引論：我們?yōu)槟砹?3篇高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時(shí)的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。
篇1
Key words: high-rise building; structure design; characteristic analysis
中圖分類號(hào)：TU2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
1.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有以下特點(diǎn)：
1.1科學(xué)性。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是以數(shù)學(xué)、力學(xué)為理論基礎(chǔ)，借助現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行的一種應(yīng)用性技術(shù)。
1.2應(yīng)用性。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須講究經(jīng)濟(jì)效益，一個(gè)成功的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，技術(shù)上先進(jìn)合理，經(jīng)濟(jì)上效益顯著。
1.3復(fù)雜性。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性首先表現(xiàn)在設(shè)計(jì)中各種因素的不確定性，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)具有多解而沒有標(biāo)準(zhǔn)答案的問題。
1.4實(shí)踐性。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一種工程實(shí)踐活動(dòng)，沒有一個(gè)工程師是直接從大學(xué)畢業(yè)生馬上變成一個(gè)成熟的工程師，而是必須經(jīng)過一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)間的工程設(shè)計(jì)鍛煉。
1.5創(chuàng)新性。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為一種技術(shù)服務(wù)行業(yè)，在設(shè)計(jì)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈形勢(shì)下，要想獲得開發(fā)商的項(xiàng)目，必須提供比別人更加合理經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)方案，這就需要工程師的創(chuàng)新能力。
2.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則
適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀、便于施工是進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則。鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)與建筑、設(shè)備和施工密切配合，做到安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理，并積極采用新技術(shù)、新工藝和新材料。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)重視結(jié)構(gòu)選型和構(gòu)造，擇優(yōu)選擇抗震及抗風(fēng)性能好而經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)體系與平、立面布置方案，并注意加強(qiáng)構(gòu)造連接。在抗震設(shè)計(jì)中，應(yīng)保證結(jié)構(gòu)整體抗震性能，使整個(gè)結(jié)構(gòu)有足夠的承載力、剛度和延性。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不能破壞建筑設(shè)計(jì)，應(yīng)滿足、實(shí)現(xiàn)各種建筑要求；建筑設(shè)計(jì)不能超出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力范圍，不能超出安全、經(jīng)濟(jì)、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)決定建筑設(shè)計(jì)能否實(shí)現(xiàn)。
3.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的相關(guān)問題
3.1底部抗震墻框架結(jié)構(gòu)
(1)底部抗震墻應(yīng)雙向布置，應(yīng)注意縱向抗震墻不要偏少。
(2)上部抗震墻與底部框架、抗震墻應(yīng)對(duì)齊或基本對(duì)齊。“基本對(duì)齊”要求：(對(duì)于7度設(shè)防區(qū))每結(jié)構(gòu)單元不宜多于一道或每三道抗震墻不多于一道與下部框架、抗震墻不對(duì)齊。盡量減少次梁托換的數(shù)量，減少傳力途徑。
(3)托墻梁支座處應(yīng)設(shè)柱，對(duì)于支承于抗震墻的托墻梁支座應(yīng)采取加強(qiáng)措施。
(4)底框結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層樓板應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)，避免開大洞。避免板標(biāo)高變化產(chǎn)生錯(cuò)層。
