高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)精選(九篇)
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第1篇：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)范文
關(guān)鍵詞：高層建筑，結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)，要點(diǎn)
前言
高層建筑本身的特點(diǎn)決定著建筑結(jié)構(gòu)的特殊性，比如結(jié)構(gòu)復(fù)雜，建筑施工的工作量很大，施工的周期較長等，所以，如果在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面發(fā)生問題，不但會(huì)使得經(jīng)濟(jì)造成巨大的損失，而且也會(huì)危及人們的生命以及財(cái)產(chǎn)的安全，因此，我們要對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)嚴(yán)格把握，并且對工程施工的各種相關(guān)因素全面考慮，詳細(xì)的分析及把握影響建筑質(zhì)量的潛在問題，從而采取有效的方法及措施進(jìn)行防治。
一、高層建筑結(jié)構(gòu)體系
1.高層建筑的剪力墻體系
在高層建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)體系中，其重要組成部分就是剪力墻，在高層建筑承受風(fēng)荷載或高層建筑承受地震作用方面，剪力墻有著積極性的作用。因?yàn)槠洳粌H對結(jié)構(gòu)中水平構(gòu)件所產(chǎn)生的豎向荷載能夠承擔(dān)，而且對外部因素所引起的振動(dòng)作用也能夠承擔(dān)。
2.高層建筑的框架―剪力墻體系
高層建筑中常見的結(jié)構(gòu)體系就是框架―剪力墻體系，垂直荷載的力量是框架所能承受的，而剪力墻所承受的則是水平剪力。剪力墻的設(shè)置不僅能夠在很大程度上增強(qiáng)建筑的側(cè)向剛度，使其水平位移變小，而且還能夠使框架所受的力實(shí)現(xiàn)均勻分布。
3.高層建筑的筒體體系
高層建筑筒體結(jié)構(gòu)體系由框架―剪力墻結(jié)構(gòu)與全剪力墻結(jié)構(gòu)綜合演變和發(fā)展而來。筒體結(jié)構(gòu)體系是將剪力墻或密柱框架集中到建筑的內(nèi)部和而形成的空間封閉式的筒體。其特點(diǎn)是剪力墻集中而獲得較大的自由分割空間，目前在高層建筑中被廣泛應(yīng)用。
二、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析
1.選擇合理的結(jié)構(gòu)方案
高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅要具有較高的經(jīng)濟(jì)性，更要滿足使用性及合理性，因此在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，首先就要選取一種既可行又滿足較好經(jīng)濟(jì)性的結(jié)構(gòu)形式及體系。其中要注意如下問題：首先在同一結(jié)構(gòu)單元中，最好不要混合使用不同的結(jié)構(gòu)體系，同時(shí)還要綜合考慮使用要求、地理環(huán)境及施工條件等實(shí)際情況，還要協(xié)調(diào)好建筑電氣及水暖等配套設(shè)施的設(shè)計(jì)，從而選擇最優(yōu)的建筑結(jié)構(gòu)體系。
2.選擇合適的基礎(chǔ)方案
綜合考慮高層建筑物的上層結(jié)構(gòu)類型和地基的承受能力，對建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。盡量充分利用地基的承受強(qiáng)度，建筑合理的高度，必要時(shí)要求進(jìn)行地基變形的檢驗(yàn)。根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)調(diào)查結(jié)果，對高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。建筑設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須要根據(jù)當(dāng)?shù)氐脑O(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，由于我國各個(gè)地方都會(huì)有自己地區(qū)規(guī)劃制定的《地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》，各個(gè)地區(qū)制定的規(guī)范對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)時(shí)有著非常重要的幫助。
3.選用適當(dāng)?shù)挠?jì)算方法及簡圖
在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要注重相關(guān)計(jì)算方法的選擇，以保證強(qiáng)度等計(jì)算結(jié)果能夠滿足真實(shí)情況，從而更好的為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。此外，由于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是在結(jié)構(gòu)計(jì)算的基礎(chǔ)上開展的，一旦計(jì)算方式不準(zhǔn)確，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果有誤，就會(huì)嚴(yán)重影響高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量，更可能造成安全事故的發(fā)生，并帶來巨大的損失，因此在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要注意相關(guān)計(jì)算方法的選擇及計(jì)算簡圖的選取。同時(shí)，計(jì)算簡圖還應(yīng)有相應(yīng)的構(gòu)造措施來保證。實(shí)際結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)不可能是純粹的鉸結(jié)點(diǎn)和剛結(jié)點(diǎn)，但與計(jì)算簡圖的誤差應(yīng)在設(shè)計(jì)允許范圍之內(nèi)。
4.正確分析計(jì)算結(jié)果。
計(jì)算機(jī)技術(shù)是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中普遍采用的技術(shù)，但是隨著目前軟件種類繁多，軟件的不同往往也會(huì)導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果的不同。所以，設(shè)計(jì)師要對程序的適用范圍以及條件進(jìn)行全面的了解才可。設(shè)計(jì)師在拿到計(jì)算結(jié)果時(shí)一定要對其認(rèn)真分析，并且慎重的校核，其原因是計(jì)算機(jī)在輔助設(shè)計(jì)時(shí)常常會(huì)因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)實(shí)際情況與程序不相符合，或人工輸入有誤，或軟件本身有缺陷從而導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果錯(cuò)誤，這就需要設(shè)計(jì)師以此做出合理判斷。
5.采取相應(yīng)的構(gòu)造措施
“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)壓弱拉原則”是在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要牢記的，并且一定要注意構(gòu)件的延性性能；對薄弱部位加強(qiáng)；對鋼筋的錨固長度也要注意，更要注意的就是鋼筋的執(zhí)行段錨固長度；同時(shí)對溫度應(yīng)力的影響力等也要考慮。
6.高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)
由于高層建筑的樓層數(shù)較高，特別是某些超高層建筑，如果遇到如地震等災(zāi)害時(shí)，其抗震能力得不到有效的保證，就使其變形及破壞力都會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)的大于其它類型的建筑，因此要綜合多方面因素，全面的提升高層建筑的抗震能力。
首先要注重地基的選擇及設(shè)計(jì)，高層建筑最好應(yīng)建筑在土地較硬的地區(qū)，并遠(yuǎn)離河岸，同時(shí)還要注意，不要在斷層或地陷等較易發(fā)生地震的地區(qū)建造，如果地基選擇不合理很可能影響到其抗震能力。其次，在設(shè)計(jì)階段還要注重建筑材料的選取，將鋼筋與混凝土結(jié)合在一起的建筑形式主要是利用鋼筋與混凝土具有相似的膨脹系數(shù)，在任何環(huán)境下都不會(huì)產(chǎn)生過大的應(yīng)力，同時(shí)這兩者之間的粘結(jié)性很好，特別是將鋼筋表面預(yù)置肋條或在鋼筋的端部彎起彎鉤，可大大的提高鋼筋與混凝土之間的拉力，可以更好的提高建筑的強(qiáng)度及抵抗外力的能力，從而更好的滿足人們的使用要求。而在高層建筑的設(shè)計(jì)施工中會(huì)在框架結(jié)構(gòu)中融入一定的剪力墻結(jié)構(gòu)，從而更好的實(shí)現(xiàn)不同建筑的功能及相應(yīng)的強(qiáng)度要求。
結(jié)束語
綜上所述，我國城市化建設(shè)速度的不斷加快，使得提高城市土地利用率的相關(guān)問題越來越被社會(huì)所重視，與此同時(shí)，各種形式的高層建筑拔地而起，從而緩解了城市居民住房緊張問題，但是由于高層建筑本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，決定著其相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須滿足一定的強(qiáng)度及使用要求，這對建筑設(shè)計(jì)師來說是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。要想保證高層建筑施工質(zhì)量，首先在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段就要保證其設(shè)計(jì)方案完全符合國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合其實(shí)際用途，抓住設(shè)計(jì)要點(diǎn)，并對較易發(fā)生的潛在問題的設(shè)計(jì)進(jìn)行及時(shí)排除，確保施工方案得以順利的展開，從而保證整體高層建筑的施工質(zhì)量，為人們的正常使用提供較高質(zhì)量的保障。
參考文獻(xiàn)
第2篇：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)范文
【關(guān)鍵詞】高層建筑；設(shè)計(jì)特點(diǎn)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；整體穩(wěn)定
1 引言
高層建筑是社會(huì)生產(chǎn)的需要和人們生活需求的產(chǎn)物，是現(xiàn)代工業(yè)化、商業(yè)化和城市化的必然結(jié)果?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展，高強(qiáng)輕質(zhì)材料的出現(xiàn)以及機(jī)械化、電氣化在建筑中的實(shí)現(xiàn)等，為高層建筑的發(fā)展提供了技術(shù)條件和物質(zhì)基礎(chǔ)。隨著高層建筑結(jié)構(gòu)高度、復(fù)雜程度等的不斷增加，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也帶來了許多新的課題和更高的挑戰(zhàn)。因此，如何設(shè)計(jì)出安全、功能齊全、舒適美觀、經(jīng)濟(jì)合理，同時(shí)又要符合人們精神生活要求，滿足人們生產(chǎn)和生活的需求的建筑，是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師們必須要面對和解決的首要問題。為此，本文對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了簡要的探討。
2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)：1）水平荷載是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)的決定性因素。這是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)由自重等豎向荷載產(chǎn)生的軸力和彎矩的大小，僅與樓房高度的一次方成正比；而結(jié)構(gòu)由于水平荷載產(chǎn)生的傾覆力矩及在豎構(gòu)件中產(chǎn)生的軸力，是與樓房高度的兩次方成正比；同時(shí)，對一建筑來說，自重等豎向荷載基本上是定值，而風(fēng)荷載和地震作用等水平荷載，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。因?yàn)樵诟邔咏ㄖ?，自重等豎向荷載很大，能夠使柱產(chǎn)生較大的軸向變形，從而會(huì)對連續(xù)梁彎矩產(chǎn)生較大的影響，對預(yù)制構(gòu)件的下料長度產(chǎn)生影響，另外對構(gòu)件的剪力和側(cè)移也會(huì)產(chǎn)生影響，易使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不夠安全；3）側(cè)移是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素。水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形隨著樓房高度的增加迅速增大，因此水平荷載作用下結(jié)構(gòu)的側(cè)移應(yīng)控制在規(guī)定限度之內(nèi)；4）結(jié)構(gòu)延性是重要設(shè)計(jì)指標(biāo)。與較低樓房相比，高層建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的變形更大一些。為了能讓結(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，防止建筑倒塌，必須采取一定的構(gòu)造措施，以保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性[1]。
