高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程精選(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)規(guī)程，期待它們能激發(fā)您的靈感。

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關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；工程規(guī)則性；多道設(shè)防

Abstract: In this paper, the structure design of high-rise building application contrast, description of the bearing capacity, stiffness and ductility for the leading goal, design wind and earthquake are ideal for high-rise building is completely possible. Around high-rise structure design engineering rules and multiple protection design this paper describes the structure design of high-rise building’s key concepts and design ideas.

Key words: high-rise building; structure design; engineering rules; multiple protections

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

一個(gè)建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)首先要明確抗震設(shè)防情況、場(chǎng)地情況等。結(jié)構(gòu)方案是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，只有正確選擇結(jié)構(gòu)方案，才能在設(shè)計(jì)中貫徹執(zhí)行國(guó)家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，做到安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、方便施工，保證質(zhì)量。應(yīng)根據(jù)材料性能、結(jié)構(gòu)型式、受力特點(diǎn)和建筑使用要求及施工條件等因素合理選擇結(jié)構(gòu)方案[1]。作為一個(gè)合理的結(jié)構(gòu)方案，其技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果應(yīng)當(dāng)是好的或比較好的，因?yàn)樗墙Y(jié)構(gòu)方案的綜合評(píng)價(jià)。本文以馬那瓜美洲銀行大樓實(shí)例為據(jù)圍繞在設(shè)計(jì)和構(gòu)造上利用多道設(shè)防的思想，如框架結(jié)構(gòu)采用強(qiáng)柱弱梁設(shè)計(jì)，梁屈服后柱仍能保持穩(wěn)定；框架—剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成連梁首先屈服，然后是墻肢，框架作為第三道防線；剪力墻結(jié)構(gòu)能過(guò)構(gòu)造措施保證連梁先屈服，并通過(guò)空間整體性形成高次超靜定等的工程抗震設(shè)計(jì)應(yīng)用。

一、工程規(guī)則性與多道設(shè)防的實(shí)際工程對(duì)比應(yīng)用

馬那瓜地處太平洋火山地震帶東側(cè)，近100年來(lái)已遭受4次強(qiáng)烈地震的襲擊。1972年12月22日夜至23日凌晨的一次突發(fā)性強(qiáng)烈地震和震后的大火，使城市幾乎全部被毀（市區(qū)92%的建筑被摧毀），地面下沉12英寸，死傷數(shù)萬(wàn)人（5000--10000人死亡），損失達(dá)10多億美元，至今仍然可以看到地震的遺跡。 震級(jí)6.2，烈度估計(jì)8度，該次地震，地面加速度為0.35g，幾乎是設(shè)計(jì)地震0.06g的6倍。大地震后，高18層，1963年設(shè)計(jì)的馬那瓜美洲銀行大樓（當(dāng)時(shí)最高）只是出現(xiàn)了一些裂縫，而同位于市區(qū)的15層的馬拉瓜中央銀行卻嚴(yán)重受損（震后拆除），周圍建筑物也發(fā)生大規(guī)模倒塌，5000多人死亡。當(dāng)時(shí)，這個(gè)消息幾乎傳遍了整個(gè)尼加拉瓜，相距如此近（培訓(xùn)四P11：毗鄰）的建筑，為何有這般差別？人們發(fā)現(xiàn)，馬那瓜美洲銀行大樓之所以輕微受損，是由于它的形狀非常規(guī)則、對(duì)稱，且運(yùn)用了多道設(shè)防設(shè)計(jì)思想。而中央銀行平面和豎向上都不規(guī)則。

（1）中央銀行平面不規(guī)則：四個(gè)樓梯間，偏置塔樓西側(cè)，再加上西端有填充墻，地震時(shí)產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)偏心效應(yīng)。四層以上的樓板僅50mm厚，擱置在14m長(zhǎng)的小梁上，小梁的全高僅450mm，這樣一個(gè)樓面體系是十分柔弱的，抗側(cè)力的剛度很差，在水平地震作用下產(chǎn)生很大的樓板水平變形和豎向變形。

豎向不規(guī)則：塔樓的上部（四層樓面以上），北、東、西三面布置了密集的小柱子，共64根，支承在四樓板水平處的過(guò)渡大當(dāng)人上，大梁又支承在其下面的10根1mx1.55m柱子上（間距9.4m），形成上下兩部分嚴(yán)重不均勻、不連續(xù)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。主要破壞：A、第四層與第五層之間，周圍柱子嚴(yán)重開裂，柱鋼筋壓屈（豎向剛度和承載力突變）。B、橫向裂縫貫穿三層以上的所有樓板（有的寬達(dá)10mm），直至電梯井的東側(cè)。C、塔樓的西立面、其他立面的窗下和電梯井處的空心磚填充墻及其他非結(jié)構(gòu)構(gòu)件均嚴(yán)重破壞或倒塌。美國(guó)加州大學(xué)伯克萊分校在震后對(duì)其計(jì)算分析表明：A、結(jié)構(gòu)存在十分嚴(yán)重的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)；B、塔樓三層以上北面和南面的大多數(shù)柱子抗剪能力大大不足，率先破壞；C、在水平地震作用下，柔而長(zhǎng)的樓板產(chǎn)生可觀的豎向運(yùn)動(dòng)等。（2）美洲銀行

結(jié)構(gòu)系統(tǒng)平面豎向均勻?qū)ΨQ。概念設(shè)計(jì)思想為多道防線、剛?cè)峤Y(jié)合。先由4個(gè)4.6m等邊的L形柔性筒（H/b=13.3>>7），通過(guò)每層的連梁組成一個(gè)11.6mx11.6m的正方形核心筒用為主要抗震結(jié)構(gòu)。在風(fēng)荷載和抗震設(shè)防烈度的地震作用下具有很大的抗彎剛度（H/b≈5），為了預(yù)防罕遇強(qiáng)烈地震，有意識(shí)地在連梁的中部開了較大的孔洞，一方面可以用來(lái)穿越通風(fēng)管道，減小樓層結(jié)構(gòu)高度；另一方面是有意地形成結(jié)構(gòu)總體系（第一道防線）中的預(yù)定薄弱環(huán)節(jié)，在未來(lái)遭遇強(qiáng)烈地震時(shí)，通過(guò)控制首先在連梁處開裂、屈服、出現(xiàn)塑性鉸，從而變成具有延性和耗能能力的結(jié)構(gòu)體系（第二道防線），即各分體系（L形筒）作為獨(dú)立的抗震單元，則整體結(jié)構(gòu)變?nèi)幔芷谧冮L(zhǎng)，阻尼增加，地震動(dòng)力反應(yīng)將大大地減小，從而可以繼續(xù)保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和良好的受力性能。即使在超出彈性極限的情況下，仍具有塑性強(qiáng)度，可以做到較大幅度的搖擺而不倒塌。為確保每一L形柔筒都可以作為有效的獨(dú)立抗震單元，林在L形筒的每面墻內(nèi)的配筋幾乎都是一樣的。

