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

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

隨著地下空間利用要求日益提高，將多幢高層建筑建在一個(gè)大底盤上的建筑結(jié)構(gòu)體系得到了發(fā)展。本文主要就高層建筑大底盤設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)作一些分析探討。

1高層建筑大底盤設(shè)計(jì)中的一些基礎(chǔ)問題研究

大底盤框架厚筏基礎(chǔ)試驗(yàn)研究中的主要問題有：

（1）沉降變形特征與基底反力分布規(guī)律；

（2）裙房及其基礎(chǔ)是否具有擴(kuò)散主樓荷載的作用，其擴(kuò)散的范圍有多大；

（3）同一個(gè)大底盤框架厚筏基礎(chǔ)上的塔樓之間相互影響的程度如何。

一些專家對(duì)這些問題作了詳細(xì)研究，得出一些結(jié)論：

（1）沉降和反力明顯是主樓下面大

二跨裙房時(shí)的沉降曲線見下圖1所示。

二跨裙房時(shí)的反力曲線見圖2所示。

（2）大型地下框架厚筏的變形與高層建筑的布置、荷載的大小有關(guān)。筏板變形具有以高層建筑為變形中心的不規(guī)則變形特征，高層建筑間的相互影響與加載歷程有關(guān)。高層建筑本身的變形仍具有剛性結(jié)構(gòu)的特征，框架結(jié)構(gòu)筏板具有擴(kuò)散高層建筑荷載的作用。

（3）高層建筑下的地基反力分布具線性分布特征，連同其擴(kuò)散部分為一整體彎曲面，其撓度與筏板的厚度、裙房的荷載有關(guān)，其影響范圍是有限的。

（4）任意組合的多組塔樓在同一大底盤框架厚筏基礎(chǔ)上時(shí)，其地基變形特征為：各塔樓獨(dú)立作用下產(chǎn)生的變形效應(yīng)通過(guò)以各個(gè)塔樓下面一定范圍內(nèi)的區(qū)域?yàn)槌两抵行?，各自沿徑向向衰減，并在其共同的影響范圍內(nèi)相互疊加。地基反力的分布規(guī)律與此相同。

（5）由于主樓荷載擴(kuò)散范圍的有限性和地基變形的連續(xù)性，在通常的樓層范圍內(nèi)，對(duì)于同一大底盤框架厚筏基礎(chǔ)上的并列多塔樓，應(yīng)用疊加原理計(jì)算基礎(chǔ)的沉降變形和地基反力是可行的。

（6）隨著塔樓彼此間位置的不同以及塔樓層數(shù)的差異，對(duì)于基礎(chǔ)筏板表現(xiàn)出的不規(guī)則的變形特征，在筏板設(shè)計(jì)時(shí)需要采用整體分析的方法進(jìn)行計(jì)算。

（7）當(dāng)裙房荷載不大，且筏板的變形滿足要求，需要減薄筏板的厚度以節(jié)省材料時(shí)，可自主樓邊緣向外一跨的位置開始逐漸減薄筏板；當(dāng)筏板的變形不能滿足要求，需要設(shè)置后澆帶時(shí)，后澆帶的位置應(yīng)設(shè)在自主樓邊緣向外一跨處，確保地下室裙房有一跨與主樓整澆在一起，以減少高層下的附加應(yīng)力，充分發(fā)揮“共同作用的有效范圍”的合理受力形式。

2豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)大底盤高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)重點(diǎn)

大底盤多塔樓高層建筑結(jié)構(gòu)在大底盤上一層突然收進(jìn)，使其側(cè)向剛度和質(zhì)量突然變化，故這種結(jié)構(gòu)屬豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)。由于大底盤上有兩個(gè)或多個(gè)塔樓，結(jié)構(gòu)振型復(fù)雜，并會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，引起結(jié)構(gòu)局部應(yīng)力集中，對(duì)結(jié)構(gòu)抗震不利。如果結(jié)構(gòu)布置不當(dāng)，則豎向剛度突變、扭轉(zhuǎn)振動(dòng)反應(yīng)將會(huì)加劇。

因此，多塔樓結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)布置應(yīng)滿足下列要求。

（1）多塔樓建筑結(jié)構(gòu)各塔樓的層數(shù)、平面和剛度宜接近。

計(jì)算結(jié)果表明，當(dāng)各塔樓的質(zhì)量和側(cè)向剛度分布不均勻時(shí)，結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)反應(yīng)加劇。所以，為了減輕扭轉(zhuǎn)振動(dòng)反應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)的不利影響，位于同一裙房上各塔樓的層數(shù)、平面形狀和側(cè)向剛度宜接近；如果各多塔樓的層數(shù)、剛度相差較大時(shí)，宜用防震縫將裙房分開。

（2）塔樓對(duì)底盤宜對(duì)稱布置，塔樓結(jié)構(gòu)的綜合質(zhì)心與底盤結(jié)構(gòu)質(zhì)心距離不宜大于底盤相應(yīng)邊長(zhǎng)的 20%。

試驗(yàn)研究和計(jì)算分析結(jié)果表明，當(dāng)塔樓結(jié)構(gòu)與底盤結(jié)構(gòu)質(zhì)心偏心較大時(shí)，會(huì)加劇結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)反應(yīng)。所以，結(jié)構(gòu)布置時(shí)應(yīng)注意盡量減小塔樓與底盤的偏心。

（3）抗震設(shè)計(jì)時(shí)，轉(zhuǎn)換層不宜設(shè)置在底盤屋面的上層塔樓內(nèi)。

把轉(zhuǎn)換層設(shè)置在大底盤屋面的上層塔樓內(nèi)，則結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度沿豎向突變與結(jié)構(gòu)內(nèi)力傳遞途徑改變同時(shí)出現(xiàn)，使結(jié)構(gòu)受力更加復(fù)雜，不利于結(jié)構(gòu)抗震，轉(zhuǎn)換層與大底盤屋面之間的樓層更容易形成薄弱部位，加劇了結(jié)構(gòu)破壞。

大底盤多塔樓結(jié)構(gòu)是通過(guò)下部裙房將上部各塔樓連接在一起的，與無(wú)裙房的單塔樓結(jié)構(gòu)相比，其受力最不利部位是各塔樓之間的裙房連接體。這些部位應(yīng)采取下列加強(qiáng)措施：

（1）為保證多塔樓建筑結(jié)構(gòu)底盤與塔樓的整體作用，底盤屋面樓板應(yīng)予以加強(qiáng)。

（2）為保證多塔樓建筑中塔樓與底盤的整體工作，抗震設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)其底部薄弱部位應(yīng)予以特別加強(qiáng)。多塔樓之間裙房連接體的屋面梁應(yīng)加強(qiáng)；塔樓中與裙房連接體相連的柱、剪力墻，從固定端至裙房屋面上一層的高度范圍內(nèi)，宜適當(dāng)提高。

3大底盤高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例

3.1工程概況

某高層辦公樓高104m，地下3層，地上29層，平面為32×32m切角正方形。公寓、賓館均為：高50.1m，地下3層（局部2 層），地上15層，平面為L(zhǎng)形。擬擴(kuò)建辦公樓一座，高23層，88m，建筑面積約24000 m2 ，平立面形狀、大小、風(fēng)格與原辦公樓一致。

3.2基礎(chǔ)方案設(shè)計(jì)

根據(jù)建筑方案，擬建工程距原辦公樓僅4m，距鍋爐房?jī)H2m，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)除保證新樓自身安全外，主要考慮它對(duì)原辦公樓及鍋爐房的影響。新樓基坑開挖造成原辦公樓和鍋爐房一側(cè)卸荷，可能引起二者向另一側(cè)傾斜。開挖過(guò)深則會(huì)造成原辦公樓和鍋爐房地基土滑移，二者向基坑傾斜。如果施工降水處理不當(dāng)，也將造成原辦公樓和鍋爐房的不均勻沉降及傾斜。新樓沉降量過(guò)大更會(huì)直接導(dǎo)致原辦公樓和鍋爐房的不均勻沉降及傾斜。

設(shè)計(jì)考慮：

采用樁基礎(chǔ)方案，保證新樓沉降最小。保證原有建筑物的安全。樁基沉降分析采用相互影響的計(jì)算方法；減小基坑開挖深度，采用一層地下室，以降低基坑開挖的難度，減少卸荷對(duì)原建筑物的影響。根據(jù)地下水狀況，不采用人工降低地下水方法，少量進(jìn)入基坑的水采用明溝排放。采用可靠的基坑支護(hù)方案，保證原有建筑物的安全。

設(shè)計(jì)方案：

采用一層地下室，地下室底標(biāo)高為-4.0～4.5m。地下室底板須按規(guī)范進(jìn)行驗(yàn)算。主樓采用灌注樁，以卵石層為持力層，樁長(zhǎng)約20m，樁徑800mm。經(jīng)估算單樁容許承載力為2800KN，其中側(cè)阻為2000KN，端阻800≮KN。采用后壓漿技術(shù)，以提高單樁承載力。預(yù)期提高25%。須進(jìn)行單樁靜荷載試驗(yàn)，數(shù)量不少于3根。并應(yīng)進(jìn)行后壓漿與否的對(duì)比試驗(yàn)。根據(jù)試樁確定的單樁承載力調(diào)整樁數(shù)，但減少的樁數(shù)不得多于原樁數(shù)的25%。根據(jù)基底平面為切角正方形及原有建筑物的限制，基坑支護(hù)采用鋼筋混凝土拱圈方案。拱圈厚度≮400mm，壓頂梁厚度≮500mm。拱圈底標(biāo)高不得高于地下室底標(biāo)高。

結(jié)論與總結(jié)：

現(xiàn)代高層建筑往往具有體型復(fù)雜、功能綜合的特征。一方面為人們提供了良好的生活環(huán)境和工作條件，體現(xiàn)了建筑設(shè)計(jì)的人性化理念；另一方面也使建筑結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜、抗震性能變差、結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)方法復(fù)雜化。因此，針對(duì)復(fù)雜高層建筑，尤其是大底盤復(fù)雜高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)持續(xù)加強(qiáng)研究，不斷提高大底盤高層建筑的結(jié)構(gòu)性能。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉強(qiáng).關(guān)于高層建筑大底盤不規(guī)則多塔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)探析[J].城市建筑，2014，（23）：86-86，92.DOI：10.3969/j.issn.1673-0232.2014.23.071.

