導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文，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

1.1剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的概述

通常來(lái)說(shuō)，一般剪力墻結(jié)構(gòu)的建設(shè)規(guī)模較大，可實(shí)際厚度較小。因此，這種特點(diǎn)也決定了剪力墻結(jié)構(gòu)的具體形狀以及承受能力的大小。其中，剪力墻結(jié)構(gòu)的組織形狀相似于板狀，自身具備了較高的承受能力，與柱子的受力程度非常相似。然而，在其他方面上，這兩者有著十分明顯的差異。并且，剪力墻結(jié)構(gòu)是建筑結(jié)構(gòu)中不可或缺的核心部分，設(shè)計(jì)人員在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要充分發(fā)揮剪力墻結(jié)構(gòu)固有的承載力大和平面內(nèi)剛度大的優(yōu)點(diǎn)，還應(yīng)該按照不同場(chǎng)所要求，設(shè)計(jì)出科學(xué)合理的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，使其發(fā)揮最大化的使用性能。

1.2剪力墻結(jié)構(gòu)的分類

（1）雖然實(shí)體墻與截面剪力墻在某些方面，有著較大的差異。可是，這兩者的開通面積與不開通面積是基本相同的。并且，這種剪力墻結(jié)構(gòu)形式在發(fā)生變化時(shí)，也是呈現(xiàn)了曲線狀態(tài)，是一種固定不變的形態(tài)。

（2）即使剪力墻開口不大，但因?yàn)榧袅﹂_通面積已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了規(guī)定范圍。所以，此時(shí)的剪力墻結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)的是彎曲狀態(tài)，并且無(wú)任何的阻擋點(diǎn)，從而導(dǎo)致其位置和形態(tài)均發(fā)生了不同程度的變化。

2.剪力墻建筑結(jié)構(gòu)的厚度和長(zhǎng)度的選取

剪力墻墻肢截面的高度就是剪力墻墻肢的長(zhǎng)度，這個(gè)長(zhǎng)度一般不應(yīng)超過(guò)8m。在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)確保剪力墻結(jié)構(gòu)的延性，為了避免脆性的剪切破壞，可將高寬比大于2的細(xì)高剪力墻設(shè)計(jì)成彎曲破壞的延性剪力墻。但是有的墻體長(zhǎng)度很長(zhǎng)，為了確保墻體的高寬比值大于2，就要采取開設(shè)洞口的方法將長(zhǎng)墻分成均勻的、長(zhǎng)度較小的連肢墻，而其洞口則最好采用約束彎矩比較小的弱連梁。

3.剪力墻建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算的原則

設(shè)計(jì)人員在對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該遵守相應(yīng)的設(shè)計(jì)原則，真正做好考察工作，堅(jiān)決不可以采用盲目的設(shè)計(jì)方法。只有這樣，才能確保剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)范性，這也是保證建筑結(jié)構(gòu)安全可靠性的重要表現(xiàn)。

3.1樓層之間最小剪力系數(shù)的調(diào)整原則

一般情況下，為了防止安全隱患的發(fā)生，減輕建筑結(jié)構(gòu)的自身重量，設(shè)計(jì)人員在對(duì)建筑工程進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，可以采用減少剪力墻布置的方法。但是，這種設(shè)計(jì)形式有一個(gè)必要的前提條件，那就是短肢剪力墻的力矩必須保持在規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)要求內(nèi)。同時(shí)還可以應(yīng)用大開間的剪力墻結(jié)構(gòu)，以此來(lái)提高建筑結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，充分保證樓層剪力系數(shù)的安全性，并從一定程度上，大大降低了工程造價(jià)成本。

4.剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)建議

我們知道，剪力墻結(jié)構(gòu)作為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，其設(shè)計(jì)質(zhì)量的好壞將會(huì)對(duì)建筑工程建設(shè)質(zhì)量產(chǎn)生非常大的影響。而這種建筑結(jié)構(gòu)形式因?yàn)榫邆漭^高的強(qiáng)度以及良好的延展性的優(yōu)點(diǎn)，因此得到了十分廣泛的應(yīng)用，充分發(fā)揮了自身的有效價(jià)值。但是，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，由于建筑工程存在很多的不確定性，當(dāng)剪力墻結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯的變化狀態(tài)時(shí)，常常會(huì)受到一些外力因素的破壞，使得剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能遭到了一定的影響，同時(shí)也大大降低了建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。一般情況下，剪力墻結(jié)構(gòu)最大的優(yōu)點(diǎn)是具備了十分理想的承載能力。并且，在剪力墻結(jié)構(gòu)的側(cè)面部分，也擁有著較大的平面內(nèi)剛度，這就充分保障了建筑物的安全性。另外，在建筑內(nèi)部的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，石柱與房梁都是隱蔽起來(lái)的，有效的提高了建筑室內(nèi)的美感。但是，剪力墻結(jié)構(gòu)也存在著較大的缺陷，無(wú)法為人們提供更多的可利用空間，經(jīng)常會(huì)給人們的日常生活造成許多的不便。通過(guò)相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)表明是剛韌性較強(qiáng)的剪力墻，在地震發(fā)生時(shí)，房屋所受到的損壞是最小的。但是，建筑設(shè)計(jì)人員一定要注意將其控制在合理的范圍內(nèi)，不允許其隨意的擴(kuò)散發(fā)展。從而確保剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量和效率。其次，由于剪力墻結(jié)構(gòu)成本費(fèi)用較高，這無(wú)疑會(huì)對(duì)建筑工程建設(shè)成本上造成一定的壓力。因此，建筑企業(yè)要采取及時(shí)有效的解決對(duì)策，盡可能減少工程成本的浪費(fèi)，促剪力墻結(jié)構(gòu)能夠正常運(yùn)行。

5.結(jié)束語(yǔ)

篇2

關(guān)鍵詞：高層建筑 ；剪力墻 ；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；

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

引言

隨著建筑高層化的發(fā)展，對(duì)剪力墻性能及施工質(zhì)量提出了更高要求。對(duì)于從事高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工程師來(lái)說(shuō)，只有對(duì)框架結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)和技術(shù)要點(diǎn)全面把握，并能夠吸收當(dāng)代高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一些成功經(jīng)驗(yàn)，并把結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性、合理性與結(jié)構(gòu)抗震的安全性等諸多因素加以統(tǒng)籌考慮，才能很好的與建筑師配合并設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)合理的高層建筑結(jié)構(gòu)體系。

一、框架、剪力墻的受力特點(diǎn)

1 框架結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)

柱子是承重的關(guān)鍵，柱子上方架著橫梁，橫梁上面鋪設(shè)樓板?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的建筑物往往有粗大的柱子，這樣才能夠能夠保證柱子有足夠的強(qiáng)度支撐建筑物的重量?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的這一受力特點(diǎn)導(dǎo)致采用框架結(jié)構(gòu)的建筑物對(duì)橫向受力的抵抗力不足，尤其是如果遇到地震，樓層間甚至可能出現(xiàn)移動(dòng)。

2 剪力墻結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)

剪力墻結(jié)構(gòu)是利用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的墻體作為主要承重結(jié)構(gòu)，比如建筑外墻，這些墻體有著抗震，抗側(cè)剛度大，結(jié)構(gòu)的整體性好的特點(diǎn)。尤其是現(xiàn)澆的鋼筋混凝土，負(fù)載高，水平荷載大，抵抗水平力的作用明顯。

3 框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)

框架一剪力墻結(jié)構(gòu)是由梁柱搭建框架，再在部分框架間布置剪力墻，框架間填充加氣混凝土輕型墻體，讓剪力墻和框架一起承重，增加建筑物的承重能力。利用框架結(jié)構(gòu)的靈活多變的特點(diǎn)劃分建筑空間，利用水平荷載能力強(qiáng)的剪力墻抵抗水平方向的受力?？蚣芤患袅Y(jié)構(gòu)把框架和剪力墻的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起，相互彌補(bǔ)了對(duì)方的弱點(diǎn)。

二、設(shè)計(jì)計(jì)算中的幾個(gè)問(wèn)題

1 剪力墻的布置

原則上，布置剪力墻應(yīng)該盡量保證對(duì)稱、均勻、分散。剪力墻應(yīng)該沿著房屋的方向，縱橫布置，以外墻、電梯、樓梯、拐角劑周邊等處為宜。在分布上盡量滿足對(duì)稱原則，這樣的分布可以盡量使建筑物的剛度中心和質(zhì)量中心接近。增加抵抗扭轉(zhuǎn)的內(nèi)力臂，最大化的加強(qiáng)建筑物的整體強(qiáng)度，提高抗扭轉(zhuǎn)能力。在縱向方向布置的剪力墻應(yīng)該從地基一直到房頂，保證墻體剛度。每片剪力墻的尺寸不要太長(zhǎng)，最好不超過(guò)8m，盡量分散成多片，增加一片剪力墻就等于增加了一個(gè)抵抗水平力的結(jié)構(gòu)。尤其是具有一定轉(zhuǎn)折的剪力墻擁有更加優(yōu)秀的抗側(cè)力效果，比如L形、十字、圓形等形狀。

2 剪力墻的厚度

框架一剪力墻結(jié)構(gòu)中，對(duì)于帶有邊框的剪力墻厚度有一定的規(guī)范。如果該建筑處于震區(qū)，或者要考慮到抗震設(shè)計(jì)，那么剪力墻的高度大于等于建筑物層高的1/16，底部的剪力墻加強(qiáng)部位厚度應(yīng)該大于等于200mm，無(wú)論是第一級(jí)還是第二級(jí)剪力墻都應(yīng)該滿足這個(gè)規(guī)范。如果不考慮抗震設(shè)計(jì)，那么剪力墻的高度應(yīng)該大于等于建筑物層高的1/20，且厚度大于等于160mm。而邊框的梁最合適的寬度就等于剪力墻的厚度，邊框梁的高以剪力墻的2倍為宜。

3 重視屋面小塔樓的不利影響

現(xiàn)在的高層建筑物，在屋頂處常會(huì)設(shè)計(jì)小塔樓、電梯間、等突出屋頂?shù)慕ㄖY(jié)構(gòu)。由于塔樓結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度比建筑物主體小很多，一旦發(fā)生地震，在鞭梢效應(yīng)的影響下，小塔樓會(huì)產(chǎn)生水平位移。就算建筑物主體并未受到損壞，塔樓也可能會(huì)因?yàn)楸奚倚?yīng)的作用遭到破會(huì)。目前，大部分高層建筑物在設(shè)計(jì)的時(shí)候都將塔樓和建筑物主體分離設(shè)計(jì)，在抗震設(shè)計(jì)的時(shí)候也是分別進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算高層建筑物頂部小塔樓的地震作用非常重要，現(xiàn)在主流的計(jì)算方法是底部剪力法，計(jì)算頂部塔樓受到的地震作用需要考慮增大系數(shù)。由于底部剪力法計(jì)算比較復(fù)雜，為了簡(jiǎn)化計(jì)算方法，我們可以將小塔樓看做一個(gè)單獨(dú)的結(jié)構(gòu)，在地面計(jì)算小塔樓受到的地震作用，將得到的結(jié)果乘以增大系數(shù)就可以得到小塔樓在屋頂受到的地震作用了。由于設(shè)計(jì)建筑主體的時(shí)候一般都忽略塔樓對(duì)建筑主體的地震作用，僅僅計(jì)算和塔樓連接的部位。這樣的算法還是存在缺陷，如果遇上強(qiáng)震，塔樓在鞭梢效應(yīng)的影響下，必定會(huì)對(duì)建筑物主體產(chǎn)生不良作用。

4 框架剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)框架剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能時(shí)，必須符合相關(guān)規(guī)程。在水平力作用下，框架剪力墻結(jié)構(gòu)底層的框架部分所承受的地震傾覆力矩與結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩有一個(gè)比值(以下簡(jiǎn)稱力矩比值)，根據(jù)這個(gè)比值的不同，要采取不同的設(shè)計(jì)：當(dāng)力矩比值小于lO％時(shí)，按剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，其中的框架部分應(yīng)按框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的框架進(jìn)行設(shè)計(jì)。當(dāng)力矩比值大于10％時(shí)，按框架一剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，力矩比值在5O％至80％之間的，可以適當(dāng)?shù)脑黾涌蚣芗袅Φ淖畲蟾叨?。框架和剪力墻的部分?yīng)該按照各自的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)抗震等級(jí)及軸壓比。當(dāng)力矩比值大于80％時(shí)，框架剪力墻的最大高度必須按照框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在抗震等級(jí)及軸壓比的設(shè)計(jì)上也和前一種情況有所不同，框架部分按照框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，剪力墻按照框架剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

三、高層框剪結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的技術(shù)要點(diǎn)

1 提高剪力墻的抗震能力

(1)提高剪力墻的抗震能力需要加強(qiáng)對(duì)傾斜方向裂縫的控制，我們可以利用邊框剪力墻來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目的。將梁柱設(shè)計(jì)在剪力墻的邊上，增加擁有傾斜方向承載力的邊框結(jié)構(gòu)，這些邊框能夠阻攔傾斜的裂縫。如果剪力墻產(chǎn)生裂縫，邊框結(jié)構(gòu)可以減低附加剪應(yīng)力，阻止裂縫衍伸到其他部位。

(2)合理的肢墻面積。

如果剪力墻縱向設(shè)計(jì)有洞口，那么這片剪力墻就變成了聯(lián)肢墻，聯(lián)肢墻的中間受到橫梁的約束。聯(lián)肢墻有雙肢墻和多肢墻兩種情況，雙肢墻上只有一列洞口，多肢墻上有多列洞口。