5．2關(guān)于箱、筏基礎(chǔ)底板的挑板問題
從結(jié)構(gòu)角度來講，如果能出挑板，能調(diào)勻邊跨底板鋼筋，特別是當(dāng)?shù)装邃摻钔ㄩL(zhǎng)布置時(shí)，不會(huì)因邊跨鋼筋而加大整個(gè)底板的通長(zhǎng)筋，較節(jié)約；出挑板后，能降低基底附加應(yīng)力，當(dāng)基礎(chǔ)形式處在天然地基和其他人工地基的坎上時(shí)，加挑板就可能采用天然地基；能降低整體沉降，當(dāng)荷載偏心時(shí)，在特定部位設(shè)挑板，還可調(diào)整沉降差和整體傾斜；窗井部位可以認(rèn)為是挑板上砌墻，不宜再出長(zhǎng)挑板。雖然在計(jì)算時(shí)此處板并不應(yīng)按挑板計(jì)算。當(dāng)然此問題并不絕對(duì)，當(dāng)有數(shù)層地下室，窗并橫隔墻較密，且橫隔墻能與內(nèi)部墻體連通時(shí)，可靈活考慮；當(dāng)?shù)叵滤缓芨撸龌A(chǔ)挑板，有利于解決抗浮問題；從建筑角度講，取消挑板，可方便柔性防水做法。
5．3建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與暖通專業(yè)設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)
高層建筑空調(diào)設(shè)備(風(fēng)道、冷熱水管、空調(diào)箱、空調(diào)機(jī)組等)通常與電梯、電梯廳、樓梯、電氣間、衛(wèi)生間集中布置在核心區(qū)。構(gòu)成維持整個(gè)高層建筑活動(dòng)機(jī)能的關(guān)鍵部分。在豎向布置上又與給排水、電氣等集中布置在設(shè)備層。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分注意核心區(qū)及設(shè)備層的特點(diǎn)：
(1)樓面負(fù)荷大。在內(nèi)力分析及樓板設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮。
(2)預(yù)埋管道附件多，注意局部荷載超過設(shè)計(jì)荷載。
(3)設(shè)備層層高不同于標(biāo)準(zhǔn)層層高，而且應(yīng)力集中，是抗震薄弱環(huán)節(jié)，要考慮抗震加固措施。各構(gòu)件之間對(duì)協(xié)同工作的理解，還在于當(dāng)結(jié)構(gòu)受力時(shí)，結(jié)構(gòu)中的各個(gè)構(gòu)件能同時(shí)達(dá)到較高的應(yīng)力水平。在多高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡可能避免短柱。其主要的目的是使同層各柱在相同的水平位移時(shí)，能同時(shí)達(dá)到最大承載能力，但隨著建筑物的高度與層數(shù)的加大，巨大的豎向和水平荷載使底層柱截面越來越大，從而造成高層建筑的底部數(shù)層出現(xiàn)大量短柱，為了避免這種現(xiàn)象的出現(xiàn)。對(duì)于大截面柱，可以通過對(duì)柱截面開豎槽，使矩形柱成為田形柱。從而增大長(zhǎng)細(xì)比，避免短柱的出現(xiàn)，這樣就能使同層的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)在相近的水平位移下，達(dá)到最大的水平承載力。
5.4提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的措施
概念設(shè)計(jì)是展現(xiàn)先進(jìn)設(shè)計(jì)思想的關(guān)鍵，各結(jié)構(gòu)工程師的主要任務(wù)就是在特定的建筑空間中用整體的概念來完成結(jié)構(gòu)總體方案的設(shè)計(jì)，并能有意識(shí)地處理構(gòu)件與結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系。強(qiáng)調(diào)概念設(shè)計(jì)的重要，主要還因?yàn)楝F(xiàn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與計(jì)算理論存在許多缺陷或不可計(jì)算性，比如對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，內(nèi)力計(jì)算是基于彈性理論的計(jì)算方法，而截面設(shè)計(jì)卻是基于塑性理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，這一矛盾使計(jì)算結(jié)果與結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力狀態(tài)差之甚遠(yuǎn)，為了彌補(bǔ)這類計(jì)算理論的缺陷，或者實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際存在的大量無法計(jì)算的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)，都需要優(yōu)秀的概念設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)措施來滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的。目前，部分已建建筑在其四角設(shè)置巨型鋼管柱，從而極大地增強(qiáng)了角柱的強(qiáng)度和抗變形能力。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，柱軸壓比的限值已成為困擾結(jié)構(gòu)工程師的實(shí)際問題，隨著建筑高度的增加，結(jié)構(gòu)下部柱截面也越來越大，而柱的縱向鋼筋卻為構(gòu)造配筋，即使采用高強(qiáng)混凝土，柱截面也不會(huì)明顯降低。實(shí)際上，柱的軸壓比大小，直接反映了柱的塑性變形能力，而構(gòu)件的變形能力會(huì)極大地影響結(jié)構(gòu)的延性。混凝土基本理論指出：混凝土構(gòu)件的曲率延性，即彎曲變形能力主要取決于截面的相對(duì)受壓區(qū)高度和受壓區(qū)邊緣混凝土的極限變形能力。相對(duì)受壓區(qū)高度主要取決于軸壓比、配筋等，混凝土的極限變形能力主要取決r箍筋的約束程度，即箍筋的形式和配箍特征值。
