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關鍵詞：高層建筑 梁氏轉(zhuǎn)換層 結(jié)構 設計 原理 應用

中圖分類號：TU7 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（a）-0067-01

隨著我國科技和社會經(jīng)濟的逐漸發(fā)展，同時也使建筑行業(yè)取得了一定的發(fā)展，我國人民生活水平的不斷提高，使得人民對建筑物的要求也不斷的提高。為了能夠較好的使人們對購物和停車等要求，現(xiàn)代的建筑越來越多采用了梁氏轉(zhuǎn)換層的建筑結(jié)構[1]。梁氏轉(zhuǎn)換層建筑結(jié)構上層部分主要是采用純剪力墻的轉(zhuǎn)換層的建筑結(jié)構，而下部分的剪力墻則是采用框架式的建筑結(jié)構，這樣的具備具有直接、明確和間接等優(yōu)點，梁氏轉(zhuǎn)換層建筑結(jié)構式現(xiàn)如今最為流行的建筑結(jié)構設計，本文對梁氏轉(zhuǎn)換層結(jié)構設計的原理和應用進行了分析。

1 高層建筑梁氏轉(zhuǎn)換層結(jié)構設計的原理以及應用分析

1.1 轉(zhuǎn)換層的主要結(jié)構布置形式

轉(zhuǎn)化層的上面部分的豎向構件不能夠直接的連續(xù)貫通落地，所以，轉(zhuǎn)換層的轉(zhuǎn)換結(jié)構必須是安全并且可靠。根據(jù)現(xiàn)在的研究結(jié)果和安全規(guī)定，轉(zhuǎn)換構件可以使用斜撐和轉(zhuǎn)換大梁，厚板和箱型結(jié)構等。但是轉(zhuǎn)換厚板很少應用在地震較多的地區(qū)，可以應用在6度抗震和非地震區(qū)的設計當中，相對于較大空間的地下室，因為周圍有一定的約束作用，地震的反應會比地面以上的框支結(jié)構要小，所以第七層和第八層的抗震設計可以使用厚板轉(zhuǎn)換層[2]。轉(zhuǎn)換層的主要結(jié)構有布置必須要嚴格謹慎，根據(jù)實際情況進行合理設計。

1.2 全面的計算梁氏轉(zhuǎn)換層結(jié)構

轉(zhuǎn)換層是整個梁氏建筑結(jié)構當中的十分重要和關鍵的部分，在對轉(zhuǎn)換層的實際受力變形進行計算的過程中，必須要分析轉(zhuǎn)換層的三維空間的整體結(jié)構，比如說可以利用有限元的計算方式計算和補充轉(zhuǎn)換層的結(jié)構實施布局。此外，在轉(zhuǎn)換層結(jié)構以上的地方必須要采用兩層的結(jié)構踩可以進行局部的計算模型，在使用的過程中，模型的外界條件和模型的實際運行狀態(tài)必須符合。

1.3 梁氏轉(zhuǎn)換層的結(jié)構位置不能高但是可以稍微偏低

如果轉(zhuǎn)換層的結(jié)構位置過高，那么很容易降低框支剪力墻結(jié)構在轉(zhuǎn)換層附近的剛度和內(nèi)力，不能很好的起到抗震的作用，不利于在抗震方面的設計，因為抗震設計的概念結(jié)構和剪力墻結(jié)構有一定的差別[3]。在進行高位轉(zhuǎn)換的過程中，必須嚴格的掌握好轉(zhuǎn)換層下面部分的框支結(jié)構的剛度，重點考慮到軸向彎曲、剪切和變形等，因為剛度的效率必須是相同的，這可以有效的降低層間的未移角和內(nèi)力突變。并且，在設計落地剪力墻間距時，必須非常嚴格，必須做到一絲不茍。

1.4 轉(zhuǎn)換層必須具有一定的剛度

在設計建筑結(jié)構的過程中，必須要保障轉(zhuǎn)換層有足夠的剛度，一般情況下，梁的高度必須要大于跨度的12%，這樣才可以有效的確保內(nèi)力在轉(zhuǎn)換層和下部構建的合理分配，轉(zhuǎn)換梁和剪力墻柱的受力性能相對較好，才能夠?qū)Y(jié)構轉(zhuǎn)換發(fā)揮重要的作用。

1.5 注重轉(zhuǎn)換層下部的結(jié)構剛度

為了有效的確保建筑物的下部結(jié)構能有一定的剛度、強度、延性和抗震等能力，應該注重轉(zhuǎn)換層下部分的主體結(jié)構的設計，使它能夠有足夠的剛度，而轉(zhuǎn)換層的上面部分則應該弱化結(jié)構的剛度，使得轉(zhuǎn)換層的下部分和上部分的結(jié)構剛度和結(jié)構變形的特征能夠更為接近。強化轉(zhuǎn)換層的下部分結(jié)構剛度，通常都是采用增設剪力墻、增加轉(zhuǎn)換機的下部分的主體結(jié)構的截面尺寸和使混凝土的強度等級得以提高等多種方法強化轉(zhuǎn)換機的下部分主體結(jié)構的剛度[4]。這個過程需要注意兩個方面的問題：第一是一般情況下在增設剪力墻提高轉(zhuǎn)換機抗測剛度的過程中，均勻的分布好建筑結(jié)構的整體剛度，使剛度的中心和質(zhì)量的中心能夠有效重合，避免兩者的中心出現(xiàn)偏移，導致整體建筑物的結(jié)構出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)；第二是如果增大簡體截面的尺寸，會造成簡體處于整個下部結(jié)構的抗測總剛度比重加大，這樣的話，簡體所能承受的抗震荷載也會加大，安全的設計抗震的第一層防線必須受到重視。

1.6 剪力墻和轉(zhuǎn)換柱的對稱布置

在設計梁氏轉(zhuǎn)換層的過程中，剪力墻和轉(zhuǎn)換住應該處于對稱的狀態(tài)，梁上面的立柱必須能夠轉(zhuǎn)換在梁跨中，避免轉(zhuǎn)換梁在變形的過程中，立柱于梁上面的柱腳位置發(fā)生較大的轉(zhuǎn)角情況，同時導致立柱的柱腳也出現(xiàn)較大的變形，造成柱的彎曲和剪切，導致立柱發(fā)生較大的內(nèi)力超筋。

1.7 轉(zhuǎn)換層的豎向布置

在結(jié)構轉(zhuǎn)換的過程中，應該盡量的減少豎向構件，因為豎向的構件越多，結(jié)構的轉(zhuǎn)換接越少，所以也會導致轉(zhuǎn)換層的結(jié)構剛度突變會越來越小，不利于建筑的抗震設計。另外，轉(zhuǎn)換結(jié)構可以根據(jù)結(jié)構傳力和建筑功能的需要，沿著高層的建筑較為高度的方向的多處或者是一處靈活的進行布置；也可以根據(jù)建筑的功能的要求，在樓層的局部設計和布置轉(zhuǎn)換層，并且它自身的空間不僅可以作為技術的設備層，也可以作為正常的樓層使用，但是也要確保轉(zhuǎn)換層有足夠的剛度，避免導致豎向的剛度太懸殊。商住的大底盤多大樓的建筑，塔樓的轉(zhuǎn)換層最好是布置在裙房的屋面層，并且加大厚度、板尺寸和屋面梁，有效的防止中間的位置出現(xiàn)剛度較小的樓層，降低震害[5]。部分的框支剪力墻，在設計建筑結(jié)構的過程中，應特別注意轉(zhuǎn)換層的位置，7度區(qū)不能超過第五層，而8度區(qū)則不能超過第三層。如果轉(zhuǎn)換層的位置超過了以上所描述的，那么就應該要采取一定的措施進行應對。

2 結(jié)語

該文主要探討了分析了高層建筑梁氏轉(zhuǎn)換層的設計原理以及應用，在設計高層建筑梁氏轉(zhuǎn)換層的過程中，必須要做好充足的前提準備工作，必須具有一定的理論性知識，并且合理的應用到實際的施工過程中，要能夠有效的對容易出現(xiàn)的問題做好防護措施，設計好細節(jié)，避免在細節(jié)的上出現(xiàn)問題埋下安全隱患。在設計當中，設計人員還應該總結(jié)在設計上存在的不足點，并且認真改正，確保在下一個建筑中不會出現(xiàn)同樣的錯誤，進而有效的促進高層建筑的良好竣工，同時也促進我國建筑行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻

[1] 張博.高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構設計原理及其應用[J].湖南大學，2011，9（2）. 23-24.

[2] 張娟娟，邴作慶.談高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構設計[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2013，9（1）： 63-64.

[3] 余添朋.探析高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構設計[J].中華民居（下旬刊），2012，11 （25）：142-143.

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關鍵詞：高層建筑；結(jié)構設計；要點分析

前言

一般而言，和其他建筑而言，高層建筑更加復雜，因此在高層建筑設計的過程中，設計著必須遵循其設計原則，同時及時發(fā)現(xiàn)問題，及時提出解決措施，做好高層建筑結(jié)構設計工作。

一、高層建筑的主要設計特點

近些年來，隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，使得高層建筑在各地如雨后春筍般涌現(xiàn)，這為建筑行業(yè)的發(fā)展提供了良好地機遇。高層建筑的主要特征是不僅要承受在垂直方向上的重力負荷，還要承受大自然環(huán)境的風力等水平壓力，同時高層建筑在抗震方面也要求有一定的抵抗力，相對于低層建筑高層建筑在這些方面的要求要高得多。其次隨著高層建筑的高度增加，其水平位移也會越來越大，如果水平位移達到一定的程度就會對整個建筑物的安全性構成威脅。高層建筑的建筑設計相對于低層建筑在專業(yè)程度上要求更高，并且在專業(yè)中的地位更加重要。不同的建筑類型和高度等都對結(jié)構體系的選擇產(chǎn)生影響，關系到整個建筑的平面布局、立體形態(tài)、管道機電和施工技術等，在工程造價和施工時間上都會有一定的要求。

二、高層建筑結(jié)構類型及原則

1.結(jié)構類型

1）剪力墻結(jié)構體系。在剪力墻結(jié)構中，一系列橫向和縱向的鋼筋混凝土剪力墻組成豎向承重結(jié)構，剪力墻不僅僅需要承受重力荷載作用，還在承受諸多水平荷載的作用，如風、地震等水平荷載作用。剪力墻結(jié)構和框架結(jié)構相比，測向剛度大、側(cè)移小，該結(jié)構屬于剛性結(jié)構體系。從理論角度來說，剪力墻結(jié)構可以用來建造上百層的民用建筑，然而從技術經(jīng)濟層面來說，地震區(qū)的剪力墻一般是控制在一定層數(shù)和高度下。這種結(jié)構的缺點是間距較小，一般在3米到6米之間，因而建筑平面的布置較為死板，缺乏靈活性，使得使用受到一定的限制。2）框架結(jié)構體系?？蚣芙Y(jié)構是利用梁和柱組成的縱橫兩個方向的框架形成的結(jié)構體系，他同時承受豎向荷載和水平荷載，其優(yōu)點是建筑平面布置靈活，可形成較大建筑空間，建筑立面處理也比較方便，主要缺點是側(cè)向剛度小，層數(shù)較多時會產(chǎn)生側(cè)向位移，易引起非結(jié)構構件破壞，影響使用，在非地震區(qū)，框架結(jié)構一般不超過15層。3）筒體結(jié)構體系。筒體結(jié)構由框架-剪力墻結(jié)構與全剪力墻結(jié)構綜合演變和發(fā)展而來。筒體結(jié)構是將剪力墻或密柱框架集中到房屋的內(nèi)部和而形成的空間封閉式的筒體。其特點是剪力墻集中而獲得較大的自由分割空間，多用于寫字樓建筑。