3 工程實(shí)例
本工程為一24層大樓，建筑高度為81.2m，該工程底下3層用于商業(yè)活動(dòng)，4層為設(shè)備夾層，其余層用于酒店，地下設(shè)有一層地下室?？拐鹪O(shè)防烈度為7度，場地類型為Ⅱ類。
3.1 主體結(jié)構(gòu)選型
由于本工程為24層，高度為81.2m，屬于高層建筑，同時(shí)結(jié)合高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，主體結(jié)構(gòu)采用雙向現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)，如圖1所示。該結(jié)構(gòu)體系能較好地滿足建筑使用功能，剪力墻結(jié)合建筑功能雙向均勻?qū)ΨQ布置貫通落地，結(jié)構(gòu)橫向高寬比為4.27，小于7，采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)能夠滿足結(jié)構(gòu)抗震、抗風(fēng)和承受重力荷載作用等各項(xiàng)技術(shù)要求，結(jié)構(gòu)整移、穩(wěn)定及構(gòu)件節(jié)點(diǎn)延性也都能較好地滿足要求。
3.2 樓蓋結(jié)構(gòu)選型及樓屋面板設(shè)計(jì)
由于本工程主體結(jié)構(gòu)采用了雙向現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)，為了能與之相適應(yīng)，樓蓋結(jié)構(gòu)也應(yīng)選用現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)。結(jié)合建筑平面布置，考慮有利于提高結(jié)構(gòu)橫向剛度，樓蓋次梁沿橫向布置，支承于縱向框架梁上，他、如圖1所示。樓屋面板采用多跨連續(xù)板，其中商業(yè)層板厚120mm，其余層為100mm。
3.3 剪力墻截面
剪力墻端柱以及剪力墻厚度，分別見表1，表2。
表1剪力墻端柱截面尺寸（mm）
1～3層 4～8層 9～12層 13～15層 16～25層
混凝土強(qiáng)度 C40 C40 C40 C30 C30
端柱截面
尺寸 850×850 750×750 700×700 700×700 600×600
表1 剪力墻厚度（cm）
1～3層 4～12層 13～25層
混凝土強(qiáng)度 C40 C40 C30
厚度 30 25 20
4 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及構(gòu)造要求
以框架剪力墻高層建筑結(jié)構(gòu)為了，說明高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及構(gòu)造要求?？蚣芗袅χ械目蚣芎图袅Φ慕孛嬖O(shè)計(jì)除了滿足框架和剪力墻截面設(shè)計(jì)的一般原則外，還應(yīng)重點(diǎn)注意以下幾點(diǎn)要求[2]。
4.1 框架部分抗震等級、適用高度和高寬比的調(diào)整
抗震設(shè)計(jì)時(shí)，地震造成的對房屋的傾覆力由框架和剪力墻兩部分共同承擔(dān)。若由框架承擔(dān)的部分大于傾覆力矩的50%以上時(shí)，說明框架部分已居于較主要地位，應(yīng)加強(qiáng)其抗震能力的儲備。如可以通過按純框架結(jié)構(gòu)的要求來確定其抗震等級或軸壓比按純框架結(jié)構(gòu)的規(guī)定限制來實(shí)現(xiàn)。
適用高度和高寬比則可取框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)兩者之間的值，視框架部分承擔(dān)總傾覆力矩的百分比而定，當(dāng)框架部分承擔(dān)的百分比接近于0時(shí)，取接近剪力墻結(jié)構(gòu)的適用高度和高寬比；當(dāng)框架部分承擔(dān)的百分比接近于100%時(shí)，取接近框架結(jié)構(gòu)的適用高度和高寬比。
4.2 框架剪力墻中框架總剪力的調(diào)整
框架剪力墻結(jié)構(gòu)中，柱和剪力墻相比，其抗剪剛度很小，故在地震作用下，樓層因地震引起的總剪力主要由剪力墻來承擔(dān)，框架柱只承擔(dān)很小一部分，因此框架由于地震作用所造成的內(nèi)力很小，而框架作為抗震的第二道防線，過于單薄是不利的，為了保證框架部分有一定的抗震能力儲備，規(guī)定框架部分所承擔(dān)的地震剪力不應(yīng)小于一定的值?？蚣芗袅Φ恼{(diào)整應(yīng)在樓層剪力滿足樓層最小剪力系數(shù)的前提下進(jìn)行。
4.3構(gòu)造要求
框架剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻的配筋的構(gòu)造要求:剪力墻都是主要的抗側(cè)力構(gòu)件，承擔(dān)較大的水平剪力，因此，必須規(guī)定剪力墻設(shè)計(jì)的最基本的構(gòu)造要求，使剪力墻具有最低限度的強(qiáng)度和延性保證。對剪力墻周邊設(shè)置的梁和端柱，其配筋和截面尺寸也應(yīng)符合相應(yīng)的要求。
5 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
5.1水平位移的控制
高層建筑受風(fēng)荷載和地震荷載的影響很大。為此本文主要對這兩種荷載作用下結(jié)構(gòu)的水平位移進(jìn)行了分析。在正常的使用條件下，高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的剛度，避免產(chǎn)生過大的位移影響結(jié)構(gòu)的承載力、穩(wěn)定性和使用要求。正常使用條件下結(jié)構(gòu)的水平位移按彈性方法計(jì)算[3]，高層建筑結(jié)構(gòu)的層間彈性水平位移應(yīng)滿足 ，本工程中 =1/800。
本工程中，結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下，頂點(diǎn)水平位移 ， ，則 ， ，滿足要求；最大層間相對水平位移： ， ，滿足要求。
本工程中，結(jié)構(gòu)在地震荷載作用下，頂點(diǎn)水平位移 ， ，則 ， ，滿足要求；最大層間相對水平位移： ， ，滿足要求。
正常使用條件下，限制側(cè)向變形的主要原因有：防止主體結(jié)構(gòu)開裂、損壞；防止填充墻及裝飾開裂、損壞；過大的側(cè)向變形會(huì)使人有不舒適感，影響正常使用；過大的側(cè)移使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加內(nèi)力。
5.2結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定分析
由于高層建筑結(jié)構(gòu)的剛度一般較大，且有許多樓板作為橫向隔板，所以高層建筑在豎向重力荷載作用下產(chǎn)生整體失穩(wěn)的可能性較小。高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定驗(yàn)算主要是控制在風(fēng)荷載或地震荷載作用下，重力荷載產(chǎn)生的二階效應(yīng)不致過大，以免引起結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)倒塌。一般高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的長細(xì)比不大，其撓曲二階效應(yīng)的影響相對很小，一般可以忽略。但由于高層建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)移較大，約為樓層層高的1/3000～1/500，重力荷載的p-Δ效應(yīng)相對明顯，可使結(jié)構(gòu)的位移和內(nèi)力增加，甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。因此，高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定設(shè)計(jì)，主要是控制和驗(yàn)算結(jié)構(gòu)在風(fēng)或地震作用下，重力荷載產(chǎn)生的p-Δ效應(yīng)對結(jié)構(gòu)性能降低的影響以及由此可能引起的結(jié)構(gòu)失穩(wěn)[4]。
本工程中，結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定驗(yàn)算如下：13～25層各層重力荷載設(shè)計(jì)值G1=9384kN，4～12層各層重力荷載設(shè)計(jì)值G2=9572 kN，13～25層各層重力荷載設(shè)計(jì)值G3= 23816kN。 ，取 = ， ，結(jié)構(gòu)雙向整體穩(wěn)定滿足要求。
6 結(jié)語
本文結(jié)合筆者多年從事建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，對高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)進(jìn)行了簡單的概述。以某高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
為例，對主體結(jié)構(gòu)選型、樓蓋結(jié)構(gòu)選型及樓屋面板設(shè)計(jì)、剪力墻截面設(shè)計(jì)進(jìn)行了簡要的概述。指出了在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)重點(diǎn)注意框架部分抗震等級、適用高度和高寬比的調(diào)整、框架剪力墻中框架總剪力的調(diào)整、構(gòu)造要求。最后對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的側(cè)移控制和結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性進(jìn)行了詳細(xì)的分析，以提高工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性和安全性。
參考文獻(xiàn)：
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第3篇：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)范文
關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)受力特征；要點(diǎn)分析
引言：
近年來隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，尤其是鋼鐵、電梯、塔吊等相關(guān)事物的出現(xiàn)以及后來鋼筋混凝土、鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，都為高層建筑的發(fā)展創(chuàng)造了前所未有的機(jī)遇，高層建筑也成為城市空間中一道獨(dú)特的風(fēng)景。近年來我國的高層建筑也發(fā)展迅速，隨著結(jié)構(gòu)理論和技術(shù)的發(fā)展，高層建筑結(jié)構(gòu)形式趨于多樣化，高層建筑的表現(xiàn)形式也多種多樣，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性合理性也愈發(fā)重要，優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案可以帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益和滿足建筑美學(xué)要求，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑實(shí)現(xiàn)過程以及城市建筑發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用。以下是探討結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)幾個(gè)需要注意的要點(diǎn)：
一、高層建筑的地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方面
地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一直是結(jié)構(gòu)工程師比較重視的方面，不僅僅由于該階段設(shè)計(jì)過程的好與壞將直接影響后期設(shè)計(jì)工作的進(jìn)行，同時(shí)，也是因?yàn)榈鼗A(chǔ)也是整個(gè)工程造價(jià)的決定性因素，因此，在這一階段，所出現(xiàn)的問題也有可能更加嚴(yán)重甚至造成無法估量的損失。
在地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中要注意地方性規(guī)范的重要性問題。由于我國占地面積較廣，地質(zhì)條件相當(dāng)復(fù)雜，作為國家標(biāo)準(zhǔn)，僅僅一本《地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》無法對全國各地的地基基礎(chǔ)都進(jìn)行詳細(xì)的描述和規(guī)定，因此，作為建立在國家標(biāo)準(zhǔn)之下的地方標(biāo)準(zhǔn)。
