多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)精選(九篇)

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第1篇：多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文

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

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

一、前言

在高層建筑施工過程中，建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)建筑的質(zhì)量有著重要的影響，尤其是大底盤多塔連體復(fù)雜體型高層建筑，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中涉及到地下室，基礎(chǔ)及結(jié)構(gòu)的相關(guān)設(shè)計(jì)，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會(huì)對(duì)質(zhì)量造成一定的影響。因此，在高層建筑設(shè)計(jì)的過程中，建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是十分重要的。

二、大底盤多塔樓高層建筑結(jié)構(gòu)的概述

根據(jù)《多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的疑難問題的處理及算例》，其中所描述的多塔樓結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是在多個(gè)高層建筑的最底部有一個(gè)大裙房，將這些大裙房連接起來就會(huì)形成一個(gè)大底盤；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)，屬豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)；大底盤上有2個(gè)或多個(gè)塔樓時(shí)，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)，因此如果結(jié)構(gòu)布置不當(dāng)，豎向剛度突變，扭轉(zhuǎn)振動(dòng)反應(yīng)及高振型影響將會(huì)加劇。在高層建筑中，大底盤多塔樓結(jié)構(gòu)體系具有以下特點(diǎn):

1、為了設(shè)置為大底盤多塔樓結(jié)構(gòu)，我們需要將多幢獨(dú)立的高層建筑設(shè)置成一個(gè)整體的大型地下結(jié)構(gòu)，在低地板上的第一層應(yīng)該突然收進(jìn)，從而形成一個(gè)不規(guī)則的豎向結(jié)構(gòu)。

2、在建筑結(jié)構(gòu)的大底盤上，一般都會(huì)有兩個(gè)及以上的塔樓，這種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形式會(huì)在建筑投入使用之后產(chǎn)生扭曲振動(dòng)問題，因此在對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)者必須要將各種影響因素考慮在其中，然后對(duì)其嚴(yán)格控制，避免各種問題的發(fā)生。在對(duì)大底盤多塔樓高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)者應(yīng)該將大底盤結(jié)構(gòu)的頂層當(dāng)做塔樓的固定端，通過該處的穩(wěn)定來保證整個(gè)建筑工程的質(zhì)量與穩(wěn)定性。目前，在城市中，很多有地下室結(jié)構(gòu)的住宅建筑都是采用這種結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)并施工的。

由于我們要將大底盤結(jié)構(gòu)的頂端作為塔樓的固定端，那么各個(gè)塔樓的荷載也是相對(duì)獨(dú)立的，因此我們?cè)诜治鼋ㄖY(jié)構(gòu)內(nèi)力的過程中，應(yīng)該將其分開分析。在分析大底盤部分內(nèi)力的過程中，設(shè)計(jì)師應(yīng)該考慮到其整體性，然后在進(jìn)行計(jì)算，但是相對(duì)于塔樓的側(cè)向剛度而言，大底盤的側(cè)向剛度要小很多，所以我們?cè)诜治銎鋬?nèi)力的過程中可以不用考慮到上部多塔樓結(jié)構(gòu)，這也是沒有將大底盤多塔樓結(jié)構(gòu)歸納到復(fù)雜結(jié)構(gòu)的高層建筑中的原因。當(dāng)結(jié)構(gòu)在垂直荷載里的作用下，我們對(duì)其設(shè)計(jì)的過程中一樣需要將其當(dāng)做一個(gè)整體進(jìn)行計(jì)算，而在水平荷載的作用下，我們則可以不考慮其整體性來對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。

三、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是高層建筑設(shè)計(jì)過程中最基本的設(shè)計(jì)，基礎(chǔ)是整個(gè)高層建筑的承載者，基礎(chǔ)出現(xiàn)問題必然會(huì)對(duì)建筑的整體質(zhì)量產(chǎn)生影響，因此，在大底盤多塔連體復(fù)雜體型高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中我們首先要保證基礎(chǔ)設(shè)計(jì)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。下面就從基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的不同方面進(jìn)行闡述和分析。

1、樁型和樁端持力層的確定

采用大直徑鉆孔灌注樁,并以9層中風(fēng)化巖為樁端持力層,樁端進(jìn)入持力層不小于d,并在樁端進(jìn)行壓密注漿,以便于盡可能減少由于樁端持力層不同而產(chǎn)生的差異沉降。樁徑按照其荷載大小、樁的受力類型和沉降計(jì)算分析,分別采用∮800，∮1000和∮1200大直徑鉆孔灌注樁,樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30,抗拔樁通長配筋。

2、基礎(chǔ)底板設(shè)計(jì)

基礎(chǔ)底板的設(shè)計(jì)中塔樓主要使用厚度為2.3米的筏形平板式，其余的部分均使用柱下獨(dú)立承臺(tái)作為基礎(chǔ)塔樓筏形平板式基礎(chǔ)與柱下獨(dú)立承臺(tái)基礎(chǔ),以及獨(dú)立承臺(tái)相互之間設(shè)地梁縱橫連接,同時(shí)配以基礎(chǔ)底板。為盡可能減少混凝土收縮和溫度應(yīng)力,地下室底板和頂板均采用C35補(bǔ)償收縮性混凝土,適當(dāng)提高配筋率,并在荷載差異較大的部位設(shè)置7條通長后澆帶,待主體完成后加以封閉,以便盡可能減少由于不均勻沉降而產(chǎn)生的附加應(yīng)力。塔樓筏形平板采用“彈性支座板法”進(jìn)行計(jì)算和分析。

3、超長地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

對(duì)于地下室比較長，且深度比較深的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，這樣的結(jié)構(gòu)豎向載荷就相對(duì)較小，結(jié)合工程的實(shí)際情況，采用“一樁三用”的施工方式進(jìn)行施工，所謂的“一樁三用”就是利用基坑圍護(hù)樁，在不同的階段采用不同的施工方法，即人防地下室外墻、受力工程樁、基坑圍護(hù)，經(jīng)濟(jì)效益極其顯著。在進(jìn)行地下室塔樓核心筒設(shè)計(jì)時(shí),必須特別注意有大量風(fēng)、水、電氣的管道穿越核心筒墻體,為保證結(jié)構(gòu)的安全和設(shè)計(jì)的合理性,對(duì)各專業(yè)管道進(jìn)行綜合布置,對(duì)核心筒削弱部位進(jìn)行專門的布置和增強(qiáng)設(shè)計(jì)。

四、大底盤多塔樓高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

由于高層建筑本身規(guī)模比較宏大，結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜，在其底部設(shè)置有大底盤多塔樓結(jié)構(gòu)時(shí)通常就會(huì)由于大底盤過長或者過寬，以致于塔樓結(jié)構(gòu)存在不勻稱，給建筑物帶來不小的安全隱患。因此，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過程中需要注意的事項(xiàng)有：

1、由于高層建筑總高度較高、層數(shù)多，在其上部設(shè)置塔樓就會(huì)使得所有的承載力都傳達(dá)于地基部分，而大底盤的其他部位層數(shù)相對(duì)于較少，上部傳達(dá)到地基部分的承載力也相對(duì)較小，所以相對(duì)于大底盤結(jié)構(gòu)的其他部位而言，塔樓承受在地基部分的應(yīng)力要小很多，此時(shí)建筑地基的沉降也有非常明顯的區(qū)別。因此，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過程中，需要采用多種計(jì)算方案來對(duì)上述兩者的沉降值進(jìn)行運(yùn)算，并且需要將建筑外界的各種影響因素進(jìn)行綜合考慮，只有這樣，才能夠真正解決地基部分的沉降問題。

2、在施工過程中，需要對(duì)建筑材料進(jìn)行嚴(yán)格選擇應(yīng)控制其用量。為了能夠保證地下室的質(zhì)量，我們需要將其混凝土的強(qiáng)度等級(jí)進(jìn)行嚴(yán)格控制，也就是說，在進(jìn)行混凝土調(diào)配過程中，需要將水泥的用量、水泥的規(guī)格、其他添加劑進(jìn)行嚴(yán)格控制，從而有效的減小在澆筑混凝土過程中由于水泥引起的水熱化作用，并控制大底盤多塔樓結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的情況。

3、設(shè)計(jì)師應(yīng)該綜合考慮大底盤頂板的溫度應(yīng)力、構(gòu)件的位置等。

4、抗震設(shè)計(jì)中地震剪力在大底盤的各單體間依據(jù)剛度進(jìn)行剪力重分配。塔樓地震剪力在大底盤頂層突變(通常是減小)，突變的幅度與大底盤與塔樓的相對(duì)剛度有關(guān)塔樓墻體剪力在大底盤頂層突減后又逐漸增加，塔樓出現(xiàn)兩個(gè)地震力較大的關(guān)鍵部位，在大底盤上一層和塔樓底部由于塔樓地震剪力向大底盤轉(zhuǎn)移，使裙房柱剪力突增、但由于塔樓剛度明顯強(qiáng)于裙房剛度，在大底盤的下部樓層，塔樓與裙房共同工作，地震剪力根據(jù)剛度又重新分配。裙房柱分擔(dān)的地震剪力又逐漸重新分配給塔樓剪力墻，使裙房柱剪力呈現(xiàn)出上大下小的規(guī)律、由于振型分解反應(yīng)法不能體現(xiàn)振動(dòng)的時(shí)間和相位，因此將無法得到大底盤頂板最大拉力而時(shí)程分析雖可以體現(xiàn)振動(dòng)的相位特性，但由于地震波的隨機(jī)性，也難以保證得到的結(jié)果可以在統(tǒng)計(jì)意義上包絡(luò)最不利的情況。可建議參考精力推覆分析的方法，將反應(yīng)譜法得到的地震剪力以靜力荷載的方式施加到模型中，并選擇不利的作用方向，以得到的大底盤頂層樓板最大受拉內(nèi)力的分布情況。通過對(duì)靜力模擬法計(jì)算得到的大底盤頂板X向地震作用下拉力等值線云圖進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，大底盤頂板整體受力水平較高。塔樓內(nèi)外各一跨樓板拉力水平相對(duì)更高且在主要抗側(cè)構(gòu)件位置存在應(yīng)力集中。群房頂應(yīng)沿塔樓拉力作用方向配置雙層拉通鋼筋。

五、結(jié)束語

在大底盤多塔連體復(fù)雜體型高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中我們要根據(jù)工程的實(shí)際情況進(jìn)行詳細(xì)的考慮和設(shè)計(jì)，對(duì)設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的相關(guān)問題要及時(shí)的進(jìn)行解決，保證高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

第2篇：多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文

【關(guān)鍵詞】大底盤高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；研究；

大底盤多塔高層建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展于上個(gè)世紀(jì)末，所謂的大底盤即就是將許多功能不同的建筑共同建造在一個(gè)比較大的空間地盤上，這樣的設(shè)計(jì)理念 能夠給建筑底盤上創(chuàng)造一個(gè)非常寬松的共享空間和商業(yè)空間，繼而滿足進(jìn)行商業(yè)投資的使用需求。本文就簡單的介紹大底盤多塔高層建筑的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。

