然后確定減沉設計的用樁量,再驗算承臺的初步尺寸，并給予調(diào)整。

（3）不同用樁數(shù)量時樁基沉降計算。根據(jù)初定的承臺埋深及其底面尺寸，原定若干種不同的用樁數(shù)量方案，分別計算相應的沉降量，從而得到沉降s與樁數(shù)n的關系曲線圖，減少沉降樁基礎的樁距一般應大于6 d,樁的分布與建筑物豎向荷載相對應。

4、減沉設計的基本原則

（1）設計用樁數(shù)量可以根據(jù)沉降控制條件，即允許沉降量計算確定。根據(jù)沉降s與樁數(shù)n關系曲線,按建筑物容許沉降量確定樁基實際所需的用樁數(shù)量。在用樁數(shù)量確定后，再按已經(jīng)選定的樁數(shù)和初步確定的承臺埋深及底面尺寸計算其極限荷載，驗算安全系數(shù)或調(diào)整承臺埋深及底面尺寸，以確保合理的安全度。減沉樁基礎樁距較常規(guī)樁筏基礎布樁要大，一般至少大于4倍~6倍樁徑，故其介于天然地基淺基礎與樁基礎之間。

（2）基礎總安全度不能降低，應按樁、土和承臺共同作用的實際狀態(tài)來驗算。因而減沉樁基礎也稱之為控制變形疏樁基礎。對于減沉樁筏基礎的沉降計算則應結合當?shù)亟?jīng)驗考慮樁同作用。

（3）為保證樁、土、和承臺共同工作，應采用摩擦型樁，使樁基產(chǎn)生可以容許的沉降，承臺不致脫空，在樁基沉降過程中充分發(fā)揮樁端持力層的抗力。在上部土層為松軟土質(zhì)、次固結土以及承載力太低土組成時，樁與樁間同作用得不到保證時，就不能考慮樁與樁間同作用，而應該按現(xiàn)行樁基設計。

在共同工作分析中要重視的問題是如何根據(jù)共同工作分析的成果優(yōu)化設計，而優(yōu)化設計的關鍵乃是盡量減小沉降差，從而降低筏板內(nèi)力和上部結構次應力，減小筏板厚度和配筋,提高樁筏基礎的可靠性。為此，提出變剛度調(diào)平設計的概念和方法。這也是發(fā)展控制變形設計的一個重要內(nèi)容。

三、變剛度調(diào)平設計

1、變剛度調(diào)平設計的內(nèi)容

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關鍵詞：抗震概念設計;建筑結構;工程設計;抗震性

對于高層建筑結構設計，要遵守抗震設計規(guī)范，從抗震概念設計應用入手，結合工程實際情況，提出定量控制要求。值得注意的是，開展高層建筑結構抗震設計，要在概念清晰且技術可靠的基礎上，合理的設計建筑結構，以確保建筑的抗震性能。通常情況下，高層建筑結構抗震設計，需要從概念設計、抗震計算、抗震措施等方面加以把控，以確保設計的合理性。

1高層建筑結構抗震性設計的意義

貴州省位于我國南北地震帶南段的東側(cè)，省內(nèi)西部部分區(qū)域位于地震帶上。貴州地震的頻度與強度為中等水平，地震平面分布不均。若發(fā)生地震，會造成極大的損失，以尼泊爾大地震為例，涉及到多個多家，地震造成近4000人死亡，約7000人受傷，對尼泊爾國造成超過50億美元的經(jīng)濟損失，由此可見地震的損失性。在地震中，建筑既是人們的保護工具，也是威脅人們安全的物體，若能夠提升建筑的抗震性，對保護人們的財產(chǎn)與安全，有著積極的作用，因此加強高層建筑結構抗震性設計研究，有著必要性。

2抗震概念設計應用的基本要點

2.1合理選擇建筑結構

高層建筑結構抗震性設計，最為重要的是建筑體形和結構設計，占據(jù)著重要地位，多數(shù)倒塌建筑主要是因為規(guī)劃不合理造成的，所以要科學的選擇水平面與垂直面，提升建筑的抗震性能。一般來說，建筑平面形狀規(guī)則，直接影響著建筑的抗震性，平面形狀平整度越高，則建筑的抗震性能就越強，圖1為水平地震作用。規(guī)則平面能夠承擔荷載作用，建筑結構的整體性較為突出。在高層建筑結構設計中，于高度方向，需要保證結構布置的連續(xù)性，實現(xiàn)側(cè)向剛度保持連續(xù)，以免出現(xiàn)薄弱層。

2.2合理選擇傳力路線

高層建筑結構抗震設計多利用計算機程序，來確保計算的準確性，建筑結構設計人員只需要掌握簡單的計算方法即可。利用計算機，在獲取受力狀態(tài)下，形成建筑結構件計算簡圖。接著利用力學模型和數(shù)學模型，從地震反應入手，做好詳細的分析，明確計算結果，合理選擇建筑結構路徑，提高傳力路線選擇的效率。

2.3合理選擇建筑位置

通過相關研究發(fā)現(xiàn)，建筑物損毀與建筑所處的地形，有著直接的關系。除此之外，建筑損壞和地基、斷層等，也有著緊密關系。以覆蓋土因素為例，建筑破壞率和此因素呈現(xiàn)的是正相關，覆蓋土層厚度小，證明土質(zhì)偏硬，具有較強的穩(wěn)定性，當遇到地震時，不易發(fā)生倒塌情況，因此在設計高層建筑時，要選擇硬質(zhì)地基，降低地震效應，確保建筑結構的穩(wěn)定性[1]。