震后調(diào)查正如設(shè)計(jì)所預(yù)料那樣，核心筒的連梁發(fā)生剪切破壞，是整個(gè)結(jié)構(gòu)能觀察到的主要破壞。連梁混凝土保護(hù)層剝落、開裂，這較易修復(fù)。墻體沒有開裂，只是在核心筒的墻面上掉下了幾塊大理石飾面。這充分說(shuō)明，雖然主體結(jié)構(gòu)沒有開裂，但剪力墻內(nèi)已具有很高的應(yīng)力[2]。也就是說(shuō)在地震的剪力和彎矩作用下，墻仍處于彈性階段。伯克利大學(xué)的教授V．Bertero在震后對(duì)該建筑作了動(dòng)力分析，見下表。

可見，當(dāng)核心筒連梁破壞后，四個(gè)L形角筒獨(dú)立作用時(shí)，結(jié)構(gòu)的自振周期和頂部位移明顯加大，而基底剪力和傾覆力矩卻明顯減小。在正常工狀態(tài)下，即在風(fēng)荷載或設(shè)防烈度的地震作用下，設(shè)計(jì)所選擇的結(jié)構(gòu)圖的自振周期T=1.3s，相當(dāng)于0.72n，頂部側(cè)移12cm，相當(dāng)于1/500樓高。美洲銀行大樓的抗震實(shí)例說(shuō)明了以承載力、剛度和延性為主導(dǎo)目標(biāo)，設(shè)計(jì)抗議風(fēng)和抗震都比較理想的高層建筑是完全可能的。在風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)的整體剛度大，有較高的自振頻率；而在罕遇的強(qiáng)烈地震作用下，可通過(guò)發(fā)揮延性（其中包括結(jié)構(gòu)延性、構(gòu)件延性或截面延性）與耗能能力使結(jié)構(gòu)仍具有足夠的承載力。二、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用體會(huì)

高層建筑結(jié)構(gòu)至關(guān)重要的就是使結(jié)構(gòu)承載力、剛度、能量耗散和延性等多種性能得到最佳組合。選擇有利的建筑體型，是減少高層建筑結(jié)構(gòu)風(fēng)載效應(yīng)、地震作用效應(yīng)和側(cè)移的重要手段之一。建筑體型又與建筑平面形狀、建筑立面形狀和房屋的高度等因素密切相關(guān)。與H，H/B，L/B，突出和收進(jìn)尺寸，細(xì)部尺寸等有關(guān)。

建筑設(shè)計(jì)應(yīng)符合抗震概念設(shè)計(jì)的要求，不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案。建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者在高層建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)特別重視規(guī)程中有關(guān)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的各項(xiàng)規(guī)定,設(shè)計(jì)中不能陷入只憑計(jì)算的誤區(qū)。若結(jié)構(gòu)嚴(yán)重不規(guī)則、整體性差，則僅按目前的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算水平，難以保證結(jié)構(gòu)的抗震、抗風(fēng)性能，尤其是抗震性能。抗震概念設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、規(guī)則和均勻性、整體性、鋼度和抗震能力等準(zhǔn)則。

1．結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單是指結(jié)構(gòu)在地震作用下具有直接和明確的傳力途徑，結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型、內(nèi)力和位移分析以及限制薄弱層部位出現(xiàn)都易于把握，對(duì)結(jié)構(gòu)抗震性能的估計(jì)也比較可靠。

2．結(jié)構(gòu)的規(guī)則和均勻性。沿豎向建筑造型和結(jié)構(gòu)布置比較均勻，避免剛度、承載力和傳力途徑的突變，以限制豎向出現(xiàn)薄弱部位。建筑平面比較規(guī)則，平面內(nèi)結(jié)構(gòu)布置比較均勻，使建筑物分布質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力能以比較短和直接的途徑傳遞，并使質(zhì)量分布與結(jié)構(gòu)剛度分布協(xié)調(diào)，限制質(zhì)量和剛度之間的偏心。

3．結(jié)構(gòu)的剛度和抗震能力。可使結(jié)構(gòu)沿平面上兩個(gè)主軸方向具有足夠的剛度和抗震能力。結(jié)構(gòu)的抗震能力是結(jié)構(gòu)承載力及延性的綜合反映。結(jié)構(gòu)剛度選擇時(shí)注意控制結(jié)構(gòu)變形的增大，過(guò)大的變形也會(huì)因效應(yīng)過(guò)大而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞[3]。結(jié)構(gòu)除需要滿足水平方向的剛度和變形能力外，還應(yīng)具有足夠的抗扭剛度和抵抗扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的能力。4．結(jié)構(gòu)的整體性。高層建筑結(jié)構(gòu)中，樓蓋對(duì)于結(jié)構(gòu)的整體性起到非常重要的作用。樓蓋體系最重要的作用是提供足夠的面內(nèi)剛度的抗力，并與豎向各子結(jié)構(gòu)有效連接。高層建筑基礎(chǔ)的整體性以及基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)的可靠連接是結(jié)構(gòu)整體性的重要保證。

參考文獻(xiàn)：

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

1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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)程中需要注意和遵循的重要標(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)。總體來(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)：