一、大底盤多塔高層建筑結(jié)構(gòu)概述

大底盤多塔高層建筑主要由兩個(gè)結(jié)構(gòu)組成，分別是大底盤和塔樓。（1）大底盤：從結(jié)構(gòu)方面看，大底盤和塔樓之間的連接關(guān)系非常的多樣化，比如底盤和塔樓結(jié)構(gòu)的豎向分布發(fā)生間斷，并在底盤的底部與塔樓的銜接位置使用轉(zhuǎn)換層。該種結(jié)構(gòu)是比較常見的住宅雙塔結(jié)構(gòu)，這種建筑結(jié)構(gòu)對(duì)于底盤的要求需要更大的空間，這些空間的作用是提供商業(yè)場所或者是公共活動(dòng)場所，如果是處于這樣的設(shè)計(jì)那么大底盤的剛度相對(duì)于上部的塔樓更柔；另一種結(jié)構(gòu)類型是底盤和塔樓結(jié)構(gòu)其豎向分布比較連續(xù)，該種結(jié)構(gòu)中上部塔樓的豎向結(jié)構(gòu)會(huì)一直延伸到底盤低端。除了塔樓延續(xù)下來的結(jié)構(gòu)以外，其他部分的結(jié)構(gòu)均為空間框架結(jié)構(gòu)。該種結(jié)構(gòu)類型的底盤其剛度會(huì)明顯較大，穩(wěn)定性增強(qiáng)但是卻占用了底盤的空間和建筑布置。

2、塔樓

塔樓一般最長采用的形式為剪力墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、框筒結(jié)構(gòu)和簡體結(jié)構(gòu)等，大底盤多塔樓結(jié)構(gòu)是根據(jù)塔樓平面和底盤的平面布置、剛度、高度以及質(zhì)量等進(jìn)行劃分的話可以分為4種類型，即對(duì)成型雙塔結(jié)構(gòu)、對(duì)稱性多塔結(jié)構(gòu)、非對(duì)稱性雙塔結(jié)構(gòu)以及非對(duì)稱性多塔結(jié)構(gòu)等。

二、大底盤多塔高層建筑結(jié)構(gòu)分析方法

1、常微分方程求解器COLSYS解法

很多學(xué)者研究人員采用微分方程對(duì)大底盤多塔高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和研究，研究者們采用沿著建筑高度的方向進(jìn)行分段連續(xù)化的方法來建立一個(gè)串并聯(lián)模型，在靜力分析時(shí)推導(dǎo)出在水平荷載下的微分方程組；在二階分析時(shí)考慮豎向荷載若發(fā)生側(cè)向位移對(duì)二階效應(yīng)產(chǎn)生的影響，繼而推導(dǎo)出基本的微分方程；在整體穩(wěn)定分析時(shí)推導(dǎo)出相應(yīng)的方程式等。

采用常微分方程求解器進(jìn)行設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的求解，在對(duì)二階和精力分析時(shí)將其內(nèi)力和位移求出；而整體穩(wěn)定分析時(shí)則需要考慮臨界載荷的變化情況，在對(duì)動(dòng)力特性進(jìn)行分析時(shí)需要將其自振頻率和振型的特性討論和了解。通過使用常微分方程求解器COLSYS解法讓復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和二階分析變得簡單，同時(shí)使用該種計(jì)算結(jié)構(gòu)能夠更多的更加有益的設(shè)計(jì)結(jié)論。

2、其它大底盤多塔高層建筑結(jié)構(gòu)分析方法

除過采用常微分方程求解器方法之外，在實(shí)際的建筑設(shè)計(jì)過程中也會(huì)應(yīng)用到其它不同的分析方法。比如在某些建筑會(huì)在大底盤多塔結(jié)構(gòu)中設(shè)計(jì)沉降縫和后澆帶，或者只設(shè)計(jì)沉降縫而沒有后澆帶的方式進(jìn)行分析，分別對(duì)不同基礎(chǔ)形式來對(duì)沉降差異進(jìn)行控制和計(jì)算，從而制定出最為合理的地基處理方案和基礎(chǔ)形式。在設(shè)計(jì)的過程中會(huì)根據(jù)上部建筑使用要求的區(qū)別采用扁梁、肋板箱型轉(zhuǎn)移層等；（2）2007年李秋波在其撰寫的論文中對(duì)大底盤多塔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)的陳述，深刻的對(duì)計(jì)算模型的選擇、多塔的定義、計(jì)算程序參數(shù)的定義進(jìn)行分析，同時(shí)還要對(duì)計(jì)算輸出的結(jié)果進(jìn)行比較和分析。葉坤等設(shè)計(jì)人員還制定了基礎(chǔ)隔震是的時(shí)程分析計(jì)算模型，并以該理論為基礎(chǔ)編制了相應(yīng)的計(jì)算程序，從而準(zhǔn)確的計(jì)算出在地震條件下建筑物各層發(fā)生的位移情況，加速度變化情況和剪力情況等。將計(jì)算的結(jié)果和非隔震情況下的結(jié)果進(jìn)行比對(duì)；除此之外葉坤還對(duì)在不同溫度作用下和地震作用下隔震層的頂板是否能滿足平面內(nèi)剛性情況進(jìn)行假設(shè)實(shí)驗(yàn)。

三、大盤低不規(guī)則多塔高層建筑結(jié)構(gòu)

1、大底盤不規(guī)則多塔高層建筑設(shè)計(jì)選型

現(xiàn)如今的高層建筑大底盤不規(guī)則多塔的設(shè)計(jì)理念是從抗震設(shè)計(jì)為出發(fā)點(diǎn)的，對(duì)此需要對(duì)不規(guī)則的結(jié)構(gòu)進(jìn)行判斷和分析。一般來講在高層建筑中不規(guī)則大底盤多塔結(jié)構(gòu)根據(jù)不規(guī)則的程度分為三類，即較不規(guī)則、特別不規(guī)則以及嚴(yán)重不規(guī)則等。對(duì)于高層建筑來說其不規(guī)則的類型主要有9種。即偏心布置、扭轉(zhuǎn)不規(guī)則、組合平面、樓板不連續(xù)、凹凸不規(guī)則、剛度突出、尺寸突出、構(gòu)件間斷以及承載力突變等。

不規(guī)則的大底盤在設(shè)計(jì)的過程中需要盡可能的減少結(jié)構(gòu)平面的不規(guī)則程度，在觀察一個(gè)大底盤建筑是否規(guī)則時(shí)其標(biāo)準(zhǔn)為：該建筑不規(guī)則的結(jié)構(gòu)超過某一相高層建筑的不規(guī)則類型指標(biāo)的便可以稱之為非規(guī)則類型；如果有多項(xiàng)超過高層建筑不規(guī)則類型指標(biāo)的那么其程度明顯加深，因此被稱為特別不規(guī)則結(jié)構(gòu)；如果該建筑體所有建筑體型均較為復(fù)雜，且沒有考慮抗震的情況，因此便稱之為嚴(yán)重不規(guī)則類型。

2、大底盤高層建筑不規(guī)則多塔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

對(duì)于不規(guī)則高層多塔結(jié)構(gòu)而言，其在設(shè)計(jì)初期就應(yīng)該考慮結(jié)構(gòu)的抗震效果，這也是人們普遍關(guān)注的問題。在絕大多數(shù)的大底盤多塔設(shè)計(jì)過程中均都采用的是“抗”、“調(diào)”、“放”等整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念，因此所設(shè)計(jì)出的新型連體鋼結(jié)構(gòu)更加適用于高層建筑中。在現(xiàn)場實(shí)踐的過程中對(duì)技術(shù)服務(wù)和工程質(zhì)量等方面進(jìn)行了深入的研究，經(jīng)過對(duì)其研究發(fā)現(xiàn)該種設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)結(jié)果完全能夠滿足壓力考驗(yàn)。

在設(shè)計(jì)模型中我們可以看出，大底盤多塔結(jié)構(gòu)中那些和塔樓結(jié)構(gòu)較遠(yuǎn)的構(gòu)建受到的震動(dòng)影響非常小，其表明了在水平力的作用下多塔樓不會(huì)對(duì)遠(yuǎn)距離的塔樓構(gòu)件造成大影響。如果大底盤頂層上部塔樓嵌固層的條件滿足，那么便可以對(duì)塔樓各部分之間的結(jié)構(gòu)進(jìn)行拆分，在拆分之后這些大結(jié)構(gòu)塔樓同樣符合實(shí)際的受力情況。另外大底盤頂層的樓板剛度要非常優(yōu)秀，所以一般在設(shè)計(jì)的過程中采用人防結(jié)構(gòu)和大底盤頂層樓板相結(jié)合的設(shè)計(jì)方式，其頂層樓板的厚度要達(dá)到300mm左右為宜。

3、大底盤高層多塔不規(guī)則結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

如果大盤低高層多塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)于抗震強(qiáng)度達(dá)到9度以上，那么建筑結(jié)構(gòu)的選擇上盡量要避免連體、夾層或者轉(zhuǎn)換層等等；如果抗震強(qiáng)度要求在7-8度，那么建筑結(jié)構(gòu)的選用上則遵循剪力墻結(jié)構(gòu)的高度和結(jié)構(gòu)錯(cuò)層建筑房屋的高度保持一致。

四、結(jié)束語

由于城市中建筑面積不斷擴(kuò)張，能夠利用的建筑空地逐漸縮減，因此為了滿足日益增多的人口，那么在房屋建筑方面需要更多的去考慮高層建筑，在高層建筑的發(fā)展過程中房屋的設(shè)計(jì)更加向?qū)嶋H情況靠攏，因此在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)需要將所有的數(shù)據(jù)計(jì)算準(zhǔn)確，對(duì)于大底盤不規(guī)則多塔高層建筑而言，在設(shè)計(jì)方面要更加趨于合理這樣才能保證設(shè)計(jì)的科學(xué)性和質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]周世忠.基于高層建筑結(jié)構(gòu)大底盤不規(guī)則多塔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)研究[J].河南科技，2014（12）.