因此，為了增大柱在地震作用下的變形能力，控制柱的軸壓比和改善配箍具有同樣的意義，因而采用密排螺旋箍筋柱或鋼管混凝土均可以提高柱軸壓比的限值。材料利用率越高，該結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作程度也越高，尤其對(duì)我國(guó)這樣一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的即是花最少的錢，做最好的建筑，這就要求設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)材料的充分利用。
篇2
一、高層建筑結(jié)構(gòu)的特征
高層建筑結(jié)構(gòu)不但承受著由于外界的風(fēng)產(chǎn)生的水平方向的荷載，同時(shí)也承受著在垂直方向的荷載，并且對(duì)于地震的抵抗能力也有要求。一般情況下，建筑結(jié)構(gòu)受到低層建筑結(jié)構(gòu)水平方向上的影響比較弱，然而在高層建筑中，外界地震的影響和外界風(fēng)產(chǎn)生的水平方向的荷載的影響是主要的影響因素。隨著建筑物高度的增加，高層建筑的位移增加較快，但是高層建筑過大的側(cè)移不但影響人的舒適度，同時(shí)使得建筑物的使用受到影響，并且容易損壞結(jié)構(gòu)構(gòu)件以及非結(jié)構(gòu)構(gòu)件。基于此，在設(shè)計(jì)高層建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，首先控制側(cè)移在規(guī)定的范圍之內(nèi)，所以，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的核心是抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。
二、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則
2.1選擇合理的高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖在計(jì)算簡(jiǎn)圖基礎(chǔ)上進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算，如果選擇不合理的計(jì)算簡(jiǎn)圖，那么就比較容易造成由于結(jié)構(gòu)安發(fā)生的事故，基于此，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全保證的前提是合理的計(jì)算簡(jiǎn)圖的選擇。同時(shí)，計(jì)算簡(jiǎn)圖應(yīng)該采用相應(yīng)的構(gòu)造方法保證安全。在實(shí)際的結(jié)構(gòu)中，其結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)不單是鋼節(jié)點(diǎn)或者餃節(jié)點(diǎn)，保證和計(jì)算簡(jiǎn)圖的誤差在規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)。
2.2選擇合理的高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)按照高層建筑地質(zhì)條件進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的選擇。綜合分析高層建筑上部的結(jié)構(gòu)類型與荷載分布情況，考慮施工條件，相鄰的建筑物的影響等各個(gè)因素，在此基礎(chǔ)上選擇科學(xué)合理的基礎(chǔ)方案。基礎(chǔ)方案的選擇應(yīng)該使得地基的潛力得到最大程度的發(fā)揮，必要的時(shí)候要求進(jìn)行地基變形的檢驗(yàn)。高層建筑設(shè)計(jì)要有詳細(xì)的地質(zhì)勘查報(bào)告，如果缺失，那么應(yīng)該進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查并參考相鄰建筑物的有關(guān)資料。一般情況下，相同結(jié)構(gòu)單元應(yīng)該采用相同的類型。
2.3選擇合理的高層建筑結(jié)構(gòu)方案合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案必須滿足經(jīng)濟(jì)性的要求，并且要滿足結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系的要求。結(jié)構(gòu)體系的要求是受力明確，傳力簡(jiǎn)單。在相同的結(jié)構(gòu)單元當(dāng)中，應(yīng)該選擇相同結(jié)構(gòu)體系，如果高層建筑處于地震區(qū)，那么應(yīng)力需要平面和豎向的規(guī)則。在進(jìn)行了地理?xiàng)l件，工程設(shè)計(jì)需求，施工條件，材料等的綜合分析的基礎(chǔ)上，并和建筑包括水，暖，電等各個(gè)專業(yè)的相協(xié)調(diào)的情況下，選擇合理的結(jié)構(gòu)，從而確定結(jié)構(gòu)的方案。