1.1 基礎(chǔ)方案合理。

合理的建筑結(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，設(shè)計(jì)單位需要根據(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)勘察報(bào)告，最大程度的發(fā)揮建筑物地基的潛力，必要的情況下設(shè)計(jì)人員還需要對(duì)地基的變形做好相應(yīng)的驗(yàn)算。另一方面，設(shè)計(jì)單位還需要對(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)上獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益。

1.2 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)或者是鋼節(jié)點(diǎn)，設(shè)計(jì)單位在進(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)。

1.3 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設(shè)計(jì)單位經(jīng)常忽略的，那就是結(jié)構(gòu)措施完善原則。設(shè)計(jì)單位在進(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)，設(shè)計(jì)單位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。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題與策略

2.1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)高度問題及解決。

我國(guó)有關(guān)部門對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)體系的最大高度問題，出臺(tái)了一系列的規(guī)章制度，對(duì)其進(jìn)行了嚴(yán)格的規(guī)定與規(guī)范，其中之一便是《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》。該《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)體系的高度問題規(guī)定，主要是從經(jīng)濟(jì)性以及適用性等方面進(jìn)行規(guī)范的。《規(guī)程》所規(guī)定的結(jié)構(gòu)體系最適宜高度，不僅僅與我國(guó)建筑施工技術(shù)水平以及建筑水平相關(guān)，而且還與我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，與建筑工程規(guī)范體系相協(xié)調(diào)。但是在實(shí)際的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及施工中，出現(xiàn)了許多與《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定相違背的高度。舉例來(lái)講，在有些建筑物設(shè)計(jì)以及施工過(guò)程中，甚至出現(xiàn)了高達(dá)四百多米的組合機(jī)構(gòu)大廈以及三百多米的混凝土結(jié)構(gòu)體系的廣場(chǎng)。尤其是近幾年來(lái)，建筑物的高度不斷增加，建筑物自身的參考系數(shù)已經(jīng)超出了《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定，例如在安全指標(biāo)、荷載取值以及延性要求、材料性能、力學(xué)模型選擇等方面。為此，對(duì)于這些高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)高度問題，設(shè)計(jì)單位需要嚴(yán)格根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》等有關(guān)規(guī)定，對(duì)設(shè)計(jì)高度保持科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。

2.2 鋼筋混凝土梁承載力問題及解決。

一般來(lái)講，城市高層建筑主要是以寫字樓以及其他辦公場(chǎng)所為主，因此，在實(shí)際的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)單位需要著重考慮到空調(diào)、消防等設(shè)備。這些設(shè)備不同于其他設(shè)備，它們往往是布置于樓層的梁底之下的，如果沒有梁底開洞，就沒有辦法進(jìn)行設(shè)備的安裝。因此，在設(shè)備安裝之前，設(shè)計(jì)單位需要對(duì)梁的承載力進(jìn)行分析以及計(jì)算，避免出現(xiàn)由于梁底承載力不足而出現(xiàn)安全結(jié)構(gòu)問題。對(duì)于梁底開洞之后的承載力，設(shè)計(jì)單位可以通過(guò)孔洞周邊補(bǔ)強(qiáng)筋以及開孔梁撓度、裂縫寬度等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。對(duì)于鋼筋混凝土梁腹部開孔，國(guó)家出臺(tái)了有關(guān)政策，例如《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》《混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)造手冊(cè)》等，對(duì)于鋼筋混凝土梁腹部開孔的位置、流程、環(huán)節(jié)以及大小等進(jìn)行了科學(xué)的規(guī)定。設(shè)計(jì)單位在進(jìn)行鋼筋混凝土梁承載力計(jì)算時(shí)，還需要參考不同種類腹部開孔方式，提高鋼筋混凝土梁承載力計(jì)算的精確度，這對(duì)于提高建筑物的穩(wěn)定性以及安全性意義重大。除此之外，還可以對(duì)鋼筋混凝土梁承載力進(jìn)行有效地計(jì)算。在計(jì)算過(guò)程中還需參考不同種類的腹部開孔方式。

2.3 抗震構(gòu)造與框架梁設(shè)計(jì)問題及解決。

為了進(jìn)一步提高城市高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性以及穩(wěn)定性，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單位在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面做出了重大的努力，取得了重大的突破，高層建筑結(jié)構(gòu)安全性以及穩(wěn)定性水平得到進(jìn)一步提升。但是由于我國(guó)的建筑物抗震標(biāo)準(zhǔn)較低，在抗震與構(gòu)造方面，很難處理好結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與抗震烈度之間的關(guān)系。為此，在實(shí)際的高層建筑抗震與構(gòu)造設(shè)計(jì)中，抗震與構(gòu)造設(shè)計(jì)需要有一定的彈性，這樣才可以滿足高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性以及穩(wěn)定性要求。舉例來(lái)講，中震烈度的重現(xiàn)期是475年，被超越率是10%；大震的重現(xiàn)期約為2000年，被超越率是2%。我國(guó)建筑構(gòu)造規(guī)定的安全度及抗震計(jì)算方法也相對(duì)較低，且在軸壓比、配筋率以及梁柱承載力匹配程度等抗震延性的相關(guān)規(guī)定也不夠嚴(yán)格。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)造價(jià)在建筑整體投資之中比例的減少也應(yīng)給予重視，尤其是在高烈度區(qū)域應(yīng)有嚴(yán)格的抗震方法以及構(gòu)造措施來(lái)保證建筑物結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性。另一方面，在實(shí)際的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中還需要進(jìn)一步解決與框架柱和剪力墻相連的框架梁設(shè)計(jì)問題。就高層建筑結(jié)構(gòu)的截面設(shè)計(jì)而言，豎向變形差過(guò)大通常會(huì)導(dǎo)致與框架柱和剪力墻相連的框架梁出現(xiàn)超筋現(xiàn)象，進(jìn)而影響到框架梁截面設(shè)計(jì)。

框架梁端部豎向變形差所引起的剪力和固端彎矩的計(jì)算函數(shù)式如下：

其中，MAB/MBA為框架梁固端彎矩；QAB/QBA為框架梁端剪力；Δ為框架梁端部豎向變形差；Ib為框架梁截面慣性矩；I為框架梁計(jì)算長(zhǎng)度。

針對(duì)與框架柱和剪力墻相連的框架梁超筋問題，可以從優(yōu)化結(jié)構(gòu)的軸壓比以及提高計(jì)算方法的合理性兩個(gè)方面進(jìn)行解決。

