導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇高層建筑結(jié)構(gòu)概念，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。

篇1

這樣我們才能從不斷的工作中總結(jié)、創(chuàng)新，發(fā)揮我們無(wú)窮創(chuàng)造力和判斷力。

關(guān)鍵詞：概念設(shè)計(jì)，規(guī)范，一體化計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)程序

中圖分類號(hào)： S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

做為一名結(jié)構(gòu)工程師不能過(guò)于依賴傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這樣只會(huì)讓我們依賴和盲從于規(guī)范，把規(guī)范當(dāng)做是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的法律依據(jù)，卻不知道規(guī)范只是建筑物和構(gòu)筑物所需要最低的標(biāo)準(zhǔn)要求，而且是最基本的。當(dāng)結(jié)構(gòu)工程師過(guò)于依靠一體化計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)程序時(shí)，就會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)程序的理論假定、應(yīng)用范圍、限制條件等缺乏了解，無(wú)法對(duì)計(jì)算出的結(jié)果進(jìn)行正確的判斷和取舍。

如何走出傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的誤區(qū)。作為一名結(jié)構(gòu)工程師，在高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，應(yīng)本著積極、主動(dòng)的態(tài)度，即不盲目依賴于規(guī)范，也不盲目依靠于一體化計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)程序，自覺(jué)地完成高層建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)，這是我們走出傳統(tǒng)設(shè)計(jì)誤區(qū)的關(guān)鍵。

那么，什么是高層建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)。

高層建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)就是在特定的空間形式、功能和地理環(huán)境的條件下，以結(jié)構(gòu)工程師自身確定的理想承載力、剛度和延性為主導(dǎo)目標(biāo)，用整體構(gòu)思來(lái)設(shè)計(jì)各部分有機(jī)相連的結(jié)構(gòu)總體系，并能有意識(shí)地利用和發(fā)揮結(jié)構(gòu)總體系和主要分體系，以及分體系與構(gòu)件之間的最佳受力特征與協(xié)調(diào)關(guān)系。

高層建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)分為三個(gè)階段：第一階段，即建筑方案設(shè)計(jì)階段。結(jié)構(gòu)工程師以自身?yè)碛械母邔咏ㄖY(jié)構(gòu)體系功能及其受力、變形特征的整體設(shè)計(jì)概念與判斷力去幫助建筑師開(kāi)拓和實(shí)現(xiàn)業(yè)主夢(mèng)寐以求的，或已初步構(gòu)思的空間形式及其使用、構(gòu)造與形象功能。并以此為統(tǒng)一目標(biāo)，與建筑師一起構(gòu)思總結(jié)構(gòu)

體系，并能明確結(jié)構(gòu)總體系和主要分體系之問(wèn)的最佳受力特征要求。第二階段，即初步設(shè)計(jì)階段。結(jié)構(gòu)工程師通過(guò)概念性近似計(jì)算能迅速、有效地對(duì)結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行構(gòu)思、比較與選擇，這種近似的計(jì)算方法概念清楚，定性準(zhǔn)確，手算簡(jiǎn)單快捷，能較快地對(duì)結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行探索、優(yōu)化，乃至最后確定分體系及其構(gòu)件的基本尺寸，并確認(rèn)設(shè)計(jì)方案的可行性。第三階段，即施工圖設(shè)計(jì)階段。由初步設(shè)計(jì)階段可以得到結(jié)構(gòu)體系的計(jì)算模型和所需輸入的原始數(shù)據(jù)，在施工圖設(shè)計(jì)階段，結(jié)構(gòu)工程師結(jié)合自身?yè)碛械慕Y(jié)構(gòu)概念、經(jīng)驗(yàn)和判斷力，對(duì)計(jì)算機(jī)內(nèi)力分析輸出數(shù)據(jù)的可靠性與否進(jìn)行判斷。

作為一名結(jié)構(gòu)工程師，如何去把握，或者說(shuō)有意識(shí)地去進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)。一句話，對(duì)應(yīng)于高層建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的三個(gè)階段，分別進(jìn)行概念設(shè)計(jì)。

首先，在建筑方案設(shè)計(jì)階段，要正確把握高層建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)，必須堅(jiān)持結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沒(méi)有惟一解的設(shè)計(jì)理念，充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)工程師的創(chuàng)造力和創(chuàng)新能力，協(xié)助建筑師以達(dá)到令業(yè)主滿意的建筑。例如，美國(guó)芝加哥第一國(guó)家銀行大樓建設(shè)之初，銀行業(yè)主追求和向往能在他們銀行大樓的整個(gè)底部有一個(gè)4層～5層樓高

的無(wú)柱大空間，以充分滿足他們銀行業(yè)務(wù)在使用功能和形象功能上的需要。在芝加哥第一國(guó)家銀行大樓方案設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)工程師和建筑師合作開(kāi)拓了一種新的結(jié)構(gòu)形式，即將電梯井筒與設(shè)備井筒分別設(shè)置在建筑物的縱向兩側(cè)，作為巨型柱，并將第一道設(shè)備層設(shè)置在第6層，往上每隔18層再各自設(shè)置一道，作為承載力和剛度很大的巨型水平構(gòu)件，并與周邊的巨型柱有機(jī)地剛性連接在一起，從而構(gòu)成了一種巨型框架體系的結(jié)構(gòu)功能與受力特征，不但能有效地抵抗重力荷載和水平荷載，還在整個(gè)大樓底部5110㎡ 的面積內(nèi)無(wú)一根柱子，實(shí)現(xiàn)了業(yè)主夢(mèng)寐以求的大空間。同時(shí)，在建筑方案設(shè)計(jì)階段，結(jié)構(gòu)工程師所構(gòu)思的結(jié)構(gòu)總體系應(yīng)有一個(gè)多道防線、剛?cè)峤Y(jié)合的理想剛度目標(biāo)。即具有一定大的剛度和承載力抵御風(fēng)荷載和規(guī)范設(shè)防烈度水準(zhǔn)的地震作用，以及在第一道防線的有意識(shí)屈服后，在結(jié)構(gòu)變?nèi)岬耐瑫r(shí)仍具有足夠大的彈塑性變形能力和延性耗能能力來(lái)抵御可能遇到的罕遇大地震。

其次，在初步設(shè)計(jì)階段，要正確把握高層建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)，必須掌握各種結(jié)構(gòu)體系的近似計(jì)算方法。英國(guó)工程師A.L．L．Baker講過(guò)：工程師所掌握的最佳計(jì)算方法，應(yīng)該是運(yùn)用最簡(jiǎn)單、最直接的計(jì)算方法。而近似的計(jì)算方法就是對(duì)一個(gè)結(jié)構(gòu)工程師進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力的最基本的要求。例如，對(duì)于框架結(jié)構(gòu)體系，必須掌握的近似計(jì)算方法為：豎向荷載作用下的直接彎矩分配法，水平荷載作用下的近似計(jì)算法。同時(shí)，結(jié)構(gòu)工程師還必須了解抗側(cè)力構(gòu)件的變形近似計(jì)算，通過(guò)獲取不同抗側(cè)力結(jié)構(gòu)(或構(gòu)件)之間的相對(duì)剛度比較概念，來(lái)大致估算建筑物的變形，以便于提出或比較各種可行的結(jié)構(gòu)總體方案。

最后，在施工圖設(shè)計(jì)階段，仍然要注意把握和運(yùn)用高層建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)。例如，鋼筋混凝土框架柱的軸壓比超過(guò)了規(guī)范的限值，我們要結(jié)合具體設(shè)計(jì)綜合判斷。眾所周知，規(guī)范控制軸壓比限值的目的：要求鋼筋混凝土框架柱截面達(dá)到具有較好延的大偏心受壓破壞狀態(tài)，以防止小偏心受壓狀態(tài)的脆性破壞。同時(shí)我們知道，影響鋼筋混凝土框架柱截面延的因素除軸壓比外，還有框架柱的配箍特征、核心區(qū)混凝土的抗壓強(qiáng)度等級(jí)、縱向鋼筋承擔(dān)截面軸壓的能力、框架柱的截面形狀等因素，軸壓比限值的大小必須根據(jù)具體工程設(shè)計(jì)綜合所有因素進(jìn)行一定程度的合理調(diào)整。

綜上所述，作為一名結(jié)構(gòu)工程師，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)始終堅(jiān)持概念設(shè)計(jì)的理念，既不盲目照搬規(guī)范，也不盲從于一體化計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)程序，任其隨意擺布；只有始終堅(jiān)持概念設(shè)計(jì)的理念，才可能不斷地追求盡善盡美的設(shè)計(jì)思想，而其結(jié)構(gòu)的概念、經(jīng)驗(yàn)、判斷力和創(chuàng)造力才會(huì)隨年齡與實(shí)踐的增長(zhǎng)而越來(lái)越充實(shí)，其設(shè)計(jì)成果才能不斷創(chuàng)新。

參考文獻(xiàn)：

[1] JGJ 3-2010，高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[s]．

[2] GB 50010—2010，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[s]．

篇2

關(guān)鍵詞：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 高層剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化

中圖分類號(hào)： TU208 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

1、結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的概念

建筑工程的概念設(shè)計(jì)是指一個(gè)先于建筑工程的初步設(shè)計(jì)，是以獲得功能優(yōu)越、造型美觀、技術(shù)先進(jìn)以及能獲得較好經(jīng)濟(jì)效益的總體方案為目標(biāo)的設(shè)計(jì)階段。建筑工程的概念設(shè)計(jì)一般有建筑方面的概念設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)方面的概念設(shè)計(jì)兩大部分，它們之間相互影響、相互協(xié)調(diào)、相互結(jié)合。在建筑工程的概念設(shè)計(jì)里，要求在環(huán)境的布局和治理、建筑的空間和形式、結(jié)構(gòu)的體系和材料、構(gòu)筑的方法和效益之間協(xié)調(diào)一致，做到“功能、結(jié)構(gòu)、美觀、建造”的統(tǒng)一。

結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的前提，是對(duì)地區(qū)規(guī)劃和自然環(huán)境、建筑意圖和使用功能需要的理解，以及對(duì)資金狀況、材料來(lái)源和建造條件的了解。

結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的成果，是初步確定結(jié)構(gòu)的總體方案(指主要承重體系)、相應(yīng)的分結(jié)構(gòu)體系(指屋樓蓋、基礎(chǔ)等)以及它們間的關(guān)系(含主要連接方法)。

結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的主要手段，是對(duì)力學(xué)概念、材料性能、結(jié)構(gòu)體系和建造技術(shù)的嫻熟運(yùn)用，同時(shí)還要有審美的眼光、工程的意識(shí)和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在概念設(shè)計(jì)過(guò)程中，要進(jìn)行整體的考慮，全面的比較，快速的估算，綜合的評(píng)價(jià)和果斷的選擇。

結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)所需的時(shí)間，既可能在短期內(nèi)完成，也可能要經(jīng)歷一個(gè)反復(fù)比較的進(jìn)程，甚至要進(jìn)行一些模擬試驗(yàn);它們都要擺脫設(shè)計(jì)作品的一般化。

結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的目的，是在初步設(shè)計(jì)前為所設(shè)計(jì)的工程項(xiàng)目設(shè)想一個(gè)概念性的總體方案，使今后的設(shè)計(jì)、施工和使用都能夠做到“又好、又快、又省”。

2、概念設(shè)計(jì)在我國(guó)建設(shè)工程中的地位

我國(guó)現(xiàn)行建筑工程的程序如圖1所示。初步設(shè)計(jì)以前的“構(gòu)思設(shè)計(jì)”，以及在綜合地合理處理規(guī)劃、建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備、施工諸方面關(guān)系后所形成的“總體設(shè)計(jì)方案”，是概念設(shè)計(jì)的成果。它為完成初步設(shè)計(jì)提供了正確的概念和思路。因而可以認(rèn)為，概念設(shè)計(jì)既是設(shè)計(jì)的靈魂，也是整個(gè)建設(shè)過(guò)程中的靈魂。

①概念設(shè)計(jì)與初步設(shè)計(jì)的關(guān)系

初步設(shè)計(jì)文件應(yīng)包括以下三方面:

(1)設(shè)計(jì)說(shuō)明―含設(shè)計(jì)依據(jù)、設(shè)計(jì)規(guī)模、設(shè)計(jì)范圍、設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想和特點(diǎn) (對(duì)總體布局、選用標(biāo)準(zhǔn)和結(jié)構(gòu)選型的綜合敘述)、總指標(biāo)(占地面積、建筑面積、能源和主要建筑材料消耗量、概算等)。

(2)設(shè)計(jì)圖紙―含區(qū)域位置圖、總平面圖、建筑平立剖示意圖、豎向布置圖。

(3)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)―含結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總說(shuō)明(自然條件、安全等級(jí)、使用荷載、抗震烈度和其他特殊要求)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容的說(shuō)明(結(jié)構(gòu)選型、地基處理、基礎(chǔ)型式、材料選用、構(gòu)造處理等)。

由此可見(jiàn)，概念設(shè)計(jì)的深度以能夠進(jìn)行上述初步設(shè)計(jì)的需要為前提。對(duì)結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，則要按照長(zhǎng)期安全使用的要求，建筑設(shè)計(jì)的需要，技術(shù)經(jīng)濟(jì)的可能，以及結(jié)構(gòu)受力的分析，巧妙地做到以下幾點(diǎn):

