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

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

Abstract: with the rapid development of economy, high-rise buildings in most of our cities also have emerged. For high-rise building structure is concerned, its choice of structural system, and more importantly and load factors, therefore, this paper discusses the structure of the high-rise building design must first with different structure system based on the influence of, choose the most reasonable scheme.

Keywords: high building; Structure design; strategy

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

1高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則

適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀、便于施工是進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則。一個(gè)優(yōu)秀的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)往往是這五個(gè)方面的最佳結(jié)合。完美的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是在努力追求這五個(gè)方面的最佳結(jié)合的過程中產(chǎn)生的,適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀、便于施工是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員最終努力的目標(biāo),是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最佳體現(xiàn)。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般在建筑設(shè)計(jì)之后,“受制”于建筑設(shè)計(jì),但又“反制”于建筑設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不能破壞建筑設(shè)計(jì),應(yīng)滿足、實(shí)現(xiàn)各種建筑要求;高層建筑設(shè)計(jì)不能超出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力范圍,不能超出安全、經(jīng)濟(jì)、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)決定高層建筑設(shè)計(jì)能否實(shí)現(xiàn),從這個(gè)意義上講,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)顯得更為重要,雖然一棟標(biāo)志性建筑物建成后,人們只知道建筑師的名字,但一個(gè)適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀、便于施工的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也是工程師們的驕傲和成就。

2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與低層、多層建筑結(jié)構(gòu)相比較，結(jié)構(gòu)專業(yè)在各

專業(yè)中占有更重要的位置，不同結(jié)構(gòu)體系的選擇，直接關(guān)系到建筑平

面的布置、立面體形、樓層高度、施工技術(shù)的要求、施工工期長短和投

資造價(jià)的高低等。其主要特點(diǎn)有：

2.1 水平力是設(shè)計(jì)主要因素

在低層和多層房屋結(jié)構(gòu)中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。而在高層建筑中，盡管豎向荷載仍對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生重要影響，但水平荷載卻起著決定性作用。因?yàn)榻ㄖ灾睾蜆敲媸褂煤奢d在豎向構(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，僅與建筑高度的一次方成正比（N=WH）；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(水平均布荷載：M=1/2qH2，水平倒三角形荷載：M=1/3qH2)，如圖一示。另一方面，對(duì)一定高度建筑來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用，其數(shù)值是隨著結(jié)構(gòu)動(dòng)力性的不同而有較大的變化。

2.2 側(cè)移成為設(shè)計(jì)的控制指標(biāo)與低層或多層建筑不同，結(jié)構(gòu)側(cè)移成為高層結(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：

此外，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)，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，因P- 效應(yīng)而使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的附加內(nèi)力，甚至破壞；②使居住人員產(chǎn)生不安全感；③使填充墻或建筑裝飾開裂或損壞，主體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫或損壞，影響正常使用。

2.3 抗震設(shè)計(jì)要求更高，延性成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要指標(biāo)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、中震可修、大震不倒。結(jié)構(gòu)的抗震性能決于其“能量吸收與耗散”能力的大小，即決于結(jié)構(gòu)延性的大小。延性是表示構(gòu)件和結(jié)構(gòu)屈服后，具有承載能力不降低、具有足夠塑性變形能力的一種性能，通長采用延性系數(shù)μ來衡量延性的大小，μ=u/y如圖2。

3.3概念設(shè)計(jì)與理論計(jì)算同等重要

概念設(shè)計(jì)是指一些難以做出精確力學(xué)分析或在規(guī)范中難以具體規(guī)定的問題，必須由工程師運(yùn)用“概念”進(jìn)行分析，做出判斷，以便采取相應(yīng)措施。概念設(shè)計(jì)帶有一定經(jīng)驗(yàn)性。高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)計(jì)算是在一定假定條件下進(jìn)行的。盡管分析的手段不斷提高，分析的原理不斷完善，但是由于地震作用的復(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)件的局部開裂，甚至破壞，這時(shí)結(jié)構(gòu)就很難用常規(guī)的計(jì)算原理去進(jìn)行內(nèi)力分析。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)，從整體上提高建筑的抗震能力，消除結(jié)構(gòu)中的抗震薄弱環(huán)節(jié)，再輔以必要的計(jì)算和結(jié)構(gòu)措施，才能設(shè)計(jì)出具有良好抗震性能的高層建筑。將注重概念設(shè)計(jì)作為高層建筑結(jié)構(gòu)的最高原則提出其主要內(nèi)容為：應(yīng)特別重視建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性(包括平面規(guī)則性和豎向規(guī)則性)；合理選擇建筑結(jié)構(gòu)體系包括：a.明確的計(jì)算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑；b.避免因部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)喪失承受重力、風(fēng)載和地震作用的能力；c.結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具備必要的承載能力和良好的變形能力，從而形成良好的耗能能力；采取必要的抗震措施提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性。

3高層建筑的結(jié)構(gòu)體系

3.1框架結(jié)構(gòu)體系

由梁、柱、基礎(chǔ)構(gòu)成平面框架，它是主要承重結(jié)構(gòu)，各平面框架再由梁聯(lián)系起來，形成空間結(jié)構(gòu)體系。框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是建筑平面布置靈活，可以做成有較大空間的會(huì)議室、餐廳、車間、營業(yè)廳、教室等。需要時(shí)，可用隔斷分割成小房間，或拆除隔斷改成大房間，因而使用靈活。外墻采用非承重構(gòu)件，可使立面設(shè)計(jì)靈活多變。但是框架結(jié)構(gòu)本身剛度不大，抗側(cè)力能力差，水平荷載作用下會(huì)產(chǎn)生較大的位移，地震荷載作用下較易破壞。不高于15層宜采用框架結(jié)構(gòu)，可以達(dá)到比較好的經(jīng)濟(jì)平衡點(diǎn)。

3.2剪力墻結(jié)構(gòu)體系

剪力墻結(jié)構(gòu)體系是利用建筑物墻體作為承受豎向荷載、抵抗水平荷載的結(jié)構(gòu)體系。墻體同時(shí)作為維護(hù)及房間分隔構(gòu)件。剪力墻間距一般為3～8m，現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)整體性好，剛度大，在水平荷載作用下側(cè)向變形小，承載力要求容易滿足，適于建造較高的高層建筑。而且其抗震性能良好，在歷次的地震中，都表現(xiàn)了很好的抗震性能，震害較少發(fā)生，程度也很輕微。但是剪力墻結(jié)構(gòu)間距不能太大，平面布置不靈活，而且不宜開過大的洞口，自重往往也較大，不是很能滿足公共建筑的使用要求，而且其成本也較大。

3.3框架－剪力墻結(jié)構(gòu)體系

框架－剪力墻結(jié)構(gòu)體系由框架和剪力墻組成。剪力墻作為主要的水平荷載承受的構(gòu)件，框架和剪力墻協(xié)同工作的體系。在框架－剪力墻結(jié)構(gòu)中，由于剪力墻剛度大，剪力墻承擔(dān)大部分水平力（有時(shí)可以達(dá)到80%~90%），是抗側(cè)力的主體，整個(gè)結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度大大提高。框架則承受豎向荷載，提供較大的使用空間，同時(shí)承擔(dān)少部分水平力。由于有了剪力墻，其體系比框架結(jié)構(gòu)體系的剛度和承載力都大大提高了，在地震作用下層間變形減小，因而也就減小了非結(jié)構(gòu)構(gòu)件（隔墻和外墻） 的損壞。這樣無論在非地震區(qū)還是地震區(qū)，都可以用來建造較高的高層建筑。還可以把中間部分的剪力墻形成筒體結(jié)構(gòu)，布置在內(nèi)部，外部柱子的布置就可以十分靈活；內(nèi)筒采用滑模施工，的框架柱斷面小、開間大、跨度大，很適合現(xiàn)在的建筑設(shè)計(jì)要求。