篇3

針對(duì)當(dāng)前復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題，闡述了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的選擇，包括結(jié)構(gòu)方案的選擇和結(jié)構(gòu)類型的選擇，并分析了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，以期為復(fù)雜高層與超高層建筑的建設(shè)提供一定的理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：

復(fù)雜高層建筑；超高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)類型

隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程的不斷加快，復(fù)雜高層與超高層建筑工程的項(xiàng)目建設(shè)需求越來(lái)越大。然而，其建設(shè)設(shè)計(jì)過(guò)程的復(fù)雜程度也在不斷加深，尤其是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。做好結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作是保障建筑物使用安全性和經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵。對(duì)于復(fù)雜高層建筑或者是超高層建筑，要根據(jù)它們所承受的不同強(qiáng)度來(lái)開展抗震設(shè)防烈度的設(shè)計(jì)工作。

1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的選擇

1.1結(jié)構(gòu)方案和結(jié)構(gòu)類型的選擇在設(shè)計(jì)復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，結(jié)構(gòu)方案選擇的合理性是決定其建設(shè)質(zhì)量的關(guān)鍵。對(duì)于復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)方案的選擇，如果沒有根據(jù)實(shí)際工程情況進(jìn)行，就很容易導(dǎo)致建設(shè)后期中的調(diào)整。這就在一定程度上增加了復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)難度，從而為建筑設(shè)計(jì)單位帶來(lái)較大的修改工作量和經(jīng)濟(jì)損失。因而，復(fù)雜高層與超高層建筑的設(shè)計(jì)單位在結(jié)構(gòu)方案的選擇過(guò)程中，應(yīng)充分結(jié)合相關(guān)的建筑結(jié)構(gòu)專業(yè)知識(shí)，并將其應(yīng)用到設(shè)計(jì)當(dāng)中。對(duì)于結(jié)構(gòu)類型的選擇，設(shè)計(jì)人員不僅要將工程建設(shè)地的巖土工程地質(zhì)條件考慮在內(nèi)，還要將抗震設(shè)防烈度的要求考慮在內(nèi)。這樣才能降低工程建設(shè)企業(yè)復(fù)雜高層與超高層建筑工程的造價(jià)。由此可以看出，在選擇結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)類型時(shí)，需要認(rèn)真考慮工程的造價(jià)和施工的合理性。

1.2結(jié)構(gòu)方案和結(jié)構(gòu)類型的選擇要點(diǎn)結(jié)構(gòu)方案和結(jié)構(gòu)類型的選擇應(yīng)注重復(fù)雜高層與超高層建筑的概念設(shè)計(jì)。由大量的設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)得出，在復(fù)雜高層與超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，要盡可能地提升建筑結(jié)構(gòu)的均勻性和規(guī)則性，保證建筑工程結(jié)構(gòu)的傳力途徑直接而清晰，尤其是結(jié)構(gòu)豎向和抗側(cè)力的傳力途徑。隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，如何實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的建設(shè)目標(biāo)已經(jīng)成為研究人員重點(diǎn)關(guān)注的問題。

2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1抗震設(shè)防烈度復(fù)雜高層與超高層建筑抗震設(shè)防烈度的設(shè)計(jì)是保證建筑物使用安全的重要設(shè)計(jì)內(nèi)容。對(duì)于復(fù)雜高層與超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)人員要根據(jù)其承受的不同強(qiáng)度來(lái)開展抗震設(shè)防烈度的設(shè)計(jì)工作。然而，由于建筑物高度是不同的，這就意味著在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要依據(jù)實(shí)際工程情況進(jìn)行有針對(duì)性的設(shè)計(jì)。一般情況下，復(fù)雜高層與超高層建筑高度均超過(guò)300m，那么在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，就不適合將其設(shè)計(jì)在抗震設(shè)防烈度為“八”的區(qū)域，而更適合設(shè)計(jì)在抗震設(shè)防烈度為“六”的區(qū)域。由此可以看出，在設(shè)計(jì)復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，要綜合考慮抗震設(shè)防烈度的具體情況。這樣做，不僅可以有效減少建設(shè)誤差，還可以保障居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。此外，提高復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震技術(shù)水平，能夠在一定程度上增強(qiáng)建筑物的經(jīng)濟(jì)性和安全性。因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)從細(xì)節(jié)出發(fā)，秉承“以人為本”的設(shè)計(jì)理念。只有這樣，才能有效保障人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。

2.2結(jié)構(gòu)舒適度確保復(fù)雜高層與超高層建筑水平振動(dòng)舒適度是樹立“以人為本”重要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念的基礎(chǔ)。從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般方法來(lái)說(shuō)，復(fù)雜高層與超高層建筑的結(jié)構(gòu)是相對(duì)柔軟的。因而，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，不僅要保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性，更要滿足建筑物使用人群對(duì)舒適度的要求。這就意味著要對(duì)高層建筑的高鋼規(guī)程和混凝土規(guī)程作出明確的設(shè)計(jì)要求。這一過(guò)程是使高層建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)達(dá)到順風(fēng)向和橫風(fēng)向頂點(diǎn)的最大加速度的重要設(shè)計(jì)內(nèi)容。結(jié)構(gòu)舒適度分析是復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要組成部分。具體內(nèi)容包括以下兩方面：①對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的建筑來(lái)說(shuō)，其設(shè)計(jì)的阻尼比最好取0.05；②對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)以及混合結(jié)構(gòu)的建筑來(lái)說(shuō)，其設(shè)計(jì)的阻尼比要根據(jù)工程項(xiàng)目的實(shí)際情況控制在0.01～0.02之間。此外，從復(fù)雜高層與超高層建筑的建設(shè)用途來(lái)看，公共建筑的水平振動(dòng)指標(biāo)限值與公寓類建筑的指標(biāo)限制存在較大的差異，因此，設(shè)計(jì)人員要根據(jù)建筑使用功能的不同進(jìn)行差異性設(shè)計(jì)，比如可以通過(guò)優(yōu)化TMD技術(shù)或TLD技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣一來(lái)，就可以在復(fù)雜高層與超高層建筑水平振動(dòng)舒適度不合格的情況下，進(jìn)一步提升建筑物的舒適度水平。