―確定主體結(jié)構(gòu)的體系(和其相應(yīng)的樓蓋、屋蓋、承重結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)系統(tǒng));

―選擇主要的結(jié)構(gòu)用材料;

―考慮關(guān)鍵部位的構(gòu)造措施;

―合理地建議先進(jìn)的施工技術(shù)。

圖1我國(guó)現(xiàn)行建筑工程建設(shè)程序示意

3、結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的原則

結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的原則，是人們根據(jù)對(duì)建筑理論、力學(xué)、結(jié)構(gòu)、材料以及施工技術(shù)和管理知識(shí)的認(rèn)識(shí)，對(duì)建筑、結(jié)構(gòu)和設(shè)備功能需求的理解，對(duì)設(shè)計(jì)、施工和使用實(shí)踐的領(lǐng)會(huì)，在總結(jié)長(zhǎng)期工程經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上所制定的一些基本要求，對(duì)做好概念設(shè)計(jì)有著重要的指導(dǎo)作用。

①全面考慮原則(也稱三維構(gòu)思原則)

在做結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)時(shí)，首先要對(duì)其所涉及的各個(gè)方面作全面的考慮。它包括建筑、結(jié)構(gòu)和施工等方面的綜合考慮，以及整體、局部和它們間關(guān)系方面的考慮。這3個(gè)方面的考慮構(gòu)成了結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)時(shí)的三維構(gòu)思。

建筑方面指空間、尺度、聯(lián)系等使用要求，采光、通風(fēng)、防火等功能要求，美學(xué)、形式、風(fēng)格等美觀要求。

結(jié)構(gòu)方面指所選擇結(jié)構(gòu)體系、型式的可靠性、經(jīng)濟(jì)性和新穎性，結(jié)構(gòu)整體和關(guān)鍵部位受力、變形的合理性，以及結(jié)構(gòu)所用材料在長(zhǎng)期使用環(huán)境下的耐久性等。

施工方面指取材的現(xiàn)實(shí)，成型的可能，做法的合理……

做好上訴考慮，也就注意了使用、功能、美觀、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面的需求。

②功能協(xié)調(diào)原則

結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡可能做到建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備和施工手段的功能協(xié)調(diào)，以便取得盡可能大的效能和盡可能多的效益。如:

在結(jié)構(gòu)和建筑功能協(xié)調(diào)方面，要做到建筑體型和結(jié)構(gòu)體系相協(xié)調(diào)，建筑使用和結(jié)構(gòu)布置相結(jié)合等。

在結(jié)構(gòu)和設(shè)備功能協(xié)調(diào)方面，有設(shè)備系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)布局是相應(yīng)的，設(shè)備路線和結(jié)構(gòu)構(gòu)件是相通的，設(shè)備部件和結(jié)構(gòu)構(gòu)造是相配的等:

在結(jié)構(gòu)和設(shè)備功能協(xié)調(diào)方面，有設(shè)備系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)布局是相應(yīng)的，設(shè)備線路和結(jié)構(gòu)構(gòu)件是相通的，設(shè)備部件和結(jié)構(gòu)構(gòu)造是相配的等;

在結(jié)構(gòu)和施工手段綜合協(xié)調(diào)方面，如在做現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，將模板作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件的組成部分:在安裝預(yù)制構(gòu)件時(shí)，將施加預(yù)加力手段與構(gòu)件連接方法相一致，考慮構(gòu)件受力元素和受力狀態(tài)與施工過(guò)程中的做法相一致等。

③實(shí)際出發(fā)原則

概念設(shè)計(jì)時(shí)必須從實(shí)際出發(fā)處理所遇到的各種問(wèn)題。例如認(rèn)真考慮當(dāng)?shù)毓逃械淖匀粭l件(如氣候、建筑地段、地質(zhì)條件等)、當(dāng)?shù)貧v史形成的人文條件(如文化背景、已建建筑物等)、當(dāng)?shù)禺?dāng)時(shí)的資源條件(如資金、原材料、設(shè)施等)。因而:

(1)概念設(shè)計(jì)前要對(duì)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況進(jìn)行全面了解和分析;

(2)概念設(shè)計(jì)時(shí)所取的各種條件要符合當(dāng)?shù)禺?dāng)時(shí)實(shí)際可能;

(3)所做的概念設(shè)計(jì)方案必須充分滿足未來(lái)使用時(shí)的實(shí)際需要。

4、剪力墻結(jié)構(gòu)體系概念設(shè)計(jì)的優(yōu)化

①剪力墻結(jié)構(gòu)體系基本概念

鋼筋混凝土框架一剪力墻結(jié)構(gòu)體系(以下簡(jiǎn)稱為框一剪結(jié)構(gòu))由鋼筋混凝土框架和鋼筋混凝土剪力墻兩部分組成，框架的梁柱為剛接，框架與剪力墻可為剛接，也可為絞接?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的層抗推剛度上下比較均勻，在水平地震作用下其變形曲線為剪切型，即層間側(cè)移越往下越大:而剪力墻的層抗推剛度底層很大，越往上急驟變小，其變形曲線為彎曲型，即層間側(cè)移越往上越大。所以，把框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)布置在一個(gè)結(jié)構(gòu)單元中，用平面無(wú)限剛的樓板把兩種結(jié)構(gòu)連系成一整體，可以起到互相取長(zhǎng)補(bǔ)短的作用。層數(shù)較多的純框架結(jié)構(gòu)，在水平地震作用下，往往由于層間位移較大引起非結(jié)構(gòu)構(gòu)件甚至結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞。但在純框架結(jié)構(gòu)中加入少量剪力墻，可以大大改善結(jié)構(gòu)的抗震性能，減小震害。但是，剪力墻越多，結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移剛度越大，結(jié)構(gòu)重量越大，因而結(jié)構(gòu)吸收的地震能量也越大(見(jiàn)圖2)。故剪力墻的抗震作用隨著剪力墻的增多而減小，甚至多到一定數(shù)量，剪力墻再增多時(shí)，其抗震作用不會(huì)再提高，反而使結(jié)構(gòu)的造價(jià)提高。在結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)階段，簡(jiǎn)捷、正確地確定框架一剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻最優(yōu)數(shù)量，可避免重復(fù)、煩瑣的結(jié)構(gòu)剛度調(diào)整計(jì)算。因此正確選擇剪力墻剛度，確定剪力墻最優(yōu)數(shù)量是一個(gè)很切實(shí)的問(wèn)題，也是目前工程屆普遍關(guān)注的問(wèn)題之一。因而，如何搞好框一剪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將直接影響到建筑物的安全使用與技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的高低。既要使結(jié)構(gòu)滿足抗震要求，又要使結(jié)構(gòu)的造價(jià)最省，是設(shè)計(jì)者應(yīng)追求的目標(biāo)，也是結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)所致力于解決的問(wèn)題。

圖2剪力墻數(shù)量與基底剪力關(guān)系

②剪力墻的布置

⑴基本原則

一般情況下，剪力墻應(yīng)在縱橫兩個(gè)方向同時(shí)布置，并使兩個(gè)方向的自振周期比較接近。在非抗震設(shè)計(jì)的條件下，也允許只設(shè)橫向剪力墻而不設(shè)縱向剪力墻，這時(shí)，縱向風(fēng)力全部由縱向框架承受。

剪力墻的一般布置原則是“均勻、分散、對(duì)稱、周邊”。均勻、分散是要求剪力墻的片數(shù)多，每片的剛度不要太大，也就是說(shuō)布置很多片短的剪力墻;并且在樓層平面上均勻布開(kāi)不要集中在某一局部區(qū)域。

對(duì)稱、周邊布置是對(duì)高層建筑抵抗扭轉(zhuǎn)的要求，剪力墻的剛度大，它的位置對(duì)樓層平面剛度分布起決定性的作用。一方面，剪力墻對(duì)稱布置可以避免和減少建筑物受到的扭矩。另一方面，剪力墻沿周邊布置可以最大幅度地加大抗扭轉(zhuǎn)的內(nèi)力臂，提高整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗扭能力。

⑵剪力墻的平面位置

一般情況下，剪力墻宜布置在下述的各個(gè)部位:

1)豎向荷載較大處。這樣可以獲得三點(diǎn)好處:①較大重力荷載引起的較大地震作用，可以直接傳到剪力墻上;②剪力墻承受很大的彎矩和剪力，有了較大軸向壓力來(lái)平衡，可以減小墻體的拉應(yīng)力，并提高墻體的受剪承載力:③可以避免使用較大截面梁、柱的框架來(lái)承擔(dān)較大的豎向荷載。

2)平面形狀變化處或樓蓋水平剛度劇變處。這樣可以消除地震時(shí)在該部位樓板中引起的應(yīng)力集中效應(yīng)。

3)樓梯間、電梯間以及樓板較大洞口的兩側(cè)。

⑶剪力墻最大間距

在框架一剪力墻體系中，剪力墻是主要抗震構(gòu)件，承擔(dān)著80%以上的地震力;框架是次要抗震構(gòu)件，僅承擔(dān)20%以下的地震力。要保持框架一剪力墻體系這一結(jié)構(gòu)特性，以剪力墻為側(cè)向支撐的各層樓蓋，在地震力作用下的水平變形就需要控制在很小數(shù)值范圍以內(nèi)，使框架的側(cè)向變形與剪力墻大致相同。因此，剪力墻的間距一般不應(yīng)超過(guò)表1中的數(shù)值，否則，就需要通過(guò)空間分析來(lái)考慮樓蓋水平變形所引起的框架剪力增值。

表1剪力墻間距(L)和樓蓋長(zhǎng)寬比(L/B)的限值

在實(shí)際工程中，剪力墻間距一般在2. 5B及30m以內(nèi)。原則是建筑物越高，抗震設(shè)防烈度越高，間距取值越小。有30m長(zhǎng)的一段無(wú)剪力墻的自由布置空間，完全可以滿足建筑功能的要求。

結(jié)語(yǔ)：

隨著我國(guó)社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，特別是城市建設(shè)的發(fā)展，高層建筑在我國(guó)得到了越來(lái)越廣泛地應(yīng)用，不僅建筑面積、層數(shù)、高度有了明顯增加，而且建筑外形與結(jié)構(gòu)型式也越來(lái)越復(fù)雜。然而傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式己難以設(shè)計(jì)出滿足當(dāng)前人們需要的優(yōu)秀建筑，探尋一種新的設(shè)計(jì)方法勢(shì)在必行。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅福午，張慧英，楊軍，建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)及案例，清華大學(xué)出版社，2003.

[2]中華人民共和國(guó)建設(shè)部.高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ 3-2002,J186-2002 ).中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002.

篇3

【關(guān)鍵字】概念設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)選型；構(gòu)造做法；基礎(chǔ)；目標(biāo)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，城市化進(jìn)程的加快，城市中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的高層建筑愈來(lái)愈多，由于建筑形式的多樣化，建筑設(shè)計(jì)理念的不斷創(chuàng)新，各種不同使用功能的多元化等諸多因素，使得高層建筑形體日趨復(fù)雜，形態(tài)各異，給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)增加了一定的難度，往往會(huì)遇到一些規(guī)范或規(guī)程未論及的問(wèn)題，這時(shí)概念設(shè)計(jì)就顯得尤其重要

一、何為概念設(shè)計(jì)

具體的講，是指在沒(méi)有進(jìn)行認(rèn)真運(yùn)算的時(shí)候，通過(guò)大層次的控制特征對(duì)構(gòu)造等的綜合內(nèi)以及分部信息開(kāi)展的一種整理的設(shè)計(jì)理念。概念指的是當(dāng)我們?cè)陂_(kāi)展具體活動(dòng)的時(shí)候，通過(guò)一定的認(rèn)知能力而發(fā)展變化得到的?，F(xiàn)在，我們?cè)陂_(kāi)展實(shí)際的結(jié)構(gòu)探索的時(shí)候仍然面臨許多的不利現(xiàn)象，在開(kāi)展設(shè)計(jì)的時(shí)候是按照假定等的方式來(lái)進(jìn)行的。所以，規(guī)定構(gòu)造設(shè)計(jì)人員對(duì)綜合內(nèi)容和不同的分層內(nèi)容進(jìn)行深入的了解，特別是對(duì)那些不容易進(jìn)行細(xì)致的力學(xué)探索或者是在活動(dòng)中無(wú)法辨別的事項(xiàng)中結(jié)合綜合構(gòu)造和分部間的理論內(nèi)容，將其運(yùn)用到具體的活動(dòng)里，改變了傳統(tǒng)模式中的呆板模式，進(jìn)而能夠有效的體現(xiàn)出設(shè)計(jì)人員的主觀能動(dòng)思想 。

二、建筑的概念設(shè)計(jì)應(yīng)從以下及方面進(jìn)行

1、結(jié)構(gòu)選型布置的概念設(shè)計(jì)