這樣的設(shè)計(jì)降低了剪力墻的剛度，增強(qiáng)抗震能力。即使出現(xiàn)裂縫也往往是在洞口或橫梁部位，降低了對(duì)墻體的傷害。

2 改善框架的抗震能力

(1)強(qiáng)化角柱。要增強(qiáng)抗震能力就應(yīng)該強(qiáng)化框架的角柱，提高抗剪應(yīng)能力。作為框架結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部分，角柱起到連接梁和柱子的作用只有強(qiáng)化了角柱才能從整體加強(qiáng)框架結(jié)構(gòu)。

(2)增強(qiáng)框架的抗震能力需要提高整體框架對(duì)推力的抗性，降低橫向的位移，尤其要注意減少樓層之間的移動(dòng)?？梢栽诳蚣軆?nèi)分散布置用鋼筋混凝土澆筑的剪力墻。由于這樣的設(shè)計(jì)沒(méi)有良好的延展性，我們可以設(shè)計(jì)一些有延展性的墻體，降低剛度。比如在剪力墻的墻體上合理的增加開口，形成耗能結(jié)構(gòu)，有效的將震能釋放。

(3)在框架剪力墻結(jié)構(gòu)中，設(shè)計(jì)贅余構(gòu)件可以有效的抵消地震部分的能量。設(shè)計(jì)贅余構(gòu)件時(shí)可以使用鋼筋做骨架的混凝土作為支撐構(gòu)件，發(fā)生地震時(shí)，震能會(huì)首先影響這些構(gòu)件，當(dāng)這些構(gòu)件被破壞之后，建筑物的整體結(jié)構(gòu)也會(huì)發(fā)生一定的改變，同時(shí)改變了自振頻率，避免和形成共振。

3 改善整體抗震能力

( 1)如果在框架剪力墻結(jié)構(gòu)中的梁端和柱端安裝“塑性鉸”，可以在框架剪力墻結(jié)構(gòu)中形成耗能結(jié)構(gòu)。由于塑性鉸能夠承受、傳遞一定的彎矩，地震發(fā)生時(shí)，即使縱向鋼筋發(fā)生屈服也不會(huì)瞬間破壞結(jié)構(gòu)，而是在塑性鉸的作用下承載。水平的構(gòu)件會(huì)先于縱向構(gòu)件發(fā)生屈服，

避免建筑物發(fā)生垮塌。

( 2)依照建筑物的實(shí)際情況，在框架剪力墻整體結(jié)構(gòu)的剛度和承載能力之間尋求平衡。由于地震發(fā)生時(shí)，建筑物會(huì)的自振周期容易和地震產(chǎn)生共振，如果使用了過(guò)多的剪力墻就會(huì)減小自振周期，增加建筑物的剛度。那么，加大自振周期就可以有效減少地震作用。在設(shè)計(jì)的時(shí)候布置數(shù)量合理的剪力墻，適當(dāng)?shù)氖褂枚讨珘?lái)減少剪力墻的面積，既可以減輕建筑物的整體重量，有能夠有效的防御地震的影響。

( 3)由于框架和剪力墻的材料，制造工藝不相同，兩者的結(jié)構(gòu)也不一樣，他們存在著剛度、彈性和延展性等多種差異。有可能導(dǎo)致框架剪力墻結(jié)構(gòu)的構(gòu)件之前無(wú)法有效的合作，構(gòu)件之前缺乏協(xié)調(diào)，降低了建筑物的抗震能力。只有在考慮協(xié)調(diào)性的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)嚴(yán)密的計(jì)算和設(shè)計(jì)，在結(jié)構(gòu)的剛度、彈性和延展性之間做好平衡才能夠最大程度抵抗地震力。

四.結(jié)語(yǔ)

盡管在高層建筑中框架剪力墻已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，并且也取得了前所未有的高度和成就，但是該結(jié)構(gòu)復(fù)雜的受力特性使得在抗震性能上還有很大的改進(jìn)空間。在進(jìn)行轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)構(gòu)造時(shí)，嚴(yán)格遵循本文提到的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，特別是抗震概念要求，在轉(zhuǎn)換層附近適當(dāng)提高其構(gòu)造等級(jí)要求，增強(qiáng)整體抗震能力，使得框架剪力墻結(jié)構(gòu)更好地應(yīng)用到高層建筑中。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 文偉 剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析 [期刊論文] 《城市建設(shè)》 -2010年35期

[2] 劉仲臣 剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析 [期刊論文] 《城市建設(shè)理論研究（電子版）》 -2012年1期

篇3

【關(guān)鍵詞】高層建筑；梁式轉(zhuǎn)換層；施工

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，高層建筑一般上部需要較多的墻體來(lái)分隔空間以滿足住宅戶型的需要；而下部則希望有較大的自由靈活空間，大柱網(wǎng)、少墻體，以滿足公共使用要求。這樣的建筑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)，為了滿足建筑要求就必須在上下不同結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換的樓層設(shè)置轉(zhuǎn)換層，在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層布置轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)構(gòu)件。

1 梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式

高層建筑結(jié)構(gòu)下部受力比上部大，按常理來(lái)說(shuō)，在高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中就要考慮下部的剛度要大于上部結(jié)構(gòu)；采用的措施就是下部增加墻體、增加柱網(wǎng)，而上部逐漸減少墻柱的密度。顯然，這在高層建筑設(shè)計(jì)中是不現(xiàn)實(shí)的，因?yàn)楦邔咏ㄖ氖褂霉δ軐?duì)空間要求卻是下部大空間，往上部逐漸減小，因此對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)就要考慮反常規(guī)設(shè)計(jì)方法。

1.1 梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式

實(shí)際工程中應(yīng)用的梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)有多種形式，主要原理就是利用下部的轉(zhuǎn)換大梁來(lái)支托上部結(jié)構(gòu)。

1.2 梁式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)受力機(jī)理分析

梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的傳力途徑為墻—梁—柱（墻）的形式，傳力直接，便于分析計(jì)算。轉(zhuǎn)換大梁的受力主要受上部剪力墻剛度、剪力墻與轉(zhuǎn)換大梁的相對(duì)剛度和轉(zhuǎn)換大梁與下部支撐結(jié)構(gòu)的相對(duì)剛度影響。為弄清轉(zhuǎn)換梁結(jié)構(gòu)與上部墻體共同工作的性能，對(duì)轉(zhuǎn)換梁承托層數(shù)對(duì)其內(nèi)力的影響用有限元程序進(jìn)行了分析，從分析結(jié)果中我們知道，對(duì)一般結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換大梁，上部墻體考慮三層與考慮4層、5層內(nèi)力的設(shè)計(jì)控制內(nèi)力差異不大于5%，故在分析計(jì)算時(shí)可只考慮計(jì)算3層。從計(jì)算分析不論轉(zhuǎn)換大梁上部墻體的形式如何，只要墻體有一定長(zhǎng)度，轉(zhuǎn)換大梁中的彎矩就會(huì)比不考慮上部墻體作用要小，同時(shí)轉(zhuǎn)換大梁也會(huì)有一段范圍出現(xiàn)受拉區(qū)。

2 梁式轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 結(jié)構(gòu)豎向布置

高層建筑的側(cè)向剛度宜下大上小，且應(yīng)避免剛度突變。然而帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)顯然有悖于此，因此對(duì)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度作了專門規(guī)定。對(duì)該工程而言，屬于“高位轉(zhuǎn)換”。轉(zhuǎn)換層上下等效側(cè)向剛度比宜接近于1，不應(yīng)大于1.3。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)把握的原則歸納起來(lái)，就是要強(qiáng)化下部，弱化上部?？梢圆捎玫姆椒ㄓ幸韵聨追N：1）與建筑專業(yè)協(xié)商，使盡可能多的剪力墻落地，必要時(shí)甚至可在底部增設(shè)部分剪力墻（不伸上去）。除核心筒部分剪力墻在底部必須設(shè)置外，還與建筑專業(yè)協(xié)商后，讓兩側(cè)各有一片剪力墻落地。這些無(wú)疑都大大增強(qiáng)了底部剛度。

2）加大底部剪力墻厚度。轉(zhuǎn)換層以下剪力墻中，核心筒部分的厚度取為 600mm，其余部分的厚度取為 400mm。

3）底部剪力墻盡量不開洞或開小洞，以免剛度削弱太大。

4）提高底部柱、墻混凝土強(qiáng)度等級(jí)，采用 C50 混凝土。

5）適當(dāng)減少轉(zhuǎn)換層上部剪力墻數(shù)目，控制剪力墻厚度，并可在某些較長(zhǎng)剪力墻中部開結(jié)構(gòu)洞，以弱化上部剛度。弱化上部剛度不僅對(duì)控制剛度比有利，還可減輕建筑物重量，減小框支梁承受的荷載；增大結(jié)構(gòu)自振周期，減小地震作用力。工程綜合采用上述幾種方法后，轉(zhuǎn)換層上下剛度比在 X 方向?yàn)?0.725，在 Y 方向?yàn)?0.813，滿足規(guī)范要求，效果良好。雖然上下部剛度比滿足要求，但畢竟工程仍屬于豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換層及其下各層為結(jié)構(gòu)薄弱層，因而應(yīng)將該兩層的地震剪力乘以 1.15 的增大系數(shù)。

2.2 結(jié)構(gòu)平面布局

工程底部為框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，體型簡(jiǎn)單、規(guī)則；上部為純剪力墻結(jié)構(gòu)。在剪力墻平面布置上，東西向完全對(duì)稱，南北向質(zhì)量中心與剛度中心偏差不超過(guò) 2m，結(jié)構(gòu)偏心率較小。除核心筒外，其余剪力墻布置分散、均勻；且盡量沿周邊布置，以增強(qiáng)抗扭效果。查閱計(jì)算結(jié)果，扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期與平動(dòng)為主的第一自振周期之比為0.85，各層最大水平位移與層間位移比值不大于 1.3，均滿足平面布置及控制扭轉(zhuǎn)的要求?？梢姽こ唐矫娌季忠?guī)則合理，抗扭效果良好。

3 梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與構(gòu)造

由框支主梁承托轉(zhuǎn)換次梁及次梁上的剪刀墻，其傳力途徑多次轉(zhuǎn)換，受力復(fù)雜?？蛑е髁撼惺芷渖喜考袅Φ淖饔猛?，還需要承受梁傳給的剪力，扭矩和彎矩，框支主梁易受剪破壞。對(duì)于有抗震設(shè)防要求的建筑，為了改善結(jié)構(gòu)的受力性能，提高其抗震能力，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)平面布置時(shí)，可以將一部分剪力墻落地，并貫通至基礎(chǔ)，做成落地剪力墻與框支墻協(xié)同工作的受力體系。

3.1 轉(zhuǎn)換梁的設(shè)計(jì)與構(gòu)造要求

轉(zhuǎn)換梁的截面尺寸一般宜由剪壓比計(jì)算確定，以避免脆性破壞和具有合適的含箍率。轉(zhuǎn)換梁不宜開洞，若需要開洞，洞口宜位于梁中和軸附近。洞口上、下弦桿必須采取加強(qiáng)措施，箍筋要加密，以增強(qiáng)其抗剪能力。上、下弦桿箍筋計(jì)算時(shí)宜將剪力設(shè)計(jì)值乘放大系數(shù) 1.2。當(dāng)洞口內(nèi)力較大時(shí)，可采用型鋼構(gòu)件來(lái)加強(qiáng)。

轉(zhuǎn)換梁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于 C30。轉(zhuǎn)換梁上、下主筋的最小配筋率非抗震設(shè)計(jì)時(shí)為 0.3%，轉(zhuǎn)換梁中主筋不宜有接頭，轉(zhuǎn)換梁上部主筋至少應(yīng)有 50%沿梁全長(zhǎng)貫通，下部主筋應(yīng)全部貫通伸入柱內(nèi)。

3.2 框支柱的設(shè)計(jì)與構(gòu)造要求

框支柱截面尺寸一般系由其軸壓比計(jì)算確定。地震作用下框支柱內(nèi)力需調(diào)整。抗震設(shè)計(jì)時(shí)，框支柱的柱頂彎矩應(yīng)乘以放大系數(shù)，并按放大后的彎矩設(shè)計(jì)值進(jìn)行配筋；剪力調(diào)整——框支柱承受的地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按下列規(guī)定采用：框支柱的數(shù)目不多于 10 根時(shí)，當(dāng)框支層為 1～2 層時(shí)，每層每根柱承受的剪力應(yīng)至少取基底剪力的 2%；當(dāng)框支層。為 3 層及 3 層以上時(shí)，各層每根柱所受的剪力應(yīng)至少取基底剪力的 3%；框支柱的數(shù)目多于 10 根時(shí)，當(dāng)框支層為 1～2 層時(shí)，每層每根柱承受的剪力之和應(yīng)取基底剪力的 20%；當(dāng)框支層為 3 層及 3 層以上時(shí)，每層框支柱承受剪力之和應(yīng)取基底剪力的 30%；框支柱剪力調(diào)整后，應(yīng)相應(yīng)調(diào)整框支柱的彎矩及柱端梁的剪力、彎矩，框支柱軸力可不調(diào)整。

3.3 轉(zhuǎn)換梁的截面設(shè)計(jì)方法

目前國(guó)內(nèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作普遍采用的轉(zhuǎn)換梁截面設(shè)計(jì)方法。主要有：應(yīng)力截面設(shè)計(jì)方法。對(duì)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，假定不考慮混凝土的抗拉作用，所有拉力由鋼筋承擔(dān)鋼筋達(dá)到其屈服強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。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。