2.3施工過(guò)程可行性是對(duì)復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)必須要考慮的問題，否則，即使設(shè)計(jì)得再合理、先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用得再多，也無(wú)法滿足實(shí)際建設(shè)要求。因此，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要充分考慮鋼材的傳力效果以及復(fù)雜節(jié)點(diǎn)部位鋼筋的可靠性、施工建設(shè)的可操作性。這也是設(shè)計(jì)人員在對(duì)復(fù)雜高層與超高層建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中必將會(huì)涉及到的問題。要想解決型鋼與其混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)處主筋相交的問題，可采用以下四種設(shè)計(jì)方法對(duì)其進(jìn)行有針對(duì)性的設(shè)計(jì)：①將鋼筋與其表面的加勁板進(jìn)行焊接處理；②將鋼筋繞過(guò)型鋼；③通過(guò)在鋼板上開洞的方式來(lái)穿鋼筋；④在型鋼與其混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)表面焊接鋼筋、連接套筒。由于復(fù)雜高層與超高層建筑的建設(shè)要求越來(lái)越高，因此，可以采取一些特殊的施工工藝，這也是保證建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的有效措施。

3結(jié)束語(yǔ)

總而言之，復(fù)雜高層與超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)是將結(jié)構(gòu)方案和結(jié)構(gòu)類型、抗震設(shè)防烈度、結(jié)構(gòu)舒適度以及施工的具體過(guò)程考慮在內(nèi)，同時(shí)，還要將提高建筑構(gòu)件的材料利用效率和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可行性作為設(shè)計(jì)重點(diǎn)。這是因?yàn)樯鲜鰞?nèi)容是提升復(fù)雜高層與超高層建筑質(zhì)量的重要保障。由此可以看出，復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所有過(guò)程的實(shí)現(xiàn)都離不開設(shè)計(jì)人員對(duì)工程建設(shè)項(xiàng)目的全面了解。

參考文獻(xiàn)

［1］劉軍進(jìn)，肖從真，王翠坤，等.復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)［J］.建筑結(jié)構(gòu)，2011（11）：34-40.

［2］黃鶴.復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)探討［J］.才智，2012（04）：24-25.

篇4

【關(guān)鍵詞】建筑機(jī)構(gòu)；設(shè)計(jì)；常見問題；解決措施

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中地基計(jì)存在的具體問題

1.1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)地基埋設(shè)所進(jìn)行的設(shè)計(jì)不夠合理

建筑物的地基設(shè)計(jì)要根據(jù)《鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》中的具體要就進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，然而在現(xiàn)實(shí)的基礎(chǔ)地基設(shè)計(jì)中高層建筑基礎(chǔ)有效埋置深度不足的問題非常普遍，建筑地基作為承受建筑結(jié)構(gòu)物荷載的巖體埋設(shè)深度不符合建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，將嚴(yán)重影響到地基的有效承載能力，當(dāng)?shù)鼗喜康慕ㄖY(jié)構(gòu)荷載超過(guò)地基可承受的荷載范圍時(shí)，地基會(huì)受到破壞甚至產(chǎn)生變形，地基質(zhì)量一旦出現(xiàn)問題，將嚴(yán)重威脅建筑結(jié)構(gòu)的安全性能，對(duì)居民的正常使用造成威脅。

1.2 地基設(shè)計(jì)過(guò)程中忽視了地基沉降問題

在具體的設(shè)計(jì)過(guò)程中設(shè)計(jì)工作人員應(yīng)針對(duì)施工的具體環(huán)境，對(duì)天然地基與人工的地基的沉降量進(jìn)行科學(xué)的估算，并在施工過(guò)程中對(duì)建筑地基的沉降量實(shí)施嚴(yán)格的控制，并采取有效措施保證建筑結(jié)構(gòu)中不同部位的地基沉降要基本保持一致，不可存在較大的差異。只有這樣才不至于因地基沉降問題導(dǎo)致建筑物上部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂痕，影響建筑的使用性能。然而在具體的地基設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員往往忽視了對(duì)地基沉降問題的綜合分析與研究，最終導(dǎo)致地基變形，難以維持建筑物的正常使用，給建筑單外以及用戶造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系選型、布置及構(gòu)造方面存在的常見問題

2.1 房屋高度、高寬比超過(guò)現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程的限值

現(xiàn)行的規(guī)范、規(guī)程給出了房屋的最大適用高度和高寬比限值。審查中發(fā)現(xiàn)某些高層建筑房屋高度超過(guò)最大適用高度或高寬比超出規(guī)定限值，個(gè)別高層建筑房屋高度和高寬比均超出規(guī)定限值，且既無(wú)可靠的設(shè)計(jì)依據(jù)。在抗震設(shè)防區(qū)也沒有采取有效的抗震加強(qiáng)措施，給結(jié)構(gòu)抗震帶來(lái)一定的隱患。根據(jù)建設(shè)部第59 號(hào)令，對(duì)于房屋高度、高寬比和體型復(fù)雜程度超過(guò)現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程的高層建筑，應(yīng)按超限高層建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)，并按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)專項(xiàng)審查。

另外還有一點(diǎn)常被設(shè)計(jì)人員所忽視的是，房屋適用高度除與結(jié)構(gòu)體系類型及抗震設(shè)防烈度有關(guān)外，尚與場(chǎng)地類別和結(jié)構(gòu)是否規(guī)則等因素有關(guān)，當(dāng)位于Ⅳ類場(chǎng)地或結(jié)構(gòu)平面與豎向布置不規(guī)則時(shí)，其最大適用高度應(yīng)適當(dāng)降低。