2.4對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行；隹確的分析隨著科技的不斷進(jìn)步，計(jì)算機(jī)技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中。當(dāng)前市場(chǎng)上存在著形形的計(jì)算軟件，采用不同的軟件得到的結(jié)果可能不同，所以，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在全面了解的軟件使用的范圍和條件的前提下，選擇合適的軟件進(jìn)行計(jì)算。由于建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況和計(jì)算機(jī)程序并不一定完全相符，所以進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的時(shí)候，出現(xiàn)人工輸入誤差或者因?yàn)檐浖旧泶嬖谥毕菔沟糜?jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確的問題，基于此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師在得到了通過計(jì)算機(jī)軟件得到的結(jié)果以后，應(yīng)該進(jìn)行校核，進(jìn)行合理判斷，得出準(zhǔn)確結(jié)果。
2.5高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要采用相應(yīng)構(gòu)造措施高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則是強(qiáng)剪切力弱彎變，強(qiáng)壓力弱拉力，強(qiáng)柱弱梁。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中把握上述原則，加強(qiáng)薄弱部位，對(duì)鋼筋的執(zhí)行段錨固長(zhǎng)度給予重視，并且要重點(diǎn)考慮構(gòu)件延性的性能和溫度應(yīng)力對(duì)構(gòu)件的影響。
三、高層建筑結(jié)構(gòu)體系的選型
根據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)的材料將高層建筑的結(jié)構(gòu)體系分為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系，鋼結(jié)構(gòu)體系，鋼筋混凝土混合結(jié)構(gòu)體系以及鋼筋混凝土組合結(jié)構(gòu)體系。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系被廣泛的應(yīng)用在各類的工程結(jié)構(gòu)中，具有混凝土和鋼筋兩種材料的協(xié)同受力性能特征，造價(jià)低廉，耐久耐火，成本低，整體性能優(yōu)良，但存在著自重大，延性差，施工慢等缺點(diǎn)；鋼結(jié)構(gòu)體系的強(qiáng)度高，抗震性能比較好，施工方便，跨度大，用途多，但是存在著費(fèi)用高，防火性能差，施工復(fù)雜等不足，鋼筋混凝土混合結(jié)構(gòu)結(jié)合了鋼筋混凝土構(gòu)件和鋼構(gòu)件的長(zhǎng)處，不但增加了鋼構(gòu)件的材料強(qiáng)度，同時(shí)具有較高的抗震性能，成本低廉，然而這兩種材料構(gòu)件的連接技術(shù)還存在著不足；鋼筋混凝土組合結(jié)構(gòu)具有承載能力高，抗震性能強(qiáng)，比鋼結(jié)構(gòu)具有更優(yōu)良的耐火性，施工速度快，但是存在著節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造比較復(fù)雜的缺點(diǎn)，一般被用于小屁偏心受壓構(gòu)件。
根據(jù)結(jié)構(gòu)形式可以將高層建筑結(jié)構(gòu)分為框架結(jié)構(gòu)體系，剪力墻結(jié)構(gòu)體系，框架一剪力墻結(jié)構(gòu)體系。利用柱，梁等結(jié)構(gòu)體系作為高層建筑豎向承重的結(jié)構(gòu)，并且承受水平荷載，這種結(jié)構(gòu)側(cè)向位移大，框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力大，適于50m高度以下的建筑 通過高層建筑的墻體當(dāng)做抵抗側(cè)力和豎向承重的結(jié)構(gòu)體系，就是剪力墻結(jié)構(gòu)體系。這種剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度大，整體性能好，不易受水平力作用發(fā)生變形，適應(yīng)于高層建筑，但是由于剪力墻的間距小，使得平面的布置不靈活，因此，在公共建筑中不宜使用；利用框架和剪力墻組合的而構(gòu)成的結(jié)構(gòu)形式就是框架一剪力墻結(jié)構(gòu)體系，這種結(jié)構(gòu)形式不但具有實(shí)用性強(qiáng)，布局靈活的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)承受水平負(fù)載的能力更高，在高層建筑中被廣泛使用。在框架一剪力墻結(jié)構(gòu)體系中，需要注意考慮剪力墻的位置，設(shè)計(jì)合理的剪力墻的數(shù)量，以及滿足框架的設(shè)計(jì)要求。
四、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題分析及對(duì)策
4.1高層建筑結(jié)構(gòu)存在著超高的問題基于高層建筑抗震的要求，我國(guó)的建筑規(guī)范對(duì)高層建筑的結(jié)構(gòu)的高度有嚴(yán)格的規(guī)定，針對(duì)高層建筑的超高問題，在新規(guī)范中不但把原來限制的高度規(guī)定為A級(jí)高度，并且增加了B級(jí)高度，使得高層建筑結(jié)構(gòu)處理設(shè)計(jì)方法和措施都有了改進(jìn)。實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)類型的改變對(duì)高層超高問題的忽略，在施工審圖時(shí)將不予通過，應(yīng)該重新進(jìn)行設(shè)計(jì)或者進(jìn)行專家會(huì)議的論證等。在這種情況下，整個(gè)建筑工程的造價(jià)和工期都會(huì)受到極大的影響。