（1）結(jié)構(gòu)平面布置剛度宜均勻，減少扭轉(zhuǎn)。高層建筑的平面布置宜簡(jiǎn)單，規(guī)則，盡量減少突出、凹進(jìn)等復(fù)雜平面。更重要的是結(jié)構(gòu)平面布置時(shí)要盡可能剛度均勻，即結(jié)構(gòu)的剛心與質(zhì)心盡量接近，減少地震作用下的扭轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)對(duì)結(jié)構(gòu)的危害很大。減少結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)，一是減少地震作用引起的扭轉(zhuǎn)，二是增加結(jié)構(gòu)抵抗扭轉(zhuǎn)的能力。平面剛度布置均勻，可減少地震作用下的扭轉(zhuǎn)。而影響平面剛度均勻的主要因素是剪力墻的布置。剪力墻集中布置在結(jié)構(gòu)平面的一端或一側(cè)是不好的。大剛度抗側(cè)力單元偏置的結(jié)構(gòu)在地震作用下扭轉(zhuǎn)大，而對(duì)稱布置剪力墻、井筒有利于減少扭轉(zhuǎn)。周邊布置剪力墻，或周邊布置剛度很大的框筒等，都是增加結(jié)構(gòu)抗扭剛度的重要措施，有利于抵抗扭轉(zhuǎn)。為了減少地震作用下的扭轉(zhuǎn)，還要注意平面上質(zhì)量分布，質(zhì)量偏心會(huì)引起扭轉(zhuǎn)，質(zhì)量集中在周邊會(huì)加大扭轉(zhuǎn)。

（2）結(jié)構(gòu)豎向剛度宜均勻，避免薄弱層，減少鞭梢效應(yīng)。結(jié)構(gòu)宜做成上下等寬或由下向上向心逐漸減小的體型，更重要的是結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度應(yīng)當(dāng)沿高度均勻分布，或沿高度向心逐漸減小。各層剪力墻的布置是影響結(jié)構(gòu)豎向剛度是否均勻的主要因素?？蛑Ъ袅Y(jié)構(gòu)是典型的結(jié)構(gòu)豎向剛度有突變的結(jié)構(gòu)，框支層的變形大，為薄弱層，容易發(fā)生地震震害。故在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，不允許將全部或大部分剪力墻設(shè)計(jì)成框支，必須有一走數(shù)量的落地剪力墻，將框支剪力墻轉(zhuǎn)換層以上的剪力較均勻的轉(zhuǎn)移到落地剪力墻，從而避免軟弱層引起的震害。

2、構(gòu)造做法的概念設(shè)計(jì)

預(yù)先估計(jì)和分析結(jié)構(gòu)的薄弱部位、破壞形態(tài)，調(diào)整承載力以加強(qiáng)或削弱某些部位有意識(shí)設(shè)置構(gòu)造措施。使結(jié)構(gòu)的構(gòu)造做法和建筑構(gòu)造要求相一致，結(jié)構(gòu)的理論構(gòu)造要求和施工的實(shí)際構(gòu)造做法保持一致。

3、基礎(chǔ)的概念設(shè)計(jì)

在建筑中基礎(chǔ)不但會(huì)和地基有影響，同時(shí)還和其上的構(gòu)造有一定的關(guān)聯(lián)，除了在物體的外邊發(fā)生較為嚴(yán)重的荷載時(shí)，其他情況下其形變都是呈現(xiàn)出中間多，小的特征。在進(jìn)行地質(zhì)條件選型中，首先地基地質(zhì)要好，或采用樁基。要求地基沉降量不能過(guò)大，重要的是控制高低層的沉降差，天然地基的建筑，高層部分一般采用滿堂紅基礎(chǔ)，低層部分采用雙向條形或單獨(dú)基礎(chǔ)，高層建筑常設(shè)有通往地下車庫(kù)的通道，通道緊貼高層的外壁，并平行于外壁，作為車道的底板，便于鋪防水層，也保證了高層建筑的整體連接。根據(jù)不同建筑的地理位置結(jié)構(gòu)形式可選擇樁基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)和筏形基礎(chǔ)。樁基礎(chǔ)，當(dāng)?shù)鼗临|(zhì)較軟弱，建筑物層數(shù)較多，荷載較大的情況下，天然地基不能滿足地基承載力的要求可以采用樁基將上部結(jié)構(gòu)荷載直接傳到下部堅(jiān)實(shí)的持力層，高層建筑的樁基礎(chǔ)可采用預(yù)制鋼筋混凝土樁，混凝土灌注樁和鋼管樁。箱形基礎(chǔ)，箱開(kāi)基礎(chǔ)在高層建筑中廣泛應(yīng)用，它整體剛度好，能將上部結(jié)構(gòu)的荷載均勻地傳給基礎(chǔ)，對(duì)上部結(jié)構(gòu)能良好地嵌固，箱基有效地抵抗不均勻沉降，并與周圍土體協(xié)同工作，提高建筑物的抗震和抗風(fēng)能力。筏形基礎(chǔ)，筏形基礎(chǔ)適用于上部結(jié)構(gòu)荷載較大，地基承載力較低的工程，筏形基礎(chǔ)整體較好，剛度大，能有效地分散上部結(jié)構(gòu)的荷載，調(diào)整基底的壓力和不均勻沉降。在建造下部基層時(shí)，基礎(chǔ)鋼筋應(yīng)力不斷增長(zhǎng)，建筑到四五層時(shí)鋼筋應(yīng)力達(dá)到最高值，以后隨層數(shù)和荷載的增加應(yīng)力又逐漸減小，這種現(xiàn)象是基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)協(xié)同作用的結(jié)果，當(dāng)上部結(jié)構(gòu)高低層數(shù)差別很大，但地下室有直通要求時(shí)，應(yīng)做成整體基礎(chǔ)，高低層不分開(kāi)是有條件的。

三、概念設(shè)計(jì)的目標(biāo)

1.設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常采用的設(shè)計(jì)方法是通過(guò)查找手冊(cè)、以及結(jié)合計(jì)算機(jī)程序等方式進(jìn)行，這一切都是缺少創(chuàng)新性。而概念設(shè)計(jì)則是要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師應(yīng)充分結(jié)合設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及理論知識(shí)，采取一系列的合理想象及創(chuàng)新進(jìn)行規(guī)劃，得出具有合理性以及一定創(chuàng)新性的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

2.優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果。基于概念設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)其包含分析、綜合以及評(píng)估三步。分析階段主要是對(duì)問(wèn)題進(jìn)行全方位的了解，因?yàn)榇嬖诜治鰯?shù)據(jù)不完整與不準(zhǔn)確的特點(diǎn)，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(shí)和實(shí)際情況，通過(guò)結(jié)合設(shè)計(jì)師的想象力以及創(chuàng)新意識(shí)從而實(shí)現(xiàn)工程設(shè)計(jì)規(guī)劃。最后評(píng)估階段是最優(yōu)方案的選擇過(guò)程。這種優(yōu)選方案不僅可以有效地防止了結(jié)構(gòu)后期出現(xiàn)的繁瑣計(jì)算，更重要的是體現(xiàn)了方案的可靠性與經(jīng)濟(jì)性。

3.提升工程師設(shè)計(jì)能力。概念設(shè)計(jì)其是在正確理念和原則的指引下，允許工程師在設(shè)計(jì)中進(jìn)行一定程度的發(fā)揮，因此避免了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員一味采用傳統(tǒng)方法設(shè)計(jì)，這方便于結(jié)構(gòu)師從根源查找問(wèn)題，從而使計(jì)算結(jié)果更為準(zhǔn)確。因此，概念設(shè)計(jì)無(wú)論在理論知識(shí)、方式還是思想以及手段等方面都為建筑結(jié)構(gòu)提供了科學(xué)有效的技術(shù)平臺(tái)。

四、結(jié)束語(yǔ)

概念設(shè)計(jì)在我們結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中發(fā)揮著巨大的作用，無(wú)論是從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)考慮還是安全使用角度考慮，它都是值得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員去學(xué)習(xí)去借鑒的。同時(shí)概念設(shè)計(jì)的內(nèi)容也較為復(fù)雜，內(nèi)容較多，綜合性強(qiáng)，需要設(shè)計(jì)人員從多角度的去理解結(jié)構(gòu)整體的受力狀態(tài)，通過(guò)不斷的積累結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，不斷的進(jìn)行設(shè)計(jì)創(chuàng)新，從而做出外形美觀，經(jīng)濟(jì)適用，安全耐久的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]林同炎.結(jié)構(gòu)概念和體系[M]. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社.2010.

[2]方鄂華.高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)[M].北京： 機(jī)械工業(yè)出版社.2004.

[3].高?；?結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用[J].山西建筑.2012（01）：30-31

篇4

關(guān)鍵詞：概念設(shè)計(jì)；高層建筑

高層建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)是指工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員運(yùn)用所掌握的理論知識(shí)和工程經(jīng)驗(yàn)，在方案階段及初步設(shè)計(jì)階段，從宏觀上、總體上和原則上去決策和確定高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一些最基本、最本質(zhì)也是最關(guān)鍵的問(wèn)題，主要涉及結(jié)構(gòu)方案的選定和布置、荷載和作用傳遞路徑的設(shè)置、關(guān)鍵部位和薄弱環(huán)節(jié)的判定和加強(qiáng)、結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性保證和耗能作用的的發(fā)揮以及承載力和結(jié)構(gòu)剛度在平面內(nèi)和沿高度的均勻分配；結(jié)構(gòu)分析理論的基本假定等等。概念設(shè)計(jì)是一種思路，是一種定性的設(shè)計(jì)，它不以精確的力學(xué)分析、生搬硬套的規(guī)范條文為依據(jù)，而是對(duì)工程進(jìn)行概括性的分析，制定設(shè)計(jì)目標(biāo)，采取相應(yīng)的結(jié)構(gòu)措施。

一、概念設(shè)計(jì)能幫助建筑師開(kāi)拓空間形式與功能

建筑師與結(jié)構(gòu)工程師為業(yè)主服務(wù)的目標(biāo)是一致的，因此，結(jié)構(gòu)工程不僅要成為結(jié)構(gòu)功能要求的實(shí)現(xiàn)者，而且要成為建筑功能要求實(shí)現(xiàn)的積極參與者，與建筑師一道創(chuàng)造性的作出總體建筑設(shè)計(jì)。在建筑方案設(shè)計(jì)階段，結(jié)構(gòu)工程師的參與是項(xiàng)目設(shè)計(jì)所必要的知識(shí)投入。結(jié)構(gòu)項(xiàng)目工程師的首要任務(wù)，就是在建筑方案設(shè)計(jì)階段，憑借整體概念和判斷力，去幫助建筑師開(kāi)拓或?qū)崿F(xiàn)業(yè)主所想要的空間與功能。

二、高層建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)需重視的幾個(gè)問(wèn)題：

1、以承載力、剛性、延性為主導(dǎo)的目標(biāo)：

在特定的空間形式、功能和地理環(huán)境條件下，以結(jié)構(gòu)工程師自身確定的理想承載力、剛度和延性為主導(dǎo)目標(biāo)，用整體構(gòu)思來(lái)設(shè)計(jì)各個(gè)部分有機(jī)相連的結(jié)構(gòu)體系，并有意識(shí)地利用和發(fā)揮結(jié)構(gòu)總體系和主要分體系、以及分體系與構(gòu)件之間的最佳受力特征與協(xié)調(diào)關(guān)系。

從宏觀上分析高層建筑的水平力，就是把高層建筑結(jié)構(gòu)模擬成一根“豎向懸臂梁”，由結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算公式，軸力與高度成正比，在水平力作用下高層結(jié)構(gòu)底部的傾覆力矩與其高度的二次方成正比；由《高規(guī)》（JGJ3―2010）第5.4.1的條文說(shuō)明公式中，結(jié)構(gòu)頂部側(cè)移與其高度的四次方成正比，因而，隨著高度越高，高層建筑結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力問(wèn)題尤為突出。過(guò)大的側(cè)移，對(duì)結(jié)構(gòu)造成危害，影響正常的使用；過(guò)明顯的擺動(dòng)，會(huì)使居住者感到不舒服，使居住在建筑里面的人們產(chǎn)生恐懼感；同時(shí)，也會(huì)使填充墻或建筑裝飾開(kāi)裂或損壞，使主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)較大的裂縫，甚至破壞。對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，通常是地震或風(fēng)等水平作用控制著結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸和配件大小，因此，高層建筑結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)性能主要指其抗震抗風(fēng)能力，這里有承載力足夠、剛?cè)徇m度和延性好三個(gè)方面含義，也就是要求：

（1）高層建筑結(jié)構(gòu)沿平面上兩個(gè)主軸方向具有足夠的剛度、結(jié)構(gòu)承載力和結(jié)構(gòu)延性。

（2）結(jié)構(gòu)剛?cè)徇m度指結(jié)構(gòu)剛度選擇既要顧及場(chǎng)地特征，錯(cuò)開(kāi)結(jié)構(gòu)自振周期，減少地震作用效應(yīng)；又要顧及p-Δ效應(yīng)，控制結(jié)構(gòu)變形；同時(shí)更要注重結(jié)構(gòu)剛度的合理配置，以保證高層建筑結(jié)構(gòu)有足夠的抗扭轉(zhuǎn)振動(dòng)能力。因此，需要限制結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一振型周期與平動(dòng)為主的第一周期之比值，當(dāng)限制要求不被滿足時(shí)，需采取加大兩端剛度或增加平動(dòng)周期（柔化）等方法，調(diào)整抗側(cè)移結(jié)構(gòu)的布置，增大結(jié)構(gòu)的抗扭剛度。

（3）高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的延性有一定的要求，為此結(jié)構(gòu)構(gòu)件要具有足夠大的截面尺寸，滿足高層的建筑的軸向變形和剪切變形，也就是滿足柱的軸壓比、梁和墻的剪壓比限制，并且截面配筋率要適宜。