除了上述的幾種結(jié)構(gòu)體系外，還有其他一些結(jié)構(gòu)體系，如薄殼、膜結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架等。隨著時(shí)代的進(jìn)步，會(huì)涌現(xiàn)出越來越多更好的結(jié)構(gòu)體系。這就需要不斷學(xué)習(xí)，從各方面考慮運(yùn)用經(jīng)濟(jì)合理的手段到達(dá)目標(biāo)。

4結(jié)語

總之，高層建筑的高度和數(shù)量，從一個(gè)側(cè)面反映一個(gè)國家科學(xué)技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度但對(duì)于高層建筑亦應(yīng)適當(dāng)控制，即要與原有建筑相協(xié)調(diào)，還要與城市歷史特點(diǎn)相協(xié)調(diào)。

參考文獻(xiàn)

[1]吳曉琳。淺析高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與特點(diǎn)[J]。中國高新技術(shù)企業(yè)，2009（11）

篇2

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

引言

一、抗震理念設(shè)計(jì)的理論概述

（一）抗震理念設(shè)計(jì)的概念

抗震理念設(shè)計(jì)是指根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗(yàn)等所形成的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想，進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)總體布置，并確定細(xì)部構(gòu)造的過程，概念設(shè)計(jì)指的是在不經(jīng)過計(jì)算的基礎(chǔ)上，由工程師基于設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)和施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)當(dāng)前的設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)概念進(jìn)行評(píng)估，從而評(píng)估出符合抗震需求的設(shè)計(jì)方案。它包括分析、綜合和評(píng)價(jià)三個(gè)步驟。

（二）抗震理念設(shè)計(jì)在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的作用

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過程，人們對(duì)地震時(shí)的結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)存在局限，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的影響，進(jìn)一步增加了高層建筑結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性，因此，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該重視抗震概念設(shè)計(jì)。在依據(jù)數(shù)值計(jì)算的基礎(chǔ)上增加實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)元素，有時(shí)甚至比分析計(jì)算更重要，抗震設(shè)計(jì)理念的應(yīng)用，可以很好地滿足能居民對(duì)建筑物安全性能的實(shí)際需要。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震概念設(shè)計(jì)的利用必須引起高層建筑結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)師的廣泛重視，使其嚴(yán)格遵守抗震概念設(shè)計(jì)中的相關(guān)規(guī)定，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)，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，最終保證高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，保障居民的人身財(cái)產(chǎn)安全。

（三）抗震理念設(shè)計(jì)的基本原則

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)的整體性作用非常重要，相當(dāng)于水平隔板，具有聚集和傳遞慣性力至各個(gè)豎向抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)的作用，因此，這些子結(jié)構(gòu)必須具備很強(qiáng)的抗震能力。當(dāng)豎向抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)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)的簡單性

結(jié)構(gòu)的簡單性指的是結(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)算簡圖與合理的地震作用傳遞途徑”，只有結(jié)構(gòu)簡單，才能對(duì)結(jié)構(gòu)的位移、內(nèi)力以及模型進(jìn)行準(zhǔn)確分析，把握高層建筑抗震的薄弱環(huán)節(jié)，及時(shí)采取相應(yīng)的措施，避免其出現(xiàn)。

3、結(jié)構(gòu)的剛度

在地震作用下，結(jié)構(gòu)的剛度和抗震能力大小是雙向的，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，不僅僅要控制結(jié)構(gòu)變形，還要盡可能降低地震作用對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的沖擊。避免結(jié)構(gòu)發(fā)生較大變形時(shí)產(chǎn)生重力二階效應(yīng)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失衡而被破壞，進(jìn)而導(dǎo)致高層建筑的抗震性大打折扣。

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)該均勻，以免傳力途徑、側(cè)向剛度以及抗側(cè)力結(jié)構(gòu)承載力的突變，防止結(jié)構(gòu)在豎向上的某一樓或少數(shù)樓層之間出現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)。

二、抗震理念在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

（一）抗震理念設(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，應(yīng)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，通過概念近似計(jì)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。為了保證建筑抗震概念設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性與安全性，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)，對(duì)部分結(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；其二，選擇建筑結(jié)構(gòu)體系時(shí)，不僅應(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)有合理的地震作用傳遞途徑和明確的計(jì)算簡圖，符合不間斷的抗震分析；其三，鑒于結(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，延性是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要指標(biāo)，提高延性水平，可以通過采用豎向和水平向混凝土構(gòu)件來實(shí)現(xiàn)，增強(qiáng)對(duì)砌體結(jié)構(gòu)的約束，即使地震中，配筋砌體開裂也不會(huì)倒塌或散落，保證高層建筑不至于喪失的重力荷載能力。

（二）抗震理念設(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，合理地預(yù)見高層建筑結(jié)構(gòu)先屈服或者破壞的位置，適當(dāng)調(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，是結(jié)構(gòu)抗震耗能的有效措施之一，更是建筑抗震結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。

總結(jié)

高層建筑具有層數(shù)多、體量大、工期長等特點(diǎn)，因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，抗震理念的應(yīng)用更是加大了設(shè)計(jì)的難度，作為高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要組成部分，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)合理科學(xué)，可以有效提高高層建筑的抗震性。因此，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該熟練掌握設(shè)計(jì)的相關(guān)概念和知識(shí)，靈活運(yùn)用抗震概念設(shè)計(jì)，全面考慮各項(xiàng)因素，保證高層建筑工程的質(zhì)量和安全系數(shù)，盡量為我國設(shè)計(jì)出更多的精品建筑。

參考文獻(xiàn)：

[1]華穎. 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[J]. 中華民居（下旬刊），2013，06：27-28.

[2]周定前. 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[J]. 中華民居（下旬刊），2013，05：64-65.

[3]劉華新，孫志屏，孫榮書. 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[J]. 遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，02：222-224.

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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越大。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也越來越成為高層建筑結(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)算簡圖

在計(jì)算簡圖基礎(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)不再是簡單的鋼節(jié)點(diǎn)或者餃節(jié)點(diǎn)，我們要保證和計(jì)算簡圖的誤差在規(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。基礎(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，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。”因此，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

隨著我國高層建筑的不斷發(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4

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

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和建筑功能的多樣化,城市人口的不斷增多及建設(shè)用地日趨緊張和城市規(guī)劃的需要,促使高層住宅建筑得以快速發(fā)展。文章結(jié)合筆者多年的設(shè)計(jì)實(shí)踐和體會(huì),就高層住宅建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一些問題加以探討。

一、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)。

二、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)算簡圖在計(jì)算簡圖基礎(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)算簡圖，那么就比較容易造成由于結(jié)構(gòu)安發(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)算簡圖的選擇。同時(shí)，計(jì)算簡圖應(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。基礎(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；隹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。

三、高層建筑結(jié)構(gòu)體系的選型

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，鋼筋混凝土混合結(jié)構(gòu)體系以及鋼筋混凝土組合結(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，鋼筋混凝土混合結(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；鋼筋混凝土組合結(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，框架一剪力墻結(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)形式就是框架一剪力墻結(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。在框架一剪力墻結(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。