2.設計原則

在對建筑物進行建筑結(jié)構設計的過程中，要注意對經(jīng)濟、適用、安全、便于施工以及美觀等方面的原則進行遵守，優(yōu)秀的建筑結(jié)構設計通常是這五個方面的完美結(jié)合。在設計的過程中，要對傳統(tǒng)的設計方式進行一定程度的改革，減少其中無用浮夸的成分，增加建筑物的實用性；還要注意對建筑物的質(zhì)量進行嚴格的把關，使建筑物的質(zhì)量得到保證，從而使居住者的人身安全得到保證。在對建筑物建筑結(jié)構進行設計的過程中，要注意在設計方案中對科學進行貫徹落實，使投入資金得到一定程度的節(jié)??；還應在設計中對美學原理進行合理融入，從而使建筑物的觀賞性得到一定的保障。最后，要注意對建筑物的實際情況進行全面考慮，保證相關的結(jié)構設計具有可想性，從而使施工難度降低。

三、高層建筑結(jié)構設計的基本要求

1.高層建筑結(jié)構設計的規(guī)則性

高層建筑結(jié)構設計應符合抗震概念設計的要求，應采用規(guī)則的設計方案，不應采用嚴重不規(guī)則的結(jié)構體系。高層建筑結(jié)構設計應該具備多道抗震防線；具有合理的承載力和剛度分布的結(jié)構水平和豎向布置，避免因扭轉(zhuǎn)和突變效應造成局部薄弱部位。

2.高層建筑結(jié)構設計的平面規(guī)則布置

高層建筑結(jié)構平面布置需要能抵抗豎向和水平荷載，對稱均勻，明確受力，傳力直接，減少扭轉(zhuǎn)的影響。在地震作用下，建筑的平面要簡單規(guī)則，在風力作用下可以適當放寬要求。建筑的抗震設防要求建筑的平面形狀宜對稱、簡單、規(guī)則，才能達到減震的目的。

四、高層建筑結(jié)構設計要點分析

1.基礎設計問題

在高層建筑結(jié)構設計中，地基是其施工的基礎，因此設計人員應首先全面了解建筑地基，分析好建筑結(jié)構和建筑環(huán)境，結(jié)合好環(huán)境和施工，切實提高建筑結(jié)構設計在施工過程中的可實行性。我國國土遼闊，建筑環(huán)境迥異，地質(zhì)情況也各有不同，所以，設計人員需要深入研究地質(zhì)狀況，確保施工的順利進行。建筑結(jié)構設計人員需要首先勘探水位，進一步綜合考慮地質(zhì)數(shù)據(jù)、上層結(jié)構類型、使用功能和施工條件。再者，設計者還需要研究周圍建筑環(huán)境的安全度，從而觀察建筑物傾斜或者沉降情況。最后，設計人員還需要了解建筑物設置位置和標高，分析建筑施工的科學性，從而確保建筑工程施工的順利進行。

2.結(jié)構選型問題

高層建筑結(jié)構所選用的施工工藝不僅在很大程度上影響著建筑施工材料的消耗，還影響著工期和建筑質(zhì)量。之所以，在進行高層建筑結(jié)構選型的過程中，設計人員需要全面控制建筑結(jié)構體系，合理選取建筑結(jié)構的工藝。在進行結(jié)構選型的過程中，設計人員需要對高層建筑結(jié)構平面和里面進行全方位的控制，優(yōu)化單獨架構的控制效果。完善建筑結(jié)構力學分析，確保建筑施工的受力效益和特性，設計高層建筑結(jié)構的選秀概念階段，確保高層建筑施工的經(jīng)濟效益。高層建筑結(jié)構設計人員需要對選型環(huán)境和施工效果等進行充分的考慮，提高建筑結(jié)構的綜合經(jīng)濟效益和社會效益，避免出現(xiàn)工程資源浪費現(xiàn)象。

3.水平荷載問題

垂直荷載、風力產(chǎn)生的水平荷載、地震抵抗力等都是在建筑工程施工的過程中能夠影響到建筑質(zhì)量的因素。水平荷載是建筑結(jié)構設計的主要控制因素，其對建筑質(zhì)量發(fā)揮著決定性的作用。建筑結(jié)構設計人員需要分析水平荷載的方向和大小，預防、控制水平荷載可能會導致的高層建筑結(jié)構問題，加強對建筑結(jié)構的強化效果，從而減少水平荷載導致的建筑結(jié)構問題。

4.結(jié)構延性問題

在地震的作用下，高層建筑結(jié)構因具備很好的柔和性，會形成很大的變形。為了提高其抗震性能，設計人員需要強化對建筑結(jié)構塑性形變，確保其具備較好的抵抗變形能力。在高層建筑結(jié)構設計的過程中，對高層建筑結(jié)構進行合理的強度強化，合理處理高層建筑邊角和底座等部分，確保其具備充足的延性，從而加強高層建筑的安全性和穩(wěn)定性。

5.抗震及連梁問題

在進行高層建筑抗震設計的過程之中，一般情況下，高層建筑不使用單純的框架結(jié)構體系，而是會選取框架一剪力墻、剪力墻、筒體結(jié)構等來實現(xiàn)對自身結(jié)構的加固，提高其抗震性能。這以上方法可以有效地提高對地震的抵抗效果，從而提高建筑結(jié)構的經(jīng)濟性。在框架-剪力墻結(jié)構中，設計人員可以降低連梁的剛度，折減剛度系數(shù)。如果在折減之后，建筑結(jié)構仍然無法滿足設計的需要和設計要求，設計人員可以適當內(nèi)調(diào)幅連梁，然而在實際調(diào)幅的過程中，還要保證調(diào)幅力度應低于20個百分點。

結(jié)語

總之，對于高層房屋建筑而言，其結(jié)構設計至關重要，一般而言， 結(jié)構設計是保證其安全的關鍵。因此，本文作者結(jié)合實際工作經(jīng)驗就高層房屋建筑結(jié)構設計進行了簡要分析，希望有所幫助。

參考文獻：

[1]孫凱.高層建筑結(jié)構設計的問題及對策探討[J].價值工程，2010.

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關鍵詞：　高層建筑。高層建筑結(jié)構設計，問題

1　高層建筑結(jié)構設計的意義及依據(jù)

1.1　概念設計的意義

高層建筑能做到結(jié)構功能與外部條件一致，充分展現(xiàn)先進的設計，發(fā)揮結(jié)構的功能并取得與經(jīng)濟性的協(xié)調(diào)，更好地解決構造處理，用概念設計來判斷計算設計的合理性。

1.2　概念設計的依據(jù)

高層建筑結(jié)構總體系與各分體系的工作原理和力學性質(zhì)，設計和構造處理原則，計算程序的力學模型和功能，吸取或不斷積累的實踐經(jīng)驗。

2　高層建筑結(jié)構設計的特點

高層建筑結(jié)構設計與低層、多層建筑結(jié)構相比較，結(jié)構專業(yè)在各專業(yè)中占有更重要的位置，不同結(jié)構體系的選擇，直接關系到建筑平面的布置、立面體形、樓層高度、機電管道的設置、施工技術的要求、施工工期長短和投資造價的高低等。其主要特點有；

2.1　水平力是設計主要因素

在低層和多層房屋結(jié)構中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結(jié)構設計。而在高層建筑中，盡管豎向荷載仍對結(jié)構設計產(chǎn)生重要影響，但水平荷載卻起著決定性作用。因為建筑自重和樓面使用荷載在豎向構件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，僅與建筑高度的一次方成正比；而水平荷載對結(jié)構產(chǎn)生的傾覆力矩、以及由此在豎向構件中所引起的軸力，是與建筑高度的兩次方成正比。另一方面，對一定高度建筑來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風荷載和地震作用，其數(shù)值是隨著結(jié)構動力性的不同而有較大的變化。

2.2　側(cè)移成為控制指標

與較低樓房不同，結(jié)構側(cè)移已成為高樓結(jié)構設計中的關鍵因素。隨著樓房高度的增加，水平荷載下結(jié)構的側(cè)移變形迅速增大，因而結(jié)構在水平荷載作用下的側(cè)移應被控制在某一限度之內(nèi)。

2.3　抗震設計要求更高

有抗震設防的高層建筑結(jié)構設計，除要考慮正常使用時的豎向荷載、風荷載外，還必須使結(jié)構具有良好的抗震性能，做到小震不壞、大震不倒。

2.4　軸向變形不容忽視

高層建筑中，豎向荷載數(shù)值很大，能夠在柱中引起較大的軸向變形，從而會對連續(xù)梁彎矩產(chǎn)生影響，造成連續(xù)梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩之和端支座負彎矩值增大；還會對預制構件的下料長度產(chǎn)生影響，要求根據(jù)軸向變形計算值，對下料長度進行調(diào)整；另外對構件剪力和側(cè)移產(chǎn)生影響，與考慮構件豎向變形比較，會得出偏于不安壘的結(jié)果。

2.5　結(jié)構延性是重要設計指標。

相對于較低樓房而言，高樓結(jié)構更柔一些，在地震作用下的變形更大一些。為了使結(jié)構在進入塑性變形階段后仍具有較強的變形能力，避免倒塌，特別需要在構造上采取恰當?shù)拇胧瑏肀ＷC結(jié)構具有足夠的延性。

3　高層建筑結(jié)構設計的幾個問題

3.1　高層建筑結(jié)構受力性能

對于一個建筑物的最初的方案設計，建筑師考慮更多的是它的空間組成特點，而不是詳細地確定它的具體結(jié)構。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件所組成，因此結(jié)構必須能將它本身的重量傳至地面，結(jié)構的荷載總是向下作用于地面的，而建筑設計的一個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系，所以，在建筑設計的方案階段，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想。

3.2　高層建筑結(jié)構設計中的扭轉(zhuǎn)問題

建筑結(jié)構的幾何形心、剛度中心、結(jié)構重心即為建筑三心，在結(jié)構設計時要求建筑三心盡可能匯于一點，即三心合一。結(jié)構的扭轉(zhuǎn)問題就是指在結(jié)構設計過程中未做到三心合一，在水平荷載作用下結(jié)構發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動效應。為避免建筑物因水平荷載作用而發(fā)生的扭轉(zhuǎn)破壞，應在結(jié)構設計時選擇合理的結(jié)構形式和平面布局，盡可能地使建筑物做到三心合一。