4.2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)短肢剪力墻設(shè)置我國(guó)建筑新規(guī)范中，短肢剪力墻是指墻肢的截面的高度和厚度比在5～8的墻，按照實(shí)際經(jīng)驗(yàn)以及數(shù)據(jù)，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中增加了對(duì)短肢剪力墻的使用限制。所以，在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，必須盡可能的減少或者避免使用短肢剪力墻。
4.3高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)嵌固端的設(shè)置一般情況下，高層建筑配有兩層或者兩層以上的地下室或者人防。高層建筑的嵌固端一般設(shè)置在地下室的頂板或者人防的頂板等位置。因此，結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)人員應(yīng)該考慮嵌固端設(shè)置會(huì)可能帶來的問題。考慮嵌固端的樓板的設(shè)計(jì)；綜合分析嵌固端上層和下層的剛度比，并且要求嵌固端上層和下層的抗震的等級(jí)是一致的；高層建筑的整體計(jì)算時(shí)充分考慮嵌固端的設(shè)置，綜合分析嵌固端位置和高層建筑結(jié)構(gòu)抗震縫隙設(shè)置的協(xié)調(diào)。
篇3
1.1 概念設(shè)計(jì)的意義
高層建筑能做到結(jié)構(gòu)功能與外部條件一致，充分展現(xiàn)先進(jìn)的設(shè)計(jì)，發(fā)揮結(jié)構(gòu)的功能并取得與經(jīng)濟(jì)性的協(xié)調(diào)，更好地解決構(gòu)造處理，用概念設(shè)計(jì)來判斷計(jì)算設(shè)計(jì)的合理性。
1.2 概念設(shè)計(jì)的依據(jù)
高層建筑結(jié)構(gòu)總體系與各分體系的工作原理和力學(xué)性質(zhì)，設(shè)計(jì)和構(gòu)造處理原則，計(jì)算程序的力學(xué)模型和功能，吸取或不斷積累的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與低層、多層建筑結(jié)構(gòu)相比較，結(jié)構(gòu)專業(yè)在各專業(yè)中占有更重要的位置，不同結(jié)構(gòu)體系的選擇，直接關(guān)系到建筑平面的布置、立面體形、樓層高度、機(jī)電管道的設(shè)置、施工技術(shù)的要求、施工工期長(zhǎng)短和投資造價(jià)的高低等。其主要特點(diǎn)有；
2.1 水平力是設(shè)計(jì)主要因素
在低層和多層房屋結(jié)構(gòu)中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。而在高層建筑中，盡管豎向荷載仍對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生重要影響，但水平荷載卻起著決定性作用。因?yàn)榻ㄖ灾睾蜆敲媸褂煤奢d在豎向構(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，僅與建筑高度的一次方成正比；而水平荷載對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩、以及由此在豎向構(gòu)件中所引起的軸力，是與建筑高度的兩次方成正比。另一方面，對(duì)一定高度建筑來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用，其數(shù)值是隨著結(jié)構(gòu)動(dòng)力性的不同而有較大的變化。
2.2 側(cè)移成為控制指標(biāo)
與較低樓房不同，結(jié)構(gòu)側(cè)移已成為高樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵因素。隨著樓房高度的增加，水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形迅速增大，因而結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的側(cè)移應(yīng)被控制在某一限度之內(nèi)。
2.3 抗震設(shè)計(jì)要求更高
有抗震設(shè)防的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，除要考慮正常使用時(shí)的豎向荷載、風(fēng)荷載外，還必須使結(jié)構(gòu)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(huì)對(duì)連續(xù)梁彎矩產(chǎn)生影響，造成連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值減小，跨中正彎矩之和端支座負(fù)彎矩值增大；還會(huì)對(duì)預(yù)制構(gòu)件的下料長(zhǎng)度產(chǎn)生影響，要求根據(jù)軸向變形計(jì)算值，對(duì)下料長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整；另外對(duì)構(gòu)件剪力和側(cè)移產(chǎn)生影響，與考慮構(gòu)件豎向變形比較，會(huì)得出偏于不安壘的結(jié)果。
2.5 結(jié)構(gòu)延性是重要設(shè)計(jì)指標(biāo)。
