高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)重點(diǎn)精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識(shí)的探索者，寫作是一種獨(dú)特的藝術(shù)，我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)重點(diǎn)，期待它們能激發(fā)您的靈感。

篇1

關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；重要性；原則；體系選擇

引言

近年來(lái)，隨著我國(guó)城市經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，高層建筑的建設(shè)數(shù)量不斷增多，結(jié)構(gòu)形式越來(lái)越復(fù)雜，很多新型的設(shè)計(jì)方案以迅猛的速度呈現(xiàn)在城市的建設(shè)之中，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中既要適應(yīng)市場(chǎng)需求，又要滿足規(guī)范要求，還要進(jìn)行必要的抗震設(shè)計(jì)，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也越來(lái)越成為設(shè)計(jì)研究的重點(diǎn)工作，在這種形式下，高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)變得極其重要。本文通過(guò)筆者的工作實(shí)踐，主要論述了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)問(wèn)題。

1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性

（1）高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和低層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較，結(jié)構(gòu)專業(yè)在各個(gè)專業(yè)中占有的地位更重要，由于對(duì)結(jié)構(gòu)體系選擇的不同，直接關(guān)系到建筑平面的布局，立面的體型，樓層的高度，機(jī)電管道的設(shè)置，施工技術(shù)的要求，施工工期的長(zhǎng)短和投資造價(jià)的高低都要認(rèn)真的考慮其中。

（2）高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)于水平力的設(shè)計(jì)是重要的組成部分，在低層建筑的設(shè)計(jì)中，水平力的影響比較小，常常以抵抗豎向的荷載為主，側(cè)向的位移比較小，通?？梢院雎圆挥?jì)，在高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，隨著高度的增加，風(fēng)荷載和地震產(chǎn)生的內(nèi)力和位移也迅速增大，所以我們?cè)诟邔咏ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須重視對(duì)水平力的設(shè)計(jì)。

（3）在高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，要求高層建筑結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)必須要有足夠的承載力和抵抗側(cè)向力的剛度，將結(jié)構(gòu)在水平力作用下所產(chǎn)生的側(cè)向位移限制在規(guī)定的范圍內(nèi)。因此，在具體的高層建筑結(jié)構(gòu)項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，高層建筑所需的側(cè)向剛度由位移控制并體現(xiàn)，側(cè)向剛度和建筑物的承載力必須按照標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格的要求，確保高層建筑物的安全。

（4）在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要注意減少建筑物的自重，從地基承載力和樁基承載力來(lái)考慮，如果在同樣的條件下，減輕房屋的自重就意味著減少基礎(chǔ)的造價(jià)和處理措施；或者可以增加建筑的層數(shù)，這在實(shí)際建筑中更具有經(jīng)濟(jì)效益，另外，抵抗地震的能力和建筑的質(zhì)量是成正比的，地震對(duì)建筑物作用力的大小與建筑物的質(zhì)量成正比，減輕房屋的自重是提高結(jié)構(gòu)抗震能力的有效方法，所以在高層建筑中，應(yīng)優(yōu)先選擇高強(qiáng)度的建筑材料。

（5）在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須做好抗風(fēng)的設(shè)計(jì)工作，保證高層建筑有足夠的承載力和足夠的剛度，嚴(yán)格控制好在風(fēng)荷載下的位移值，保證在惡劣條件下也有良好的居住和工作環(huán)境，維護(hù)結(jié)構(gòu)和裝飾的構(gòu)建也必須有足夠的承載力，并且要與主體結(jié)構(gòu)可靠的連接，保證整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)最高。

（6）對(duì)于有抗震設(shè)防的高層建筑，建筑工程地質(zhì)的選擇和處理是關(guān)鍵，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前，首先要對(duì)地質(zhì)情況進(jìn)行嚴(yán)格的勘察，詳細(xì)摸清地質(zhì)情況，我們盡力選擇開(kāi)闊平坦的地帶，場(chǎng)地的好壞對(duì)于抗震也起著不可低估的作用，所以我們?cè)诮ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前就要盡量選擇對(duì)抗震有利的地段進(jìn)行建筑，；對(duì)于不良地質(zhì)，進(jìn)行相應(yīng)的地基處理，并選取可靠的基礎(chǔ)形式，是保證建筑結(jié)構(gòu)安全的必要前提。

（7）下部結(jié)構(gòu)的承載力和剛度要與上部結(jié)構(gòu)的承載力和剛度相適應(yīng)。考慮地基基礎(chǔ)的受彎承載力增大時(shí)，對(duì)于上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)連接部位、相臨基礎(chǔ)及承當(dāng)上部結(jié)構(gòu)嵌固端的地下室結(jié)構(gòu)，應(yīng)考慮彎矩增大的作用。

2 高層建筑概念設(shè)計(jì)的原則

（1）以承載力、剛度、延性為主導(dǎo)目標(biāo)，實(shí)行多道防線剛?cè)峤Y(jié)合的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式，也就是高層建筑必須要有一定的承載力和必須的剛度來(lái)抵御風(fēng)的荷載和小型的地震，隨著第一道防線被破壞，結(jié)構(gòu)變?nèi)岷笕匀挥凶銐虼蟮膹椝苄宰冃文芰脱有院哪苣芰?lái)抵御未來(lái)可能遭遇的罕遇大震。

（2）在對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算機(jī)的分析計(jì)算時(shí)，應(yīng)該應(yīng)用最簡(jiǎn)單、直接、最清楚的計(jì)算方法，將結(jié)構(gòu)的受力與傳力的設(shè)計(jì)一目了然，既簡(jiǎn)單、明確又直接。最好避免出現(xiàn)以抗扭為主導(dǎo)的傳力構(gòu)件。

（3）盡可能使結(jié)構(gòu)平面布置的正交抗側(cè)力剛度中心和建筑物表面力作用中心或質(zhì)量重心靠近或重合，以避免或減小在風(fēng)荷載或地震作用下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

（4）建筑物豎向布置的抗側(cè)力剛度構(gòu)件也必須均勻、連續(xù)，避免出現(xiàn)薄弱層和上下層間的剪切剛度、彎曲剛度的突變，以保證高層建筑物得安全。

（5）一定要重視上部結(jié)構(gòu)與其支撐結(jié)構(gòu)整體共同作用的影響，也就是傳力與受力結(jié)構(gòu)兩者之間的共同作用時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響；比如，在高層建筑的箱基和筏基的底板設(shè)計(jì)中，計(jì)算軟件無(wú)法進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)一地下室一地基基礎(chǔ)的相互作用分析，計(jì)算出來(lái)的底板內(nèi)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于底板實(shí)際受到的內(nèi)力。