四、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，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?！币虼耍瑸榱吮苊夂笃谑┕ぴO(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。

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

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.12.106

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，我國的高層建筑技術(shù)也得到了飛速發(fā)展。高層建筑有效地解決了城市建設(shè)用地嚴(yán)重不足的問題，提高了土地的利用率，符合社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。但是由于高層建筑自身的特點(diǎn)，所以高層建筑的建設(shè)對(duì)于技術(shù)的要求特別高，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要充分考慮各種因素的影響。

1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該遵循的原則

為了適應(yīng)人們的不同要求，現(xiàn)代化的高層建筑種類繁多，形式各異。這就對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)者提出了更高的要求。設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)高層建筑的結(jié)構(gòu)的時(shí)候，不僅要考慮到高層建筑的性能，也要考慮到人們的審美需要。

（1）根據(jù)要求討論并確定合適的設(shè)計(jì)方案?，F(xiàn)代任何一個(gè)建筑要想順利施工，必須先要制定一個(gè)科學(xué)合理的設(shè)計(jì)和施工方案。設(shè)計(jì)者必須綜合地理地質(zhì)、物理、設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等各個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)來進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。通過綜合分析各種影響因素，確保設(shè)計(jì)方案的可行性和實(shí)用性。

（2）抗震設(shè)計(jì)要合理。擁有良好的抗震性能是對(duì)現(xiàn)代高層建筑的基礎(chǔ)要求之一。設(shè)計(jì)者在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，要充分考慮到施工地點(diǎn)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和板塊構(gòu)造的特點(diǎn)，通過分析該地的地震頻率和級(jí)別等數(shù)據(jù)，有針對(duì)性地進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。保證抗震設(shè)計(jì)的合理性，保護(hù)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。

（3）保證高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的完整性。在對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)者要保證高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的完整性，不同的建筑結(jié)構(gòu)的承載力不同，導(dǎo)致高層建筑的整體性能也各不相同。因此，在設(shè)計(jì)的過程中要充分考慮到不同的結(jié)構(gòu)的性能以及各種構(gòu)件的承載力情況，以便于各種構(gòu)件的組合能夠發(fā)揮出最大的作用。同時(shí)還要重視氣候等自然因素對(duì)高層建筑的影響，科學(xué)合理地設(shè)計(jì)高層建筑的結(jié)構(gòu)。

（4）對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行精準(zhǔn)的分析。對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行精準(zhǔn)的分析是進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最重要的工作，只有保證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確度，才能從結(jié)果中提取有用的信息，保證建筑工程施工的安全性。為了保證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確度和提高工作的效率，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該選擇合理的計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行分析，但是不能完全依賴于計(jì)算機(jī)，還要結(jié)合自己的經(jīng)驗(yàn)做出準(zhǔn)確的判斷，保證計(jì)算結(jié)果的可靠性。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問題

（1）超高問題。高層建筑最大的特點(diǎn)就是高，但是很多開發(fā)商為了追求利益的最大化，經(jīng)常要求增加高層建筑的高度，而高層建筑超高，容易增加安全隱患。高層建筑受技術(shù)、施工材料、環(huán)境等各方面的影響很大，如果只是一味地追求高度，也會(huì)增加施工成本、延長工期，并且使高層建筑的安全性得不到保證。

（2）扭轉(zhuǎn)問題。扭轉(zhuǎn)問題是提高高層建筑抗震抗風(fēng)性能的關(guān)鍵問題，也是近年來世界各國高層建筑研究的核心問題。由于受地形等因素的影響，導(dǎo)致在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候不能保證建筑的完全對(duì)稱，就會(huì)導(dǎo)致扭轉(zhuǎn)問題的出現(xiàn)。因此，設(shè)計(jì)者在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候要力求高層建筑的對(duì)稱性，保證高層建筑的剛度和質(zhì)量有效結(jié)合，最大可能地避免扭轉(zhuǎn)問題的出現(xiàn)。

（3）受力與承載問題。高層建筑在施工的過程中必然會(huì)使用很多機(jī)器設(shè)備，樓層越高，機(jī)器設(shè)備的數(shù)量就越多，會(huì)增加高層建筑的壓力。如果設(shè)計(jì)的時(shí)候沒有考慮周全，或者使用的建筑材料不達(dá)標(biāo)，將會(huì)導(dǎo)致高層建筑的受力與承載力出現(xiàn)問題。

（4）抗震結(jié)構(gòu)問題?？拐饐栴}主要是高層建筑剛度的選擇問題。如果不能根據(jù)不同建筑地點(diǎn)的地震情況來選擇合適的剛度構(gòu)造，就會(huì)導(dǎo)致高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，增加高層建筑的危險(xiǎn)性。

（5）抗風(fēng)結(jié)構(gòu)問題?！皹浯笳酗L(fēng)”。高層建筑過高當(dāng)然會(huì)受到風(fēng)力的影響，而很多設(shè)計(jì)者在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，很容易忽視這一點(diǎn)，導(dǎo)致高層建筑在遇到強(qiáng)風(fēng)的時(shí)候，容易發(fā)生倒塌事故。

3 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問題的對(duì)策

（1） 針對(duì)超高問題。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)的時(shí)候要結(jié)合理論和實(shí)際，嚴(yán)格限制高層建筑的高度，保證高層建筑保質(zhì)保量按期完成。

（2）針對(duì)扭轉(zhuǎn)問題。為了避免地形因素破壞水平荷載作用，從而導(dǎo)致扭轉(zhuǎn)問題的出現(xiàn)，設(shè)計(jì)者要設(shè)計(jì)科學(xué)合理的高層建筑結(jié)構(gòu)，盡可能保證高層建筑的對(duì)稱性，有效地解決高層建筑的扭轉(zhuǎn)問題。

（3）針對(duì)受力與承載問題。在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，設(shè)計(jì)者要準(zhǔn)確地計(jì)算出高層建筑的地基承載能力以及各樓層的承載能力，對(duì)于承重墻和承重柱的質(zhì)量和結(jié)構(gòu)要嚴(yán)格把關(guān)，保證高層建筑的受力均勻，提高高層建筑的承載能力，增強(qiáng)高層建筑的安全性和實(shí)用性。

（4）針對(duì)抗震結(jié)構(gòu)問題。為了有效地增強(qiáng)高層建筑的抗震性能，設(shè)計(jì)者在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，要對(duì)施工地的地質(zhì)、地震的級(jí)別和頻率進(jìn)行實(shí)地勘察，為高層建筑的抗震設(shè)計(jì)提供依據(jù)。同時(shí)要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的建筑材料，保證建材的質(zhì)量，并對(duì)施工過程進(jìn)行監(jiān)督，避免施工單位偷工減料，從而有效地保證高層建筑的抗震性能。

（5）針對(duì)抗風(fēng)結(jié)構(gòu)問題。設(shè)計(jì)者在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，一定要考慮到風(fēng)力對(duì)高層建筑的影響。結(jié)合分析施工地的風(fēng)向和風(fēng)力，對(duì)高層建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)合理的抗風(fēng)設(shè)計(jì)，為高層建筑的順利施工和安全使用提供保證。

4 總結(jié)

社會(huì)的發(fā)展對(duì)高層建筑的樣式、性能等要求越來越高。因此，為了不斷滿足社會(huì)發(fā)展對(duì)高層建筑提出的新要求，高層建筑設(shè)計(jì)者要對(duì)高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不斷進(jìn)行探索，從而不斷提高高層建筑的質(zhì)量和使用壽命，提高人們的生活水平和生活質(zhì)量，促進(jìn)我國建筑行業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅軍.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題及對(duì)策分析[J].建材與裝飾，2014（15）：6-7.