第3篇：多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文

【關(guān)鍵詞】大底盤多塔樓高層結(jié)構(gòu)；嵌固端；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1 前言

大底盤多塔樓高層建筑是將底部幾層公共空間設(shè)置為大底盤，在上部采用兩個(gè)或兩個(gè)以上塔樓作為主體的結(jié)構(gòu)，如果上部塔樓間在某些樓層通過連體(如連廊)相連，則成為大底盤多塔樓連體結(jié)構(gòu)。對(duì)于大底盤多塔樓結(jié)構(gòu)，大底盤上兩個(gè)或多個(gè)塔樓時(shí)，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)，如結(jié)構(gòu)布置不當(dāng)，豎向剛度突變、扭轉(zhuǎn)振動(dòng)反應(yīng)及高振型影響將會(huì)加劇，而且由于多個(gè)塔樓通過底盤或者底盤和連體相互連接，其振動(dòng)特性、受力性能、破壞形式、分析模型及計(jì)算方法要比一般高層建筑復(fù)雜得多。

2 大底盤多塔樓高層建筑結(jié)構(gòu)體系概述

大底盤多塔樓高層建筑結(jié)構(gòu)體系的主要特點(diǎn)是:在多棟獨(dú)立的高層建筑底部有一個(gè)練成整體的大裙房，即形成了大底盤。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)，屬豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu);大底盤上有2個(gè)或多個(gè)塔樓時(shí)，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)，因此如果結(jié)構(gòu)布置不當(dāng)，豎向剛度突變，扭轉(zhuǎn)振動(dòng)反應(yīng)及高振型影響將會(huì)加劇。

在實(shí)際工程的設(shè)計(jì)中，總的來說，大底盤多塔樓高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)將分為如下兩種結(jié)構(gòu)類型進(jìn)行分別設(shè)計(jì):

2.1 大底盤結(jié)構(gòu)頂層樓板可作為上部多塔樓的嵌固端。通常帶地下停車位的住宅小區(qū)基本屬于該種類型。

2.2 大底盤結(jié)構(gòu)頂層樓板不能作為上部多塔樓的嵌固端。該種結(jié)構(gòu)形式通常出現(xiàn)在下部裙樓作為商場或服務(wù)用房、上部塔樓為辦公或商住功能的綜合性建筑。

從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的角度來說，對(duì)于第一種類型，由于大底盤為塔樓嵌固端，各個(gè)塔樓在水平和豎向荷載的作用下可以認(rèn)為是相互獨(dú)立的，結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析可以分開進(jìn)行。在這種情況下上部塔樓的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是常規(guī)的，可以不作討論。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)大底盤部分的內(nèi)力分析時(shí)，必須進(jìn)行整體計(jì)算，但由于塔樓的側(cè)向剛度相對(duì)于大底盤的側(cè)向剛度來說比較小，因此，上部單個(gè)塔樓的在水平地震力作用下對(duì)于離塔樓位置較遠(yuǎn)的大底盤構(gòu)件產(chǎn)生的影響很小，所以該種情況下對(duì)于大底盤的構(gòu)件內(nèi)力可以不考慮由于上部多塔樓的存在而對(duì)大底盤產(chǎn)生的復(fù)雜影響。鑒于此，高層建筑設(shè)計(jì)規(guī)程中并未把此類結(jié)構(gòu)形式歸為復(fù)雜高層建筑。同樣的，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對(duì)于豎向荷載作用下，需要進(jìn)行整體模型計(jì)算，來進(jìn)行基礎(chǔ)等構(gòu)件的設(shè)計(jì)，在水平荷載作用下，不需要對(duì)整體模型進(jìn)行多塔樓相互影響的復(fù)雜結(jié)構(gòu)分析。

而對(duì)于第二種結(jié)構(gòu)類型，由于多塔樓抗側(cè)剛度同大底盤抗側(cè)剛度相差不大，就必須考慮塔樓對(duì)于底盤結(jié)構(gòu)整體的影響，若上部存在多個(gè)塔樓，則還必須分析水平荷載作用下由于不對(duì)稱的多塔樓的存在，而引起大底盤產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，屬平面不規(guī)則結(jié)構(gòu);另外在整體計(jì)算的時(shí)候，該種結(jié)構(gòu)在大底盤頂層側(cè)向剛度同上一層塔樓比較，必然存在剛度突變的情況，屬豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu);綜合以上幾種原因，第二種類型的大底盤多塔樓結(jié)構(gòu)在《高規(guī)》中把它列為復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)。

大底盤多塔樓結(jié)構(gòu)的這兩種結(jié)構(gòu)類型根本區(qū)別在于上部塔樓是否可以把大底盤頂層樓板作為其嵌固端?！陡咭?guī)》5.3.7條規(guī)定，高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算中，當(dāng)?shù)叵率业捻敯遄鳛樯喜克墙Y(jié)構(gòu)的嵌固端時(shí)，地下室結(jié)構(gòu)的樓層側(cè)向剛度不應(yīng)小于相鄰上部塔樓結(jié)構(gòu)樓層側(cè)向剛度的二倍。

在實(shí)際項(xiàng)目的工程設(shè)計(jì)中，有很多帶地下車庫的住宅或商業(yè)建筑在出了大底盤頂層以后上部開始設(shè)抗震縫，把結(jié)構(gòu)分為多個(gè)塔樓來設(shè)計(jì);而在地下室部分的塔樓范圍內(nèi)或附近則加大豎向構(gòu)件的截面尺寸，加大抗側(cè)剛度，保證大底盤頂層樓板可以成為上部塔樓的嵌固層。如此一來該結(jié)構(gòu)就變成了第一種類型的大底盤多塔樓結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)比較簡單，構(gòu)造措施也較常規(guī)。但在一些特殊情況下，由于建筑立面或建筑功能的特殊要求，高層多塔樓結(jié)構(gòu)在地面以上的裙房部分不允許設(shè)置抗震縫，即裙房部分仍為整體大底盤部分，裙房以上整個(gè)結(jié)構(gòu)就根據(jù)功能要求分為多個(gè)塔樓，這樣的結(jié)構(gòu)體系裙房頂層的抗側(cè)剛度一般不可能比相鄰上部塔樓樓層抗側(cè)剛度大很多，所以基本上這種建筑結(jié)構(gòu)的形式屬于第二種大底盤多塔樓結(jié)構(gòu)類型，即大底盤結(jié)構(gòu)頂層樓板不能作為上部多塔樓結(jié)構(gòu)的嵌固端，屬于復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)中必須加以仔細(xì)計(jì)算分析和論證。

3 大底盤頂層樓板不可作為上部多塔樓結(jié)構(gòu)的嵌固層

大底盤多塔樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程中，當(dāng)大底盤頂層不能作為上部多塔樓的嵌固端時(shí)，這樣，結(jié)構(gòu)在水平地震力和風(fēng)荷載作用下，各塔樓的受力變形受到大底盤結(jié)構(gòu)各樓層特別是大底盤頂層在平面內(nèi)的約束，在水平地震作用下不對(duì)稱大底盤多塔樓結(jié)構(gòu)由于整個(gè)結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱性將在水平地震作用下產(chǎn)生明顯的扭轉(zhuǎn)作用。

《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2001)和《高規(guī)》將大底盤多塔樓結(jié)構(gòu)定義為復(fù)雜高層建筑并提出了一些概念性及構(gòu)造性要求，規(guī)范要求多塔結(jié)構(gòu)平面布置盡量對(duì)稱規(guī)則，減少扭轉(zhuǎn)的不利影響，同時(shí)要求連接各塔樓的大底盤屋面及大底盤上下樓層應(yīng)具備足夠的平面強(qiáng)度及保證在水平地震作用下各塔樓的協(xié)同作用。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，對(duì)于第二類型的大底盤多塔樓高層建筑一般遵循的設(shè)計(jì)原則有:

3.1 大底盤多塔樓結(jié)構(gòu)在水平荷載的作用下的整體設(shè)計(jì)事實(shí)上就是結(jié)構(gòu)的抗扭設(shè)計(jì)，對(duì)于大底盤多塔樓結(jié)構(gòu)的抗扭設(shè)計(jì)主要應(yīng)滿足三個(gè)方面的要求:

3.1.1 大底盤平面布置應(yīng)力求規(guī)則、剛度均勻，以保證大底盤有足夠的抗扭剛度。

3.1.2 各塔樓自身應(yīng)為一個(gè)獨(dú)立抗扭能力的單塔結(jié)構(gòu)，其各層的抗側(cè)、抗扭剛度自底到頂應(yīng)連續(xù)可靠。

3.1.3 在大底盤頂層至各塔樓底層，層抗扭剛度的突變層，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)進(jìn)行有限元分析并采取適當(dāng)措施加強(qiáng)。

3.2 大底盤多塔樓高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)控制指標(biāo):

3.2.1 結(jié)構(gòu)震動(dòng)周期和結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一周期Tt與平動(dòng)為主的第一周期T1之比。限制周期比就是限制結(jié)構(gòu)的抗扭剛度不能太弱。對(duì)于復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)規(guī)范規(guī)定結(jié)構(gòu)的這個(gè)周期比不應(yīng)大于0.85。

3.2.2 結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)位移比。限制扭轉(zhuǎn)位移比主要限制結(jié)構(gòu)平面布置的不規(guī)則性，避免產(chǎn)生過大的偏心而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。

3.2.3 按規(guī)范控制結(jié)構(gòu)樓層的層間最大的位移與樓層之比。

3.2.4 由于大底層上部塔樓為層扭轉(zhuǎn)剛度的突變層，應(yīng)對(duì)大底盤層及大底盤上下層豎向構(gòu)件扭轉(zhuǎn)承載力適當(dāng)提高。

3.2.5 大底盤多塔樓結(jié)構(gòu)的底盤頂層屋面板為協(xié)調(diào)各塔樓共同作用的受力構(gòu)件，在水平荷載下，應(yīng)考慮其平面內(nèi)的剛度對(duì)各塔樓的約束作用，應(yīng)采用平板有限元對(duì)其進(jìn)行分析，在平面應(yīng)力較大的部位進(jìn)行構(gòu)造加強(qiáng)。

第4篇：多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文

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

中圖分類號(hào)：TU984 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

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，也是建筑過程中一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，任何在這過程中的遺漏或錯(cuò)誤都有可能使整個(gè)設(shè)計(jì)過程變得更加復(fù)雜或使設(shè)計(jì)結(jié)果存在不安全因素。因此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者對(duì)這兩個(gè)指標(biāo)切不可掉以輕心, 更不可認(rèn)為是無關(guān)緊要的。

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

1.1水平荷載成為決定因素

樓房的自重和樓面的使用荷載在豎構(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，僅與樓房高度的一次方成正比；而水平荷載對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩，以及由此在豎構(gòu)件中引起的軸力，是與樓房高度的兩次方成正比。

1.2 軸向變形不容忽視

高層建筑中，豎向荷載數(shù)值很大，能夠在柱中引起較大的軸向變形，從而會(huì)對(duì)連續(xù)梁彎矩產(chǎn)生影響，造成連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值減小，跨中正彎矩之和端支座負(fù)彎矩值增大。

1.3側(cè)移成為控制指標(biāo)

與較低樓房不同，結(jié)構(gòu)側(cè)移已成為高樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵因素。隨著樓房高度的增加，水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形迅速增大，因而結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的側(cè)移應(yīng)被控制在某一限度之內(nèi)。

1.4 結(jié)構(gòu)延性是重要的設(shè)計(jì)指標(biāo)

相對(duì)于較低樓房而言，高樓結(jié)構(gòu)更柔一些，在地震作用下的變形更大一些。為了使結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性變形階段后仍具有較強(qiáng)的變形能力，避免倒塌，特別需要在構(gòu)造上采取恰當(dāng)?shù)拇胧?，來保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。

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)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)

在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)選擇的時(shí)候，需要按照高層建筑的地質(zhì)條件進(jìn)行。并且，對(duì)高層建筑上部的結(jié)構(gòu)類型與荷載分布進(jìn)行綜合分析，同時(shí)對(duì)施工條件以及相鄰建筑物的影響進(jìn)行全面的考慮，在綜合分析和考慮的基礎(chǔ)上選擇科學(xué)合理的基礎(chǔ)方案。需要注意的是，基礎(chǔ)方案的選擇需要使地基的潛力能夠得到最大的發(fā)揮，如如果必要的話，可以對(duì)地基變形進(jìn)行檢測。