篇2

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

一、高層建筑抗震結(jié)構(gòu)的分析

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

再?gòu)慕ㄖ膫?cè)移特點(diǎn)來(lái)看：建筑豎直方向載荷引起的建筑位移是比較小的，而水平方向的載荷作為平均分布的載荷時(shí)，建筑的高度就和其側(cè)移呈現(xiàn)出四次方的變化。由此可以得出，在高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)中，水平方向的載荷對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的影響是要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于垂直方向載荷對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的影響的，所以在進(jìn)行高層混凝土建筑建設(shè)時(shí)，水平載荷是在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要重點(diǎn)控制的影響因素，所以除了在保證高層建筑結(jié)構(gòu)抵抗水平載荷產(chǎn)生的彎矩、剪力以及壓、拉應(yīng)力時(shí)，要具有較大的強(qiáng)度以外，還要保證高層建筑結(jié)構(gòu)具有足夠的剛度，使得建筑隨著高度的不斷升高，所引起的側(cè)向變形能控制在結(jié)構(gòu)規(guī)范允許的范圍之內(nèi)。

二、高層建筑抗震設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法

對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)時(shí)，要從減小地震作用力的輸入和增強(qiáng)地震抵抗力兩個(gè)方面進(jìn)行考慮。下面將從五個(gè)方面進(jìn)行分析：盡可能減小地震作用能量的輸入，運(yùn)用高延性設(shè)計(jì)、推廣消震和隔震措施的運(yùn)用，注重抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，重視建筑材料的選擇，增多抗震防線的建設(shè)。將減小地震作用力和增強(qiáng)建筑的地震抵抗力二者結(jié)合起來(lái)，從兩方面入手，進(jìn)行建筑抗震的設(shè)計(jì)施工。

（一）減少地震發(fā)生時(shí)能量的輸入

在具體的設(shè)計(jì)中，積極采用基于位移的結(jié)構(gòu)抗震方法，對(duì)具體的方案進(jìn)行定量分析，使結(jié)構(gòu)的變形彈性滿足預(yù)期地震作用力下的變形需求。對(duì)建筑構(gòu)件的承載力進(jìn)行驗(yàn)收的同時(shí)，還要控制建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的層間位移限值；并且更具建筑構(gòu)件的變形和建筑結(jié)構(gòu)的位移之間的關(guān)系，確定構(gòu)件的變形值；根據(jù)建筑界面的應(yīng)變分布以及大小，來(lái)確定建筑構(gòu)件的構(gòu)造需求。對(duì)于高層建筑來(lái)講，在堅(jiān)固的場(chǎng)地上進(jìn)行建筑施工，可以有效減少地震發(fā)生作用時(shí)能量的輸入，從而減弱地震對(duì)高層建筑的破壞程度。

（二）運(yùn)用高延性設(shè)計(jì)、推廣消震和隔震措施的運(yùn)用

現(xiàn)在在我國(guó)，許多高層建筑進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，多采用延性結(jié)構(gòu)，也就是適當(dāng)?shù)目刂平ㄖY(jié)構(gòu)的剛度，允許地震時(shí)結(jié)構(gòu)的構(gòu)件進(jìn)入到具有很大延性的塑性狀態(tài)，從而消耗地震作用時(shí)的能量，使地震反應(yīng)減小，減弱地震給高層建筑帶來(lái)的破壞和重大損失。如果某高層建筑的承載能力較小，但是具有較高的延性，那么在地震中它也不容易倒塌，因?yàn)檠有詷?gòu)件可以吸收較多的能量，經(jīng)受住很大的結(jié)構(gòu)變形。延性結(jié)構(gòu)的運(yùn)用，在很多情況下是有效的，它可以消耗地震能量，減輕地震反應(yīng)，使結(jié)構(gòu)物“裂而不倒。

進(jìn)入20 世紀(jì)以來(lái)，人們對(duì)建筑物抗振動(dòng)能力的提高做出了巨大的努力，取得了顯著的成果，其中阻尼器的使用在高層建筑的抗震方面有很大的作用。通過(guò)對(duì)阻尼器的利用，進(jìn)行減震和能量的吸收，可以巧妙的避免或減弱地震對(duì)高層建筑的破壞作用。

（三）注重抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

高層建筑抗震設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)應(yīng)該得到人們的重視。我國(guó)150m 以上的建筑，采用的3 種主要結(jié)構(gòu)體系（框.筒、筒中筒和框架- 支撐體系），都是其他國(guó)家高層建筑采用的主要體系。我國(guó)鋼材生產(chǎn)數(shù)量已較大，鋼結(jié)構(gòu)的加工制造能力已有了很大提高，因此在有條件的地方，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。

我國(guó)傳統(tǒng)文化中“以柔克剛”具有價(jià)高的思想價(jià)值，可以指導(dǎo)很多實(shí)際問題。在高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中，可以從傳統(tǒng)的硬性為主的抗震模式向以柔性為主的抗震模式轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)以柔克剛、剛?cè)嵯酀?jì)，有效地減弱地震作用過(guò)程中釋放的沖擊力。比如，在高層建筑的拱形結(jié)構(gòu)中有這樣一個(gè)例子：迪拜帆船酒店，外觀如同一張鼓滿了風(fēng)的帆，一共有56 層、321m高，就是運(yùn)用拱結(jié)構(gòu)抗震減災(zāi)的很好的例子。

（四）重視建筑材料的選擇

在高層建筑的抗震方案設(shè)計(jì)中，建筑結(jié)構(gòu)的材料選擇也非常重要。首先，我們可以對(duì)建筑材料的參數(shù)進(jìn)行抗震性能的分析，從整體上對(duì)材料的參數(shù)變異性進(jìn)行研究，而不能僅考慮建筑材料的承載力忽略其他因素。從抵抗地震的角度來(lái)講，就是要控制建筑結(jié)構(gòu)的延性需求，這就要求我們從高層建筑建設(shè)施工的各方面，來(lái)選擇符合抗震需求而且經(jīng)濟(jì)適用的建筑結(jié)構(gòu)材料。

（五）增多抗震防線的建設(shè)

高層建筑結(jié)構(gòu)防震可以設(shè)置多道抗震防線，增強(qiáng)對(duì)地震的抵抗力。高層建筑物設(shè)置多層的地震抵抗防線，第一道防線遭到破壞之后，有后備的第二道、第三道甚至更多的防線對(duì)地震的作用力進(jìn)行阻擋，避免高層建筑物的倒塌。高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行抵抗地震設(shè)計(jì)時(shí)，可以采用具有多個(gè)肢節(jié)和壁式框架的“框架剪力墻”等防震結(jié)構(gòu)。

框架剪力墻具有性能較好的多道防線抗震結(jié)構(gòu)，其中的剪力墻是第一道抗震防線也的主要的抗側(cè)力構(gòu)件。所以，剪力墻要足夠多，保證它的承受能力較高，不小于高層建筑底部地震傾覆力矩的一半。同時(shí)，為承受剪力墻開裂后重分配的地震作用，任一層框架部分按框架和墻協(xié)同工作分配的地震剪力，不應(yīng)小于結(jié)構(gòu)底部總地震剪力的20%和框架各層地震剪力最大值的1.5倍兩者的較小值。剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻可以通過(guò)合理設(shè)置連梁（包括非建筑功能需要的開洞組成多肢聯(lián)肢墻，使其具有優(yōu)良的多道抗震防線性能。

三、高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)計(jì)算

目前國(guó)內(nèi)外在進(jìn)行高層建筑抗震結(jié)構(gòu)的計(jì)算時(shí)，都開始廣泛的采用電腦軟件，特別是在面對(duì)一些比較復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)形式時(shí)，電腦軟件能對(duì)其提供巨大的幫助。在運(yùn)用電腦軟件進(jìn)行建筑抗震結(jié)構(gòu)的計(jì)算時(shí)，要求建筑結(jié)構(gòu)的工程師必須具有清晰的結(jié)構(gòu)概念，能準(zhǔn)確在計(jì)算機(jī)上建立出反映工程實(shí)際情況的模型，還要能對(duì)其計(jì)算結(jié)果是否具有準(zhǔn)確性、合理性做出分析。

在利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行對(duì)高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，要求計(jì)算機(jī)軟件的技術(shù)條件應(yīng)該符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，并且在進(jìn)行特殊結(jié)構(gòu)處理計(jì)算時(shí)，還要闡明其內(nèi)容方面相關(guān)的科學(xué)依據(jù)。在面對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)下，多發(fā)地震災(zāi)害的建筑內(nèi)力和變形的分析時(shí)，至少要采用兩個(gè)不同的力學(xué)模型進(jìn)行研究計(jì)算，對(duì)計(jì)算出來(lái)的結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確的分析、確認(rèn)無(wú)誤后，才能進(jìn)行相關(guān)建筑工程的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

四、結(jié)束語(yǔ)

高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)方法和技術(shù)是不斷變化和進(jìn)步的，我們需要在具體的實(shí)踐中對(duì)高層建筑所處的地質(zhì)和環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)的分析和研究，選用適合的抗震結(jié)構(gòu)，注重建筑結(jié)構(gòu)材料的選擇，減小地震的作用力，增強(qiáng)地震的抵抗力，從而達(dá)到高層建筑抗震的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王榮書，高層建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)探析[J] 黑龍江科技信息，2010.