3 高層建筑中結(jié)構(gòu)體系的選擇

高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也就是在各種荷載之下，選擇最優(yōu)化的設(shè)計(jì)，以便最好的承受各種的荷載，在這個(gè)過(guò)程中，我們必須要對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行綜合的考慮，如按建筑的材料區(qū)分主要有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、混凝土和鋼的混合結(jié)構(gòu)；按建筑的結(jié)構(gòu)形式區(qū)分主要有框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)、框筒結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu)等。對(duì)于結(jié)構(gòu)的選型來(lái)說(shuō)，沒(méi)有普遍使用的標(biāo)準(zhǔn)，隨著建筑的環(huán)境，功能要求有所改變，每一項(xiàng)的選擇都要優(yōu)勝劣汰，需要工程師仔細(xì)的斟酌，選擇最好的設(shè)計(jì)方案。如今：在結(jié)構(gòu)的豎向平面內(nèi)增加斜向支撐，形成組合框架式結(jié)構(gòu)的做法，已在工程界廣泛采用，并被認(rèn)為是增加高層結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度的最有效和經(jīng)濟(jì)的方法。

（1）剪力墻的結(jié)構(gòu)體系

剪力墻一般是現(xiàn)在高層建筑中最常用的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)體系。剪力墻的結(jié)構(gòu)體系，是以一系列的剪力墻縱橫相交，既可以做承重的結(jié)構(gòu)又可以做分間隔墻，一舉兩得，并且由于墻體的交錯(cuò)，所以比框架結(jié)構(gòu)的剛度要大得多，這是在高層建筑中抵抗風(fēng)荷載和地震的有力的條件。采用剪力墻的結(jié)構(gòu)可以減少非承受墻的數(shù)量，室內(nèi)沒(méi)有外漏的梁柱，用戶喜歡；同時(shí)，這種設(shè)計(jì)也有自己的缺點(diǎn)，就是剪力墻組成很多小的房間，對(duì)建筑的整體的布局設(shè)計(jì)受到很多限制。

（2）框架輕體墻結(jié)構(gòu)和框架剪力墻混合的結(jié)構(gòu)。

這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是降低高層住宅的自重，還可以使內(nèi)部空間的設(shè)計(jì)有很大的自主性和靈活性，在國(guó)內(nèi)被廣泛采用。由于框架體系的剛度不大，建筑越高，這種設(shè)計(jì)的弱點(diǎn)就越會(huì)暴露：抗高空的風(fēng)荷載和抵抗地震的能力比較弱。對(duì)于這種特點(diǎn)，可以在框架結(jié)構(gòu)的體系中選擇適當(dāng)?shù)奈恢迷黾蛹袅?，以彌補(bǔ)框架結(jié)構(gòu)的不足，但框架結(jié)構(gòu)的框架柱往往暴漏在室內(nèi)外，影響了整個(gè)建筑的美觀，用戶也不是很喜歡，如果采用異行的框架柱，結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算又比較復(fù)雜。

（3）筒形結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

超過(guò)30層以上的高層建筑受到較大的側(cè)力，為一般結(jié)構(gòu)體系所不能承受，而筒形結(jié)構(gòu)的剛度較大，中央設(shè)有井筒，設(shè)置的柱子形成筒狀柱網(wǎng)，核心井筒與周圍框架共同工作，形成抗側(cè)力極強(qiáng)的結(jié)構(gòu)體系。核心井筒可作為電梯間、樓梯間、設(shè)備管道間使用。井筒與四周鋼筋混凝土柱網(wǎng)之間有橫梁或板聯(lián)系。全部的內(nèi)隔墻為輕質(zhì)墻，外墻為保溫的圍護(hù)墻。內(nèi)外筒之間可以自由分隔，十分靈活。

（4）其他的結(jié)構(gòu)體系

在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的今天，高層建筑的結(jié)構(gòu)發(fā)展也是日新月異。很多新的結(jié)構(gòu)體系不斷出現(xiàn)，對(duì)于我們結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師是一項(xiàng)前所未有的挑戰(zhàn)，如：筒中筒結(jié)構(gòu)的發(fā)展，或者束狀筒的組合，外筒架交錯(cuò)，以中心井筒懸掛式結(jié)構(gòu)以及很高的支架梁的體系等，這些新的結(jié)構(gòu)體系給人們提供了更優(yōu)美、更舒服的居住生活的環(huán)境。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，隨著城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)高層建筑的使用提出了更高的要求，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師們也有了更高的目標(biāo)。對(duì)于掌控高層建筑安全前線的結(jié)構(gòu)工程師，我們思想上必須與時(shí)俱進(jìn)、開(kāi)拓創(chuàng)新，必須善于總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)踐中推廣和運(yùn)用概念設(shè)計(jì)的思想，不斷提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的水平。我們相信，越來(lái)越多優(yōu)秀的工程師會(huì)投入到高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中來(lái)，利用自己的專業(yè)能力，提高高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，引領(lǐng)高層建筑結(jié)構(gòu)思維的跨越。

參考文獻(xiàn)：

篇2

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

引 言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的大力發(fā)展，我國(guó)的建筑設(shè)計(jì)水平也隨之提高。隨著建筑行業(yè)的進(jìn)程不斷加快，能源日益短缺，這是建筑行業(yè)目前所面臨的問(wèn)題。因此，在建筑行業(yè)今后的發(fā)展中，設(shè)計(jì)師只有不斷的加強(qiáng)建筑剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，才能夠滿足人們實(shí)際需求。建筑剪力墻的剛度越大，則建筑的整體性就越好。將剪力墻融入到建筑設(shè)計(jì)中，能夠起到很好的抗震作用，不僅如此，剪力墻的成本價(jià)格也比較實(shí)惠，所以被廣泛的推廣和應(yīng)用。由于人們生活水平的提高，導(dǎo)致人們對(duì)建筑設(shè)計(jì)的要求也越來(lái)越高[1]。因此設(shè)計(jì)出滿足人們需求的建筑是當(dāng)前建筑行業(yè)的目標(biāo)。

1 剪力墻的含義

剪力墻結(jié)構(gòu)能夠代替建筑框架結(jié)構(gòu)中，梁柱承擔(dān)來(lái)自不同方向的荷載，還能夠控制結(jié)構(gòu)水平力上混泥土和鋼筋現(xiàn)澆的結(jié)構(gòu)。剪力墻結(jié)構(gòu)主要分為兩種，一種就是連梁結(jié)構(gòu)，還有一種是墻肢結(jié)構(gòu)，剪力墻的優(yōu)點(diǎn)很多，例如：剛度大、承載力強(qiáng)、整體性好、建筑過(guò)程用鋼量偏少等。因此，剪力墻結(jié)構(gòu)技術(shù)將會(huì)被廣泛的推廣和使用，例如：位于學(xué)院路口的廬山花園，里面的高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其居室與客房空間都是相對(duì)較小的，設(shè)置了很多的分隔墻，對(duì)其運(yùn)用現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)技術(shù)，能夠使得承重墻與分隔墻之間相互結(jié)合，經(jīng)濟(jì)性較強(qiáng)。因此，在今后的建筑設(shè)計(jì)中，要加強(qiáng)對(duì)剪力墻的研究與探討，并對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)技術(shù)進(jìn)行重點(diǎn)分析，進(jìn)而不斷的提高剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平。