2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單規(guī)則均勻

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單是指結(jié)構(gòu)在地震作用下具有直接和明確的傳力途徑，結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型、內(nèi)力和位移分析以及限制薄弱部位出現(xiàn)都易于把握，對(duì)結(jié)構(gòu)抗震性能的估計(jì)也比較可靠，這就要求工程師在熟練運(yùn)用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)程序的同時(shí)，更要掌握必要的高層建筑結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化估算方法。

結(jié)構(gòu)規(guī)則均勻要求沿建筑豎向，建筑造型和結(jié)構(gòu)布置比較均勻，避免剛度，承載能力和傳力途徑的突變，以限制結(jié)構(gòu)在豎向某個(gè)樓層出現(xiàn)敏感的薄弱部位。建筑平面要求比較規(guī)則，平面內(nèi)結(jié)構(gòu)布置比較均勻，使建筑物分布質(zhì)量產(chǎn)生的地震慣性能以比較短和直接的途徑傳遞，并使質(zhì)量分布與結(jié)構(gòu)剛度分布協(xié)調(diào)，限制質(zhì)量與剛度之間的偏心。

3、加強(qiáng)連接、整體穩(wěn)定性強(qiáng)：

高層建筑結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，主要取決于樓蓋、結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)、結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)連接的可靠性等。

（1）樓蓋對(duì)于結(jié)構(gòu)的整體性起到非常重要的作用，樓蓋相當(dāng)于水平隔板，它不僅聚集和傳遞慣性力到各個(gè)豎向抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，而且要使這些子結(jié)構(gòu)能協(xié)同承受地震作用，當(dāng)樓板有大的凹入，大的開(kāi)洞，平面內(nèi)削弱過(guò)大，會(huì)產(chǎn)生顯著變形時(shí)或結(jié)構(gòu)空曠、平面狹長(zhǎng)時(shí)，一方面應(yīng)采用計(jì)及樓板變形影響的計(jì)算程序計(jì)算，另一方面還應(yīng)在各抗側(cè)力結(jié)構(gòu)協(xié)同工作和各豎向子結(jié)構(gòu)有效連接方面加強(qiáng)構(gòu)造措施。

（2）建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)有強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件的原則，高層建筑結(jié)構(gòu)也一樣，確保在地震作用下，節(jié)點(diǎn)承載力大于相連接構(gòu)件的承載力。當(dāng)構(gòu)件屈服、剛度退化時(shí)，節(jié)點(diǎn)仍能保持承載力和剛度不變。盡管結(jié)構(gòu)單元之間要求牢固連接，要求徹底分離是抗震設(shè)計(jì)的普通原則，但對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)而言，最好采取加強(qiáng)連接而不是分離的方法，盡量避免似分不分，似連不連的結(jié)構(gòu)方案，防止因振動(dòng)不同步產(chǎn)生震害。

（3）高層建筑基礎(chǔ)的整體性以及基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)的可靠連接是結(jié)構(gòu)整體性的重要保證，基礎(chǔ)不僅要有足夠的整體性，而且與上部結(jié)構(gòu)也要有可靠的連接，同時(shí)還必須有足夠的埋置深度，以期在滿足地基承載力、變形和穩(wěn)定性要求的基礎(chǔ)上，減少建筑物的整體傾斜，防止滑移。

4、輕質(zhì)高強(qiáng)、多道防線

高層建筑減輕自重比多層建筑更有意義，不僅從地基承載力上有突出的經(jīng)濟(jì)效益，而且也是因?yàn)榈卣鹦?yīng)是建筑的質(zhì)量成正比，減輕房屋自重是提高結(jié)構(gòu)抗震能力的有效辦法。高層建筑中質(zhì)量大了 ，不僅作用于結(jié)構(gòu)上的地震力大，還由于重心高、地震作用傾覆力矩大，對(duì)豎向構(gòu)件產(chǎn)生很大的附加軸力，p-Δ效應(yīng)造成附加彎矩更大。因此，在高層建筑中，結(jié)構(gòu)構(gòu)件宜采用高強(qiáng)度材料，非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和圍護(hù)墻體應(yīng)采用輕質(zhì)材料。減輕房屋自重，既減少了豎向荷載作用下構(gòu)件的內(nèi)力，使截面變小，又可減小結(jié)構(gòu)剛度和地震效應(yīng)，不但能節(jié)省材料，降低造價(jià)，還能增加使用空間。

三、結(jié)語(yǔ)

目前，大部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員都依賴計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行設(shè)計(jì)，在一定程度上已經(jīng)被計(jì)算機(jī)所“綁架”，離開(kāi)計(jì)算機(jī)，設(shè)計(jì)人員無(wú)從下手，無(wú)法進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。也因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)過(guò)程中，計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件總是存在一定的局限性、適用性和近似性，所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)現(xiàn)實(shí)工程采用了許多假定和簡(jiǎn)化，使計(jì)算模型與現(xiàn)實(shí)工程有一定的差別。這就需要設(shè)計(jì)人員在前期要有概念設(shè)計(jì)的水平，運(yùn)用自身的基礎(chǔ)理論、豐富的工程經(jīng)驗(yàn)，在建筑設(shè)計(jì)方案中積極參與，確定建筑方案中的合理布置。概念設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的核心和靈魂，其宗旨是要求建筑師和結(jié)構(gòu)工程師明白在目前科技發(fā)展和設(shè)計(jì)計(jì)算的水平上，如果結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得嚴(yán)重不規(guī)則、整體性差，只憑結(jié)構(gòu)力學(xué)分析來(lái)進(jìn)行計(jì)算，是難以保證結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)、抗震功能的。運(yùn)用結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)從整體上把握結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)性能，這樣才能對(duì)計(jì)算分析結(jié)果進(jìn)行科學(xué)的判斷、合理的采用，保證工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性與安全性。

參考文獻(xiàn)：

[1]《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2010.

[2] 霍達(dá)主編 《高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》,高等教育出版社 2004.8.

篇5

【關(guān)鍵詞】高層混凝土；建筑結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)： TU37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

前言

文章對(duì)高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的重要性做了簡(jiǎn)單介紹，并對(duì)我國(guó)高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)現(xiàn)狀進(jìn)行了闡述，通過(guò)分析，并結(jié)合自身實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)理論知識(shí)，對(duì)高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容進(jìn)行了探討。

二、高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的重要性 在設(shè)計(jì)中，雖然分析計(jì)算是必須的，也是設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，但僅靠此往往不能滿足結(jié)構(gòu)安全性、可靠性的要求，不能達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)，因此必須非常重視概念設(shè)計(jì)。從某種意義上講，概念設(shè)計(jì)甚至比分析計(jì)算更為重要，因?yàn)楹侠淼慕Y(jié)構(gòu)方案是安全可靠的優(yōu)秀設(shè)計(jì)的基本保證。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尤其是在高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，更應(yīng)重視概念設(shè)計(jì)。這是因?yàn)楦邔咏ㄖY(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、發(fā)生地震時(shí)震動(dòng)的不確定性、人們對(duì)地震時(shí)結(jié)構(gòu)響應(yīng)認(rèn)識(shí)的局限性與模糊性、高層結(jié)構(gòu)計(jì)算尤其是抗震分析計(jì)算的精確性、材料性能與施工安裝時(shí)的變異性，結(jié)構(gòu)計(jì)算模型的假定與地震時(shí)的實(shí)際工作有很大的差異以及其他不可預(yù)測(cè)的因素，致使設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果( 尤其是經(jīng)過(guò)實(shí)用簡(jiǎn)化后的計(jì)算結(jié)果) 與實(shí)際相差較大，甚至有些作用效應(yīng)至今尚無(wú)法定量計(jì)算出來(lái)。

三、我國(guó)高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)現(xiàn)狀 地震由于其具有較強(qiáng)的突發(fā)性和隨機(jī)性，要在強(qiáng)烈晃動(dòng)中保證高層建筑的穩(wěn)定性是一向很大的挑戰(zhàn)?；炷辆哂杏捕雀?、連接性好的特點(diǎn)，但是強(qiáng)烈的晃動(dòng)又要求建筑物的材質(zhì)應(yīng)該是變形可收縮的，這樣就可以消耗地震的能量，提高結(jié)構(gòu)的變形、耗能能力和整體抗震能力，防止高于設(shè)防烈度的“大震”不倒是抗震設(shè)計(jì)要達(dá)到的目標(biāo)。雖然這幾年，越來(lái)越多的研究者這在著手研究這方面的問(wèn)題，但是效果并不是很理想。下面簡(jiǎn)述一下關(guān)于我國(guó)高層混凝提土建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題。 1.結(jié)構(gòu)層間屈服強(qiáng)度有明顯的薄弱樓層 在對(duì)于混凝土框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上存在明顯的不均勻性，使得這些結(jié)構(gòu)存在著層間屈服強(qiáng)度特別薄弱的樓層。當(dāng)發(fā)生強(qiáng)烈地震時(shí)，結(jié)構(gòu)的薄弱層率先屈服，彈塑性變形急劇發(fā)展，并形成彈塑性變形集中的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致大樓的迅速垮塌。比如在1976年的唐山大地震中，就出現(xiàn)了高層建筑的集體彈性變形的情況。 2.柱端與節(jié)點(diǎn)的破壞較為突出 在地震中易造成高層建筑嚴(yán)重變形倒塌的原因是框架結(jié)構(gòu)中存在梁輕柱重的情況。如果柱頂重于柱底，那么很顯然的容易造成尤角杜和邊柱易發(fā)生破壞。這種情況對(duì)于短柱來(lái)說(shuō)，易發(fā)生剪切破壞外。對(duì)于一般柱來(lái)講，當(dāng)節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)無(wú)箍筋約束時(shí)，節(jié)點(diǎn)與柱端破壞合并加重。同時(shí)當(dāng)柱側(cè)有強(qiáng)度高的砌體填充墻緊密嵌砌時(shí)，柱頂剪切破壞嚴(yán)重，破壞部位還可能轉(zhuǎn)移至窗洞上下處，甚至出現(xiàn)短柱的剪切破壞。 3.砌體填充墻的破壞較為普遍 當(dāng)遭到地震作用時(shí)，由于砌體承重墻變形力度較小，首先受到地震的作用而出現(xiàn)裂縫情況。當(dāng)遇到8級(jí)或者8級(jí)以上地震時(shí)，填充墻的裂縫會(huì)明顯變寬，甚至造成建筑物倒塌震害規(guī)律一般是上輕下重，空心砌體墻重于實(shí)心砌體墻，砌塊墻重于磚墻。

四、高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容 1.首先應(yīng)重視高層建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性 建筑設(shè)計(jì)應(yīng)符合抗震概念設(shè)計(jì)的要求，不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的形狀設(shè)計(jì)方案。合理的建筑布置在抗震設(shè)計(jì)中是頭等重要的，提倡平、立面簡(jiǎn)單對(duì)稱，因?yàn)檎鸷Ρ砻?，此種類型建筑在地震時(shí)較不容易破壞，而且容易估計(jì)出其地震反應(yīng)，易于采取相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施和進(jìn)行細(xì)部處理。“建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性”包含了對(duì)建筑的平立面外形尺寸，抗側(cè)力構(gòu)件布置、質(zhì)量分布，承載力分布等諸多因素的綜合要求。“規(guī)則建筑”體現(xiàn)在體形( 平面和立面的形狀) 簡(jiǎn)單; 抗側(cè)力體系的剛度承載力上下變化連續(xù)、均勻; 平面布置基本對(duì)稱。 2.結(jié)構(gòu)剛度、承載力和延性要有合理的匹配 當(dāng)結(jié)構(gòu)具有較高的抗力時(shí)，其總體延性的要求可有所降低; 反之，較低的抗力需要較高的延性要求相配合。對(duì)結(jié)構(gòu)提出了“綜合抗震能力”的概念，就是要綜合考慮整個(gè)結(jié)構(gòu)的承載力和構(gòu)造等因素，來(lái)衡量結(jié)構(gòu)具有的抵抗地震作用的能力。地震時(shí)建筑物所受地震作用的大小與其動(dòng)力特性密切相關(guān)，與其具有合理的剛度和承載力分布以及與之匹配的延性密切相關(guān)。但是，提高結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度，往往是以提高工程造價(jià)及降低結(jié)構(gòu)延性指標(biāo)為代價(jià)的。要使建筑物具有很強(qiáng)的抗倒塌能力，最理想的是使結(jié)構(gòu)中的所有構(gòu)件都具有較高的延性，然而實(shí)際工程中很難做到。有選擇地提高結(jié)構(gòu)中的重要構(gòu)件以及關(guān)鍵桿件的延性是比較經(jīng)濟(jì)有效的辦法。因此，在確定建筑結(jié)構(gòu)體系時(shí)，需要在結(jié)構(gòu)剛度、承載力及延性之間尋找一種較好的匹配關(guān)系。