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【關(guān)鍵詞】高層建筑；結(jié)構(gòu)體系；分析方法

引言

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展和人民生活的迅速提高，業(yè)主及建筑師的創(chuàng)新藝術(shù)使得鋼筋混凝土高層建筑發(fā)展被廣泛應(yīng)用。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)給工程設(shè)計(jì)人員提出了更高的要求，下面就結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)進(jìn)行探討。

1 結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般分為三個(gè)階段，結(jié)構(gòu)方案．計(jì)算和施工圖設(shè)計(jì)階段。方案階段包括：根據(jù)建筑的重要性，建筑所在地的抗震設(shè)防烈度，工程地質(zhì)勘查報(bào)告，建筑場(chǎng)地的類別及建筑的高度和層數(shù)來(lái)初步確定建筑的結(jié)構(gòu)形式( 例如。磚混結(jié)構(gòu)，框架結(jié)構(gòu)，框剪結(jié)構(gòu)，剪力墻結(jié)構(gòu)，筒體結(jié)構(gòu)，混合結(jié)構(gòu)等等以及由這些結(jié)構(gòu)來(lái)組合而成的結(jié)構(gòu)形式)。確定了結(jié)構(gòu)的形式之后就要根據(jù)不同結(jié)構(gòu)形式的特點(diǎn)和要求來(lái)布置結(jié)構(gòu)的承霞體系和受力構(gòu)件。

結(jié)構(gòu)計(jì)算階段包括：首先，荷載的計(jì)算。荷載包括外部荷載(例如，風(fēng)荷載，雪荷載．施工荷載，地下水的荷載，地震荷載，人防荷載等等)和內(nèi)部荷載(例如．結(jié)構(gòu)的自黿荷載，使用荷載．裝修荷載等等) 上述荷載的計(jì)算要根據(jù)荷載規(guī)范的要求和規(guī)定采用不同的組合值系數(shù)和準(zhǔn)永久值系數(shù)等來(lái)進(jìn)行不同工況下的組合計(jì)算。其次，構(gòu)件的試算。根據(jù)計(jì)算出的荷載值，構(gòu)造措施要求，使用要求及各種計(jì)算手冊(cè)上推薦的試算方法來(lái)初步確定構(gòu)件的截面。再次，內(nèi)力的計(jì)算，根據(jù)確定的構(gòu)件截面和荷載值來(lái)進(jìn)行內(nèi)力的計(jì)算，包括彎矩，剪力。扭矩軸心壓力及拉力等等。最后．構(gòu)件的計(jì)算。根據(jù)計(jì)算出的結(jié)構(gòu)內(nèi)力及規(guī)范對(duì)構(gòu)件的要求和限制(比如，軸壓比．剪跨比，跨高比，裂縫和撓度等等) 來(lái)復(fù)核結(jié)構(gòu)試算的構(gòu)件是否符合規(guī)范規(guī)定和要求。如不滿足要求則要調(diào)整構(gòu)件的截面或布置直到滿足要求為止。

施工圖設(shè)計(jì)階段包括，根據(jù)結(jié)構(gòu)計(jì)算的結(jié)果來(lái)用結(jié)構(gòu)語(yǔ)言表達(dá)在圖紙上。首先要符合結(jié)構(gòu)計(jì)算的要求，同時(shí)還要符合規(guī)范中的構(gòu)造要求，最后還要考慮施工的可操作性。這就要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員對(duì)規(guī)范要很好的理解和把握。另外還要對(duì)施工的工藝和流程有一定的了解。這樣設(shè)計(jì)出的結(jié)構(gòu)，才會(huì)是合理的結(jié)構(gòu)。

2 高層建筑的結(jié)構(gòu)體系

2.1 框架結(jié)構(gòu)體系

從結(jié)構(gòu)體系上看，早期多采用框架結(jié)構(gòu)。由于它平面布置靈活，空間大，能適應(yīng)較多功能的需要，因此成為高層建筑的主要結(jié)構(gòu)形式。但是，框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度較小，在一般節(jié)點(diǎn)連接情況下，當(dāng)承受側(cè)向的風(fēng)力或地震作用時(shí)，將會(huì)有較大的變形。因此，限制了這種結(jié)構(gòu)形式的建造高度和層數(shù)。

2.2 剪力墻結(jié)構(gòu)體系

為了滿足更高層數(shù)的要求，結(jié)合住宅、公寓和賓館對(duì)單開間的需求，出現(xiàn)了較高層數(shù)的剪力墻結(jié)構(gòu)。剪力墻結(jié)構(gòu)具有良好的側(cè)向剛度和規(guī)整的平面布置，按照功能要求，設(shè)置自下而上的現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻，對(duì)抵抗側(cè)向風(fēng)力和地震作用是十分有利的，因此，它允許建造的高度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于框架結(jié)構(gòu)。剪力墻結(jié)構(gòu)的不足之處在于，平面布置的靈活性較差，使用上也受到一定限制。因此，它的適用范圍較小，僅適用于住宅、公寓和賓館等建筑。目前全國(guó)各地的大量高層住宅建筑，絕大多數(shù)均采用剪力墻結(jié)構(gòu)。

2.3 框架―剪力墻結(jié)構(gòu)體系

建筑功能要求有較大的靈活性，但同時(shí)又能滿足風(fēng)和地震作用的考驗(yàn)，取框架和剪力墻結(jié)構(gòu)兩者之長(zhǎng)，形成框架―剪力墻結(jié)構(gòu)?？蚣芙Y(jié)構(gòu)具有布置靈活的優(yōu)點(diǎn)，而剪力墻結(jié)構(gòu)具有良好的抗側(cè)力能力，結(jié)合后的結(jié)構(gòu)體系可滿足一般建筑功能要求，在適當(dāng)位置設(shè)置一定數(shù)量的剪力墻，既是建筑布置需要，又是結(jié)構(gòu)抗側(cè)力需要。因此，框架―剪力墻結(jié)構(gòu)體系的適用范圍和適應(yīng)的高度較寬，是一種較好的結(jié)構(gòu)體系，已廣泛應(yīng)用。

2.4 筒體結(jié)構(gòu)

筒體結(jié)構(gòu)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新體系，它的出現(xiàn)滿足了高層建筑更高層數(shù)的要求，包括單簡(jiǎn)體、簡(jiǎn)體―框架、筒中筒、多束筒等多種形式。筒體結(jié)構(gòu)具有很好的整體性和抗側(cè)力性能，在平面布置和滿足功能要求方面也有明顯的優(yōu)勢(shì)，為眾多高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)所采用。

3 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GB 50011―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。

4 高層建筑結(jié)構(gòu)的分析方法

4.1 基于常微分方程求解器的分析方法

對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)分析，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)開發(fā)研制了相當(dāng)有效的常微分方程求解器(ordinary deferential equation solver)，功能很強(qiáng)，尤其自適應(yīng)求解，可以滿足用戶預(yù)先對(duì)解答精度所指定的誤差限。我國(guó)清華大學(xué)包世華教授和袁駟教授在高層建筑結(jié)構(gòu)分析中應(yīng)用此方法，解決了高層建筑結(jié)構(gòu)考慮樓板變形時(shí)靜力計(jì)算、動(dòng)力計(jì)算和穩(wěn)定計(jì)算。這些問題若完全用離散化方法求解，其計(jì)算量都極其巨大，用微分方程求解器法求解，因其方程組數(shù)目少，顯示出極大的優(yōu)越性，在高層建筑結(jié)構(gòu)分析中成功地運(yùn)用此方法，具有獨(dú)到之處。

4.2 基于有限條法和樣條函數(shù)法的分析方法

在高層建筑中，經(jīng)常會(huì)遇到幾何形狀和物理特性沿高度方向比較規(guī)則的情況，這樣的結(jié)構(gòu)體系采用有限條法很有效。有限條法只需沿著某些方向采用簡(jiǎn)單多項(xiàng)式，其他方向則為連續(xù)、可微且事先滿足條端邊界條件的級(jí)數(shù)。在采用有限條法時(shí)，合理地選擇結(jié)構(gòu)計(jì)算模型，等效連續(xù)體的物理常數(shù)和條元的位移函數(shù)是提高精度、簡(jiǎn)化計(jì)算的三個(gè)關(guān)鍵。樣條函數(shù)是分段多項(xiàng)式的一種，與一般有限單元法相比，它的位移模式曲線擬合度好、連續(xù)性及通用性強(qiáng)，系數(shù)矩陣稀疏、計(jì)算量小，且具有緊湊、收斂、完備和穩(wěn)定等方面特征。因此，計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好，不失為一種較好的方法，在高層建筑中得到了應(yīng)用。

4.3 基于分區(qū)廣義變分原理與分區(qū)混合有限元的分析方法

有限元，特別是雜交元和非協(xié)調(diào)元的發(fā)展，促進(jìn)了分區(qū)廣義變分原理的研究。清華大學(xué)龍馭球教授在分區(qū)混合廣義變分原理基礎(chǔ)上提出了分區(qū)混合有限元法。它將彈性體分成勢(shì)能區(qū)和余能區(qū)，勢(shì)能區(qū)采用位移單元，以節(jié)點(diǎn)位移為基本未知量；余能區(qū)采用應(yīng)力單元，以應(yīng)力函數(shù)作為基本未知量，而區(qū)交界面通過(guò)引入附加的能量項(xiàng)在積分意義下滿足位移和力的連續(xù)條件，從而保證了收斂性，最后通過(guò)取總能量泛函為駐值建立分區(qū)混合有限元法基本方程。

4.4 基于最優(yōu)化理論的結(jié)構(gòu)分析方法

結(jié)構(gòu)最優(yōu)化設(shè)計(jì)是把數(shù)學(xué)上最優(yōu)化理論結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一種新型設(shè)計(jì)方法。它的出現(xiàn)，使設(shè)計(jì)者能從被動(dòng)的分析、檢驗(yàn)而進(jìn)入主動(dòng)“設(shè)計(jì)”。因而對(duì)于一定的空間要求，高層建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)以最小重量產(chǎn)生最大剛度，框架剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻的最優(yōu)數(shù)量和最優(yōu)布置是優(yōu)化設(shè)計(jì)在高層建筑結(jié)構(gòu)中應(yīng)用的一個(gè)課題。

5 結(jié)語(yǔ)

總之，由于目前我國(guó)高層建筑發(fā)展迅速；機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到各種問題，需要我們?cè)O(shè)計(jì)人員積累經(jīng)驗(yàn)，利用正確概念進(jìn)行設(shè)計(jì)。而創(chuàng)新是結(jié)構(gòu)工程師對(duì)設(shè)計(jì)、業(yè)主和社會(huì)的最大貢獻(xiàn)。所以，結(jié)構(gòu)工程師必須在每一個(gè)工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)中都能做到不斷地探求自然法則，不懈地追求相對(duì)的最佳最優(yōu)，要通過(guò)反思比較，在經(jīng)驗(yàn)積累中不斷提高自己的判斷力和創(chuàng)新力。

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篇4

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

1、高層建筑的結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)

1.1 軸向變形

高層建筑的中豎向荷載一般都比較大，會(huì)在柱中引起很大的軸向變形從而也就影響連續(xù)梁彎矩，同時(shí)還會(huì)影響預(yù)制構(gòu)件的下料長(zhǎng)度。因此必須考慮軸向變形計(jì)算值，對(duì)下料長(zhǎng)度作相應(yīng)調(diào)整。