2 剪力墻的優(yōu)點(diǎn)

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中融入剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不僅能夠降低用鋼量，還能夠降低建筑工程的成本，與此同時(shí)，剪力墻的整體性能比較強(qiáng)，因此建筑剪力墻的剛度越大，則建筑的整體性就越好，剪力墻的剛度能夠抵擋各種類型的荷載，特別是水平方向的。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有效的融入剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能夠使建筑內(nèi)部的分隔墻和建筑內(nèi)部的承重墻有效的結(jié)合在一起，進(jìn)而使得建筑物內(nèi)部的空間不僅安全，還美觀。

3 剪力墻的缺點(diǎn)

剪力墻就跟網(wǎng)絡(luò)一樣，有利就有鄙。雖然說(shuō)剪力墻的優(yōu)點(diǎn)很多，但是在其眾多的優(yōu)點(diǎn)之下，還是存在一定的缺點(diǎn)。在框架結(jié)構(gòu)上，剪力墻會(huì)導(dǎo)致建筑重量增加，進(jìn)而導(dǎo)致建筑成本增加，因此地震反應(yīng)也會(huì)隨之增加；雖然，剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠降低鋼筋的使用率，但是也會(huì)降低結(jié)構(gòu)的延性；剪力墻的墻肢自身的承載能力會(huì)受到一定的制約，進(jìn)而不能夠得到充分的利用；雖然說(shuō)剪力墻的剛度能夠抵抗側(cè)向變形，與此同時(shí)，建筑本身的結(jié)構(gòu)自上而下也需要進(jìn)行加強(qiáng)，因此將進(jìn)一步導(dǎo)致建筑成本的增加[2]。

4 剪力墻結(jié)構(gòu)的要點(diǎn)

4.1 對(duì)剪力墻暗柱鋼筋進(jìn)行合理配置

相關(guān)規(guī)定表明，對(duì)于一級(jí)、二級(jí)以及三級(jí)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，一定要設(shè)置暗柱與端柱。在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中設(shè)置暗柱與端柱，能夠在一定程度上消耗大量地震波的能量，因?yàn)榧袅Φ倪吘墭?gòu)建抗拉的能力很強(qiáng)，所以能夠有效的提高建筑的穩(wěn)定性。例如：坐落在南京路口的金色水岸辦公住宅樓，其地下有一層地下車庫(kù)，地上為29層的公寓住宅，建筑的總高度約為82m左右，。金色水岸經(jīng)過(guò)論證后，決定采用剪力墻結(jié)構(gòu)類型，來(lái)直接承受建筑物來(lái)自各個(gè)方向的荷載，進(jìn)而提高建筑的抗震能力。

4.2 對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理布置

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，能夠有效的利用鋼筋水泥混泥土的剪力墻，承擔(dān)一定的水平地震作用力以及來(lái)自各個(gè)方向的荷載力。所以，在對(duì)剪力墻進(jìn)行布置的時(shí)候，一定要達(dá)到建筑本身的要求，找到建筑自身的曲線，再對(duì)其進(jìn)行規(guī)則性的布置。在對(duì)其進(jìn)行布置的時(shí)候，除了要考慮建筑豎向的承載構(gòu)建的布置，還要考慮建筑結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性，進(jìn)而避免建筑在受到水平地震力的時(shí)候，發(fā)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。

對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理布置，首先，要慎重的選擇短肢的剪力墻結(jié)構(gòu)，這樣不僅能夠?qū)ㄖM(jìn)行靈活的布置，還能夠有效的減少建筑結(jié)構(gòu)的重量，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，建筑的抗震能力不強(qiáng)，不能夠保障建筑的穩(wěn)定性。所以，在選擇的時(shí)候，一定要進(jìn)行深思熟慮。其次，在建筑結(jié)構(gòu)中不能夠出現(xiàn)獨(dú)立的小墻肢，如果在建筑設(shè)計(jì)中，出現(xiàn)了獨(dú)立的小墻肢，就會(huì)加大建筑施工的難度系數(shù)。因此，在建筑設(shè)計(jì)中，要運(yùn)用合并洞口來(lái)對(duì)建筑剪力墻進(jìn)行合理的布置，進(jìn)而來(lái)避免使用獨(dú)立墻肢，降低施工的難度系數(shù)。最后，要保障剪力墻的整體剛度，在施工過(guò)程中，如果剪力墻的剛度過(guò)大，那么就能夠有效的減少施工的時(shí)間，導(dǎo)致地震力較大，消耗更多的加建筑能源，經(jīng)濟(jì)效應(yīng)差[3]。除此之外，地震力增大將會(huì)導(dǎo)致建筑墻肢與連梁超筋之間不能夠達(dá)到抗剪力的標(biāo)準(zhǔn)，因此加大了截面設(shè)計(jì)的難度系數(shù)。所以在控制剪力墻整體剛度時(shí)，一定要滿足位移限制的標(biāo)準(zhǔn)。

4.3 合理的控制剪力墻結(jié)構(gòu)參數(shù)

為了保證高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)中剪力墻結(jié)構(gòu)布置的合理性、恰當(dāng)性、以及科學(xué)性，就要對(duì)位移比例、側(cè)向剛度比例、周期比例等等，一些參數(shù)進(jìn)行有效的控制。位移比例通常是指高層建筑中，豎向構(gòu)建本身的樓層之間的位移與樓層平均值，以及水平位移之間的比值。除此之外，還對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)布置其自身的不規(guī)則性進(jìn)行限值，這樣能夠有效的防止建筑出現(xiàn)偏心力，出現(xiàn)建筑扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。位移比限值得基礎(chǔ)就是對(duì)剛性樓板的確定，高層建筑的豎向構(gòu)建位移比例不能夠超過(guò)1.2m的。

4.4 剪力墻的連梁設(shè)計(jì)