2.4設置多條抗震防線

高層建筑結構抗震設計時，需要設置多條抗震防線?？紤]到地震時間存在差異，伴隨多次余震，受到地震反復沖擊，會給建筑結構的穩(wěn)定性造成損壞，若高層建筑物設置一道防線，當建筑受到一次破壞后，難以抗衡后續(xù)破壞，因此需要設置多道保護，確保高層建筑結構的穩(wěn)定性。

3抗震概念設計在高層建筑抗震設計中的具體應用

3.1提升結構延性

高層建筑抗震設計水平低于地震等級，極易因為脆性破壞，造成建筑倒塌，所以在建筑結構抗震設計中，要提高結構延性，增強建筑結構抵抗能力?？梢詮囊韵路矫嫒胧郑孩俨牧?。選擇延性材料，此類材料的應用，當發(fā)生非彈性變形，或者發(fā)生反復彈性變形時，其延性不會明顯下降。②桿件。通過控制桿件的延性，包括塑性變形與能量收納與耗散等，提高結構延性，通常從墻肢與框架的柱等方面捂手。③構件。構件的延性指的是某個構件的塑性變形與能量消耗的能力，通過控制墻體或者框架延性，來提高建筑結構整體延性?？偟脕碚f，建筑結構延性指的是抗倒塌能力與塑性變形能力。在設計時，可以采取以下措施：①在平面上，增強突變處與轉(zhuǎn)角處等構件的延性；②對于豎向，則可以加強薄弱樓層的延性，比如體型突變處、主樓與裙房相接的樓層等；③增強首道抗震防線部分的構件延性[2]。

3.2提升結構的整體性

高層建筑結構的整體性較強，能夠確保建筑結構在地震力的作用下，處于協(xié)調(diào)運行的狀態(tài)，可避免建筑倒塌。采取以下措施：①選用鋼結構支撐結構。鋼結構作為建筑行業(yè)的新技術，其市場份額不斷擴大，貴州地區(qū)已經(jīng)逐步引入鋼結構，比如貴州鋼結構發(fā)展中心樓，樓層高24層，建筑面積為26000m2，建筑承板使用的是鋼筋線桁架工藝，建筑整體性較好，抗震性能較好。高層建筑結構設計中，采取鋼結構支撐體系，對提升高層建筑框架結構中的側(cè)向剛度，有著積極的影響，可以抵抗水平荷載，提升高層建筑整體強度。與純框架架構相比，支撐結構穩(wěn)定性較好，將窗臺下方-下層窗戶頂部區(qū)域位置，作為支撐位置，合理設置支撐，能夠達到結構支撐要求。采取環(huán)向封閉同一平面，能夠提高建筑鋼結構側(cè)向剛度，在強震區(qū)應用，其效果更為凸顯。②抗側(cè)力結構。若高層建筑結構為多種框架結構形式，應用鋼結構，可以承載建筑物豎向負載與部分橫向負載。采用抗側(cè)力結構，可以按照建筑的各類要求，來選用抗側(cè)力結構。若高層建筑中桁架高度和單樓層相同，可以利用交錯桁結構，來設置上下樓層，確保各單元設置的靈活性。應用此結構，在鋼結構平面內(nèi)，梁柱彎矩較小，側(cè)向位移也較小。

3.3準確計算結構抗震

開展高層建筑結構抗震設計前，需要準確的計算建筑結構的地震作用，接著計算結構與構件的地震作用效應，并且和其它載荷效應，做好相互結合，檢驗建筑結構抗震承載力與變形，確保能夠達到新《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-2001）規(guī)范相關要求。需要做好以下計算：①地震作用計算。建筑結構抗震承載力主要考慮水平地震作用，高層建筑結構設計，還需要注意豎向地震作用。②抗震驗算。主要包括截面抗震驗算、彈性變形驗算、薄弱層彈塑性變形驗算等[3]。

3.4做好非結構部件設計

非結構部件指的是建筑結構分析中，不考慮側(cè)向荷載與重力荷載的建筑部件，包括內(nèi)隔墻與墻等。雖然建筑結構設計時，此類部件不參與荷載分析，但若發(fā)生地震，此類部件會起到作用，極有可能會改便建筑結構承載力，或是提升建筑抗震性，或是增加破壞性，因此需要做好非結構部件的處理?？梢圆扇∫韵麓胧孩偌訌娊ㄖ蚣芎吞畛鋲χg的聯(lián)系，使得填充墻可以成為建筑主體抗震結構的組成部分。對于墻體連接，可以采取柔性連接方式，削弱墻柱的聯(lián)系，避免發(fā)生嵌固作用。②對于附著在建筑樓與屋面結構的，需要做好此類非結構構件和主體結構的連接處理，以免發(fā)生地震時，造成人員傷亡。③加強幕墻和裝飾貼面等和建筑主體結構的有效連接，避免貼面損壞。

3.5做好倒塌分析

開展高層建筑結構設計時，采取倒塌分析法，做好建筑倒塌分析，以優(yōu)化建筑結構抗爭性設計，達到抗震標準。可以借鑒超高層建筑經(jīng)驗，譬如：某超高層建筑為Ⅷ度抗震設防烈度建筑，在建筑結構設計時，利用倒塌分析法，進行結構設計方案分析，發(fā)現(xiàn)采取內(nèi)嵌鋼支撐剪力墻方案，能夠有效的增強建筑結構強度?；诘顾治?，明確此工程采取全支撐方案建設總材料用量可節(jié)約11.2%，建筑結構抗倒塌儲備能力可以增加14.8%，建筑的抗震性能較好。采取對比各種最小地震剪力系數(shù)調(diào)整方案，能夠明確采取調(diào)整地震剪力，開展剛度驗算，設計建筑構件承載力，能夠獲得較好的效果，此方案和提高剛度縮短建筑結構自振周期的方案相比，具有較強的經(jīng)濟性。對于建筑結構倒塌關鍵位置，能夠提高建筑結構整體的抗倒塌能力，此方案的實施，增加鋼用量約0.1%?？偠灾?，在建筑結構設計時，做好倒塌分析，能夠準確衡量各類結構設計方案的效果，明確各類抗震措施對建筑結構抗震性能的影響，發(fā)揮著積極的作用[4]。

4結束語

應用概念設計，開展高層建筑結構抗震設計，需要充分的借鑒工程經(jīng)驗，嚴格按照建筑抗震設計相關規(guī)范，采取相應的措施，提升建筑結構的整體性能，提高結構的抗震性能。

參考文獻

[1]陸新征，楊蔚彪，盧嘯，齊五輝，劉斌，張萬開，葉列平.倒塌分析在某500m級超高層建筑抗震設計中的應用[J].建筑結構，2015（23）：91~97.