地方性的“地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范”能夠?qū)⒏鞯胤降牡鼗A(chǔ)類型和設(shè)計(jì)處理方法等一些成熟的經(jīng)驗(yàn)描述和規(guī)定得更為詳細(xì)和準(zhǔn)確，所以，在進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，一定要對地方規(guī)范進(jìn)行深入地學(xué)習(xí)，以避免對整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或后期設(shè)計(jì)工作造成較大的影響。
二、高層建筑結(jié)構(gòu)受力方面
1.對于一個(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問組成特點(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.與豎向荷載相比，側(cè)向荷載對建筑物的效應(yīng)不是線性增加的，而隨建筑高度的增高迅速增大。例如，在所有條件相同時(shí)，在風(fēng)荷載作用下，建筑物基底的傾覆力矩近似與建筑物高度的平方成正比，而其頂部的側(cè)向位移與高度的四次方成正比，地震的作用效應(yīng)更加明顯。在高層建筑中，問題不僅僅是抗剪，而更重要的是整體抗彎和抵抗變形，可見，高層建筑的結(jié)構(gòu)受力性能與低層建筑有很大的差異。
3.對于低層、多層和高層建筑，豎向和水平向結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)基本原理都是相同的，但是，隨著高度的不斷增加。豎向結(jié)構(gòu)體系成為設(shè)計(jì)的控制因素，其原因有兩個(gè)：其一，較大的垂直荷載要求有較大的柱、墻或者井筒；其二，側(cè)向力所產(chǎn)生的傾覆力矩和剪切變形要大得多。
三、高層建筑結(jié)構(gòu)的選型階段
對于高層結(jié)構(gòu)而言，在工程設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)選型階段，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：
（一）結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問題
新舊規(guī)范在這方面的內(nèi)容出現(xiàn)了較大的變動(dòng)，新規(guī)范在這方面增添了相當(dāng)多的限制條件，例如：平面規(guī)則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等，而且，新規(guī)范采用強(qiáng)制性條文明確規(guī)定“建筑不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案?！币虼耍Y(jié)構(gòu)工程師在遵循新規(guī)范的這些限制條件上必須嚴(yán)格注意，以避免后期施工圖設(shè)計(jì)階段工作的被動(dòng)。
（二）結(jié)構(gòu)的超高問題
在抗震規(guī)范與高規(guī)中。對結(jié)構(gòu)的總高度都有嚴(yán)格的限制，尤其是新規(guī)范中針對以前的超高問題，除了將原來的限制高度設(shè)定為A級高度的建筑外，增加了B級高度的建筑，因此。必須對結(jié)構(gòu)的該項(xiàng)控制因素嚴(yán)格注意，一旦結(jié)構(gòu)為B級高度建筑甚或超過了B級高度，其設(shè)計(jì)方法和處理措施將有較大的變化。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，出現(xiàn)過由于結(jié)構(gòu)類型的變更而忽略該問題。導(dǎo)致施工圖審查時(shí)未予通過，必須重新進(jìn)行設(shè)計(jì)或需要開專家會(huì)議進(jìn)行論證等工作的情況，對工程工期、造價(jià)等整體規(guī)劃的影響相當(dāng)巨大。
（三）短肢剪力墻的設(shè)置問題
在新規(guī)范中，對墻肢截面高厚比為5-8的墻定義為短肢剪力墻。且根據(jù)實(shí)驗(yàn)資料和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對短肢剪力墻在高層建筑中的應(yīng)用增加了相當(dāng)多的限制，因此，在高層建筑設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)盡可能少采用或不用短肢剪力墻，以避免給后期設(shè)計(jì)工作增加不必要的麻煩。
（四）嵌固端的設(shè)置問題
由于高層建筑一般都帶有二層或二層以上的地下室和人防，嵌固端有可能設(shè)置在地下室頂板，也有可能設(shè)置在人防頂板等位置，因此，在這個(gè)問題上，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師往往忽視了由嵌固端的設(shè)置帶來的一系列需要注意的方面，如：嵌固端樓板的設(shè)計(jì)、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級的一致性、在結(jié)構(gòu)整體計(jì)算時(shí)嵌固端的設(shè)置、結(jié)構(gòu)抗震縫設(shè)置與嵌固端位置的協(xié)調(diào)等等問題，而忽略其中任何一個(gè)方面都有可能導(dǎo)致后期設(shè)計(jì)工作的大量修改或埋下安全隱患。
四、結(jié)構(gòu)計(jì)算與分析方面
在結(jié)構(gòu)計(jì)算與分析階段，如何準(zhǔn)確，高效地對工程進(jìn)行內(nèi)力分析并按照規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和處理，是決定工程設(shè)計(jì)質(zhì)量好壞的關(guān)鍵。由于新規(guī)范的推出對結(jié)構(gòu)整體計(jì)算和分析部分相當(dāng)多的內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整和改進(jìn)，因此，結(jié)構(gòu)工程師也應(yīng)該相當(dāng)?shù)貙@一階段比較常見的問題有一個(gè)清晰的認(rèn)識。
（一）結(jié)構(gòu)整體計(jì)算的軟件選擇
目前比較通用的計(jì)算軟件有：SATWE、TAT、TBSA或ETABS、SAP等，但是，由于各軟件在采用的計(jì)算模型上存在著一定的差異，因此導(dǎo)致了各軟件的計(jì)算結(jié)果有或大或小的不同。所以，在進(jìn)行工程整體結(jié)構(gòu)計(jì)算和分析時(shí)必須依據(jù)結(jié)構(gòu)類型和計(jì)算軟件模型的特點(diǎn)選擇合理的計(jì)算軟件，并從不同軟件相差較大的計(jì)算結(jié)果中，判斷哪個(gè)是合理的、哪個(gè)是可以作為參考的，哪個(gè)又是意義不大的，這將是結(jié)構(gòu)工程師在設(shè)計(jì)工作中首要的工作。否則，如果選擇了不合適的計(jì)算軟件，不但會(huì)浪費(fèi)大量的時(shí)間和精力，而且有可能使結(jié)構(gòu)有不安全的隱患存在。
（二）是否需要地震力放大，考慮建筑隔墻等對自振周期的影響
該部分內(nèi)容實(shí)際上在新老規(guī)范中都有提及，只是，在新規(guī)范中根據(jù)大量工程的實(shí)測周期明確提出了各種結(jié)構(gòu)體系下高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算自振周期折減系數(shù)。
（三）振型數(shù)目是否足夠
在新規(guī)范中增加一個(gè)振型參與系數(shù)的概念，并明確提出了該參數(shù)的限值。由于在舊規(guī)范設(shè)計(jì)中，并未提出振型參與系數(shù)的概念，或即使有該概念，該參數(shù)的限值也未必一定符合新規(guī)范的要求，因此，在計(jì)算分析階段必須對計(jì)算結(jié)果中該參數(shù)的結(jié)果進(jìn)行判斷，并決定是否要調(diào)整振型數(shù)目的取值。
（四）多塔之間各地震周期的互相干擾，是否需要分開計(jì)算
一段時(shí)間以來，大底盤，多塔樓的高層建筑類型大量涌現(xiàn)，而在計(jì)算分析該類型高層建筑時(shí)，是將結(jié)構(gòu)作為一個(gè)整體并按多塔類型進(jìn)行計(jì)算，還是將結(jié)構(gòu)人為地分開進(jìn)行計(jì)算，是結(jié)構(gòu)工程師必須注意的問題。如果多塔間剛度相差較大，就有可能出現(xiàn)即使振型參與系數(shù)滿足要求，但是對某一座塔樓的地震力計(jì)算誤差仍然有可能較大，從而便結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不安全的隱患。
（五）非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算與設(shè)計(jì)
在高層建筑中，往往存在一些由于建筑美觀或功能要求且非主體承重骨架體系以內(nèi)的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件。對這部分內(nèi)容，尤其是高層建筑屋頂處的裝飾構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，由于高層建筑的地震作用和風(fēng)荷載均較大。因此，必須嚴(yán)格按照新規(guī)范中增加的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算處理措施進(jìn)行設(shè)計(jì)。
第4篇：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)范文
關(guān)鍵詞：復(fù)雜高層；超高層；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)要點(diǎn)
在高層和超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，面臨的問題十分復(fù)雜，與普通建筑相比，高層和超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作難度更高。為了解決高層及超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難題，有必要對復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行探討研究，這對我國城市發(fā)展以及建筑行業(yè)的發(fā)展都將起到重要的意義。
1、復(fù)雜高層和超高層建筑與普通建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的區(qū)別
復(fù)雜高層和超高層建筑與普通建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上具有很大的不同，普通高層建筑的高度一般不超過200m，而復(fù)雜高層和超高層建筑的高度通常在200m以上，甚至可達(dá)到上千米。另一方面，普通高層建筑大多為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，而復(fù)雜高層和超高層建筑通常采用混合結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)。此外，在復(fù)雜高層和超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，需要面對抗震要求、風(fēng)荷載、舒適度、避難層、機(jī)電設(shè)備層、施工因素等一系列難題，可見復(fù)雜高層和超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度要遠(yuǎn)大于普通高層建筑。
2、進(jìn)行復(fù)雜高層建筑與超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需考慮的問題
2.1設(shè)計(jì)方案方面的問題
在對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候第一步就要對建筑物的結(jié)構(gòu)方案問題進(jìn)行重要的思考。特別是對于那些復(fù)雜高層與超高層建筑來說，如果因?yàn)樵谶x擇結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的時(shí)候沒有恰當(dāng)?shù)倪x擇，那么就很容易引起整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案大幅度的調(diào)整。正因如此，設(shè)計(jì)單位在對建筑物進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的制定時(shí)，不僅僅要把專業(yè)的東西結(jié)合進(jìn)去，還要對去其他地區(qū)的實(shí)例進(jìn)行考察，結(jié)合多方面的東西，來對方案進(jìn)行有效的確立。
2.2建筑結(jié)構(gòu)類型方面的問題
對復(fù)雜高層建筑與超高層建筑在展開選擇結(jié)構(gòu)類型的時(shí)候，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作者不僅僅要對建筑所在的地區(qū)的抗震度進(jìn)行充分的考慮，還應(yīng)該對建筑地區(qū)的外部環(huán)境的地質(zhì)進(jìn)行合理有效的分析。不僅如此，在一個(gè)方面還應(yīng)該大量的減少建筑成本，對建筑工程造價(jià)問題進(jìn)行充分合理的考慮，如果條件一樣的話盡量選擇成本比較低的借建筑結(jié)構(gòu)。
3、復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