3.合理選擇建筑結(jié)構(gòu)體系 隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，人們逐漸認(rèn)識(shí)到，在現(xiàn)代化充分發(fā)展的今天，再單純強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)在地震中不嚴(yán)重破壞和不倒塌，已不是一種完善的抗震思想，不能適應(yīng)現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)抗震的需要。在這樣的背景下，美國(guó)和日本學(xué)者提出了基于性能的抗震設(shè)計(jì)理念?；谛阅艿目拐鹪O(shè)計(jì)的基本思想，就是要使設(shè)計(jì)出來(lái)的結(jié)構(gòu)在未來(lái)的地震發(fā)生時(shí)，能夠達(dá)到各種選定的性能目標(biāo)，包括結(jié)構(gòu)進(jìn)入非彈性階段后損傷控制目標(biāo)。其基礎(chǔ)和關(guān)鍵工作是性能目標(biāo)的確定，它包括設(shè)定地震水準(zhǔn)、定義性能水準(zhǔn)和選擇性能目標(biāo)。抗震設(shè)計(jì)規(guī)范提出了三個(gè)水準(zhǔn)的抗震設(shè)防目標(biāo)，這個(gè)設(shè)防目標(biāo)包含了地震水準(zhǔn)和性能水準(zhǔn)，實(shí)際上就是一個(gè)性能目標(biāo)，只不過(guò)目標(biāo)單一，沒(méi)有可選擇性。因此可以說(shuō)，抗震規(guī)范的設(shè)計(jì)方法已經(jīng)具有了基于性能的抗震設(shè)計(jì)思想的雛形。由于對(duì)結(jié)構(gòu)性能狀態(tài)的具體描述、相應(yīng)的計(jì)算方法、以及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)目前尚未明確，因此可以說(shuō)，基于性能的抗震設(shè)計(jì)目前基本上仍停留在概念階段，在工程中廣泛應(yīng)用的條件還不成熟。但是，隨著人們對(duì)建筑產(chǎn)品要求的提高，各種新結(jié)構(gòu)、不規(guī)則結(jié)構(gòu)和超出規(guī)范適用范圍的結(jié)構(gòu)會(huì)逐漸增多，在沒(méi)有規(guī)范可供遵循的條件下，采用基于性能的抗震設(shè)計(jì)思想進(jìn)行這些結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，并通過(guò)專家論證，是一個(gè)可行、有效的設(shè)計(jì)途徑。 結(jié)構(gòu)體系是抗震設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵，如何確定體系是一個(gè)綜合的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)周密考慮后決定?？拐鸾Y(jié)構(gòu)體系應(yīng)盡可能減少自重，高層建筑中各樓層面板自重約占建筑物地面以上重量40％，因此，減少板的重量是減輕建筑總重的有效途徑，如采用現(xiàn)澆多孔板、密肋樓板等都是很好的辦法。此外，減少結(jié)構(gòu)自重還可以應(yīng)用高強(qiáng)混凝土以減小構(gòu)斷面，輕質(zhì)隔墻、加氣混凝土等輕質(zhì)材料也是很好的選擇。在體形復(fù)雜和不規(guī)則結(jié)構(gòu)中，必須設(shè)置自上而下連續(xù)貫通的有較大承載力和剛度的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。盡量避免扭轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)對(duì)結(jié)構(gòu)有很大危害，也要加大結(jié)構(gòu)的抗扭轉(zhuǎn)剛度。二者的關(guān)鍵都在于剪力墻的設(shè)置，沿結(jié)構(gòu)布置剛度大的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，有益于抗扭。 五、結(jié)束語(yǔ)

篇6

關(guān)鍵詞：高層建筑；建筑結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TU97文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言

地震作為最嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一，一旦發(fā)生，就會(huì)給社會(huì)帶來(lái)巨大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)外地震災(zāi)害頻發(fā)，無(wú)情地剝奪了上百萬(wàn)人的生命。而這些傷害基本上都是由于建筑物的倒塌引起的，尤其是高層建筑。若在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)當(dāng)中能加強(qiáng)抗震概念的設(shè)計(jì)，將會(huì)從一定程度上減小損失。因此，如何才能夠提高高層建筑的抗震性能的概念設(shè)計(jì)已經(jīng)成為了建筑行業(yè)研究的重點(diǎn)工作。

一、抗震概念設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了一些計(jì)算方法，但是這些方法主要是針對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一些細(xì)節(jié)，而忽略了對(duì)整體結(jié)構(gòu)的考慮。因此，傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論并不能完全地適用于高層建筑的抗震設(shè)計(jì)，照本宣科式的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不能滿足現(xiàn)代建筑物的要求。在高層建筑的抗震設(shè)計(jì)當(dāng)中，設(shè)計(jì)師們都會(huì)融入概念設(shè)計(jì)?？拐鸶拍钤O(shè)計(jì)是指根據(jù)以往的工程經(jīng)驗(yàn)和地震災(zāi)害的發(fā)生情況，從整體上研究工程項(xiàng)目的抗震決策，包括使用材料的種類、抗震方案以及結(jié)構(gòu)的內(nèi)部構(gòu)造等等方面。

二、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震概念設(shè)計(jì)的意義

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)該非常重視抗震概念設(shè)計(jì)，因?yàn)楦邔咏ㄖY(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，當(dāng)發(fā)生地震時(shí)具有動(dòng)力不確定性特點(diǎn)，人們對(duì)地震時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)的局限性，再加上材料性能和施工安裝的變易性、模擬地震波的模糊性等因素，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果和實(shí)際之間具有很大的差異。簡(jiǎn)單的依賴數(shù)值計(jì)算獲得結(jié)構(gòu)并不能有效的解決高層建筑的實(shí)際抗震問(wèn)題，尤其是地質(zhì)特征的差異性原因，導(dǎo)致許多國(guó)家甚至是地區(qū)指定的抗震規(guī)范都有明顯的差異。高層建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)在依據(jù)數(shù)值計(jì)算的基礎(chǔ)上，還增加了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)元素，并且結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)甚至比分析計(jì)算更重要，使得這一抗震設(shè)計(jì)理念能夠滿足區(qū)域差別下從事高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)際需求。強(qiáng)調(diào)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震概念設(shè)計(jì)的重要性，其目的是為了引起高層建筑結(jié)構(gòu)工程是在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，特別重視相應(yīng)的結(jié)構(gòu)規(guī)程以及抗震概念設(shè)計(jì)中的相關(guān)規(guī)定，從而擺脫傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中只重視計(jì)算結(jié)果的誤區(qū)，要求結(jié)構(gòu)工程師嚴(yán)格的按照結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算原則，再結(jié)合地區(qū)的抗震規(guī)范，以此保證高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。

三、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震概念設(shè)計(jì)的原則

(1)結(jié)構(gòu)的整體性。在高層建筑結(jié)構(gòu)中，樓蓋的整體性對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的整體性起到十分重要的作用，其相當(dāng)于水平隔板，不僅要求聚集和傳遞慣性力至各個(gè)豎向抗側(cè)力的子結(jié)構(gòu)，還要求這些子結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的抗震能力，能夠抵抗地震作用，尤其是當(dāng)豎向抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)的分布不均勻、結(jié)構(gòu)布置復(fù)雜以及抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)的水平變形特征存在差異時(shí)，整個(gè)高層建筑就依靠樓蓋使抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)進(jìn)行協(xié)同工作。

(2)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單性。結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單性指的是結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)規(guī)范中明確規(guī)定“結(jié)構(gòu)體系應(yīng)該有明確的計(jì)算簡(jiǎn)圖與合理的地震作用傳遞途徑”，只有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，才能對(duì)結(jié)構(gòu)的位移、內(nèi)力以及模型進(jìn)行分析，準(zhǔn)確的分析出高層建筑抗震的薄弱環(huán)節(jié)，然后采取相應(yīng)的措施，避免薄弱環(huán)節(jié)的出現(xiàn)。

(3)結(jié)構(gòu)的剛度。結(jié)構(gòu)的剛度和抗震能力水平在地震作用下是雙向的，確定結(jié)構(gòu)的剛度，然后合理的布置結(jié)構(gòu)能夠抵抗任意方向上的地震作用。通常狀況下，地結(jié)構(gòu)沿著平面上兩個(gè)主軸方向都應(yīng)該具有足夠的剛度與抗震能力，結(jié)構(gòu)的剛度不僅僅應(yīng)該控制結(jié)構(gòu)的變形，還應(yīng)該盡可能降低地震作用對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的沖擊，如果結(jié)構(gòu)發(fā)生較大的變形，將會(huì)產(chǎn)生重力二階效應(yīng)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)中，應(yīng)該重視結(jié)構(gòu)的剛度設(shè)計(jì)。

(4)結(jié)構(gòu)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(yīng)該規(guī)則，結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度的變化應(yīng)該巨暈，避免側(cè)向剛度以及抗側(cè)力結(jié)構(gòu)承載力的突變。沿著建筑物的豎向，機(jī)構(gòu)布置和建筑造型應(yīng)該規(guī)則和相對(duì)均勻，避免傳力途徑、剛度以及承載力的突變，防止結(jié)構(gòu)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)。

四、抗震概念設(shè)計(jì)在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

(1)抗震概念設(shè)計(jì)應(yīng)該重視高層建筑的結(jié)構(gòu)規(guī)律。在高層建筑的抗震概念設(shè)計(jì)應(yīng)用中，應(yīng)該對(duì)高層建筑的體型設(shè)計(jì)進(jìn)行科學(xué)的修正，保證在質(zhì)量、剛度、對(duì)稱、規(guī)則上分布均勻，保證設(shè)計(jì)的整體性，避免局部出現(xiàn)剛度過(guò)大的問(wèn)題。高層建筑的結(jié)構(gòu)布局對(duì)抗震概念設(shè)計(jì)具有十分重要的作用，簡(jiǎn)單、對(duì)稱的建筑在地震中的應(yīng)力分析和實(shí)際反映很容易做到，并且能夠達(dá)到相一致，但是在凹凸的立面與錯(cuò)層設(shè)計(jì)的高層建筑中，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)將會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的地震效應(yīng)，很難做到對(duì)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(shè)計(jì)應(yīng)該重視結(jié)構(gòu)的規(guī)律性。

(2)抗震概念設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)體系上的應(yīng)用。高層建筑抗震結(jié)構(gòu)體系是抗震概念設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，抗震概念設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)體系上的應(yīng)用依據(jù)高層建筑物的高度以及抗震等級(jí)選擇合適的抗側(cè)力體系，通過(guò)概念近似手算確定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的可行性以及主要構(gòu)件的基本尺寸?？拐鸾Y(jié)構(gòu)方案選擇的合理性，直接影響建筑抗震概念設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性與安全性。合理的選擇建筑結(jié)構(gòu)體系，應(yīng)該注意以下三個(gè)方面:其一，選擇建筑結(jié)構(gòu)體系時(shí)，應(yīng)該對(duì)因?yàn)椴糠纸Y(jié)構(gòu)或者部分構(gòu)件的破壞而導(dǎo)致整體建筑結(jié)構(gòu)體系喪失對(duì)抗震能力或者重力荷載的承載能力，應(yīng)該堅(jiān)持抗震設(shè)計(jì)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(shí)際狀況中都得到了很好的印證;其二，選擇建筑結(jié)構(gòu)體系時(shí)，不僅僅應(yīng)該要求建筑體系的受力明確、傳力合理以及傳力路線，還應(yīng)該有合理的地震作用傳遞途徑和明確的計(jì)算簡(jiǎn)圖，這些都應(yīng)該和不間斷的抗震分析相符合;其三，其中延性是建筑結(jié)構(gòu)中的重要特性之一，結(jié)構(gòu)體系的變形能力取決于組成結(jié)構(gòu)的構(gòu)件和連接的延性水平，提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性水平，是提高高層建筑抗震設(shè)計(jì)概念在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用中的重點(diǎn)問(wèn)題，通過(guò)采用豎向和水平向混凝土構(gòu)件，能夠增強(qiáng)對(duì)砌體結(jié)構(gòu)的約束，當(dāng)配筋砌體在地震中即使產(chǎn)生裂縫也不會(huì)倒塌或者散落，保證高層建筑早地震中不至于喪失對(duì)重力荷載的承載能力。

(3)抗震概念設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)構(gòu)件上的應(yīng)用。高層建筑抗震的實(shí)現(xiàn)需要各個(gè)構(gòu)件的支撐，因此，抗震結(jié)構(gòu)體系中的各個(gè)構(gòu)件都必須具有一定的剛度與強(qiáng)度，并且還應(yīng)該具有可靠的連接性。高層建筑的結(jié)構(gòu)體系是一個(gè)多層次超靜定結(jié)構(gòu)，因此其抗震結(jié)構(gòu)也應(yīng)該設(shè)置多道抗震防線，這樣在地震作用下，即使一部分構(gòu)件先被破壞，剩余的構(gòu)件依然具備支撐的作用，形成獨(dú)立的抗震結(jié)構(gòu)，承受地震力與豎向荷載。因此，合理的預(yù)見(jiàn)高層建筑結(jié)構(gòu)先屈服或者破壞的位置，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整構(gòu)件的強(qiáng)弱關(guān)系，形成多道抗震防線，實(shí)現(xiàn)對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)體系的合理控制，這是結(jié)構(gòu)抗震耗能的一種有效措施，是建筑抗震結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。

結(jié)束語(yǔ)

高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅僅是種技術(shù)，某種程度上更是一門藝術(shù)。無(wú)論什么設(shè)計(jì)，它都沒(méi)有唯一的答案，只有通過(guò)不斷的比較、研究，才能找到最優(yōu)方案。這就要求設(shè)計(jì)師們不懈努力地去追求完善的設(shè)計(jì)方案。隨著社會(huì)的發(fā)展，高層建筑的設(shè)計(jì)已經(jīng)不能盲目地照搬課本上的規(guī)范和計(jì)算機(jī)程序，需要?jiǎng)?chuàng)新?？偠灾?，一幢建筑物，要想做到“小震不壞，中震可修，大震不倒”，就應(yīng)該要做好文中所提到的幾個(gè)重點(diǎn)。高層建筑物中的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)更加人性化，更加合理化。除此之外，抗震概念設(shè)計(jì)不僅拓寬了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的思路，同時(shí)還為高層建筑的設(shè)計(jì)提供了新的方向，在建筑行業(yè)當(dāng)中發(fā)揮了重要的作用。

參考文獻(xiàn)

篇7

關(guān)鍵詞：；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；;設(shè)計(jì)方法; 結(jié)構(gòu)體系

Abstract: below the author connecting with the work practice, from several aspects, tall building structural design concept to pay attention to the issue.