2.3 選擇合理的高層建筑結(jié)構(gòu)方案

合理的結(jié)構(gòu)方案必須滿足高層建筑設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系的要求，并盡量經(jīng)濟(jì)合理，以最少的花費(fèi)獲得最佳的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。受力在明確、傳力簡單是結(jié)構(gòu)體系的基本要求，在相同的結(jié)構(gòu)單元中，應(yīng)該選擇相同的結(jié)構(gòu)體系。選擇合理的結(jié)構(gòu)方案的時(shí)候，需要分析地理?xiàng)l件、工程設(shè)計(jì)需求、施工條件、施工材料等等，在對(duì)這些指標(biāo)進(jìn)行綜合分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)選擇，以確定最佳的結(jié)構(gòu)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。

3 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題及相應(yīng)的措施

3.1超高問題

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。

3.2高層建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問題

在高層建筑的新的建筑規(guī)范中，對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問題作了很多的限制，例如：對(duì)結(jié)構(gòu)嵌固端上層和下層的剛度比進(jìn)行了規(guī)定，對(duì)平面規(guī)則性進(jìn)行了規(guī)定，等等。此外，在新規(guī)范中，還明確規(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。所以，為了使工程建設(shè)按照設(shè)計(jì)依次進(jìn)行下去，避免在施工后期對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行改動(dòng)，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，必須嚴(yán)格按照規(guī)范的限制條件進(jìn)行。

3.3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)。

3.4 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的扭轉(zhuǎn)問題

建筑結(jié)構(gòu)的幾何形心、剛度中心、結(jié)構(gòu)重心即為建筑三心，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要求建筑三心盡可能匯于一點(diǎn)，即三心合一。結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)問題就是指在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中未做到三心合一，在水平荷載作用下結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)效應(yīng)。為避免建筑物因水平荷載作用而發(fā)生的扭轉(zhuǎn)破壞，應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)選擇合理的結(jié)構(gòu)形式和平面布局，盡可能地使建筑物做到三心合一。

在水平荷載作用下，高層建筑扭轉(zhuǎn)作用的大小取決于質(zhì)量分布。為使樓層水平力作用沿平面分布均勻，減輕結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，應(yīng)使建筑平面盡可能采用方形、矩形、圓形、正多邊形等簡面形式。在某些情況下，由于城市規(guī)劃對(duì)街道景觀的要求以及建筑場地的限制，高層建筑不可能全部采用簡面形式，當(dāng)需要采用不規(guī)則 L形、T形、十字形等比較復(fù)雜的平面形式時(shí)，應(yīng)將凸出部分厚度與寬度的比值控制在規(guī)范允許的范圍之內(nèi)，同時(shí)，在結(jié)構(gòu)平面布置時(shí)，應(yīng)盡可能使結(jié)構(gòu)處于對(duì)稱狀態(tài)。

3.5 軸壓比與短柱問題

在鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)中，往往為了控制柱的軸壓比而使柱的截面很大，而柱的縱向鋼筋卻為構(gòu)造配筋。即使采用高強(qiáng)混凝土，柱斷面尺寸也不能明顯減小。限制柱的軸壓比是為了使柱子處于大偏壓狀態(tài)，防止受拉鋼筋未達(dá)屈服而混凝土被壓碎。柱的塑性變形能力小，則結(jié)構(gòu)的延性就差，當(dāng)遭遇地震時(shí)， 耗散和吸收地震能量少，結(jié)構(gòu)容易被破壞。但是在結(jié)構(gòu)中若能保證強(qiáng)柱弱梁設(shè)計(jì)， 且梁具有良好延性，則柱子進(jìn)入屈服的可能性就大大減少，此時(shí)可放松軸壓比限值。另外，許多高層建筑底幾層柱的長細(xì)比雖然小于4，但并不一定是短柱。因?yàn)榇_定是不是短柱的參數(shù)是柱的剪跨比，只有剪跨比小于2 的柱才是短柱。

有專家學(xué)者提出現(xiàn)行抗震規(guī)范應(yīng)采用較高軸壓比。但是即使能調(diào)整軸壓比限值， 柱斷面并不能由于略微增大軸壓比限值而顯著減小。因此在抗震的超高層建筑中采用鋼筋混凝土是否合理值得商榷。

4 結(jié)束語

隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，建筑結(jié)構(gòu)不斷的發(fā)生變化，高層建筑結(jié)構(gòu)形式越來越多，研究高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有著非常重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1] 范小平，高層建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)中相關(guān)的幾個(gè)問題應(yīng)用分析[J]福建建材，2010，（12）.

第5篇：多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文

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

中圖分類號(hào)： TU97 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)體系需注意的問題

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，在設(shè)計(jì)體系的選擇上需要注意以下幾個(gè)方面的問題：

1.1在設(shè)計(jì)體系中要注意保證建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有固定的規(guī)范作為依據(jù)，隨著我國建筑業(yè)的快速發(fā)展，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)范也在逐漸更新，在現(xiàn)行的新規(guī)范中，對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性做了詳細(xì)的說明。例如：高層建筑不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的結(jié)構(gòu)體系。所以，建筑設(shè)計(jì)師要盡量保證建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性。

1.2在設(shè)計(jì)體系中要注意保證高層建筑的整體高度不能超高

在高層建筑的設(shè)計(jì)與建設(shè)過程中，并非越高越好，而應(yīng)該根據(jù)抗震要求和實(shí)際需要設(shè)計(jì)高層建筑的整體高度。在目前的高層建筑設(shè)計(jì)與建設(shè)過程中，必須要充分考慮建筑抗震需要，并考慮高層建筑物的穩(wěn)定性，注意建筑物的高度要與地基和主體設(shè)計(jì)相配套，切不可盲目的追求建筑物的高度，而忽視了安全性和穩(wěn)定性。

1.3在設(shè)計(jì)體系中要注意選取合理的位置作為嵌固端

目前的高層建筑普遍設(shè)置了地下室和人民防空設(shè)施，對(duì)嵌固端的位置選擇可以設(shè)置在地下室，也可以設(shè)置在人民防空設(shè)施頂端，在嵌固端的選擇中，建筑設(shè)計(jì)師應(yīng)該特別注意嵌固端選擇帶來的安全問題，應(yīng)該既保證嵌固端剛度要求，又要保證嵌固端上下的抗震性能一致。除此之外，還要對(duì)嵌固端的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。

1.4在設(shè)計(jì)體系中要注意根據(jù)實(shí)際設(shè)置短肢剪力墻

在高層建筑的設(shè)計(jì)體系中，短肢剪力墻的概念是墻肢截面高厚比為 5～8 的墻稱作短肢剪力墻。由于短肢剪力墻的作用比較特殊，在實(shí)際的高層建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用的比較少，如果設(shè)置了短肢剪力墻，容易給后續(xù)設(shè)計(jì)帶來麻煩，所以，短肢剪力墻的設(shè)置要根據(jù)實(shí)際進(jìn)行。

2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，必須要做好結(jié)構(gòu)計(jì)算和分析工作，要對(duì)結(jié)構(gòu)的合理性和設(shè)計(jì)強(qiáng)度進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算，用數(shù)據(jù)作為設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所執(zhí)行的新標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)于結(jié)構(gòu)計(jì)算和分析做了不同程度的調(diào)整，對(duì)原有的結(jié)構(gòu)計(jì)算和分析進(jìn)行了有益的補(bǔ)充。因此，我們?cè)诟邔咏ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要合理運(yùn)用新標(biāo)準(zhǔn)，并在以下幾個(gè)方面加以注意：

2.1要合理選擇高層建筑的結(jié)構(gòu)形式

在選擇高層建筑的結(jié)構(gòu)形式的時(shí)候，不但要考慮到建筑的美觀性，還要考慮到結(jié)構(gòu)形式的選擇是否合理，是否符合整體的安全性和穩(wěn)定性的要求。在選擇的過程中，一定要執(zhí)行高層建筑設(shè)計(jì)的新標(biāo)準(zhǔn)和新規(guī)范，使高層建筑的結(jié)構(gòu)形式符合平面規(guī)則。

2.2要合理設(shè)計(jì)高層建筑的總體高度

在上面的建筑設(shè)計(jì)體系中我們已經(jīng)對(duì)高層建筑的總體高度做了探討，在這里我們還要繼續(xù)明確這一點(diǎn)。高層建筑的總體高度除了要符合使用要求之外，還要符合高層建筑整體的安全性和穩(wěn)定性的要求，只有滿足這兩項(xiàng)要求，高層建筑的總體高度才是合理的。

2.3要做好高層建筑的地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作

高層建筑和其他建筑物一樣，地基和基礎(chǔ)是關(guān)鍵，如果沒有堅(jiān)固的基礎(chǔ)，高層建筑將無從談起。在地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的過程中，首先要對(duì)地質(zhì)條件進(jìn)行充分的了解，其次要根據(jù)地質(zhì)條件選擇地基設(shè)計(jì)方法，最后要將地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作與整體計(jì)算結(jié)合在一起。

2.4要做好結(jié)構(gòu)件之外的普通構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算工作

在高層建筑中，除了主要結(jié)構(gòu)件之外，還有一些在外墻及房頂上起到美觀作用的普通構(gòu)件。雖然這些普通構(gòu)件對(duì)整個(gè)建筑物不起結(jié)構(gòu)支撐作用，但是由于風(fēng)阻以及載荷等原因，需要考慮這些普通構(gòu)件對(duì)建筑物的影響，因此需要做好普通構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算工作。

3高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)分析

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要想做好設(shè)計(jì)工作，獲得滿意的設(shè)計(jì)方案，就必須對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)進(jìn)行分析，把握其設(shè)計(jì)要點(diǎn)。通過多年的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有以下特點(diǎn)：

3.1高層建筑的水平載荷是保證安全性和穩(wěn)定性的重要因素

高層建筑的水平載荷是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須要考慮的因素，因?yàn)楦邔咏ㄖc普通建筑不同，樓房的自身重量和樓房側(cè)面的載荷在樓房縱向的構(gòu)件會(huì)引起軸力和彎矩的變化，這些數(shù)值變化都關(guān)系到高層建筑的水平載荷。只有處理好了水平載荷，在能有效保證高層建筑具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性。

3.2高層建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一定要防止出現(xiàn)軸向變形

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，除了要保證水平載荷外，還要控制好軸向變形，使軸向變形在可控的范圍之內(nèi)。由于高層建筑的縱向載荷較大，會(huì)引起主體立柱的軸向變形，如果軸向變形過大，將導(dǎo)致跨中彎矩與端支座彎矩變大，影響整體的結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，會(huì)造成一定程度的側(cè)移動(dòng)。

3.3高層建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須要考慮側(cè)移的因素，并加以控制

除了以上兩個(gè)特點(diǎn)之外，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，我們還要避免產(chǎn)生側(cè)移。對(duì)于側(cè)移的危害我們都有了解，不但危害高層建筑的壽命，而且極大的危害了高層建筑的安全性和穩(wěn)定性。所以，我們要充分考慮到高層建筑與普通樓房的差異，在設(shè)計(jì)中要充分考慮側(cè)移的因素，并加以控制。

3.4高層建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要保證一定的結(jié)構(gòu)延性

由于高層建筑的高度決定，高層建筑的整體結(jié)構(gòu)要偏柔一些，一旦遇到地震，發(fā)生的形變也比較大。為了保證高層建筑在發(fā)生變形之后能夠及時(shí)的恢復(fù)原有的形狀，避免垮塌，就要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，充分考慮這一因素，保證高層建筑的結(jié)構(gòu)具有一定的延性，使高層建筑能夠在一定的范圍進(jìn)行形變。