3.1嚴(yán)格選擇合理的結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系
不同高度的高層建筑物，所采用的結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系也各不同，不同高度建筑物常用的結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系也不盡相同。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，要保證結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件能有效結(jié)合為一個(gè)整體，在復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)過程中，如果采用多層抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，那么應(yīng)分析每種抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系的作用，要根據(jù)其作用的不同，對抗側(cè)力構(gòu)件進(jìn)行科學(xué)的布置。在條件允許時(shí)，復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力構(gòu)件應(yīng)該盡量做到相互連接，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體性，如可以通過伸臂桁架將核心筒和框架柱相互組合，例如廣州東塔及其組合抗側(cè)力體系，該建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，就是通過伸臂桁架將核心筒和框架柱相互連接。另外也可以將通過環(huán)帶桁架、巨型斜撐將框架柱組合成整體，進(jìn)而形成巨型框架，此外還有深圳平安大廈及其組合抗側(cè)力體系，該建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，就是通過環(huán)帶桁架、巨型斜撐將框架柱組合成整體。此外，也可以將縱橫向墻體相互組合，形成組砼筒體或者組合墻，此抗側(cè)力體系均可用于復(fù)雜高層和超高層建筑。
3.2概念設(shè)計(jì)的重要性
從以往的建筑工程中得出的經(jīng)驗(yàn)，對于復(fù)雜高層和超高層建筑，應(yīng)重視在其結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)上的重要性，主要應(yīng)重視以下幾點(diǎn)：
（1）控制好建筑結(jié)構(gòu)的均勻性和規(guī)則性，保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
（2）保證建筑結(jié)構(gòu)豎向和抗側(cè)力有直接且有效的傳力途徑。
（3）保證建筑工程結(jié)構(gòu)的整體性。
（4）在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，要保證綠色環(huán)保、節(jié)約能源。
建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要想滿足以上幾點(diǎn)，需要結(jié)構(gòu)工程師和各專業(yè)設(shè)計(jì)之間的共同努力協(xié)作，只有協(xié)作好才能達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，保證工程質(zhì)量。
3.3控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指標(biāo)及計(jì)算結(jié)果的合理性
（1）合理選擇分析軟件
在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中已經(jīng)普遍采用了信息化技術(shù)，目前計(jì)算機(jī)軟件的種類十分繁多，各個(gè)軟件的側(cè)重點(diǎn)也不盡相同，因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對各種軟件有所了解，根據(jù)工程項(xiàng)目的實(shí)際情況，選擇科學(xué)適用的計(jì)算機(jī)軟件。
（2）充分考慮荷載作用
1）地震荷載
在復(fù)雜高層和超高層建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮地震荷載的問題。對建筑施工場地進(jìn)行地震安全性評價(jià)，結(jié)合安評內(nèi)容并與規(guī)范規(guī)定采用的地震力合理對比，小震時(shí)應(yīng)進(jìn)行包絡(luò)設(shè)計(jì)，同時(shí)根據(jù)規(guī)范要求合理選用地震波。
2）風(fēng)荷載
在復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，風(fēng)荷載對建筑物的影響很大，隨著建筑物高度的增加，其風(fēng)荷載也在不斷的增加，對于建筑高度超過200m以上的建筑物，應(yīng)進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)。
（3）合理控制關(guān)鍵設(shè)計(jì)指標(biāo)
一定要合理控制各項(xiàng)關(guān)鍵設(shè)計(jì)指標(biāo)，包括剪重比、自振周期、位移比、層間位移角、側(cè)向剛度比與抗剪承載力比、核心筒和框架部分剪力與彎矩分配、單位面積下的重力荷載代表值、整體穩(wěn)定性驗(yàn)算等等。
3.4結(jié)構(gòu)性能優(yōu)化分析
（1）在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)，必須有結(jié)構(gòu)專業(yè)的人員參與其中。
（2）復(fù)雜高層和超高層建筑在選擇結(jié)構(gòu)類型時(shí)，一定要充分考慮工程所建地的工程地質(zhì)情況。
（3）要考慮工程的造價(jià)成本問題，在保證安全、質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡可能選擇造價(jià)較低的結(jié)構(gòu)類型。
（4）要重視抗震設(shè)計(jì)，在復(fù)雜高層和超高層建筑的抗震方案設(shè)計(jì)過程中，要慎重的選擇建筑結(jié)構(gòu)的抗震材料，應(yīng)有效控制地震發(fā)生時(shí)樓層間的位移限值，通過對發(fā)生改變的建筑構(gòu)件和建筑層間的位移進(jìn)行分析，得出構(gòu)件的變形值，合理選擇建筑結(jié)構(gòu)的抗震方案。
3.5工程施工過程對設(shè)計(jì)的要求
在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中一定要充分考慮施工因素的影響，如在復(fù)雜高層和超高層建筑中，豎向構(gòu)件的壓縮變形會(huì)使建筑物的外形發(fā)生改變，而且影響建筑的內(nèi)力分布。因此，為了避免建筑的外形發(fā)生改變，提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，保證施工過程的安全，應(yīng)對復(fù)雜高層和超高層建筑進(jìn)行施工過程模擬和預(yù)變形演練。另外，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，一定要注意復(fù)雜節(jié)點(diǎn)部位鋼筋及鋼材傳力的可靠性，同時(shí)要考慮現(xiàn)場施工的可實(shí)施性。如在型鋼混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)中主筋與型鋼相交時(shí)，通常采取以下4種處理措施：型鋼表面焊接鋼筋連接套筒；鋼筋繞過型鋼；鋼筋與型鋼表面加勁板相焊連；鋼板上開洞穿鋼筋等。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，一定要合理選擇處理措施，保證現(xiàn)場施工的可實(shí)施性。
4、結(jié)束語
綜上所述，復(fù)雜高層和超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特別關(guān)鍵，它直接關(guān)系到建筑物的質(zhì)量和安全。所以我們在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，一定要綜合考慮建筑物的抗側(cè)力性，只有確保建筑結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定才能保證建筑的安全。概念設(shè)計(jì)在復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，占有很重要的比重，概念設(shè)計(jì)是否合理決定著高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，每個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)都應(yīng)高度重視，從而使建筑結(jié)構(gòu)體系達(dá)到安全穩(wěn)定，滿足人們的使用功能要求。本文主要對復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)提出幾點(diǎn)建議，希望對相關(guān)設(shè)計(jì)工作有所幫助。
參考文獻(xiàn)：
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第5篇：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)范文
關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；抗震
Abstract: The high-rise building is the city's main buildings, it create the contour of the city interesting, this paper discussed a few key points of the structural design of high-rise buildings.Key words: high-rise buildings; structural design; earthquake
中圖分類號：TU2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：2095-2104（2012）02-
高層建筑隨著城市化的發(fā)展越來越多樣化，而出現(xiàn)的問題也更加復(fù)雜。隨著層數(shù)和建筑高度增加，利用結(jié)構(gòu)空間作用，又發(fā)展了框架―――簡體結(jié)構(gòu)、簡中簡結(jié)構(gòu)、多簡結(jié)構(gòu)和巨型結(jié)構(gòu)等多種結(jié)構(gòu)體系。高層建筑結(jié)構(gòu)的承載能力、側(cè)移剛度、抗震性能、材料用量和造價(jià)高低，與其采用結(jié)構(gòu)體系有著密切關(guān)系。不同結(jié)構(gòu)體系，適用于不同層數(shù)、高度和功能的建筑。
在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，水平力是控制的主要因素，在地震區(qū)水平力是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的決定因素。剪力墻結(jié)構(gòu)剛度大、周期短、地震作用大，在設(shè)計(jì)中應(yīng)注意調(diào)整結(jié)構(gòu)剛度。近年來出現(xiàn)了一系列新的結(jié)構(gòu)體系，其中有巨型框架結(jié)構(gòu)、巨型桁架結(jié)構(gòu)、懸掛和懸挑結(jié)構(gòu)。目前采用這些結(jié)構(gòu)體系的工程尚較少，經(jīng)驗(yàn)不多，對于這些結(jié)構(gòu)的研究也不夠深入、成熟，尚不能普遍推廣于設(shè)計(jì)與施工中。
一、概念設(shè)計(jì)與理論計(jì)算概念設(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：（一）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)。（二）合理選擇建筑結(jié)構(gòu)體系包括：
1、明確的計(jì)算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑；
2、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；
3、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。（三）采取必要的抗震措施提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性。
二、結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定和傾覆問題（一）整體穩(wěn)定
建筑物在豎向荷載作用下，由于構(gòu)件的壓屈，可能造成整體失穩(wěn)。我國國內(nèi)高層建筑層數(shù)大多在40層以下，剛度很大，整體穩(wěn)定一般不存在問題。當(dāng)高寬比H/B>5時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算其整體穩(wěn)定性。（二）傾覆問題
高層建筑由于總高度值很大，基底面積小，在水平荷裁和水平地震作用下，產(chǎn)生很大的傾覆力矩，如果傾覆力矩超過穩(wěn)定力矩，則建筑物將會(huì)發(fā)生傾覆，此方面地層災(zāi)害實(shí)例也已證實(shí)。在抗傾覆驗(yàn)算中，傾覆力矩按風(fēng)荷載或地震作用計(jì)算其設(shè)計(jì)值。計(jì)算穩(wěn)定力矩時(shí)，樓面活載取50％，恒載取90％，要求抗傾覆的穩(wěn)定力矩不小于傾覆力矩設(shè)計(jì)值。對于高度超過150m的高層建筑應(yīng)進(jìn)行整體穩(wěn)定性及抗傾覆驗(yàn)算。