[2]余曉陽.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的基本問題及對(duì)策簡析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2015（29）：432.

篇6

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

高層建筑的發(fā)展，一定程度上反映了一個(gè)國家的科技水平和綜合國力。在確保高層建筑物具有足夠可靠度的前提下，為了進(jìn)一步節(jié)約材料、降低造價(jià)，高層建筑正在不斷的更新，設(shè)計(jì)理念也在不斷的發(fā)展。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。基于此，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)。在計(jì)算簡圖在計(jì)算簡圖基礎(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)算簡圖，那么就比較容易造成由于結(jié)構(gòu)安發(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)算簡圖的選擇。同時(shí)，計(jì)算簡圖應(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。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)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化。

對(duì)于框架-剪力墻體系來說，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?剪力墻的機(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。

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?；诟邔咏ㄖ拐鸬囊?，我國的建筑規(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，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。”因此，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)語

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)的要求越來越高，本文只是就其中的幾點(diǎn)作了簡要分析，只有充分了解了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，才能做出更加優(yōu)秀的設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫凱.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問題及對(duì)策探討[J].價(jià)值工程，2011，25：88-89.

篇7

關(guān)鍵詞：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；抗震概念設(shè)計(jì)；重要性；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TU2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

一、抗震概念設(shè)計(jì)的含義和原則

（一）基本含義

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震概念設(shè)計(jì)是指根據(jù)地震災(zāi)害和建筑設(shè)計(jì)的相關(guān)原則進(jìn)行高層房屋的建設(shè)，在設(shè)計(jì)的時(shí)候要從高層建筑的整體結(jié)構(gòu)來考慮抗震設(shè)計(jì)。具體抗震概念設(shè)計(jì)就是制定正確合理的抗震設(shè)計(jì)方案，重視抗震材料的選擇以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，保證高層建筑的抗震性?，F(xiàn)在抗震概念設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)房屋時(shí)，考慮的關(guān)鍵問題，特別是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

（二）原則

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要相對(duì)簡化，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要有明確的目標(biāo)和直接的作用。簡單的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠有效地對(duì)建筑模型、建筑的位移等等情況分析，保證設(shè)計(jì)各方面的完善，增加結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗震性預(yù)估的準(zhǔn)確性。抗震概念設(shè)計(jì)要保證結(jié)構(gòu)剛性和抗震能力，合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以有效地減少地震對(duì)建筑的損害，建筑結(jié)構(gòu)要具備足夠的剛性和抗震能力才能真正實(shí)現(xiàn)抗震的目標(biāo)，結(jié)構(gòu)剛性要合理地把握，剛性過大不僅不能減少地震對(duì)建筑的損害，還會(huì)造成建筑結(jié)構(gòu)的變形，影響建筑的質(zhì)量?？拐鸶拍钤O(shè)計(jì)要重視建筑樓蓋的設(shè)計(jì)，建筑樓蓋將建筑整體的力量分布到不同的部位，將壓力平衡。當(dāng)建筑某個(gè)部位出現(xiàn)變化或者損害時(shí)，建筑樓蓋可以協(xié)同其他結(jié)構(gòu)工作，保證建筑的質(zhì)量。

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

抗震概念設(shè)計(jì)在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中發(fā)揮十分重要的作用，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)高層建筑時(shí)，不能忽視抗震概念設(shè)計(jì)。地震發(fā)生時(shí)對(duì)建筑的損害無法估計(jì)，存在很大的不確定性，再加上高層建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，無法準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)地震會(huì)損害高層建筑哪個(gè)部位，造成怎樣程度的損害。設(shè)計(jì)師在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，會(huì)仔細(xì)地分析地震帶給高層建筑的影響，在實(shí)際的施工過程中，重視材料的應(yīng)用，增強(qiáng)建筑的牢固性。但是建筑材料后期的變化以及地震中不確定的因素，都會(huì)與實(shí)際地震帶給建筑的損害有很大的差別，這樣地震同樣會(huì)給建筑造成傷害。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)建筑和地震的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和預(yù)估十分必要，但是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不能僅僅只是依靠數(shù)據(jù)分析來完成，更主要的是在實(shí)際的高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中重視抗震概念設(shè)計(jì)，從本質(zhì)上提高高層建筑的抗震能力。

隨著抗震概念設(shè)計(jì)在實(shí)際設(shè)計(jì)中的不斷應(yīng)用和發(fā)展，現(xiàn)在的抗震概念設(shè)計(jì)更加的成熟和完善。合理地應(yīng)用概念設(shè)計(jì)可以更好地保證建筑的質(zhì)量和安全，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性。汶川地震發(fā)生后，設(shè)計(jì)師更加重視抗震概念設(shè)計(jì)在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。通過對(duì)實(shí)際地震中的數(shù)據(jù)分析，制定相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，排除結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不必要的設(shè)計(jì)，將設(shè)計(jì)的重點(diǎn)放在抗震概念設(shè)計(jì)上，提高建筑的抗震能力。這些數(shù)據(jù)分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，為設(shè)計(jì)師下階段的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有很大的參考價(jià)值，提高高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，有利于高層建筑的順利建造。

三、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

（一）選擇有利的地形建造高層建筑

地形是造成地震發(fā)生的一個(gè)重要原因，很多的地震事件證明了地形對(duì)地震的影響，所以在建筑建造前要實(shí)地考察相關(guān)的地形，對(duì)當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境有詳細(xì)地了解，有利于后期的建筑建造。一般建筑的選址要考慮地形、土質(zhì)、地表等問題，要選擇土質(zhì)較硬，穩(wěn)定性好的土地，保證建筑的質(zhì)量。表層覆蓋小、土質(zhì)硬的土地可以有效地降低地震對(duì)建筑的傷害；表層覆蓋厚、土質(zhì)較軟的土地會(huì)放大地震的作用，加重建筑的損害程度。土質(zhì)越軟的土地地震效應(yīng)越大，造成的損失也越大。在抗震設(shè)計(jì)時(shí)盡量避免松軟的土地，當(dāng)無法避免危險(xiǎn)地形時(shí)，要加強(qiáng)抗震概念設(shè)計(jì)，在建筑的施工期間有意識(shí)地加強(qiáng)建筑的牢固性和抗震能力，保證建筑的質(zhì)量和安全。

（二）合理地設(shè)計(jì)建筑的平面和立體造型

建筑的平面設(shè)計(jì)和立體設(shè)計(jì)是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前提和基礎(chǔ)，建筑的平面和立體造型是將建筑的剛性和質(zhì)量相結(jié)合的手段，在設(shè)計(jì)的過程中要追求建筑造型的簡單化，不要設(shè)計(jì)過多的不規(guī)則造型。不規(guī)則的建筑在地震過程中容易變形，造成更嚴(yán)重的損失，也要嚴(yán)格地控制建筑的高度，高度越高，地震效應(yīng)越嚴(yán)重。如果在設(shè)計(jì)過程中必須要求設(shè)計(jì)不規(guī)范的建筑造型，這時(shí)候設(shè)計(jì)師要特別注意建筑的抗震設(shè)計(jì)，在建筑特定的部位設(shè)置防震線，將不規(guī)則的建筑分成幾個(gè)單獨(dú)的部分，有利于減少地震對(duì)整個(gè)建筑造成傷害，建筑的隔離可以降低地震對(duì)建筑的損傷。建筑造型盡量簡單規(guī)范，可以很大程度上提高建筑的抗震能力。