1.2 水平荷載

高度范圍的高層建筑，立體豎向的荷載基本都是固定好不能變的，還包括風(fēng)荷載和地震作用的水平荷載的數(shù)值，也會(huì)隨結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的區(qū)別所產(chǎn)生較大范圍的變化。

1.3 側(cè)移的控制

結(jié)構(gòu)的側(cè)移是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要。隨著現(xiàn)代樓房高度的增加，水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形也會(huì)隨著建筑高度的升高與迅速增大?；谶@一原因，水平荷載作用下的側(cè)移一定要嚴(yán)格控制在一定范圍內(nèi)。

1.4 結(jié)構(gòu)延性

高層建筑比矮層的樓房結(jié)構(gòu)要更柔和，因?yàn)橛龅降卣鸬葎×艺饎?dòng)時(shí)所出現(xiàn)的形變就會(huì)更大。為了保證建筑在塑性變形的階段中仍能具備強(qiáng)變形能力，一定要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采用相應(yīng)措施以確保結(jié)構(gòu)的延性。

2、剪力墻結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

剪力墻是一種好的抵抗水平荷載的墻。剪力墻因?yàn)榭梢杂行У挚顾胶奢d，所以在總體的墻面結(jié)構(gòu)上就有以下特點(diǎn)：抗側(cè)剛度大，側(cè)移?。皇覂?nèi)墻面較為平整；結(jié)構(gòu)自重大，吸收地震的能量大；一般剪力墻的墻肢截面高度與厚度之比很大，在水平荷載的作用下，通?？辜魟偠绕鹂刂谱饔?，故其耗能較差。所以它常常應(yīng)用在層數(shù)較多（20 層以上）的高層建筑中，當(dāng)剪力墻洞口較小時(shí)，剪力墻整體性能比較好，剪力墻截面彎曲破壞極限承載力可以按照全截面抗彎計(jì)算。另外，使用剪力墻結(jié)構(gòu)，會(huì)給室內(nèi)較框架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，沒有露梁與露柱的現(xiàn)象，外形也美觀，便于室內(nèi)布置。但也存在著缺點(diǎn)，比如剪力墻結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度大，就會(huì)引起比較大的地震反應(yīng)，使得上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)費(fèi)用增加；由于混凝土墻體較多，使得建筑物重量增加，這也同樣引起較大地震反應(yīng)，進(jìn)而造成浪費(fèi)；剪力墻結(jié)構(gòu)中各墻肢軸壓比往往較低，使得各墻肢的承載能力得不到充分發(fā)揮；剪力墻結(jié)構(gòu)中墻體多為構(gòu)造配筋，配筋率均較低，使得結(jié)構(gòu)延性較差。

3、剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

剪力墻作為豎向構(gòu)件中所形成結(jié)構(gòu)抗側(cè)力剛度的最主要構(gòu)件，它在建筑中所承擔(dān)著整個(gè)結(jié)構(gòu)的豎向荷載與絕大部分水平荷載。剪力墻建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)一定要注意以下幾個(gè)方面：

3.1 剪力墻布置

剪力墻的布置一定要均勻合理，這樣就能讓整個(gè)建筑物的質(zhì)心與剛心趨于重合，且x、y 兩向的剛重比接近。在結(jié)構(gòu)的布置時(shí)要盡量避免僅單向有墻的結(jié)構(gòu)布置形式，以使其具有較好的空間工作性能，并且使兩個(gè)受力方向的抗側(cè)剛度接近，若無(wú)法避免，則剪力墻相應(yīng)部位應(yīng)設(shè)置暗柱，當(dāng)梁高大于墻厚的2.5 倍時(shí)，應(yīng)計(jì)算暗柱配筋，轉(zhuǎn)角處墻肢應(yīng)盡可能長(zhǎng)，因轉(zhuǎn)角處應(yīng)力容易集中，有條件兩個(gè)方向均應(yīng)布置成長(zhǎng)墻。

3.2 剪力墻厚度確定

剪力墻墻肢截面比較適宜簡(jiǎn)單、規(guī)則，剪力墻的豎向剛度應(yīng)均勻，其門窗洞口最好成列布置、上下對(duì)齊，形成明確的連梁和墻肢。避免使墻肢的剛度相差懸殊洞口設(shè)置，在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，一、二、三級(jí)的抗震等級(jí)剪力墻底部要加強(qiáng)部位最好不要使用錯(cuò)洞墻，二、三級(jí)抗震等級(jí)的剪力墻均不可以采用疊合錯(cuò)洞墻。《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中對(duì)剪力墻的截面尺寸具體規(guī)定如下：“按一、二級(jí)抗震等級(jí)設(shè)計(jì)的剪力墻的截面厚度，底部加強(qiáng)部位不應(yīng)小于層高或剪力墻無(wú)支長(zhǎng)度的1/16，且不應(yīng)小于200 mm，其他部位不應(yīng)小于層高或剪力墻的1/20，且不應(yīng)小于160 mm；按三、四級(jí)抗震等級(jí)設(shè)計(jì)的剪力墻的截面厚度，底部要加強(qiáng)部位不可以小于層高或剪力墻元支的長(zhǎng)度1/20，且不應(yīng)小于160 mm，其他部位不應(yīng)小于層高或剪力墻的1/25，且不應(yīng)小于180 mm?！?/p>

3.3 剪力墻墻體配筋

一般要求水平鋼筋要放在外側(cè)，豎向的鋼筋應(yīng)放在內(nèi)側(cè)。配筋滿足計(jì)算及規(guī)范建議的最小配筋率就可。加強(qiáng)區(qū)φ10@200，非加強(qiáng)區(qū)φ8@200 雙層雙向即可。雙排鋼筋之間采用φ6@600×600拉筋。但地下部分墻體配筋則另當(dāng)別論。因?yàn)榈叵虏糠謮w的配筋大部分都是由水壓力、土壓力所產(chǎn)生的側(cè)壓力控制，而因?yàn)楹?jiǎn)化計(jì)算經(jīng)常由豎向筋的控制，此種情況下為增大計(jì)算墻體有效高度，可把地下大多墻體的水平筋放在內(nèi)側(cè)，豎向鋼筋放在外側(cè)。

3.4 設(shè)置邊緣構(gòu)件

對(duì)于那些剪力墻，暗柱的配筋必須要滿足規(guī)范要求最小的配筋率，還要加強(qiáng)區(qū)0.7%，一般的部位為0.5%。對(duì)于那些短肢的剪力墻，也要控制在配筋率的加強(qiáng)區(qū)1.2%，一般部位為1.0%；對(duì)小墻肢其受力性能也比較差，應(yīng)嚴(yán)格按高規(guī)控制其軸壓比，宜按框架柱進(jìn)行截面設(shè)計(jì)，并應(yīng)控制其縱向鋼筋配筋率加強(qiáng)區(qū)1.2%，一般部位1.0%；而對(duì)于一個(gè)方向長(zhǎng)肢另一方向短肢的墻體，設(shè)計(jì)中往往就按長(zhǎng)肢墻進(jìn)行暗柱配筋。

4 、工程實(shí)例

4.1 工程概況

某工程，總建筑面積為12 570 m2，采用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，為12 層住宅樓，層高3 m，頂層為復(fù)式住宅，屋頂為四坡屋面。

4.2 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

因?yàn)檎麄€(gè)樓層的建筑平面相當(dāng)復(fù)雜，采用在⑭和⑮ 軸間設(shè)置雙墻防震縫，在D 和E軸間設(shè)置懸挑構(gòu)件抗震縫的處理方法，將平面分成相對(duì)獨(dú)立的4 個(gè)部分，各部分的長(zhǎng)寬比L1/B1max＝29/9.4＝3.09＜5，L2/B2max＝117.52/17.02＝1.03＜5。高寬比Hl/B1＝37.44/9.4＝3.98＜6。H2/B2＝41.94/17.02＝2.46＜6，符合規(guī)范要求。結(jié)構(gòu)層高1 層～12 層為3.0 m，坡屋面層高0.55～2.47 m，坡度為40%。平面的南側(cè)拐角處設(shè)有陽(yáng)光房，平面突出的部分為六邊形，突出長(zhǎng)度為2.1 m，L/Bmax＜0.3，符合規(guī)則建筑平面布置要求。

4.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要參數(shù)

場(chǎng)地類型為II 類建筑場(chǎng)地，剪力墻抗震等級(jí)為二級(jí)。水平地震作用按x，y 兩個(gè)方向計(jì)算。同時(shí)考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)，周期折減系數(shù)0.85，計(jì)算取9 個(gè)振型，結(jié)構(gòu)阻尼比0.05，豎向力按模擬施工加載方式計(jì)算，恒活荷載分開計(jì)算。修正后的基本風(fēng)壓為0.35，地面的粗糙度為B 類，結(jié)構(gòu)體型的系數(shù)為1.4。連梁剛度折減系數(shù)為0.7，地震力分項(xiàng)系數(shù)為1.3，風(fēng)荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.4，恒荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.2，活荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.4。本工程基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土墻下條基（有肋梁），剪力墻厚度內(nèi)外墻均為200 mm，連梁截面b×h 為200×（370～570） mm，樓板厚度100～130 mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C35C25。地基采用天然地基，以③層黏土層作為持力層，Es＝15 MPa，fak＝300 kPa。

4.4 剪力墻的布置

按照抗震設(shè)計(jì)要求，結(jié)合窗間墻、樓梯間及房間四角等布置成“一”字形、“L”形、“T”，形、“Z”形或“十”字形墻段，沿結(jié)構(gòu)平面各主軸方向均勻、對(duì)稱布置，做到剛心和質(zhì)心重合，減少結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)。各墻肢肢長(zhǎng)不宜相差太大，截面高厚比可以控制在5～8 之間，避免出現(xiàn)高厚比小于3 的小墻肢，使各墻肢剛度接近，保證在水平地震力作用下，各墻肢受力均勻，避免個(gè)別長(zhǎng)墻因內(nèi)力太大而出現(xiàn)超筋。另外在④～⑥軸，⑩～⑥軸間形成4 個(gè)較為完整的弱筒，以增強(qiáng)整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力性。在豎向，要求墻肢上下對(duì)齊、連續(xù)。在同一軸線上的各墻肢通過(guò)連系梁連接，可增加對(duì)墻肢的約束，提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。為了保證連梁具有較好的剛度和延性，取其跨高比為4≤l/h≤8較為合適。