三、水平作用任何建筑結(jié)構(gòu)都要抵抗豎向荷載和水平荷載，在低層和多層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，往往是以重力為代表的豎向荷載起控制作用，對于高層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，盡管豎向荷載仍對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生重要作用，但起控制作用的是水平荷載。之所以如此，其根本原因在于側(cè)移和內(nèi)力隨高度的增加而迅速增長，例如一根懸臂桿件，在豎向荷載作用下，產(chǎn)生的軸力僅與高度成線性比例，但在水平荷載作用下，其彎矩與高增加。因此，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，抗側(cè)力的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵，水平荷載是決定因素。對于一定高度的建筑物，作為其水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用將隨結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的不同而有顯著的變化。
四、軸向變形任何建筑結(jié)構(gòu)在外力作用下產(chǎn)生的位移都包括彎曲、軸向變形和剪切變形三部分。在低層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，通常只考慮彎曲變形，而忽略鈾向變形和剪切變形的影響，因?yàn)橐话憬Y(jié)構(gòu)構(gòu)件的軸力和剪力產(chǎn)生影響較小，可不考慮。而高層建筑由于層數(shù)多、軸力大，再加上沿高度積累的軸向變形顯著，軸向變形會(huì)對高層結(jié)構(gòu)的內(nèi)力產(chǎn)生很大影響。此外，高層結(jié)構(gòu)中的剪力墻的截面也往往很大。因此，剪切變形的影響不可忽略。采用框架體系和框架―――剪力墻體系的高層建筑中，框架中柱的軸向壓力往往大于邊柱的鈾向壓力，中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。當(dāng)房屋很高時(shí)，此種差異軸向變形將會(huì)達(dá)到較大的數(shù)值，其后果相當(dāng)于連續(xù)梁的中間支座產(chǎn)生沉陷，從而使連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值減小，跨中正彎矩值和端支座負(fù)彎矩值增大。故在高層建筑設(shè)計(jì)中，軸向變形不能不考慮。在高層建筑結(jié)構(gòu)的力學(xué)計(jì)算中，根據(jù)所選計(jì)算手段，所計(jì)算的構(gòu)件變形因素是有區(qū)別的。對于簡化助手計(jì)算方法，一般只計(jì)算最基本的變形。采用計(jì)算機(jī)方法計(jì)算時(shí)，計(jì)算的變形因素要多一些。當(dāng)用空間協(xié)同工作方法時(shí)，考慮了梁的彎曲、剪切變形，考慮了柱、剪力墻的彎曲、剪切和軸向變形；當(dāng)用完全的三維空間分析方法時(shí)，除考慮了前面全部變形外，還增加了梁、柱、剪力墻的扭轉(zhuǎn)變形，以及剪力墻墻體截面的翹曲變形。
五、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)移已成為高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素。隨著建筑高度增加，水平荷載作用下結(jié)構(gòu)側(cè)向變形迅速增大，結(jié)構(gòu)側(cè)移與高度呈現(xiàn)四次方關(guān)系上升。在高層建筑結(jié)構(gòu)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倒移剛度，以保證結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下所產(chǎn)生的側(cè)移限制在一定范圍內(nèi)。側(cè)移是高層建筑的要害問題，之所以要控制結(jié)構(gòu)側(cè)移，其主要原因有：（一）側(cè)移過大，使建筑物內(nèi)的人在心理上產(chǎn)生不適應(yīng)，控制結(jié)構(gòu)側(cè)移是保證建筑物正常使用的需要。（二）側(cè)移過大，使建筑物內(nèi)的填充墻、建筑裝飾和電梯軌道等服務(wù)設(shè)施產(chǎn)生裂縫、變形，甚至損壞。（三）側(cè)移過大，將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂或損壞，進(jìn)而危及結(jié)構(gòu)正常使用和耐久性，實(shí)際上控制結(jié)構(gòu)構(gòu)件裂縫就是限制結(jié)構(gòu)側(cè)移。（四）地震對建筑物的破壞程度，主要取決于結(jié)構(gòu)側(cè)移大小，如果結(jié)構(gòu)變形能力不足以抵御地震輸入能量對結(jié)構(gòu)變形的要求，結(jié)構(gòu)則會(huì)發(fā)生倒塌。
六、抗震設(shè)計(jì)
抗震設(shè)計(jì)要求更高在高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮正常使用時(shí)的豎向荷載、風(fēng)荷載，還必須使建筑結(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。計(jì)算結(jié)構(gòu)的延性是困難的，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的延性是通過一系列的構(gòu)造措施實(shí)現(xiàn)的。在高層建筑設(shè)計(jì)中，為使結(jié)構(gòu)具有良好的延性，構(gòu)件要有足夠大的截面尺寸，柱的軸壓比、梁和剪力墻的剪壓比、構(gòu)件的配筋率都要適宜，應(yīng)遵照規(guī)范、規(guī)程的要求。
第6篇：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)范文
摘要：高層建筑由于其層數(shù)較多、空間結(jié)構(gòu)的變化性較大，對于安全性、耐久性以及抗震性能具有特殊的要求，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接影響建筑質(zhì)量。因此，高層建筑的建設(shè)單位極其注重結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作。本文根據(jù)筆者多年高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求、設(shè)計(jì)原則進(jìn)行了論述，對其設(shè)計(jì)方法和優(yōu)化措施進(jìn)行了探討。
正文：
近年來，高層建筑發(fā)展很快，結(jié)構(gòu)形式發(fā)生了很大變化，無論是內(nèi)部結(jié)構(gòu)還是外部結(jié)構(gòu)，都越來越符合現(xiàn)代人的生活方式與使用要求，但是在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須要保證建筑結(jié)構(gòu)的整體性能，否則會(huì)造成不可估量的后果。
1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概述
1.1 設(shè)計(jì)原則
1) 適用性。高層建筑中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的適用性原則，是以該建筑設(shè)計(jì)時(shí)所設(shè)定的具體使用年限為參照，保證建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠在此年限中，使自身的裂縫、變形、振動(dòng)等各項(xiàng)性能變動(dòng)，始終控制在允許的限度內(nèi)，使建筑在各項(xiàng)結(jié)構(gòu)性能的支撐下，得以為建筑用戶正常順利地提供各方面的使用功能。
2) 安全性。高層建筑中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性原則，亦是以設(shè)計(jì)使用年限為依據(jù)，使該建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在預(yù)定年限范圍內(nèi)，始終可以達(dá)到對內(nèi)部與外部各項(xiàng)荷載力的有效承受，即使遭遇某些偶然的破壞性事故，也要能夠使自身結(jié)構(gòu)控制在整體穩(wěn)定的狀態(tài)中，避免出現(xiàn)大范圍的結(jié)構(gòu)性損害。
3) 耐久性。高層建筑的耐久性設(shè)計(jì)原則，是指建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須在規(guī)定的使用年限內(nèi)，維持足夠的結(jié)構(gòu)耐久性，比如，混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的裂縫寬度不得超出允許的范圍，且鋼筋保護(hù)層的厚度不能夠變得過于單薄，以免鋼筋在遭受外部潮濕空氣的狀況下出現(xiàn)銹蝕問題。
4) 可靠性?？煽啃缘脑O(shè)計(jì)原則，是指高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，必須在設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)期與建筑的使用年限范圍內(nèi)，充分達(dá)到耐久性、安全性、穩(wěn)定性、剛度、動(dòng)力性能等各方面的性能要求，即使超出年限的基準(zhǔn)期范圍，也能夠在各項(xiàng)性能出現(xiàn)不同程度降低的基礎(chǔ)上，維持正常的使用。
1.2 設(shè)計(jì)要求
1) 剛度要求。高層建筑面臨著眾多的水平作用力影響，容易出現(xiàn)較大幅度的側(cè)向位移，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須在保證其具有足夠強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，同時(shí)使其具備合理的剛度及自振頻率，進(jìn)而將樓層水平位移控制于允許范圍。
2) 側(cè)向力。目前，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，其結(jié)構(gòu)內(nèi)力與變形等問題，主要受到地震的水平作用力及外部環(huán)境中的風(fēng)力等因素的影響，層數(shù)的不斷增多會(huì)帶動(dòng)水平作用力的持續(xù)加大。所以，在設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，必須要充分地將這些側(cè)向力的影響考慮在內(nèi)。
3) 延展性。高層建筑的結(jié)構(gòu)柔性比低層的樓房要高，一旦遭遇地震等問題，會(huì)發(fā)生更大幅度的作用變形，若要避免建筑在地震等作用下發(fā)生倒塌變形等問題，就必須在進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)，使其結(jié)構(gòu)具備足夠的延展性能。
2 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計(jì)方法
2.1 完善單元結(jié)構(gòu)的布局設(shè)計(jì)
獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元設(shè)計(jì)，是高層建筑中的主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容，此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作適合采用簡單、規(guī)則的平面形式，但平面的整體長度與突出部分的長度應(yīng)當(dāng)控制于適宜的范圍，且具備均勻分布的承載力與剛度，同時(shí)，豎向結(jié)構(gòu)適合采取均勻、規(guī)則的形式，以保證建筑的外挑與內(nèi)收問題得到有效的控制。
要達(dá)到這一目標(biāo)，混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)者，應(yīng)當(dāng)在制定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的階段，便努力地將概念設(shè)計(jì)的理念與知識作為參考，使建筑的適用性與美觀度等要求在得到滿足的基礎(chǔ)上，通過進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使其結(jié)構(gòu)的平面與豎向布局盡可能地實(shí)現(xiàn)簡單、均勻與規(guī)則性，保證其結(jié)構(gòu)剛度與承載力的合理分布，避免建筑獨(dú)立結(jié)構(gòu)單元出現(xiàn)過于集中的塑性變形或應(yīng)力。
2.2 優(yōu)化高強(qiáng)的混凝土與鋼筋使用
高層建筑建設(shè)需要耗費(fèi)較多的混凝土、鋼等材料，若混凝土和鋼的強(qiáng)度過大，勢必會(huì)造成建筑材料總造價(jià)的超限，同時(shí)加大其他構(gòu)件的造價(jià)，從而降低建筑建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此，混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)對高強(qiáng)度的混凝土與鋼筋的使用進(jìn)行合理的優(yōu)化控制。