（三）合理地設(shè)計(jì)建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要根據(jù)建筑本身的抗震能力、建筑高度、材料使用、地形等特點(diǎn)來確定。綜合所有相關(guān)的因素來設(shè)計(jì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，制定合理的設(shè)計(jì)方案。建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)要符合建筑對(duì)稱和力量均衡的原則。建筑樓梯的設(shè)計(jì)盡量避免交叉的情況，提高樓梯的質(zhì)量。在地震中往往很多情況因?yàn)榻ㄖ膬?nèi)部設(shè)計(jì)，建筑受到致命的損害，所以建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不僅要保證整個(gè)建筑的安全設(shè)計(jì)，還要重視細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)，這樣才能保證整個(gè)建筑的安全性。

（四）重視建筑結(jié)構(gòu)的整體一致性

建筑結(jié)構(gòu)每部分的協(xié)調(diào)工作才能保證整棟建筑的質(zhì)量，建筑任何一個(gè)小部件出現(xiàn)問題，都會(huì)對(duì)建筑的整體質(zhì)量造成影響。保持建筑結(jié)構(gòu)的整體一致性，能夠有效地抵抗地震的傷害，將損傷降到最低。建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力的綜合體現(xiàn)就是建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和整體性，建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和整體性在抗震過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。在具體施工中，要選擇穩(wěn)定性和整體性強(qiáng)的材料建造房屋，防止材料發(fā)生變化，造成整個(gè)建筑出現(xiàn)位移的情況，建筑位移問題的解決，可以很好地保證建筑整體的質(zhì)量。在施工時(shí)也可以放松墻面的要求，提高建筑結(jié)構(gòu)的整體性。

（五）減少非結(jié)構(gòu)部分的設(shè)計(jì)

建筑的填充墻、墻、樓梯踏步板、以及其他裝飾建筑的設(shè)計(jì)部分都會(huì)或多或少地影響到建筑的抗震能力。地震的變化性很強(qiáng)，殺傷力也很大，對(duì)建筑不會(huì)有選擇性的破壞，這些非結(jié)構(gòu)部分也會(huì)是損害的對(duì)象，但往往正是因?yàn)檫@些非結(jié)構(gòu)部分的設(shè)計(jì)加重了建筑的損害程度。非結(jié)構(gòu)部分會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的其他部分造成影響，破壞結(jié)構(gòu)本身的穩(wěn)定性和整體性，出現(xiàn)意外狀況。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，減少非結(jié)構(gòu)部件的設(shè)計(jì)，一定程度上減輕了地震災(zāi)害，保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，還提高了建筑的抗震性。

四、總結(jié)

隨著社會(huì)不斷發(fā)展，建筑高層化是建筑業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，高層建筑要想在地震災(zāi)害中“存活”，設(shè)計(jì)師必須要重視抗震概念設(shè)計(jì)在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。設(shè)計(jì)師要樹立正確的設(shè)計(jì)觀念，對(duì)抗震概念設(shè)計(jì)有清晰的認(rèn)識(shí)，提高自身的概念設(shè)計(jì)能力，在設(shè)計(jì)過程中不斷創(chuàng)新和發(fā)展，提高高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平，促進(jìn)高層建筑發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]華穎.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[J].中華民居(下旬刊),2013,（6）

[2]周定前.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[J].中華民居(下旬刊),2013,（5）

[3]馮新波,馬春玲,孫景芳.淺議高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震概念設(shè)計(jì)[J].科技致富向?qū)?2009,（10）

篇8

【關(guān)鍵詞】中高層建筑；結(jié)構(gòu)體系；優(yōu)選探討

由于我國在中高層建筑的設(shè)計(jì)施工方面起步較晚，設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足在一定程度上影響到建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化選型。建筑結(jié)構(gòu)體系的不合理布置影響了經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)對(duì)建筑功能造成了一定的影響。因此，我們應(yīng)充分了解高層建筑各主要結(jié)構(gòu)類型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、適用范圍等，采用先進(jìn)的結(jié)構(gòu)理念和精確的計(jì)算方法，分析比較綜合經(jīng)濟(jì)效益，正確處理建筑結(jié)構(gòu)體系的選型問題，實(shí)現(xiàn)安全可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的中高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

一、中高層建筑的基本結(jié)構(gòu)體系

（一）框架結(jié)構(gòu)體系

框架結(jié)構(gòu)體系是指在縱橫兩個(gè)方向利用梁柱組成的框架體系，能夠同時(shí)承受水平荷載與豎向荷載和，其主要優(yōu)點(diǎn)是建筑的平面布置比較靈活，能夠形成較大的建筑空間，且建筑立面的處理工作也較為容易；然而，框架結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度較小。一旦建筑的層數(shù)過多，就會(huì)使其在水平力作用下產(chǎn)生過大的側(cè)移，進(jìn)而引起非結(jié)構(gòu)性構(gòu)件的破壞，使其不能夠正常使用。

（二）框剪結(jié)構(gòu)體系

框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的主要是框架結(jié)構(gòu)中布置一定數(shù)量的剪力墻，是框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化結(jié)合。由于兩種結(jié)構(gòu)協(xié)同工作變形協(xié)調(diào)，形成了彎剪變形，從而減小了結(jié)構(gòu)的位移比，使結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度得到了提高。但是由于框架部分的影響，其結(jié)構(gòu)自重較大，適用高度受限。

（三）剪力墻結(jié)構(gòu)體系

通常情況下，我們把由縱橫向墻體所組成的抗力體系叫做剪力墻體系。建筑物中的豎向承重構(gòu)件主要由墻體承擔(dān)時(shí)，這種墻體既承擔(dān)豎向荷載，同時(shí)承擔(dān)風(fēng)力或地震作用傳來的水平荷載。當(dāng)墻體處于建筑物中合適的位置時(shí)，能起到對(duì)空間的分割作用。該體系的缺點(diǎn)是剪力墻的間距有一定限制，故不可能開間太大，對(duì)需要大空間時(shí)就不太適用。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要充分考慮結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，在兩個(gè)互相垂直的方向上都設(shè)置上相應(yīng)的剪力墻結(jié)構(gòu)，并要求墻體能夠做到上下對(duì)齊，避免產(chǎn)生剛度突變現(xiàn)象[1]。

（四）筒體結(jié)構(gòu)體系

筒體結(jié)構(gòu)，是指由一個(gè)或幾個(gè)筒體作豎向承重結(jié)構(gòu)的高層屋結(jié)構(gòu)體系。一般來說，筒體結(jié)構(gòu)可分為框架-核心筒結(jié)構(gòu)、筒中筒和多筒結(jié)構(gòu)等。采用這種體系的建筑，其平面最好是正方形或者接近正方形。

筒體體系適用于層數(shù)較多的高層建筑。當(dāng)高度較高時(shí)，宜采用外框架、內(nèi)核芯筒結(jié)構(gòu)；再高時(shí)，則最好采用筒中筒結(jié)構(gòu)，即采用外框架筒和內(nèi)核芯筒結(jié)構(gòu)。這類結(jié)構(gòu)外框架筒可以開窗，以滿足采光要求，在內(nèi)筒中布置電梯井、管道豎并及生活間等。

（五）混合結(jié)構(gòu)體系

多種不同材料構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)體系稱為混合結(jié)構(gòu)體系。采用混合結(jié)構(gòu)體系，實(shí)際上是各種構(gòu)件的優(yōu)化組合。