4.5 墻肢截面設(shè)計(jì)

塔樓周圍及肢長(zhǎng)/肢寬＜3 的小墻肢均按框架柱的抗震要求配置縱筋及箍筋，并降低軸壓比提高要求。連梁高度的設(shè)計(jì)計(jì)算從剪力墻洞頂至樓板面或屋面，窗間墻和窗臺(tái)以下墻體采用輕質(zhì)材料砌筑。連梁正截面的配筋應(yīng)按矩形截面構(gòu)件計(jì)算，取上、下配筋的兩者之中較大值，配置于梁截面上、下部位，還要考慮到施工的因素，一般每排布置2 根縱筋為宜，也可按照墻厚適當(dāng)增加。按斜截面抗剪計(jì)算所得的箍筋沿梁全長(zhǎng)加密的布置，對(duì)于有些連梁因?yàn)榭绺弑容^大和剛度大，可能就還產(chǎn)生超筋，地震作用下允許其局部出現(xiàn)裂縫，可將連梁剛度折減。為確保結(jié)構(gòu)平面剛度，樓層最小板厚為100 mm，在南側(cè)陽(yáng)光房塔樓處適當(dāng)增加厚度。

篇5

關(guān)鍵詞：高層建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；對(duì)策

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

引言

隨著科技和社會(huì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，自從19世紀(jì)以來(lái)出現(xiàn)了現(xiàn)代高層建筑，高層建筑越來(lái)越廣泛的出現(xiàn)在人們的生活中。作為一個(gè)龐大復(fù)雜的系統(tǒng)，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，一方面要滿足包括抗震，抗風(fēng)等在內(nèi)的安全性能的要求，另一方面，也要滿足高層建筑結(jié)構(gòu)的科學(xué)性和合理性。

1 高層建筑結(jié)構(gòu)的特征

高層建筑結(jié)構(gòu)不但承受著由于外界的風(fēng)產(chǎn)生的水平方向的荷載，同時(shí)也承受著在垂直方向的荷載，并且對(duì)于地震的抵抗能力也有要求。一般情況下，建筑結(jié)構(gòu)受到低層建筑結(jié)構(gòu)水平方向上的影響比較弱，然而在高層建筑中，外界地震的影響和外界風(fēng)產(chǎn)生的水平方向的荷載的影響是主要的影響因素。隨著建筑物高度的增加，高層建筑的位移增加較快，但是高層建筑過(guò)大的側(cè)移不但影響人的舒適度，同時(shí)使得建筑物的使用受到影響，并且容易損壞結(jié)構(gòu)構(gòu)件以及非結(jié)構(gòu)構(gòu)件?；诖?，在設(shè)計(jì)高層建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，首先控制側(cè)移在規(guī)定的范圍之內(nèi)，所以，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的核心是抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則

2.1 選擇合理的高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖

在計(jì)算簡(jiǎn)圖基礎(chǔ)上進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算，如果選擇不合理的計(jì)算簡(jiǎn)圖，那么就比較容易造成由于結(jié)構(gòu)問題發(fā)生的事故，基于此，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全保證的前提是合理的計(jì)算簡(jiǎn)圖的選擇。同時(shí)，計(jì)算簡(jiǎn)圖應(yīng)該采用相應(yīng)的構(gòu)造方法保證安全。在實(shí)際的結(jié)構(gòu)中，其結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)不單是鋼節(jié)點(diǎn)或者餃節(jié)點(diǎn)，保證和計(jì)算簡(jiǎn)圖的誤差在規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)。

2.2 選擇合理的高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

按照高層建筑地質(zhì)條件進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的選擇。綜合分析高層建筑上部的結(jié)構(gòu)類型與荷載分布情況，考慮施工條件，相鄰的建筑物的影響等各個(gè)因素，在此基礎(chǔ)上選擇科學(xué)合理的基礎(chǔ)方案?；A(chǔ)方案的選擇應(yīng)該使得地基的潛力得到最大程度的發(fā)揮，必要的時(shí)候要求進(jìn)行地基變形的檢驗(yàn)。高層建筑設(shè)計(jì)要有詳細(xì)的地質(zhì)勘查報(bào)告，如果缺失，那么應(yīng)該進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查并參考相鄰建筑物的有關(guān)資料。一般情況下，相同結(jié)構(gòu)單元應(yīng)該采用相同的類型。

2.3 選擇合理的高層建筑結(jié)構(gòu)方案

合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案必須滿足經(jīng)濟(jì)性的要求，并且要滿足結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系的要求。結(jié)構(gòu)體系的要求是受力明確，傳力簡(jiǎn)單。在相同的結(jié)構(gòu)單元當(dāng)中，應(yīng)該選擇相同結(jié)構(gòu)體系，如果高層建筑處于地震區(qū)，那么應(yīng)力需要平面和豎向的規(guī)則。在進(jìn)行了地理?xiàng)l件，工程設(shè)計(jì)需求，施工條件，材料等的綜合分析的基礎(chǔ)上，并和建筑包括水，暖，電等各個(gè)專業(yè)的相協(xié)調(diào)的情況下，選擇合理的結(jié)構(gòu)，從而確定結(jié)構(gòu)的方案。

2.4 對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確的分析

隨著科技的不斷進(jìn)步，計(jì)算機(jī)技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中。當(dāng)前市場(chǎng)上存在著形形的計(jì)算軟件，采用不同的軟件得到的結(jié)果可能不同，所以，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在全面了解的軟件使用的范圍和條件的前提下，選擇合適的軟件進(jìn)行計(jì)算。由于建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況和計(jì)算機(jī)程序并不一定完全相符，所以進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的時(shí)候，出現(xiàn)人工輸入誤差或者因?yàn)檐浖旧泶嬖谥毕菔沟糜?jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確的問題，基于此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師在得到了通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件得到的結(jié)果以后，應(yīng)該進(jìn)行校核，進(jìn)行合理判斷，得出準(zhǔn)確結(jié)果。

2.5 高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要采用相應(yīng)構(gòu)造措施

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則是強(qiáng)剪切力弱彎變，強(qiáng)壓力弱拉力，強(qiáng)柱弱梁。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中把握上述原則，加強(qiáng)薄弱部位，對(duì)鋼筋的執(zhí)行段錨固長(zhǎng)度給予重視，并且要重點(diǎn)考慮構(gòu)件延性的性能和溫度應(yīng)力對(duì)構(gòu)件的影響。

3 高層建筑結(jié)構(gòu)體系的選型

建筑的結(jié)構(gòu)在抵抗來(lái)自于水平方向和豎直方向的荷載時(shí)構(gòu)件的組成形式和傳力的路徑就是高層建筑的結(jié)構(gòu)體系。通過(guò)包括墻，柱等的豎向構(gòu)件和樓蓋等水平構(gòu)件將豎向荷載傳遞到基礎(chǔ)，利用抗側(cè)力體系將水平荷載傳遞到基礎(chǔ)。

根據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)的材料將高層建筑的結(jié)構(gòu)體系分為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系，鋼結(jié)構(gòu)體系，鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)體系以及鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)體系。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系被廣泛的應(yīng)用在各類的工程結(jié)構(gòu)中，具有混凝土和鋼筋兩種材料的協(xié)同受力性能特征，造價(jià)低廉，耐久耐火，成本低，整體性能優(yōu)良，但存在著自重大，延性差，施工慢等缺點(diǎn)；鋼結(jié)構(gòu)體系的強(qiáng)度高，抗震性能比較好，施工方便，跨度大，用途多，但是存在著費(fèi)用高，防火性能差，施工復(fù)雜等不足；鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)結(jié)合了鋼筋混凝土構(gòu)件和鋼構(gòu)件的長(zhǎng)處，不但增加了鋼構(gòu)件的材料強(qiáng)度，同時(shí)具有較高的抗震性能，成本低廉，然而這兩種材料構(gòu)件的連接技術(shù)還存在著不足；鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)具有承載能力高，抗震性能強(qiáng)，比鋼結(jié)構(gòu)具有更優(yōu)良的耐火性，施工速度快，但是存在著節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造比較復(fù)雜的缺點(diǎn)，一般被用于小屁偏心受壓構(gòu)件。

根據(jù)結(jié)構(gòu)形式可以將高層建筑結(jié)構(gòu)分為框架結(jié)構(gòu)體系，剪力墻結(jié)構(gòu)體系，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系。利用柱，梁等結(jié)構(gòu)體系作為高層建筑豎向承重的結(jié)構(gòu)，并且承受水平荷載，這種結(jié)構(gòu)側(cè)向位移大，框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力大，適于50m 高度以下的建筑；通過(guò)高層建筑的墻體當(dāng)做抵抗側(cè)力和豎向承重的結(jié)構(gòu)體系，就是剪力墻結(jié)構(gòu)體系。這種剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度大，整體性能好，不易受水平力作用發(fā)生變形，適應(yīng)于高層建筑，但是由于剪力墻的間距小，使得平面的布置不靈活，因此，在公共建筑中不宜使用；利用框架和剪力墻組合的而構(gòu)成的結(jié)構(gòu)形式就是框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系，這種結(jié)構(gòu)形式不但具有實(shí)用性強(qiáng)，布局靈活的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)承受水平負(fù)載的能力更高，在高層建筑中被廣泛使用。在框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系中，需要注意考慮剪力墻的位置，設(shè)計(jì)合理的剪力墻的數(shù)量，以及滿足框架的設(shè)計(jì)要求。

4 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題分析及對(duì)策

4.1 高層建筑結(jié)構(gòu)存在著超高的問題

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。

4.2 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。

4.3 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)的問題。考慮嵌固端的樓板的設(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)。

4.4 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。

5 結(jié)束語(yǔ)

高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)綜合性的技術(shù)工作，對(duì)于建筑的設(shè)計(jì)有著非常重要的作用和意義。隨著我國(guó)高層建筑的不斷發(fā)展，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求越來(lái)越高，分析了高層建筑的結(jié)構(gòu)特征，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則，闡述了高層建筑結(jié)構(gòu)體系的選型問題，并重點(diǎn)分析了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題及對(duì)策，可以為高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供參考和依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐培福.復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