[2]劉均偉.高層建筑結構設計中抗震概念設計的運用研究[J].山西建筑，2016（20）：43~44.

[3]雷雨潤.高層建筑結構中抗震概念設計的應用[J].建設科技，2017（08）：80.

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關鍵詞：框架剪力墻；短肢剪力墻；結構選型；抗震性能；SATWE

中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號：

引言

結構工程在建設項目是非常重要的,因為一般建筑工程成本中結構部分所占比重占總造價的主要部分，而結構工程中結構選型是主要影響因素 ,一旦選擇不當,將很難實現(xiàn)精確的計算,甚至對結構耐久性及安全性帶來無法彌補的缺陷. 建筑物進行良好的選型設計即進行抗震設計對于抵抗和防止地震危害具有重要的現(xiàn)實意義。

1工程簡介

重慶地區(qū)某幢辦公寫字樓，27層，層高為3.m，建筑物總高78m，長44m，寬17m，平面較規(guī)則，每層面積748m2，總面積20196m2，抗震設防烈度為6級，地震加速度為0.05g，50年一遇基本風壓為0.4KN/m2，結構重要性系數(shù)為1.0，場地類別為Ⅱ類，地基土為三類土。設計中采用多層及高層建筑結構三維分析與設計軟件程序SATWE，對以下擬采用的結構方案進行了計算和比較。

2 擬采用結構形式及其設計基本原則

2.1.框架剪力墻結構

框剪結構體系結合了剪力墻結構穩(wěn)固以及框架結構布局靈活的優(yōu)點。這種結構體系主要由柱子來承受豎向荷載，通常在結構邊角處以及樓梯間處布置一定數(shù)量的剪力墻并主要由這些剪力墻來提供結構的剛度和抵抗水平荷載的能力。

2.2短肢剪力墻結構

短肢剪力墻結構是適用建筑要求形成的特殊的剪力墻結構，根據(jù)建筑平面布置，在建筑物凹凸轉(zhuǎn)角處布置各種形式的短墻肢，主要形式有：T型、十字型、L型、Z型、一字型、Y型等（這樣可增加短肢墻抗扭和出平面外穩(wěn)定）。因采用這種結構體系時，將中部的電梯間、樓梯間和管道井四周的剪力墻組成筒體結構，四周布置短肢剪力墻，也可根據(jù)需要布置一些長肢墻，所以結構布置極為靈活。

2.3普通剪力墻結構

本方案的特點是依據(jù)建筑平面布局設置鋼筋混凝土抗震墻，對較長的墻開結構洞將其分為聯(lián)肢墻，使各墻段的剛度均勻，由于抗震墻較多，可以構成整體抗側(cè)力很強的體系，對較高建筑抗震特別有利。但若房屋高度不大，反而會造成因剛度過大而招致較大的地震作用，而且造價也會增大，并非是理想的方案。

3計算結果的比較分析

本工程用SATWE建模計算。框架剪力墻結構結構柱尺寸為1100×1100mm，兩端剪力墻厚度約250mm；短肢剪力墻結構中介設置約肢長1000mm長厚度約220厚短肢剪力墻，兩端剪力墻厚度約180mm，標準層平面分別如下：

框架剪力墻結構 短肢剪力墻結構

計算所得數(shù)據(jù)如下表：

4計算結果分析

(1)從地震基地下剪力及地震傾覆力矩兩項指標來看，框剪結構均大于短肢剪力墻結構。說明短肢剪力墻結構引起的地震作用較小，較有利于抗震，分析可能是由于框剪方案中剪力墻較厚較多從而招致了較大地震作用。

(2)周期比側(cè)重控制的是側(cè)向剛度與扭轉(zhuǎn)剛度之間的一種相對關系，它的目的是使抗側(cè)力構件的平面布置更有效、更合理，使結構不致于出現(xiàn)過大(相對于側(cè)移)的扭轉(zhuǎn)效應，減小扭轉(zhuǎn)對結構產(chǎn)生的不利影響，見新《高規(guī)》第3.4.5條及相應的條文說明。兩方案均滿足規(guī)定：“結構扭轉(zhuǎn)為主的第一周期Tt與平動為主的第一周期T1 之比，A級高度高層建筑不應大于0.9；B級高度高層建筑、混合結構高層建筑及復雜高層建筑不應大于0.85”的要求，且短肢剪力墻結構周期比略小于框架剪力墻結構，說明本方案短肢剪力墻結構的扭轉(zhuǎn)效應較小，結構抗側(cè)力構件布置較合理。

(3)最大層間位移角是用來控制結構的側(cè)向剛度的，從上表可以看出本工程中兩方案均滿足規(guī)范規(guī)定，框架剪力墻位移角小于1/800, 短肢剪力墻結構小于1/1000，且短肢剪力墻結構的最大層間位移角較小，說明其側(cè)向剛度較大！