3.4 轉(zhuǎn)換梁截面設(shè)計(jì)方法的選擇

托柱形式轉(zhuǎn)換梁截面設(shè)計(jì)。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)。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工程實(shí)踐，體會(huì)如下：根據(jù)建筑平面及功能要求合理選擇轉(zhuǎn)換層形式，正確選擇建筑抗震類別是轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)，結(jié)合結(jié)構(gòu)布置，正確選擇各分部的抗震等級(jí)，構(gòu)件設(shè)計(jì)應(yīng)注重抗震延性設(shè)計(jì)的概念，對(duì)主要構(gòu)件進(jìn)行加強(qiáng)是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

篇4

［論文摘要］文章分析高層建筑結(jié)構(gòu)的六個(gè)特點(diǎn)，并介紹目前國(guó)內(nèi)高層建筑的四大結(jié)構(gòu)體系：框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)。

我國(guó)改革開放以來(lái)，建筑業(yè)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，近十幾年我國(guó)已建成高層建筑萬(wàn)棟，建筑面積達(dá)到2億平方米，其中具有代表性的建筑如深圳地王大廈81層，高325米；廣州中天廣場(chǎng)80層，高322米；上海金茂大廈88層，高420.5米。另外在南寧市也建起第一高樓：地王國(guó)際商會(huì)中心即地王大廈共54層，高206.3米。隨著城市化進(jìn)程加速發(fā)展，全國(guó)各地的高層建筑不斷涌現(xiàn)，作為土建工作設(shè)計(jì)人員，必須充分了解高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)及其結(jié)構(gòu)體系，只有這樣才能使設(shè)計(jì)達(dá)到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用、確保質(zhì)量的基本原則。

一、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：

（一）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。

（二）側(cè)移成為控指標(biāo)

與低層或多層建筑不同，結(jié)構(gòu)側(cè)移已成為高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵因素。隨著建筑高度的增加，水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形迅速增大，與建筑高度H的4次方成正比（＝qH4/8EI）。

另外，高層建筑隨著高度的增加、輕質(zhì)高強(qiáng)材料的應(yīng)用、新的建筑形式和結(jié)構(gòu)體系的出現(xiàn)、側(cè)向位移的迅速增大，在設(shè)計(jì)中不僅要求結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度，還要求具有足夠的抗推剛度，使結(jié)構(gòu)在水平荷載下產(chǎn)生的側(cè)移被控制在某一限度之內(nèi)，否則會(huì)產(chǎn)生以下情況：

1.因側(cè)移產(chǎn)生較大的附加內(nèi)力，尤其是豎向構(gòu)件，當(dāng)側(cè)向位移增大時(shí)，偏心加劇，當(dāng)產(chǎn)生的附加內(nèi)力值超過(guò)一定數(shù)值時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致房屋側(cè)塌。

2.使居住人員感到不適或驚慌。

3.使填充墻或建筑裝飾開裂或損壞，使機(jī)電設(shè)備管道損壞，使電梯軌道變型造成不能正常運(yùn)行。

4.使主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)大裂縫，甚至損壞。

（三）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。

（四）減輕高層建筑自重比多層建筑更為重要

高層建筑減輕自重比多層建筑更有意義。從地基承載力或樁基承載力考慮，如果在同樣地基或樁基的情況下，減輕房屋自重意昧著不增加基礎(chǔ)造價(jià)和處理措施，可以多建層數(shù)，這在軟弱土層有突出的經(jīng)濟(jì)效益。

地震效應(yīng)與建筑的重量成正比，減輕房屋自重是提高結(jié)構(gòu)抗震能力的有效辦法。高層建筑重量大了，不僅作用于結(jié)構(gòu)上的地震剪力大，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，從而造成附加彎矩更大。

（五）軸向變形不容忽視

采用框架體系和框架——剪力墻體系的高層建筑中，框架中柱的軸壓應(yīng)力往往大于邊柱的軸壓應(yīng)力，中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。當(dāng)房屋很高時(shí)，此種軸向變形的差異將會(huì)達(dá)到較大的數(shù)值，其后果相當(dāng)于連續(xù)梁中間支座沉陷，從而使連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值減小，跨中正彎矩值和端支座負(fù)彎矩值增大。

（六）概念設(shè)計(jì)與理論計(jì)算同樣重要

抗震設(shè)計(jì)可以分為計(jì)算設(shè)計(jì)和概念設(shè)計(jì)兩部分。高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)計(jì)算是在一定的假想條件下進(jìn)行的，盡管分析手段不斷提高，分析的原則不斷完善，但由于地震作用的復(fù)雜性和不確定性，地基土影響的復(fù)雜性和結(jié)構(gòu)體系本身的復(fù)雜性，可能導(dǎo)致理論分析計(jì)算和實(shí)際情況相差數(shù)倍之多，尤其是當(dāng)結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性階段之后，會(huì)出現(xiàn)構(gòu)件局部開裂甚至破壞，這時(shí)結(jié)構(gòu)已很難用常規(guī)的計(jì)算原理去進(jìn)行分析。實(shí)踐表明，在設(shè)計(jì)中把握好高層建筑的概念設(shè)計(jì)也是很重要的。

二、高層建筑的結(jié)構(gòu)體系

（一）高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

1.鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)與建筑、設(shè)備和施工密切配合，做到安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理，并積極采用新技術(shù)、新工藝和新材料。

2.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)重視結(jié)構(gòu)選型和構(gòu)造，擇優(yōu)選擇抗震及抗風(fēng)性能好而經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)體系與平、立面布置方案，并注意加強(qiáng)構(gòu)造連接。在抗震設(shè)計(jì)中，應(yīng)保證結(jié)構(gòu)整體抗震性能，使整個(gè)結(jié)構(gòu)有足夠的承載力、剛度和延性。

（二）高層建筑結(jié)構(gòu)體系及適用范圍

目前國(guó)內(nèi)的高層建筑基本上采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)體系有：框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架—剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)等。

1.框架結(jié)構(gòu)體系。框架結(jié)構(gòu)體系是由樓板、梁、柱及基礎(chǔ)四種承重構(gòu)件組成。由梁、柱、基礎(chǔ)構(gòu)成平面框架，它是主要承重結(jié)構(gòu)，各平面框架再由連系梁連系起來(lái)，即形成一個(gè)空間結(jié)構(gòu)體系，它是高層建筑中常用的結(jié)構(gòu)形式之一。

框架結(jié)構(gòu)體系優(yōu)點(diǎn)是：建筑平面布置靈活，能獲得大空間，建筑立面也容易處理，結(jié)構(gòu)自重輕，計(jì)算理論也比較成熟，在一定高度范圍內(nèi)造價(jià)較低。

框架結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是：框架結(jié)構(gòu)本身柔性較大，抗側(cè)力能力較差，在風(fēng)荷載作用下會(huì)產(chǎn)生較大的水平位移，在地震荷載作用下，非結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞比較嚴(yán)重。

框架結(jié)構(gòu)的適用范圍：框架結(jié)構(gòu)的合理層數(shù)一般是6到15層，最經(jīng)濟(jì)的層數(shù)是10層左右。由于框架結(jié)構(gòu)能提供較大的建筑空間，平面布置靈活，可適合多種工藝與使用的要求，已廣泛應(yīng)用于辦公、住宅、商店、醫(yī)院、旅館、學(xué)校及多層工業(yè)廠房和倉(cāng)庫(kù)中。

2.剪力墻結(jié)構(gòu)體系。在高層建筑中為了提高房屋結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力剛度，在其中設(shè)置的鋼筋混凝土墻體稱為“剪力墻”，剪力墻的主要作用在于提高整個(gè)房屋的抗剪強(qiáng)度和剛度，墻體同時(shí)也作為維護(hù)及房間分格構(gòu)件。 轉(zhuǎn)貼于

剪力墻結(jié)構(gòu)中，由鋼筋混凝土墻體承受全部水平和豎向荷載，剪力墻沿橫向縱向正交布置或沿多軸線斜交布置，它剛度大，空間整體性好，用鋼量省。歷史地震中，剪力墻結(jié)構(gòu)表現(xiàn)了良好的抗震性能，震害較少發(fā)生，而且程度也較輕微，在住宅和旅館客房中采用剪力墻結(jié)構(gòu)可以較好地適應(yīng)墻體較多、房間面積不太大的特點(diǎn)，而且可以使房間不露梁柱，整齊美觀。

剪力墻結(jié)構(gòu)墻體較多，不容易布置面積較大的房間，為了滿足旅館布置門廳、餐廳、會(huì)議室等大面積公共用房的要求，以及在住宅樓底層布置商店和公共設(shè)施的要求，可以將部分底層或部分層取消剪力墻代之以框架，形成框支剪力墻結(jié)構(gòu)。

在框支剪力墻中，底層柱的剛度小，形成上下剛度突變，在地震作用下底層柱會(huì)產(chǎn)生很大內(nèi)力及塑性變形，因此，在地震區(qū)不允許采用這種框支剪力墻結(jié)構(gòu)。

3.框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系。在框架結(jié)構(gòu)中布置一定數(shù)量的剪力墻，可以組成框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)既有框架結(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，因而廣泛地應(yīng)用于高層建筑中的辦公樓和旅館。

4.筒體結(jié)構(gòu)體系。隨著建筑層數(shù)、高度的增長(zhǎng)和抗震設(shè)防要求的提高，以平面工作狀態(tài)的框架、剪力墻來(lái)組成高層建筑結(jié)構(gòu)體系，往往不能滿足要求。這時(shí)可以由剪力墻構(gòu)成空間薄壁筒體，成為豎向懸臂箱形梁，加密柱子，以增強(qiáng)梁的剛度，也可以形成空間整體受力的框筒，由一個(gè)或多個(gè)筒體為主抵抗水平力的結(jié)構(gòu)稱為筒體結(jié)構(gòu)。通常筒體結(jié)構(gòu)有：

（1）框架—筒體結(jié)構(gòu)。中央布置剪力墻薄壁筒，由它受大部分水平力，周邊布置大柱距的普通框架，這種結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)類似框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，目前南寧市的地王大廈也用這種結(jié)構(gòu)。

（2）筒中筒結(jié)構(gòu)。筒中筒結(jié)構(gòu)由內(nèi)、外兩個(gè)筒體組合而成，內(nèi)筒為剪力墻薄壁筒，外筒為密柱（通常柱距不大于3米）組成的框筒。由于外柱很密，梁剛度很大，門密洞口面積小（一般不大于墻體面積50%），因而框筒工作不同于普通平面框架，而有很好的空間整體作用，類似一個(gè)多孔的豎向箱形梁，有很好的抗風(fēng)和抗震性能。目前國(guó)內(nèi)最高的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)如上海金茂大廈（88層、420.5米）、廣州中天廣場(chǎng)大廈（80層、320米）都是采用筒中筒結(jié)構(gòu)。

（3）成束筒結(jié)構(gòu)。在平面內(nèi)設(shè)置多個(gè)剪力墻薄壁筒體，每個(gè)筒體都比較小，這種結(jié)構(gòu)多用于平面形狀復(fù)雜的建筑中。

（4）巨型結(jié)構(gòu)體系。巨型結(jié)構(gòu)是由若干個(gè)巨柱（通常由電梯井或大面積實(shí)體柱組成）以及巨梁（每隔幾層或十幾個(gè)樓層設(shè)一道，梁截面一般占一至二層樓高度）組成一級(jí)巨型框架，承受主要水平力和豎向荷載，其余的樓面梁、柱組成二級(jí)結(jié)構(gòu)，它只是將樓面荷載傳遞到第一級(jí)框架結(jié)構(gòu)上去。這種結(jié)構(gòu)的二級(jí)結(jié)構(gòu)梁柱截面較小，使建筑布置有更大的靈活性和平面空間。

除以上介紹的幾種結(jié)構(gòu)體系外，還有其他一些結(jié)構(gòu)形式，也可應(yīng)用，如薄殼、懸索、膜結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架等，不過(guò)目前應(yīng)用最廣泛的還是框架、剪力墻、框架—剪力墻和筒體等四種結(jié)構(gòu)。

［參考文獻(xiàn)］

［1］GB50011－2001建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范.

［2］GB50010－2002混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范.