Keywords:; Structure design; ;Design method; Structure system

中圖分類號(hào)：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

對(duì)一個(gè)超高層建筑來(lái)說(shuō)，與建筑相適應(yīng)的結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)布置等概念設(shè)計(jì)不是絕對(duì)的，但合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該是惟一的。我們所要做的工作就是把一些互相制約的因素統(tǒng)一協(xié)調(diào)，以滿足建筑物的安全性、適用性和耐久性的要求。

1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

1.1重力荷載迅速增大

隨著建筑物高度的不斷增加重力荷載呈直線上升，作用在豎向構(gòu)件柱、墻上的軸壓力增加，對(duì)基礎(chǔ)承載力的要求也更加提高。

1.2控制建筑物的水平位移成為主要矛盾

1.3效應(yīng)成為不可忽視的問(wèn)題

超高層建筑高寬比較大，側(cè)向剛度相對(duì)較弱，水平位移量大（圖2），重力與水平位移所產(chǎn)生的附加彎矩常常大于初始彎矩的10％，必須考慮重力二階效應(yīng)。

圖1風(fēng)荷載高度變化示意圖2水平位移沿高度變化示意

1.4豎向構(gòu)件產(chǎn)生的縮短變形差對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響增大

豎向構(gòu)件的總壓縮量主要由受力變形、干縮變形和徐變變形三部分組成，對(duì)于全鋼結(jié)構(gòu)僅需考慮受力變形產(chǎn)生的縮短影響，對(duì)于鋼混結(jié)構(gòu)、鋼組合結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)必須考慮干縮縮短和徐變縮短的影響。一般受力變形瞬時(shí)完成，其變形量可用胡克定律作近似計(jì)算；干縮變形完成的時(shí)間較長(zhǎng)，據(jù)資料統(tǒng)計(jì)約為總壓縮量的30％；徐變變形完成的時(shí)間更長(zhǎng)，線性徐變可由公式簡(jiǎn)單計(jì)算；構(gòu)件的總壓縮量隨著構(gòu)件的高度H平均壓應(yīng)力的增加而加大。

超高層建筑的豎向構(gòu)件不但H和較大，而且構(gòu)件之間的壓應(yīng)力差也較大，因此設(shè)計(jì)中除了通過(guò)控制軸壓比使豎向構(gòu)件之間的壓應(yīng)力較接近外，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)采取逐步將各層柱頂找平后再進(jìn)行下一道工序的施工辦法來(lái)減小變形差；對(duì)鋼結(jié)構(gòu)采取預(yù)留柱、墻壓縮量的方法來(lái)減小變形差；總體結(jié)構(gòu)分析時(shí)采取模擬施工方法，減小變形差對(duì)內(nèi)力計(jì)算的影響。

1.5傾覆力矩增大，整體穩(wěn)定性要求提高

建筑物高度的增加使得側(cè)向力引起的傾覆力矩增大，抗傾覆要求提高。實(shí)際工程中常常采取增加基礎(chǔ)埋深、加大基礎(chǔ)寬度或采用抗拔樁基等措施來(lái)滿足整體穩(wěn)定性要求。

1.6防火、防災(zāi)的重要性凸現(xiàn)

超高層建筑多采用鋼混結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)，而鋼材耐熱不耐火的特性更易加重某些次生災(zāi)害的發(fā)生，例如美國(guó)世貿(mào)中心的倒塌。一般緊急情況下高樓所需要的疏散時(shí)間較長(zhǎng)，從頂層飛機(jī)救援的行動(dòng)也常會(huì)受到各方面因素的制約，使得實(shí)施比較困難，因此防火、防災(zāi)的設(shè)計(jì)更為重要，目前關(guān)于防災(zāi)方面的具體要求我國(guó)還沒(méi)有相應(yīng)的規(guī)程可循。

1.7建筑物的重要性等級(jí)提高

超高層建筑常作為當(dāng)?shù)氐臉?biāo)志性建筑，資金投入大，在政治、經(jīng)濟(jì)、文化中所起的作用重大，破壞影響較大、波及范圍較廣，不論其建筑類別均屬于重要建筑，因此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠度要提高，一般情況下重要性系數(shù)取1.1，特殊情況下也可取1.2。

2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法

2.1減輕自重，減小地震作用

采用高強(qiáng)輕質(zhì)材料（如全鋼結(jié)構(gòu)、幕墻圍護(hù)、輕質(zhì)隔斷等），減輕結(jié)構(gòu)自重，減小地震作用。

2.2降低風(fēng)作用水平力

2.2.1減小迎風(fēng)面積

正方形平面形式，橫向迎風(fēng)面最??；如計(jì)算對(duì)角線方向的迎風(fēng)面寬，則圓形平面最??；在立面上適當(dāng)位置開(kāi)洞泄風(fēng)（如上海環(huán)球金融中心大廈，風(fēng)力降低更直接。

2.2.2降低風(fēng)力形心

采用下大上小的立面體型，既減小高風(fēng)壓在高處的迎風(fēng)面積，又降低風(fēng)作用重心，使建筑物底部的傾覆總彎矩減小。同時(shí)下大上小的立面體型對(duì)建筑底部來(lái)說(shuō)增大了抵抗矩，提高了穩(wěn)定性，如巴黎的埃菲爾鐵塔。

2.2.3選用體型系數(shù)較小的建筑平面形狀

體型系數(shù)從小到大可選用下列平面順序：圓形平面!正多邊形平面!正方形平面，采用流線光滑的外形，避免凹凸多變的建筑形式，減小整體和局部風(fēng)壓的體型系數(shù)。

2.3減少振動(dòng)，耗散輸入能量

采用阻尼裝置或加大阻尼比，減少振動(dòng)影響，如臺(tái)北國(guó)際金融中心大廈%$&。

選用耗能、減振的結(jié)構(gòu)體系，如采用偏心支撐的鋼結(jié)構(gòu)具有耗能的水平段，采用橡膠支座可以減振等。

2.4加強(qiáng)抗震措施

2.4.1選用規(guī)則結(jié)構(gòu)使建筑物具有明確的計(jì)算簡(jiǎn)圖，合理的地震作用傳遞途徑。

如采用圓形、正多邊形、正方形等平面形狀，可以使整體結(jié)構(gòu)具有多向同性，避免強(qiáng)弱軸的抗力不同和變形差異。功能復(fù)雜的建筑常常是多種結(jié)構(gòu)體系的綜合，具體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下問(wèn)題。

（1）結(jié)構(gòu)平面形狀盡可能對(duì)稱。由于地震作用的方向具有隨機(jī)性，風(fēng)作用雖有主導(dǎo)方向，但最大值也具有隨機(jī)性，因此選用具有對(duì)稱性、多向同性布置的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，有利于形心和剛心的重合。

（2）豎向構(gòu)件盡可能連續(xù)，避免抗側(cè)力構(gòu)件的間斷，從而形成薄弱層、薄弱部位，對(duì)抗震不利。

（3）設(shè)置多道抗震防線，滿足“大震不倒”的抗震設(shè)防要求。

（4）增加超靜定次數(shù)，增加重要構(gòu)件的傳力線路，提高結(jié)構(gòu)的抗震能力。贅余度的增多，可以使結(jié)構(gòu)有更多的部位有機(jī)會(huì)形成塑性鉸，吸收更多的地震能量。

（5）在滿足強(qiáng)度、剛度要求的前提下，選擇具有較好延性的結(jié)構(gòu)材料，增加總體變形能力，增加結(jié)構(gòu)耗能。

（6）建立整體屈服機(jī)制，避免失穩(wěn)破壞，并做到強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件、強(qiáng)埋件弱連接設(shè)計(jì)；對(duì)容易失穩(wěn)的結(jié)構(gòu)，做到強(qiáng)支撐；對(duì)受彎構(gòu)件，做到強(qiáng)壓弱拉等。

2.4.2采用多個(gè)權(quán)威程序（如SATWE、TAT、SAP2000等）進(jìn)行計(jì)算比較，通過(guò)動(dòng)力時(shí)程分析，驗(yàn)證薄弱部位；對(duì)重要構(gòu)件補(bǔ)充有限元分析計(jì)算，從而使計(jì)算的結(jié)論更為完整，結(jié)果更為可靠。

2.4.3進(jìn)行小模型風(fēng)洞試驗(yàn)，獲取有關(guān)風(fēng)載作用參數(shù)；通過(guò)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，獲取有關(guān)地震作用參數(shù)。

2.4.4采用智能化設(shè)計(jì)，提高結(jié)構(gòu)的可控性。應(yīng)用傳感器、質(zhì)量驅(qū)動(dòng)裝置、可調(diào)剛度體系等和計(jì)算機(jī)共同組成主動(dòng)控制體系，提供可變側(cè)向剛度，控制結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)等。

2.4.5提高節(jié)點(diǎn)連接的可靠度，如鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的焊接處理，鋼混結(jié)構(gòu)中型鋼、鋼板與混凝土的連接等。

3結(jié)構(gòu)材料選用

更輕、更強(qiáng)、更具有延性的材料是超高層建筑結(jié)構(gòu)材料的首選。鋼筋混凝土、型鋼混凝土、鋼管混凝土和純鋼材料都可作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件的主要材料；而外墻圍護(hù)多采用玻璃幕墻、鋁合金幕墻、鋼塑復(fù)合板材等；內(nèi)部隔墻多為輕質(zhì)隔斷；樓屋面常選用壓型鋼板加混凝土面層，并在的鋼承重構(gòu)件表面加防火涂料。

4結(jié)構(gòu)體系選用

更具整體性、更具多道抗震防線、更具延性的結(jié)構(gòu)體系是超高層建筑結(jié)構(gòu)體系的首選，工程中常用的結(jié)構(gòu)體系有：

內(nèi)筒外框或內(nèi)筒外框并帶角部小筒體（或角形墻）的結(jié)構(gòu)體系，如深圳彭年廣場(chǎng)（酒店部分），H=222m

內(nèi)束筒外框架（巨型柱）并帶多個(gè)加強(qiáng)層的結(jié)構(gòu)體系，如臺(tái)北國(guó)際金融中心大廈，H=508m（含塔尖部分）；

筒中筒結(jié)構(gòu)體系，一般外筒為密柱筒，如前紐約世貿(mào)中心，H=412；

內(nèi)筒外巨型框架加外斜撐結(jié)構(gòu)體系，如上海環(huán)球金融中心大廈H=492；

束筒結(jié)構(gòu)體系，如美國(guó)西爾斯大廈，H=443；

巨型框架、巨型桁架結(jié)構(gòu)體系，如新加坡華僑銀行，45層；

懸掛結(jié)構(gòu)和懸挑結(jié)構(gòu)，由于其側(cè)向剛度僅由內(nèi)筒貢獻(xiàn)，體型上大下小，抗風(fēng)抗震不利，因此建筑物高度受到限制，如香港匯豐銀行大樓，H=175（懸掛）；長(zhǎng)沙黃興路綜合大樓，H=115.6m（懸挑）。

篇8

關(guān)鍵詞：中震設(shè)計(jì)概念；地震影響系數(shù)；荷載

Abstract: this paper mainly expounds the shock of the principle of design, design methods and software operation, and puts forward some ideas for reference.