2.2 建筑結(jié)構(gòu)的布置缺乏合理性，結(jié)構(gòu)布置不規(guī)則

建筑結(jié)構(gòu)的布置是否合理對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的抗震效果有著非常重要的影響。建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則布置主要是指對(duì)建筑結(jié)構(gòu)平面、立面的外型尺寸進(jìn)行合理布置，同時(shí)還要兼顧建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量分布以及建筑結(jié)構(gòu)中抗側(cè)力構(gòu)建的具體分布情況，將影響建筑結(jié)構(gòu)安全使用性能的各主要建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行有機(jī)整合，合理布置。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不規(guī)則的結(jié)構(gòu)布置問題非常普遍，而且這一問題的存在很難用簡(jiǎn)單的定量指標(biāo)來(lái)加以規(guī)范，為此解決建筑結(jié)構(gòu)中的不合理布局具有一定的難度。

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行布置時(shí)由于缺乏標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的有效指導(dǎo)，同時(shí)由于缺乏對(duì)結(jié)構(gòu)抗震的理念的足夠認(rèn)識(shí)，在進(jìn)行具體結(jié)構(gòu)布置時(shí)主觀隨意性非常大，有的設(shè)計(jì)人員甚至盲目服從業(yè)主的喜好以及建筑工程師的要求，導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)布置缺乏規(guī)則性，建筑結(jié)構(gòu)的抗震效果受到極大的破壞，為建筑的安全使用埋下隱患。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中布置不規(guī)范的例子比比皆是，下面簡(jiǎn)單列舉幾個(gè)比較常見的例子：高層建筑中存在樓層錯(cuò)層問題，樓層錯(cuò)層問題主要是因樓層內(nèi)部樓板缺乏連續(xù)性，樓板結(jié)構(gòu)不是統(tǒng)一的整體，這一問題的存在極大地削弱了建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力；高層建筑中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不統(tǒng)一，不同的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)無(wú)法形成合力來(lái)抵御外部作用力對(duì)建筑物所造成的影響；在高層建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)，水暖與用電安裝工作需要對(duì)樓板進(jìn)行開洞，這些工作的進(jìn)行往往導(dǎo)致樓板開洞率過(guò)高，有的甚至近乎于30%左右，嚴(yán)重影響了樓板的整體性與承重效果，不利于維護(hù)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全使用性。在具體的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員與施工人員應(yīng)采取有效措施，盡量避免這些問題的存在，使建筑結(jié)構(gòu)盡量趨近于規(guī)則，保障建筑物的安全性與穩(wěn)定性。

2.3 建筑結(jié)構(gòu)中樓板、樓柱等主要承重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問題

樓板是建筑上部結(jié)構(gòu)的主要承重結(jié)構(gòu)，樓板的設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)人員對(duì)樓板的實(shí)際承重情況有清醒的認(rèn)識(shí)，并對(duì)樓板的具體設(shè)計(jì)進(jìn)行認(rèn)真地計(jì)算，同時(shí)還要根據(jù)樓板內(nèi)雙向板的長(zhǎng)短跨向的不同來(lái)對(duì)樓板配筋進(jìn)行科學(xué)的計(jì)算，只有這樣才能保證樓板在遭受外力作用時(shí)能夠保持穩(wěn)定，避免房倒屋塌的慘劇發(fā)生。同時(shí)還要在設(shè)計(jì)時(shí)保證樓板與房梁、樓柱等主要承重結(jié)構(gòu)之間相互連接，渾然一體，只有這樣才能夠保障建筑機(jī)構(gòu)整體的安全性與穩(wěn)固性。然而設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行建筑物內(nèi)承重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，沒有堅(jiān)持建筑機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則進(jìn)行，此外建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在執(zhí)行具體設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)還帶有極大的隨意性與盲目性。

2.4 異形柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題

近年來(lái)，我國(guó)在進(jìn)行住宅建設(shè)中，特別是高層或小高層住宅，有些采用了異形柱結(jié)構(gòu)。由于缺少相應(yīng)的設(shè)計(jì)依據(jù)和規(guī)定，目前在異形柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題很多，也比較突出，主要表現(xiàn)在異形柱結(jié)構(gòu)房屋的高度超高、體型不規(guī)則、結(jié)構(gòu)布置不合理、抗震構(gòu)造措施不當(dāng)?shù)确矫妗?/p>

應(yīng)當(dāng)說(shuō)，目前國(guó)內(nèi)對(duì)異形柱的受剪承載力、節(jié)點(diǎn)承載力和結(jié)構(gòu)延性等方面的試驗(yàn)研究還不多，對(duì)異形柱結(jié)構(gòu)抗震性能的認(rèn)識(shí)還不夠充分。在這種情況下，設(shè)計(jì)異形柱結(jié)構(gòu)時(shí)，對(duì)房屋高度、結(jié)構(gòu)規(guī)則性及抗震措施等方面宜從嚴(yán)掌握。

2.5 結(jié)構(gòu)縫設(shè)置不合理，縫寬度不足

對(duì)于超長(zhǎng)建筑物，為減少溫度變化對(duì)結(jié)構(gòu)的不利影響，合理地設(shè)置伸縮縫是必要的。有些設(shè)計(jì)人員提出用后澆帶代替伸縮縫，筆者認(rèn)為此種做法并不一定妥當(dāng)。因?yàn)楹鬂矌H能減少混凝土材料干縮的影響，不能解決溫度變化的影響。后澆帶處的混凝土封閉后，若結(jié)構(gòu)再受溫度變化的影響，后澆帶就不能再起任何作用了。對(duì)于不能或不便設(shè)置溫度伸縮縫的超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，除留設(shè)施工后澆帶外，還應(yīng)采取其它構(gòu)造加強(qiáng)措施，如加強(qiáng)頂層屋面的保溫隔熱措施，對(duì)受溫度變化影響較大的部位適當(dāng)配置直徑較小、間距較密的溫度筋，或采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)等。

2.6 采取的結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)有誤

對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)經(jīng)常做出錯(cuò)誤的判斷，例如：異形柱結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)的劃分不同于普通框架；框- 剪結(jié)構(gòu)中框架部分抗震等級(jí)的劃分常常出現(xiàn)差錯(cuò)；裙房結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)劃分常常有誤。當(dāng)裙房與主樓分開時(shí)，應(yīng)按裙房本身確定抗震等級(jí)；但當(dāng)裙房與主樓相連時(shí)，裙房抗震等級(jí)不應(yīng)低于主樓的抗震等級(jí)；超限高層建筑結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)的劃分不能再以現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程為依據(jù)。根據(jù)建設(shè)部第59 號(hào)令，應(yīng)采取比現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程更嚴(yán)的抗震措施，因此超限高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)應(yīng)適當(dāng)提高，滿足建筑結(jié)構(gòu)抗震的基本需求。