以軟土地基上的高層建筑設(shè)計(jì)為例，該結(jié)構(gòu)地基受到的荷載較高，設(shè)計(jì)人員可以通過優(yōu)化高強(qiáng)度的混凝土以及鋼筋的使用，使建筑中各構(gòu)件的截面尺寸得到合理優(yōu)化，從而減輕建筑的結(jié)構(gòu)自重，使建筑的基礎(chǔ)工程建設(shè)難度得到大幅度的削減，降低工程的地基處理工作造價(jià)。
再以位于震區(qū)的高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為例，建筑的自重與地震作用程度成正比例關(guān)系，設(shè)計(jì)人員通過將高強(qiáng)度的混凝土與鋼筋的使用量減少，可以在減輕其梁、板、墻、柱等構(gòu)件自重的基礎(chǔ)上，降低地震的作用力，進(jìn)而保證建筑結(jié)構(gòu)的安全程度，使建筑的整體安全度得以提升。
2.3 合理設(shè)計(jì)剪力墻平面結(jié)構(gòu)
1) 以建筑的各項(xiàng)基本結(jié)構(gòu)功能為依據(jù)，在滿足這些功能的前提下，盡可能地使剪力墻的布置實(shí)現(xiàn)相對的集中化與均勻化，對具有較高的恒載或者平面形式變化較大的部位設(shè)計(jì)剪力墻，應(yīng)當(dāng)盡量縮小其間距。2) 以建筑的主軸方向或者是其他方向?yàn)榛鶞?zhǔn)，對剪力墻進(jìn)行雙向的布置，且墻肢截面適合為具備較小的側(cè)向剛度的簡單規(guī)則的形式，在設(shè)計(jì)中還要盡量地減少對短肢剪力墻的使用。
3 高層建筑的混凝土結(jié)構(gòu)具體設(shè)計(jì)優(yōu)化措施
3.1 結(jié)構(gòu)安全性
1) 設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)在保證建筑各項(xiàng)功能的同時(shí)，通過考慮結(jié)構(gòu)自身的抗震性能及外部人為因素可能造成的結(jié)構(gòu)破壞，有目的地將高層建筑的抗震等級提升。同時(shí)，還要從整體上，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性與牢固度，避免將磚砌體承重或者裝配式的混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用于高層的公用屬性較高的建筑中，而要優(yōu)先選取現(xiàn)澆的鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)。
2) 設(shè)計(jì)人員要從建筑建設(shè)過程中及投入應(yīng)用后的各個(gè)方面入手，綜合考慮其荷載變化的狀況，盡可能地將建筑結(jié)構(gòu)的荷載標(biāo)準(zhǔn)值與構(gòu)件承載力設(shè)置出較大的彈性裕度，并且為樓面等部位進(jìn)行額外的增加荷載的設(shè)計(jì)，以保證建筑在各級的地震與火災(zāi)等災(zāi)害中，都可以實(shí)現(xiàn)對于自身結(jié)構(gòu)安全的維護(hù)。
3.2 抗震概念
高層建筑的混凝土結(jié)構(gòu)在應(yīng)用過程中，最容易受到的破壞，便是來自于地震威脅，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)人員要以抗震概念設(shè)計(jì)為依據(jù)，通過進(jìn)行抗震試驗(yàn)得出該建筑結(jié)構(gòu)的抗震等級，或者借鑒相似建筑的抗震設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)等，對高層建筑的結(jié)構(gòu)體系、平立面設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)構(gòu)件延展性等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以使建筑的抗震能力得到有效的提升。
3.3 耐久性
1) 選擇良好的混凝土材料。
設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)在保證混凝土材料的質(zhì)量與基本性能的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)從結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能、抗侵入性能、抗裂性能等幾個(gè)方面入手，選擇堅(jiān)固、耐久、潔凈的骨料，含堿量與水化熱反應(yīng)較低的水泥，減少對于硅酸鹽水泥與用水量的應(yīng)用，并適當(dāng)?shù)貙⒌V物摻合料加入到材料中。
2) 優(yōu)化結(jié)構(gòu)使用設(shè)計(jì)工作。
高層建筑中的混凝土結(jié)構(gòu)物普遍包括多個(gè)構(gòu)件，每一個(gè)構(gòu)件所處的環(huán)境存在顯著的差別，這就決定了不同構(gòu)件具備的耐久性壽命存在差異，因此，設(shè)計(jì)人員要根據(jù)實(shí)際的使用環(huán)境，明確建筑中不同結(jié)構(gòu)構(gòu)件的使用界限與注意事項(xiàng)。以屋面、陽臺及女兒墻的設(shè)計(jì)為例，這些部位的梁柱構(gòu)件，耐久性壽命普遍低于室內(nèi)，必須合理設(shè)定這些部件維修或更換的時(shí)間。
3) 合理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)構(gòu)造形式。
設(shè)計(jì)人員根據(jù)建筑的具體侵蝕環(huán)境與設(shè)計(jì)使用年限，設(shè)計(jì)厚度在 20 mm ～70 mm 之間的混凝土保護(hù)層，并通過協(xié)調(diào)構(gòu)件的截面積與表面積，避免侵蝕性物質(zhì)集中停留區(qū)域的形成，同時(shí)注意高侵蝕度的環(huán)境中，混凝土墻板的通風(fēng)效果，并注意配筋間距的合理設(shè)計(jì)，以減少鋼筋銹蝕、保護(hù)層剝離等問題的出現(xiàn)。
4 結(jié)語
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是影響建設(shè)質(zhì)量的關(guān)鍵決定性因素之一，因此，建筑設(shè)計(jì)人員必須加強(qiáng)對于其設(shè)計(jì)原則的分析與掌握，立足于具體的設(shè)計(jì)原則及要求，從整體的設(shè)計(jì)工作及具體的設(shè)計(jì)內(nèi)容等方面入手，采取有效的策略，以推動(dòng)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化完善。
參考文獻(xiàn):
［1］ 王廣輝． 淺析高層建筑中混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)［J］． 科技風(fēng)，2011( 7) :44-45．
第7篇：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)范文
關(guān)鍵詞：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
隨著我國國民經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展和人民生活的迅速提高。業(yè)主及建筑師的創(chuàng)新藝術(shù)使得鋼筋混凝土高層建筑發(fā)展被廣泛應(yīng)用。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)給工程設(shè)計(jì)人員提出了更高的要求，下面就結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題進(jìn)行一些探討。
1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的意義及依據(jù)
1．1概念設(shè)計(jì)的意義
高層建筑能做到結(jié)構(gòu)功能與外部條件一致，充分展現(xiàn)先進(jìn)的設(shè)計(jì)．發(fā)揮結(jié)構(gòu)的功能并取得與經(jīng)濟(jì)性的協(xié)調(diào)，更好地解決構(gòu)造處理，用概念設(shè)計(jì)來判斷計(jì)算設(shè)計(jì)的合理性。
1．2概念設(shè)計(jì)的依據(jù)
高層建筑結(jié)構(gòu)總體系與各分體系的工作原理和力學(xué)性質(zhì)，設(shè)計(jì)和構(gòu)造處理原則，計(jì)算程序的力學(xué)模型和功能，吸取或不斷積累的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系
2．1 結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問題
新舊規(guī)范在這方面的內(nèi)容出現(xiàn)了較大的變動(dòng)，新規(guī)范在這方面增添了相當(dāng)多的限制條件，例如：平面規(guī)則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等，而且，新規(guī)范采用強(qiáng)制性條文明確規(guī)定“建筑不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案”。因此，結(jié)構(gòu)工程師在遵循新規(guī)范的這些限制條件上必須嚴(yán)格注意，以避免后期施工圖設(shè)計(jì)階段工作的被動(dòng)。
2．2 結(jié)構(gòu)的超高問題
在抗震規(guī)范與高規(guī)中，對結(jié)構(gòu)的總高度都有嚴(yán)格的限制，尤其是新規(guī)范中針對以前的超高問題，除了將原來的限制高度設(shè)定為A 級高度的建筑外，增加了B級高度的建筑，因此，必須對結(jié)構(gòu)的該項(xiàng)控制因素嚴(yán)格注意，一旦結(jié)構(gòu)為B級高度建筑甚或超過了B級高度，其設(shè)計(jì)方法和處理措施將有較大的變化。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，出現(xiàn)過由于結(jié)構(gòu)類型的變更而忽略該問題，導(dǎo)致施工圖審查時(shí)未予通過，必須重新進(jìn)行設(shè)計(jì)或需要開專家會(huì)議進(jìn)行論證等工作的情況，對工程工期、造價(jià)等整體規(guī)劃的影響相當(dāng)巨大。
2．3 嵌固端的設(shè)置問題
由于高層建筑一般都帶有二層或二層以上的地下室和人防，嵌固端有可能設(shè)置在地下室頂板，也有可能設(shè)置在人防頂板等位置，因此，在這個(gè)問題上，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師往往忽視了自嵌固端的設(shè)置帶來的一系列需要注意的方面，如：嵌固端樓板的設(shè)計(jì) 嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級的一致性、在結(jié)構(gòu)整體計(jì)算時(shí)嵌固端的設(shè)置、結(jié)構(gòu)抗震縫設(shè)置與嵌固端位置的協(xié)調(diào)等等問題，而忽略其中任何一個(gè)方面都有可能導(dǎo)致后期設(shè)計(jì)工作的大量修改或埋下安全隱患。
2．4 短肢剪力墻的設(shè)置問題
在新規(guī)范中，對墻肢截面高厚比為5～8的墻定義為短肢剪力墻，且根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對短肢剪力墻在高層建筑中的應(yīng)用增加了相當(dāng)多的限制，因此，在高層建筑設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)盡可能少采用或不用短肢剪力墻，以避免給后期設(shè)計(jì)工作增加不必要的麻煩。
3高層建筑的整體隱定性
對高層建筑來說．在抗震沒汁中，房屋的高寬比是一個(gè)需慎重考慮的問題。
3．1對整個(gè)建筑進(jìn)行抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算，使地震作用下的傾覆矩與相應(yīng)的重力薪載在基礎(chǔ)與地基交界面上的合力作用點(diǎn)．不應(yīng)超出力矩作用方向抗傾覆構(gòu)件基礎(chǔ)邊長的1／4。
3．2加大建筑物下部兒層的寬度．使其滿足規(guī)范高寬比的限值，從而保證上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。
3．3使基礎(chǔ)有足夠的 置深度。有些裙樓和高層主樓從地上到地下用變形縫徹底分開．導(dǎo)致主樓基礎(chǔ)埋深不夠，地震時(shí)會(huì)使建筑物發(fā)生滑移、整體傾斜甚至傾覆
3．4對于高寬比很大的高層建筑，建議采用樁基礎(chǔ)，樁基礎(chǔ)鋼筋在承臺內(nèi)的錨固長度要足夠大。因?yàn)闃妒锹裨谕林械募?xì)長構(gòu)件，由于樁土摩擦力的存在，樁的抗拔性能較好，從而能很好地抵抗上部結(jié)構(gòu)的傾覆。避免采用天然地基或復(fù)合地基上的淺基礎(chǔ)。
4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題
4.1周期控制
結(jié)構(gòu)周期反映了結(jié)構(gòu)體系的柔剛性，周期越長說明結(jié)構(gòu)的整體剛度越柔，同時(shí)結(jié)構(gòu)的位移也就越大，控制結(jié)構(gòu)的位移和控制結(jié)構(gòu)的周期是同一性質(zhì)的，結(jié)構(gòu)位移與結(jié)構(gòu)周期是息息相關(guān)的，前者隨后者的增大而單調(diào)增長。新抗震規(guī)范和高規(guī)還進(jìn)一步提出了對結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一周期與平動(dòng)為主的第一周期之比的限定規(guī)定。對于側(cè)向剛度沿豎向分布基本均勻的較規(guī)則結(jié)構(gòu)，其規(guī)律性較強(qiáng)，扭轉(zhuǎn)為主的第一周期Tt和平動(dòng)為主的第一周期T1都比較好確定，但是對于平面或豎向布置不規(guī)則的結(jié)構(gòu)，則難以直觀地確定Tt和T1。為了便于設(shè)計(jì)人員執(zhí)行這條規(guī)定，在新規(guī)范軟件中增加了根據(jù)振動(dòng)方向因子判斷各振型的振動(dòng)形態(tài)功能和主振型判斷功能。