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

3.3　高層建筑結(jié)構設計中的側(cè)移和振動周期

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

(1)結(jié)構自振周期

高層建筑的自振周期(T 1)宜在下列范圍內(nèi)：

框架結(jié)構：T1=(0.1—0.15)N

框一剪、框筒結(jié)構：T1=(0.08-0.12)N

剪力墻、筒中筒結(jié)構：TI=(0.04—0.10)N

N為結(jié)構層數(shù)。

結(jié)構的第二周期和第三周期宜在下列范圍內(nèi)：

第二周期：T2=(1／3—1／5)T1；第三周期：T3＝(1／5—1／7)T1。

(2)共振問題

當建筑場地發(fā)生地震時，如果建筑物的自振周期和場地的特征周期接近，建筑物和場地就會發(fā)生共振。因此在建筑方案設計時就應針對預估的建筑場地特征周期，通過調(diào)整結(jié)構的層數(shù)，選擇合適的結(jié)構類別和結(jié)構體系，擴大建筑物的自振周期與建筑場地特征周期的差別，避免共振的發(fā)生。

(3)水平位移特征

水平位移滿足高層規(guī)程的要求，并不能說明該結(jié)構是合理的設計。同時還需要考慮周期及地震力的大小等綜合因素。因為結(jié)構抗震設計時，地震力的大小與結(jié)構剛度直接相關，當結(jié)構剛度小，結(jié)構并不合理時，由于地震力小則結(jié)構位移也小，位移在規(guī)范允許范圍內(nèi)，此時并不能認為該結(jié)構合理。因為結(jié)構周期長、地震力小并不安全。其次，位移曲線應連續(xù)變化，除沿豎向發(fā)生剛度突變外。不應有明顯的拐點或折點。一般情況下剪力墻結(jié)構的位移曲線應為彎曲型。框架結(jié)構的位移曲線應為剪切型t框一剪結(jié)構和框一筒結(jié)構的位移曲線應為彎剪型。

3.4　位移限值、剪重比及單位面積重度

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【關鍵詞】建筑；結(jié)構設計；注意；因素

引 文：

當今社會，隨著人們對居住空間的要求越來越高，同時對住宅的布局以及裝飾也越來越高，使得目前的建筑形式向多元化發(fā)展，并且隨著高層建筑的大量出現(xiàn)，滿足了人們對居住大空間的要求，同時也使得城市用地緊張的情況得以解決，但是，隨之而來的問題也出現(xiàn)了，因為高層建筑本身的特點決定著建筑結(jié)構的特殊性，比如結(jié)構復雜，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)構設計方面發(fā)生問題，不但會使得經(jīng)濟造成巨大的損失，而且也會危及人們的生命以及財產(chǎn)的安全，因此，我們要對高層建筑結(jié)構設計要點嚴格把握，并且對工程施工的各種相關因素全面考慮，詳細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行防治。

1高層建筑結(jié)構體系

1.1高層建筑的剪力墻體系。

在高層建筑中設計中結(jié)構體系中，其重要組成部分就是剪力墻，在高層建筑承受風荷載或高層建筑承受地震方面，剪力墻有著積極性的作用。因為其不僅對結(jié)構中水平構件所產(chǎn)生的豎向荷載能夠承擔，而且對外部因素所引起的振動作用也能夠承擔。

1.2高層建筑的框架―剪力墻體系。

高層建筑中常見的結(jié)構體系就是框架―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。剪力墻的設置不僅能夠在很大程度上增強建筑的側(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現(xiàn)均勻分布。

1.3高層建筑的筒體體系。

高層建筑筒體結(jié)構體系由框架―剪力墻結(jié)構與全剪力墻結(jié)構綜合演變和發(fā)展而來的。筒體結(jié)構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用。

2高層建筑結(jié)構設計要點分析

2.1選擇合理的結(jié)構方案。

高層建筑的結(jié)構設計不僅要具有較高的經(jīng)濟性，更要滿足使用性及合理性，因此在進行高層建筑結(jié)構設計時，首先就要選取一種既可行又滿足較好經(jīng)濟性的結(jié)構形式及體系。其中要注意如下問題：首先在同一結(jié)構單元中，最好不要混合使用不同的結(jié)構體系，同時還要綜合考慮使用要求、地理環(huán)境及施工條件等實際情況，還要協(xié)調(diào)好建筑電氣及水暖等配套設施的設計，從而選擇最優(yōu)的建筑結(jié)構體系。

2.2選擇合適的基礎方案。

綜合考慮高層建筑物的上層結(jié)構類型和地基的承受能力，對建筑物的結(jié)構設計。盡量充分利用地基的承受強度，建筑合理的高度，必要時要求進行地基變形的檢驗。根據(jù)當?shù)氐牡刭|(zhì)調(diào)查結(jié)果，對高層建筑結(jié)構基礎設計。建筑設計人員在進行建筑地基基礎設計的時候，必須要根據(jù)當?shù)氐脑O計規(guī)范標準，由于我國各個地方都會有自己地區(qū)規(guī)劃制定的《地基基礎設計規(guī)范》 ，各個地區(qū)制定的規(guī)范對建筑結(jié)構設計師在設計時有著非常重要的幫助。

2.3選用適當?shù)挠嬎惴椒昂唸D。

在高層建筑結(jié)構設計中，要注重相關計算方式的選擇，從而保證強度等計算結(jié)果能夠滿足真實情況，從而更好的為結(jié)構設計提供依據(jù)。此外，由于建筑結(jié)構設計是在結(jié)構計算的基礎上開展的，一旦計算方式不準確，導致計算結(jié)果有誤，就會嚴重影響高層建筑的結(jié)構設計質(zhì)量，更可能造成安全事故的發(fā)知，并帶來巨大的損失，因此在高層建筑結(jié)構設計中，要注意相關計算方法的選擇及計算簡圖的選取。同時，計算簡圖還應有相應的構造措施來保證。實際結(jié)構的節(jié)點不可能是純粹的鉸結(jié)點和剛結(jié)點，但與計算簡圖的誤差應在設計允許范圍之內(nèi)。

2.4正確分析計算結(jié)果。

計算機技術是在結(jié)構設計中普遍采用的技術，但是隨著目前軟件種類繁多，軟件的不同往往也會導致計算結(jié)果的。所以，設計師要對程序的適用范圍以及條件進行全面的了解才可。設計師在拿到計算結(jié)果時一定要對其認真分析，并且慎重的校核的原因是計算機在輔助設計時常常會因為結(jié)構實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致計算結(jié)果錯誤，這就需要設計師以此做出合理判斷。

2.5采取相應的構造措施。

“強柱弱梁、強剪弱彎、強壓弱拉原則”是在進行高層建筑結(jié)構設計時需要牢記的，并且一定要注意構件的延性性能；對薄弱部位加強；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；同時對溫度應力的影響力等也要考慮。

2.6高層建筑結(jié)構抗震設計。

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害時，其抗震能力得不到有效的保證，就使其變形及破壞力都會遠遠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計，高層建筑最好應建筑在土地較硬的地區(qū)，并遠離河岸，同時還要注意，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。其交，在設計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)，在任務環(huán)境下都不會產(chǎn)生過大的應力，同時這兩者之間的粘結(jié)性很好，特別是將鋼筋表面預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。而在高層建筑的設計施工中會在框架結(jié)構中融入一定的剪力墻結(jié)構，從而更好的實現(xiàn)不同建筑的功能及相應的強度要求。

2.7建筑結(jié)構模型的優(yōu)化

建筑結(jié)構的好壞，與國計民生息息相關，即建筑工程與人民群眾具有緊密聯(lián)系，因此，在設計民用建筑結(jié)構模型時，應該對設計方案進行合理性優(yōu)化，保證房屋的各個細節(jié)都能得到合理性優(yōu)化，比如圍護結(jié)構、 結(jié)構體系等，使建筑具有較好的承重能力。 在設計建筑結(jié)構模型時，經(jīng)濟性原則、 安全性原則是不可忽視的，同時，想要最大化實現(xiàn)經(jīng)濟效益，必須使建筑結(jié)構成本降到最低。

3結(jié)束語

綜上所述，我國城市化建設速度的不斷加快，使得提高城市土地利用率的相關問題越來越被社會所重視，與此同時，各種形式的高層建筑拔地而起，從而為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)構特點，決定著其相應的結(jié)構設計必須滿足一定的強度及使用要求，這對建筑設計師來說是一項艱巨的任務。要想保證高層建筑施工質(zhì)量，首先在結(jié)構設計階段就要保證其設計方案完全符合國家的相關標準，并結(jié)合其實際用途，緊抓設計要點，并對較易發(fā)生的潛在問題的設計進行及時排除，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：

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[3]文勇.水平荷載在高層建筑結(jié)構設計分析中的重要作用[J].科技創(chuàng)新導報，2010（25）.

篇5

關鍵字：高層民用結(jié)構，建筑設計，結(jié)構體系

Abstract: China as a big country, it is always the question of the development of the society forward a contradiction. Among them, the land for construction and for the problem and the life of people most closely related. Along with the social development process forward great, big cities house prices high, small city house prices all the way up the phenomenon will float for a long time, so high building will become solve urbanization process of the problems of the gastronome. But now with the high building more and more be developers and consumers, it has exposed. This paper through the high civil buildings on the structure of the subtle analysis, and then put forward the corresponding solutions and opinion planning.

Key word: high civil structure, building design, structure system

中圖分類號：TU318 文獻標識碼：A 文章編號：

城市發(fā)展的進程必將伴隨著土地價格的不斷攀升，現(xiàn)代人們對生活質(zhì)量的要求亦越來越高。建筑行業(yè)同樣如此，民眾對民用建筑的需求和要求一樣逐漸增強，如何設計出令群眾滿意，且建筑自身安全性高、經(jīng)濟、舒適的房屋，已經(jīng)成為當前建筑、結(jié)構設計師們首要考慮的問題。

一 高層建筑結(jié)構的特征和設計原則

高層建筑在經(jīng)受由于風的外力所產(chǎn)生的橫向荷載的同時，也要經(jīng)受其豎向的荷載，并且還要十分注意其對地震的抵抗能力。一般情況下，影響高層建筑的主要因素就是外界地震和風力所產(chǎn)生的縱向及水平方向的荷載。其次，與低層建筑樓房相比，高層建筑的設計要更柔和一些，因此如果發(fā)生地震，這些建筑物的變形就可以更大一些。為了避免房屋倒塌，需要特別在建筑構造上采取一定的措施，以此來保證建筑足夠的延展性。

考慮到上述結(jié)構設計特征，設計師在規(guī)劃時必須要遵循一定的原則，才能保障高層建筑的安全性及居住的舒適性。

首先，選擇合理的高層建筑結(jié)構計算簡圖。設計師們必須選擇合理的結(jié)構計算簡圖。如果選擇了不合理的計算簡圖，最后就很可能會造成結(jié)構安全事故的發(fā)生。鑒于此，我們經(jīng)常說，高層建筑結(jié)構設計安全的前提就是合理的計算簡圖的選擇。除此之外，設計師們要應該時刻要求自己采用相應的構造方法，以此來保證最終的安全。