Key words: the shock of design concepts; The earthquake effect coefficient; load

中圖分類號(hào)：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

1前言

對(duì)于普通建筑物的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，目前我國(guó)是以小震為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，中震和大震則是通過(guò)地震力的調(diào)整系數(shù)和各種抗震構(gòu)造措施來(lái)保證的。但是對(duì)于較重要的、超高的、超限的建筑物則需要進(jìn)行中震和大震的抗震計(jì)算。

《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2001 2008年版)(下簡(jiǎn)稱《抗規(guī)》)中對(duì)中震設(shè)計(jì)僅在總則中提到“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震設(shè)防目標(biāo)，但沒(méi)有給出中震設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要求和判斷標(biāo)準(zhǔn)。

首先我們了解一下現(xiàn)行《抗規(guī)》存在幾個(gè)問(wèn)題：

1規(guī)范未對(duì)結(jié)構(gòu)存在的薄弱構(gòu)件進(jìn)行分析并作出專門的設(shè)計(jì)規(guī)定，僅對(duì)框架類剪切型結(jié)構(gòu)適用的薄弱層作了一些規(guī)定；

2在中震作用下，規(guī)范僅提出“中震可修”的概念設(shè)計(jì)要求，沒(méi)有具體的抗震設(shè)計(jì)方法；

3“中震可修”的技術(shù)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題：可修的標(biāo)準(zhǔn)決定工程 造價(jià)、破壞損失、震后修復(fù)費(fèi)用。

隨著時(shí)代的進(jìn)步，現(xiàn)在的建筑物體型復(fù)雜，結(jié)構(gòu)新穎，超高超限越來(lái)越多，因此要求對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行中震的設(shè)計(jì)也越來(lái)越多。

2中震設(shè)計(jì)

2.1為何要進(jìn)行中震設(shè)計(jì)呢？

《抗規(guī)》條文說(shuō)明1.0.1條指出，對(duì)大多數(shù)結(jié)構(gòu)，可只進(jìn)行第一階段設(shè)計(jì)（即小震下的彈性計(jì)算），而通過(guò)概念設(shè)計(jì)和抗震構(gòu)造措施來(lái)實(shí)現(xiàn)“中震可修和大震不倒”的設(shè)計(jì)要求，但前提是建筑物的體型常規(guī)、合理，經(jīng)驗(yàn)上一般能滿足大中震的抗震要求。反之對(duì)于一些體型很不好的甚至超限的建筑物，在大震下的結(jié)構(gòu)反應(yīng)和小震完全不同，不進(jìn)行相應(yīng)的中震和大震計(jì)算是沒(méi)法保證結(jié)構(gòu)安全的。

為達(dá)到各階段抗震要求，須對(duì)于上述體型異常、剛度變化大、超高超限等類型建筑物進(jìn)行中震抗震設(shè)計(jì)，其余類型建筑物建議可按中震抗震進(jìn)行驗(yàn)算。

2.2中震設(shè)計(jì)的基本概念

抗震設(shè)計(jì)要達(dá)到的目標(biāo)是在不同頻數(shù)和強(qiáng)度的地震時(shí)，要求建筑物具有不同的抵抗能力。中震設(shè)計(jì)就是為了使建筑物滿足該地區(qū)的基本設(shè)防烈度，即能夠抵抗50年限期內(nèi)可能遭遇超越概率為10％的地震烈度。

中震設(shè)計(jì)和大震設(shè)計(jì)都可稱為性能設(shè)計(jì)?；谛阅艿目拐鹪O(shè)計(jì)是建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的一個(gè)新的重要發(fā)展，它的特點(diǎn)是使抗震設(shè)計(jì)從宏觀性、規(guī)范指定的目標(biāo)向具體量化的多重目標(biāo)過(guò)渡，業(yè)主（設(shè)計(jì)者）可選擇所需的性能目標(biāo)，而不僅僅是按現(xiàn)行規(guī)范通過(guò)分項(xiàng)系數(shù)、內(nèi)力調(diào)整系數(shù)、抗震構(gòu)造措施等粗略、定性的手段來(lái)滿足中震和大震的設(shè)防要求。針對(duì)本工程的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)定本結(jié)構(gòu)的抗震性能目標(biāo)。對(duì)超限結(jié)構(gòu)而言，利用這些指標(biāo)能更合理地判斷整體結(jié)構(gòu)在中震、大震作用下的性能表現(xiàn)，給超限設(shè)計(jì)提供可靠的判斷依據(jù)。

2.3中震設(shè)計(jì)的分類

中震設(shè)計(jì)就是結(jié)構(gòu)在地震影響系數(shù)按小震的2.875倍（αmax=0.23）取值下進(jìn)行驗(yàn)算。目前工程界對(duì)于結(jié)構(gòu)的中震設(shè)計(jì)有兩種方法，第一種按照中震彈性設(shè)計(jì)，第二種是按照中震不屈服設(shè)計(jì)。

首先明確一點(diǎn)，中震彈性和中震不屈服是兩個(gè)完全不同的概念，兩者所采用的設(shè)計(jì)方法與設(shè)防目的均不相同。中震彈性設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中取消《抗規(guī)》要求的各項(xiàng)地震組合內(nèi)力調(diào)整系數(shù)，保留材料、荷載等分項(xiàng)系數(shù)，對(duì)應(yīng)地保留了結(jié)構(gòu)的安全度和可靠度，結(jié)構(gòu)仍屬于彈性階段，屬正常設(shè)計(jì)。中震不屈服設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中除了地震內(nèi)力不作調(diào)整，同時(shí)也取消了材料、荷載等分項(xiàng)系數(shù)，對(duì)應(yīng)地不考慮結(jié)構(gòu)的安全度和可靠度，結(jié)構(gòu)已經(jīng)處于彈塑性階段，屬承載力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)，是一種基于性能的設(shè)計(jì)方法。由此可見(jiàn)，中震彈性設(shè)計(jì)接近于平常的小震彈性設(shè)計(jì)，而中震不屈服設(shè)計(jì)則與大震設(shè)計(jì)同屬于基于性能的設(shè)計(jì)。

3基本方法及應(yīng)用

根據(jù)中震設(shè)計(jì)的分類，以下分別闡述中震彈性及中震不屈服的具體設(shè)計(jì)方法，介紹如何在satwe、etabs、midas等軟件中實(shí)現(xiàn)中震設(shè)計(jì)。

3.1分析條件及設(shè)計(jì)要求；

根據(jù)《抗規(guī)》第5.4.1 條規(guī)定，“結(jié)構(gòu)構(gòu)件的地震作用效應(yīng)和其他荷載效應(yīng)的基本組合，應(yīng)按下式計(jì)算：

S=γGSGE+γEhSEhk+γEvSEvk+φWγWSWk (1)

中震設(shè)計(jì)中，風(fēng)荷載不需要參與組合，因此φW為0，即中震設(shè)計(jì)的基本組合：

S=γGSGE+γEhSEhk+γEvSEvk (2)

其中φW、γW為風(fēng)載組合系數(shù)和分項(xiàng)系數(shù)；重力荷載分項(xiàng)系數(shù)γG及地震作用分項(xiàng)系數(shù)γEh、γEv在、在中震彈性設(shè)計(jì)時(shí)與小震相同，而中震不屈服設(shè)計(jì)則全為1.0。

3.2中震彈性設(shè)計(jì)

3.2.1計(jì)算方法按公式（2），相應(yīng)設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表1。

3.2.2要求結(jié)構(gòu)的抗震承載力滿足彈性設(shè)計(jì)要求。

3.2.3SAWTE計(jì)算：地震信息中抗震等級(jí)均為四級(jí)；αmax按表1取值；總信息中風(fēng)荷載不參加計(jì)算；其它設(shè)計(jì)參數(shù)的定義均同小震設(shè)計(jì)。

3.2.4MIDAS/Gen計(jì)算：主菜單設(shè)計(jì)鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)參數(shù)定義抗震等級(jí)：四級(jí)；主菜單荷載反應(yīng)譜分析數(shù)據(jù)反應(yīng)譜函數(shù)：定義中震反應(yīng)譜，在相應(yīng)的小震反應(yīng)譜基礎(chǔ)上輸入放大系數(shù)β即可，β值按表2取值；總信息中風(fēng)荷載不參加計(jì)算；其它同小震。

3.2.5ETABS計(jì)算：選項(xiàng)首選項(xiàng)混凝土框架設(shè)計(jì)定義抗震設(shè)計(jì)等級(jí)：四級(jí)；定義反應(yīng)譜函數(shù)Add Chinese 2002 Spectrum定義中震反應(yīng)譜，地震影響系數(shù)最大值αmax按表1取值，其余參數(shù)按《抗規(guī)》；靜荷載工況中不定義風(fēng)荷載作用；其它同小震。

3.3中震不屈服設(shè)計(jì)

3.3.1根據(jù)公式（2）及表1可知，構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)組合內(nèi)力按如下公式計(jì)算：

SE= SGE+ SEhk+ SEvk (3)

3.3.2構(gòu)件抗屈服承載力計(jì)算：根據(jù)表1，按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2002）的相關(guān)公式計(jì)算，材料強(qiáng)度均取標(biāo)準(zhǔn)值。

3.3.3構(gòu)件屈服判斷：根據(jù)《工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50153-92）第6.0.4條規(guī)定，當(dāng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，可采用下列設(shè)計(jì)表達(dá)式：

γoS(Fd，ad，ψc，γsd)≤ R(fd，ad，C，γRd) (4)

因此，當(dāng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)

γo S(·)＞R(·) (5)

即標(biāo)志著該構(gòu)件已經(jīng)屈服。根據(jù)表1可知，式中S(·)為彈性計(jì)算求得的構(gòu)件內(nèi)力組合的標(biāo)準(zhǔn)值；R(·)為構(gòu)件抗屈服承載力標(biāo)準(zhǔn)值；γo為結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)。

3.3.4不同抗震烈度下的各級(jí)屈服控制

篇9

關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；特點(diǎn)；問(wèn)題

在我國(guó)城市化進(jìn)程不斷加快的背景下，城市居住用地在不斷縮減，而高層建筑因具有占地小、居住人口多、房?jī)r(jià)相對(duì)較低等特點(diǎn)，而在現(xiàn)代城市建設(shè)中占據(jù)越來(lái)越大的比例。隨著我國(guó)高層建筑建設(shè)中工藝和技術(shù)研究的不斷深入，越來(lái)越多的新理念、新方法被應(yīng)用于高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，促進(jìn)了我國(guó)高層建筑工程整體技術(shù)力量、質(zhì)量、安全性的提高。但是從整體狀況而言，國(guó)內(nèi)在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中仍然存在一定的問(wèn)題，這是必須及時(shí)得到處理和解決的，本文僅從專業(yè)技術(shù)的角度對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)要的論述。

1高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本特點(diǎn)

與單層或多層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相比，高層建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要考慮的因素較多，尤其是如果實(shí)現(xiàn)建筑整體美觀性和安全性的協(xié)調(diào)，逐漸成為廣大設(shè)計(jì)師關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。近年來(lái)，在國(guó)內(nèi)各地區(qū)頻繁出現(xiàn)高層建筑建設(shè)質(zhì)量問(wèn)題，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理是其主要原因之一，設(shè)計(jì)師難以把握高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本特點(diǎn)，由于設(shè)計(jì)方案的不合理性，最終導(dǎo)致建筑的整體質(zhì)量難以保證。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本特點(diǎn)，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1.1水平荷載具有決定性因素由于高層建筑的層數(shù)一般在15層以上，其自身重量和使用荷載必然會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)中豎向構(gòu)件產(chǎn)生一定的軸力，所以在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須注意水平荷載的問(wèn)題，保證建筑的整體高度與彎矩值形成正比。對(duì)于水平荷載與建筑結(jié)構(gòu)之間產(chǎn)生的傾覆力距，則應(yīng)與建筑整體高度的二次方形成正比。1.2結(jié)構(gòu)延性至關(guān)重要與多層建筑相比，高層建筑結(jié)構(gòu)的柔性相對(duì)較大，特別是在地震或地基不規(guī)則沉降過(guò)程中出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形的幾率較大，因此，為了進(jìn)一步提升高層建筑結(jié)構(gòu)在塑性變形后的變形能力，防止其出現(xiàn)倒塌的問(wèn)題，必須采取有效的措施增強(qiáng)高層建筑結(jié)構(gòu)的延性。1.3側(cè)移是主要控制性指標(biāo)在高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，側(cè)移是設(shè)計(jì)師必須考慮的關(guān)鍵性問(wèn)題之一。隨著現(xiàn)代高層建筑層數(shù)的不斷增加，結(jié)構(gòu)在水平荷載的強(qiáng)大作用下，其出現(xiàn)側(cè)向變形的幾率也無(wú)形中增加，所以一定要將高層建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)移控制在合理的范圍內(nèi)。

2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)問(wèn)題分析

目前，國(guó)內(nèi)在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中雖然積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，并且積極吸取了國(guó)外的先進(jìn)設(shè)計(jì)理念，但是對(duì)于相關(guān)問(wèn)題的把握和控制仍然存在一定的缺陷，這是阻礙我國(guó)建筑行業(yè)整體設(shè)計(jì)水平發(fā)展的主要因素之一。結(jié)合國(guó)內(nèi)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀，應(yīng)注意的問(wèn)題主要有以下幾點(diǎn)：2.1短肢剪力墻的設(shè)置問(wèn)題

在我國(guó)建設(shè)部組織編制的《高層建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》中，對(duì)于短肢剪力墻作出了明確的定義，即墻肢截面的高厚比為5-8的墻被統(tǒng)稱為短肢剪力墻。根據(jù)相關(guān)建筑技術(shù)部門的研究和實(shí)驗(yàn)，對(duì)于短肢剪力墻在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用也提出了具體的要求，因此，在今后的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師應(yīng)盡量減少或取消短肢剪力墻的設(shè)置，以免為建筑的后期設(shè)計(jì)和竣工質(zhì)量檢驗(yàn)造成麻煩。

2.2結(jié)構(gòu)的超高問(wèn)題

在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，超高問(wèn)題是較為突出的，根據(jù)我國(guó)《建筑抗震規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定，必須對(duì)建筑的整體高度進(jìn)行嚴(yán)格控制。我國(guó)高層建筑的限制高度一般分為：A級(jí)和B級(jí)兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于高層建筑的處理措施與設(shè)計(jì)方法的要求也有所改變。在高層建筑的實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)師應(yīng)根據(jù)建筑類型合理確定其高度，并且在通過(guò)相關(guān)部門的審核后，方可組織施工。2.3結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問(wèn)題

在我國(guó)現(xiàn)行的《高層建筑建設(shè)規(guī)范》中，對(duì)于結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問(wèn)題作出了較多的限制，如：在設(shè)計(jì)方案中必須體現(xiàn)平面規(guī)則性的基本信息。同時(shí)，在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，不得采用嚴(yán)重不規(guī)則的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，因此，設(shè)計(jì)師在開(kāi)展設(shè)計(jì)工作時(shí)必須全面了解國(guó)家的各項(xiàng)規(guī)章，以全面提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