篇5

【關(guān)鍵詞】鋼筋混凝土，建筑工程，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，優(yōu)化研究

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

一、前言

伴隨著我國(guó)建筑行業(yè)的迅速發(fā)展，工程建筑行業(yè)日漸成為了我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，不僅僅在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)中占據(jù)著越來(lái)越重要的地位，而且在改善居民生活方式，提高居民的生活質(zhì)量方面有著巨大的推動(dòng)作用。隨著鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)在建筑行業(yè)中的廣泛應(yīng)用，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工都有了新的標(biāo)準(zhǔn)和要求，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)施工中，不僅僅要使得結(jié)構(gòu)的平面，立面布置符合相關(guān)規(guī)則，更要使得建筑結(jié)構(gòu)的各種構(gòu)件的強(qiáng)度和變形能夠達(dá)到相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)，要在滿足建筑設(shè)計(jì)基本目標(biāo)的基礎(chǔ)上，更加重視建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力，保證整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。

二、鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化措施

1．做好結(jié)構(gòu)體系的選型設(shè)計(jì)與優(yōu)化

由于大開間剪力墻結(jié)構(gòu)體系，可以做到房間不露出梁柱，有效空間大、隔音效果較好，當(dāng)采用鋼制模板時(shí)，墻面和樓板表面平整并且不需要在濕作業(yè)的情況下抹灰。另外該結(jié)構(gòu)體系不但用鋼量少，施工周期短、造價(jià)低，還具有整體性強(qiáng)、側(cè)向剛度大等優(yōu)點(diǎn)，有利于抗風(fēng)抗震，所以自九十年代起建筑結(jié)構(gòu)體系基本上都采用大開間現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，為了進(jìn)一步降低建筑造價(jià)，近幾年來(lái)部分地區(qū)越來(lái)越多地采用短肢剪力墻與簡(jiǎn)體或一般剪力墻組成的結(jié)構(gòu)體系。這個(gè)結(jié)構(gòu)體系也屬于剪力墻結(jié)構(gòu)的一種。它的特點(diǎn)是建筑平面布置更具靈活性，并且又能節(jié)省鋼筋和混凝土用量，減輕建筑的總重量，從而降低地基基礎(chǔ)造價(jià)。

2．加強(qiáng)混凝土建筑結(jié)構(gòu)的施工設(shè)計(jì)

為滿足結(jié)構(gòu)承載力的需求，通常在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中柱與梁板選擇不同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土。施工規(guī)范規(guī)定柱的施工縫宜留設(shè)在梁底標(biāo)高以下20mm-30mm處，其原則是施工縫宜留在結(jié)構(gòu)受力小且便于施工的位置。施工時(shí)，為方便柱身混凝土的下料與振搗，在梁內(nèi)鋼筋未綁扎之前進(jìn)行澆注。按施工規(guī)范的要求，當(dāng)梁柱的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不同時(shí)，節(jié)點(diǎn)處應(yīng)按。弱梁強(qiáng)柱”的原則。在實(shí)際施工中，施工班組制定合理的節(jié)點(diǎn)保證措施，監(jiān)理人員加強(qiáng)對(duì)澆注質(zhì)量的監(jiān)管和提高整體結(jié)構(gòu)的抗震性能十分重要。

3．建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方面

在建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，要綜合考慮建筑場(chǎng)地的地質(zhì)情況以及水位、使用功能、上部結(jié)構(gòu)類型、施工條件和相鄰建筑的相互影響，以保證建筑物不會(huì)過(guò)量沉降或傾斜，而且還能滿足正常使用要求。另外還要注意相鄰地下建筑物及各類地下設(shè)施的位置，以保證施工的安全。

4．建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗震方面

（一）房建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要從建筑的全局出發(fā)

全面考慮各種建筑部位的功能，在此基礎(chǔ)上，科學(xué)設(shè)計(jì)每個(gè)部分的構(gòu)件，保證每個(gè)部件之間的契合，促使每個(gè)部件或者是若干部件組合起來(lái)可以完成某一特定的設(shè)計(jì)要求，滿足一定的現(xiàn)實(shí)需求，同時(shí)，通過(guò)抗震設(shè)計(jì)，使得每個(gè)構(gòu)件都可以具有相應(yīng)的承載力，當(dāng)?shù)卣饋?lái)襲，每個(gè)構(gòu)件都可以有著一定的次序先后破壞，整體組合構(gòu)件將會(huì)有著更強(qiáng)大的承載力和柔性，從而延緩地震破壞的速度，消耗爆發(fā)的能量。增強(qiáng)建筑的整體抗震能力。

（二）要嚴(yán)格選擇地基選址

地基選址是進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，因此，在房間結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，要科學(xué)避開山嘴，山包，陡坡，河流等不利因素，要本著堅(jiān)硬，牢固，平坦，開闊的選址原則。親身實(shí)地，利用先進(jìn)技術(shù)設(shè)備，進(jìn)行地質(zhì)勘探，山石水土監(jiān)測(cè)，并取樣論證，科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)分析。力求使得整個(gè)地基牢固可靠，地質(zhì)穩(wěn)定無(wú)滲漏，無(wú)坍塌，無(wú)暗河，無(wú)熔巖，無(wú)火山……從而保證整個(gè)地基不會(huì)因?yàn)槌休d而發(fā)生小范圍的坍塌。影響到整體承載能力和抗震能力設(shè)計(jì)。

（三）采用合理的建筑平立面

建筑物的動(dòng)力性能基本上取決于其建筑布局和結(jié)構(gòu)布置。建筑布局簡(jiǎn)單合理，結(jié)構(gòu)布置符合抗震原則，通過(guò)無(wú)數(shù)次的實(shí)驗(yàn)表明，簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱的建筑結(jié)構(gòu)抗震能力強(qiáng)，對(duì)延緩地震烈度范圍延伸，消耗地震的能量，減少地震對(duì)整體結(jié)構(gòu)的破壞，而且，對(duì)稱結(jié)構(gòu)容易準(zhǔn)確計(jì)算其地震反應(yīng)。

5. 加強(qiáng)對(duì)連梁的設(shè)計(jì)優(yōu)化

（一）對(duì)連梁的剛度進(jìn)行折減

連梁由于跨高比較小與之相連的墻肢剛度大等原因，在水平力作用下的內(nèi)力往往很大，在連梁遇到外力發(fā)生屈服的過(guò)程中，主要有幾個(gè)表現(xiàn)，比如出現(xiàn)裂縫，連梁的剛度減弱，內(nèi)力發(fā)生重新分布，因此，一般而言，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前，要對(duì)連梁的剛度實(shí)施折減，從高規(guī)中的相關(guān)條款解釋而言，是要對(duì)整個(gè)混凝土建筑結(jié)構(gòu)的各個(gè)環(huán)節(jié)的剛度和彈性進(jìn)行比較科學(xué)合理的分析，但是，在具體實(shí)際的操作過(guò)程中，各個(gè)部分的構(gòu)件都需要承擔(dān)比較大的彎矩和剪力，并且配筋設(shè)計(jì)具有很大的難度，因而，在筆者多年的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以減少對(duì)豎向荷載能力的考慮，而更多的進(jìn)行適當(dāng)?shù)拈_裂設(shè)計(jì)，將內(nèi)力轉(zhuǎn)移到墻體上去，如此，可以更好的實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化。

（二）在設(shè)計(jì)過(guò)程中適當(dāng)?shù)臏p少連梁的高度

在進(jìn)行連梁的設(shè)計(jì)中，為了達(dá)到降低連梁剛度，減少地震影響效果的目的，可以在保證整個(gè)建筑功能的基礎(chǔ)上，讓連梁的總體的跨度不斷增加，如此，可以很大程度的讓連梁的整體高度降低，一定程度而言，也使得可以講整個(gè)連梁的整體承載能力控制在一定的范圍之內(nèi)，既可以讓設(shè)計(jì)得到優(yōu)化，又可以讓建筑的功能得到正常發(fā)揮。

（三）在連梁設(shè)計(jì)過(guò)程中適當(dāng)增加厚度

在進(jìn)行連梁設(shè)計(jì)，在做好各種構(gòu)件的設(shè)計(jì)優(yōu)化的基礎(chǔ)上，可以讓連梁的整體截面的寬度進(jìn)一步擴(kuò)大，如此，不僅僅可以讓建筑結(jié)構(gòu)整體的剛度變大，也能夠讓整個(gè)地震過(guò)程中產(chǎn)生的各種內(nèi)力作用相對(duì)而言變得更大。而且，由于連梁的抗剪承載力與連梁寬度的增加成正比。通過(guò)剪力墻的厚度增加，也有可能達(dá)到讓連梁抗剪承載力符合限度的目的。

（四）提高混凝土等級(jí)

為了讓連梁的抗剪承載能力不會(huì)超過(guò)規(guī)定個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，可以合理的提高剪力墻的混泥土的等級(jí)，當(dāng)混泥土的等級(jí)得到提升，混泥土的彈性模量增加比例會(huì)小于抗剪承載力的提升比例，從而，可以達(dá)到控制目標(biāo)。

三.、結(jié)束語(yǔ)

混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)專業(yè)性極強(qiáng)的工作，必須綜合考慮到多種因素，既要滿足居民的生活生產(chǎn)多種需要，更要從地震防護(hù)，防水防滲漏等各種因素對(duì)建筑結(jié)構(gòu)做出性能設(shè)計(jì)，同時(shí)，從城市整體的人文自然，交通政治等各方面的因素出發(fā)，選擇合理的建筑結(jié)構(gòu)體系，做出科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)實(shí)用價(jià)值和美學(xué)價(jià)值的統(tǒng)一，為整個(gè)建筑業(yè)的發(fā)展和居民生活質(zhì)量的提高，奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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[3]張民 鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化研究 [學(xué)位論文]2008 - 同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院 同濟(jì)大學(xué)：結(jié)構(gòu)工程

篇6

關(guān)鍵字：住宅;框架結(jié)構(gòu);高層剪力墻結(jié)構(gòu);混合結(jié)構(gòu)

Abstract: It is now residential, shopping malls, teaching buildings, industrial plants, whether the function of simple or complicated, contains the foundation, wall, column, beam, plate, and other building components. They are composed of the framework of a house, form the overall structure, in order to bear all kinds of force. So the whole structure is the building structure, the following analyses the structural frame structure, shear wall structure of high-rise building, hybrid structure.

Key words: residential; frame structure; high-rise shear wall structure; hybrid structure

中圖分類號(hào)：TU973+.14文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

建筑物具有安全性、適用性、和耐久性等內(nèi)在的特質(zhì)，也具有使用性和美觀等外在特質(zhì)，前者取決于結(jié)構(gòu)后者取決于建筑，從嚴(yán)格意義上結(jié)構(gòu)是建筑賴以存在的基礎(chǔ)，在一定意義上結(jié)構(gòu)支撐著建筑，現(xiàn)在從事建筑設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)師都認(rèn)識(shí)到結(jié)構(gòu)對(duì)建筑的重要性，這主要因?yàn)榻ㄖ锸紫纫葷M足來(lái)自各種力的作用，所以要根據(jù)建筑類型來(lái)確定合理的建筑結(jié)構(gòu)。當(dāng)然還有美觀對(duì)結(jié)構(gòu)是不容否認(rèn)的，當(dāng)把結(jié)構(gòu)當(dāng)成建筑表現(xiàn)的一個(gè)完整部分時(shí)，就能建造出較好的并令人滿意的建筑物，所以合理的確定建筑材料和結(jié)構(gòu)類型，即可滿足美學(xué)又可以帶來(lái)經(jīng)濟(jì)上的效益。

一、框架結(jié)構(gòu)

框架結(jié)構(gòu)就是由柱、梁組成來(lái)承受水平荷載和垂直荷載的建筑構(gòu)件。其中墻體是起維護(hù)與隔離作用，它是框架上的荷載，是非承重構(gòu)件。而在布置建筑平面上框架結(jié)構(gòu)就比別的結(jié)構(gòu)顯得比較靈活，框架結(jié)構(gòu)不僅可以提供較大的使用空間，還能滿足各種建筑功能的要求、而梁柱在框架結(jié)構(gòu)連接中一般采用剛性連接，為超靜定高次結(jié)構(gòu)。為了利于結(jié)構(gòu)受力，其中框架柱宜上、下對(duì)中，梁應(yīng)該對(duì)直、拉通，梁柱軸線應(yīng)該在同一豎向平面內(nèi)。這樣，不但保證了有效高度和承載力，還可以將另一方面的結(jié)構(gòu)有效地連成整體，改善結(jié)構(gòu)的抗震性能。下面通過(guò)框架結(jié)構(gòu)的抗震、物理及使用性能這三個(gè)方面簡(jiǎn)單的對(duì)框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析：

①抗震性能方面：從抗震性能方面磚混結(jié)構(gòu)的抗震性能與框架結(jié)構(gòu)是不能相比的，框架結(jié)構(gòu)有較好的延性和整體性其使用壽命長(zhǎng)，且空間內(nèi)可以自由分隔開間，所以?shī)蕵?lè)建筑及商業(yè)建筑均可采用此結(jié)構(gòu)。

②物理性能方面：框架結(jié)構(gòu)是由鋼筋混凝土梁、柱承重，而磚混結(jié)構(gòu)的墻體是起著承重作用的，其承重構(gòu)件的材料都是磚、砂漿及混凝土構(gòu)成，可見其抗壓、抗拉的物理性能都是不能與其相比的。

③使用性能：框架結(jié)構(gòu)是一個(gè)開間比較大的建筑結(jié)構(gòu)，在框架內(nèi)可以根據(jù)自己的理念對(duì)空間進(jìn)行規(guī)劃，其隔離墻不像磚混結(jié)構(gòu)一樣受承重作用它可以任意拆除，而且在裝修內(nèi)部時(shí)它的間隔墻體可以隨意拆卸，其空間運(yùn)用都比較靈活，還增加了空間使用面積。通過(guò)使用來(lái)看框架結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)比磚混結(jié)構(gòu)的性能高出很多。

高層剪力墻結(jié)構(gòu)