型鋼混凝土構(gòu)件是在混凝土中主要配置型鋼（包括軋鋼型鋼與焊接型鋼）的構(gòu)件。一般也配置一些構(gòu)造鋼筋及輔助受力鋼筋，型鋼混凝土可制作成柱、梁、剪力墻、筒體等。它們的特點(diǎn)是強(qiáng)度高、剛度大、斷面小、延性與抗震性能好，防火性能好等。

鋼管混凝土是指在鋼管中填充混凝土而形成、且鋼管及其核心混凝土能共同承受外荷載作用的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。鋼管混凝土在結(jié)構(gòu)上能夠?qū)摴?、混凝土二者的?yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起，提高混凝土抗壓強(qiáng)度和鋼管的剛度，從而大大地提高了承載力。鋼管混凝土作為一種新興的組合結(jié)構(gòu)，主要以軸心受壓和作用力偏心較小的受壓構(gòu)件為主，被廣泛使用于框架結(jié)構(gòu)中（如廠房和高層）。

二、中高層建筑結(jié)構(gòu)體系的影響因素與布置原則

（一）影響中高層建筑結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)選的因素

在進(jìn)行中高層建筑結(jié)構(gòu)體系的結(jié)構(gòu)優(yōu)選中，由于設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念不清晰以及對(duì)整體建筑形式把控不足，使其對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的選型產(chǎn)生一定影響，不能做到安全和經(jīng)濟(jì)性并重，不能最大程度的實(shí)現(xiàn)建筑功能、適用建筑空間和建筑美觀要求。

（二）中高層建筑結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)選原則

1、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的布置原則

平面布置：在進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)的構(gòu)建時(shí)，要盡可能的實(shí)現(xiàn)平面的整齊與均勻，

根據(jù)房間的布局要求，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的角度校核各構(gòu)件的合適性。

豎向布置：要充分考慮各結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)缺點(diǎn)。根據(jù)剪力墻、框架柱等的受力

特點(diǎn)，從建筑高度、建筑空間以及結(jié)構(gòu)受力上考慮合理選用側(cè)向剛度和承載力沿豎向均勻變化、無突變的豎向構(gòu)件。

2、安全與經(jīng)濟(jì)性并重的原則

首先，從結(jié)構(gòu)體系選型中，在通過對(duì)某建筑采用不同的結(jié)構(gòu)布置，從周期比、位移比、振型數(shù)、剛度比等主要控制指標(biāo)進(jìn)行分析，在結(jié)構(gòu)造型、經(jīng)濟(jì)性方面做出對(duì)比總結(jié)，以期設(shè)計(jì)出安全性高、經(jīng)濟(jì)合理的建筑。

其次，建筑的強(qiáng)度與成本的比較。如在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，衡量鋼筋的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，選擇較為協(xié)調(diào)的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式，利用具體的價(jià)格與強(qiáng)度比來體現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性和安全性。

3、建筑的功能的最大化原則

結(jié)構(gòu)布置時(shí)，充分考慮建筑的樓層數(shù)以及建筑物的高度，充分結(jié)合辦公樓，酒店，住宅，商業(yè)建筑等的實(shí)際特征，來滿足不同建筑的使用需求，來進(jìn)一步提高建筑物的經(jīng)濟(jì)合理性等[3]。這個(gè)環(huán)節(jié)，最重要的是讀透建筑圖，甚至跨專業(yè)進(jìn)行細(xì)化設(shè)計(jì)，將建筑當(dāng)作藝品來創(chuàng)作。

三.中高層建筑結(jié)構(gòu)體系應(yīng)符合時(shí)代需求

隨著科技的發(fā)展，不斷有新材料、新工藝的涌現(xiàn)。結(jié)合日趨完善的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論，我們不僅可以挑戰(zhàn)特別高聳、特大跨度、特別新穎的結(jié)構(gòu)形式，更體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工中貫徹殼持續(xù)發(fā)展的理念，綜合考慮美學(xué)、社會(huì)、環(huán)境的要求。

社會(huì)的發(fā)展與時(shí)代的變化將會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)建筑的復(fù)雜化與多樣化。結(jié)構(gòu)體系選型應(yīng)能夠更好的滿足建筑結(jié)構(gòu)在功能性與藝術(shù)性的需要，同時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，使其能夠更好的順應(yīng)時(shí)展潮流，對(duì)其進(jìn)行不斷的創(chuàng)新與完善，使得中高層建筑的結(jié)構(gòu)能夠更加完善，更加符合時(shí)代需要。

參考文獻(xiàn)：

[1]沈榮麗，張偉杰.模糊數(shù)學(xué)方法論優(yōu)選高層建筑結(jié)構(gòu)體系[J].中華民居，2010，（9）：254-255.

篇9

關(guān)鍵詞：高層建筑、概念設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)體系

引言:高層建筑相比于其他建筑來說有著自己獨(dú)特的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，高層建筑的高度、自重力以及受到水平拉力時(shí)的反應(yīng)都區(qū)別于其他的建筑，因此，在進(jìn)行高層建筑的設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要注意結(jié)構(gòu)的定量計(jì)算分析，更應(yīng)該注意結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)，即結(jié)構(gòu)的宏觀控制和定性判斷。

1、高層建筑結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)

高層建筑結(jié)構(gòu)從出現(xiàn)發(fā)展到現(xiàn)在，隨著不同結(jié)構(gòu)形式的出現(xiàn)，建筑形式相繼呈現(xiàn)出不同的表現(xiàn)狀態(tài)。從結(jié)構(gòu)的角度來看待高層建筑的話，桿狀是高層建筑結(jié)構(gòu)形式的基本特點(diǎn)，相比起豎向荷載，水平荷載成為了高層建筑結(jié)構(gòu)的控制因素，高層建筑結(jié)構(gòu)的底部在水平荷載的壓力下，其彎矩和剪力都表現(xiàn)為最大，這就要求高層建筑結(jié)構(gòu)要有很強(qiáng)的抗側(cè)移和抗傾覆能力，設(shè)計(jì)的基本概念也就因此而成為對(duì)建筑形體、剛度、延性還有結(jié)構(gòu)體系的合理正確的要求。高層建筑選擇結(jié)構(gòu)體系的決定因素通常是建筑物自身的高度和空間，不同的結(jié)構(gòu)體系因?yàn)閯偠?、?qiáng)度、結(jié)構(gòu)樣式都不盡相同，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)所適合的高度和空間也會(huì)不同。

高層建筑結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)件包括板、梁、柱、框架、衍架、網(wǎng)架、拱、殼體、墻，還有索，板的高度大于厚度，承受的是垂直于板面的荷載，梁是截面小于跨度的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，柱是線性構(gòu)件，框架既能承受豎向荷載，同時(shí)也能承受水平荷載，衍架是具有三角形區(qū)格的平面或者是空間的承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件，網(wǎng)架是通過節(jié)點(diǎn)按照一定的網(wǎng)格形式連接多根桿件而形成的空間結(jié)構(gòu)，拱式平面結(jié)構(gòu)構(gòu)件，殼體是曲面形的構(gòu)件，墻是豎向構(gòu)件，承受的是平行于墻面方向的荷載，索是以柔性受拉鋼索形成的構(gòu)件。