(4)位移比主要為限制結構平面布置的不規(guī)則性，以避免產(chǎn)生過大的偏心而導致結構產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)效應，見《抗規(guī)》第3.4.2條，《高規(guī)》JGJ3-2010第3.5.3條、3.4.5條及相應的條文說明。從上表可以看出兩方案位移比都滿足規(guī)范規(guī)定：“樓層豎向構件的最大水平位移和層間位移，A、B級高度高層建筑均不宜大于該樓層平均值的1.2倍；且A級高度高層建筑不應大于該樓層平均值的1.5倍，B級高度高層建筑、混合結構高層建筑及復雜高層建筑，不應大于該樓層平均值的1.4倍”，且相差不大，結構平面布置規(guī)則性差不多。

(5)最小樓層抗剪承載力之比主要為限制結構豎向布置的不規(guī)則性，避免樓層抗側(cè)力結構的受剪承載能力沿豎向突變，形成薄弱層，見《抗規(guī)》第3.4.2條和《高規(guī)》JGJ3-2010第3.5.3條及相應的條文說明；對于形成的薄弱層應按《高規(guī)》第5.1.14條予以加強。從上表可以看出本方案中兩方案均滿足規(guī)定：“不宜小于其相鄰上一層受剪承載力的0.8,不應小于0.6”，且短肢剪力墻結構的最小樓層抗剪承載力之比略小，說明其豎向布置的規(guī)則性較好。

(6)剛重比主要是控制在風荷載或水平地震作用下，重力荷載產(chǎn)生的二階效應不致過大，避免結構的失穩(wěn)倒塌，見《高規(guī)》02版第5.4.1條和第5.4.4條及相應的條文說明。從上表可以看出兩種結構形式剛重比EJd/GH**2大于1.4，能夠通過高規(guī)(5.4.4)的整體穩(wěn)定驗算，剛重比EJd/GH**2大于2.7，可以不考慮重力二階效應。

(7)剛度比主要為限制結構豎向布置的不規(guī)則性，避免結構剛度沿豎向突變，形成薄弱層，見《抗規(guī)》第3.4.2條，《高規(guī)》第4.4.3條及相應的條文說明；對于形成的薄弱層則按《高規(guī)》第5. 1.14條予以加強。從上表可以看出兩種結構形式剛度比相同，且能滿足規(guī)范要求的：“抗震設計的高層建筑結構，其樓層側(cè)向剛度不宜小于相鄰上部樓層側(cè)向剛度的70%或其上相鄰三層側(cè)向剛度平均值的80%”。

從經(jīng)濟性上進行分析，粗略估計，兩方案鋼筋及混凝土用量差不多；從適用性，美觀性上分析，本方案中框架結構柱截面較大，突出墻體較多，而短肢剪力墻結構則更利于房間的布置，而且較經(jīng)濟。經(jīng)以上分析該工程采用短肢剪力墻結構較好。

5結論

本文主要以一工程實例，探討了設計主要控制點在PKPM中的應用并對SATWE輸出結果進行分析。進一步認識結構設計時相關的控制點:剛度比、位移比、周期比、剛重比等參數(shù)以及其調(diào)整過程中彼此相互關聯(lián)涉及構件截面、剛度及平面位置的改變情況。在分析中我們還可以得出以下結論：（1）在框剪結構中，如果剪力墻設置過多，會導致結構剛度過大，從而使地震效應加大，結構內(nèi)力增大，也同時使框架不能充分發(fā)揮作用。（2）短肢剪力墻結構中剪力墻肢可短可長，剪力墻的數(shù)量可少可多，主要根據(jù)抗側(cè)力的需要而定，還可通過不同布置和尺寸以調(diào)整剛度以及剛度中心的位置；由于剪力墻數(shù)量減少了，而代之以輕質(zhì)填充墻，不僅可使房屋總重量減輕，同時也可使結構剛度適當降低，使地震作用減小，這不僅對基礎的設計有利，而且對結構抗震也較為有利，同時還可降低工程造價，故應是80m左右高層結構設計時優(yōu)先選用的一種結構體系。

參考文獻：

[1] 建筑抗震設計規(guī)范 ( 2008版) [s]，GB5001-2001。中國建筑出版社，2001

[2]多層及高層建筑結構空間有限元分析與設計軟件SATWE用戶手冊及技術條件[R]，2008。

篇8

關鍵詞：抗震概念；高層建筑；應用

在我國的地震頻發(fā)地區(qū)，部分高層建筑對地震的承受力低下，為了進一步加強我國高層建筑抗震能力，強化抗震概念在高層建筑工程結構設計中的應用變得十分重要。同時，隨著科學技術的不斷進步，高層建筑為適應現(xiàn)代高速發(fā)展的建筑競爭市場，需從全方位的角度探索研究，以加強高層建筑的抗震作用，從而促進我國高層建筑整體建筑水平的提高。

1 抗震概念在高層建筑工程結構設計中的重要性

抗震概念是指在高層建筑工程結構設計中，建筑設計者需認識地震規(guī)律和地震所造成的影響，通過對地震各方面的考慮，使高層建筑有能力承受地震帶來的破壞性壓力?？拐鸶拍钪饕墙ㄖ邔Ω邔咏ㄖこ探Y構設計中建筑結構布置、結構材料選擇以及結構體系的確定等方面進行充分的了解，通過對抗震概念的熟知，認識抗震概念的重要性，使高層建筑工程結構設計能達到抗震標準，經(jīng)濟損失降到最低。