3 總結(jié)

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)建筑物的使用性能以及建筑結(jié)構(gòu)的安全性有著非常重要的影響，針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在各種問題，作為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作人員要在執(zhí)行具體設(shè)計(jì)工作任務(wù)時(shí)認(rèn)真貫徹落實(shí)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則，同時(shí)還要不斷提高自身的理論素養(yǎng)和設(shè)計(jì)技能，吸取國(guó)內(nèi)外建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，提高自身的設(shè)計(jì)水平，為我國(guó)建筑工程事業(yè)的發(fā)展設(shè)計(jì)出質(zhì)量好、安全性高的建筑結(jié)構(gòu)，最大限度的滿足廣大用戶的根本要求。

參考文獻(xiàn)：

篇5

關(guān)鍵詞：建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、方法、注意事項(xiàng)

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

面對(duì)我國(guó)高層建筑規(guī)模越來(lái)越復(fù)雜化的今天，結(jié)構(gòu)工程師將面臨巨大的挑戰(zhàn)，如何以簡(jiǎn)單清晰的思路應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)的多元化，需引起足夠的重視。尤其是在對(duì)鋼筋混凝土高層建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，其中有許多的重點(diǎn)和細(xì)節(jié)需要加以注意。

1.我國(guó)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀分析

根據(jù)《民用建筑設(shè)計(jì)通則》GB 50352-2005第3.1.2條的規(guī)定，住宅建筑一層至三層為低層住宅，四層至六層為多層住宅，七層至九層為中高層住宅，十層及十層以上為高層住宅；公共建筑及綜合性建筑總高度超過(guò)24m者為高層（不包括高度超過(guò)24m的單體主體建筑）；高層大于100m的民用建筑為超高層建筑。

根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ 3-2010規(guī)定，10層及10層以上或房屋高度超過(guò)28m的住宅建筑，以及房屋高度大于24m的其他民用房屋屬于高層建筑。[1]

由于目前我國(guó)的城市建筑用地緊缺，以及一、二線城市資源匯聚，辦公、住宅的需求量日益增加，增加建筑物高度是解決此兩者矛盾的最有效手段。據(jù)數(shù)據(jù)表明，全球在建摩天大樓的87%是在中國(guó)，相信在未來(lái)，高層建筑設(shè)計(jì)將在建筑設(shè)計(jì)業(yè)成為主流。

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與低層、多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相比較，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在各專業(yè)中占有比較重要的地位，不同結(jié)構(gòu)體系的選擇，直接關(guān)系到建筑平面布置、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、施工工期的長(zhǎng)短和投資造價(jià)的高低。根據(jù)筆者近幾年的觀察來(lái)看，對(duì)于超高層建筑，因?yàn)槭褂每臻g對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸的限制，鋼混結(jié)構(gòu)占的比重較大；而普通高層建筑，特別是100m以下的住宅建筑，都是以普通混凝土結(jié)構(gòu)為主導(dǎo)，其中又以剪力墻結(jié)構(gòu)最為主流。

根據(jù)以往地震震害的數(shù)據(jù)表明，磚混結(jié)構(gòu)，特別是底框―磚混結(jié)構(gòu)的震害較為嚴(yán)重。因此新規(guī)范對(duì)此類結(jié)構(gòu)形式的要求加嚴(yán)了。

2.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求分析

一座優(yōu)質(zhì)的建筑最關(guān)鍵的因素是它的使用安全，因此，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)首先要考慮人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候需要做到以下幾個(gè)方面。（1）在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員要充分考慮設(shè)計(jì)的精度，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)數(shù)值設(shè)計(jì)的要求非常高，必須把誤差降到最小。對(duì)建筑結(jié)構(gòu)所有部位的承載力極限狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，同時(shí)對(duì)其正常使用狀態(tài)的最大承載力進(jìn)行計(jì)算。（2）在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面的分析，對(duì)建筑中的各個(gè)要素進(jìn)行綜合考慮。最重要的是要考慮到建筑的安全，把建筑物安全放在第一位，要盡一切可能提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。[2]

3.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見問題

3.1結(jié)構(gòu)規(guī)則性的問題

對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范及高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程對(duì)結(jié)構(gòu)平面布置及豎向布置作了詳細(xì)的要求。對(duì)于結(jié)構(gòu)的平面形狀，宜簡(jiǎn)單、規(guī)則、質(zhì)量、剛度和承載力分布宜均勻，不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的平面；對(duì)于結(jié)構(gòu)豎向布置，宜規(guī)則、均勻，避免有過(guò)大的外挑和收進(jìn)，側(cè)向剛度宜下大上小，逐漸均勻變化。對(duì)此，在高層建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)及早參與到建筑的前期設(shè)計(jì)中去，以控制建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性，達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的要求。

3.2嵌固端的設(shè)置問題

高層建筑在進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析計(jì)算之前必須首先確定結(jié)構(gòu)嵌固端的位置，我們這里所說(shuō)的嵌固指的是強(qiáng)度嵌固而非力學(xué)嵌固（完全剛性的固定）。嵌固端的設(shè)置是否準(zhǔn)確不僅關(guān)系到結(jié)構(gòu)中某些構(gòu)件內(nèi)力分配的準(zhǔn)確性，而且還影響到結(jié)構(gòu)位移的真實(shí)性，最終會(huì)影響結(jié)構(gòu)的安全性及經(jīng)濟(jì)性。因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師應(yīng)通過(guò)計(jì)算結(jié)果及工程實(shí)際情況兩者來(lái)確定嵌固端的合理部位，使其能較為真實(shí)地反映結(jié)構(gòu)實(shí)際的情況，提高計(jì)算的精度。