其次，選擇合理的高層建筑結(jié)構基礎設計。我們在選擇基礎方案的時候，應該使各個地基具有的潛力得到最大限度的發(fā)揮，并且在一定的情況下要求進行地基變形的驗算。正常情況下，設計師應該按照高層建筑地質(zhì)條件進行基礎設計的選擇。如果沒有高層建筑的詳細的地質(zhì)勘察報告，那么我們就要進行現(xiàn)場勘察，并且，想方設法獲取周圍建筑物的相關資料。在正常情況下，我們應該采用相同的基礎方案去設計相同的結(jié)構單元。

第三，選擇合理的高層建筑結(jié)構方案。滿足經(jīng)濟性的需求，和滿足結(jié)構形式以及結(jié)構體系的要求，是我們進行合理的結(jié)構方案設計所必備的三個要素。受力明確和傳力簡單是結(jié)構體系的兩個要求。在相同的結(jié)構單元當中，我們當然應該選擇相同的結(jié)構體系來處理，但是如果我們在地震區(qū)建立高層建筑，那么其應力就需要平面和豎向的規(guī)則。我們確定的結(jié)構方案，應該是在進行了地理條件的考察，工程設計的需求，施工條件的考核，以及材料的分析等基礎上，并和建筑、電力、暖氣和水等專業(yè)的綜合協(xié)調(diào)下才確定的。

第四，對計算結(jié)構進行準確的分析?？萍嫉倪M步使我們的計算技術被廣泛的應用于建筑結(jié)構設計當中。但在當前市場上卻存在著各種各樣、眾目繁多的計算軟件，這樣就導致我們采用不同的軟件會得到不盡相同的計算結(jié)果。所以，建筑結(jié)構設計人員務必先要了解各種不同軟件的使用范圍和條件之后，再選擇合適的軟件進行計算。另外，往往由于計算機的程序和高層建筑結(jié)構的實際情況不盡相符，所以計算機在進行輔助設計的時候，會出現(xiàn)人工輸入錯誤或者因為軟件本身的缺陷而導致計算、結(jié)果不準確的問題，基于此，結(jié)構設計工程師如果得到計算機軟件計算出的結(jié)構之后，必須進行核對，然后進行合理判斷，這樣才能得出準確的結(jié)果。

最后，高層建筑的結(jié)構設計要采用相應的構造措施。強柱弱梁，強剪弱彎 ，強節(jié)點弱構件，這是高層建筑結(jié)構在設計時的通用原則。因此，在設計師進行高層建筑結(jié)構設計的過程中，必須首先理解上述原則，然后掌握它，加強薄弱部位，對鋼筋的執(zhí)行端錨固長度給予足夠的重視，并且還要重點考慮構件的延展性和溫度應力對構件的影響。

二 對高層建筑結(jié)構的分析

多層和高層結(jié)構的差別其實主要就在于其層數(shù)和高度的不同，但從實際情況上來看，二者其實并沒有本質(zhì)的差別，它們都要抵抗豎向以及水平荷載的作用，從設計原理及設計方法而言，基本上是相同的。但是在高層建筑當中，我們往往要使用更多的結(jié)構材料來抵抗外界荷載，尤其是水平荷載。因此抗側(cè)力結(jié)構就成為眾多工程結(jié)構設計的主要問題。鑒于此，設計時我們往往要滿足多種要求，尤其是自身有別于多層建筑的特殊要求和設計特點。

因此，我們在進行高層建筑結(jié)構的設計時，要重點把握以下幾個方面：第一，水平荷載問題。隨著樓層高度的增加，水平荷載會成為控制作用。因此，在水平力作用下結(jié)構是否優(yōu)化，材料用量都有很大的差別。第二，隨著樓層高度的增加，地震作用對高層建筑危害的可能性也在相應增加。所以，高層建筑的抗震設計理應受到設計師們的高度重視。第三，結(jié)構側(cè)移日漸成為高層建筑結(jié)構設計中的重要因素。隨著建筑高度的增加，水平荷載作用下結(jié)構的側(cè)移變形會迅速增大，所以應該將結(jié)構在水平荷載作用下的側(cè)移控制在一定的限度之內(nèi)。

三 高層建筑結(jié)構設計問題分析及對策

首先，超高是高層建筑結(jié)構中普遍存在的問題。基于這個問題，我國的建筑規(guī)范對高層建筑結(jié)構的高度有著嚴格的規(guī)定。對于這個高層建筑的超高問題，在新規(guī)范中不但把原來限制的高度規(guī)定為A級高度，此外，還增加了B級高度，這就使得高層建筑在結(jié)構的處理及設計方法和措施等方面都有了改進。而在工程設計的實施過程中，由于建筑結(jié)構類型的改變而造成對高層超高問題的忽略，在施工圖審查時將不會得到通過。這種情況下，會要求重新進行設計，另外，可能也會進行專家的會議論證等。如果一旦出現(xiàn)這種情況，那么整個建筑工程的造價和工期都會受到極大的影響。

第二，高層建筑結(jié)構設計中短肢剪力墻的設置。目前，我國的建筑新規(guī)范中，短肢剪力墻指的就是墻肢的截面的高度和厚度比在4～8之間且截面厚度不大于300mm的墻，2010版《高層建筑混凝土結(jié)構設計規(guī)程》對短肢剪力墻的設置有所限制，規(guī)程規(guī)定：抗震設計時，高層建筑結(jié)構不應全部采用短肢剪力墻，B級高度高層及9度區(qū)A級高度高層不應采用具有較多短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構。因此，在高層建筑的結(jié)構設計中，我們必須盡可能的減少或者避免使用短肢剪力墻。

第三，超高層建筑結(jié)構設計嵌固端的設置。我們知道，在一般情況下，高層建筑配有兩層或者兩層以上的地下室或者人防。在地下室的頂板或者人防的頂板的位置設置高層建筑的嵌固端，結(jié)構工程設計人員必須考慮到嵌固端設置有可能會帶來的問題?？紤]嵌固端的的樓板的設計，綜合分析嵌固端上下兩層的剛度比，并且要求嵌固端上下兩層的抗震等級是一致的。我們在進行高層建筑的整體計算時必須要考慮到嵌固端的設置問題。綜合分析嵌固端的位置和高層建筑結(jié)構的抗震縫設置的協(xié)調(diào)問題。

第四，高層建筑結(jié)構的規(guī)則性。我國關于高層建筑的規(guī)范中，政府部門對于高層建筑的規(guī)則性提出了很多的限制要求，例如，規(guī)定了結(jié)構嵌固端的上下兩層的剛度比，包括平面規(guī)則性等等，并且硬性規(guī)定了高層建筑不能采用嚴重不規(guī)則的設計方案等等諸如此類的問題。因此，設計師如果要避免后期施工階段的改動，那么就必須在進行高層建筑結(jié)構的設計時就嚴格遵循規(guī)范的限制條件。

篇6

Abstract： Along with the improvement of social standards and the development of urban construction progress in China， more and more high-rise buildings appear in the city. Due to the characteristics of the high-rise buildings， many problems exist in its structure design， which need to be solved through good strategies. This article discusses the problems of design of high-rise building structure and strategies.

關鍵詞： 高層建筑結(jié)構設計；問題；策略

Key words： high-rise building structure design；problem；strategy

中圖分類號：TU97 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）16-0161-02

0 引言

近年來，隨著我國城市規(guī)模的擴大，我國的建筑行業(yè)也在這個過程中得到了很大的發(fā)展。其中，由于城市中居民數(shù)量的增加以及城市面積的短缺，也使得目前城市建筑逐步向著高層化的方向發(fā)展。在我國相關規(guī)定之中，當建筑物整體高度高于24m，或者10層以上都稱之為高層建筑，而其具有的高度特點也使得其在結(jié)構設計的過程中也同以往的建筑設計具有一定的區(qū)別以及不同的需求，而這就對相關高層建筑結(jié)構設計工作帶來了更大的難度，通過何種方式對高層建筑結(jié)構設計過程中存在的問題進行良好的解決，則成為了目前建筑行業(yè)廣為關注的問題。

1 高層建筑結(jié)構設計問題

1.1 抗震結(jié)構設計問題 對于高層建筑來說，在對其結(jié)構設計的過程中最為重要也是最難實施的環(huán)節(jié)就是其抗震結(jié)構的設計，因為高層建筑特點，使得其在地震發(fā)生過程中可能會存在很多不確定的因素，而在目前建筑結(jié)構設計的過程中，也沒有對當?shù)卣鸢l(fā)生時如何有效的進行避震以及其可能帶來的破壞性進行足夠的考慮。而如果在設計的過程中沒有對高層建筑的相關抗震數(shù)據(jù)較為精確的分析，且不能夠根據(jù)地震發(fā)生原理為依據(jù)進行相應的設計，則很有可能由于高層建筑抗震性能的不足而存在一定的安全隱患，從而對人們的生命財產(chǎn)安全造成嚴重的威脅。

1.2 抗風結(jié)構設計問題 由于高層建筑的高度特點，使得其抗風性能也是非常重要的一個環(huán)節(jié)。當對建筑結(jié)構設計的過程中，也應當對抗風設計的有效性進行考慮。通常來說，由于高層建筑自身高度很高，作為建筑物自身則同外界風之間存在一種阻隔以及擾動作用，這就使得建筑物周圍的風會在一定作用之下對建筑產(chǎn)生一種類似于振動的效果，并使其承受相當?shù)暮奢d力，從而使建筑的自身安全受到威脅，嚴重的還會使建筑主體結(jié)構被破壞、墻體斷裂等現(xiàn)象的出現(xiàn)。

1.3 消防結(jié)構設計問題 同普通建筑相比，高層建筑具有更為復雜的特點，而為了對高層建筑多種需求進行滿足，則需要在結(jié)構設計的過程中選擇不同種類的材料。目前，在高層建筑中使用較多的還是可燃性材料，而這就會對高層建筑的火災情況帶來了一定的隱患。同時，由于在高層建筑中具有風力大、空氣流動強的特點，一旦出現(xiàn)火災則很可能造成更為嚴重的災害。另外，由于高層建筑樓層較多，在對其結(jié)構設計的過程中也都將其設計為垂直形態(tài)，而在這中形態(tài)之中一旦發(fā)生火災，那么對居民疏散則需要更多的時間，這也為高層建筑的消防問題帶來了

威脅。

2 高層建筑結(jié)構設計問題解決策略

2.1 優(yōu)化抗震結(jié)構設計 抗震性能代表著建筑物的安全，對于高層建筑來說尤為如此，這就需要我們通過對以往的抗震結(jié)構設計進行一定的優(yōu)化：