相對(duì)于較低樓房而言，高樓結(jié)構(gòu)更柔一些，在地震作用下的變形更大一些。為了使結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性變形階段后仍具有較強(qiáng)的變形能力，避免倒塌，特別需要在構(gòu)造上采取恰當(dāng)?shù)拇胧瑏肀ＷC結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。
3 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾個(gè)問題
3.1 高層建筑結(jié)構(gòu)受力性能
對(duì)于一個(gè)建筑物的最初的方案設(shè)計(jì)，建筑師考慮更多的是它的空間組成特點(diǎn)，而不是詳細(xì)地確定它的具體結(jié)構(gòu)。建筑物底面對(duì)建筑物空間形式的豎向穩(wěn)定和水平方向的穩(wěn)定都是非常重要的，由于建筑物是由一些大而重的構(gòu)件所組成，因此結(jié)構(gòu)必須能將它本身的重量傳至地面，結(jié)構(gòu)的荷載總是向下作用于地面的，而建筑設(shè)計(jì)的一個(gè)基本要求就是要搞清楚所選擇的體系中向下的作用力與地基土的承載力之間的關(guān)系，所以，在建筑設(shè)計(jì)的方案階段，就必須對(duì)主要的承重柱和承重墻的數(shù)量和分布作出總體設(shè)想。
3.2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的扭轉(zhuǎn)問題
建筑結(jié)構(gòu)的幾何形心、剛度中心、結(jié)構(gòu)重心即為建筑三心，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要求建筑三心盡可能匯于一點(diǎn)，即三心合一。結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)問題就是指在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中未做到三心合一，在水平荷載作用下結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)效應(yīng)。為避免建筑物因水平荷載作用而發(fā)生的扭轉(zhuǎn)破壞，應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)選擇合理的結(jié)構(gòu)形式和平面布局，盡可能地使建筑物做到三心合一。
在水平荷載作用下，高層建筑扭轉(zhuǎn)作用的大小取決于質(zhì)量分布。為使樓層水平力作用沿平面分布均勻，減輕結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，應(yīng)使建筑平面盡可能采用方形、矩形、圓形、正多邊形等簡(jiǎn)面形式。在某些情況下，由于城市規(guī)劃對(duì)街道景觀的要求以及建筑場(chǎng)地的限制，高層建筑不可能全部采用簡(jiǎn)面形式，當(dāng)需要采用不規(guī)則L形、T形、十字形等比較復(fù)雜的平面形式時(shí)，應(yīng)將凸出部分厚度與寬度的比值控制在規(guī)范允許的范圍之內(nèi)，同時(shí)，在結(jié)構(gòu)平面布置時(shí)，應(yīng)盡可能使結(jié)構(gòu)處于對(duì)稱狀態(tài)。
3.3 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的側(cè)移和振動(dòng)周期
建筑結(jié)構(gòu)的建筑結(jié)構(gòu)的振動(dòng)周期問題包含兩方面：合理控制結(jié)構(gòu)的自振周期；控制結(jié)構(gòu)的自振周期使其盡可能錯(cuò)開場(chǎng)地的特征周期。
(1)結(jié)構(gòu)自振周期
高層建筑的自振周期(T 1)宜在下列范圍內(nèi)：
框架結(jié)構(gòu)：T1=(0.1—0.15)N
框一剪、框筒結(jié)構(gòu)：T1=(0.08-0.12)N
剪力墻、筒中筒結(jié)構(gòu)：TI=(0.04—0.10)N
N為結(jié)構(gòu)層數(shù)。
結(jié)構(gòu)的第二周期和第三周期宜在下列范圍內(nèi)：
第二周期：T2=(1／3—1／5)T1；第三周期：T3＝(1／5—1／7)T1。
(2)共振問題
當(dāng)建筑場(chǎng)地發(fā)生地震時(shí)，如果建筑物的自振周期和場(chǎng)地的特征周期接近，建筑物和場(chǎng)地就會(huì)發(fā)生共振。因此在建筑方案設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)針對(duì)預(yù)估的建筑場(chǎng)地特征周期，通過調(diào)整結(jié)構(gòu)的層數(shù)，選擇合適的結(jié)構(gòu)類別和結(jié)構(gòu)體系，擴(kuò)大建筑物的自振周期與建筑場(chǎng)地特征周期的差別，避免共振的發(fā)生。
(3)水平位移特征
水平位移滿足高層規(guī)程的要求，并不能說明該結(jié)構(gòu)是合理的設(shè)計(jì)。同時(shí)還需要考慮周期及地震力的大小等綜合因素。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，地震力的大小與結(jié)構(gòu)剛度直接相關(guān)，當(dāng)結(jié)構(gòu)剛度小，結(jié)構(gòu)并不合理時(shí)，由于地震力小則結(jié)構(gòu)位移也小，位移在規(guī)范允許范圍內(nèi)，此時(shí)并不能認(rèn)為該結(jié)構(gòu)合理。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)周期長(zhǎng)、地震力小并不安全。其次，位移曲線應(yīng)連續(xù)變化，除沿豎向發(fā)生剛度突變外。不應(yīng)有明顯的拐點(diǎn)或折點(diǎn)。一般情況下剪力墻結(jié)構(gòu)的位移曲線應(yīng)為彎曲型。框架結(jié)構(gòu)的位移曲線應(yīng)為剪切型t框一剪結(jié)構(gòu)和框一筒結(jié)構(gòu)的位移曲線應(yīng)為彎剪型。