3.3短肢剪力墻設(shè)置

受建筑使用空間的影響，結(jié)構(gòu)布置中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)短肢剪力墻的情況。規(guī)范規(guī)定短肢剪力墻是指截面厚度不大于300mm、各肢截面高度與厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墻。而廣東省標(biāo)準(zhǔn)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》DBJ 15-92-2013，第7.1.8條注1規(guī)定，短肢剪力墻指截面高度不大于1600mm且截面厚度小于300mm的剪力墻。

抗震設(shè)計(jì)時(shí)，高層建筑結(jié)構(gòu)不應(yīng)全部采用短肢剪力墻；B級(jí)高度高層建筑以及9度的A級(jí)高度高層建筑，不宜布置短肢剪力墻，不應(yīng)采用具有較多短肢剪力墻結(jié)構(gòu)。

3.4結(jié)構(gòu)超高問題

在鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對(duì)于高層建筑的總高度，在抗震規(guī)范和高規(guī)中都有嚴(yán)格的要求，A級(jí)高度的為普通高層建筑結(jié)構(gòu)，B級(jí)高度的為復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)。對(duì)于B級(jí)高度的高層建筑，按照相關(guān)文獻(xiàn)的規(guī)定，該類建筑屬于超限建筑工程，需要進(jìn)行抗震設(shè)防專項(xiàng)審查，且要求更為嚴(yán)格的計(jì)算分析和構(gòu)造措施，以保證建筑物的安全。因此，在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該按照規(guī)范要求與建筑師協(xié)商嚴(yán)格控制建筑物高度，以合理控制造價(jià)，避免造成社會(huì)資源的浪費(fèi)。

3.5地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方面存在的問題

作為建筑結(jié)構(gòu)的最底層構(gòu)件，基礎(chǔ)承托上部結(jié)構(gòu)傳遞來(lái)的荷載，并將其傳遞至地基。基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的根本，處理不當(dāng)，往往會(huì)出現(xiàn)牽一發(fā)而動(dòng)全身的連鎖反應(yīng)。

應(yīng)選用整體性好，能滿足地基承載力和建筑物容許變形要求的基礎(chǔ)形式，以調(diào)節(jié)不均勻沉降，達(dá)到安全實(shí)用和經(jīng)濟(jì)合理的效果。根據(jù)上部結(jié)構(gòu)類型、層數(shù)、荷載及基底土層的承載力及壓縮模量，可逐次考慮采用獨(dú)立柱基、條形交叉梁、滿堂筏板或箱形基礎(chǔ)、樁基、樁筏。其中筏板基礎(chǔ)可以是梁板式和平板式，當(dāng)建筑物層數(shù)較多、地下室柱距較大、基底反力很大時(shí)，宜優(yōu)先采用平板式筏基。多高層建筑宜設(shè)置地下室以減少地基的附加壓力和沉降量，以滿足天然地基的承載力和增加上部結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。基礎(chǔ)有一定的埋置深度，對(duì)房屋抗震有利，可以減小上部結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。同時(shí)，由于基礎(chǔ)有一定的埋置深度后，地下室前后墻的被動(dòng)土壓力和側(cè)墻的摩擦力限制了基礎(chǔ)的擺動(dòng)，使基礎(chǔ)底板壓力的分布趨于平緩。基礎(chǔ)設(shè)計(jì)除滿足地基承載力要求外，基礎(chǔ)沉降復(fù)核也同樣重要，因?yàn)槌两祮栴}引起的問題年年都有，而且這方面的治理也較為復(fù)雜，所以需要設(shè)計(jì)人員在前期考慮清楚，采取相應(yīng)的措施協(xié)調(diào)沉降，2013年的注冊(cè)結(jié)構(gòu)工程師考試加大了基礎(chǔ)沉降計(jì)算的題量，也是志在引起大家的注意。

作為全國(guó)性的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，只能在大方向上對(duì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)作出規(guī)定。但是地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)地方性很強(qiáng)，尤其是樁基的設(shè)計(jì)應(yīng)因地制宜，各地區(qū)對(duì)樁的選型、成樁工藝、承載力取值有各自成熟經(jīng)驗(yàn)，不少省、市有地區(qū)規(guī)范，當(dāng)工程所在地區(qū)有地區(qū)性地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)依據(jù)該地區(qū)的規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)。例如貴州地區(qū)，對(duì)于獨(dú)立基礎(chǔ)的剪切計(jì)算有別于國(guó)家規(guī)范，如按國(guó)家規(guī)范計(jì)算，則會(huì)比相鄰工程的造價(jià)高出許多，不符合地區(qū)情況，會(huì)影響設(shè)計(jì)院以后在當(dāng)?shù)氐陌l(fā)展。[3]

以現(xiàn)在的設(shè)計(jì)計(jì)算理論，對(duì)于上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)、地基的整體作用問題，還不夠完善，還達(dá)不到真正設(shè)計(jì)計(jì)算量化的要求。雖然我國(guó)目前也有了專門的高層建筑與地基基礎(chǔ)共同作用理論的相關(guān)程序，但大多數(shù)的設(shè)計(jì)人員還是引用以往不考慮上、下共同相互作用的影響，只考慮基礎(chǔ)和地基共用的影響。實(shí)例表明，只考慮基礎(chǔ)與地基間承載力關(guān)系設(shè)計(jì)的筏板基礎(chǔ)，鋼筋最大應(yīng)力實(shí)測(cè)值遠(yuǎn)小于鋼筋抗拉強(qiáng)度，造成很大程度上的浪費(fèi)。在新理論沒有得到證明之前，一線設(shè)計(jì)人員需頂著業(yè)主鋼筋含量要求的壓力，結(jié)合工程實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)比工程情況，合理取舍。

4.結(jié)語(yǔ)

建筑工程質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到國(guó)家的利益和人民的生命安全，同時(shí)也決定了人們的生活質(zhì)量。在今后的工作中,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員需要重新認(rèn)識(shí)自己工作的重要性,明確自己的責(zé)任,提高對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量安全問題的辨別能力,積累結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工作經(jīng)驗(yàn),使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作行業(yè)逐步步入正軌,使建筑物的設(shè)計(jì)更安全、更合理。

參考文獻(xiàn)

[1]王續(xù)晶。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題探討[j].價(jià)值工程