剪力墻本身就有一定的剛度和強(qiáng)度，只有這樣才能夠協(xié)調(diào)好連梁與墻體之間的工作，連梁能夠提高剪力墻剛度的作用。所以，在進(jìn)行高層建筑整體計(jì)算的時(shí)候，一定要折減連梁的剛度。但是折減的值要保持在零點(diǎn)五到一之間。假如其在折減弱剛度后，建筑結(jié)構(gòu)的受彎承載力不足，可以適當(dāng)?shù)慕档瓦B梁的高度，進(jìn)而來(lái)降低地震帶來(lái)不看影響。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，剪力墻結(jié)構(gòu)技術(shù)將會(huì)被廣泛的推廣和使用。所以，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，一定要充分的將剪力墻的作用發(fā)揮出來(lái)，進(jìn)一步提高高層建筑的抗震水平。由此可見(jiàn)，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，將剪力墻結(jié)構(gòu)融入進(jìn)去，能夠有效的提高建筑的抗震性能。因此，在今后的建筑設(shè)計(jì)中，要加強(qiáng)對(duì)剪力墻的研究與探討，進(jìn)而不斷的提高剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平，只有這樣才能夠滿足人們對(duì)建筑的需求，做到與時(shí)俱進(jìn)。

參考文獻(xiàn)

[1]郭兆偉.高層框架剪力墻結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的技術(shù)要點(diǎn)分析[J].建材技術(shù)與應(yīng)用，2011，01（11）：39～40.

篇3

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

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

高層建筑設(shè)計(jì)與施工是一個(gè)系統(tǒng)工程特別是設(shè)計(jì)階段的工作尤其要引起重視。高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還有其他的重點(diǎn)問(wèn)題，比如扭轉(zhuǎn)的問(wèn)題，要求幾何中心、剛度中心、結(jié)構(gòu)重心合為一；此外還要注意抗風(fēng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，保護(hù)建筑的支撐結(jié)構(gòu)和裝飾結(jié)構(gòu)等；抗震結(jié)構(gòu)也是建筑高層設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，這需要設(shè)計(jì)人員有靈活性。最后，設(shè)計(jì)人員要注意消防設(shè)計(jì)，盡量減少高層失火對(duì)人們的傷害。

1、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的概況及意義

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程不斷加快，城市人口顯著增多，高層建筑在城市建設(shè)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。即使在建筑設(shè)計(jì)理念和方法日益先進(jìn)的今天，仍會(huì)因?yàn)楦邔咏ㄖ?fù)雜的結(jié)構(gòu)，較廣的學(xué)術(shù)知識(shí)涉及和較大的工程量而出現(xiàn)設(shè)計(jì)失誤的現(xiàn)象。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的意義有:首先，如果建筑所使用的面積一定，設(shè)計(jì)和建造高層建筑可以獲得相對(duì)多一些的使用面積，可以解決城市用地緊張、房?jī)r(jià)高漲等問(wèn)題。另一方面，精美的高層建筑設(shè)計(jì)還可以改善城市的外觀，或者說(shuō)成為城市的一道風(fēng)景。比如馬來(lái)西亞的石油大廈和上海的金茂大廈等等。而如果設(shè)計(jì)的建筑高層密度、結(jié)構(gòu)不合理，就會(huì)給城市帶來(lái)熱島效應(yīng)，影響城市居民的生活環(huán)境，甚至由于高層的玻璃因反光而發(fā)生光污染的現(xiàn)象。其次，如果是在建筑面積與建設(shè)場(chǎng)地面積的比值一定，那么建造高層建筑就會(huì)有效地節(jié)約城市土地面積，得到更多的空閑地面，用這些空閑出來(lái)的地面來(lái)進(jìn)行城市綠化或者供人們休息娛樂(lè)。

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)可以設(shè)想成為支撐在地面上的豎向懸臂構(gòu)件，承受著豎向荷載和水平荷載的作用，與多層建筑結(jié)構(gòu)相比，高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)。

2.1、水平荷載成為設(shè)計(jì)的決定因素

圖1高層建筑結(jié)構(gòu)的受力及變形示意圖

對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)，一般是豎向荷載控制著結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。隨著房屋層數(shù)的增加，雖然豎向荷載對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)仍有著重要影響，但水平荷載已經(jīng)成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制因素。而且，與豎向荷載相比，作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用，其數(shù)值與結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性等有關(guān)，且具有較大的變異性。

在豎向荷載和水平荷載作用下，如圖1（a）（b）所示，高層建筑結(jié)構(gòu)底部所產(chǎn)生的軸力N和傾覆力矩M與結(jié)構(gòu)高度H分別存在著如下的關(guān)系式，即：

結(jié)構(gòu)底部的軸力

N=ωH

結(jié)構(gòu)底部的傾覆力矩

式中，ω、q、qmax分別為沿建筑單位高度的豎向荷載、均布水平荷載和倒三角形分布荷載的最大值（kN/m）。

2.2、側(cè)移成為設(shè)計(jì)的控制指標(biāo)

我們知道，隨著建筑高度的增加，水平荷載作用下結(jié)構(gòu)的側(cè)移急劇增大，水平位移增加的速度最快，內(nèi)力次之。因此，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，為了有效的抵抗水平荷載產(chǎn)生的內(nèi)力和變形，必須選擇可靠的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，使所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)不僅具有較大的承載力，而且還應(yīng)該具有較大的側(cè)向剛度，將水平位移控制在一定的范圍內(nèi)。

2.3、延性成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要指標(biāo)

對(duì)地震區(qū)的高層建筑，應(yīng)確保結(jié)構(gòu)在地震作用下具有較好的抗震性能。結(jié)構(gòu)的抗震性能主要取決于其能量吸收與耗散能力的大小，而它又取決于結(jié)構(gòu)延性的大小。因此，為了確保建筑結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性變形后仍具有良好的抗震性能，需加強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)，采取恰當(dāng)?shù)目拐饦?gòu)造措施，來(lái)確保結(jié)構(gòu)具有較好的延性。

3、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則，是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中需要注意的重要標(biāo)準(zhǔn)和準(zhǔn)則，也是高層建筑設(shè)計(jì)單位提高高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量與效益的重要保障。只有在一定的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則支持下，才可以進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)?？傮w來(lái)講，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則主要包括以下幾點(diǎn):

3.1、基礎(chǔ)方案合理

建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)方案是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前提和基礎(chǔ)，在實(shí)際的建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)方案設(shè)計(jì)中，需要根據(jù)實(shí)際施工地質(zhì)條件，根據(jù)實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)施工需求進(jìn)行設(shè)計(jì)。同時(shí)建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)方案需要配置完善的施工地質(zhì)調(diào)查報(bào)告，最大程度的發(fā)揮建筑物地基的潛力，必要的情況下還需要對(duì)地基的變形做好相應(yīng)的演算。另一方面，還需要對(duì)建筑物進(jìn)行綜合性分析，尤其是對(duì)于建筑物負(fù)荷以及上部結(jié)構(gòu)類型，通過(guò)對(duì)這些綜合性分析，最終選定最適合的基礎(chǔ)方案，從而可以在提高設(shè)計(jì)質(zhì)量的基礎(chǔ)上提高經(jīng)濟(jì)效益。