篇4
結(jié)構(gòu)要同時(shí)承受垂直荷載和風(fēng)產(chǎn)生的水平荷載，還要具有抵抗地震作用的能力。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與低層、多層建筑結(jié)構(gòu)相比較，結(jié)構(gòu)專業(yè)在各專業(yè)中占有更重要的位置，不同結(jié)構(gòu)體系的選擇，直接關(guān)系到建筑建設(shè)的各項(xiàng)事宜等。其主要特點(diǎn)有：
1、水平荷載成為決定因素
任何一個(gè)建筑結(jié)構(gòu)都要同時(shí)承受垂直荷載和風(fēng)產(chǎn)生的水平荷載，還要具有抵抗地震作用的能力。在高層建筑中，盡管豎向荷載仍對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生著重要影響，但水平荷載卻起著決定性的作用。隨著高層建筑層數(shù)的增多，水平荷載成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的控制因素。一方面，因?yàn)闃欠孔灾睾蜆敲媸褂煤奢d在豎構(gòu)件中產(chǎn)生作用，而水平荷載也對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生傾覆作用，并由此產(chǎn)生高層建筑在豎構(gòu)件中的作用力；另一方面，對(duì)高層建筑來說，豎向荷載和地震作用，也隨建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性而發(fā)生大幅度的變化。
2、抗震設(shè)計(jì)要求更高
有抗震設(shè)防的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，除要考慮正常使用時(shí)的豎向荷載、風(fēng)荷載外，還必須使結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能，做到小震不壞、大震不倒。
高層建筑結(jié)構(gòu)的分析
1. 軸向變形不容忽視對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)，由于層數(shù)多，高度大，軸力值很大，沿高度積累的軸向變形很顯著，軸向變形會(huì)使高層建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)力數(shù)值與分布產(chǎn)生顯著的改變。對(duì)連續(xù)梁彎矩的影響：由于中柱和邊柱的軸向壓縮變形不同，往往會(huì)使連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值及跨中正彎矩值和端支座負(fù)彎矩發(fā)生變化。對(duì)構(gòu)件剪力和側(cè)移的影響，在考慮豎向桿件軸向變形與不考慮豎桿件軸向變形相比較，各構(gòu)件水平剪力和側(cè)移都會(huì)產(chǎn)生很大的誤差。由此可見，在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，構(gòu)件的軸向變形必須列入到設(shè)計(jì)考慮的范圍中來。
2、彈性假定
目前工程上實(shí)用的高層建筑結(jié)構(gòu)分析方法均采用彈性計(jì)算方法。在垂直荷載或一般風(fēng)力作用下，結(jié)構(gòu)通常處于彈性工作階段，這一假定基本符合結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀況，但是在遭受罕見地震或強(qiáng)臺(tái)風(fēng)作用時(shí)，高層建筑結(jié)構(gòu)往往會(huì)產(chǎn)生較大的位移，出現(xiàn)裂縫，結(jié)構(gòu)進(jìn)入到彈塑性工作階段。此時(shí)仍按彈性方法計(jì)算內(nèi)力和位移時(shí)不能反映結(jié)構(gòu)的真實(shí)工作狀態(tài)，應(yīng)按彈塑性動(dòng)力分析方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。
3、剛性樓板假定
許多高層建筑結(jié)構(gòu)的分析方法均假定樓板在自身平面內(nèi)的剛度無限大，而平面外的剛度則忽略不計(jì)。這一假定大大減少了結(jié)構(gòu)的自由度，簡(jiǎn)化了計(jì)算方法。并為采用空間薄壁桿件理論提供了便利。一般來說，對(duì)框架體系和剪力墻體系采用這一假定是完全可以的。但是，對(duì)于豎向剛度有突變的結(jié)構(gòu)，樓板剛度較小，主要抗側(cè)力構(gòu)件間距過大或?qū)訑?shù)較少等情況，會(huì)使樓板變形較大。特別是對(duì)結(jié)構(gòu)底部和頂部各層內(nèi)力和位移的影響更為明顯。可將這些樓層的剪力作適當(dāng)調(diào)整來考慮這種影響。
三、高層建筑結(jié)構(gòu)選型
3、1高層建筑結(jié)構(gòu)體系選型
高層建筑施工工藝的不同，不僅會(huì)影響到材料消耗、勞動(dòng)力、工期及造價(jià)等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，而且也會(huì)影響到建筑結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，抗震性能等。所以在高層建筑結(jié)構(gòu)體系選型時(shí)就要對(duì)施工工藝連同其它因素加以權(quán)衡，綜合考慮。
3、2剪力墻結(jié)構(gòu)體系