4.2控制層剛度比
層剛度和層剛度比是兩個(gè)重要參數(shù)。目前計(jì)算層剛度主要有三種方法：a．層剪力與層間位移比值方法。b．剪切剛度方法；c．剪彎剛度方法；按抗震規(guī)范定義：層的抗側(cè)移剛度實(shí)際上就是使層剛心產(chǎn)生單位所需的水平力。層剛度比可以判斷各層間的剛度均勻分布，在新高規(guī)4．4．2條，l0．2．6條，4．4．3條，5．3．7條對高層結(jié)構(gòu)的層剛比作了規(guī)定。
4.3控制扭轉(zhuǎn)不規(guī)則
根據(jù)新抗震規(guī)范3．4．2條及表3．4．2.1的規(guī)定，樓層的最大彈性水平位移(或?qū)娱g位移)，大于該樓層兩端彈性水平位移(或?qū)娱g位移)平均值的1．2倍，同時(shí)抗震規(guī)范3．4．3條規(guī)定，扭轉(zhuǎn)不規(guī)則時(shí)，應(yīng)計(jì)及扭轉(zhuǎn)影響且樓層豎向構(gòu)件最大的彈性水平位移和層間位移分別不宜大于樓層兩端彈性水平位移和層間位移平均值的1．5倍；因此通過控制結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)位移，使結(jié)構(gòu)具備必要的抗扭剛度，保證結(jié)構(gòu)滿足地震作用下的抗扭要求，更好地滿足結(jié)構(gòu)的抗震安全性。
4.4偶然偏心影響
根據(jù)高規(guī)第3．3．3條規(guī)定：計(jì)算單向地震作用時(shí)應(yīng)考慮偶然偏心的影響。做法是把各樓層質(zhì)心求出后，按規(guī)范規(guī)定的偏移值向同一個(gè)方向偏移。
因是質(zhì)心偏移，當(dāng)考慮耦連計(jì)算時(shí)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性均會(huì)改變，程序計(jì)算出各種組合后按最不利情況進(jìn)行配筋計(jì)算。按“高規(guī)”規(guī)定，一般工程均應(yīng)考慮偶然偏心影響。當(dāng)考慮雙向地震作用時(shí)可以不考慮偶然偏心的影響，“抗震規(guī)范”中規(guī)定規(guī)則結(jié)構(gòu)不進(jìn)行扭轉(zhuǎn)耦連計(jì)算時(shí)，采用增大邊榀內(nèi)力的簡化處理方法。實(shí)際工程計(jì)算建議采用考慮扭轉(zhuǎn)耦連的方式進(jìn)行計(jì)算。
4.5對振型數(shù)量的要求
“高規(guī)”中第3．3．10條，第3．3．1l條及第5．1．13條規(guī)定了計(jì)算地震作用時(shí)的最少振型數(shù)量。實(shí)際上最根本的要求是要保證振型參與質(zhì)量達(dá)到總質(zhì)量的90％以上程序自動(dòng)計(jì)算各個(gè)振型數(shù)時(shí)的振型參與質(zhì)量，當(dāng)用戶輸入振型數(shù)量不足時(shí)，設(shè)計(jì)人員可以增加振型數(shù)使振型參與質(zhì)量達(dá)到總質(zhì)量的90％以上。
5 結(jié)語
鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)汁是一個(gè)長期、復(fù)雜甚至循環(huán)往復(fù)的過程，任何在這個(gè)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。所以把每個(gè)重要問題都考慮全面了，才能保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全。
參考文獻(xiàn)
1、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》．GB 50010―2002．
第8篇：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)范文
關(guān)鍵詞：鋼筋混凝；高層結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)
中圖分類號：TV331 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
引言
高層建筑是社會(huì)生產(chǎn)的需要和人類生活需求的產(chǎn)物，是現(xiàn)代工業(yè)化、商業(yè)化和城市化的必然結(jié)果。而科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，高強(qiáng)輕質(zhì)材料的出現(xiàn)以及機(jī)械化、電氣化在建筑中的實(shí)現(xiàn)等。為高層建筑的發(fā)展提供了技術(shù)條件和物質(zhì)基礎(chǔ)。簡要論述了高層建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、現(xiàn)狀及今后的發(fā)展趨勢。隨著高層建筑在我國的迅速發(fā)展，建筑高度的不斷增加，建筑類型與功能的愈來愈復(fù)雜，結(jié)構(gòu)體系的更加多樣化。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也越來越成為結(jié)構(gòu)工程師設(shè)計(jì)工作的主要重點(diǎn)和難點(diǎn)之所在。
一.結(jié)構(gòu)選型
對于高層結(jié)構(gòu)而言，在工程設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)選型階段，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：
1.1結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問題
新舊規(guī)范在這方面的內(nèi)容出現(xiàn)了較大的變動(dòng)，新規(guī)范在這方面增添了相當(dāng)多的限制條件，例如：平面規(guī)則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等，而且，新規(guī)范采用強(qiáng)制性條文明確規(guī)定“建筑不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案?！币虼?，結(jié)構(gòu)工程師在遵循新規(guī)范的這些限制條件上必須嚴(yán)格注意，以避免后期施工圖設(shè)計(jì)階段工作的被動(dòng)。
1.2結(jié)構(gòu)的超高問題
在抗震規(guī)范與高規(guī)中，對結(jié)構(gòu)的總高度都有嚴(yán)格的限制，尤其是新規(guī)范中針對以前的超高問題，除了將原來的限制高度設(shè)定為A級高度的建筑外，增加了B級高度的建筑，因此，必須對結(jié)構(gòu)的該項(xiàng)控制因素嚴(yán)格注意，一旦結(jié)構(gòu)為B級高度建筑甚或超過了B級高度，其設(shè)計(jì)方法和處理措施將有較大的變化。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，出現(xiàn)過由于結(jié)構(gòu)類型的變更而忽略該問題，導(dǎo)致施工圖審查時(shí)未予通過，必須重新進(jìn)行設(shè)計(jì)或需要開專家會(huì)議進(jìn)行論證等工作的情況，對工程工期、造價(jià)等整體規(guī)劃的影響相當(dāng)巨大。
1.3嵌固端的設(shè)置問題
由于高層建筑一般都帶有二層或二層以上的地下室和人防，嵌固端有可能設(shè)置在地下室頂板，也有可能設(shè)置在人防頂板等位置，因此，在這個(gè)問題上，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師往往忽視了由嵌固端的設(shè)置帶來的一系列需要注意的方面，如：嵌固端樓板的設(shè)計(jì)、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級的一致性、在結(jié)構(gòu)整體計(jì)算時(shí)嵌固端的設(shè)置、結(jié)構(gòu)抗震縫設(shè)置與嵌固端位置的協(xié)調(diào)等等問題，而忽略其中任何一個(gè)方面都有可能導(dǎo)致后期設(shè)計(jì)工作的大量修改或埋下安全隱患。
1.4短肢剪力墻的設(shè)置問題
在新規(guī)范中，對墻肢截面高厚比為5～8的墻定義為短肢剪力墻，且根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對短肢剪力墻在高層建筑中的應(yīng)用增加了相當(dāng)多的限制，因此，在高層建筑設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)盡可能少采用或不用短肢剪力墻，以避免給后期設(shè)計(jì)工作增加不必要的麻煩。
二.結(jié)構(gòu)計(jì)算與分析
在結(jié)構(gòu)計(jì)算與分析階段，決定工程設(shè)計(jì)質(zhì)量好壞的關(guān)鍵在于如何準(zhǔn)確、高效地對工程進(jìn)行內(nèi)力分析并規(guī)范地進(jìn)行設(shè)計(jì)和處理。
2.1隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，目前高層建筑的結(jié)構(gòu)分析基本上都采用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行，但計(jì)算機(jī)軟件無法代替人的設(shè)計(jì)概念，在這一階段，首先進(jìn)行計(jì)算機(jī)軟件選擇。由于各軟件在采用的計(jì)算模型上存在著一定的差異，因此導(dǎo)致了各軟件的計(jì)算結(jié)果多少會(huì)出現(xiàn)偏差。如果選擇了不合適的計(jì)算軟件，不但會(huì)浪費(fèi)大量的時(shí)間和精力，而且有可能使結(jié)構(gòu)有不安全的隱患存在。因此，在進(jìn)行工程整體結(jié)構(gòu)計(jì)算和分析時(shí)必須對計(jì)算軟件進(jìn)行合理的篩選，并從不同軟件大大小小的不同的計(jì)算結(jié)果中，判斷哪個(gè)是最可取的結(jié)果，這將是結(jié)構(gòu)工程師在設(shè)計(jì)工作中首要的工作。
高層設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在于豎向承重構(gòu)件的合理布置。而布置的是否合理，可通過以下幾個(gè)參數(shù)進(jìn)行控制。軸壓比：控制結(jié)構(gòu)延性；剪重比：控制各樓層最小地震剪力，確保結(jié)構(gòu)安全性。剪重比過大或者過小都無法滿足承重或者抗震需求，因此，剪重比的取值大小要控制在適宜的范圍內(nèi)計(jì)算位移；剛度比：控制結(jié)構(gòu)豎向規(guī)則性，避免產(chǎn)生剛度突變。位移比：控制結(jié)構(gòu)平面規(guī)則性，以免產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。周期比：控制結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。
2.2是否需要地震力放大.考慮建筑隔墻等對自振周期的影響，新的設(shè)計(jì)規(guī)范中，根據(jù)大量工程的實(shí)測周期，已經(jīng)明確的提出了各種結(jié)構(gòu)體系下高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算自振周期折減系數(shù)，此處為強(qiáng)制性的規(guī)范，需在設(shè)計(jì)過程別注意。
2.3振型數(shù)目是否足夠。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中提出了振型數(shù)目的要求，明確了該參數(shù)的最小限值，在計(jì)算分析階段必須對計(jì)算結(jié)果中該參數(shù)的結(jié)果進(jìn)行判斷，并決定是否要對振型數(shù)目的取值進(jìn)行調(diào)整。
2.4多塔結(jié)構(gòu)和分縫結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析。在一段期間內(nèi)，大底盤，多塔樓的高層建筑類型大量涌現(xiàn)，而在計(jì)算分析該類型高層建筑時(shí)，是將結(jié)構(gòu)作為一個(gè)整體并按多塔類型進(jìn)行計(jì)算，還是將結(jié)構(gòu)人為地分開進(jìn)行計(jì)算，是結(jié)構(gòu)工程師必須注意的重要問題。如果分開計(jì)算，則容易導(dǎo)致下部裙房及基礎(chǔ)計(jì)算誤差較大，無法考慮各塔之間相互影響。因此，在將各塔分開計(jì)算周期的基礎(chǔ)上，應(yīng)當(dāng)首先進(jìn)行整體計(jì)算。而與多塔結(jié)構(gòu)不同，對于分縫結(jié)構(gòu)，最好的辦法則是將各獨(dú)立單元分開計(jì)算，如一定要合在一起，那么可以按照多塔模型計(jì)算，計(jì)算周期比時(shí)也應(yīng)同多塔一樣分開計(jì)算。對于整體的配筋計(jì)算，也與多塔有所不同，多塔應(yīng)以不切開的模型為準(zhǔn)，分縫結(jié)構(gòu)則沒有此類限制。在此基礎(chǔ)上，還需注意，在分縫結(jié)構(gòu)按多塔處理時(shí)，如果其分縫處不是真正的獨(dú)立迎風(fēng)面，將會(huì)出現(xiàn)風(fēng)荷與實(shí)際受力狀態(tài)不符的狀況，應(yīng)注意修正風(fēng)荷載數(shù)值。