3.2、計(jì)算簡(jiǎn)圖適當(dāng)

計(jì)算簡(jiǎn)圖設(shè)計(jì)，也是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要注意的重要問(wèn)題，主要原因在于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要對(duì)一些基本的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，而這些計(jì)算分析都必須要建立在計(jì)算簡(jiǎn)圖的基礎(chǔ)之上。只有通過(guò)計(jì)算簡(jiǎn)圖基礎(chǔ)之上的數(shù)據(jù)分析，才可以提高高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性以及牢靠性。舉例來(lái)講，建筑物結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)問(wèn)題，建筑物結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)并不是我們傳統(tǒng)觀念中的鉸節(jié)點(diǎn)或者是剛節(jié)點(diǎn)，在進(jìn)行計(jì)算簡(jiǎn)圖設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行深入研究，提高計(jì)算簡(jiǎn)圖計(jì)算的精確性，進(jìn)而將計(jì)算簡(jiǎn)圖的誤差控制在合理的范圍內(nèi)。

3.3、結(jié)構(gòu)措施完善

除了基礎(chǔ)方案合理以及計(jì)算簡(jiǎn)圖適當(dāng)這兩大基本原則之外，還有一條基本原則是經(jīng)常忽略的，那就是結(jié)構(gòu)措施完善原則。在進(jìn)行建筑物結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)，需要注意結(jié)構(gòu)組件的延展性，例如建筑物中鋼筋的錨固長(zhǎng)度等。同時(shí)，還需要注意建筑物薄弱環(huán)節(jié)以及建筑物本身溫度對(duì)于建筑物組件的影響，對(duì)于這兩方面的問(wèn)題，在實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要遵循“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎以及強(qiáng)壓弱拉”的基本原則，只有這樣才可以提高高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性以及牢靠性。

4、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問(wèn)題

4.1、結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問(wèn)題

新舊規(guī)范在這方面的內(nèi)容出現(xiàn)了較大的變動(dòng)，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，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)。

4.2、超高問(wèn)題

在抗震規(guī)范與高規(guī)中，對(duì)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(duì)以前的超高問(wèn)題，除了將原來(lái)的限制高度設(shè)定為a級(jí)高度的建筑外，增加了b級(jí)高度的建筑。因此，必須對(duì)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(jí)高度建筑甚或超過(guò)了b級(jí)高度，其設(shè)計(jì)方法和處理措施將有較大的變化。

5、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的對(duì)策

5.1、高層建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性

高層建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)定了結(jié)構(gòu)嵌固端的上下層的剛度比、平面規(guī)則性等等，因此，應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范執(zhí)行。

5.2、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)短肢剪力墻設(shè)置

短肢剪力墻在新規(guī)的定義是，墻肢的截面的高度和厚度比在5～8的墻，這加大了在高層建筑中使用的難度。因此，在設(shè)計(jì)高層建筑結(jié)構(gòu)的過(guò)程中盡量避免使用。

結(jié)束語(yǔ)

改革開(kāi)放以來(lái)，伴隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，加上科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國(guó)高層建筑行業(yè)取得了重大的突破。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理，不僅僅影響到高層建筑實(shí)施施工，而且還直接影響到高層建筑建設(shè)以及后期養(yǎng)護(hù)的順利開(kāi)展。

參考文獻(xiàn)

[1]周世航.淺談高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在問(wèn)題及解決對(duì)策[J].廣西城鎮(zhèn)建設(shè),2013,05:80-82.

[2]殷輝.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在問(wèn)題及對(duì)策分析[J].硅谷,2013,21:164+141.

篇4

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

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

在現(xiàn)代高層建筑工程施工中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用日益廣泛，在提高建筑結(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性與耐久性等方面發(fā)揮著非常重要的作用。做好鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是高層建筑工程質(zhì)量的重要保證。在具體的高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)該突出設(shè)計(jì)的內(nèi)涵，體現(xiàn)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的重要功能，對(duì)高層建筑設(shè)計(jì)中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)方面的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行全面思考，從短支剪力墻、結(jié)構(gòu)體系、高度控制等關(guān)鍵環(huán)節(jié)展開(kāi)對(duì)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)控制和管理，進(jìn)而為高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目標(biāo)的達(dá)成起到重點(diǎn)方面和體系方面的支撐作用。

1做好高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要意義

做好高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作必須要體現(xiàn)設(shè)計(jì)的重要功能，我們可以將高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本要求總結(jié)為如下幾點(diǎn)：

1.1高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的安全性

高層建筑設(shè)計(jì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和功能時(shí)要以突出安全性為第一要?jiǎng)?wù)，要確保在設(shè)計(jì)年限內(nèi)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在各種負(fù)荷和影響下的穩(wěn)定性和安全性，同時(shí)要確保突發(fā)事件和偶然事件中高層建筑鋼筋混凝土必須的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)延性。

1.2高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性

高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中要有年限上的考慮，要在規(guī)定的年限上實(shí)現(xiàn)高層建筑的穩(wěn)定以及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的功能連續(xù)，形成有益于實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)的耐久性基礎(chǔ)。

1.3高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的適用性

通過(guò)高層建筑設(shè)計(jì)工作的突出，要實(shí)現(xiàn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有在一定時(shí)間內(nèi)功能的實(shí)現(xiàn)，這樣就可以保證高層建筑整體的使用要求，也可以保障鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)于裂縫、撞擊、地震、形變等各種影響因素的抵御能力。

2高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中關(guān)鍵問(wèn)題

2.1短肢剪力墻的設(shè)計(jì)

高層建筑設(shè)計(jì)短肢剪力墻具有強(qiáng)烈的功能性，但是，短肢剪力墻的設(shè)置需要遵照一定的規(guī)范，切不可在設(shè)計(jì)中頻繁采用，也不能布設(shè)過(guò)多，應(yīng)該在確保高層建筑抗震目標(biāo)達(dá)到的范圍內(nèi)，盡量降低短肢剪力墻的設(shè)計(jì)數(shù)量，這樣的設(shè)計(jì)可以降低后續(xù)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工和處理過(guò)程中的難度。

2.2結(jié)構(gòu)體系的選擇

高層建筑鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)體系是整個(gè)設(shè)計(jì)工作的選擇重點(diǎn)，通常的設(shè)計(jì)方式是：要在盡量減少高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)剛度的前提下，優(yōu)化高層建筑的外觀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，保障結(jié)構(gòu)對(duì)形變和強(qiáng)度的范圍上的滿足。