4如何解決高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的扭轉(zhuǎn)問題

建筑的三心通常是指結(jié)構(gòu)重心，剛度中心以及幾何形心，因此，在設(shè)計(jì)高層建筑的結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)當(dāng)特別注意最大限度地將建筑的三心融匯在同一點(diǎn)上，也就是要保證高層建筑的三心合一。高層建筑結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)問題具體指的是在設(shè)計(jì)高層建筑的結(jié)構(gòu)時(shí)，沒有切實(shí)的保證三心合一，因此，在水平荷載的作用之下，扭轉(zhuǎn)振動(dòng)效應(yīng)便產(chǎn)生了。為了有效地防止由于在水平荷載所導(dǎo)致的扭轉(zhuǎn)破壞，因此就必須在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)階段，來對(duì)結(jié)構(gòu)形式與平面布局進(jìn)行科學(xué)及合理地選擇，最大限度地保證建筑物的三心合一。

往往由于受到了水平荷載的不良影響下，建筑物所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)作用實(shí)際的大小是由質(zhì)量分布所決定的。為了使建筑樓層的水平用力能夠均勻地分布于水平面，盡可能地將建筑結(jié)構(gòu)的振動(dòng)減輕，那么對(duì)于建筑的平面來講，就應(yīng)當(dāng)采用正多邊形、矩形、方形、或者圓形等較為簡單的平面形式。由于建筑場地受到一定的限制以及城市規(guī)劃對(duì)建筑街景的要求，這就使得高層建筑無法全面的采取簡單的平面形式，如果需要采取一些不規(guī)則而又非常復(fù)雜的平面形式，比如十字形、L形、T形，那么就必須盡可能地把突出部分的厚度和凸出部分的寬度的比值控制在允許的標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。與此同時(shí)，在布置平面結(jié)構(gòu)的時(shí)候，還應(yīng)當(dāng)確保結(jié)構(gòu)的對(duì)稱。

第6篇：多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：高層建筑 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 常見問題 解決措施

一、高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

1、建筑設(shè)計(jì)中的水平荷載

有關(guān)建筑設(shè)計(jì)中的水平荷載問題，我們可以從以下兩個(gè)方面來說明：一方面，樓房的自身重量和建筑樓面所承受的載荷作用于豎向構(gòu)件中，其所引起的軸力和彎矩?cái)?shù)值與建筑物高度的一次方成正比關(guān)系。在建筑結(jié)構(gòu)中，水平載荷產(chǎn)生的傾覆力矩和豎向構(gòu)件中所引起的軸力，都是與建筑物的垂直高度的平方成正比關(guān)系。另一方面，對(duì)于某一特定的高層建筑物來說，其豎向載荷能力基本上已經(jīng)是定值，而在水平載荷方面則不同，它還會(huì)受到一定的風(fēng)力影響和地震作用影響，水平載荷的數(shù)值會(huì)隨著建筑物結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性的變化而不斷變化。

2、建筑設(shè)計(jì)中的軸向變形

在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，建筑物豎向載荷的數(shù)值一般都比較大，如果設(shè)計(jì)時(shí)考慮不周，會(huì)在柱體中引起一定的軸向變形，對(duì)連續(xù)梁彎矩有一定的影響，這種情況會(huì)減少連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值，而端支座的副彎矩值和跨中正彎矩則會(huì)出現(xiàn)增大的情況；在建筑設(shè)計(jì)中，需要根據(jù)軸向變形來計(jì)算相應(yīng)的數(shù)值，對(duì)預(yù)制構(gòu)件的下料長度進(jìn)行細(xì)致的調(diào)整；有關(guān)軸向變形的問題，還會(huì)影響到構(gòu)件的剪力和側(cè)移的幅度，從而引起建筑設(shè)計(jì)的安全問題。

3、建筑設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)延性

對(duì)于高層建筑物來說，它相對(duì)于一些較低的建筑物有更為柔和的建筑結(jié)構(gòu)，在一些突發(fā)的震動(dòng)情況下會(huì)產(chǎn)生較大的變形。為了使建筑結(jié)構(gòu)在塑性變形后仍然具有良好的變形能力，避免出現(xiàn)建筑倒塌，我們?cè)诮ㄖO(shè)計(jì)時(shí)要采取一定的措施，以保證高層建筑的結(jié)構(gòu)具有適合的延性。

4、建筑設(shè)計(jì)中的側(cè)移幅度

在高層建筑的設(shè)計(jì)過程中，建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生側(cè)移的問題是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵要素，隨著高層建筑的高度不斷增加，其水平荷載能力也在隨之變化，建筑物結(jié)構(gòu)側(cè)移的幅度迅速增大，為了確保高層建筑的質(zhì)量安全，必須把建筑結(jié)構(gòu)水平載荷下的側(cè)移幅度設(shè)計(jì)控制在一定限度之內(nèi)。

二、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的常見問題

1、高層建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問題

有關(guān)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)則性問題，在新出臺(tái)的建筑規(guī)范章程上出現(xiàn)了很大的改動(dòng)，新的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面增加了一系列的限制性條件，例如，新的規(guī)范制度用強(qiáng)制性的條文規(guī)定了“建筑物不應(yīng)該采用嚴(yán)重不規(guī)則的建筑設(shè)計(jì)方案”。因此，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)工作時(shí)應(yīng)注意遵守新規(guī)范制度中的限制性條件，對(duì)于設(shè)計(jì)中的不符合規(guī)定問題必須及時(shí)的調(diào)整，以免為后期的相關(guān)工作造成隱患。

2、高層建筑的高度問題

根據(jù)我國《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中的有關(guān)規(guī)定，從考慮經(jīng)濟(jì)與適用原則的角度出發(fā)，規(guī)定了各種常見建筑結(jié)構(gòu)體系的最大適用高度。在我國的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、建筑科研水平和施工科學(xué)技術(shù)水平的相關(guān)背景下，這一高度是比較安全穩(wěn)妥的，它是目前我國土木工程規(guī)范體系中最相協(xié)調(diào)的標(biāo)準(zhǔn)高度。但是在實(shí)際的建筑工作中，很多混凝土結(jié)構(gòu)的高層建筑在高度設(shè)計(jì)上已經(jīng)超過了這一限制，例如，中信廣場是采用混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行建造的，其高度達(dá)到了322m；金茂大廈采用的是組合結(jié)構(gòu)進(jìn)行建造，其整體高度達(dá)420.15m。對(duì)于目前這種超過高度限制的高層建筑物，我們必須以謹(jǐn)慎的科學(xué)態(tài)度對(duì)待。因?yàn)槿绻l(fā)生地震的話，這些超高建筑物在受到破壞后會(huì)發(fā)生很大的變形，嚴(yán)重影響建筑物的安全。隨著建筑物的高度不斷增加，它的一些規(guī)范指標(biāo)的適用范圍也發(fā)生了變化，在安全指標(biāo)、材料性能、延性要求等方面都要做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，從而使建筑物具有穩(wěn)定的安全性能。在建筑物的抗震規(guī)范建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)與高度建設(shè)規(guī)定中，對(duì)于建筑物整體結(jié)構(gòu)的總體高度都有嚴(yán)格的限制性規(guī)定，超過規(guī)定的高度，建筑物的設(shè)計(jì)方法和處理措施都會(huì)發(fā)生很大的變化，這一問題對(duì)建筑工程的各方面影響巨大，我們必須嚴(yán)肅對(duì)待。

3、高層建筑嵌固端的設(shè)置問題

通常情況下，高層建筑的底部都建有二層或二層以上的地下室，它是高層建筑的根基所在。建筑物的嵌固端有時(shí)會(huì)設(shè)置在人防頂板的位置，有時(shí)也會(huì)設(shè)在地下室的頂板處，這是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一個(gè)細(xì)節(jié)問題，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，如果設(shè)計(jì)人員忽視了嵌固端的設(shè)置，會(huì)引發(fā)嵌固端的樓板設(shè)計(jì)、嵌固端的上下層剛度比例限制、嵌固端的上下層抗震等級(jí)的一致性、建筑整體建構(gòu)設(shè)計(jì)與嵌固端位置協(xié)調(diào)等一系列的問題，任何一個(gè)細(xì)節(jié)問題的忽略都可能導(dǎo)致后期施工工作中的安全隱患。

4、高層建筑的地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)問題

高層建筑的地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)問題一直是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員比較重視的問題之一，該階段設(shè)計(jì)工作的好壞會(huì)直接影響后期結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的順利進(jìn)行，同時(shí)，建筑物地基基礎(chǔ)也是整個(gè)工程造價(jià)高低的決定性因素。在地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)這一階段，極有可能出現(xiàn)一些問題，如果不加以重視，將對(duì)建筑工程造成巨大的損失。設(shè)計(jì)人員在地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的過程中，一定要重視地方性規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。由于我國的幅員遼闊，不同地區(qū)的地質(zhì)條件各不相同，僅憑國家標(biāo)準(zhǔn)的《地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》根本無法達(dá)到對(duì)全國不同地區(qū)的地基基礎(chǔ)都進(jìn)行詳細(xì)的適用描述和規(guī)定，因此，各地方出臺(tái)的地方性“地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范”更適合本地區(qū)的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作，其對(duì)施工設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)定更為準(zhǔn)確和詳細(xì)，在進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作時(shí)，一定要深入的學(xué)習(xí)地方性建筑規(guī)范，避免對(duì)后期的設(shè)計(jì)施工工作造成不良的影響。

5、建筑材料的選用和結(jié)構(gòu)問題

通常情況下，在地震多發(fā)的一些地區(qū)，工程技術(shù)人員對(duì)采用何種建筑材料或建筑結(jié)構(gòu)體系的問題都非常的重視。在我國，150m以上的建筑物主要采用框一筒、筒中筒和框架一來支撐三種常用的建筑結(jié)構(gòu)體系。這三種建筑結(jié)構(gòu)體系在其他國家的高層建筑中已經(jīng)被普遍采用。在國外的地震多發(fā)地區(qū)，高層建筑物主要以鋼結(jié)構(gòu)為主，而在中國，建筑物有將近90%的比例是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或其他沙石混合結(jié)構(gòu)。在混合結(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土內(nèi)筒部位，通常要承受80%~90%的地震作用剪力，這種情況對(duì)建筑物來說是十分危險(xiǎn)的。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，由于建筑結(jié)構(gòu)是以鋼筋混凝土核心筒為主，所以對(duì)建筑材料的變形控制要考慮鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的位移。由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的彎曲變形側(cè)移幅度較大，如果我們只采用剛度很小的鋼架來減少側(cè)移，效果并不明顯，而且還會(huì)增加鋼結(jié)構(gòu)的承載能力。有時(shí)會(huì)采取加大混凝土內(nèi)筒的剛度和設(shè)置伸臂結(jié)構(gòu)等方法以達(dá)到滿足規(guī)范側(cè)移限制的標(biāo)準(zhǔn)。所以，在高層建筑材料的選用方面，根據(jù)我國現(xiàn)有建筑市場上的鋼材類型、品種和有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)的加工制造能力，建議在高層建筑中盡可能采用鋼管混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)、鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)，以達(dá)到改善高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震性的目的。鋼骨(鋼管)混凝土通常作為高層建筑的首選建材，這是由它的堅(jiān)固和穩(wěn)定性能決定的。