現(xiàn)在隨著人們生活水平的提高和對(duì)活動(dòng)空間，尤其是高層樓房的平面和空間要求越來(lái)越高，其中原來(lái)普通框架結(jié)構(gòu)的使用空間有著嚴(yán)格的限定與分隔，所以在這方面人們對(duì)使用空間的需求也不能得到很好地滿足，于是在原有框架結(jié)構(gòu)空間優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上與剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行有效結(jié)合，現(xiàn)在逐步發(fā)展形成了能適應(yīng)人們新住宅觀念的高層住宅結(jié)構(gòu)型式。剪力墻結(jié)構(gòu)就是用鋼筋和混凝土所構(gòu)成的構(gòu)件來(lái)代替框架結(jié)構(gòu)和砌筑結(jié)構(gòu)中的中的墻、梁、板、柱等承受荷載構(gòu)件。所以其構(gòu)件不僅能有效控制結(jié)構(gòu)水平與豎向的荷載力，還能在抗震性能中顯現(xiàn)出框架結(jié)構(gòu)不能相比的優(yōu)越性。剪力墻結(jié)構(gòu)支撐著現(xiàn)在在城市的高層房屋建設(shè)，通過(guò)剪力墻結(jié)構(gòu)被大量的運(yùn)用可以看出剪力墻結(jié)構(gòu)在城市的建設(shè)發(fā)展中起著不可小覷的作用。其中現(xiàn)在的“異形柱框架結(jié)構(gòu)”和“短肢剪力墻結(jié)構(gòu)” 受到了工程師的肯定。更主要的是得到了業(yè)主的歡迎，這就是因?yàn)樗诔鞘懈邔臃课萁ㄔO(shè)過(guò)程中很大程度上克服了普通框架及砌筑等一些結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)。在另一個(gè)方面我們也知道當(dāng)樓層越高時(shí)，它的風(fēng)荷載與自重對(duì)它的水平方向的推動(dòng)和豎向荷載就越來(lái)越大。風(fēng)的橫向水平推動(dòng)力與豎向自重的荷載沒(méi)有約束，可以說(shuō)高層建筑物是不能實(shí)現(xiàn)的。而一般建筑物下面有約束力就夠了但是對(duì)于高層建筑來(lái)說(shuō)，剪力墻結(jié)構(gòu)就改變了下面只有約束力的性能，它把建筑物連接成一個(gè)有效的整體，利用剪力墻的特性，在通過(guò)設(shè)計(jì)人員計(jì)算對(duì)構(gòu)建進(jìn)行材料上的配置，使其不僅能承受住當(dāng)?shù)貙?duì)建筑物的橫向的荷載還能使其承受住自身的荷載。而剪力墻自身的豎向荷載不僅僅承重豎向的力，還承擔(dān)著水平方向的力這種力還包括地震力。通過(guò)下面5條說(shuō)明對(duì)剪力墻進(jìn)行簡(jiǎn)單描述：

①建筑物中的豎向承重構(gòu)件主要由墻體承擔(dān)，這種墻體既承擔(dān)水平構(gòu)件傳來(lái)的豎向荷載同時(shí)承擔(dān)風(fēng)力或地震作用傳來(lái)的水平力，剪力墻即由此而得名。

②剪力墻是建筑物的分隔墻和圍護(hù)墻，因此墻體的布置必須同時(shí)滿足建筑平面布置和結(jié)構(gòu)布置的要求。

③剪力墻結(jié)構(gòu)有很好的承載能力，而且有很好的整體性和空間作用。比框架結(jié)構(gòu)有更好的抗側(cè)力能力，因此可建造較高的建筑物。

④剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是在水平荷載作用下側(cè)移小抗震性能好尤其在如今城市人口多可以利用高層建筑來(lái)緩解人們對(duì)住宅空間的需求，其缺點(diǎn)是 剪力墻的間距有一定限制建筑平面布置不靈活不適合要求大空間的公共建筑另外結(jié)構(gòu)自重也較大。一般只適用住宅、公寓和旅館。

⑤剪力墻結(jié)構(gòu)的樓蓋，結(jié)構(gòu)一般采用平板可以不設(shè)梁所以空間利用比較好，可節(jié)約層高。

三、混合結(jié)構(gòu)

混合結(jié)構(gòu)是各種構(gòu)件組成共同承擔(dān)豎向及水平荷載的結(jié)構(gòu)，可組成框架、框架剪力墻、筒中筒、巨型結(jié)構(gòu)等體系。下面從材料、延性、設(shè)計(jì)原則等三個(gè)方面對(duì)混合結(jié)構(gòu)進(jìn)行剖析。

1、混合結(jié)構(gòu)是由不同材料組成的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)體系是按受力特點(diǎn)進(jìn)行劃分的，這種類型的結(jié)構(gòu)可以組成各種結(jié)構(gòu)體系，但是各種類型的結(jié)構(gòu)體系，其抗震性能有很大差異。因此，在考慮混合結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則、要求方法時(shí)，應(yīng)充分注意到這些，不能把所有的混合結(jié)構(gòu)混為一體。

2、從下面三種角度對(duì)混合結(jié)構(gòu)的延性進(jìn)行考慮

①外框架可以形成的筒中筒結(jié)構(gòu)，這樣能至少分擔(dān)一半的水平力所以抗側(cè)力較強(qiáng)、延性較好。

②框架抗側(cè)力很弱的框架剪力墻體系，其中框架部分側(cè)向剛度很小，主要由剪力墻承擔(dān)水平力，實(shí)際上相當(dāng)于剪力墻結(jié)構(gòu)。

③能夠起到二道防線的的框架剪力墻體系范圍內(nèi)框架抗側(cè)力作用較強(qiáng)。

3、混合結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則

①應(yīng)該使主要抗側(cè)力構(gòu)件在提供側(cè)向剛度的同時(shí)盡量減輕自重，提高延性，框架部分盡量提高地震力的分擔(dān)率。

②混合結(jié)構(gòu)應(yīng)對(duì)薄弱部位的驗(yàn)算進(jìn)行加強(qiáng)，首先對(duì)帶邊框剪力墻采用。應(yīng)加強(qiáng)抗震構(gòu)造措施的非雙重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系混凝土剪力墻的混合結(jié)構(gòu)。

③充分考慮鋼及混凝土構(gòu)件的變形差異對(duì)節(jié)點(diǎn)連接、制造、安裝的影響。

結(jié)束語(yǔ)：

現(xiàn)在建筑行業(yè)發(fā)展這么迅速，而結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是個(gè)系統(tǒng)、全面的工作，需要扎實(shí)的理論知識(shí)功底，靈活創(chuàng)新的思維和嚴(yán)肅認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度。如果不合理、不科學(xué)、不適用的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必然會(huì)造成經(jīng)濟(jì)預(yù)算的增加，嚴(yán)重者還會(huì)制約建筑行業(yè)的發(fā)展。所以只有我們充分對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重視，施行科學(xué)促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)資源優(yōu)化的有效配置，才能使建筑企業(yè)在高效、低成本的建設(shè)中始終強(qiáng)勁。作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員，應(yīng)該對(duì)當(dāng)前房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見問(wèn)題的加以認(rèn)識(shí)與研究，來(lái)不斷提高自身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平，使設(shè)計(jì)的作品比現(xiàn)階段的其它建筑具有更高的水準(zhǔn)，來(lái)設(shè)計(jì)出更合理更經(jīng)濟(jì)的建筑結(jié)構(gòu)形式。

參考文獻(xiàn)：

1、建筑結(jié)構(gòu)科技論文主體部分基本構(gòu)成―《編輯學(xué)報(bào)》2011年S1期

篇7

論文關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；水平載荷

目前我國(guó)內(nèi)地高層建筑中，仍以高層住宅(12～30層)占主體，約占全部高層建筑的80％，所以鋼筋混凝土高層建筑仍是具有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。

一、高層建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)高層建筑結(jié)構(gòu)與普通建筑一樣，都需要同時(shí)承受水平、垂直荷載以及地震的作用，但是，水平荷載和地震是高層建筑的主要控制因素。隨著建筑層數(shù)的不斷增加，位移會(huì)迅速提升，彎矩的提升速度僅次于位移。因此在對(duì)高層建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要求其具有足夠的承載能力，還會(huì)要求其具有足夠的剛度，以便將因水平荷載而產(chǎn)生的側(cè)向變形控制在一定范圍之內(nèi)。由于高層建筑受地震的影響較強(qiáng)，因此其結(jié)構(gòu)還應(yīng)具有延性，以便在地震作用下使結(jié)構(gòu)進(jìn)入塑性階段，避免被地震破壞或出現(xiàn)倒塌。由此可知，抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是高層建筑設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分。

（一）、水平載荷成為決定因素

任何一個(gè)建筑結(jié)構(gòu)都要同時(shí)承受垂直荷載和風(fēng)產(chǎn)生的水平荷載，還要具有抵抗地震作用的能力。在較低樓房中，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)，水平荷載產(chǎn)生的內(nèi)力和位移很小，對(duì)結(jié)構(gòu)的影響也就較?。坏谳^高樓房中，盡管豎向荷載仍對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生著重要影響，水平荷載卻起著決定性的作用。隨著樓房層數(shù)的增多，水平荷載愈益成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的控制因素。一方面，因?yàn)闃欠孔灾睾蜆敲媸褂煤奢d在豎構(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(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩，以及由此在豎構(gòu)件中所引起的軸力，是與樓房高度的兩次方成正比；另一方面對(duì)某一高度樓房來(lái)說(shuō)，豎向荷載的風(fēng)荷載和地震作用，其數(shù)值隨結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的不同而有較大幅度的變化。

（二）、軸向變形不容忽視

通常在低層建筑結(jié)構(gòu)分析中，只考慮彎矩項(xiàng)，因?yàn)檩S力項(xiàng)影響很小，而剪切項(xiàng)一般可不考慮。但對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)，情況就不同了。由于層數(shù)多，高度大，軸力值很大，再加上沿高度積累的軸向變形顯著，軸向變形會(huì)使高層建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)力數(shù)值與分布產(chǎn)生顯著的改變。對(duì)連續(xù)粱彎矩的影響：采用框架體系和框一墻體系的高樓中，框架中柱的軸壓應(yīng)力往往大于邊柱的軸壓應(yīng)力，中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。當(dāng)房屋很高時(shí)，此種差異軸向變形將會(huì)達(dá)到較大的數(shù)值，其后果相當(dāng)于連續(xù)梁的中間支座產(chǎn)生沉陷，從而使連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值減小，跨中正彎矩值和端支座負(fù)彎矩增大。對(duì)構(gòu)件剪力和側(cè)移的影響，與考慮豎向桿件軸向變形的剪力相比較，不考慮豎桿件軸向變形時(shí)，各構(gòu)件水平剪力的平均誤差達(dá)30％以上，結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)側(cè)移減小一半以上。

（三）、側(cè)移成為控制指標(biāo)

與低層建筑不同，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，隨著樓層的增加，水平荷載作用下結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形迅速增大。設(shè)計(jì)高層結(jié)構(gòu)時(shí)，不僅要求結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度，能夠可靠地承受風(fēng)荷載作用產(chǎn)生的內(nèi)力；還要求具有足夠的抗側(cè)剛度，使結(jié)構(gòu)在水平荷載下產(chǎn)生的側(cè)移被控制在某一限度之內(nèi)，保證良好的居住和工作條件。

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

相對(duì)低層結(jié)構(gòu)而言，高層結(jié)構(gòu)更柔一些，在地震作用下的變形更大一些。為了使建筑在進(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)造上采以恰當(dāng)?shù)拇胧瑏?lái)保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。

二、高層建筑結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)方法

高層建筑結(jié)構(gòu)是由豎向抗側(cè)力構(gòu)件(框架、剪力墻、筒體等)通過(guò)水平樓板連接構(gòu)成的大型空間結(jié)構(gòu)體系。要完全精確地按照三維空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析是十分困難的。各種實(shí)用的分析方法都需要對(duì)計(jì)算模型引入不同程度的簡(jiǎn)化。下面是常見的一些基本假定：彈性假定；小變形假定；計(jì)算圖形的假定。

對(duì)于框架一剪力墻體系來(lái)說(shuō)，框架一剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移計(jì)算的方法很多，大都采用連梁連續(xù)化假定。由剪力墻與框架水平位移或轉(zhuǎn)角相等的位移協(xié)調(diào)條件，可以建立位移與外荷載之間關(guān)系的微分方程來(lái)求解。由于采用的未知量和考慮因素的不同，各種方法解答的具體形式亦不相同?？蚣芤患袅Φ臋C(jī)算方法，通常是將結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為等效壁式框架，采用桿系結(jié)構(gòu)矩陣位移法求解。剪力墻的受力特性與變形狀態(tài)主要取決于剪力墻的開洞情況。單片剪力墻按受力特性的不同可分為單肢墻、小開口整體墻、聯(lián)肢墻、特殊開洞墻、框支墻等各種類型。不同類型的剪力墻，其截面應(yīng)力分布也不同，計(jì)算內(nèi)力與位移時(shí)需采用相應(yīng)的計(jì)算方法。剪力墻結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法是平面有限單元法。筒體結(jié)構(gòu)的分析方法按照對(duì)計(jì)算模型處理手法的不同可分為三類：等效連續(xù)化方法、等效離散化方法和三維空間分析。等效連續(xù)化方法是將結(jié)構(gòu)中的離散桿件作等效連續(xù)化處理；等效離散化方法是將連續(xù)的墻體離散為等效的桿件，以便應(yīng)用適合桿系結(jié)構(gòu)的方法來(lái)分析；比等效連續(xù)化和等效離散化更為精確的計(jì)算模型是完全按三維空間結(jié)構(gòu)來(lái)分析筒體結(jié)構(gòu)體系，其中應(yīng)用最廣的是空間桿一薄壁桿系矩陣位移法。

（一）、對(duì)結(jié)構(gòu)高寬比進(jìn)行控制

在高層建筑的設(shè)計(jì)中，對(duì)于側(cè)向位移的控制往往是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的主要矛盾所在，并且傾覆力矩也會(huì)隨著層數(shù)的增加兒顯著增大，因此，建造寬度較小的高層建筑是不符合確保結(jié)構(gòu)安全的要求的，一般來(lái)說(shuō)，應(yīng)該將高層建筑的高寬比控制在5~6左右，如果設(shè)防烈度超過(guò)8度，那么對(duì)于高寬比應(yīng)該進(jìn)行更為嚴(yán)格的限制。