首先，應當使建筑結(jié)構的規(guī)則性得到增強，并對其中抗側(cè)力構件的位置進行合理的設置，從而使其能夠具有更為合理的承載力分布體系。同時由于垂直方向結(jié)構的關系，則應當進一步增強其構件的強度以及剛度，從而使其得到更為連續(xù)的穩(wěn)定性。其次，在地震災害中，最可能對建筑造成破壞的情況就是建筑地基出現(xiàn)沉降，一旦地基出現(xiàn)沉降，那么就會使建筑結(jié)構激素出現(xiàn)開裂等一系列破壞。所以在對地基施工的過程中，一定應當對地震因素起到作出充分的考慮，從而以有針對性的方式對其設計。同時，還應當對建筑建筑平面進行簡化，減少相關的平面布置，從而通過合理的施工設計使地基的強度以及剛度得到增強。另外，還應當將樁箱埋設一定的深度，并將上部結(jié)構以及群樁能夠保持在同一條線上。再次，應當對建筑結(jié)構承重構件的抗側(cè)力進行提高，并盡可能的滿足其承載力所需的延續(xù)性，從而使建筑的抗震能力得到提高。同時，還應當對剪力墻截面重點關注，首先應當以連續(xù)梁的方式組成一套具有更好延續(xù)性的結(jié)構體系，其次則應當使結(jié)構側(cè)面的強度得到提高，從而對建筑水平位移的范圍進行良好的控制。最后，還應當保證簡體構件具有對稱的布置狀態(tài)以及良好的完整性，并使筒角內(nèi)壁同洞口之間保持適當?shù)拈g距并增加其厚度，從而使建筑底部結(jié)構能夠更好的滿足抗震需求。

2.2 優(yōu)化抗風結(jié)構設計 首先，要注重結(jié)構的基礎設計。對于建筑的抗風性能來說，首先應當保持其具有良好的結(jié)構穩(wěn)定性。這就需要在建設的過程中保證選擇級配比較高的砂石，并對材料回填過程的密實程度進行保證，從而保證建筑在水平作用力施壓下不會出現(xiàn)傾覆性趨向。另外則應當在持力層底部設置相應的抗拔錨桿，從而能夠通過相關的鉆孔、安裝以及注漿一系列工作使錨桿的功能得到增強，并使其抗拔強度得到保障。其次，在對建筑非承重構件設計的過程中，還應當通過對耗能減震系統(tǒng)良好的利用使風力對于建筑的影響得到降低。在這個系統(tǒng)中，主要以樓板、剪力墻以及耗能支撐等部件所組成，并保證能將這種減震系統(tǒng)設置在合理的位置中，從而使耗能減震的作用得到加強。最后，由于高層建筑往往面臨較大的風壓，在這種強大風壓的作用之下也會對建筑結(jié)構構件的內(nèi)力得到提高，而一旦這種壓力超出了其所能承受的最大值，就會使風荷載同水平力之間出現(xiàn)重疊問題，從而對建筑整體造成結(jié)構性破壞。所以就應當對風壓較高的位置進行加固，首先應當對建筑實際風壓作用力的大小進行分析，同時對建筑土壓力進行控制，并在此基礎上對建筑的水平荷載內(nèi)力進行加強。

2.3 優(yōu)化消防結(jié)構設計 首先，應當設計好良好的防火間距，對于間距的計算方式是將每棟建筑物之間的距離以及每一棟建筑中可燃物件邊緣開始計算，但是由于建筑中可能存在的地理、功能等情況的差異性，所以在設計的過程中也應當根據(jù)實際情況來靈活的選擇。同時，還應當對建筑的滅火結(jié)構、耐火能力以及排煙性做出保障，從而使建筑能夠滿足防火要求。其次，設計好相應的分割結(jié)構。通過這種方式則能夠在火勢發(fā)生之后將其控制在有效的空間之中并限制其擴大蔓延。對此經(jīng)常使用的方式就是對樓板的垂直設計以及單元墻的水平設計等等，其不僅能夠?qū)熿F、火勢的蔓延程度降低，還能夠為建筑居民獲取更多的逃生時間。最后，還應當設計建筑的疏散結(jié)構。由于在高層建筑中疏散路線為垂直型，且在發(fā)生火災時電梯會斷電并當煙火蔓延的過程中使其成為逃生死角。所以應當將樓梯設置為疏散通道，并對建筑內(nèi)防煙區(qū)要以及雙向疏散通道進行合理的設置，從而當火災發(fā)生之后加大居民的逃離速度。

3 結(jié)束語

總的來說，隨著目前我國城市中高層建筑數(shù)量的增多，使得人們更應當對其建筑結(jié)構設計過程中存在的問題引起更高的重視。上文對于高層建筑結(jié)構設計中存在的問題進行了一定的分析，并提出了相應的解決策略。在實際結(jié)構設計的過程中，也可以以此為參考，從而以更為合理、全面的結(jié)構設計對高層建筑的安全穩(wěn)定作出保障。

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篇7

關鍵詞：高層建筑；結(jié)構設計；概念設計；問題；探討

Abstract: at present, the rapid development of high buildings in our country, leading to the structural design of often encounter all sorts of problems, and therefore we need to design personnel can accumulate experience, and use the right concept design, this article through the years building design experience of high-rise building structural design on some problems in some discussion.

Keywords: high building; Structure design; The conceptual design; Problem; explore

中圖分類號：[TU208.3]文獻標識碼：A 文章編號：

一、高層建筑結(jié)構設計的意義及依據(jù)

1概念設計的意義

高層建筑能做到結(jié)構功能與外部條件一致，充分展現(xiàn)先進的設計，發(fā)揮結(jié)構的功能并取

得與經(jīng)濟性的協(xié)調(diào)，更好地解決構造處理，用概念設計來判斷計算設計的合理性。

2概念設計的依據(jù)

高層建筑結(jié)構總體系與各分體系的工作原理和力學性質(zhì)，設計和構造處理原則，計算程序的力學模型和功能，吸取或不斷積累的實踐經(jīng)驗。

二、高層建筑結(jié)構設計的特點

高層建筑結(jié)構設計與低層、多層建筑結(jié)構相比較，結(jié)構專業(yè)在各專業(yè)中占有更重要的位

置，不同結(jié)構體系的選擇，直接關系到建筑平面的布置、立面體形、樓層高度、機電管道的設置、施工技術的要求、施工工期長短和投資造價的高低等。其主要特點有；

1水平力是設計主要因素

在低層和多層房屋結(jié)構中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結(jié)構設計。而在高層

建筑中，盡管豎向荷載仍對結(jié)構設計產(chǎn)生重要影響，但水平荷載卻起著決定性作用。因為建筑自重和樓面使用荷載在豎向構件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，僅與建筑高度的一次方成正比；而水平荷載對結(jié)構產(chǎn)生的傾覆力矩、以及由此在豎向構件中所引起的軸力，是與建筑高度的兩次方成正比。另一方面，對一定高度建筑來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風荷載和地震作用，其數(shù)值是隨著結(jié)構動力性的不同而有較大的變化。

2側(cè)移成為控制指標

與較低樓房不同，結(jié)構側(cè)移已成為高樓結(jié)構設計中的關鍵因素。隨著樓房高度的增加，水平荷載下結(jié)構的側(cè)移變形迅速增大，因而結(jié)構在水平荷載作用下的側(cè)移應被控制在某一限度之內(nèi)。

3抗震設計要求更高

有抗震設防的高層建筑結(jié)構設計，除要考慮正常使用時的豎向荷載、風荷載外，還必須使結(jié)構具有良好的抗震性能，做到小震不壞、大震不倒。

4軸向變形不容忽視

高層建筑中，豎向荷載數(shù)值很大，能夠在柱中引起較大的軸向變形，從而會對連續(xù)梁彎矩產(chǎn)生影響，造成連續(xù)梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩之和端支座負彎矩值增大；還會對預制構件的下料長度產(chǎn)生影響，要求根據(jù)軸向變形計算值，對下料長度進行調(diào)整；另外對構件剪力和側(cè)移產(chǎn)生影響，與考慮構件豎向變形比較，會得出偏于不安壘的結(jié)果。

5結(jié)構延性是重要設計指標

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

三、高層建筑結(jié)構設計的幾個問題

1高層建筑結(jié)構受力性能

對于一個建筑物的最初的方案設計，建筑師考慮更多的是它的空間組成特點，而不是詳

細地確定它的具體結(jié)構。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件所組成，因此結(jié)構必須能將它本身的重量傳至

地面，結(jié)構的荷載總是向下作用于地面的，而建筑設計的一個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系，所以，在建筑設計的方案階段，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想。

2高層建筑結(jié)構設計中的扭轉(zhuǎn)問題

建筑結(jié)構的幾何形心、剛度中心、結(jié)構重心即為建筑三心，在結(jié)構設計時要求建筑三心盡可能匯于一點，即三心合一。結(jié)構的扭轉(zhuǎn)問題就是指在結(jié)構設計過程中未做到三心合一，在水平荷載作用下結(jié)構發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動效應。為避免建筑物因水平荷載作用而發(fā)生的扭轉(zhuǎn)破壞，應在結(jié)構設計時選擇合理的結(jié)構形式和平面布局，盡可能地使建筑物做到三心合一。

在水平荷載作用下，高層建筑扭轉(zhuǎn)作用的大小取決于質(zhì)量分布。為使樓層水平力作用沿平面分布均勻，減輕結(jié)構的扭轉(zhuǎn)振動，應使建筑平面盡可能采用方形、矩形、圓形、正多邊形等

簡面形式。在某些情況下，由于城市規(guī)劃對街道景觀的要求以及建筑場地的限制，高層建筑不可能全部采用簡面形式，當需要采用不規(guī)則L形、T形、十字形等比較復雜的平面形式時，應將凸出部分厚度與寬度的比值控制在規(guī)范允許的范圍之內(nèi)，同時，在結(jié)構平面布置時，應盡可能使結(jié)構處于對稱狀態(tài)。

3高層建筑結(jié)構設計中的其它問題

3.1關于轉(zhuǎn)換梁新的《高規(guī)》已經(jīng)明確規(guī)定，當剪力墻墻肢與其平面外方向的樓面梁連接時，應采取在墻與梁相交處設置扶壁柱或暗柱，或在墻內(nèi)設置型鋼等至少一種措施，減小梁端部彎距對墻的不利影響。但有個別工程設計，將框支梁（轉(zhuǎn)換梁）直接垂直支承于一般厚度的剪力墻上，而未對墻體采取上述加強措施。其中有些轉(zhuǎn)換梁是大跨度單跨梁垂直支承于兩端墻體；有些轉(zhuǎn)換梁甚至位于支承墻的門洞邊；有些支承墻因多層架空，高厚比不滿足要求。這類情況，為增強轉(zhuǎn)換梁兩端的約束能力，滿足其鋼筋錨固要求，必須在轉(zhuǎn)換梁兩端的墻體中設置墻體端柱或扶壁柱，或加厚墻體設置暗柱（必要時加型鋼），并按框支柱的要求進行設計。

3.2新《高規(guī)》第10.2.8條，對各抗震等級框支梁縱向鋼筋的最小配筋率提高了要求，同時增加了最小面積配箍率的要求，并作為強制性條文。

3.3對一、二級抗震等級的剪力墻底部加強部位控制軸壓比，并設置約束邊緣構件，是《高規(guī)》為保證剪力墻的延性，新增加的要求。在剪力墻約束邊緣構件配箍特征值為λv/2的區(qū)段，規(guī)范允許配置箍筋或拉筋。所設拉筋應同時鉤住墻體的水平分布筋（或箍筋）和豎向分布筋，而不能有一部分拉筋僅鉤住墻體的豎向分布筋。當此區(qū)段的體積配箍率或拉筋的豎向間距不能滿足規(guī)范要求時，應同時設置箍筋。