6、建筑設(shè)計(jì)中的軸壓比與短柱問題

在采用鋼筋混凝土建筑的高層建筑中，設(shè)計(jì)人員為了控制柱的軸壓比，使得柱的橫截面很大，在柱的縱向鋼筋中則是構(gòu)造配筋，即使在建筑中采用高強(qiáng)度的混凝土，建筑柱斷面的尺寸也沒有明顯的減小。為了使建筑中的柱體處于偏壓狀態(tài)，防止混凝土被壓碎，要限制柱體的軸壓比數(shù)值。建筑中主體的塑性變形能力越小，其建筑結(jié)構(gòu)的延性就越差，當(dāng)發(fā)生地震災(zāi)害時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)吸收和耗散地震能量較少的情況，導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)遭到不同程度的損壞。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)強(qiáng)柱弱梁的原則來進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)選擇具有良好延性的梁具，就可以使柱子進(jìn)入屈服的可能性大大的減少，也可放松軸壓比限值。此外，雖然很多高層建筑物的底部柱體長度與直徑比都小于4，但并不能說明這一柱體就是短柱。確定短柱參數(shù)的依據(jù)是柱的剪跨比，只有當(dāng)柱體的剪跨比小于2時(shí)，才能確定該柱體是短柱。曾經(jīng)有建筑專家提出高層建筑的抗震規(guī)范應(yīng)采取較高的軸壓比，但通過實(shí)踐表明，雖然調(diào)整了建筑物的軸壓比限值，但柱面并沒有因?yàn)檫@一調(diào)整而減小，所以在建設(shè)具有抗震性能的高層建筑物時(shí)，采用鋼筋混凝土材質(zhì)是否合理還有待研究。

三、總結(jié)：

一個(gè)好的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)也就是一個(gè)好的耗能體系，在設(shè)計(jì)中，要充分注意到等強(qiáng)度設(shè)計(jì)、高度等重要問題，從而增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的整體性，在保證整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)安全性的基礎(chǔ)上，同時(shí)增加了建筑的使用期限。

參考文獻(xiàn)：

1、劉大海,楊翠如等,高樓結(jié)構(gòu)方案優(yōu)選[M].陜西:陜西科學(xué)技術(shù)出版社,2008

2、趙西安,高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M].中國建筑科學(xué)研究院結(jié)構(gòu)研究所,2008

第7篇：多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文

【關(guān)鍵詞】結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層 高層建筑 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 高層建筑設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)

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

一．引言

隨著我國現(xiàn)代高層建筑高度的不斷增加，建筑的功能也日趨復(fù)雜，在高層建筑豎向立面上的造型也呈現(xiàn)多樣化。在某些建筑結(jié)構(gòu)中，通常會(huì)要求上部的框架柱或是剪力墻不落地，在建筑結(jié)構(gòu)中需要設(shè)置較大的橫梁和桁架來作為支撐，甚至有時(shí)要改變豎向的承重體系，此時(shí)就要求設(shè)置轉(zhuǎn)換構(gòu)件，將上部和下部兩種不同的豎向結(jié)構(gòu)進(jìn)行過度和轉(zhuǎn)換，通常這種轉(zhuǎn)換構(gòu)件占據(jù)約為一至二層，這種轉(zhuǎn)換構(gòu)件即為轉(zhuǎn)換層。結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層在很大程度上改變了建筑的結(jié)構(gòu)體系，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要慎重考慮。

二.轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)施工特點(diǎn)

由于高層建筑結(jié)構(gòu)下部樓層受力很大,上部樓層受力較小,正常的結(jié)構(gòu)布置應(yīng)是下部剛度大、墻體多、柱網(wǎng)密,而到上部則逐漸減少墻體及柱的布置,以擴(kuò)大柱網(wǎng)。這樣,結(jié)構(gòu)的正常布置與建筑功能對(duì)空間的要求正好相反。因此,為了適應(yīng)建筑功能的變化,就必須在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的樓層設(shè)置水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件,部分豎向構(gòu)件在轉(zhuǎn)換層處被打斷,使豎向力的傳遞被迫發(fā)生轉(zhuǎn)折,而轉(zhuǎn)換層就是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)折功能的大型水平構(gòu)件。轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)形式一般有以下幾種構(gòu)成：箱式轉(zhuǎn)換、梁式轉(zhuǎn)換、空腹桁架式轉(zhuǎn)換、桁架式轉(zhuǎn)換、板式轉(zhuǎn)換和斜撐式轉(zhuǎn)換等。 帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑是一受力復(fù)雜、不利抗震的結(jié)構(gòu)體系,該結(jié)構(gòu)及其支撐系統(tǒng)有自身的特點(diǎn)。眾多高層建筑采用梁式轉(zhuǎn)換層進(jìn)行結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換,這主要是由于:

1.轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)帶轉(zhuǎn)換層的多高層建筑,轉(zhuǎn)換層的下部樓層由于設(shè)置大空間的要求,其剛度會(huì)產(chǎn)生突變,一般比轉(zhuǎn)換層上部樓層的剛度小,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取措施減少轉(zhuǎn)換層上、下樓層結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度及承載力的變化,以保證滿足抗風(fēng)、抗震設(shè)計(jì)的要求。轉(zhuǎn)換構(gòu)件為重要傳力部位,應(yīng)保證轉(zhuǎn)換構(gòu)件的安全性。2.8度抗震設(shè)計(jì)時(shí)除考慮豎向荷載、風(fēng)荷載或水平地震作用外。還應(yīng)考慮豎向地震作用的影響,轉(zhuǎn)換構(gòu)件的豎向地震作用,可采用反應(yīng)譜方法或動(dòng)力時(shí)程分析方法計(jì)算;作為近似考慮,也可將轉(zhuǎn)換構(gòu)件在重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的內(nèi)力乘以增大系數(shù)1.1。

2.經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

從抗剪和抗沖切的角度考慮,轉(zhuǎn)換板的厚度往往很大。一般可2.0m~2.8m 。這樣的厚板一方面重量很大,增大了對(duì)下部垂直構(gòu)件的承載力設(shè)計(jì)要求,另一方面本層的混凝土用量也很大。

轉(zhuǎn)換梁常用截面高度為1.6~4.0m,只有在跨度較小以及承托的層數(shù)較少時(shí)才轉(zhuǎn)換梁常用截面高度0.9~1.4m,而跨度較大且承托較大且承托的層數(shù)較多時(shí),或構(gòu)件條件特殊時(shí)才采用較大的截面高度4.0~8.2m 。

3.抗震性能

由于厚板集中了很大的剛度和質(zhì)量,在地震作用下,地震反應(yīng)強(qiáng)烈。不僅板本身受力很大,而且由于沿豎向剛度突然變化,相鄰上、下層受到很大的作用力,容易發(fā)生震害。以往的模型振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究表明,厚板的上、下相鄰層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)明顯裂縫和混凝土剝落。另外,試驗(yàn)還表明,在豎向荷載和地震力共同作用下,板不僅發(fā)生沖切破壞,而且可能產(chǎn)生剪切破壞,板內(nèi)必須三向配筋。

4.轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的基本功能

從結(jié)構(gòu)角度看，轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的功能主要有：

(1)上、下層結(jié)構(gòu)形式的轉(zhuǎn)換

這種轉(zhuǎn)換層廣泛用于剪力墻結(jié)構(gòu)和框架--剪力墻結(jié)構(gòu)，將上部的剪力墻轉(zhuǎn)換為下部的框架。

(2)上、下層結(jié)構(gòu)軸網(wǎng)的轉(zhuǎn)換

轉(zhuǎn)換層上下結(jié)構(gòu)形式?jīng)]有改變，但通過轉(zhuǎn)換層使下層柱的柱距擴(kuò)大，形成大柱網(wǎng)，這種形式常用于外框筒的下層以形成較大的入口。

(3)下、下層結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)軸網(wǎng)同時(shí)轉(zhuǎn)換

上部樓層剪力墻結(jié)構(gòu)通過轉(zhuǎn)換層改變?yōu)橄虏靠蚣芙Y(jié)構(gòu)的同時(shí)，下部柱網(wǎng)軸線與上部剪力墻的軸線錯(cuò)開，形成下、下結(jié)構(gòu)不對(duì)齊的布置。

5.轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法存在的問題

目前在多、高層建筑中，絕大多數(shù)的開發(fā)商都會(huì)要求建筑物具有完備的建筑功能，建筑師在建筑設(shè)計(jì)中也往往首先想到采用結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層來完成上、下層建筑物功能的轉(zhuǎn)換。但一些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在實(shí)際進(jìn)行轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)時(shí)顯得無從下手，沒有可操作、可遵循的設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)原則來進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。造成這種現(xiàn)象的主要原因是當(dāng)前轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)沒有相關(guān)的可遵循的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，使設(shè)計(jì)人員難以進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型、截面確定、計(jì)算模型確定、計(jì)算方法確定，計(jì)算結(jié)果應(yīng)用以及配筋方法的實(shí)施等一系列結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟。這種現(xiàn)狀與我國當(dāng)前高層建筑的迅猛發(fā)展足不適應(yīng)的。轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)層具有與一般結(jié)構(gòu)層相比結(jié)構(gòu)重量大、結(jié)構(gòu)層剛度大、幾何尺寸超大、受力復(fù)雜等特點(diǎn)。這樣的尺寸和重量意味著轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)組成了建筑物的主要構(gòu)件。它們?cè)O(shè)計(jì)的是否合理、安全、經(jīng)濟(jì)對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全性、結(jié)構(gòu)造價(jià)、施工費(fèi)用等有著重要影響?，F(xiàn)有的轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)方法，主要是針對(duì)形式簡單、受力相對(duì)簡單的轉(zhuǎn)換梁，對(duì)于受力復(fù)雜的轉(zhuǎn)換梁還沒有深入研究。即便是對(duì)于形式簡單的轉(zhuǎn)換梁，其受力性能也沒有完全清楚，而往往是互相混淆，設(shè)計(jì)概念小明確，設(shè)計(jì)原則不準(zhǔn)確。

三. 帶結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1. 帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

高層建筑中轉(zhuǎn)換層的設(shè)置造成建筑物豎向剛度的突變，地震作用時(shí)在轉(zhuǎn)換層上下容易形成薄弱環(huán)節(jié)，對(duì)結(jié)構(gòu)抗震不利，故轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循以下原則：

（1）為防止沿豎向剛度變化過于懸殊形成薄弱層，設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮使上、下層剛度比γ≤2，盡量接近1。這樣才能保證結(jié)構(gòu)豎向剛度的變化不至于太大，使上柱有良好的抗側(cè)力性能，減少豎向剛度變化，有利于結(jié)構(gòu)整體受力。

（2）盡可能減少需結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的豎向構(gòu)件，直接落地的豎向構(gòu)件越多，轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)越少，轉(zhuǎn)換層造成的剛度突變就越小，對(duì)結(jié)構(gòu)抗震更有利。

（3）設(shè)計(jì)中應(yīng)保證轉(zhuǎn)換層有足夠的剛度，一般應(yīng)使梁高度不小于跨度的1/6，才能保證內(nèi)力在轉(zhuǎn)換層及其下部構(gòu)件中分配合理，轉(zhuǎn)換梁、剪力墻柱有良好的受力性能，能較好的起到結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換作用。