（二）、做好結(jié)構(gòu)的平面設(shè)計(jì)

如果高層建筑的長(zhǎng)度較長(zhǎng)，那么在風(fēng)力的持續(xù)作用下，建筑結(jié)構(gòu)就會(huì)因?yàn)轱L(fēng)力的不規(guī)則變化而發(fā)生樓板平面扭曲或結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)等現(xiàn)象。為了避免因樓板變形而導(dǎo)致的復(fù)雜受力，應(yīng)該注意對(duì)建筑物的長(zhǎng)度加以限制。當(dāng)設(shè)防烈度為6~7時(shí)，應(yīng)該將長(zhǎng)寬比控制在6以下；如果設(shè)防烈度超過(guò)8度，那么長(zhǎng)寬比應(yīng)該限制在5以下。無(wú)論高層建筑物的型式如何，其平面設(shè)計(jì)都應(yīng)該堅(jiān)持對(duì)稱、簡(jiǎn)單、規(guī)則的原則，在最大程度上避免扭轉(zhuǎn)受力和復(fù)雜受力。建筑的質(zhì)量和剛度中心應(yīng)盡可能荸合，以便在最大程度上降低扭轉(zhuǎn)，一般來(lái)說(shuō)，應(yīng)該將偏心率控制在垂直于外力作用線邊長(zhǎng)的5%以內(nèi)。

（三）、做好豎向設(shè)計(jì)

在進(jìn)行結(jié)構(gòu)的豎向設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意堅(jiān)持均勻和連續(xù)的原則，避免結(jié)構(gòu)不連續(xù)或剛度發(fā)生突然變化的情況出現(xiàn)。如果建筑所處地區(qū)為地震頻發(fā)區(qū)，則不得采用底部存在軟弱層的、完全由框支剪力墻組成的結(jié)構(gòu)體系，也不得出現(xiàn)剪力墻在某一層突然發(fā)生中斷的現(xiàn)象，避免在中部形成軟弱層。

三、抗震分析與設(shè)計(jì)在高層建筑的應(yīng)用

在罕遇地震作用下，抗震結(jié)構(gòu)都會(huì)部分進(jìn)入塑性狀態(tài)。為了滿足大震作用下結(jié)構(gòu)的功能要求，有必要研究和計(jì)算結(jié)構(gòu)的彈塑性變形能力。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外抗震設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)，是根據(jù)對(duì)結(jié)構(gòu)在不同超越概率水平的地震作用下的性能或變形要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)彈塑性分析成為抗震設(shè)計(jì)的必要的組成部分。我國(guó)現(xiàn)行抗震規(guī)范(GB50011-2001)要求高層建筑的抗震計(jì)算主要是在多遇地震作用下(小震)，按反應(yīng)譜理論計(jì)算地震作用，用彈性方法計(jì)算內(nèi)力及位移。對(duì)于重要建筑或有特殊要求時(shí)，要用時(shí)程分析法補(bǔ)充計(jì)算，并進(jìn)行罕遇地震作用下(大震)的變形驗(yàn)算。

在我國(guó)高層建筑的抗震分析與設(shè)計(jì)中常見的問(wèn)題有以下幾種：

首先是高度問(wèn)題，對(duì)于超高限建筑物，應(yīng)當(dāng)采取科學(xué)謹(jǐn)慎的態(tài)度。因?yàn)樵诘卣鹆ψ饔孟拢呦藿ㄖ锏淖冃纹茐男詰B(tài)會(huì)發(fā)生很大的變化，隨著建筑物高度的增加，許多影響因素將發(fā)生質(zhì)變，即有些參數(shù)本身超出了現(xiàn)有規(guī)范的適宜范圍，如安全指標(biāo)、延性要求、材料性能、荷載取值、力學(xué)模型選取等。

其次是材料選用和結(jié)構(gòu)體系的問(wèn)題，在高層建筑中，我國(guó)150m以上的建筑，采用的三種主要結(jié)構(gòu)體系(框一筒、筒中筒和框架一支撐)，這些也是其他國(guó)家高層建筑采用的主要體系。但國(guó)外特別在地震區(qū)，是以鋼結(jié)構(gòu)為主，而在我國(guó)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及混合結(jié)構(gòu)占了90％。如此高的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及混合結(jié)構(gòu)，國(guó)內(nèi)外都還沒(méi)有經(jīng)受較大地震作用的考驗(yàn)。根據(jù)現(xiàn)在我國(guó)建筑鋼材的類型、品種和鋼結(jié)構(gòu)的加工制造能力，建議盡可能采用鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土(柱)結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)，以減小柱斷面尺寸，并改善結(jié)構(gòu)的抗震性能。

第三是軸壓比與短柱問(wèn)題，在鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)中，往往為了控制柱的軸壓比而使柱的截面很大，而柱的縱向鋼筋卻為構(gòu)造配筋。柱的塑性變形能力小，則結(jié)構(gòu)的延性就差，當(dāng)遭遇地震時(shí)，耗散和吸收地震能量少，結(jié)構(gòu)容易被破壞。

第四，在某些烈度區(qū)采用了較低的抗震措施與構(gòu)造措施，現(xiàn)在許多專家學(xué)者提出，現(xiàn)行的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全度已不能適應(yīng)國(guó)情的需要，認(rèn)為我國(guó)“取用了可能是世界上最低的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全度”并主張“建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全度水平應(yīng)該大幅度提高”。有人主張?jiān)谠O(shè)防烈度下應(yīng)該采用彈性設(shè)計(jì)，特別是高烈度區(qū)要有嚴(yán)格的抗震措施與抗震構(gòu)造措施來(lái)保證結(jié)構(gòu)的安全。

四、結(jié)語(yǔ)

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)集結(jié)構(gòu)分析，數(shù)學(xué)優(yōu)化方法以及計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體的綜合性技術(shù)工作，是一項(xiàng)對(duì)國(guó)家建設(shè)有重大意義的工作，同時(shí)，亦是一門實(shí)用性很強(qiáng)的工作。如果高層建筑所在地發(fā)生了地震，那么建筑結(jié)構(gòu)所受到的不僅僅是剪切和平移作用的影響，還會(huì)存在圍繞建筑剛度重心的扭轉(zhuǎn)作用。對(duì)于一般的鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，想要對(duì)地震所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)進(jìn)行控制，一方面可以通過(guò)合理配筋來(lái)使建筑物具備一定的抗扭剛度，另一方面就是對(duì)建筑結(jié)構(gòu)平面的不規(guī)則設(shè)置問(wèn)題進(jìn)行處理，以便在最大程度上抵抗扭矩對(duì)建筑物產(chǎn)生的不良作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳肇元、錢稼茹.建筑與工程結(jié)構(gòu)抗倒塌分析與設(shè)計(jì)NO.1[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010.12

[2]王偉．試論建筑結(jié)構(gòu)中的抗扭設(shè)計(jì)[J]．中國(guó)科技財(cái)富，2010(18)，223-223

篇8

【關(guān)鍵詞】 異形柱；框架；受力特點(diǎn)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

0.序言

近年來(lái)，異形柱框架或異形柱框架一剪力墻結(jié)構(gòu)作為一種全新的結(jié)構(gòu)形式廣泛使用于住宅建筑中，相對(duì)于傳統(tǒng)的剪力墻或框架結(jié)構(gòu)，異型柱結(jié)構(gòu)具有可改造性好，用料省、造價(jià)低，居住環(huán)境比一般混凝土結(jié)構(gòu)體系好，空間可得到充分利用，使用靈活方便的優(yōu)點(diǎn)。由于異形柱結(jié)構(gòu)具有上述許多顯著的優(yōu)點(diǎn)，該類結(jié)構(gòu)形式的建筑在中小城市的房地產(chǎn)開發(fā)市場(chǎng)上將會(huì)有很廣闊的前景，得到日漸廣泛的應(yīng)用。

1.異形柱結(jié)構(gòu)的概念及優(yōu)點(diǎn)

1.1.異形柱結(jié)構(gòu)的概念

截面幾何形狀為 “L”型、“T”型、“十”字型，且截面各肢的肢高肢厚比不大于4的柱，上述柱子相對(duì)于傳統(tǒng)的正方形與矩形柱而言是異形的，稱之為異形柱。而采用這種柱子的框架及框架一剪力墻結(jié)構(gòu)稱之為異形柱結(jié)構(gòu)。

1.2. 異形柱結(jié)構(gòu)的顯著優(yōu)點(diǎn)

（1）房間使用質(zhì)量高。室內(nèi)空間整齊，家具擺設(shè)容易。尤其在層數(shù)較多的情況下，如采用矩形柱，柱子外露更多，使用受到相當(dāng)大的限制，特別是小面積住宅更顯影響，用戶深感不便。

（2）提高有效面積比。異形柱的肢寬與墻厚相等或稍寬，因而沒(méi)有矩形柱框架結(jié)構(gòu)中柱子在房間里外露占去使用面積的缺點(diǎn)。與一般框架結(jié)構(gòu)相比，此種結(jié)構(gòu)可增加使用面積5%～10%左右。

2.受力特點(diǎn)

2.1.異形柱破壞機(jī)理

異形柱采用多個(gè)小墻肢的組合截面柱子，柱肢截面中各肢高厚比不大于4，常用的有“T”字型、“L”型、“十”字型、“Z”字型、折線型、“一”字型形狀。柱肢寬度一般使用與墻體相同的厚度，一般為200～250mm，不大于300mm。肢長(zhǎng)較大，《規(guī)程》規(guī)定不小于500mm，一般為600～800。另外，不等肢異形柱肢高比一般不超過(guò)2.2，各肢截面厚度不能相差過(guò)大。

由于柱截面本身的特殊性，異形柱結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)既不同于剪力墻結(jié)構(gòu)，與普通框架也相差很大，具有獨(dú)特性，荷載作用的結(jié)構(gòu)反應(yīng)更加復(fù)雜。國(guó)內(nèi)外大量的試驗(yàn)資料和理論分析證明，異形柱的破壞形態(tài)有：彎曲破壞、小偏壓破壞、剪壓破壞等，影響破壞形態(tài)的主意因素有：荷載角、軸壓比、剪跨比、配箍率等。

2.2.內(nèi)力計(jì)算

單結(jié)構(gòu)形式來(lái)講，異形柱結(jié)構(gòu)的剛度介于普通框架和框架剪力墻之間。對(duì)8度區(qū)－6層住宅采用矩形柱和異形柱框架分別進(jìn)行設(shè)計(jì)。

可以分別采用CRSC和SATWE程序?qū)Ρ确治觯砻髟诘卣鹱饔孟戮匦沃蚣芙Y(jié)構(gòu)的底部剪力要比異形柱結(jié)構(gòu)小16％～26％左右，各層柱的平均剪力和節(jié)點(diǎn)剪力也比矩形柱框架增強(qiáng)多。異形柱結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)介于普通框架柱和剪力墻之間，結(jié)構(gòu)的抗震性能比較差，但內(nèi)力分析計(jì)算時(shí)，既不能完全按普通框架柱，也不能完全照搬短肢剪力墻。

相對(duì)精確的設(shè)計(jì)方法是：假設(shè)梁柱節(jié)點(diǎn)與普通框架梁柱節(jié)點(diǎn)相同，等主軸剛度和等截面面積條件把異形柱截面轉(zhuǎn)化成等效矩形柱截面，利用空間有限元分析程序進(jìn)行內(nèi)力分析，求出柱的內(nèi)力重新按照有關(guān)異形柱截面的配筋計(jì)算公式進(jìn)行截面配筋驗(yàn)算。由于異形柱肢長(zhǎng)比較大，梁相交時(shí)梁柱重疊部分較大，形成相似與壁式框架的梁柱剛域，梁的計(jì)算長(zhǎng)度大大減小，實(shí)際結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度比計(jì)算模型大，導(dǎo)致地震力計(jì)算偏于不安全，對(duì)柱內(nèi)力在程序計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上乘以約1.1的放大系數(shù)或者加大周期折減度以適當(dāng)考慮其影響。但對(duì)于普通設(shè)計(jì)人員來(lái)講過(guò)于費(fèi)時(shí)費(fèi)力，不利于提高效率。

3.設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1.結(jié)構(gòu)方案

異形柱框架設(shè)計(jì)應(yīng)成雙向剛接梁柱抗側(cè)力體系，可根據(jù)結(jié)構(gòu)平面布置和受力特點(diǎn)，設(shè)計(jì)部分異形柱與部分矩形柱或剪力墻的形式，如下圖（圖1）：

圖1 標(biāo)準(zhǔn)層平面圖

特別注意在受力復(fù)雜部分采用矩形柱。平面布置適用使結(jié)構(gòu)平面剛度均勻?qū)ΨQ，減小扭轉(zhuǎn)效應(yīng)或盡量控制剛度均勻?qū)ΨQ：注意豎向布置體型力求簡(jiǎn)單規(guī)則，過(guò)大的外挑內(nèi)收盡量避免，避免樓層剛度沿豎向突變；不易過(guò)大柱網(wǎng)尺寸，最好不超過(guò)6m，柱矩大梁高也大，一方面柱承受的軸力也大，軸壓比高，于抗震不利。另一方面建筑凈空難以滿足要求，為保證梁板對(duì)異形柱節(jié)點(diǎn)的約束，宜采用現(xiàn)澆樓。

3.2.截面設(shè)計(jì)