3.4新的《抗震規(guī)范》和《高規(guī)》對各抗震等級剪力墻在各種情況下的厚度與層高（或無支長度）的比值作了更詳細的規(guī)定，比舊規(guī)范要求更嚴。當難以滿足墻體厚高比的要求時，新規(guī)范也給出了墻體穩(wěn)定的計算方法。

3.5高層建筑的嵌固部位新的《建筑抗震設計規(guī)范》（以下簡稱《抗震規(guī)范》）和《高規(guī)》等。

3.6條規(guī)定“：高層建筑結(jié)構計算中，當?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構嵌固部位時，地下室結(jié)構的樓層側(cè)向剛度不應小于相鄰上部結(jié)構樓層側(cè)向剛度的2倍?！蓖瑫r規(guī)定了嵌固部位相應的構造要求。但并不是要求地下室頂板必須作為上部結(jié)構的嵌固部位。有些高層結(jié)構不具備這樣的條件，如高層主體范圍以外的純地下室地下一層為綠化覆土層，嵌固部位就應降至地下一層樓板，并按此條件進行相應設計。（高層主體外地下一層為綠化，但是上下層剛度比能滿足規(guī)范要求的話，可以嵌固至首層樓板，可以考慮此部分土體的嵌固作用?；觽?cè)壁均有回填，對于沒有大的純地下室，基坑側(cè)壁同樣是回填土，情況應該是一樣的。地下室外墻作為混凝土構件，在進行截面設計時，側(cè)土壓力作為地下室外墻的永久荷載，不僅要乘荷載分項系數(shù)，而且因為它起控制作用，按新的《建筑結(jié)構荷載規(guī)范》其分項系數(shù)應取》1.35，（與人防荷載組合時仍取1.2）。另外，嚴格來講，地下室外墻的側(cè)土壓力應按靜止土壓力計算，但在實際設計中，經(jīng)常采用主動土壓力計算，已經(jīng)偏小。因此，不能再不乘分項系數(shù)。

四、結(jié)論

隨著高層建筑進一步的發(fā)展，滿足高層建筑的形式，材料，力學分析模型都將日趨復雜多元，為了革新高層建筑，體現(xiàn)其魅力，追求新的結(jié)構形式和更加合理的力學模型將是土木工程師們的目標和方向。

參考文獻

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[3]周云波.趙巖.淺談高層建筑結(jié)構設計原則[J].黑龍江科技信息,2009,(01).

篇8

社會的發(fā)展促使人們的生活水平得到了很大的提高，注重物質(zhì)生活水平的追求也不斷提高，這就形成了對建筑水平多樣化的要求，要想在節(jié)約建筑成本與建造高質(zhì)量工程中有效統(tǒng)一，就需要一定的建筑結(jié)構優(yōu)化設計，建筑結(jié)構優(yōu)化設計不僅能夠在資源上節(jié)約成本的支出，還能夠?qū)崿F(xiàn)在資源的有限條件下使建筑的質(zhì)量功能水平最優(yōu)化，能夠提高空間的利用率，發(fā)揮資源的最大功效，建筑的高質(zhì)量包括建筑的環(huán)境以及使用功能，結(jié)構設計優(yōu)化符合一定的經(jīng)濟發(fā)展原理，對資金，土地資源空間，建筑質(zhì)量與水平都能做到合理的優(yōu)化，建筑結(jié)構優(yōu)化對于建筑行業(yè)的發(fā)展以及未來的經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展都有著很重要的作用。

2建筑結(jié)構優(yōu)化設計的特點內(nèi)容分析

建筑結(jié)構設計的優(yōu)化是通過整體建筑的要求決定的，首先要了解整體建筑的設計理念，這樣才能夠進一步的確定建筑的整體結(jié)構，才能開展建筑設計的優(yōu)化工作，確保在有限的空間及資金條件下，優(yōu)化建筑水平，建筑結(jié)構設計也有著自身的特點，要考慮建筑結(jié)構的整體性，把握好建筑的一般結(jié)構類型，了解建筑結(jié)構的特點，這樣才能夠在進行建筑結(jié)構設計的時候充分考慮到各種條件方面的優(yōu)化，還要根據(jù)建筑的整體結(jié)構，還有建筑結(jié)構的特點來設計合適的結(jié)構類型，確定具體的結(jié)構配置，以及所需資源的構件，對各種建筑結(jié)構進行設計優(yōu)化時，還要考慮整體建筑的布局類型，實現(xiàn)科學技術與建筑藝術性設計的結(jié)合，通過對建筑結(jié)構的進行優(yōu)化來找出最好的建設方案進行建筑設計。

3建筑結(jié)構優(yōu)化設計中存在的問題

在進行結(jié)構設計的優(yōu)化過程中會存在很多的問題，對于一些低層建筑物，建筑結(jié)構設計原理基本上都是一致的。但是由于土地資源的有限性，空間的局限性，目前高層建筑不斷地發(fā)展，對于高層建筑來說，建筑結(jié)構設計就要增加新的控制因素，較高的承載需要結(jié)構上的絕對穩(wěn)定，這就給建筑結(jié)構的設計增加了一定的困難，越高層建筑承載力需要越大，在安全穩(wěn)固方面就越困難，這些問題都會對建筑結(jié)構設計的優(yōu)化造成很大的壓力。另外對于建筑結(jié)構設計的技術要求來說，要想優(yōu)化技術水平，就要了解建筑結(jié)構設計的要求跟使用功能，這就需要在考慮眾多細節(jié)問題的同時也要把握經(jīng)濟的適用性，優(yōu)化技術是要從建筑整體跟組成構件出發(fā)，對于建筑中的各個結(jié)構部分都要做到優(yōu)化解決，用有限的資金做出最優(yōu)的方案，實現(xiàn)經(jīng)濟與質(zhì)量的有效結(jié)合。

4建筑結(jié)構優(yōu)化設計的應對不足措施

首要要對建筑結(jié)構設計的重新認知，要提高建筑結(jié)構設計的優(yōu)化技術，在進行建筑結(jié)構設計時提高對建筑質(zhì)量的要求并且結(jié)合建筑的美觀等問題。具體的表現(xiàn)在：設計師在設計建筑結(jié)構方案時，要結(jié)合建筑參數(shù)，對工程的目標進行一個預測規(guī)劃，這樣可以實現(xiàn)建筑工程中的資源經(jīng)濟控制，有利于建筑結(jié)構設計的優(yōu)化設計工作，更好的實現(xiàn)工程建筑的目標；建筑結(jié)構設計要根據(jù)建筑的設計來確定最終的方案，根據(jù)固有的建筑面積最大限度的設計出結(jié)構的合理限度性以及空間的利用率，減少工程造價成本；而且由于建筑本身承擔的功能作用就是安全穩(wěn)定持久耐用，以及美觀性，所以在進行建筑結(jié)構設計時要考慮多方面的影響，包括建筑的整體功能，建筑的安全穩(wěn)定，還有各種可以完善建筑的設計施工，在設計時綜合對這些條件進行考慮設計，實現(xiàn)建筑結(jié)構設計優(yōu)化的目的。

5建筑結(jié)構設計優(yōu)化的應用方法分析

建筑結(jié)構設計優(yōu)化是為了解決在建筑結(jié)構設計中經(jīng)常出現(xiàn)的一系列問題，所以建筑結(jié)構設計在應用時要注重對結(jié)構設計技術優(yōu)化的分析，建筑結(jié)構設計不是單一方案，是根據(jù)具體的建筑情況規(guī)劃的多方案的結(jié)構方案，對于同一個建筑方案有著不同的建筑結(jié)構方法，這就使得在選擇的過程中，不斷地對比研究，重在完成高質(zhì)量的同時減少資源的利用以及資金的節(jié)儉，最大限度的降低工程的造價，這就要求設計師在進行設計時，要具有較高的建筑結(jié)構設計經(jīng)驗和設計優(yōu)化水平，科學合理地優(yōu)化設計方案。同時在進行建筑結(jié)構設計時，也要注意結(jié)構應用技術優(yōu)化的作用，在對設計師的培訓選擇中，注重對經(jīng)驗的要求，培養(yǎng)設計師的創(chuàng)造性，這樣才能更好的進行設計的優(yōu)化工作，實現(xiàn)建筑結(jié)構設計優(yōu)化的技術與應用完美的結(jié)合。

6建筑結(jié)構優(yōu)化設計相關圖例分析

我國各個城市都有自己的圖書館，縱覽現(xiàn)代圖書館的設計，可謂千姿百態(tài)，不拘一格。有的利用老舊的圖書館加以施工，給人一種復古的感受，而有的圖書館設計采取新穎的設計理念設計，帶給了人們現(xiàn)代的感覺?？偟膩碚f圖書館內(nèi)部不但要講求通達、方便、舒適，而且其外部造型更要具集典雅莊重、美觀于一體，既要堅持館舍總體布局科學、適用的原則，在功能上滿足人們的需求，又要給人以建筑藝術美的享受。具體來說現(xiàn)代圖書館設計應具備以下幾個功能特點：（1）內(nèi)部設施要有靈活性。（2）合理的建筑布局。（3）方便讀者的使用。（4）館舍可擴展性。（5）內(nèi)部設施的使用性。（6）室內(nèi)布置的統(tǒng)一性。（7）舒適的閱讀環(huán)境。（8）確保文獻的保存。圖1為某圖書館建筑幾乎采用了完全的特制玻璃設計，這樣不但能為內(nèi)部環(huán)境的透明度和光照條件加強，而且可以減輕熱量的吸收，眩光等影響；內(nèi)部設計采用多層組合的方式進行功能上的分層布局模式。而且它是圍繞中央大廳的設計形式，結(jié)合了中國古建筑中具有庭院的設計風格。該圖書館建筑面積超過540，000平方英尺，在滿足收藏圖書的同時，布局了多個現(xiàn)代化的電子閱讀室，音樂廳，畫廊室，以及會議設施，大大在單一的圖書館基礎上擴展了該建筑的實用性。其外形設計不但表達對自由和知識的重要性，更加發(fā)展了現(xiàn)代建筑的結(jié)構設計理念，無論是從內(nèi)部設計還是外觀的結(jié)構設計都有了巨大的進步，符合建筑結(jié)構優(yōu)化的設計。

7結(jié)束語

篇9

Key words: tall building；structure design；control parameter

摘要：隨著我國高層建筑技術的迅速發(fā)展，高層建筑已經(jīng)成為城市空間中不可缺少的元素，成為城市的一道亮麗風景。如何設計出舒適、安全同時又符合人們精神生活要求，且經(jīng)濟實用的建筑現(xiàn)已成為設計師們要首先解決的問題。本現(xiàn)就高層建筑結(jié)構設計問題進行一些探討，希望能對我們以后的工作產(chǎn)生幫助，使設計水準更上一層樓。 關鍵詞：高層建筑結(jié)構設計控制參數(shù)

中圖分類號：[TU208.3] 文獻標識碼： A文章編號：2095-2104（2012）

1 高層建筑結(jié)構設計原理 當前，我國的高層建筑結(jié)構設計多以追求建筑形象的新、奇、特為目標，每棟高層都想表現(xiàn)自己，突出自我。而這樣的結(jié)果只能使整個城市顯得紛繁無序、生硬，建筑個體外部體量失衡，缺乏親近感，拒人于千里之外，造成這種現(xiàn)象的主要原因是缺乏對高層建筑結(jié)構尺度的認真仔細推敲。高層建筑結(jié)構設計的尺度的確難以把握，因它不同于日常生活用品。其主要原因有：一是高層建筑物的體量巨大，遠遠超出人的尺度，二是高層建筑物不同于日常用品，在建筑中有很多要素不是單純根據(jù)功能這一方面的因素來決定它們的大小和尺寸的。