（4）必須控制框支剪力墻與落地剪力墻的比例，當(dāng)剪力墻較多且考慮抗震時(shí)，橫向落地剪力墻數(shù)目與橫向墻總數(shù)之比不宜少于50%，非抗震時(shí)不宜少于30%。

（5）轉(zhuǎn)換層以上的剪力墻和柱子應(yīng)盡量對(duì)稱布置，梁上立柱應(yīng)盡量設(shè)在轉(zhuǎn)換梁跨中，以免轉(zhuǎn)換梁變形時(shí)，在梁上立柱的柱腳處產(chǎn)生較大轉(zhuǎn)角，帶動(dòng)立柱柱腳產(chǎn)生較大變形，引起柱的彎曲及剪切，使立柱產(chǎn)生很大的內(nèi)力而超筋。

（6）轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)在高層建筑豎向的位置宜低不宜高。轉(zhuǎn)換層位置較高時(shí)，易使框支剪力墻結(jié)構(gòu)在轉(zhuǎn)換層附近的剛度、內(nèi)力和傳力途徑發(fā)生突變，并易形成薄弱層，對(duì)抗震設(shè)計(jì)不利，其抗震設(shè)計(jì)概念與底層框支剪力墻結(jié)構(gòu)有較大差異。當(dāng)必須采用高位轉(zhuǎn)換時(shí)，應(yīng)控制轉(zhuǎn)換層下部框支結(jié)構(gòu)的等效剛度，即考慮彎曲、剪切和軸向變形的綜合剛度，這對(duì)于減少轉(zhuǎn)換層附近的層間位移角及內(nèi)力突變是十分必要的，效果也很顯著。另外，對(duì)落地剪力墻間距的限制應(yīng)比底層框支剪力墻結(jié)構(gòu)更嚴(yán)一些。對(duì)平面為長矩形的建筑，落地剪力墻的數(shù)目應(yīng)多于全部橫向剪力墻數(shù)目的一半。

2.轉(zhuǎn)換層的應(yīng)用

（1）梁式轉(zhuǎn)換層

作為目前高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層中應(yīng)用最廣的結(jié)構(gòu)形式，它具有傳力直接明確及傳力途徑清晰，同時(shí)受力性能好、工作可靠、構(gòu)造簡單、計(jì)算簡便、造價(jià)較低及施工方便等優(yōu)點(diǎn)。轉(zhuǎn)換梁不宜開洞，若必須開洞則洞口宜位于梁中和軸附近。轉(zhuǎn)換梁有托柱與托墻兩種形式，其截面設(shè)計(jì)有4種方法，即普通梁截面設(shè)計(jì)法、偏心受拉構(gòu)件截面設(shè)計(jì)法、深梁截面設(shè)計(jì)法和應(yīng)力截面設(shè)計(jì)法。轉(zhuǎn)換梁的截面尺寸一般由剪壓比（mv=Vmax/febh0）計(jì)算確定，應(yīng)具有合適的配箍率，以防發(fā)生脆性破壞，其截面高度在抗震和非抗震設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)分別小于計(jì)算跨度的16和18。（2）厚板轉(zhuǎn)換層 當(dāng)轉(zhuǎn)換層上、下柱網(wǎng)軸線錯(cuò)開較多而難以用梁直接承托時(shí)，可采用厚板轉(zhuǎn)換層，但厚板的巨大荷載會(huì)集中作用于建筑物中部，振動(dòng)性能復(fù)雜，且該層剛度很大、下層剛度相對(duì)較小，容易產(chǎn)生底部變形集中，其傳力途徑十分復(fù)雜，是一種對(duì)抗震十分不利的復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系，應(yīng)進(jìn)行整體內(nèi)力分析、動(dòng)力時(shí)程分析及板的內(nèi)力分析等。厚板的厚度可由抗彎、抗剪、抗沖切計(jì)算確定；可局部做成薄板，厚薄交界處可加腋或局部做成夾心板，一般厚度可取2.0～2.8m，約為柱距的1/3～1/5。厚板應(yīng)沿其主應(yīng)力方向設(shè)置暗梁，一般可在下部柱墻連線處設(shè)置。轉(zhuǎn)換層厚板上、下一層的樓板應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)，樓板厚度不宜小于150mm。

(3）箱式轉(zhuǎn)換層

當(dāng)需要從上層向更大跨度的下層進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)，若采用梁式或板式轉(zhuǎn)換層已不能解決問題，這種情況下，可以采用箱式轉(zhuǎn)換層。

它很像箱形基礎(chǔ)，也可看成是由上、下層較厚的樓板與單向托梁、雙向托梁共同組成，具有很大的整體空間剛度，能夠勝任較大跨度、較大空間、較大荷載的轉(zhuǎn)換。

(4)桁架式轉(zhuǎn)換層

這種形式的轉(zhuǎn)換層受力合理明確，構(gòu)造簡單，自重較輕，材料節(jié)省，能適應(yīng)較大跨度的轉(zhuǎn)換，雖比箱式轉(zhuǎn)換層的整體空間剛度相對(duì)較小，但比箱式轉(zhuǎn)換層少占空間。

(5)空腹桁架式轉(zhuǎn)換層

這種形式的轉(zhuǎn)換層與桁架式轉(zhuǎn)換層的優(yōu)點(diǎn)相似，但空腹桁架式轉(zhuǎn)換層的桿系都是水平、垂直的，而桁架式轉(zhuǎn)換層則具有斜撐竿?？崭硅旒苁睫D(zhuǎn)換層在室內(nèi)空間上比桁架式轉(zhuǎn)換層好，比箱式轉(zhuǎn)換層更好。

四．結(jié)束語

高層建筑的迅速發(fā)展，從以往的簡單體型和功能單一的時(shí)代開始走向體型復(fù)雜，建筑的功能呈現(xiàn)多樣化發(fā)展。在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，帶轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不能簡單設(shè)置成“承上啟下”，而要在實(shí)際結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的過度和轉(zhuǎn)換。

參考文獻(xiàn)：

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第8篇：多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文

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

近年來，我國的高層建筑可謂突飛猛進(jìn)，高層建筑的建設(shè)速度、建造數(shù)量在世界建筑史上都是十分罕見的。但是2008年，隨著突然襲來的汶川大地震，許多高層建筑物轟然倒下，也為高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來新的考驗(yàn)。筆者根據(jù)理論知識(shí)，結(jié)合自身的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，淺談高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要點(diǎn)，以及高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)。

一、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

1．水平荷載成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的決定性因素

高層建筑自身重量和樓面使用荷載在豎向構(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值,與建筑物高度是成正比關(guān)系的；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)件中引起的軸力，是與建筑物高度的二次方成正比；此外，對(duì)某一定高度建筑物而言，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用，其數(shù)值是隨結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的不同而有較大幅度的變化。

2．軸向變形不容忽視

高層建筑中，豎向荷載數(shù)值很大,能夠在柱中引起較大的軸向變形，從而會(huì)對(duì)連續(xù)梁彎矩產(chǎn)生影響，造成連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值減小，跨中正彎矩和端支座負(fù)彎矩值增大；還會(huì)對(duì)預(yù)制構(gòu)件的下料長度產(chǎn)生影響，要求根據(jù)軸向變形計(jì)算值，對(duì)下料長度進(jìn)行調(diào)整；另外對(duì)構(gòu)件剪力和側(cè)移產(chǎn)生影響，與考慮構(gòu)件豎向變形比較，會(huì)得出偏于不安全的結(jié)果。

3．側(cè)移成為控制指標(biāo)

與較低樓房不同，結(jié)構(gòu)側(cè)移已成為高樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵因素。隨著樓房高度的增加，水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形迅速增大，因而結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的側(cè)移應(yīng)被控制在某一限度之內(nèi)。

4．結(jié)構(gòu)延性是高層建筑的重要設(shè)計(jì)指標(biāo)

相對(duì)于較低樓房而言，高樓結(jié)構(gòu)更柔一些，在地震作用下的變形更大一些。為了使結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性變形階段后仍具有較強(qiáng)的變形能力，避免倒塌，特別需要在構(gòu)造上采取恰當(dāng)?shù)拇胧?，來保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。

二、高層建筑結(jié)構(gòu)體系

按照建筑使用功能不同的要求、建筑不同的高度和擬建場地的抗震設(shè)防烈程度，依照經(jīng)濟(jì)、合理、安全、可靠的設(shè)計(jì)原則，高層建筑在建設(shè)時(shí)，應(yīng)當(dāng)選擇選擇相應(yīng)的結(jié)構(gòu)體系，一般分為下列幾類：

1．框架結(jié)構(gòu)體系

框架結(jié)構(gòu)體系由梁、柱構(gòu)件通過節(jié)點(diǎn)連接構(gòu)成承載結(jié)構(gòu)。框架結(jié)構(gòu)體系可較靈活配合建筑平面布置、安排需要較大的空間。隨著結(jié)構(gòu)高度增加，水平作用使得框架底部梁柱構(gòu)件的彎矩和剪力顯著增加，從而導(dǎo)致梁柱截面尺寸和配筋量增加，到一定程度，將給建筑平面布置和空間處理帶來困難，影響建筑空間正常使用，在材料用量和造價(jià)方面也趨于不合理。因此在使用層數(shù)上受限。

2．剪力墻體系

剪力墻一般用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，由墻體承受全部水平作用和豎向荷載。在承受水平力的作用時(shí)，剪力墻相當(dāng)于一根下部嵌固的懸臂深梁。其水平位移由彎曲變形和剪切變形兩部分組成。高層建筑剪力墻特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)層間位移隨樓層增高而增加。剪力墻結(jié)構(gòu)比框架結(jié)構(gòu)剛度大、空間整體性好，用鋼量較省，結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)水平位移和層間位移通常較小，能夠滿足抗震設(shè)計(jì)變形要求。

3．框架―剪力墻體系

此種體系是把框架和剪力墻兩種結(jié)構(gòu)組合在一起形成的體系。房屋的豎向荷載分別由框架和剪力墻共同承擔(dān)，而水平作用主要由抗側(cè)剛度較大的剪力墻承擔(dān)。這種結(jié)構(gòu)既具有框架結(jié)構(gòu)布置靈活、使用方便的特點(diǎn)，又有較大的剛度和較強(qiáng)的抗震能力，因而廣泛應(yīng)用于高層辦公建筑和旅館建筑中。該體系中的框架和剪力墻共同承擔(dān)水平力。由于框架和剪力墻的協(xié)同工作，受力狀況和內(nèi)力分布都得到了改善。

4．筒體體系

隨著層數(shù)、高度增大，高層建筑結(jié)構(gòu)承受的水平地震作用大大增加，框架、剪力墻以及框架―剪力墻等結(jié)構(gòu)體系已顯得不合理、不經(jīng)濟(jì)，甚至不可行。這時(shí)，可將剪力墻在平面內(nèi)圍合成箱形，形成一個(gè)豎向布置的空間整體受力的框筒，從而形成具有很好的抗風(fēng)和抗震性能的筒體結(jié)構(gòu)體系。

三、高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)