異形柱截面的肢厚不應(yīng)小于200mm，肢高不應(yīng)小于500mm。框架梁截面高度可按（1/10～1/15）Lb確定（Lb為計(jì)算跨度），且非抗震設(shè)計(jì)時(shí)不宜小于350mm，抗震設(shè)計(jì)時(shí)不宜小于400mm。梁的凈跨與截面高度的比值不宜小于4。梁的截面寬度不宜小于截面高度的1/4和200。

3.3.軸壓比控制

不管對(duì)矩形柱還是異形柱，軸壓比無(wú)疑是最重要的控制條件之一，柱的控制其延性的因素很多，對(duì)異形柱更應(yīng)從嚴(yán)控制?？梢酝ㄟ^(guò)控制柱距、采用輕質(zhì)墻體、布置改善和優(yōu)化結(jié)構(gòu)平面。柱肢端承受梁傳來(lái)的集中荷載，如局部壓應(yīng)力大，可設(shè)置暗柱。除此之外，作為異形柱延性必須嚴(yán)格控制軸壓比，同時(shí)避免高長(zhǎng)比小于4（短柱）?？刂浦孛孑S壓比的目的，要求柱應(yīng)具有足夠大的截面尺寸，以防止出現(xiàn)小偏壓破壞，提高柱的變形能力，滿足抗震要求。對(duì)剪跨比小的短柱要采取相應(yīng)的加強(qiáng)措施，以免形成薄弱環(huán)節(jié)。

3.4.節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

異形柱框架的肢厚不大，節(jié)點(diǎn)核心區(qū)有效水平截面積小。異形柱由于軸壓比的要求，通常肢長(zhǎng)較大，一般而言同截面面積的矩形柱來(lái)講，剛度大，地震作用大，節(jié)點(diǎn)剪力比相同布置下（柱面積相等）的矩形柱結(jié)構(gòu)大很多。所以異形柱框架節(jié)點(diǎn)都需要驗(yàn)算節(jié)點(diǎn)抗剪強(qiáng)度。又因?yàn)椋愋沃穸绕?，?jié)點(diǎn)斜壓機(jī)制導(dǎo)致核心區(qū)斜壓力相對(duì)較大，鋼筋握裹性能差，難以滿足施工質(zhì)量的可靠性。節(jié)點(diǎn)已經(jīng)成為異形柱結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，考慮到節(jié)點(diǎn)處鋼筋的錨固以及保證節(jié)點(diǎn)區(qū)混凝土澆筑的質(zhì)量，柱鋼筋數(shù)量不宜過(guò)多且直徑不宜過(guò)大。

4.結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)幾個(gè)異形柱結(jié)構(gòu)的工程設(shè)計(jì)實(shí)踐基礎(chǔ)上，論述了這種結(jié)構(gòu)形式的受力特點(diǎn)，并分析了其結(jié)構(gòu)計(jì)算、構(gòu)造的相關(guān)問(wèn)題，對(duì)比了短肢剪力墻結(jié)構(gòu)形式。異形柱結(jié)構(gòu)受力機(jī)理具有自己的獨(dú)特性及復(fù)雜性，只有在設(shè)計(jì)中遵循概念設(shè)計(jì)要求，進(jìn)一步研究以完善設(shè)計(jì)理論，提高工程設(shè)計(jì)水平，才能確保結(jié)構(gòu)安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用。

參考文獻(xiàn)

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篇9

關(guān)鍵詞：基礎(chǔ)埋深；底部嵌固層；高寬比；不規(guī)則性；偏心距；開洞；梁高度

Abstract: In a wide range of structural system, high-rise building structure design now become the focus and difficulty of the structure engineering design work. Reference below for some of the problems often occur in the structural design of high-rise buildings, summed up the experience in the design to ensure the safety of the building, extend its life and learning.Key words: foundation depth; bottom of the embedded solid layer; aspect ratio; irregularities; eccentricity; open hole; beam height

中圖分類號(hào)：TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào):

一、基礎(chǔ)埋深問(wèn)題

基礎(chǔ)應(yīng)該要有一定的埋深，埋置深度可以從室外地坪一直算到基礎(chǔ)底面，對(duì)于獨(dú)立的高層建筑而言，基礎(chǔ)埋深比較容易確定，但當(dāng)今多數(shù)高層建筑與地下車庫(kù)都是相互連接的，當(dāng)?shù)叵萝噹?kù)基礎(chǔ)采用筏板基礎(chǔ)或設(shè)有防水底板的獨(dú)立基礎(chǔ)(防水底板不宜太薄)時(shí)，高層建筑的基礎(chǔ)埋深可從室外地坪算起，此時(shí)高層建筑地下室頂板及地下車庫(kù)頂板應(yīng)按嵌固層要求設(shè)計(jì)，地下車庫(kù)應(yīng)有足夠的側(cè)向剛度作為高層建筑的側(cè)限。假如不滿足以上條件的時(shí)候，高層建筑的基礎(chǔ)埋深應(yīng)該要從地下車庫(kù)地面算起。高層建筑通常設(shè)地下室來(lái)滿足埋深要求，主要有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：

1．提高地基承載力。當(dāng)高層建筑采用天然地基時(shí)，地基承載力可進(jìn)行修正.隨著基礎(chǔ)埋深的增加，修正后的地基承載力隨之增大，從而可滿足高層建筑對(duì)地基承載力的要求。

2．有利于高層建筑上部結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定。高層建筑地下室外墻一般采用鋼筋鹼墻，地下室頂板厚不宜小于160mm，地下室具有較大的層間剛度，同時(shí)地下室外墻周邊土也提供了很大的側(cè)向剛度和約束。因此設(shè)地下室有利于上部結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定，有利于協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)整體變形，調(diào)整地基不均與沉降。

二、地下室頂板作為結(jié)構(gòu)底部嵌固層的條件

當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛榻Y(jié)構(gòu)底部嵌固層的時(shí)候，應(yīng)該要能約束結(jié)構(gòu)底部的平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，故必須要滿足下列條件： 1．地下室頂板與室外高差不宜過(guò)大，宜小于1/3層高。 2．地下室的樓層剪切剛度不小于相鄰上部結(jié)構(gòu)樓層剪切剛度的2倍。這里需指出的是，高規(guī)4.8.5條規(guī)定，抗震設(shè)計(jì)的高層建筑當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固層時(shí)，地下室柱截面每側(cè)的縱向鋼筋面積除應(yīng)符合計(jì)算要求外，不應(yīng)少于地上一層對(duì)應(yīng)柱每側(cè)縱向鋼筋面積的1.1倍。規(guī)范規(guī)定此條的目的是保證柱端塑性鉸出現(xiàn)在地下室頂部柱端。由于地下結(jié)構(gòu)的地震、作用效應(yīng)較小，即使在地下室柱與地上一層柱配筋相同時(shí)，柱端塑性鉸通常也出現(xiàn)在地下室頂部。按規(guī)范規(guī)定增大地下室柱配筋時(shí)，往往使得柱鋼筋較密，不便施工。

三、房屋高寬比

房屋高度指室外地面至主樓主要屋面的高度。房屋寬度按所考慮方向的最小投影寬度作為建筑物的計(jì)算寬度。 對(duì)帶裙房的高層建筑，當(dāng)裙房面積與其上塔樓面積比大于2.5或裙房抗側(cè)剛度與其上塔樓抗側(cè)剛度比大于2.0時(shí)，可取裙房以上部分的房屋高度和寬度計(jì)算高寬比。

四、建筑結(jié)構(gòu)不規(guī)則性界定

建筑結(jié)構(gòu)不規(guī)則性除應(yīng)按高規(guī)4.3與4.4節(jié)的相關(guān)規(guī)定界定外，還需注意以下問(wèn)題： 1．計(jì)算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的最大位移比時(shí)應(yīng)按剛性樓板假定。 2．當(dāng)結(jié)構(gòu)的位移比和周期比超規(guī)范規(guī)定時(shí)，說(shuō)明結(jié)構(gòu)的抗扭剛度相對(duì)結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度偏小，結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)較大。在結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度較大，結(jié)構(gòu)的層間位移滿足要求的情況下，可減小結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度，對(duì)樓層中部結(jié)構(gòu)做減法，可取消、減短、減薄剪力墻，減小連梁高度等。當(dāng)結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度較小，側(cè)移較大時(shí)，可對(duì)樓層周邊結(jié)構(gòu)做加法，可增大周邊構(gòu)件的剛度。對(duì)帶裙房高層建筑，帶裙房部分樓層的位移比和周期比往往超規(guī)范規(guī)定。由于裙房高度不高，裙房樓層的絕對(duì)側(cè)移值很小，因此可不按高層建筑的側(cè)移控制條件來(lái)要求裙房，即位移比可適當(dāng)放寬。

3．對(duì)某些建筑，因功能需要，下部幾層為大空間，上部為辦公或客房，隔墻較多，上下層剛度差別較大，此時(shí)剛度變化處的下一層宜指定為薄弱層，進(jìn)行內(nèi)力放大調(diào)整。

五、框架結(jié)構(gòu)梁柱偏心距較大應(yīng)采取的措施

框架結(jié)構(gòu)梁柱偏心較大時(shí)，將導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)核心區(qū)受剪面積減小，且梁端彎矩作用在節(jié)點(diǎn)上時(shí)出現(xiàn)扭矩。因此當(dāng)梁柱偏心距大于柱截面在該方向?qū)挾鹊?/4時(shí)，應(yīng)采取措施。通?？杉哟罅簩捇蛟O(shè)置梁水平腋。當(dāng)設(shè)置梁水平腋時(shí)，在梁柱節(jié)點(diǎn)處形成了較強(qiáng)的剛域，梁塑性鉸將外移。因此梁端箍筋加密區(qū)長(zhǎng)度應(yīng)與普通框架梁有所區(qū)別，水平加腋梁的梁端箍筋加密區(qū)長(zhǎng)度應(yīng)取普通框架梁箍筋加密區(qū)長(zhǎng)度與加腋水平長(zhǎng)度之和。

六、較長(zhǎng)剪力墻的開洞問(wèn)題

高規(guī)7.1.5條規(guī)定：“較長(zhǎng)的剪力墻宜開設(shè)洞口，將其分成長(zhǎng)度較為均勻的若干墻段，墻段之間宜采用弱連梁連接，每個(gè)獨(dú)立墻段的總高度與其截面高度之比不應(yīng)小于2，墻肢截面高度不宜大于8m?！贝藯l規(guī)定主要基于以下考慮：

1．提高剪力墻的延性，避免脆性破壞。墻段高寬比大于2時(shí)一般為彎曲破壞，墻段高寬比小于2時(shí)一般為剪切破壞。

2．避免單片剪力墻承擔(dān)過(guò)大的水平剪力而首先破壞，使得整個(gè)結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件依次破壞。在某些工程設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員往往將較長(zhǎng)的剪力墻開結(jié)構(gòu)洞，洞口較小，形不成弱連梁，此時(shí)的剪力墻為小開口剪力墻，仍具有很大的側(cè)向剛度，承擔(dān)的水平力很大，造成剪切脆性破壞。因此開結(jié)構(gòu)洞時(shí)一定要開大洞，形成弱連梁，連梁跨高比宜大于6使得較長(zhǎng)剪力墻開洞后形成兩個(gè)較獨(dú)立的墻肢。

七、懸挑梁的梁高度選用問(wèn)題

現(xiàn)在，基本上建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師會(huì)經(jīng)常忽略對(duì)梁撓度的計(jì)算。梁高選用比較小，造成梁截面的受壓區(qū)的應(yīng)力過(guò)高，在正常的使用狀態(tài)之下，梁截面的受壓區(qū)產(chǎn)生非線性徐變。伴隨著時(shí)間的推移，梁撓度漸漸加大。挑梁的變形導(dǎo)致了梁板裂縫，由于挑梁變形的不斷擴(kuò)大，裂縫的寬度也隨之加寬，這樣就直接影響了建筑物的正常使用情況。即挑梁變形進(jìn)一步發(fā)展，梁支座截面上部受拉區(qū)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)跨比較大的豎向裂縫。受支座附近的剪彎作用影響，豎向的裂縫不斷向下延伸成為斜裂縫，這個(gè)時(shí)候梁已經(jīng)接近毀壞。裂縫在梁支的座位置斜向延伸，縫越靠上寬度越大。挑梁截面過(guò)于窄小對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的抗震效果影響很大。懸挑結(jié)構(gòu)對(duì)非水平地震的作用極為敏感。當(dāng)梁高相對(duì)而言較小時(shí)，梁截面對(duì)應(yīng)的受壓區(qū)高度也是比較大的，但梁的延性是比較小的，在豎向地震作用力之下容易產(chǎn)生斷裂，從而失去了原有的承載力。

結(jié)束語(yǔ)：

在今后的工作中,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員需要重新認(rèn)識(shí)自己工作的重要性,明確自己的責(zé)任,提高對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量安全問(wèn)題的辨別能力,積累結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工作經(jīng)驗(yàn),使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作行業(yè)逐步步入正軌,使建筑物的設(shè)計(jì)更安全、更合理.