[2]何俊旭.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)選型探討

[3]田龍.淺談高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

篇6

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

引言

隨著科技和社會(huì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步,高層建筑在城市化建筑中的比例也越來(lái)越大。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也越來(lái)越成為高層建筑結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)工作的難點(diǎn)與重點(diǎn)。因此要重點(diǎn)對(duì)高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行具體分析,運(yùn)用掌握的知識(shí)處理實(shí)際建筑設(shè)計(jì)中遇到了各種問題。

1高層建筑結(jié)構(gòu)的特征

高層建筑結(jié)構(gòu)不但承受著垂直方向的荷載，同時(shí)也承受著由外界的風(fēng)產(chǎn)生的水平方向的風(fēng)荷載，并且對(duì)于抵抗地震的能力也有相當(dāng)高的要求。一般情況下的低層建筑受到結(jié)構(gòu)水平方向上的風(fēng)荷載的影響比較小，然而在高層建筑中，外界水平地震和風(fēng)產(chǎn)生的水平方向的荷載的影響是主要的影響因素。隨著建筑物高度的增加，高層建筑在風(fēng)荷載作用下的水平位移增加較快，但是高層建筑過(guò)大的側(cè)移不但影響人的舒適度，同時(shí)使得建筑物的使用受到影響，并且容易損壞結(jié)構(gòu)構(gòu)件以及非結(jié)構(gòu)構(gòu)件?；诖耍谶M(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，首先要控制側(cè)向位移在規(guī)定的范圍之內(nèi)，所以，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的核心是抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則

2.1選擇合理的高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖

在計(jì)算簡(jiǎn)圖基礎(chǔ)上進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算，如果選擇不合理的計(jì)算簡(jiǎn)圖，那么就比較容易造成由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理而發(fā)生事故，基于此，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全保證的前提是合理的計(jì)算簡(jiǎn)圖的選擇。同時(shí)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該采用相應(yīng)的構(gòu)造方法保證安全。在實(shí)際的結(jié)構(gòu)中，其結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)不再是簡(jiǎn)單的鋼節(jié)點(diǎn)或者餃節(jié)點(diǎn)，我們要保證和計(jì)算簡(jiǎn)圖的誤差在規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)。

2.2選擇合理的高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

按照高層建筑地質(zhì)條件進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的選擇。綜合分析高層建筑上部的結(jié)構(gòu)類型與荷載分布情況，考慮施工條件，相鄰的建筑物的影響等各個(gè)因素，在此基礎(chǔ)上選擇科學(xué)合理的基礎(chǔ)方案?；A(chǔ)方案的選擇應(yīng)該使得地基的潛力得到最大程度的發(fā)揮，必要的時(shí)候要求進(jìn)行地基變形的檢驗(yàn)。高層建筑設(shè)計(jì)要有詳細(xì)的地質(zhì)勘查報(bào)告，如果缺失，那么應(yīng)該進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查并參考相鄰建筑物的有關(guān)資料。一般情況下，相同結(jié)構(gòu)單元應(yīng)該采用相同的基礎(chǔ)類型。

2.3選擇合理的高層建筑結(jié)構(gòu)方案

合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案在滿足安全的前提下必須滿足經(jīng)濟(jì)性的要求，并且要滿足結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系的要求。結(jié)構(gòu)體系的要求是受力明確，傳力簡(jiǎn)單。在相同的結(jié)構(gòu)單元當(dāng)中，應(yīng)該選擇相同結(jié)構(gòu)體系，如果高層建筑處于地震區(qū)，那么應(yīng)力需要平面和豎向的規(guī)則。在進(jìn)行了地理?xiàng)l件，工程設(shè)計(jì)需求，施工條件，材料等的綜合分析的基礎(chǔ)上，并和建筑包括水，暖，電等各個(gè)專業(yè)的相協(xié)調(diào)的情況下，選擇合理的結(jié)構(gòu)，從而確定結(jié)構(gòu)的方案。

2.4對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確的分析

隨著科技的不斷進(jìn)步，計(jì)算機(jī)技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中。當(dāng)前市場(chǎng)上存在著形形的計(jì)算軟件，采用不同的軟件得到的結(jié)果可能不同，所以，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在全面了解的軟件使用的范圍和條件的前提下，選擇合適的軟件進(jìn)行計(jì)算。由于建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況和計(jì)算機(jī)程序并不一定完全相符，所以進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的時(shí)候，出現(xiàn)人工輸入誤差或者因?yàn)檐浖旧泶嬖谥毕菔沟糜?jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確的問題，基于此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師在得到了通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件得到的結(jié)果以后，應(yīng)該進(jìn)行校核，進(jìn)行合理判斷，得出準(zhǔn)確結(jié)果。

2.5高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要采用相應(yīng)構(gòu)造措施

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則是強(qiáng)剪切力弱彎變，強(qiáng)壓力弱拉力，強(qiáng)柱弱梁。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中把握上述原則，加強(qiáng)薄弱部位，對(duì)鋼筋的執(zhí)行段錨固長(zhǎng)度給予重視，并且要重點(diǎn)考慮構(gòu)件延性的性能和溫度應(yīng)力對(duì)構(gòu)件的影響。

3高層建筑結(jié)構(gòu)體系的選型

建筑的結(jié)構(gòu)在抵抗來(lái)自于水平方向和豎直方向的荷載時(shí)構(gòu)件的組成形式和傳力的路徑就是高層建筑的結(jié)構(gòu)體系。通過(guò)包括墻，柱等的豎向構(gòu)件和樓蓋等水平構(gòu)件將豎向荷載傳遞到基礎(chǔ)，利用抗側(cè)力體系將水平荷載傳遞到基礎(chǔ)。

根據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)的材料將高層建筑的結(jié)構(gòu)體系分為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系，鋼結(jié)構(gòu)體系，鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)體系以及鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)體系。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系被廣泛的應(yīng)用在各類的工程結(jié)構(gòu)中，具有混凝土和鋼筋兩種材料的協(xié)同受力性能特征，造價(jià)低廉，耐久耐火，成本低，整體性能優(yōu)良，但存在著自重大，延性差，施工慢等缺點(diǎn)；鋼結(jié)構(gòu)體系的強(qiáng)度高，抗震性能比較好，施工方便，跨度大，用途多，但是存在著費(fèi)用高，防火性能差，施工復(fù)雜等不足；鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)結(jié)合了鋼筋混凝土構(gòu)件和鋼構(gòu)件的長(zhǎng)處，不但增加了鋼構(gòu)件的材料強(qiáng)度，同時(shí)具有較高的抗震性能，成本低廉，然而這兩種材料構(gòu)件的連接技術(shù)還存在著不足；鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)具有承載能力高，抗震性能強(qiáng)，比鋼結(jié)構(gòu)具有更優(yōu)良的耐火性，施工速度快，但是存在著節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造比較復(fù)雜的缺點(diǎn)，一般被用于小屁偏心受壓構(gòu)件。

根據(jù)結(jié)構(gòu)形式可以將高層建筑結(jié)構(gòu)分為框架結(jié)構(gòu)體系，剪力墻結(jié)構(gòu)體系，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系。利用柱，梁等結(jié)構(gòu)體系作為高層建筑豎向承重的結(jié)構(gòu)，并且承受水平荷載，這種結(jié)構(gòu)側(cè)向位移大，框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力大，適于50m高度以下的建筑；通過(guò)高層建筑的墻體當(dāng)做抵抗側(cè)力和豎向承重的結(jié)構(gòu)體系，就是剪力墻結(jié)構(gòu)體系。這種剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度大，整體性能好，不易受水平力作用發(fā)生變形，適應(yīng)于高層建筑，但是由于剪力墻的間距小，使得平面的布置不靈活，因此，在公共建筑中不宜使用；利用框架和剪力墻組合的而構(gòu)成的結(jié)構(gòu)形式就是框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系，這種結(jié)構(gòu)形式不但具有實(shí)用性強(qiáng)，布局靈活的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)承受水平負(fù)載的能力更高，在高層建筑中被廣泛使用。在框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系中，需要注意考慮剪力墻的位置，設(shè)計(jì)合理的剪力墻的數(shù)量，以及滿足框架的設(shè)計(jì)要求。

4高層建筑結(jié)構(gòu)的相關(guān)問題分析

4.1高層建筑結(jié)構(gòu)存在著超高的問題

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。

4.2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)短肢剪力墻的設(shè)置問題

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。

4.3高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)嵌固端的設(shè)置問題

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)。

4.4高層建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問題

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。

5結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)高層建筑的不斷發(fā)展，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求也越來(lái)越高，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)綜合性的技術(shù)工作，對(duì)于建筑的設(shè)計(jì)有著非常重要的作用和意義。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,結(jié)構(gòu)工程師要遵循結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則，重視結(jié)構(gòu)計(jì)算的準(zhǔn)確性和結(jié)構(gòu)方案的合理性，做出符合具體實(shí)際情況的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

篇7

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

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

在建筑行業(yè)發(fā)展中，越來(lái)越多新技術(shù)、新工藝和新材料應(yīng)用其中，這就對(duì)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了更高的要求。尤其是在當(dāng)前復(fù)雜高層和超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，可能受到一系列客觀因素影響，為工程結(jié)構(gòu)埋下安全隱患，影響工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量。尤其是在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，相較于普通的建筑而言，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求更高，需要充分結(jié)合建筑特性，把握復(fù)雜高層和超高層建筑設(shè)計(jì)技術(shù)要點(diǎn)，提升設(shè)計(jì)合理性，為后續(xù)施工活動(dòng)有序開展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

一、復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

某建筑工程總高度78.5m，高22層，主樓地下兩層，地面20層。建筑結(jié)構(gòu)為框剪結(jié)構(gòu)，通過(guò)多方設(shè)計(jì)方案論證，樁基工程選擇后壓漿鉆孔灌注樁，選擇端承-摩擦樁的裝荷載形式，壓漿鉆孔灌注樁295根，φ700樁252根，有效樁長(zhǎng)18m～19m。采用標(biāo)號(hào)C25的混凝土，關(guān)注前0.5m?～0.5m?碎石置于空洞地步。關(guān)注過(guò)程中，導(dǎo)管同孔底之間的距離為0.5m，連續(xù)灌注混凝土。