2.5非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算與設(shè)計(jì)。在高層建筑中，為了達(dá)到建筑美觀的效果或基于某種功能性的需求而設(shè)計(jì)的非主體承重骨架體系中的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全性也不容忽視，在這部分內(nèi)容中，尤其是高層建筑屋頂處的裝飾構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須嚴(yán)格按照規(guī)范中的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算處理措施進(jìn)行設(shè)計(jì)。
三.關(guān)于強(qiáng)柱弱梁的設(shè)計(jì)
為了達(dá)到小震不壞、中震可修、大震不倒的抗震設(shè)防目標(biāo)，強(qiáng)柱弱梁的設(shè)計(jì)理念被提出。柱破壞了建筑物整個(gè)都會(huì)傾覆，而梁破壞則僅是某個(gè)區(qū)域失效，因此，柱較之梁破壞的損害更大，當(dāng)前我們的經(jīng)濟(jì)已高速發(fā)展，我們結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中一定要將這一概念設(shè)計(jì)貫徹下去。必須嚴(yán)格控制柱軸壓比，對柱斷面及配筋設(shè)置時(shí)應(yīng)分部位處理；邊柱、角柱應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)，特別是角柱，建議應(yīng)全柱加密箍筋，且柱筋品種不宜過多，矩形截面柱盡可能對稱配筋。
四.地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)
地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一直是結(jié)構(gòu)工程師比較重視的方面，不僅僅由于該階段設(shè)計(jì)過程的好與壞將直接影響后期設(shè)計(jì)工作的進(jìn)行，同時(shí)，也是因?yàn)榈鼗A(chǔ)是整個(gè)工程造價(jià)的決定性因素，因此，在這一階段，所出現(xiàn)的問題也有可能更加嚴(yán)重甚至造成無法估量的損失。在地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中要注意地方性規(guī)范的重要性問題。由于我國占地面積較廣，地質(zhì)條件相當(dāng)復(fù)雜，作為國家標(biāo)準(zhǔn)，僅僅一本《地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》無法對全國各地的地基基礎(chǔ)都進(jìn)行詳細(xì)的描述和規(guī)定，因此，作為建立在國家標(biāo)準(zhǔn)之下的地方標(biāo)準(zhǔn)。地方性的“地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范”能夠?qū)?/p>
各地方的地基基礎(chǔ)類型和設(shè)計(jì)處理方法等一些成熟的經(jīng)驗(yàn)描述和規(guī)定得更為詳細(xì)和準(zhǔn)確，所以，在進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，一定要對地方規(guī)范進(jìn)行深入地學(xué)習(xí)，以避免對整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或后期設(shè)計(jì)工作造成較大的影響。
結(jié)束語
鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是D個(gè)復(fù)雜且又循環(huán)往復(fù)的過程，任何在這個(gè)過程中的遺漏或錯(cuò)誤都可能導(dǎo)致整個(gè)設(shè)計(jì)過程變得更加復(fù)雜或使設(shè)計(jì)結(jié)果存在安全隱患，為了保障質(zhì)量安全，這就要求設(shè)計(jì)者嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量密切關(guān)系到人民生命財(cái)產(chǎn)的安全，我們必須在工作中，不斷地學(xué)習(xí)、總結(jié)，不斷的進(jìn)步與完善。
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第9篇：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)范文
【關(guān)鍵詞】高層建筑；剪力墻；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；關(guān)注要點(diǎn)
近幾年來，由于人們對建筑的需求，促使我國的建筑行業(yè)迅猛發(fā)展，為了更加合理有效的利用土地的使用面積，更多的高層建筑如雨后春筍般的涌現(xiàn)出來，而人們對于建筑的功能、結(jié)構(gòu)以及設(shè)計(jì)都提出了新的要求。由于剪力墻具有獨(dú)特的優(yōu)勢，促使其成為了高層建筑中廣泛應(yīng)用的一種結(jié)構(gòu)，在建筑行業(yè)中占有重要的位置，發(fā)揮著關(guān)鍵作用。如何通過把握剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)，充分發(fā)揮其作用，做到經(jīng)濟(jì)，安全，外形美觀成為了廣大專業(yè)人士關(guān)注的重點(diǎn)。
1剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則
（1）剪力墻的厚度一般比較小，而高和寬的尺寸卻比較大，受力形態(tài)接近于柱體[1]。但是它與柱體還是存在一定的區(qū)別，主要表現(xiàn)在剪力墻肢長與厚度之間的比值，在比值小于等于3時(shí)，可以按照柱體來設(shè)計(jì)，當(dāng)比值在3~5之間時(shí)，被視為異形柱，需要按照雙向受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)。（2）剪力墻的主要特點(diǎn)：在同一平面內(nèi)荷載力和剛度比較大，而在平面外的荷載力和剛度就相對較小。因此，需要注意不要在平面外接搭，如果實(shí)在避免不了時(shí)就要按照相關(guān)規(guī)定采取相對應(yīng)的措施，確保剪力墻平面外的安全。（3）在剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，墻屬于一個(gè)平面構(gòu)件，在承受著沿著平面作用的水平剪力和彎矩之外，還需要承擔(dān)豎向壓力。由于在多力結(jié)合狀態(tài)下工作，除了要滿足剛度的要求之外，還需要滿足非彈性變形下的延性[2]。（4）墻體的設(shè)計(jì)主要是計(jì)算水平和豎向作用下的結(jié)構(gòu)整體的內(nèi)力，在求得內(nèi)力后，根據(jù)偏拉或者偏壓來進(jìn)行斜截面受剪荷載力和正截面荷載力的計(jì)算。
2某高層建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概況
某高層建筑工程，如圖1。主要采用剪力墻結(jié)構(gòu)，地下一層，地上十五層，共計(jì)十六層，地下室層高3.8m，電梯機(jī)房高3.1m，水箱高3.0m，室內(nèi)外高度差0.2m。在該建筑工程中應(yīng)用剪力墻結(jié)構(gòu)來承受建筑自身具有的水平荷載力和垂直荷載力，其自身的剛性結(jié)構(gòu)體系具備高抗側(cè)強(qiáng)度，用來進(jìn)行抵抗水平側(cè)力。
3關(guān)于剪力墻結(jié)構(gòu)存在的主要問題
因剪力墻具有較高的剛度性、整體性以及抗側(cè)力性，現(xiàn)代高層建筑施工中對于剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用較為廣泛[3]。但是其自身也存在著一定的問題：因?yàn)榧袅哂泻芨叩膭偠群洼^強(qiáng)的抗側(cè)力，在地震效應(yīng)較高的情況下，就會(huì)提高建筑基礎(chǔ)以及上部結(jié)構(gòu)的建筑成本；在建筑的過程中，如果混凝土使用較多，就會(huì)對建筑物自身的重量以及對具有的平面功能造成影響；剪力墻墻肢結(jié)構(gòu)本身的軸壓力不高，就不能充分發(fā)揮自身承載壓力的作用；剪力墻結(jié)構(gòu)都有相應(yīng)的配筋標(biāo)準(zhǔn)，如果配筋率太低就會(huì)影響其延性。所以，將剪力墻結(jié)構(gòu)運(yùn)用在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中時(shí)，不但要考慮到剪力墻結(jié)構(gòu)的抗側(cè)能力，還要對建筑工程的成本進(jìn)行考量。
4高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)注要點(diǎn)
在高層建筑中使用剪力墻結(jié)構(gòu)，主要是針對以下幾點(diǎn)進(jìn)行分析：
4.1布置剪力墻結(jié)構(gòu)
鋼筋混凝土剪力墻能夠承擔(dān)風(fēng)荷載力、水平地震作用力以及豎向荷載力，所以在設(shè)計(jì)剪力墻時(shí)，要考慮建筑物的基本要求，布置剪力墻時(shí)盡量形成連續(xù)的完整框架，盡可能進(jìn)行規(guī)則的對稱布置，防止出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。（1）關(guān)于短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的選擇使用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)可以對建筑進(jìn)行靈活設(shè)計(jì)，能夠減少建筑結(jié)構(gòu)的重量，但是這種結(jié)構(gòu)的抗震性能不高，無法很好的保證建筑的安全性，所以要慎重選擇短肢剪力墻結(jié)構(gòu)。（2）關(guān)于獨(dú)立的小墻肢高層建筑結(jié)構(gòu)中如果出現(xiàn)獨(dú)立墻肢，會(huì)給施工增加難度。在工程設(shè)計(jì)中，可以通過合并洞口，科學(xué)布置剪力墻的方式來消除獨(dú)立墻肢，施工難度可以降低。（3）關(guān)于剪力墻結(jié)構(gòu)整體剛度剪力墻結(jié)構(gòu)剛度很大，一般來說周期較短，相應(yīng)地震力較大，如果剪力墻結(jié)構(gòu)剛度過大，不僅材料消耗多不經(jīng)濟(jì)，而且因?yàn)榈卣鹦?yīng)比較高，連梁超筋、墻肢以及截面無法滿足抗剪力的標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)增大截面設(shè)計(jì)的難度，所以，對剪力墻結(jié)構(gòu)的整體剛度需要通過合理計(jì)算和有效控制，才能確保達(dá)到位移限值的標(biāo)準(zhǔn)，對于剪力墻整體剛度的計(jì)算如表1。
4.2控制結(jié)構(gòu)參數(shù)
對剛重比、位移比、側(cè)向剛度比、層間位移角等參數(shù)進(jìn)行控制可以有效的保證結(jié)構(gòu)布置的合理科學(xué)性。在高層建筑中，豎向構(gòu)件本身的層間位移、水平位移與該樓層平均值之間的比值就是位移比，主要是限制結(jié)構(gòu)布置本身的不規(guī)則性，可以有效防止出現(xiàn)大的偏心力和防止建筑結(jié)構(gòu)主線的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。位移比限制是在考慮到偏心力的因素下，根據(jù)剛性樓板進(jìn)行確定，高層建筑中豎向構(gòu)件中的位移比是不能超過1.2的。剪力墻的布置對此影響很大，應(yīng)盡量按4.1條的原則來布置，方可達(dá)到即經(jīng)濟(jì)且安全性能好的目的。
4.3關(guān)于剪力墻結(jié)構(gòu)的計(jì)算和配筋
4.3.1關(guān)于剪力墻的墻身剪力墻結(jié)構(gòu)中包括水平向鋼筋和豎向鋼筋，在進(jìn)行剪力墻構(gòu)造和計(jì)算時(shí)，要對鋼筋數(shù)量進(jìn)行確定，主要是對正截面中的抗彎承載力與斜截面中的抗剪承載力進(jìn)行驗(yàn)算，同時(shí)應(yīng)滿足規(guī)范的最小配筋率要求。剪力墻結(jié)構(gòu)的厚度主要是根據(jù)抗震等級系數(shù)進(jìn)行選擇。為了使剪力墻結(jié)構(gòu)的剛性、穩(wěn)定性和抗震性能夠發(fā)揮最好的效果，一級二級剪力墻底部的部位墻厚需要超過200mm，超過高層的1/16，其他部分墻厚需要超過160mm。在墻端頭無暗柱或翼墻時(shí)，墻厚度要超過高層的1/12，這些規(guī)則適合高層建筑，但是不適合八度地震區(qū)剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。對于高層建筑在1~3級抗震等級的剪力墻中，水平、豎向分布筋的最小配筋率需要大于0.3%，部分框支剪力墻底部的增強(qiáng)部位的配筋率需要大于0.35%[4]。4.3.2連梁的計(jì)算連梁可以提高剪力墻的剛度，起到連接墻肢的作用。在對高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算的過程中，要適當(dāng)?shù)恼蹨p連梁的剛度，折減值控制在0.5以上，最好是控制在0.5~1.0以內(nèi)。如果折減剛度后發(fā)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的承載力不足，可以采取降低連梁高度和減小整體剛度的方式來解決承載力的不足[5]。
5結(jié)束語
在建筑行業(yè)朝著高層建筑形式快速發(fā)展的過程中，剪力墻結(jié)構(gòu)的運(yùn)用越來越廣泛，需要將剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢發(fā)揮到最大，以提高建筑的安全性和抗震性。因此需要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)。
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