我國屬于地震多發(fā)國家，在高層建筑工程結構設計中有效應應用抗震概念，有助于增強高層建筑的承壓力和抗震性，同時，為高層建筑在激烈市場競爭中提供了充足的條件。第一點，高層建筑工程設計在應用時具備抗震概念，強化了高層建筑的固性，保障了高城建筑住戶的生命安全和財產(chǎn)安全。第二點，抗震概念的加強，提高了高層建筑者的風險意識，能充分有效的促進建筑材料的有效選擇和使用。第三點，抗震概念有利于建筑工程結構設計的優(yōu)化，使結構設計符合選址的實際情況，減小了地震造成的物力、人力以及財力損失。

2 抗震概念在高層建筑工程結構設計的應用策略

2.1 注重建筑均勻性和規(guī)則性的抗震概念結構設計。傳統(tǒng)的建筑抗震結構設計主要是采用滯回耗能和塑形變形能來分散地震能，致使建筑工程結構的抗震性能受到嚴重的影響，破壞力增大。近年來，我國多次地震災害表明，運用傳統(tǒng)的方法對高層建筑進行抗震設計已經(jīng)無法將地震帶來的損害程度有效地控制在一定范圍內(nèi)。因此，在高層建筑結構體系中，傳統(tǒng)抗震結構體系已無法達到現(xiàn)代化社會的要求。隨著建筑者對抗震建筑結構的研究不斷深化，人們逐漸認識到建筑工程結構設計在抗震中應有的耗能作用，注重高層建筑結構體系的創(chuàng)新和改善對減小震害有著十分關鍵的作用。

在高層建筑工程結構設計時，應注重建筑工程結構的均勻性和規(guī)則性。具體表現(xiàn)在建筑的立面形態(tài)、平面體狀、豎向布置和平面布置方面，使抗震建筑工程結構具備均勻、簡單、對稱、長寬比例協(xié)調(diào)以及規(guī)則等特點。在整體結構承載力的分布和質(zhì)量上可有效的減小扭轉(zhuǎn)效應，并為剛度中心與質(zhì)量中心的重合提供了充足的條件。

2.2 加強建筑結構設計中抗震概念的合理選材。隨著現(xiàn)代經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國高層建筑市場呈現(xiàn)出激烈競爭的趨勢，多數(shù)建筑者在對高層建筑材料的選擇和利用上存在嚴重問題。建筑商為節(jié)約建筑成本，降低質(zhì)量好性能高抗震強等建筑材料的購買量，多數(shù)情況下以低性能低質(zhì)量的材料來代替。導致高層建筑在抗震中承壓力下降，住戶財產(chǎn)損失巨大，同時也加大了國家的財政支出，從整體上影響了我國經(jīng)濟的發(fā)展。因此，強化高層建筑材料的選擇和利用變得十分重要。

在抗震概念的原則下，以鋼筋混泥土的結構設計作為延性機構，建筑材料的選取應具備延性好、強度高以及性能大等優(yōu)勢，合理的對塑性鉸部分進行控制，使高層建筑在大震中也能具有強有效的抗震作用。同時，合理的對高層建筑材料進行選擇和利用能有效減少建筑結構的承載力及地震危害，降低高層建筑傾覆力矩，減少扭轉(zhuǎn)效應。

2.3 重視建筑結構設計中抗震概念的科學選址。多數(shù)地震發(fā)生在板塊構造的邊緣地帶，因板塊的擠壓張裂等因素而引起。我國處于環(huán)太平洋地震帶和喜馬拉雅—地中海地震帶，屬于地震多發(fā)國家，因此，在對高層建筑地基選址時應對地基進行科學的考察和勘探。通過對地基的地形地貌進行科學分析，可有效的避免建筑位置處于地震多發(fā)帶上，從而降低地震對建筑造成的影響。

在選址的實際過程中，建筑地基勘察者應從我國地形的實際情況出發(fā)，在充分認識我國地形地貌的基礎上，以客觀的角度對建筑場地進行科學的探究勘測，避開不利地段，使建筑地基與場地的選擇在適宜建筑的抗震帶上。另外，應對建筑工程結構自身周期與場地地震卓越周期進行初步的估算，通過改變房屋的類型和層數(shù)將兩者錯開，以此減少地震損害。

3 抗震概念在高層建筑工程結構設計應用中注意事項

3.1 加強抗震概念的有效宣傳及充分認識?？拐鸶拍畹男麄骱驼J識是高層建筑工程結構設計中不可缺少的重要組成部分，建筑者需要從抗震概念的各個角度出發(fā)，通過加大對抗震概念的認知度，增強我國高層建筑工程結構設計的使用性和有效性。在建筑者中需大力宣傳抗震概念的作用和意義，對抗震概念進行全新認識，樹立正確的抗震概念及價值觀。

如果要實現(xiàn)對抗震概念掌握的全面化和整體化，建筑工作者需要熟知抗震概念內(nèi)容以及抗震概念的重要性和必要性。同時，對建筑者要不定期的進行抗震概念的宣傳和再學習，從抗震概念的基礎出發(fā)，全方面的對抗震概念進行了解，促進建筑者對抗震概念的掌握，以此增強建筑者的職業(yè)道德修養(yǎng)和業(yè)務素質(zhì)。另外，抗震概念是適應現(xiàn)代高層建筑成長的發(fā)展性理念，對我國高層建筑質(zhì)量的提升具有重要作用。

3.2 注重提高抗震建筑工程監(jiān)理者的職業(yè)道德。建筑監(jiān)理是建筑工程中的重要檢驗者，主要控制著建筑工程的質(zhì)量、進度以及投資，在建筑質(zhì)量和安全的監(jiān)控管理中有著重要作用。隨著我國建筑的大力發(fā)展，建筑工程監(jiān)督中出現(xiàn)了監(jiān)督管理不到位，監(jiān)理工作程序不清以及監(jiān)理者自身專業(yè)技術水平低些等問題，因此，注重對建筑工程監(jiān)理者的職業(yè)道德修養(yǎng)的提高變得十分重要。