高層建筑結(jié)構(gòu)體系有鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和一種混合結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)包括框架結(jié)構(gòu)體系，也就是鋼性連接的柱梁體系，但是這種結(jié)構(gòu)體系的有效性只限于中層建筑結(jié)構(gòu)，框架剪力衍架結(jié)構(gòu)體系，既有框架，又有剪力衍架的一種結(jié)構(gòu)體系，框筒和成束筒，框筒是一種筒體結(jié)構(gòu)，在很大程度上增加了建筑物的抗顛覆能力，成束筒是將單獨(dú)的筒體捆綁在一起，這種結(jié)構(gòu)體系不僅減小了筒體的剪力滯后效應(yīng)，還大大加強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的側(cè)向荷載能力，對(duì)角支撐筒體就是在外框筒結(jié)構(gòu)上增加交叉斜支撐形成的結(jié)構(gòu)體系，這種結(jié)構(gòu)體系有效性很強(qiáng)，可以增加窗洞面積，由三位空間衍架組成的結(jié)構(gòu)體系叫空間衍架結(jié)構(gòu)體系，內(nèi)部對(duì)角支撐衍架實(shí)際上也是一種空間衍架結(jié)構(gòu)。

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)包括框架結(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、框筒、筒中筒、成束筒結(jié)構(gòu)體系、內(nèi)填支撐筒、巨型柱―核心墻這幾種結(jié)構(gòu)體系，而混合結(jié)構(gòu)，也稱組合結(jié)構(gòu)，是鋼材和鋼筋混凝土組合而形成的混合結(jié)構(gòu)體系，到現(xiàn)在為止，已經(jīng)有三種結(jié)構(gòu)體系得到了很好的發(fā)展，第一種是在一個(gè)鋼結(jié)構(gòu)高層建筑中涉及核心筒，第二種是將型和混凝土的組合構(gòu)件運(yùn)用到外筒體的密柱深梁中，第三種是混合豎向體系，就是建筑物的上部采用鋼結(jié)構(gòu)，中下部采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

2、概念設(shè)計(jì)

2、1 概念設(shè)計(jì)的含義及其重要性

概念設(shè)計(jì)是對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師和建筑師的一種能力的印證，它需要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師和建筑師們?cè)谶M(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)，有效的把握建筑的結(jié)構(gòu)體系，不經(jīng)過計(jì)算，就能從整體的角度對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的總體布置和抗震措施進(jìn)行指導(dǎo)，僅從平面和立面的形式就可以對(duì)設(shè)計(jì)空間綜合的進(jìn)行協(xié)調(diào)，從而使最后的空間定形，無論是在功能要求，還是形式的需要方面都能與所設(shè)計(jì)的平、立面形式相吻合。當(dāng)然，如果建筑師或者結(jié)構(gòu)工程師想要進(jìn)行結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)，他們首先就需要深刻的理解高層建筑結(jié)構(gòu)的風(fēng)作用、地震作用、場(chǎng)地土特征、結(jié)構(gòu)的真實(shí)效應(yīng)還有地震作用等以及其他的一些相關(guān)的基本概念。

2、2 結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的原則

在進(jìn)行結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該遵循的第一個(gè)原則就是全面考慮的原則，要巨無細(xì)遺的考慮到建筑設(shè)計(jì)中的方方面面，包括建筑結(jié)構(gòu)和施工方面的考慮，從整體到局部都要進(jìn)行很好的把握，更不能忽視他們之間的關(guān)系，還有建筑完成后帶給使用者在視覺感受、功能使用方面、成本預(yù)算方面等的考慮。

從實(shí)際出發(fā)，結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡赜蛐蕴攸c(diǎn)，根據(jù)建筑即將坐落地區(qū)的自然條件、人文條件、歷史文化、資源和材料限制等方面從現(xiàn)實(shí)的角度考慮建筑的結(jié)構(gòu)概念。

高層建筑擁有自己的自重特點(diǎn)，要從減輕自重的原則出發(fā)，建筑結(jié)構(gòu)所承受的荷載大部分都是來自建筑物本身的自重，減輕自重也就減輕了結(jié)構(gòu)的負(fù)荷。要讓建筑結(jié)構(gòu)合理受力，荷載均勻分布，多跨連續(xù)、空間作用、剛性連接、超靜定的受理系統(tǒng)都可以使結(jié)構(gòu)的受力狀況均勻分布，分析結(jié)構(gòu)的受力狀況時(shí)，還要從各部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件的直接受力狀況和整體結(jié)構(gòu)的宏觀受力狀況分析。材料盡可能的選用以軸向應(yīng)力為主的受力狀態(tài)，合理的組織構(gòu)件的截面。

優(yōu)先選型，就是要優(yōu)化結(jié)構(gòu)體系，根據(jù)實(shí)際條件優(yōu)化選擇合適的基本構(gòu)件，并確定他們的聯(lián)系，確定構(gòu)件的基本支撐做法。

2、3 高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)

所謂的高層建筑，我們完全看以把它想成是一個(gè)從地面拋向空中的懸臂掛件，它的高度就決定了這種建筑承受的水平的和豎向的荷載都要強(qiáng)于一般建筑物，對(duì)他的抗彎矩和抗剪力的能力在概念設(shè)計(jì)階段就要考慮細(xì)致，高層建筑特殊的受力特點(diǎn)不同于低層建筑，高度越高，水平荷載越強(qiáng)，例如地震和風(fēng)力產(chǎn)生的作用就會(huì)越強(qiáng)，因此在地震強(qiáng)區(qū)若想建造高層建筑，就必須要保證所有的結(jié)構(gòu)，包括結(jié)構(gòu)細(xì)部都具有足夠的剛度和強(qiáng)度，還必須具有很強(qiáng)的抗震能力。

在框架結(jié)構(gòu)體系中，梁柱的節(jié)點(diǎn)是這種結(jié)構(gòu)體系的組合點(diǎn)，因此在增強(qiáng)抗震能力的環(huán)節(jié)中，節(jié)點(diǎn)也就成了關(guān)鍵部件，如果梁柱節(jié)點(diǎn)遭到破壞，那么框架結(jié)構(gòu)的剪切脆性就會(huì)破壞，在節(jié)點(diǎn)處相交的梁和柱就會(huì)失效，“強(qiáng)柱弱梁”、“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”、“強(qiáng)剪弱彎”的設(shè)計(jì)原則，可以保證框架結(jié)構(gòu)體系在地震的壓力下還能保證足夠強(qiáng)的延性和承載力，構(gòu)造配筋、柱的軸壓比，還有截面尺寸的選擇，都可以影響到框架結(jié)構(gòu)的抗震能力，尤其是對(duì)于節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造措施。

篇10

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

隨著城市人口數(shù)量的大幅度增加。我國當(dāng)前的城市建筑用地資源呈現(xiàn)出緊張局面。在這一背景下，高層建筑物應(yīng)運(yùn)而生，由于其建筑層數(shù)多且高，建筑結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，為設(shè)計(jì)人員增加了諸多難題。所以在設(shè)計(jì)高層建筑結(jié)構(gòu)的同時(shí)，要求設(shè)計(jì)人員切實(shí)考慮高層建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，制定相對(duì)合理的設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)高層建筑結(jié)構(gòu)的先進(jìn)性、安全性與穩(wěn)定性，繼而提高現(xiàn)代城市高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)效率與設(shè)計(jì)質(zhì)量。

1分析我國高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)

相對(duì)于層數(shù)低且多層的建筑結(jié)構(gòu)而言，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加復(fù)雜且更為關(guān)鍵，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的高效與否，對(duì)高層建筑平面的整體布置、建筑高度、立面體形、機(jī)電管道的合理規(guī)劃、施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、施工周期、造價(jià)成本等方面起著決定性的影響作用，其良好的設(shè)計(jì)特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1．1水平力