2高層建筑結(jié)構體系簡介

目前，高層建筑基本上都是采用鋼筋混凝土結(jié)構，其結(jié)構體系有框架結(jié)構、剪力墻結(jié)構、框架剪力墻結(jié)構等，其中在高層住宅建筑中剪力墻結(jié)構和框架剪力墻結(jié)構使用較多。

2.1 剪力墻結(jié)構

剪力墻結(jié)構是用鋼筋混凝土墻板來代替框架結(jié)構中的梁柱，作為豎向承重和抵抗側(cè)力的結(jié)構，這種用鋼筋混凝土墻板來承受豎向和水平力的結(jié)構稱為剪力墻結(jié)構。該結(jié)構通常采用平面布置形式，由于剪力墻受豎向荷載和水平荷載共同作用，剪力墻應雙向或多向布置。由于該結(jié)構全部由剪力墻組成，其剛度比框架剪力墻結(jié)構更好，常用于 40 層以下的高層住宅建筑等。該結(jié)構高寬比不宜大于6，其高度應考慮抗震要求。

2.2 框架剪力墻結(jié)構

框架剪力墻結(jié)構是由框架和剪力墻組合而成的結(jié)構體系。其中剪力墻承受絕大部分水平荷載，框架承受豎向荷載，兩者共同受力，合理分工。剪力墻應均勻布置在建筑物的周邊、電梯間、平面形狀變化較大和豎向荷載較大等部位。由于該結(jié)構以框架結(jié)構為主，剪力墻為輔助，因此，該結(jié)構體系適用于 25 層以下的建筑，最高不宜大于 30 層。

3高層建筑各部位設計要點

3.1梁柱受力主筋位置的設計 在以下兩種情況下，框架柱的受力主筋和框架梁的受力主筋位置發(fā)生矛盾：（1）框架梁的截面寬度等于框架柱的邊長。（2）框架梁的一邊和框架柱重合。

3.1.1節(jié)點設計原則：框架結(jié)構設計的原則是“強剪弱彎、強柱弱梁”，首先保證框架受力主筋的位置。 3.1.2解決方法：（1）框架梁主筋在框架柱內(nèi)側(cè)通過。（2）為保證框架梁的截面尺寸，在框架梁靠近柱側(cè)四角增加4根鋼筋作為架立鋼筋。

3.2墻梁節(jié)點鋼筋設計

在框架、剪力墻結(jié)構中，框架梁或者次梁直接擱置在核心筒體暗梁或過梁上，如果框架梁的截面和暗梁和過梁的截面高度相等，就造成框架梁主筋和核心筒暗梁或過梁主筋位置互相矛盾。

3.2.1節(jié)點設計的原則。根據(jù)固定端框架梁的彎距形式，框架梁在支座位置上鐵受拉，下鐵受壓；墻體暗梁或過梁受扭，盡量保證暗梁或連梁箍筋的完整性。

3.2.2解決方法：（1）過梁下鐵設置不超過六根主筋分為兩排布置，框架梁下鐵布置在過梁下鐵第一排和第二排鋼筋之間且框架梁的接頭位置全部位于支座附近，接頭按照50%的比例錯開。（2）框架梁上鐵直接擱置在過梁上鐵上，保證框架梁主筋的錨固長度滿足規(guī)范要求。根據(jù)GB50204-2000規(guī)范中規(guī)定，過梁的箍筋尺寸取負誤差，框架梁箍筋的尺寸取正誤差，從而保證過梁和框架梁保護層厚度。（3）將過梁或暗梁截面降低或減小5cm，框架梁上鐵直接錨固在過梁上，保證框架梁及樓板鋼筋的保護層的厚度。 3.3主梁論文秘籍網(wǎng)

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和次梁節(jié)點注意的問題 在框架剪力墻結(jié)構中，主梁和次梁的節(jié)點非常重要，主次梁鋼筋的設計位置就成為我們關注的焦點。根據(jù)常規(guī)做法，次梁上鐵鋼筋在主梁鋼筋之上，板筋在次梁主筋之上，如果主次梁節(jié)點鋼筋設計不合理，就會造成板筋或次梁上鐵鋼筋保護層厚度過小，不利于結(jié)構的抗震。 3.4高層建筑結(jié)構的防火設計

高層建筑的防火設計，必須遵循“預防為主，防消結(jié)合”的消防工作方針，針對高層建筑發(fā)生火災的特點，立足自防自救，采用可靠的防火措施，做到安全適用、技術先進、經(jīng)濟合理。

4高層建筑結(jié)構設計的控制參數(shù)

高層建筑結(jié)構設計中各控制參數(shù)的選取直接影響結(jié)構的安全性、合理性等。因此。合理的選取各控制參數(shù)，有助于提高結(jié)構整體控制的效率，也有助于使結(jié)構設計更加安全、經(jīng)濟合理。

4.1 軸壓比：限制結(jié)構的軸壓比，以保證結(jié)構的延性要求。當不滿足規(guī)范要求時可以通過增大該墻、柱截面或提高該樓層墻、柱混凝土強度的辦法調(diào)整。

4.2 剪重比：限制各樓層的最小水平地震剪力，確保周期較長的結(jié)構的安全。當偏小且與規(guī)范限值相差較大時，可通過增強豎向構件，加強墻、柱等豎向構件的剛度的辦法調(diào)整。 4.3 剛重比：規(guī)范上限主要用于確定重力荷載在水平作用位移效應引起的二階效應是否可以忽略不計。當不滿足規(guī)范下限要求時，可以通過調(diào)整增強豎向構件，加強墻、柱等豎向構件的剛度的辦法調(diào)整。

4.4 層間位移角：限制結(jié)構在正常使用條件下的水平位移，確保高層結(jié)構應具備的剛度，避免產(chǎn)生過大的位移而影響結(jié)構的承載力、穩(wěn)定性和使用要求。當不滿足規(guī)范要求時，只能通過調(diào)整增強豎向構件，加強墻、柱等豎向構件的剛度的辦法調(diào)整。

4.5 層間位移比：限制結(jié)構平面布置的不規(guī)則性，以避免產(chǎn)生過大的偏心而導致結(jié)構產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)效應。當不滿足規(guī)范要求時，可以改變結(jié)構平面布置，減小結(jié)構剛心與質(zhì)心的偏心距達到規(guī)范要求。

4.6 周期比：限制結(jié)構的抗扭剛度不能太弱，使結(jié)構具有必要的抗扭剛度，減小扭轉(zhuǎn)對結(jié)構產(chǎn)生的不利影響。當不滿足規(guī)范要求時，只能通過調(diào)整改變結(jié)構布置，提高結(jié)構的抗扭剛度。

4.7 剛度比：主要為限制結(jié)構豎向布置的不規(guī)則性，避免結(jié)構剛度沿豎向突變，形成薄弱層。當不滿足規(guī)范要求時，可以適當加強本層墻、柱和梁的剛度，或適當削弱上部相關樓層墻、柱和梁的剛度以滿足要求。

5以框架為例概述設計參數(shù)的選擇

5.1框架計算簡圖的處理

5.1.1無地下室的框架結(jié)構

為了加強底層的整體性，可以在 0.00m附近設置基礎連系梁。由于基礎連系梁的設計僅為構造設計，無法平衡底部柱腳的彎矩，更不能夠作為上部結(jié)構的嵌固部分，底層計算高度 H 顯然不能取用基礎連系梁頂面到一層樓蓋頂面的高度。正確的設計是：柱的 H 值取用基礎頂面至連系梁頂面的高度，也就是把基礎連系梁以下的部分看作底層，而把實際建筑的底層作為第二層計算，層高取用連系梁頂層至一層樓面的高度。當采用這樣確定計算簡圖時，應注意底層柱的配筋應取用基礎連系梁頂面和基礎頂面中較大內(nèi)力設計值進行計算。 5.1.2帶有地下室的框架結(jié)構

關鍵是合理確定上部結(jié)構的嵌固位置。而《建筑抗震設計規(guī)范》和《混凝土結(jié)構設計規(guī)范》都沒有明確提出具置，需要我們根據(jù)工程的實際情況來分析。采用箱型基礎或者能夠滿足《建筑抗震設計規(guī)范》的地下室結(jié)構時，可以將地下室頂作為框架上部結(jié)構的嵌固位置。在利用 PKPM進行設計時，樓層總數(shù)僅輸入地下室以上的實際層數(shù)，底層的實際層高就是層高H。這樣設計的地震作用和實際情況較為接近，但是豎向荷載的計算僅計算到底層的柱底處。當?shù)叵陆Y(jié)構是采用的筏板基礎，嵌固位置最好取在基礎頂面。在利用電算時，總層數(shù)應為實際的樓層數(shù)加上地下室的層數(shù)。如當建筑地上 6 層時，地下 2 層時，總層數(shù)取 8層。按此確定的計算簡圖經(jīng)整體計算后，地震作用相對保守，結(jié)構設計比較安全。

5.2結(jié)構計算參數(shù)的選取

5.2.1 地震力的振型組合數(shù) 地震力的振型組合數(shù)，對高層建筑，當不考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)計算時，至少應取 3，當振型系數(shù)多于 3 時，宜取 3 的倍數(shù)，但不應多于房屋的層數(shù)《建筑抗震設計規(guī)范》指出，合適的振型個數(shù)一般可以取振型參與質(zhì)量達到總質(zhì)量的 90%所需的振型數(shù)。SATWE 已有這種功能，可以很方便地輸出這種參與質(zhì)量的比值。此外，由于耦合計算的地震剪力通常小于非耦合計算，僅結(jié)構存在明顯扭轉(zhuǎn)時才采用耦合計算，但在必要時應補充非耦合計算。 5.2.2 框架結(jié)構活荷載的最不利布置、組合

當活荷載較大時，是否進行活荷載的最不利布置、組合對計算結(jié)果的影響非常大。使程序給定的梁設計彎矩放大系數(shù)，也不一定能反映出工程實際應力分布的情況，有可能造成結(jié)構不安全或保守。應注意的是 PKPM中無法區(qū)分荷載規(guī)范，因此很難實現(xiàn)“荷載規(guī)范”區(qū)分荷載種類和樓面荷載折減系數(shù)的要求，程序中不區(qū)分不同的樓面活荷載類型，一般均按樓面活荷載類型考慮并取相應的折減系數(shù)，PKPM計算程序?qū)敲婊詈奢d的折減是不全面的，使用 PKPM計算時，應考慮區(qū)分不同構件進行分步計算，并在荷載輸入時將樓面活荷載折減。風荷載體型系數(shù)的選取應注意，當多個建筑物，特別是群集的高層建筑，相互間距較近時，宜考慮風力相互干擾的群體效應；一般可將單獨建筑物的體型系數(shù)乘以相互干擾增大系數(shù)，該系數(shù)可參考類似條件的試驗資料確定；必要時宜通過風洞試驗得出。