2.3結(jié)構(gòu)高度的控制

在高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常會(huì)出現(xiàn)超高的問(wèn)題，這不利于高層建筑物抗震性能的實(shí)現(xiàn)，由于不同高度會(huì)出現(xiàn)不同級(jí)別的設(shè)計(jì)規(guī)范形式，因此，當(dāng)結(jié)構(gòu)高度出現(xiàn)變化時(shí)，特別是出現(xiàn)超高問(wèn)題時(shí)，要重新進(jìn)行高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作。

2.4建筑結(jié)構(gòu)平面的設(shè)計(jì)

若對(duì)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)無(wú)特殊要求，則要盡量選用形狀規(guī)則而簡(jiǎn)單的平面布置結(jié)構(gòu)，以此合理分布承載力和剛度，并弱化風(fēng)力影響。如對(duì)于A級(jí)高層建筑而言，不適宜將其設(shè)計(jì)為細(xì)腰形或角部重疊式的平面圖形，而且出于對(duì)扭轉(zhuǎn)的考慮，必須將豎向構(gòu)件水平和層間最大位移控制在該樓層平均位移值的1.2倍和1.5倍之內(nèi)；對(duì)于必須設(shè)計(jì)的框架結(jié)構(gòu)防震縫，其縫寬、高度通常分別大于100mm和小于15m；若防震縫兩側(cè)具有不同的房屋高度，則要根據(jù)低高度房屋確定縫寬；雖然不提倡采用短肢剪力墻，但若不得不采用，則必須使其截面厚度低于30cm，且每個(gè)肢截面的高厚最大比值必須處于4-8之間。

3高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

3.1加強(qiáng)抗震功能

高層建筑抗震功能主要由鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此，需要重視抗震這一環(huán)節(jié)，要在設(shè)計(jì)工作中將抗震設(shè)計(jì)作為高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要因素和關(guān)鍵影響。高層房屋結(jié)構(gòu)的層數(shù)多或者房屋結(jié)構(gòu)的剛度突變系數(shù)較大的話，其振型數(shù)則應(yīng)該多取，例如房屋結(jié)構(gòu)中含有多塔結(jié)構(gòu)、頂部有小塔樓、轉(zhuǎn)換層等，其振型數(shù)應(yīng)盡量取≥12的數(shù)，但是它的大小依然不可以大于房屋總共層數(shù)的3倍，除了含有彈性的樓板，而且在進(jìn)行總剛性的分析時(shí)，它的振型數(shù)才可以取得更大些。在對(duì)建筑物的框架柱進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要對(duì)其面積進(jìn)行全面的控制，保證其在一定的范圍之內(nèi)，這樣才能夠有效的提高建筑的質(zhì)量。在對(duì)配筋進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，不但要對(duì)建筑的配筋進(jìn)行不斷的加強(qiáng)，而對(duì)于支座的部分要按照相應(yīng)的規(guī)定進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，這樣才能夠有效的增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的承載能力。

3.2高強(qiáng)混凝土合理運(yùn)用

在高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中關(guān)鍵的步驟之一是合理地使用高強(qiáng)混凝土，為了有效地降低建筑的用鋼量，可以在建筑設(shè)計(jì)的時(shí)候使用高強(qiáng)混凝土，這樣可以大幅度地節(jié)約建筑的成本。這樣的做法可以明顯地降低基本設(shè)施的實(shí)施難度和工程的造價(jià)，用來(lái)取得較好的經(jīng)濟(jì)效果。

3.3增強(qiáng)地基承載能力

對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)而言，地基的設(shè)計(jì)是整個(gè)設(shè)計(jì)的重要部分，建筑地基的設(shè)計(jì)好壞能夠直接影響到整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和使用性能。因此，對(duì)于建筑地基的設(shè)計(jì)就顯得的至關(guān)重要。在對(duì)建筑地基進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，進(jìn)行宏觀的把握，要嚴(yán)格的把握地基的承載能力，并且還要對(duì)建筑地基的變形和沉降等問(wèn)題進(jìn)行充分的考慮。對(duì)于層數(shù)較高的建筑物而言，其進(jìn)行地基的設(shè)計(jì)時(shí)通常都會(huì)將其設(shè)置在地下室，這樣就能夠有效的對(duì)地基的沉降程度降到最小，從而有效的保證了上層結(jié)構(gòu)的牢固性，提高了整個(gè)高層建筑的承載能力。除此之外，在進(jìn)行建筑地基設(shè)計(jì)的過(guò)程中，還要按照相關(guān)的規(guī)定對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的規(guī)范。對(duì)于層數(shù)較多的建筑而言，通常都會(huì)對(duì)地基進(jìn)行相應(yīng)的處理來(lái)對(duì)高層建筑的沉降進(jìn)行有效的控制。

3.4提高耐久性

必須加強(qiáng)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)，在原來(lái)的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中，沒(méi)有完全考慮建筑物在實(shí)際運(yùn)作中由于環(huán)境、條件的影響，從而導(dǎo)致建筑的可靠指數(shù)明顯降低。因此在對(duì)一般的高層建筑混凝土進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，主要都集中在造價(jià)、材料上，所以只有造價(jià)小、材料少的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)才是滿意的設(shè)計(jì)。如今人們的生活水平不斷地提高，對(duì)工程的質(zhì)量要求也相應(yīng)地得到提高，所以當(dāng)建筑物的特殊使用要求或者技術(shù)要求與經(jīng)濟(jì)成為主要矛盾時(shí)，就要果斷地放棄經(jīng)濟(jì)這個(gè)指標(biāo)。

3.5扭轉(zhuǎn)問(wèn)題分析和幾何中心的確定

為了避免由于水平荷載和扭轉(zhuǎn)作用的建筑物破壞，結(jié)構(gòu)和布局應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理的前提下，盡可能使建筑達(dá)到三心合一的目的。在水平荷載作用下，高層建筑扭轉(zhuǎn)功能取決于質(zhì)量分布。為了減少結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，應(yīng)使建筑平面盡可能采用正方形、矩形、圓形、多邊形等簡(jiǎn)單形式。在某些情況下，街道景觀的要求和限制，城市規(guī)劃的高層建筑，不使用簡(jiǎn)單的平面結(jié)構(gòu)，不規(guī)則的平面形成L形、T形、十字形等復(fù)雜形狀，在突出部分的寬度和厚度比的控制范圍規(guī)范允許的布局結(jié)構(gòu)。建筑結(jié)構(gòu)振動(dòng)周期包括兩個(gè)方面：結(jié)構(gòu)的固有周期的合理控制和振動(dòng)控制周期可以使周期誤差的開(kāi)放性降低。

4、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是高層建筑的基礎(chǔ)，如何科學(xué)地進(jìn)行高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)已經(jīng)成為行業(yè)的重點(diǎn)，在設(shè)計(jì)中應(yīng)該把握高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和難點(diǎn)，充分發(fā)揮鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在整體性和機(jī)械性能上的優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)出高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的精品，在實(shí)現(xiàn)高層建筑穩(wěn)定和安全的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)高層建筑舒適度和功能性的保證。

參考文獻(xiàn)

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篇5

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)體系；抗震防線；框架結(jié)構(gòu)；抗震性能

Abstract: Nowadays with the Ya'an earthquake occurred frequently, to the people in the building structure design has sounded the alarm. The seismic performance of building structures has become the focus of attention. Seismic performance design is reasonable or not decides the final result of the whole building can reach the standard, therefore, brook no delay to enhance the seismic performance of high-rise. In this paper, according to the design principle of the working experience of high-rise building structure design work, design of structure system, structure layout are analyzed, with the hope that people of the same trade, put forward valuable suggestions.