3加強(qiáng)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的措施

在我國(guó)高層建筑數(shù)量增多、規(guī)模擴(kuò)大，以及工藝和技術(shù)要求不斷提高的背景下，在今后的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，一定要不斷采取新的理念和方法，全面提高設(shè)計(jì)方案的合理性、可行性與經(jīng)濟(jì)性，這也是促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展的先決條件。針對(duì)國(guó)內(nèi)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀，應(yīng)采取一下加強(qiáng)措施：

3.1進(jìn)行合理的概念設(shè)計(jì)在國(guó)外的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，概念設(shè)計(jì)較為流行，而國(guó)內(nèi)則較少采取此方法。所謂的概念設(shè)計(jì)是指在通過(guò)科學(xué)的構(gòu)想來(lái)完善設(shè)計(jì)工作，促進(jìn)設(shè)計(jì)方案更趨合理化、人性化。在我國(guó)的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)用概念設(shè)計(jì)方法時(shí)，必須考慮到結(jié)構(gòu)的平面布置與剛度宜，以保證高層建筑的平面布置簡(jiǎn)單、規(guī)則，減少凸出或凹進(jìn)等復(fù)雜結(jié)構(gòu)。另外，在概念設(shè)計(jì)中盡量減少扭轉(zhuǎn)對(duì)于結(jié)構(gòu)的危害性也是十分重要的，可以從以下兩方面入手：1）進(jìn)一步增加結(jié)構(gòu)自身抵抗扭轉(zhuǎn)的性能；2）盡量減少或控制因地震作用而引起的建筑結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)問(wèn)題。

3.2選擇合理的結(jié)構(gòu)體系總結(jié)國(guó)內(nèi)的高層建筑工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不難發(fā)現(xiàn)：在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，如果結(jié)構(gòu)體系的選擇不合理，而僅是依靠所謂的先進(jìn)理論和計(jì)算方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，難以保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性、經(jīng)濟(jì)性與可靠性，而且會(huì)留下較多的安全和質(zhì)量隱患。由此可見(jiàn)，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，選擇合理的結(jié)構(gòu)體系是至關(guān)重要的，而且設(shè)計(jì)師應(yīng)該重點(diǎn)分析的問(wèn)題之一。目前，國(guó)內(nèi)的高層建筑中主要采用：抗震墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、簡(jiǎn)體結(jié)構(gòu)、板柱-抗震墻結(jié)構(gòu)、框架-抗震墻結(jié)構(gòu)，以及部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)等，每一種結(jié)構(gòu)體系都具有其自身的優(yōu)點(diǎn)的缺點(diǎn)，適用的環(huán)境也有一定的差異，所以設(shè)計(jì)師一定要結(jié)合工程項(xiàng)目的實(shí)際要求進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)體系選型。

3.3科學(xué)進(jìn)行計(jì)算在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，科學(xué)進(jìn)行各類數(shù)據(jù)的計(jì)算是設(shè)計(jì)師必須掌握的專業(yè)技能。根據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)師要選取相應(yīng)的計(jì)算模型。在進(jìn)行概念設(shè)計(jì)時(shí)，要注意簡(jiǎn)化計(jì)算流程，以保證設(shè)計(jì)工作的時(shí)效性。目前，在國(guó)內(nèi)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算中，各種專業(yè)的計(jì)算機(jī)軟件和工具已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，設(shè)計(jì)師僅需將各種實(shí)地測(cè)量數(shù)據(jù)輸入到系統(tǒng)中，就可以在短時(shí)間內(nèi)獲取所需的各種專業(yè)數(shù)據(jù)，大大提高了設(shè)計(jì)師的工作效率和設(shè)計(jì)方案的準(zhǔn)確性。

近年來(lái)，我國(guó)高層建筑的建設(shè)有了迅猛的發(fā)展，而且成為促進(jìn)國(guó)內(nèi)建筑行業(yè)發(fā)展的重要建設(shè)項(xiàng)目。但是從高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量而言，存在的弊端和問(wèn)題相對(duì)較多，必須引起國(guó)家建筑主管部門和相關(guān)單位的高度重視。在未來(lái)的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，廣大設(shè)計(jì)師一定積極運(yùn)用先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念和方法，在提高相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算精確度的基礎(chǔ)上，全面提高設(shè)計(jì)方案的質(zhì)量，為工程項(xiàng)目的建設(shè)提供專業(yè)的工藝和技術(shù)依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]梅洪元，付本臣.中國(guó)高層建筑創(chuàng)作理論發(fā)展研究[R].高層建筑與智能建筑國(guó)際學(xué)術(shù)研討會(huì)，2002.

[2]趙西安.現(xiàn)代高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M].北京：科學(xué)出版社，2004.

篇10

關(guān)鍵詞：高層建筑；設(shè)計(jì)；對(duì)策

1.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的意義及依據(jù)

1.1 概念設(shè)計(jì)的意義

高層建筑能做到結(jié)構(gòu)功能與外部條件一致，充分展現(xiàn)先進(jìn)的設(shè)計(jì)，發(fā)揮結(jié)構(gòu)的功能并取得與經(jīng)濟(jì)性的協(xié)調(diào)，更好地解決構(gòu)造處理，用概念設(shè)計(jì)來(lái)判斷計(jì)算設(shè)計(jì)的合理性。

1.2 概念設(shè)計(jì)的依據(jù)

高層建筑結(jié)構(gòu)總體系與各分體系的工作原理和力學(xué)性質(zhì)，設(shè)計(jì)和構(gòu)造處理原則，計(jì)算程序的力學(xué)模型和功能，吸取或不斷積累的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

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

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與低層、多層建筑結(jié)構(gòu)相比較，結(jié)構(gòu)專業(yè)在各專業(yè)中占有更重要的位置，不同結(jié)構(gòu)體系的選擇，直接關(guān)系到建筑平面的布置、立面體形、樓層高度、機(jī)電管道的設(shè)置、施工技術(shù)的要求、施工工期長(zhǎng)短和投資造價(jià)的高低等。其主要特點(diǎn)有；

2.1水平力是設(shè)計(jì)主要因素

在低層和多層房屋結(jié)構(gòu)中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。而在高層建筑中，盡管豎向荷載仍對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生重要影響，但水平荷載卻起著決定性作用。因?yàn)榻ㄖ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，僅與建筑高度的一次方成正比；而水平荷載對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩、以及由此在豎向構(gòu)件中所引起的軸力，是與建筑高度的兩次方成正比。另一方面，對(duì)一定高度建筑來(lái)說(shuō)，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)值是隨著結(jié)構(gòu)動(dòng)力性的不同而有較大的變化。

2.2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)。

2.3抗震設(shè)計(jì)要求更高

有抗震設(shè)防的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，除要考慮正常使用時(shí)的豎向荷載、風(fēng)荷載外，還必須使結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能，做到小震不壞、大震不倒。

2.4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(huì)對(duì)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，跨中正彎矩之和端支座負(fù)彎矩值增大；還會(huì)對(duì)預(yù)制構(gòu)件的下料長(zhǎng)度產(chǎn)生影響，要求根據(jù)軸向變形計(jì)算值，對(duì)下料長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整；另外對(duì)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(huì)得出偏于不安壘的結(jié)果。

2.5結(jié)構(gòu)延性是重要設(shè)計(jì)指標(biāo)

相對(duì)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?，?lái)保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。

3.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題分析及對(duì)策

3.1提倡節(jié)約

我國(guó)是發(fā)展中國(guó)家，還是要盡量提倡節(jié)約，目前我國(guó)規(guī)范中的構(gòu)造要求，并非都比國(guó)外低，有的已經(jīng)超過(guò)。國(guó)外大企業(yè)在北京買了按我國(guó)規(guī)范設(shè)計(jì)的大樓，說(shuō)明我國(guó)規(guī)范不是進(jìn)不了國(guó)際市場(chǎng)?，F(xiàn)在對(duì)安全度進(jìn)行討論，應(yīng)注意不要引起誤導(dǎo)，千萬(wàn)不要誤解提高建筑結(jié)構(gòu)安全度建筑物就安全了，造成不必要的浪費(fèi)。實(shí)踐已經(jīng)證明，現(xiàn)行規(guī)范安全度是可以接受的。這是重要的經(jīng)驗(yàn)，不能輕易放棄。但考慮到客觀形勢(shì)變化，國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力增強(qiáng)和住宅制度改革現(xiàn)狀，可以將現(xiàn)行設(shè)計(jì)可靠度水平適當(dāng)提高一點(diǎn)。這樣投入不大，卻對(duì)國(guó)家總體和長(zhǎng)遠(yuǎn)利益有利。

3.2高層建筑結(jié)構(gòu)存在著超高的問(wèn)題

基于高層建筑抗震的要求，我國(guó)的建筑規(guī)范對(duì)高層建筑的結(jié)構(gòu)的高度有嚴(yán)格的規(guī)定，針對(duì)高層建筑的超高問(wèn)題，在新規(guī)范中不但把原來(lái)限制的高度規(guī)定為 A級(jí)高度，并且增加了 B 級(jí)高度，使得高層建筑結(jié)構(gòu)處理設(shè)計(jì)方法和措施都有了改進(jìn)。實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)類型的改變對(duì)高層超高問(wèn)題的忽略，在施工審圖時(shí)將不予通過(guò)，應(yīng)該重新進(jìn)行設(shè)計(jì)或者進(jìn)行專家會(huì)議的論證等。在這種情況下，整個(gè)建筑工程的造價(jià)和工期都會(huì)受到極大的影響。

3.3考慮受力性能

對(duì)于一個(gè)建筑物最初的方案設(shè)計(jì)，建筑師考慮更多的是它的空間組成特點(diǎn)，而不是詳細(xì)地確定它的具體結(jié)構(gòu)。建筑物底面對(duì)建筑物空間形式的豎向穩(wěn)定和水平方向的穩(wěn)定都是非常重要的。由于建筑物是由一些大而重的構(gòu)件所組成的，因此結(jié)構(gòu)必須能將它本身的重量傳至地面，結(jié)構(gòu)的荷載總是向下作用于地面的，而建筑設(shè)計(jì)的一個(gè)基本要求就是要搞清楚所選擇的體系中向下的作用力與地基土的承載力之間的關(guān)系，所以，在建筑設(shè)計(jì)的方案階段，就必須對(duì)主要的承重柱和承重墻的數(shù)量與分布作出總體設(shè)想。

3.4提倡使用概念設(shè)計(jì)

所謂的概念設(shè)計(jì)一般指不經(jīng)數(shù)值計(jì)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(wèn)題中，依據(jù)整體結(jié)構(gòu)體系與分體系之間的力學(xué)關(guān)系、結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理、震害、試驗(yàn)現(xiàn)象和工程經(jīng)驗(yàn)所獲得的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想。從整體的角度來(lái)確定建筑結(jié)構(gòu)的總體布置和抗震細(xì)部措施的宏觀控制。運(yùn)用概念性近似估算方法，可以在建筑設(shè)計(jì)的方案階段迅速、有效地對(duì)結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行構(gòu)思、比較與選擇，易于手算。所得方案往往概念清晰、定性正確，避免后期設(shè)計(jì)階段一些不必要的繁瑣運(yùn)算，具有較好的經(jīng)濟(jì)可靠性能。同時(shí)，也是判斷計(jì)算機(jī)內(nèi)力分析輸出數(shù)據(jù)可靠與否的主要依據(jù)。近十余年來(lái)我國(guó)的高層建筑建設(shè)可謂突飛猛進(jìn)，其建設(shè)速度和建造數(shù)量在世界建筑史上都是少有的。但是，從設(shè)計(jì)質(zhì)量方面來(lái)看卻不容樂(lè)觀，多數(shù)設(shè)計(jì)追趕流行時(shí)尚，因此在實(shí)際中應(yīng)考慮長(zhǎng)遠(yuǎn)因素。

3.5 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)短肢剪力墻設(shè)置

我國(guó)建筑新規(guī)范中，短肢剪力墻是指墻肢的截面的高度和厚度比在 5～8 的墻，按照實(shí)際經(jīng)驗(yàn)以及數(shù)據(jù)，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中增加了對(duì)短肢剪力墻的使用限制。所以，在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，必須盡可能的減少或者避免使用短肢剪力墻。

3.6 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)嵌固端的設(shè)置

一般情況下，高層建筑配有兩層或者兩層以上的地下室或者人防。高層建筑的嵌固端一般設(shè)置在地下室的頂板或者人防的頂板等位置。因此，結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)人員應(yīng)該考慮嵌固端設(shè)置會(huì)可能帶來(lái)的問(wèn)題?？紤]嵌固端的樓板的設(shè)計(jì)；綜合分析嵌固端上層和下層的剛度比，并且要求嵌固端上層和下層的抗震的等級(jí)是一致的；高層建筑的整體計(jì)算時(shí)充分考慮嵌固端的設(shè)置，綜合分析嵌固端位置和高層建筑結(jié)構(gòu)抗震縫隙設(shè)置的協(xié)調(diào)。

3.7 高層建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性

在關(guān)于高層建筑的新規(guī)范中，對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性做出了很多限制，比如規(guī)定了結(jié)構(gòu)嵌固端上層和下層的剛度比，平面規(guī)則性等等，并且硬性規(guī)定了“高層建筑不能采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案?！币虼?，為了避免后期施工設(shè)計(jì)階段的改動(dòng)，高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)必須嚴(yán)格遵循規(guī)范的限制條件。