1．要盡量減少地震能量輸入

積極采用基于位移的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，要求進(jìn)行定量分析，使結(jié)構(gòu)的變形能力滿足在預(yù)期的地震作用下的變形要求。除了驗(yàn)算構(gòu)件的承載力外，要控制結(jié)構(gòu)在大震作用下的層間位移角限值或位移延性比；根據(jù)構(gòu)件變形與結(jié)構(gòu)位移關(guān)系，確定構(gòu)件的變形值；并根據(jù)截面達(dá)到的應(yīng)變大小及應(yīng)變分布，確定構(gòu)件的構(gòu)造要求。選擇堅(jiān)硬的場地土建造高層建筑，可以明顯減少地震能量輸入減輕破壞程度。

2．應(yīng)積極推廣使用隔震和消能減震設(shè)計(jì)

目前我國和世界各國普遍采用的傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)體系是“延性結(jié)構(gòu)體系”，即適當(dāng)控制結(jié)構(gòu)物的剛度，但容許結(jié)構(gòu)構(gòu)件在地震時(shí)進(jìn)入非彈性狀態(tài)，并具有較大的延性，以消耗地震能量，減輕地震反應(yīng)，使結(jié)構(gòu)物“裂而不倒”。采取軟墊隔震、滑移隔震、擺動(dòng)隔震、懸吊隔震等措施，改變結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性，減少地震能量輸入，減輕結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)，是一種很有前途的防震措施。提高結(jié)構(gòu)阻尼，采用高延性構(gòu)件，能夠提高結(jié)構(gòu)的耗能能力，減輕地震作用，減小樓層地震剪力。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，對(duì)各種建筑物和構(gòu)筑物的抗震減震要求越來越高， 地震控制體系具有傳統(tǒng)抗震體系所難以比擬的優(yōu)越性，在未來的建筑結(jié)構(gòu)中將得到越來越廣泛的應(yīng)用。

3．應(yīng)設(shè)置多道抗震防線

當(dāng)?shù)谝坏婪谰€的構(gòu)件在強(qiáng)烈地震作用下遭到破壞后，后備的第二道乃至第三道防線能抵擋后續(xù)地震的沖擊，使建筑物免于倒塌。高層結(jié)構(gòu)形式應(yīng)采用具有聯(lián)肢、多肢及壁式框架的框架剪力墻，剪力墻框架簡體，筒中筒等多道抗震防線結(jié)構(gòu)體系。需要強(qiáng)調(diào)的是設(shè)計(jì)不能陷入只憑計(jì)算的誤區(qū)，若結(jié)構(gòu)嚴(yán)重不規(guī)則，整體性差，僅按目前的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算水平，是難以保證結(jié)構(gòu)的抗震、抗風(fēng)性能，尤其是抗震性能。因此，要求建筑師與結(jié)構(gòu)工程師共同把好初步設(shè)計(jì)這一環(huán)節(jié)。

四、結(jié)語

可以說，高層建筑本身就是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。要搞好這項(xiàng)工程，必須通過了解工程對(duì)象，掌握工程特點(diǎn)，進(jìn)而采取相應(yīng)措施，保證建筑的質(zhì)量與效果。隨著當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展，高層建筑將成為未來建筑的主要趨勢，我們建筑工作者有必要也有責(zé)任掌握更多的高層建筑的設(shè)計(jì)知識(shí)，為我國的建筑業(yè)服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 容柏生，國內(nèi)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的若干新進(jìn)展[J] 建筑結(jié)構(gòu)，2007(9)

第9篇：多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文

[關(guān)鍵詞] 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；水平力；扭轉(zhuǎn)

[abstract] this article through years of work experience first talked about the characteristics of high building structure design, structure design of a high-rise building and some of the problems of the comprehensive analytical. For your reference.

[key words] structure design; Horizontal force; reverse

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

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, 促使高層建筑得以快速發(fā)展。另一方面由于輕質(zhì)高強(qiáng)材料的開發(fā)及新的設(shè)計(jì)計(jì)算理論的發(fā)展, 抗風(fēng)和抗震理論的不斷完善, 加之新的施工技術(shù)和設(shè)備的不斷涌現(xiàn), 特別是計(jì)算機(jī)的普及和應(yīng)用以及結(jié)構(gòu)分析手段的不斷提高, 為迅速發(fā)展高層建筑提供了必要的技術(shù)條件。本文對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中值得重視的幾個(gè)問題進(jìn)行了探討, 僅供參考。

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

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

1.1 水平力是設(shè)計(jì)主要因素

在低層和多層房屋結(jié)構(gòu)中, 往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。而在高層建筑中, 盡管豎向荷載仍對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生重要影響, 但水平荷載卻起著決定性作用。因?yàn)榻ㄖ灾睾蜆敲媸褂煤奢d在豎向構(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值, 僅與建筑高度的一次方成正比; 而水平荷載對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩、以及由此在豎向構(gòu)件中所引起的軸力, 是與建筑高度的兩次方成正比。另一方面, 對(duì)一定高度建筑來說, 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。

1.2側(cè)移成為控制指標(biāo)

與低層或多層建筑不同, 結(jié)構(gòu)側(cè)移已成為高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵因素。隨著建筑高度的增加, 水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形迅速增大, 與建筑高度H 的4方成正比(= qH4ö8E I)。另外, 高層建筑隨著高度的增加、輕質(zhì)高強(qiáng)材料的應(yīng)用、新的建筑形式和結(jié)構(gòu)體系的出現(xiàn)、側(cè)向位移的迅速增大, 在設(shè)計(jì)中不僅要求結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度, 還要求具有足夠的抗推剛度, 使結(jié)構(gòu)在水平荷載下產(chǎn)生的側(cè)移被控制在某一限度之內(nèi), 否則會(huì)產(chǎn)生以下情況:

（1）移產(chǎn)生較大的附加內(nèi)力, 尤其是豎向構(gòu)件, 當(dāng)側(cè)向位移增大時(shí), 偏心加劇, 當(dāng)產(chǎn)生的附加內(nèi)力值超過一定數(shù)值時(shí), 將會(huì)導(dǎo)致房屋側(cè)塌。

（2）居住人員感到不適或驚慌。

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

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

1.3 減輕高層建筑自重比多層建筑更為重要

高層建筑減輕自重比多層建筑更有意義。從地基承載力或樁基承載力考慮, 如果在同樣地基或樁基的情況下, 減輕房屋自重意昧著不增加基礎(chǔ)造價(jià)和處理措施, 可以多建層數(shù), 這在軟弱土層有突出的經(jīng)濟(jì)效益。地震效應(yīng)與建筑的重量成正比, 減輕房屋自重是提高結(jié)構(gòu)抗震能力的有效辦法。高層建筑重量大了, 不僅作用于結(jié)構(gòu)上的地震剪力大, 還由于重心高地震作用傾覆力矩大, 對(duì)豎向構(gòu)件產(chǎn)生很大的附加軸力, 從而造成附加彎矩更大。

1.4軸向變形不容忽視

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

2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾個(gè)問題

2.1高層建筑結(jié)構(gòu)受力性能

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

2.2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的扭轉(zhuǎn)問題

建筑結(jié)構(gòu)的幾何形心、剛度中心、結(jié)構(gòu)重心即為建筑三心,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要求建筑三心盡可能匯于一點(diǎn), 即三心合一。結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)問題就是指在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中未做到三心合一, 在水平荷載作用下結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)效應(yīng)。為避免建筑物因水平荷載作用而發(fā)生的扭轉(zhuǎn)破壞, 應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)選擇合理的結(jié)構(gòu)形式和平面布局, 盡可能地使建筑物做到三心合一。在水平荷載作用下, 高層建筑扭轉(zhuǎn)作用的大小取決于質(zhì)量分布。為使樓層水平力作用沿平面分布均勻, 減輕結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng), 應(yīng)使建筑平面盡可能采用方形、矩形、圓形、正多邊形等簡面形式。在某些情況下, 由于城市規(guī)劃對(duì)街道景觀的要求以及建筑場地的限制, 高層建筑不可能全部采用簡面形式, 當(dāng)需要采用不規(guī)則L 形、T 形、十字形等比較復(fù)雜的平面形式時(shí), 應(yīng)將凸出部分厚度與寬度的比值控制在規(guī)范允許的范圍之內(nèi), 同時(shí), 在結(jié)構(gòu)平面布置時(shí), 應(yīng)盡可能使結(jié)構(gòu)處于對(duì)稱狀態(tài)。

2.3 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的側(cè)移和振動(dòng)周期

建筑結(jié)構(gòu)的建筑結(jié)構(gòu)的振動(dòng)周期問題包含兩方面: 合理控制結(jié)構(gòu)的自振周期; 控制結(jié)構(gòu)的自振周期使其盡可能錯(cuò)開場地的特征周期。

(1) 結(jié)構(gòu)自振周期

高層建筑的自振周期(T 1) 宜在下列范圍內(nèi):

框架結(jié)構(gòu): T 1= (0. 1～ 0. 15)N

框—剪、框筒結(jié)構(gòu): T 1= (0. 08～ 0. 12)N

剪力墻、筒中筒結(jié)構(gòu): T 1= (0. 04～ 0. 10)N

N 為結(jié)構(gòu)層數(shù)。

結(jié)構(gòu)的第二周期和第三周期宜在下列范圍內(nèi):

第二周期: T 2= (1ö 3～ 1ö5 )T 1; 第三周期: T 3= (1ö 5～ 1ö7)T 1。

(2) 共振問題

當(dāng)建筑場地發(fā)生地震時(shí), 如果建筑物的自振周期和場地的特征周期接近, 建筑物和場地就會(huì)發(fā)生共振。因此在建筑方案設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)針對(duì)預(yù)估的建筑場地特征周期, 通過調(diào)整結(jié)構(gòu)的層數(shù),選擇合適的結(jié)構(gòu)類別和結(jié)構(gòu)體系, 擴(kuò)大建筑物的自振周期與建筑場地特征周期的差別, 避免共振的發(fā)生。

(3) 水平位移特征

水平位移滿足高層規(guī)程的要求, 并不能說明該結(jié)構(gòu)是合理的設(shè)計(jì)。同時(shí)還需要考慮周期及地震力的大小等綜合因素。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí), 地震力的大小與結(jié)構(gòu)剛度直接相關(guān), 當(dāng)結(jié)構(gòu)剛度小, 結(jié)構(gòu)并不合理時(shí), 由于地震力小則結(jié)構(gòu)位移也小, 位移在規(guī)范允許范圍內(nèi), 此時(shí)并不能認(rèn)為該結(jié)構(gòu)合理。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)周期長、地震力小并不安全; 其次, 位移曲線應(yīng)連續(xù)變化, 除沿豎向發(fā)生剛度突變外, 不應(yīng)有明顯的拐點(diǎn)或折點(diǎn)。一般情況下剪力墻結(jié)構(gòu)的位移曲線應(yīng)為彎曲型; 框架結(jié)構(gòu)的位移曲線應(yīng)為剪切型; 框—剪結(jié)構(gòu)和框—筒結(jié)構(gòu)的位移曲線應(yīng)為彎剪型。

3結(jié)語

總之，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)長期、復(fù)雜甚至循環(huán)往復(fù)的過程，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況做好結(jié)構(gòu)分析，多做方案比較。否者任何在這過程中的遺漏或錯(cuò)誤都有可能使整個(gè)設(shè)計(jì)過程變得更加復(fù)雜或使設(shè)計(jì)結(jié)果存在不安全因素。