Keywords: structural system; antiknock; frame structure; seismic performance

中圖分類號(hào)：TU973+.31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2104（2013）

一、 高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則

（一） 結(jié)構(gòu)構(gòu)件性能

1、 高層建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)間要遵循“強(qiáng)柱弱梁、 強(qiáng)剪弱彎、 強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件、 強(qiáng)底層柱 （墻） ” 的原則。

2、 在某些存在薄弱部位的構(gòu)件及時(shí)做到增強(qiáng)其抗震能力。

3、 主要耗能構(gòu)件不宜選擇承受豎向荷載的主要構(gòu)件。

（二） 抗震防線要盡可能的多設(shè)置幾道

1、抗震結(jié)構(gòu)的體系主要由一些延性較好的分支體系構(gòu)成，并且以延性較好的構(gòu)件一起協(xié)同工作來(lái)增強(qiáng)抗震性能。

2、 較強(qiáng)烈的地震過(guò)后常常伴有余震，為避免建筑物再遭破壞需要多道防線，抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)有最大可能數(shù)量的外內(nèi)部冗余度，有意識(shí)的建立一系列分布的屈服區(qū)，主要的耗能構(gòu)件一方面需要有較高的延展性，另外還需具備適當(dāng)?shù)膭偠龋@樣結(jié)構(gòu)體才能把大量的地震能量擴(kuò)散和吸收掉，避免震時(shí)倒塌。

3、 把結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)弱關(guān)系處理好。在同一樓層最好使主要構(gòu)件在屈服以后，其它的抗側(cè)力構(gòu)件還處于彈性階段，能使有效屈服保持的階段比較長(zhǎng)，使結(jié)構(gòu)的抗倒塌能力和結(jié)構(gòu)的延展性得到提高。

4、 抗震設(shè)計(jì)中部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)強(qiáng)則會(huì)導(dǎo)致其它部位相對(duì)薄弱，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)引起注意。

（三） 建筑體薄弱部位必須提高抗震能力

1、 在強(qiáng)烈地震下的構(gòu)件根本沒(méi)有強(qiáng)度安全儲(chǔ)備，對(duì)構(gòu)件的實(shí)際承載能力進(jìn)行分析是判斷那些部位薄弱的基礎(chǔ)。

2、 要使樓層的實(shí)際承載能力和設(shè)計(jì)計(jì)算的彈性受力比值保持均勻，如果樓層的比值出現(xiàn)突變，塑性內(nèi)力重新分布會(huì)導(dǎo)致集中地塑性變形。

3、 盡量避免在局部加強(qiáng)而忽視各結(jié)構(gòu)部位剛度與承載力的協(xié)調(diào)。

4、 有目的對(duì)抗震設(shè)計(jì)的薄弱部位進(jìn)行控制，既要使其具有當(dāng)然的變形能力，又可以使薄弱層不發(fā)生轉(zhuǎn)移。這種手段能有效的提高其抗震性能。

二、 選擇合理的結(jié)構(gòu)體系

根據(jù)抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的不同，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)主要可分為框架———剪力墻結(jié)構(gòu)、 框架結(jié)構(gòu)、 剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)等幾種結(jié)構(gòu)體系，它們各自的受力特點(diǎn)以及抵抗水平力的能力，尤其在抗震性能上的表現(xiàn)也有所不同，適用用范圍也有一定的針對(duì)性。

（一） 框架結(jié)構(gòu)

框架結(jié)構(gòu)主要由柱與梁構(gòu)件以節(jié)點(diǎn)來(lái)進(jìn)行連接構(gòu)成?？蚣苤械牧汉椭惺苤怪焙奢d和水平荷載，在建筑的層數(shù)較少的情況下，水平荷載對(duì)結(jié)構(gòu)的影響很小，適于采用框架結(jié)構(gòu)體系。如果層數(shù)較多框架結(jié)構(gòu)在水平力的作用下，內(nèi)力分布均衡性較差，同時(shí)還存在著有的樓層層間屈服強(qiáng)度特別弱的情況；并且由于框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面慣性矩比較小，而導(dǎo)致側(cè)向變形較大和剛度較小，一旦遇到強(qiáng)烈地震，薄弱層首先屈服出現(xiàn)彈塑性變形，震害中一般是梁較輕柱較重柱頂重于柱底，尤其是邊柱與角柱的被破壞率更高。剪跨度小的短柱容易在柱中發(fā)生剪切破壞，通常情況下都是柱端出現(xiàn)彎曲性破壞。所以說(shuō)框架結(jié)構(gòu)在高度上有所限制主要用于層數(shù)較少的建筑和非抗震設(shè)計(jì)中。

（二） 剪力墻結(jié)構(gòu)

在剪力墻結(jié)構(gòu)中，剪力墻沿著橫縱方向多軸線斜交或者正交來(lái)布置，由鋼筋混凝土墻體來(lái)承受全部的豎向荷載和水平荷載，它是一種以彎曲變形為主的剛性結(jié)構(gòu)，它的抗側(cè)力強(qiáng)度要大于框架結(jié)構(gòu)，在水平力的作用下不但空間整體性不錯(cuò)而且側(cè)向變形較小。剪力墻結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)可分為小開(kāi)口墻、連肢墻和單肢墻。其中小開(kāi)口墻和單肢墻的截面內(nèi)力幾乎接近于按材料力學(xué)公式呈直線分布的規(guī)律。聯(lián)肢墻則主要通過(guò)連系梁來(lái)使各墻肢體來(lái)共同工作。地震力矩可由連梁對(duì)墻肢的約束力矩與多個(gè)墻肢的截面內(nèi)力矩來(lái)共同承擔(dān)，設(shè)計(jì)要以 “梁先屈服，然后是墻肢彎曲被破壞而導(dǎo)致承載內(nèi)力喪失?！睘樵瓌t。在連梁鋼筋屈服且有延性時(shí)大量的地震能量被吸收掉，彎矩和剪力得以繼續(xù)傳遞，對(duì)墻肢有約束作用。由于剪力墻結(jié)構(gòu)的自重比較大，建筑平面布置的局限性也比較大，對(duì)建筑內(nèi)部大空間的需求難以滿足，因此它多用于房間面積不大，墻體布置較多的建筑物中。