篇10

關(guān)鍵詞：高層建筑；建筑工程設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)體系；問(wèn)題

Abstract: With economic development, have undertaken the task of building engineering staff will be more and more a greater technical difficulty, severe challenges designers. This paper around the high-rise building structures on the one hand, summarizes the characteristics of the structural design of high-rise buildings as well as the corresponding methods of structural analysis of high-rise buildings and a variety of system. The actual analysis and design of high-rise building structure to provide a reference. On the other hand this article relevant departments under the Ministry of Construction of the building works in recent years the statistical material problems in the design, combined with some of the problems found in the seismic review, explore and analyze some important number of issues.Keywords: high-rise buildings; Architectural and engineering design; structural system; problems

中圖分類號(hào)：[TU355]文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2104（2012）

由于在設(shè)計(jì)上出現(xiàn)的問(wèn)題，會(huì)給工程施工階段與交付使用等方面帶來(lái)很多安全質(zhì)量隱患。在這里，筆者將自己在建筑工程設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題剖析給大家，并針對(duì)性地提出解決方法，希望對(duì)建筑設(shè)計(jì)人員和項(xiàng)目建設(shè)單位的基建人員能有所幫助。

一、設(shè)計(jì)中普遍存在的問(wèn)題

1.思想保守

“思想保守”體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面比較多，例如：現(xiàn)在很多高層住宅，剪力墻過(guò)多過(guò)厚，由于剛度過(guò)大，導(dǎo)致相對(duì)側(cè)移值過(guò)小，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于規(guī)范的規(guī)定值，一來(lái)不利于建筑物抗震，二來(lái)不經(jīng)濟(jì)。設(shè)計(jì)師“思想保守”不應(yīng)該，但不顧現(xiàn)場(chǎng)條件的“開放”也是錯(cuò)誤的。它體現(xiàn)在：有些設(shè)計(jì)師在建筑創(chuàng)作中大量的搞“怪異造型”和“仿制抄襲”，認(rèn)為誰(shuí)的作品能給人帶來(lái)某種震撼，滿足其求新、求異的心理需求，哪怕是從國(guó)外直接搬過(guò)來(lái)的東西，就會(huì)受到?jīng)Q策者和建設(shè)方等首選。實(shí)際上這是建筑設(shè)計(jì)創(chuàng)作的極端表現(xiàn)，這種設(shè)計(jì)沒(méi)有考慮到建筑與環(huán)境的協(xié)調(diào)及整體性，反而降低了設(shè)計(jì)品位，徒增造價(jià)。

2.專業(yè)知識(shí)及專業(yè)配合不到位

有些設(shè)計(jì)人員沒(méi)有扎實(shí)的專業(yè)技術(shù)知識(shí)，自然設(shè)計(jì)出的建筑圖紙會(huì)出現(xiàn)很多問(wèn)題，給施工帶來(lái)難度。不具備扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)，在施工過(guò)程中出現(xiàn)的臨時(shí)性問(wèn)題更是難以應(yīng)付，有的甚至對(duì)施工工藝都不太了解。一些年輕的設(shè)計(jì)師，離開計(jì)算機(jī)，離開圖庫(kù)，大腦一片空白，徒手根本不能畫圖，不能設(shè)計(jì)。這樣怎能保證設(shè)計(jì)質(zhì)量，這樣的設(shè)計(jì)在建設(shè)過(guò)程中如何能成為施工依據(jù)。解決方法：設(shè)計(jì)師要加強(qiáng)專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)，還要對(duì)新信息、新設(shè)計(jì)工具、新設(shè)計(jì)手段不斷充電，同時(shí)也要注重實(shí)踐訓(xùn)練，從設(shè)計(jì)室走出來(lái)，深入現(xiàn)場(chǎng)一線，對(duì)施工工藝、流程等方面要很好的把握等。

3.違反強(qiáng)制性條例現(xiàn)象

在工程勘察項(xiàng)目中，違反強(qiáng)制性條例多的是一些知名度高，市場(chǎng)占有份額較大，勘察項(xiàng)目較多的老牌甲級(jí)院。各大勘察設(shè)計(jì)單位對(duì)執(zhí)行強(qiáng)制性規(guī)范是認(rèn)真的，這對(duì)保障的勘察設(shè)計(jì)質(zhì)量起到了很好的表率作用?？辈旃こ讨胁懦霈F(xiàn)的大院現(xiàn)象，也是由于工作量大而引起百密一疏的現(xiàn)象。一般都是在外業(yè)工作深度達(dá)到了勘察深度后，在內(nèi)業(yè)報(bào)告中出現(xiàn)的違規(guī)情況。另外就是對(duì)設(shè)計(jì)要求沒(méi)有吃透而產(chǎn)生的疏忽，但大多數(shù)項(xiàng)目質(zhì)量是高的。具體原因客觀上是由于建筑專業(yè)的靈活性造成的。由于每個(gè)工程項(xiàng)目的不同，建筑物的朝向、體量、高度、間距、面積都有不同，就會(huì)造成設(shè)計(jì)者的疏漏，從而造成多次違反強(qiáng)條的現(xiàn)象，這就給建筑設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)者提出了更高的要求。作為執(zhí)業(yè)者本身來(lái)說(shuō)，對(duì)各類規(guī)范的強(qiáng)調(diào)要心中有數(shù)，對(duì)棱模兩可的專業(yè)問(wèn)題一定要有規(guī)范作依據(jù)，這樣才能有效的避免違反強(qiáng)條的現(xiàn)象再度發(fā)生。另外，建筑專業(yè)在方案階段容易受到建設(shè)單位和業(yè)主的主觀想法的影響，特別是邊遠(yuǎn)城區(qū)，這種影響會(huì)更大，所以在主觀上為了承接任務(wù)也有聽之任之的現(xiàn)象，這是十分有害的，因此更要加強(qiáng)執(zhí)業(yè)者本身的素質(zhì)教育，加強(qiáng)職業(yè)道德的修養(yǎng)，對(duì)強(qiáng)制性條問(wèn)多做宣傳，在執(zhí)行強(qiáng)條上毫不含糊，從根本上杜絕違反強(qiáng)條的現(xiàn)象。

二、高層建筑結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)

1.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)因素分析

（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(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩，以及由此在豎構(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(duì)某一定高度樓房來(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)值是隨結(jié)構(gòu)動(dòng)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(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。

2、高層建筑的結(jié)構(gòu)體系

（1）框架—剪力墻體系。當(dāng)框架體系的強(qiáng)度和剛度不能滿足要求時(shí)，往往需要在建筑平面的適當(dāng)位置設(shè)置較大的剪力墻來(lái)代替部分框架，便形成了框架－剪力墻體系。在承受水平力時(shí)，框架和剪力墻通過(guò)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剪力?？蚣埽袅w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。

（2）剪力墻體系。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。

（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。

3、高層建筑結(jié)構(gòu)分析

（1） 框架－剪力墻結(jié)構(gòu)

框架－剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移計(jì)算的方法很多，大都采用連梁連續(xù)化假定。由剪力墻與框架水平位移或轉(zhuǎn)角相等的位移協(xié)調(diào)條件，可以建立位移與外荷載之間關(guān)系的微分方程來(lái)求解。由于采用的未知量和考慮因素的不同，各種方法解答的具體形式亦不相同。

（2） 剪力墻結(jié)構(gòu)

剪力墻的受力特性與變形狀態(tài)主要取決于剪力墻的開洞情況。單片剪力墻按受力特性的不同可分為單肢墻、小開口整體墻、聯(lián)肢墻、特殊開洞墻、框支墻等各種類型。不同類型的剪力墻，其截面應(yīng)力分布也不同，計(jì)算內(nèi)力與位移時(shí)需采用相應(yīng)的計(jì)算方法。

（3） 筒體結(jié)構(gòu)

筒體結(jié)構(gòu)的分析方法按照對(duì)計(jì)算模型處理手法的不同可分為三類：等效連續(xù)化方法、等效離散化方法和三維空間分析。等效連續(xù)化方法是將結(jié)構(gòu)中的離散桿件作等效連續(xù)化處理。一種是只作幾何分布上的連續(xù)化，以便用連續(xù)函數(shù)描述其內(nèi)力；另一種是作幾何和物理上的連續(xù)處理，將離散桿件代換為等效的正交異性彈性薄板，以便應(yīng)用分析彈性薄板的各種有效方法。等效離散化方法是將連續(xù)的墻體離散為等效的桿件，以便應(yīng)用適合桿系結(jié)構(gòu)的方法來(lái)分析。這一類方法包括核心筒的框架分析法和平面框架子結(jié)構(gòu)法等。比等效連續(xù)化和等效離散化更為精確的計(jì)算模型是完全按三維空間結(jié)構(gòu)來(lái)分析筒體結(jié)構(gòu)體系，其中應(yīng)用最廣的是空間桿－薄壁桿系矩陣位移法。這種方法將高層結(jié)構(gòu)體系視為由空間梁元、空間柱元和薄壁柱元組合而成的空間桿系結(jié)構(gòu)。

三、針對(duì)建筑設(shè)計(jì)中偶便存在的問(wèn)題的解決辦法

1.設(shè)計(jì)人員的“保守”與“開放”都是建筑設(shè)計(jì)的誤區(qū)，正確處理這些問(wèn)題，一則可引用競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，開展一些方案的競(jìng)賽，促使設(shè)計(jì)人員在建筑內(nèi)在結(jié)構(gòu)、外型、使用功能、合理控制工程造價(jià)等方面動(dòng)腦筋。二則設(shè)計(jì)人員平時(shí)要全面培養(yǎng)自己廣泛地藝術(shù)素養(yǎng)和獨(dú)到的見解，對(duì)國(guó)內(nèi)外好的設(shè)計(jì)作品要把握“取其精華、去其糟粕”的創(chuàng)作原則。

2.設(shè)計(jì)師要加強(qiáng)專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)，還要對(duì)新信息、新設(shè)計(jì)工具、新設(shè)計(jì)手段不斷充電，同時(shí)也要注重實(shí)踐訓(xùn)練，從設(shè)計(jì)室走出來(lái)，深入現(xiàn)場(chǎng)一線，對(duì)施工工藝、流程等方面要很好的把握等。

3.加強(qiáng)強(qiáng)制性條文的學(xué)習(xí)。各設(shè)計(jì)單位應(yīng)該組織勘察設(shè)計(jì)的執(zhí)業(yè)人員認(rèn)真學(xué)習(xí)，特別是違反強(qiáng)制性條文的問(wèn)題，拿出本單位有類似現(xiàn)象的施工圖，作一次個(gè)案的分析，讓全體執(zhí)業(yè)人員通過(guò)學(xué)習(xí)，提高設(shè)計(jì)水平。設(shè)計(jì)水平的高低，不僅僅體現(xiàn)在設(shè)計(jì)的工程項(xiàng)目的體量或復(fù)雜性，也體現(xiàn)在設(shè)計(jì)圖的執(zhí)行規(guī)范的嚴(yán)格性。凡是規(guī)范的強(qiáng)制性條文，都是和建筑安全和人民生命安全息息相關(guān)的，要從建設(shè)和諧社會(huì)的高度，加強(qiáng)對(duì)強(qiáng)制性條文的執(zhí)行，不得以任何方式和理由使工程項(xiàng)目在設(shè)計(jì)階段就出現(xiàn)不安全的因素。

4.建立一支相對(duì)穩(wěn)定的勘察設(shè)計(jì)隊(duì)伍，杜絕掛靠現(xiàn)象。在勘察大院出現(xiàn)的違反強(qiáng)條中，就有擔(dān)心不是自身的勘察執(zhí)業(yè)人員的成果，而是掛靠的人員的所作所為的結(jié)果，這對(duì)于勘察報(bào)告質(zhì)量危害是最為嚴(yán)重的，也是行業(yè)規(guī)定所不許可的。在設(shè)計(jì)單位，特別是資質(zhì)較低的單位，往往存在著帶薪培訓(xùn)的問(wèn)題。當(dāng)手把手教出的執(zhí)業(yè)人員正能獨(dú)擋一面的時(shí)候，就往往伴隨著跳槽的現(xiàn)象。作為跳槽本身無(wú)可非意，但對(duì)于中小設(shè)計(jì)單位卻是個(gè)難題，最終的結(jié)果是大院人才儲(chǔ)備過(guò)剩而小院的人才嚴(yán)重不足。而切令人擔(dān)憂的是這種情況還在時(shí)時(shí)發(fā)生，這樣對(duì)提高設(shè)計(jì)質(zhì)量是不利的。因此，必須有相應(yīng)的舉措來(lái)減少這種狀況。各中小設(shè)計(jì)單位本身也要有相應(yīng)的措施保證一個(gè)基本的設(shè)計(jì)隊(duì)伍，防止設(shè)計(jì)質(zhì)量的滑坡。

建筑工程設(shè)計(jì)是一個(gè)市場(chǎng)行為，一個(gè)好的設(shè)計(jì)院要立足于這個(gè)市場(chǎng)，依靠的一是熱情服務(wù)的工作態(tài)度，二是嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)。工作作風(fēng)的最好體現(xiàn)就是多出設(shè)計(jì)精品，而嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范，不違反強(qiáng)制性條文則是設(shè)計(jì)出精品的最可靠的保證。建筑工程設(shè)計(jì)人員需要不斷的積累各種知識(shí)，博采眾長(zhǎng)，集思廣益，充分利用現(xiàn)場(chǎng)條件，揚(yáng)長(zhǎng)避短，趨利避害，合理采用新技術(shù)、新工藝、新材料，加強(qiáng)科技創(chuàng)新，涌現(xiàn)出更多好的設(shè)計(jì)作品。

四、結(jié)論

隨著高層建筑進(jìn)一步的發(fā)展，滿足高層建筑的形式，材料，力學(xué)分析模型都將日趨復(fù)雜多元，為了革新高層建筑，體現(xiàn)其魅力，追求新的結(jié)構(gòu)形式和更加合理的力學(xué)模型將是土木工程師們的目標(biāo)和方向。

參考文獻(xiàn)

[1]王崇杰，崔艷秋.建筑設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002.