建筑監(jiān)理對建筑工程進行監(jiān)督管理時，應以公正、客觀、科學、獨立的方法和態(tài)度處理問題。在編寫項目監(jiān)理技術文件時，需充分發(fā)揮主觀能動性，結合建筑項目的具體情況和特點制定相關文件，避免照搬和抄襲監(jiān)理技術規(guī)范文件。通過對監(jiān)理工程程序的學習和認識，強化建筑監(jiān)理的監(jiān)督管理地位，使監(jiān)理在建筑實施中起到應有的作用，從而使高層建筑質(zhì)量得到顯著提高和有效保證。

4 結語

隨著我國建筑市場的興起，抗震概念在高層建筑工程結構設計中的有效應用，為我國高層建筑的發(fā)展提供有力知識理念的同時，也科學的規(guī)范了技術標準。從科學、客觀的角度分析，在建筑市場不斷發(fā)展的環(huán)境下，抗震概念不僅適應了現(xiàn)代建筑市場現(xiàn)代化發(fā)展的需求，還在建筑建設過程中發(fā)揮著重要作用。將抗震概念融合到高層建筑工程結構設計中，能有效的促進高層建筑質(zhì)量的提升，進一步提高我國高層建筑發(fā)展水平。

參考文獻

[1] 王劍，宮井會，金英.高層建筑設計存在的問題[J].城市建設理論研究，2012（06）.

[2] 劉楊.探討抗震概念設計在高層建筑結構設計中的應用[J].大觀周刊，2011（18）.

篇9

關鍵詞：高層 建筑 杭震 結構 設計 探析

中圖分類號：TU97 文獻標識碼：A

正文：

一、高層建筑抗震結構的分析

現(xiàn)代高層建筑結構形式主要是一個垂直于地面的豎向懸臂結構。其建筑的垂直載荷主要使建筑結構產(chǎn)生一個與地球引力相抗衡的軸心力；建筑的水平載荷使建筑結構產(chǎn)生彎矩。從建筑結構的受力特點進行分析可以看出：當建筑的垂直載荷方向保持不變時，隨著建筑高度的不斷增加僅僅會引起量的增加而已，而這時水平載荷的方向就可以來自四面八方；而當建筑為平均分布載荷時，建筑的高度就和彎矩呈現(xiàn)出二次方的變化。

再從建筑的側(cè)移特點來看：建筑豎直方向載荷引起的建筑位移是比較小的，而水平方向的載荷作為平均分布的載荷時，建筑的高度就和其側(cè)移呈現(xiàn)出四次方的變化。由此可以得出，在高層混凝土建筑結構中，水平方向的載荷對建筑結構的影響是要遠遠大于垂直方向載荷對建筑結構的影響的，所以在進行高層混凝土建筑建設時，水平載荷是在進行結構設計時需要重點控制的影響因素，所以除了在保證高層建筑結構抵抗水平載荷產(chǎn)生的彎矩、剪力以及壓、拉應力時，要具有較大的強度以外，還要保證高層建筑結構具有足夠的剛度，使得建筑隨著高度的不斷升高，所引起的側(cè)向變形能控制在結構規(guī)范允許的范圍之內(nèi)。

二、高層建筑抗震結構設計的要求

一方面，高層混凝土建筑在設計規(guī)劃時，一定要把握好結構剛度值的大小，經(jīng)過精確的計算分析，充分了解地質(zhì)地形條件、所用建材性能、機械設備運行參數(shù)、物理力學知識等內(nèi)容，最終確定高層結構的整體剛度強弱或者某個結構設施的剛度，依靠連接設置的調(diào)節(jié)作用，力求保證抗震能力的提高，盡量讓整個建筑波動受力保持在地質(zhì)所能支持的范圍之間。也就是說，如果其基礎結構產(chǎn)生小幅度的變形，結構的自我調(diào)節(jié)功能就會使得整體結構不發(fā)生大幅度改變，在經(jīng)過一此維護工作之后，仍然具有使用價值。

另一方面，在結構設計以及規(guī)劃時，結構工程師一定要著重關鍵構件和連接點的受力情況，采取相關措施進行有效調(diào)節(jié)，可以達到消災減震的目的，盡最大程度地降低地震災害帶來的損失。根據(jù)有關地震災害統(tǒng)計，剛度過于柔和的高層混凝土建筑受到強大的震動作用后，其主體結構受到了一定程度的損毀，然而在余震的相繼作用之下，就會受到持續(xù)損壞導致崩塌。

總之，對于高層混凝土建筑抗震結構的設計，一定要保證其結構具備適宜的剛度，還要改善其延性等特點，進而增強其整體結構的抗震性能。

三、改善高層建筑抗震結構設計具體措施

(一)選定建設位置

根據(jù)地震災害情況的綜合分析，我們得出，如果建筑物所處的位置不同，那么其承受地震作用也會有很大的差別，究其原因就是所處地質(zhì)條件存在不同點。這就需要，在建設項目位置選定時，應該注意以下兩點內(nèi)容：一是工程項目建設位置的地質(zhì)環(huán)境應該具有良好的抗震能力；二是應該遠離有重大威脅的場地，例如變電站、大型石油保存設施等等，防止除地震外其他因素帶來的安個隱患問題。