復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，相較于普通的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言存在明顯的差異。一般其概況下，普通建筑的高度是在200m以下，復(fù)雜高層和超高層建筑的高度則超過(guò)了200m，這就對(duì)建筑工程穩(wěn)定性提出了更高的要求。普通建筑多為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，而復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)則是多為鋼結(jié)構(gòu)或是混合結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)技術(shù)含量較高，結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜。此外，在復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要充分考慮到建筑抗震要求、環(huán)境因素、自重以及風(fēng)荷載等因素的影響，設(shè)計(jì)內(nèi)容較為復(fù)雜，所以復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度更大。

二、復(fù)雜高層和超高層建筑概念設(shè)計(jì)

（一）提升對(duì)概念設(shè)計(jì)的重視程度

近些年來(lái)，在復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)理念不斷創(chuàng)新，積累了豐富的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，其中最具代表性的就是概念設(shè)計(jì)。在概念設(shè)計(jì)中，提升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)則性和均勻性；結(jié)構(gòu)中作用力傳遞更為清晰；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)該充分體現(xiàn)高標(biāo)準(zhǔn)的要求；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中融入節(jié)能減排理念，促使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更為科學(xué)合理；設(shè)計(jì)中，提升建筑材料利用效率，在滿足建筑結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)要求的同時(shí)，迎合可持續(xù)發(fā)展要求。基于此，為了滿足上述設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該同建筑工程師進(jìn)行密切的交流，在充分交流基礎(chǔ)上，提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性。

（二）選擇合理的結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系

在復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，為了可以有效提升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性，選擇抗側(cè)力體系是尤為必要的。在選擇結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系中，應(yīng)該根據(jù)建筑具體高度來(lái)選擇，明確結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系和建筑物高度之間的關(guān)系，如果建筑高度在100m以下，可以選擇框架、框架剪力墻和剪力墻體系；如果建筑高度在100m～200m以內(nèi)，則選擇框架核心筒、框架核心筒伸臂；建筑高度在600m左右時(shí)，選擇筒中筒伸臂、桁架、斜撐組合體；在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要充分考慮到結(jié)構(gòu)內(nèi)部各個(gè)部件之間的關(guān)系，形成一個(gè)整體；如果建筑工程結(jié)構(gòu)中存在多個(gè)抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，應(yīng)該分別對(duì)這些抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上科學(xué)分析和判斷。

（三）提高建筑抗震設(shè)計(jì)重視程度

提高建筑抗震設(shè)計(jì)重視程度是尤為必要的，尤其是在復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，抗震設(shè)計(jì)對(duì)于建筑安全影響較大。在選擇抗震方案中，需要選擇合理的施工材料，質(zhì)量符合建筑要求；盡可能降低地震過(guò)程中能量的擴(kuò)大，對(duì)建筑構(gòu)件的承載力進(jìn)行驗(yàn)收，計(jì)算地震下建筑結(jié)構(gòu)位移數(shù)值；高層建筑工程設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)抗震手段的應(yīng)用需要在得到位移數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)更加合理的建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，一旦建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生變形可以起到有效的保護(hù)作用；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中體現(xiàn)出建筑構(gòu)件的生產(chǎn)要求和界面變化情況，提升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)穩(wěn)定性和牢固性。

（四）復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)融合經(jīng)濟(jì)理念

在復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，由于工程項(xiàng)目較為龐大，在具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，可能受到客觀因素影響出現(xiàn)一系列成本問題。故此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要充分融合經(jīng)濟(jì)型設(shè)計(jì)理念，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案優(yōu)化處理，避免建筑工程結(jié)構(gòu)冗長(zhǎng)帶來(lái)的資源和資金浪費(fèi)，提升資金利用效率。

三、復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)精準(zhǔn)性

（一）選擇合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件，提升設(shè)計(jì)結(jié)果精準(zhǔn)性

在復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)工程師需要充分掌握前沿的設(shè)計(jì)手段和方法，能夠選擇合理的分析軟件，提升計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確性。當(dāng)前我國(guó)復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件種類繁多，但是不同軟件側(cè)重點(diǎn)存在明顯的差異，這就需要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員可以了解到不同軟件的具體功能和應(yīng)用范圍，結(jié)合工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求來(lái)選擇合理的計(jì)算機(jī)軟件。此外，在復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，還應(yīng)該對(duì)力學(xué)理念合理判斷和分析，結(jié)合自身豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，提升計(jì)算結(jié)果精準(zhǔn)性。

（二）加強(qiáng)荷載和作用力的考量

在復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)工程師需要充分結(jié)合復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)特性，明確結(jié)構(gòu)自身的豎向荷載力大小和風(fēng)荷載的影響因素，將其融入到后續(xù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，提升設(shè)計(jì)合理性。復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，除了需要考慮到結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性問題以外，還可以組織風(fēng)洞試驗(yàn)，測(cè)試建筑的抗風(fēng)能力。在后續(xù)的實(shí)驗(yàn)中，可以設(shè)計(jì)模型來(lái)模擬在不同風(fēng)場(chǎng)環(huán)境下，建筑物的抗風(fēng)能力和受力情況，有針對(duì)性提升建筑物結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，還需要考慮到倒塌水準(zhǔn)，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：其一，復(fù)雜高層和超高層建筑的延性結(jié)構(gòu)構(gòu)件，構(gòu)件的彈性變形能力高低同結(jié)構(gòu)抗震能力存在密切聯(lián)系；其二，對(duì)于復(fù)雜高層和超高層建筑中的構(gòu)件，滿足各項(xiàng)技術(shù)要求；就復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，對(duì)于建筑物中的控制構(gòu)件，滿足建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)要求，能夠在不同環(huán)境下保持相應(yīng)的彈性。

（三）科學(xué)計(jì)算自振周期

復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要充分把握震動(dòng)規(guī)律，提升設(shè)計(jì)合理性。但是不同的振幅和頻率，可能出現(xiàn)大幅度震動(dòng)現(xiàn)象，進(jìn)而影響到建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。故此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要科學(xué)計(jì)算出自震周期，結(jié)合抗震強(qiáng)度、建筑高度進(jìn)行科學(xué)計(jì)算，確保自振結(jié)果精準(zhǔn)性。

（四）建筑的垂直交通設(shè)計(jì)

復(fù)雜高層和超高層建筑的結(jié)構(gòu)形式主要為框架―剪力墻和核心筒結(jié)構(gòu)，此種建筑結(jié)構(gòu)形式可以有效提升結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，同時(shí)垂直交通體系結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生較大的水平在和抵抗力。除了需要考慮到樓梯、電梯和衛(wèi)生間等區(qū)域以外，向平面中央集中，可以有效減少空間占地面積，賦予建筑更好的交通環(huán)境和采光效果。垂直交通結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)中，需要充分協(xié)調(diào)采光和節(jié)能之間的關(guān)系，便于后續(xù)的維護(hù)工作開展。

結(jié)論

綜上所述，復(fù)雜高層和超高層建筑由于自身特性，建筑物高度較高，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要充分考慮到建筑抗震性能、垂直交通設(shè)計(jì)和載荷計(jì)算等問題，確保建筑工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性，滿足高層建筑使用要求，維護(hù)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。同時(shí)，對(duì)于建筑行業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展具有更加突出的促進(jìn)作用。

篇8

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

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)應(yīng)注意的幾個(gè)問題

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)注意的問題主要有以下幾點(diǎn)：

2.1框架柱截面大小的選擇

對(duì)于框架柱而言，軸壓比越小在往復(fù)水平上荷載下的滯回曲線也會(huì)越豐滿，即耗能能力越大，延性就愈好。而對(duì)于柱凈高與截面高度的比值小于4的短柱，在往復(fù)水平荷載作用下其滯回曲線呈較瘦的反s形，耗能能力降低、延性較差，呈剪切破壞。

高層建筑的底部柱，由于對(duì)軸壓比值有要求， 因此往往會(huì)將柱截面取得很大，但是由于受到層高的限制就使得框架柱成為了短柱。在實(shí)際的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要確定截柱面的大小要注意以下幾點(diǎn)：框架柱的截面首先必須滿足規(guī)范軸壓比的需要，從而為結(jié)構(gòu)的豎向承載力和底板的抗沖切承載力提供保障。而對(duì)于形成的短柱，則可以通過(guò)增加體積配箍率或是沿著柱身增加箍筋達(dá)到提高延性的效果：采用鋼管混凝土柱、勁鋼混凝土柱或是高強(qiáng)混凝土柱；柱的軸壓比必須滿足規(guī)范限制，軸壓比過(guò)大則結(jié)構(gòu)的延性無(wú)法得到保證，過(guò)小又會(huì)造成結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)較差。

2.2短肢剪力墻的設(shè)置問題

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。

2.3結(jié)構(gòu)的超高問題

在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，超高問題是較為突出的，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。

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：進(jìn)一步增加結(jié)構(gòu)自身抵抗扭轉(zhuǎn)的性能；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，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)、板柱一抗震墻結(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]張彥彬.試析高層建筑工程的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].黑龍江科技信息，2011，（16）：246.