研究一般低層建筑與多層建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)，普遍都是以豎向荷載為前提。而在高層建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，其決定性影響作用的則是水平荷載，盡管豎向荷載也在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中發(fā)揮著重要作用，但并不是最重要的設(shè)計(jì)要素。不難發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)代高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容中，彎矩?cái)?shù)值和豎向軸力，與高層建筑高度的一次方形成正比。同時(shí)，水平荷載對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的軸力與傾覆力，和高層建筑高度的兩次方形成正比。因此，在現(xiàn)代高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，水平荷載發(fā)揮著決定性的影響作用。

1．2結(jié)構(gòu)側(cè)移

在高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化過程中，持續(xù)增加的建筑高度，容易加大結(jié)構(gòu)水平荷載的側(cè)向變形，并同高層建筑高度的四次方形成正比。在這一背景因素下，高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化，逐漸將結(jié)構(gòu)側(cè)移視為重要的設(shè)計(jì)要素。

1．3提出更高要求的抗震設(shè)計(jì)

在高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化過程中，對(duì)抗震性能的要求不斷提高。在這一過程中，需要切實(shí)考慮風(fēng)荷載因素與豎向荷載因素，提高建筑結(jié)構(gòu)性能的使用質(zhì)量，并保證其高效的使用性能。只有做到以上幾點(diǎn)，才可以實(shí)現(xiàn)高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的高效提升，為高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性、安全性與適用性提供保障。

1．4降低高層建筑自重比

在高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化過程中，相對(duì)于多層建筑自重比而言，高層建筑自重比的降低，存在更加直接的影響作用。當(dāng)高層建筑自重比降低時(shí)，可以在這一基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)多層數(shù)的建設(shè)，有利于提高建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益;另一方面，地震效應(yīng)與高層建筑整體質(zhì)量成正比，高層建筑重量值越高，在地震災(zāi)害爆發(fā)時(shí)其建筑結(jié)構(gòu)方面的作用剪力會(huì)隨之增大，并增加相應(yīng)的傾覆力矩值。進(jìn)一步增加了豎向結(jié)構(gòu)的除加軸力值，為高層建筑的坍塌埋下安全隱患。因此，高層建筑自重比的合理降低，在提升高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性能優(yōu)勢(shì)的多元化措施中，占據(jù)關(guān)鍵位置。

1．5加強(qiáng)對(duì)軸向變形的重視

采取框架與框架體系，并應(yīng)用在剪力墻體系的高層建筑物方面。通常情況下，其建筑框架中柱的軸壓應(yīng)力值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出框架邊柱的軸壓應(yīng)力值，而框架邊柱軸向壓縮變形遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于框架中柱軸向壓縮變形。當(dāng)高層建筑高度達(dá)到一定程度，其軸向變形之間存在的差距會(huì)形成較高數(shù)值，容易導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)連續(xù)梁中間的支座出現(xiàn)沉陷現(xiàn)象，并降低了連續(xù)梁中間支座處負(fù)彎矩值，進(jìn)一步增大端支座負(fù)彎矩值與跨中正彎矩值。

1．6同等重視計(jì)算設(shè)計(jì)與概念設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)優(yōu)化我國高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的過程中，一般包括計(jì)算設(shè)計(jì)與概念設(shè)計(jì)兩個(gè)方面?，F(xiàn)階段，無論是從分析原則還是分析手段方面，我國高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)與抗震性能都得到了長期的完善和健全。但是，計(jì)算設(shè)計(jì)必須要以相對(duì)合理的假想因素為前提，由于地震作用具備復(fù)雜、不確定性等諸多不可知因素，由此致使建筑結(jié)構(gòu)中的抗震設(shè)計(jì)優(yōu)化和實(shí)際情況存在諸多出入，使得建筑結(jié)構(gòu)在進(jìn)入彈塑性后，極易出現(xiàn)局部裂縫等破損現(xiàn)象。所以，要重視概念設(shè)計(jì)在高層建筑結(jié)構(gòu)中的影響作用。

2分析高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法

現(xiàn)階段，我國高層建筑工程對(duì)鋼筋混凝土框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用較為廣泛。其框架結(jié)構(gòu)的整體性，可以實(shí)現(xiàn)布置規(guī)劃的動(dòng)態(tài)性與靈活性，拓寬使用空間，為使用性能與抗震性能提供保障。主要分析了高層建筑結(jié)構(gòu)中鋼筋混凝土框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)策略，并結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出相對(duì)合理的規(guī)范要求。

2．1鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)策略

(1)初始選型。結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)整體平面與立面規(guī)劃、設(shè)計(jì)使用性能等因素，對(duì)結(jié)構(gòu)承受的水平荷載、豎向荷載與傳力路線展開分析，結(jié)合具體施工需求，對(duì)結(jié)構(gòu)框架梁、框架柱種類進(jìn)行歸納總結(jié)，選擇合理的梁柱幾何尺寸;(2)結(jié)構(gòu)的具體分析。在計(jì)算建筑結(jié)構(gòu)承受的水平荷載與豎向荷載時(shí)，需要結(jié)合其具體幾何造型特點(diǎn)，加以分析鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的空間內(nèi)力。依照分析內(nèi)容，在對(duì)截面內(nèi)力進(jìn)行控制時(shí)，需要參考相同截面尺寸的構(gòu)件，并加以分類，明確所有構(gòu)件類型的相關(guān)應(yīng)力值;(3)截面設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中，需要參考不同類型梁柱構(gòu)件的設(shè)計(jì)控制應(yīng)力，在分析建筑結(jié)構(gòu)幾何構(gòu)造特點(diǎn)與鋼筋配筋特點(diǎn)的同時(shí)，制定約束機(jī)制，實(shí)現(xiàn)高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化;(4)結(jié)構(gòu)收斂性。以高層建筑工程的精度性為基礎(chǔ)，選擇相對(duì)較小的數(shù)值，視為對(duì)建筑結(jié)構(gòu)收斂性進(jìn)行檢驗(yàn)判斷的基礎(chǔ)條件。在收斂性檢驗(yàn)中，如果設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)與原結(jié)構(gòu)相同，則設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)具備收斂性，可以展開更進(jìn)一步的可行性檢驗(yàn);(5)可行性檢驗(yàn)。對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成果展開內(nèi)力分析，保證其可用性能的高效性。如果分析結(jié)果可以滿足建筑工程設(shè)計(jì)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，便可以按照這一設(shè)計(jì)方案展開構(gòu)造與配筋處理。一旦分析結(jié)果不甚滿意，則要求相關(guān)人員結(jié)合自身以往的工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成果，進(jìn)行局部性的調(diào)整，最大程度保證設(shè)計(jì)方案的可用性能。

2．2框—剪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法

在優(yōu)化設(shè)計(jì)高層建筑結(jié)構(gòu)框架—剪力墻的過程中，需要考慮多個(gè)方面。即決策建筑結(jié)構(gòu)設(shè)防能力的最大程度優(yōu)化;結(jié)合不同影響因素，保證建筑框架與剪力墻結(jié)構(gòu)之間的承載力、剛度、協(xié)調(diào)性與變形水平的匹配優(yōu)化設(shè)計(jì)。此外，還要做到具體問題具體分析，設(shè)計(jì)并優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的每一構(gòu)件。

2．3建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性