6結(jié)束語

篇10

關鍵詞：鋼筋混凝土；高層建筑；結(jié)構設計；重點

1 引言

對于目前來說，高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構主要采用框架、剪力墻、框架―剪力墻、筒體和板柱―剪力墻結(jié)構體系。下面根據(jù)筆者的多年工作經(jīng)驗以及對實際工程的總結(jié)，淺顯地對鋼筋混凝土結(jié)構在高層建筑設計中的重點進行了論述，僅供大家參考。

2 鋼筋混凝土結(jié)構在高層建筑設計中的原則

現(xiàn)在高層建筑的數(shù)量越來越多，相應的鋼筋混凝土結(jié)構在高層建筑中也得到了廣泛的應用。我們必須遵循一定的原則，在保證高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構的設計達到相關國家規(guī)范、規(guī)程規(guī)定的條文的同時，注意人們在設計、施工及使用維護階段對高層建筑的安全性、耐久性及適用性的需求。高層建筑結(jié)構在規(guī)范規(guī)定的合理的使用年限內(nèi)，不僅需要滿足相應的建筑功能使用需求，而且應該可以承擔各種有可能發(fā)生的自然或認為的緊急情況，這就使得建筑結(jié)構必須具有與之相符的適用性和耐久性；同時在建筑物發(fā)生可能的緊急情況之后，建筑結(jié)構也必須保證其安全性。

3鋼筋混凝土結(jié)構在高層建筑設計中的重點分析

3.1 建筑結(jié)構的概念設計

現(xiàn)在很多新入職甚至入職多年的結(jié)構工程師在建筑結(jié)構設計時陷入只依靠結(jié)構設計軟件的誤區(qū)，這是不正確的。為了保證建筑結(jié)構具有良好的抗震性能，我們應該從根本上重視建筑結(jié)構概念設計這種有效的方法。建筑師及結(jié)構師在建筑設計的過程中對相關規(guī)范和規(guī)程中的各項條文給予高度重視是建筑概念設計對我們的要求。尤其下列若干問題值得我們注意：

（1）在建筑結(jié)構設計中，應該優(yōu)先采用具有良好抗風、抗震性能，而且造價合理經(jīng)濟的高層建筑結(jié)構體系。這就要求我們對建筑結(jié)構的合理性和建筑結(jié)構平、立面布置的規(guī)則性特別關注。高層建筑結(jié)構在豎向布置上應該有合理的剛度分布，與此同時在水平布置上也應有合理的承載力分布，這樣不但能避免因局部位置突變而形成薄弱部位，而且使建筑具有較好的抗震、抗裂縫和抗變形的能力。

（2）由于水平地震作用是雙向的，所以要求建筑結(jié)構在兩個主軸方向上應具有相接近的動力特性，并且在建筑平面上結(jié)構沿兩個主軸方向需要擁有必需的抗震性能和結(jié)構剛度。在高層建筑設計時，我們應該使建筑具有清晰明確的計算簡圖和合理有效的傳遞地震力的途徑，這樣就能使建筑結(jié)構在任意方向上都能夠有效的抵抗地震作用。值得注意的是高層建筑結(jié)構除了水平剛度的需求外，還需要在抗扭轉(zhuǎn)震動和抗扭剛度上達到相應的要求。另外，雖然我們可以考慮場地特征的影響來對高層建筑結(jié)構的剛度進行選擇，以此來達到減小地震作用的目的，但是同時我們也應該看到這會使高層建筑結(jié)構的變形增大，高層建筑結(jié)構會因為P-Δ效應的過大而發(fā)生不必要的破壞。

（3）我們應該盡量避免由于平面凹角以及狹長的縮頸部位產(chǎn)生的應力集中，尤其是在相對比較獨立的建筑結(jié)構單元中。凹角和端部應盡量避免設置樓、電梯間，結(jié)構體型在豎向上應盡量避免過急、過多的收進，同時應盡量避免外挑。高層建筑結(jié)構應沿建筑高度連續(xù)、均勻地分布水平承載力和結(jié)構剛度，以此減小地震作用下結(jié)構的扭轉(zhuǎn)效應，同時避免在高層建筑中產(chǎn)生薄弱或者軟弱部位，以及由于部分構件的破壞從而導致的結(jié)構整體喪失承載能力和抗震能力。根據(jù)具體項目的實際情況，我們應該對高層建筑的結(jié)構單元之間進行有效的分離或者牢固的連接，以此來使建筑結(jié)構體型更加合理。

3.2 建筑結(jié)構的選型

（1）結(jié)構工程師在高層建筑設計過程中應盡量避免采用短肢剪力墻。什么是短肢剪力墻，《混凝土結(jié)構設計規(guī)范》（GB50010-2010）中給予了明確的定義，短肢剪力墻是指墻肢截面高厚比在5～8的剪力墻。短肢剪力墻在高層建筑中有許多的限制和不便，這是在實際經(jīng)驗以及實驗數(shù)據(jù)中得到證實的。因此為了在后期設計工作中避免增加不必要的麻煩，我們應該盡量減少或避免短肢剪力墻。

（2）鋼筋混凝土結(jié)構在高層建筑設計中另一個重點是建筑結(jié)構的選擇。在上部結(jié)構的變形限值能夠滿足的前提下，在一些地基基礎相當穩(wěn)定的地區(qū)可以盡量減小結(jié)構的剛度。對于規(guī)范中層間位移和頂點位移數(shù)值不是很合理的情況，我們采取相應的措施可以適當突破這些限值。同時規(guī)范規(guī)定在高層轉(zhuǎn)換結(jié)構中，上下層轉(zhuǎn)角的控制比值在1左右較為合理，轉(zhuǎn)換層的上下剛度比公式宜做相應修改。另外水平加強層的設置會提高結(jié)構的側(cè)向剛度，同時也會較大的增加外柱的剪力，這一點在設計工作中應慎重對待。

（3）規(guī)范中對于高層鋼筋混凝土建筑的超高問題給出了相應的規(guī)定。在新規(guī)范中，除了將原來的建筑限制高度設定為A級高度外，新增加了B級高度的建筑設定。相應的建筑物應該控制在相應等級規(guī)定的范圍之內(nèi)，在建筑結(jié)構設計的過程中不可以超越其應屬高度范圍，如若超過，我們需要對設計以及施工做新的考量。在現(xiàn)實中此類問題曾經(jīng)出現(xiàn)，應該引起大家的重視。

3.3 結(jié)構的計算

（1）《高層建筑混凝土結(jié)構技術規(guī)程》（JGJ3-2010/J186-2010）第3.9節(jié)條文對于確定普通高層建筑的抗震等級給予了明確規(guī)定，即與主樓連為整體的裙樓的抗震等級除應按裙房本身確定外，相關范圍內(nèi)也不應低于主樓的抗震等級。當上部結(jié)構的嵌固點位于地下室頂板時，地下一層主樓相關范圍內(nèi)的抗震等級與上部主樓的抗震等級應取同，地下一層以下主樓相關范圍內(nèi)的抗震等級可根據(jù)實際情況逐層降低一級，但不應小于四級。另外比較復雜的高層建筑還應符合高規(guī)第10章的相關規(guī)定。

（2）《高層建筑混凝土結(jié)構技術規(guī)程》（JGJ3-2010/J186-2010）中對建筑結(jié)構振型的取值給予了明確的規(guī)定，結(jié)構的振型數(shù)與層數(shù)有很大關系。在計算分析階段我們需要根據(jù)規(guī)范規(guī)程的相關規(guī)定對計算結(jié)果進行分析，以此來確定是否需要調(diào)整振型個數(shù)。

（3）在高層建筑中，由于建筑外立面或者建筑功能的要求，建筑頂部常常存在一些非主體承重體系內(nèi)的結(jié)構構件，對于這部分結(jié)構構件的設計和計算，我們按新規(guī)范中的有關規(guī)定應該對這部分結(jié)構構件增加有效的處理方法。因為高層建筑頂部的風荷載和地震作用較大，對于在其頂部的裝飾或立面造型構件的設計要特別注意。

3.4 建筑基礎的設計

高層建筑的承載力對于不同的地基基礎需要做不同的考慮，在高層建筑的基礎設計中應盡量減少地震作用對建筑結(jié)構的影響，為此我們需要注意以下幾點：

（1）當擬建建筑物所處地段地基情況良好時，且基礎的埋深較大時，在方案階段設計師應建議業(yè)主在主樓下做地下室。因為地下室可以有效地降低基礎的附加應力，并且在提高地基的承載力的同時也可減小地震作用對上部主體結(jié)構的影響，這點對于周圍已有建筑物時尤其明顯。不應設局部地下室，且地下室應有相同的埋深。當?shù)鼗休d力已達到設計要求時，為了利于地下室防水，基礎底板可以不繼續(xù)外沿，同時每隔 30～40米應該設置一道后澆帶，并使用微膨脹混凝土在兩個月后進行澆注。

（2）當擬建建筑物周圍已有建筑物時，新建建筑基礎不宜深于周圍已有建筑基礎，這會是基礎發(fā)生不必要的破壞。如若新建建筑基礎深于已有建筑基礎，兩者基礎間的凈距與基礎高差的比值不應小于二，否則應該采用打抗滑樁等措施防止新建建筑基礎對已有建筑基礎的破壞。當相鄰建筑物的層數(shù)相差較大時，由于基地應力相差較大，我們應該在層數(shù)較低的建筑基礎的中心區(qū)域內(nèi)采用墊焦碴等地基處理方案來調(diào)整其基底應力。

（3）當?shù)鼗^軟或不均勻時，柱下擴展基礎的寬度會很寬，有時會超過四米，此時我們可擇優(yōu)選用柱下條形基礎，同時由于在結(jié)構節(jié)點處基礎的底面積在兩個方向上都做了重復利用，所以我們應該適當加寬柱下條形基礎。另外當獨立基礎的偏心過大時，我們可把相鄰建筑的基礎一起做成柱下條形基礎。值得注意的是，柱下條形基礎的偏心也不宜過大，條件允許時可以做成一面自由、三面支承的基礎底板。另外基礎底版的形心和上部柱的荷載重心宜盡量重合，基礎底板在條件允許時可做成臺階形、梯形。

4 結(jié)語

綜上所述，在高層建筑中鋼筋混凝土結(jié)構應用日益增多的今天，其建筑結(jié)構設計的安全性、耐久性和適用性引起了人們的廣泛關注。因此，為了滿足人們對建筑的安全信任以及舒適度的需求，我們結(jié)構工程師應該在設計過程中不斷優(yōu)化結(jié)構方案，使建筑材料的力學特性得到有效充分的發(fā)揮，從而設計出結(jié)構優(yōu)秀穩(wěn)定的建筑，以此滿足人們?nèi)找尕S富的生活需求。文中提到的諸多細節(jié)和重點正是我們需要特別注意的。

參考文獻：

[1]《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-2010）

[2]《混凝土結(jié)構設計規(guī)范》（GB50010-2010）

[3]《高層建筑混凝土結(jié)構技術規(guī)程》（JGJ3-2010/J186-2010）