(二)改進結構設計方案

結構工程師所采用的方案要求設計出的建筑能夠滿足國家規(guī)定建筑抗震能力的標準，實現(xiàn)主體結構有足夠的空間進行調(diào)節(jié)變形，并且能夠在結構的強大延性作用下，自動回復到正常狀態(tài)，這樣就大大削弱了主體變形對整個建筑結構帶來的不利作用，達到高層混凝土結構長期處于穩(wěn)定牢固的平衡狀態(tài)。在平算不同程度的地震作用力對結構造成的影響，對其構件開展科學合理的布局，盡量協(xié)調(diào)高層混凝土建筑結構各種設施之間的受力情況，維持平衡，加大其承受外力的能力，著重考慮結構豎向重力作用的情況，使其平和勻稱，達到剛度規(guī)劃的要求目標，盡可能讓設計結構有條理、不紊亂、有層次、不交錯，實現(xiàn)增加整體抗震能力的目的著平研究地震災害記錄信息，根據(jù)實際要素在設計中融入相應的防震措施，對關鍵微小部分要嚴加處理應對，使整體結構由上到下所承受的重力均勻一致的降低，保持建筑整體的對稱情況，這種一目了然的重力變化規(guī)建能夠大大削弱地震帶來的水平與豎向不規(guī)則的作用力，因而有了相應的抗震效果。

(三)控制扭轉(zhuǎn)效應

地震作用有水平作用、豎向作用以及扭轉(zhuǎn)作用，在多種受力的綜合下，就會產(chǎn)生難以估量的破壞力，如地裂、房屋倒塌、地勢波動較為強烈等由于地震爆發(fā)具有隨時性，其中包含很多不穩(wěn)定的地方，這就要求對于高層混凝土建筑抗震方面的結構設計方面，強調(diào)地震帶來扭轉(zhuǎn)效應如果沒有設置相關結構位移的標準，就應該選取所測定的最大位移部分的剛度以及減弱最小位移帶點剛度，保持結構在整體方面位移的一致性保證每一個細節(jié)都達到相關的設計要求，一旦發(fā)現(xiàn)不合理的地方，就應該及時作出有效的調(diào)整，盡量地控制地震扭轉(zhuǎn)作用帶來的不利影響。

(四)研究高層混凝土建筑各層結構參數(shù)設置

對各層參數(shù)的設置主要是在模擬地震時各種受力作用帶給結構設施受力分析的計算，例如，墻體承載能力、柱梁變形方面計算等等在高層混凝土結構設計的預處理階段，在充分了解所建項目的位置、地形條件、所選材料、施工工藝、質(zhì)量檢測等多個方面的基礎上，把握其中要點，建立建筑設計的基本框架，應用自身的設計理念和專項技能來進行詳實的設計，并對一此關鍵地方做出十分重要的說明，來完成建筑抗震結構設計的工作最好能夠建立系統(tǒng)的完善的建筑結構設計信息數(shù)據(jù)庫，便于結構工程師查找相關案例，總結經(jīng)驗，采取合理的設計方法開展工作在研究建筑復雜結構綜合受理情況時，要選出相應的力學模型，例如剪切理論和主拉應力理論，來對建筑結構受理是否合理進行判斷應該對由計算機運算結果開展深入的調(diào)杳研究，估定其有效程度，為以后的結構抗震能力的設計提供依據(jù)高層混凝土建筑結構所要處理的參數(shù)包括整體的震動周期、扭轉(zhuǎn)角度、相關剛度比例等。因此，對于高層結構的設計不能一蹴而就，應該經(jīng)過反復的計算研究和多次協(xié)調(diào)，在保證其結構具有抗震能力的基礎上，確定結構方面的有關參數(shù)。

四、高層混凝土建筑的抗震結構布置

在進行高層混凝土建筑的獨立結構單元布置時，應該使得建筑結構平面的形狀相對簡單、規(guī)則、剛度和承載力都能均勻的分布。建筑的豎直方向體型應該規(guī)則、均勻，避免有過大的外挑和內(nèi)斂。建筑結構的側(cè)向剛度應該是下部剛度大上部剛度小，并逐漸的進行變化。其高層建筑在進行結構布置時應該遵循以下幾點要求：

1、在進行高層混凝土建筑的結構布置時應該具有必要的承載能力、足夠大的剛度以及變形能力。

2、在進行高層混凝土建筑的結構布置時，應該注意避免因為部分建筑結構或者是構件遭受損壞，從而導致了建筑結構的整體喪失對重力、載荷以及地震的承受能力。

3、在進行高層混凝土建筑的結構布置時，對可能出現(xiàn)的薄弱環(huán)節(jié)進行嚴格的審核，并且及時采取相應的有效措施來進行應對。

4、在進行高層混凝土建筑的結構布置時，其建筑結構的豎直方向和水平方向的布置，應該使建筑的剛度以及承載力進行合理的分布，避免因地震時引起的局部突變和扭轉(zhuǎn)效益的發(fā)生，具有多道抗震設防的特點。

結語

為了保證高層建筑具有良好的抗震性，在進行建筑結構的抗震設計時，就必須要通過其受力的特點、建筑結構的體系、建筑結構的布置以及計算進行詳細的分析，然后再進行建造，只有這樣才能保證高層混凝土建筑擁有良好的抗震能力，才能使人們的生命財產(chǎn)安全受到有效保護。

參考文獻：

［1］ 現(xiàn)行建筑施工規(guī)范大全［M］． 北京： 中國建筑工業(yè)出版社，2009．

［2］ GB50011 －2010，建筑抗震設計規(guī)范［S］．

篇10

高層建筑結構抗震概念設計在依據(jù)數(shù)值計算的基礎上，還增加了實踐經(jīng)驗元素，并且結構概念設計甚至比分析計算更重要，使得這一抗震設計理念能夠滿足區(qū)域差別下從事高層建筑結構設計的實際需求。強調(diào)高層建筑結構設計中抗震概念設計的重要性，其目的是為了引起高層建筑結構工程是在進行建筑結構設計時，特別重視相應的結構規(guī)程以及抗震概念設計中的相關規(guī)定，從而擺脫傳統(tǒng)的結構設計中只重視計算結果的誤區(qū)，要求結構工程師嚴格的按照結構設計計算原則，再結合地區(qū)的抗震規(guī)范，以此保證高層建筑結構的抗震性能。