篇9

關(guān)鍵詞：房屋建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；必要性

中圖分類號(hào)：TS958 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)于建筑房屋的需求和人們對(duì)建筑的觀念改變，使得我國(guó)的建筑行業(yè)突飛猛進(jìn)地發(fā)展起來(lái)。然而高層房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面存在諸多問題，造成設(shè)計(jì)過(guò)程中安全性和經(jīng)濟(jì)性不能有效的把握。我們必須重視這些問題，并探尋恰當(dāng)?shù)慕鉀Q方法，以促進(jìn)我國(guó)高層房屋建設(shè)工作的穩(wěn)定發(fā)展。

一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

（一）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的延性特點(diǎn)

在建筑物使用的過(guò)程中，由于受到地震、風(fēng)力以及沉降等因素的影響，建筑會(huì)發(fā)生一定的變形，尤其是一些高層建筑。為了避免高層建筑由于變形而發(fā)生損壞甚至倒塌現(xiàn)象，我們?cè)趯?duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要采取一些措施使建筑物具有一定的結(jié)構(gòu)延性，從而確保建筑結(jié)構(gòu)的安全性。

（二）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的水平荷載問題

一般來(lái)說(shuō)，在對(duì)一些低矮的建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，我們主要考慮的是豎向的荷載因素，而在一些高層建筑中，雖然豎向的荷載控制非常重要，但是，水平荷載則起著主要的決定性作用。鑒于此，在對(duì)一些高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，我們不僅要考慮豎向的荷載控制，更要注重水平荷載的影響，通過(guò)提高建筑結(jié)構(gòu)水平荷載能力，進(jìn)而增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。

（三）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗震特點(diǎn)

近年來(lái)，由于受到多種因素的影響，地震動(dòng)發(fā)生頻率增多，對(duì)建筑造成了嚴(yán)重傷害。因此，現(xiàn)代建筑對(duì)抗震性能的要求也比較高。在這種形勢(shì)背景下，為了順應(yīng)時(shí)展潮流和滿足現(xiàn)實(shí)發(fā)展需要，我們?cè)趯?duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，還要考慮抗震要求，使建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量達(dá)到小震不壞和大震不倒的標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，從而減少地震等自然災(zāi)害對(duì)建筑的毀壞。

（四）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的側(cè)移變形問題

目前，為了節(jié)約有限的土地資源，高層建筑已經(jīng)成為現(xiàn)代建筑發(fā)展的一種趨勢(shì)。高層建筑的水平荷載比較大，并隨著建筑高度的增加而增加，在一些因素的作用下，高層建筑就會(huì)發(fā)生一定的變形，使建筑的安全性大大降低。因此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，我們要提高建筑的強(qiáng)度，使它具有良好的強(qiáng)度和剛度，有效控制側(cè)移變形的發(fā)生。

二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)

（一）混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在建筑工程施工中，鋼筋混凝土是主要的施工材料，因?yàn)槠涑兄匦Ч貌⑶倚詢r(jià)比較高，所以得到了廣泛的應(yīng)用。在進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，如果設(shè)計(jì)的不夠合理，在施工的過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)裂縫，影響到建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。此外，如果初期的設(shè)計(jì)比較合理，但是在結(jié)構(gòu)說(shuō)明中并沒有對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行確切的標(biāo)注，在后期施工中也會(huì)影響到結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，這是混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)。

（二）基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)包括地基以及其它基礎(chǔ)構(gòu)件，基礎(chǔ)工程的質(zhì)量直接決定了上層建筑的質(zhì)量，因?yàn)榛A(chǔ)結(jié)構(gòu)需要承受整個(gè)建筑物的荷載，并且基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)屬于隱蔽工程，所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平非常關(guān)鍵。在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)勘察，獲取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)資料，對(duì)于土質(zhì)狀況進(jìn)行詳細(xì)的研究，然后科學(xué)合理的制定出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，為整個(gè)建筑打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（三）砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

砌體結(jié)構(gòu)較為常見，且種類繁多，針對(duì)于各種不同的砌體，其設(shè)計(jì)重點(diǎn)也有所不同。一般而言，對(duì)于混合承重結(jié)構(gòu)，其砌體主要為底層框架結(jié)構(gòu)，其組織體系的動(dòng)力性能不同，因此抗震性能較差，如果應(yīng)用于橫墻承重，需要保證橫墻具有一定的剛度；而應(yīng)用于縱墻承重，則需要保證縱墻的抗彎能力。以上所列舉的，僅僅是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的部分重難點(diǎn)，為了有效提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的水平，我們除了要保證在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上按照標(biāo)準(zhǔn)開展工作，還應(yīng)該通過(guò)以下的措施，全面提升業(yè)務(wù)素質(zhì)能力。

三、提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的有效措施

（一）在房屋建筑施工前進(jìn)行嚴(yán)密的房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在房屋建筑的具體施工前夕，需要進(jìn)行專業(yè)的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，要對(duì)房屋建筑地點(diǎn)的地形及地貌進(jìn)行勘探，對(duì)當(dāng)?shù)氐膸r層及水文情況也要做到了解與把握，對(duì)地質(zhì)的特殊問題要進(jìn)行避免與修正，保證房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的嚴(yán)密性，使房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙對(duì)施工能夠產(chǎn)生巨大幫助，推動(dòng)接下來(lái)的房屋建筑施工的有條不紊。對(duì)于房屋建筑工程師來(lái)說(shuō)，一份好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是完美建筑的基礎(chǔ)，是其建筑設(shè)計(jì)專業(yè)素質(zhì)的最好體現(xiàn)，在進(jìn)行施工前的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有利于房屋施工的順利進(jìn)行，對(duì)我國(guó)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展也有著幫助。

（二）鋼筋錨固問題的分析

解決鋼筋的錨固是為了增強(qiáng)混凝土與鋼筋的連接，將鋼筋包裹在混凝土中使建筑物更為牢固。鋼筋的錨固長(zhǎng)度一般是指梁、板、柱等構(gòu)件的受力鋼筋伸入支座或者基礎(chǔ)中的總長(zhǎng)度，鋼筋錨固中既需要嚴(yán)格規(guī)范其長(zhǎng)度，又對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行了嚴(yán)格的要求。由于鋼筋錨固與剪力墻的施工質(zhì)量直接相關(guān)，就需要將剪力墻的設(shè)計(jì)與鋼筋錨固，結(jié)合在一起，將二者放在一起加以分析，找到同時(shí)有利于二者的施工條件與施工手段。鋼筋錨固問題的解決可以實(shí)現(xiàn)剪力墻與鋼筋錨固的完美結(jié)合，使其基本不會(huì)出現(xiàn)問題。

（三）做好計(jì)算結(jié)果的分析

目前結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多為軟件計(jì)算，且種類比較多，不同的軟件易和不同的計(jì)算方法都會(huì)導(dǎo)致不同的結(jié)果。設(shè)計(jì)前應(yīng)全面了解程序的適用條件和范圍，熟悉設(shè)計(jì)規(guī)范，讓計(jì)算機(jī)作為輔助設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)過(guò)程中容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，如人工輸入錯(cuò)誤；軟件本身有缺陷；結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況和程序的不符等，都會(huì)導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確，所以設(shè)計(jì)師計(jì)算完成后，應(yīng)對(duì)電算結(jié)果認(rèn)真分析審核，做出準(zhǔn)確的判斷。

（四）回填土質(zhì)量控制

回填土是指在完成基本的地下建筑工程后，在其空余的部分填入的土。對(duì)于回填土的使用需要考慮其最大粒徑、含水率及虛鋪厚度等，而且必須要達(dá)到設(shè)計(jì)及施工要求規(guī)范。在填土過(guò)程中還需要對(duì)其施工條件加以控制，根據(jù)施工工程特點(diǎn)、填土方土料的種類等確定回填土工程中的一些參數(shù)；在填土前應(yīng)當(dāng)做好驗(yàn)收，確保前期工程已經(jīng)完成并且不會(huì)出現(xiàn)任何質(zhì)量問題；在開始施工時(shí)需要做好水平高程標(biāo)志的布置，以便更好的確定填土位置及填土進(jìn)行的程度。這一過(guò)程在整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中占據(jù)著極其重要的地位，而且只有回填完成后才可以進(jìn)行下一步工序。

（五）建筑物超高問題

高層建筑物最明顯的特征就是樓層多，建筑物本身高。但是，隨著建筑物高度的不斷加大，在抗震性能和建筑質(zhì)量方面都面臨著更嚴(yán)峻的問題。出于高層建筑抗震性能的較高需要，建筑規(guī)范對(duì)建筑物的高度作出了嚴(yán)格的規(guī)定，在高度設(shè)計(jì)方面要確保滿足抗震的實(shí)際需要。在目前的高層建筑市場(chǎng)中，仍然存在著嚴(yán)重的超高問題。針對(duì)建筑物的超高問題，建筑規(guī)范逐漸將限制的高度設(shè)為）級(jí)高度，還在一定程度上細(xì)化了高度規(guī)則，增加了B級(jí)高度。這種較為明細(xì)化的建筑物高度規(guī)范使得高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法和措施有了一定的改進(jìn)。

（六）建筑結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)和選取

在選取結(jié)構(gòu)體系時(shí)必須針對(duì)所設(shè)計(jì)的建筑實(shí)際情況進(jìn)行評(píng)估分析，只有正確選取結(jié)構(gòu)體系才能設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)，目前高層建筑多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)體系主要有框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)等，對(duì)于高層建筑來(lái)說(shuō)主要以剪力墻結(jié)構(gòu)和框架剪力墻結(jié)構(gòu)為主，對(duì)于低層建筑則多采用框架結(jié)構(gòu)，框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系中以剪力墻作為主要抗側(cè)力構(gòu)建，而承受絕大部分水平荷載；而框架部門則主要承受豎向荷載，框架剪力墻結(jié)構(gòu)中框架和剪力墻兩者共同受力，合理分工，而剪力墻布置應(yīng)均勻設(shè)置在建筑物的周邊、電梯間等部位，由于該結(jié)構(gòu)以框架結(jié)構(gòu)為主，剪力墻為輔助，這種結(jié)構(gòu)體系適用于25層以下的建筑，最高不宜大于30層，剪力墻結(jié)構(gòu)是用鋼筋混凝土墻板來(lái)代替框架結(jié)構(gòu)中的梁柱的，剪力墻作為豎向承重和抵抗側(cè)力的結(jié)構(gòu)，全部承受結(jié)構(gòu)的豎向和水平力，這種結(jié)構(gòu)體系通常采用平面布置形式，由于剪力墻受豎向荷載和水平荷載共同作用，剪力墻應(yīng)雙向或多向布置，同時(shí)由于該結(jié)構(gòu)全部由剪力墻組成，其剛度要比框架剪力墻結(jié)構(gòu)更好，該結(jié)構(gòu)體系常用于40層以下的高層住宅建筑等，而且該結(jié)構(gòu)高寬比不宜大于6，其高度也應(yīng)考慮抗震要求。

結(jié)束語(yǔ)

在我國(guó)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要嚴(yán)格按照國(guó)家的建筑標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī)來(lái)進(jìn)行。建筑工程設(shè)計(jì)人員需要深入了解各種標(biāo)準(zhǔn)要求的實(shí)質(zhì)，嚴(yán)格按照規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)，而且后期施工也不可以偏離建筑設(shè)計(jì)成果。此外，還需要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，結(jié)合實(shí)際情況靈活的對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑工程施工過(guò)程中的重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，會(huì)直接地影響到建筑質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)消耗，所以對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有關(guān)問題的探討是十分有必要的。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡方亮.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)及設(shè)計(jì)原則與安全性分析[J].江西建材，2014，24：26.

篇10

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淮苯ㄖ?，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)