（三） 框架———剪力墻結(jié)構(gòu)

它主要是指在框架結(jié)構(gòu)中的合適部位增設(shè)剪力墻，是一種剛?cè)峤Y(jié)合的結(jié)構(gòu)體系，由若干道單片剪力墻與框架組成。在這種結(jié)構(gòu)體系中水平力由剪力墻與框架共同承擔(dān)，但是剪力墻與框架的剛度相差較大，變形狀態(tài)各有不同，必須要通過(guò)各層樓板來(lái)使它們的變形達(dá)到一致以達(dá)到剪力墻和框架協(xié)同工作的效果。從受力的特點(diǎn)上來(lái)進(jìn)行分析，剪切墻主要是以彎曲變形為主要特點(diǎn)，框架則是以剪切變形為主要特點(diǎn)，由于在變?yōu)樯系膮f(xié)調(diào)，建筑物遇震時(shí)，在底部剪力墻協(xié)助框架進(jìn)行抗震，在頂部框架則協(xié)助剪力墻來(lái)進(jìn)行抗震。兩種結(jié)構(gòu)各自發(fā)揮特點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)合抗震，抗震能力大為提高可適用于各種高度的建筑物。通過(guò)對(duì)以上三種抗震結(jié)構(gòu)方式的分析可以看出建筑物的用途與高度是選擇何種結(jié)構(gòu)方式的重點(diǎn)。

三、 選擇合理的結(jié)構(gòu)布置， 協(xié)調(diào)好建筑與結(jié)構(gòu)的關(guān)系

（一） 既要滿足建筑功能所要達(dá)到的要求，又要注意經(jīng)濟(jì)適用，利于施工。建筑物的開(kāi)間、 層數(shù)、層高以及進(jìn)深等體型和平面關(guān)系不但要滿足使用要求，還要把類型減少最好達(dá)到對(duì)標(biāo)準(zhǔn)層的重復(fù)使用。

（二）高層建筑的主要矛盾是對(duì)位移的控制，不但要從立面變化和平面體型等方面來(lái)考慮提高結(jié)構(gòu)的整體剛度來(lái)把結(jié)構(gòu)的位移減少。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置時(shí),必須加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的剛度以及整體性，重視對(duì)構(gòu)件的連接，使結(jié)構(gòu)各部分能以最有效的方式在結(jié)構(gòu)體上共同作用。重視基礎(chǔ)整體性的加強(qiáng)，能把基礎(chǔ)平移或者扭轉(zhuǎn)對(duì)結(jié)構(gòu)的側(cè)移影響減少，另外還要加強(qiáng)應(yīng)力比較復(fù)雜部位的強(qiáng)度和薄弱部位的強(qiáng)度。把結(jié)構(gòu)的整體寬度加強(qiáng)也能夠有效減少側(cè)移影響，在其它條件未發(fā)生變化時(shí)，變形與寬度的三次方成正比，所以說(shuō)對(duì)建筑體的高度與寬度加以限制對(duì)于抗震相當(dāng)有利，因體型偏重而扁的建筑體是不合適的，建筑體最好選擇剛度比較大的平面形狀， 比如說(shuō)圓形、方形、接近方形的矩形、Y 形等。也就是把建筑體的使用要求與多樣化和結(jié)構(gòu)的要求進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，有助于側(cè)向穩(wěn)定體系的建立。

（三） 為減少地震區(qū)在發(fā)生地震時(shí)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的局部以及整體造成的不利影響，應(yīng)當(dāng)注意建筑體的平面形狀要規(guī)整避免出現(xiàn)內(nèi)收或者外伸太大，層間屈服度和層間剛度的分布要均勻，建筑體主要抗側(cè)力的豎向構(gòu)件的截面尺寸、混凝土強(qiáng)度等級(jí)以及配筋量的改變，不要集中在同一樓層內(nèi)出現(xiàn)。在平面內(nèi)的長(zhǎng)與寬的比不能太大會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)的同步性差，應(yīng)當(dāng)使荷載合力作用線通過(guò)結(jié)構(gòu)剛度中心來(lái)把扭轉(zhuǎn)的影響減少。在對(duì)電梯間進(jìn)行布置時(shí)不應(yīng)把電梯間設(shè)置在端部的角區(qū)或者平面的凹角處，這會(huì)對(duì)剛度的對(duì)稱性產(chǎn)生不利影響。

四、 結(jié)構(gòu)的抗震性能的提高

在地震區(qū)進(jìn)行高層建筑不但要求結(jié)構(gòu)具有足夠的剛度與強(qiáng)度，抗震性能的提高也至關(guān)重要，所以建筑體具有一定的塑性變形能力來(lái)吸收能量，能有效減少地震的破壞。

（一） 框架結(jié)構(gòu)

在對(duì)框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡力做到不破壞節(jié)點(diǎn)，通常情況下梁比柱的屈服要早一些，在同一層中各柱的兩端屈服的時(shí)間長(zhǎng)一些有利于對(duì)建筑體的保護(hù)，底層柱底的塑性鉸最好晚一些形成，必須使梁柱端的塑性鉸出現(xiàn)得盡可能分散，以便使抗震能力得以充分發(fā)揮。要使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有足夠的延展性與承載力，在設(shè)計(jì)時(shí)必須遵循“強(qiáng)柱弱梁” 、“強(qiáng)剪弱彎” 、“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”的原則，柱截面尺寸的設(shè)計(jì)要合理，構(gòu)造配筋要求必須要達(dá)到，尤其是節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造必須加強(qiáng)。

（二） 框架———剪力墻結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)

對(duì)于剪力墻結(jié)構(gòu)和框架———剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻的高與寬的比不易小于 2，這樣在地震的作用下會(huì)呈現(xiàn)出彎剪型破壞，并且塑性屈服在墻的底部出現(xiàn)。連梁的塑性屈服最好在梁端，并且要有足夠的變形能力。在遵循“強(qiáng)墻弱梁”的原則下把墻肢的承載力加強(qiáng)，能提高抗震能力，能避免墻肢被剪切而破壞。

結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，隨著我國(guó)高層建筑體的迅猛發(fā)展，對(duì)高層建筑體的抗震要求也越來(lái)越高，科學(xué)的高層建筑體的抗震設(shè)計(jì)必將會(huì)將損失減到更小，希望通過(guò)本文的認(rèn)識(shí)有助于建筑行業(yè)者完善建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，建造出抗震能力更加優(yōu)秀的杰作。

參考文獻(xiàn)：

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