2高層建筑結構設計中抗震概念設計的原則

(1)結構的整體性。

在高層建筑結構中，樓蓋的整體性對高層建筑結構的整體性起到十分重要的作用，其相當于水平隔板，不僅要求聚集和傳遞慣性力至各個豎向抗側(cè)力的子結構，還要求這些子結構具有較強的抗震能力，能夠抵抗地震作用，尤其是當豎向抗側(cè)力子結構的分布不均勻、結構布置復雜以及抗側(cè)力子結構的水平變形特征存在差異時，整個高層建筑就依靠樓蓋使抗側(cè)力子結構進行協(xié)同工作。

(2)結構的簡單性。

結構的簡單性指的是結構在地震作用下具有明確、直接的傳力途徑。在高層建筑抗震設計規(guī)范中明確規(guī)定“結構體系應該有明確的計算簡圖與合理的地震作用傳遞途徑”，只有結構簡單，才能對結構的位移、內(nèi)力以及模型進行分析，準確的分析出高層建筑抗震的薄弱環(huán)節(jié)，然后采取相應的措施，避免薄弱環(huán)節(jié)的出現(xiàn)。

(3)結構的剛度。

結構的剛度和抗震能力水平在地震作用下是雙向的，確定結構的剛度，然后合理的布置結構能夠抵抗任意方向上的地震作用。通常狀況下，地結構沿著平面上兩個主軸方向都應該具有足夠的剛度與抗震能力，結構的剛度不僅僅應該控制結構的變形，還應該盡可能降低地震作用對高層建筑結構的沖擊，如果結構發(fā)生較大的變形，將會產(chǎn)生重力二階效應，導致結構失衡而被破壞，降低高層建筑的抗震可靠性，因此，在抗震概念設計中，應該重視結構的剛度設計。

(4)結構的規(guī)則性與均勻性。

高層建筑的豎向和立面的剖面布置應該規(guī)則，結構側(cè)向剛度的變化應該巨暈，避免側(cè)向剛度以及抗側(cè)力結構承載力的突變。沿著建筑物的豎向，機構布置和建筑造型應該規(guī)則和相對均勻，避免傳力途徑、剛度以及承載力的突變，防止結構在豎向上的某一樓或者少數(shù)樓層之間出現(xiàn)薄弱的環(huán)節(jié)。

3抗震概念設計在高層建筑結構設計中的應用

(1)抗震概念設計應該重視高層建筑的結構規(guī)律。

在高層建筑的抗震概念設計應用中，應該對高層建筑的體型設計進行科學的修正，保證在質(zhì)量、剛度、對稱、規(guī)則上分布均勻，保證設計的整體性，避免局部出現(xiàn)剛度過大的問題。高層建筑的結構布局對抗震概念設計具有十分重要的作用，簡單、對稱的建筑在地震中的應力分析和實際反映很容易做到，并且能夠達到相一致，但是在凹凸的立面與錯層設計的高層建筑中，當?shù)卣鸢l(fā)生時將會產(chǎn)生復雜的地震效應，很難做到對高層建筑抗震效果的最佳分析。因此，高層建筑的抗震概念設計應該重視結構的規(guī)律性。

(2)抗震概念設計在結構體系上的應用。

高層建筑抗震結構體系是抗震概念設計的關鍵，抗震概念設計在結構體系上的應用依據(jù)高層建筑物的高度以及抗震等級選擇合適的抗側(cè)力體系，通過概念近似手算確定結構設計方案的可行性以及主要構件的基本尺寸。抗震結構方案選擇的合理性，直接影響建筑抗震概念設計的經(jīng)濟性與安全性。合理的選擇建筑結構體系，應該注意以下三個方面:其一，選擇建筑結構體系時，應該對因為部分結構或者部分構件的破壞而導致整體建筑結構體系喪失對抗震能力或者重力荷載的承載能力，應該堅持抗震設計原則中的贅余度功能和內(nèi)力重分配功能，這一原則的重要性在許多建筑物地震后的實際狀況中都得到了很好的印證;其二，選擇建筑結構體系時，不僅僅應該要求建筑體系的受力明確、傳力合理以及傳力路線，還應該有合理的地震作用傳遞途徑和明確的計算簡圖，這些都應該和不間斷的抗震分析相符合;其三，其中延性是建筑結構中的重要特性之一，結構體系的變形能力取決于組成結構的構件和連接的延性水平，提高結構構件的延性水平，是提高高層建筑抗震設計概念在建筑結構設計應用中的重點問題，通過采用豎向和水平向混凝土構件，能夠增強對砌體結構的約束，當配筋砌體在地震中即使產(chǎn)生裂縫也不會倒塌或者散落，保證高層建筑早地震中不至于喪失對重力荷載的承載能力。

(3)抗震概念設計在結構構件上的應用。

高層建筑抗震的實現(xiàn)需要各個構件的支撐，因此，抗震結構體系中的各個構件都必須具有一定的剛度與強度，并且還應該具有可靠的連接性。高層建筑的結構體系是一個多層次超靜定結構，因此其抗震結構也應該設置多道抗震防線，這樣在地震作用下，即使一部分構件先被破壞，剩余的構件依然具備支撐的作用，形成獨立的抗震結構，承受地震力與豎向荷載。因此，合理的預見高層建筑結構先屈服或者破壞的位置，適當?shù)恼{(diào)整構件的強弱關系，形成多道抗震防線，實現(xiàn)對高層建筑結構體系的合理控制，這是結構抗震耗能的一種有效措施，是建筑抗震結構概念設計的重要內(nèi)容。

4結束語