剪力墻結(jié)構(gòu)中豎向承重結(jié)構(gòu)全部由一系列橫向和縱向的鋼筋混凝土剪力墻組成，剪力墻不僅承受重力荷載作用，而且還要承受風(fēng)，地震等水平荷載的作用。同框架結(jié)構(gòu)相比，該結(jié)構(gòu)測(cè)向剛度大，側(cè)移小，屬于剛性結(jié)構(gòu)體系。從理論上講，它可建造上百層的民用建筑（如朝鮮平壤的柳京大廈）；但從技術(shù)經(jīng)濟(jì)的角度來講，地震區(qū)的剪力墻一般控制在35層，總高110米為宜。由于剪力墻的間距比較小，一般為3~6米，所以建筑平面布置不夠靈活，使用受限制。
3、3筒體結(jié)構(gòu)體系
凡采用簡(jiǎn)體為抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)體系統(tǒng)稱為簡(jiǎn)體體系，包括單簡(jiǎn)體、簡(jiǎn)體一框架、簡(jiǎn)中簡(jiǎn)、多束簡(jiǎn)等多種型式。簡(jiǎn)體是一種空間受力構(gòu)件，分實(shí)腹簡(jiǎn)和空腹簡(jiǎn)兩種類型。實(shí)腹簡(jiǎn)是由平面或曲面墻圍成的二維豎向結(jié)構(gòu)單體，空腹簡(jiǎn)是由密排柱和窗裙梁或開孔鋼筋混凝土外墻構(gòu)成的空間受力構(gòu)件。簡(jiǎn)體體系具有很大的剛度和強(qiáng)度，各構(gòu)件受力比較合理，抗風(fēng)、抗震能力很強(qiáng)，往往應(yīng)用于大跨度、大空間或超高層建筑。
四、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題
1、提倡節(jié)約
我國(guó)是發(fā)展中的國(guó)家，還是要盡量提倡節(jié)約， 目前我國(guó)規(guī)范中的構(gòu)造要求，并非都比外國(guó)低。有的已經(jīng)超過。外國(guó)大企業(yè)在北京買了按我國(guó)規(guī)范設(shè)計(jì)的大樓，說明我國(guó)規(guī)范不是進(jìn)不了國(guó)際市場(chǎng)。現(xiàn)在對(duì)安全度進(jìn)行討論，應(yīng)注意不要引起誤導(dǎo)，千萬(wàn)不要誤解提高建筑結(jié)構(gòu)安全度建筑物就安全了，造成不必要的浪費(fèi)。實(shí)踐已經(jīng)證明，現(xiàn)行規(guī)范安全度是可以接受的，這是重要的經(jīng)驗(yàn)，不能輕易放棄。但考慮到客觀形勢(shì)變化，國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力增強(qiáng)和住宅制度改革現(xiàn)狀，可以將現(xiàn)行
設(shè)計(jì)可靠度水平適當(dāng)提高一點(diǎn)，這樣投入不大，卻對(duì)國(guó)家總體和長(zhǎng)遠(yuǎn)利益有利。
2、考慮受力性能
對(duì)于一個(gè)建筑物的最初的方案設(shè)計(jì)，建筑師考慮更多的是它的空間組成特點(diǎn)，而不是詳細(xì)地確定它的具體結(jié)構(gòu)。建筑物底面對(duì)建筑物空間形式的豎向穩(wěn)定和水平方向的穩(wěn)定都是非常重要的，由于建筑物是由一些大而重的構(gòu)件所組成，因此結(jié)構(gòu)必須能將它本身的重量傳至地面，結(jié)構(gòu)的荷載總是向下作用于地面的，而建筑設(shè)計(jì)的一個(gè)基本要求就是要搞清楚所選擇的體系中向下的作用力與地基土的承載力之間的關(guān)系，所以，在建筑設(shè)計(jì)的方案階段，就必須對(duì)主要的承重柱和承重墻的數(shù)量和分布作出總體設(shè)想。
3、提倡使用概念設(shè)計(jì)
所謂的概念設(shè)計(jì)一般指不經(jīng)數(shù)值計(jì)算，尤其在一些難以作出精確理性分析或在規(guī)范中難以規(guī)定的問題巾，依據(jù)整體結(jié)構(gòu)體系與分體系之間的力學(xué)關(guān)系、結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理、震害、試驗(yàn)現(xiàn)象和工程經(jīng)驗(yàn)所獲得的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想，從整體的角度來確定建筑結(jié)構(gòu)的總體布置和抗震細(xì)部措施的宏觀控制。運(yùn)用概念性近似估算方法，可以在建筑設(shè)計(jì)的方案階段迅速、有效地對(duì)結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行構(gòu)思、比較與選擇，易于手算。所得方案往往概念清晰、定性正確，避免后期設(shè)計(jì)階段一
篇5
在高層建筑的發(fā)展，充分顯示了科學(xué)技術(shù)的力量，使設(shè)計(jì)師從過去強(qiáng)調(diào)藝術(shù)效果轉(zhuǎn)向重視建筑特有功能與技術(shù)因素。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員要明確自己的責(zé)任，從結(jié)構(gòu)方案的確定、結(jié)構(gòu)計(jì)算、構(gòu)造要求等多方面考慮，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量。
1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的任務(wù)
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)建筑物的重要性等級(jí)、建筑使用功能或生產(chǎn)需要所確定的荷載、抗震要求、設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)等，對(duì)結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件和整體進(jìn)行設(shè)計(jì)，以保證基本構(gòu)件的強(qiáng)度、變形、裂縫滿足設(shè)計(jì)要求，同時(shí)保證結(jié)構(gòu)體系的整體安全性、穩(wěn)定性、變形性能，保證在突發(fā)事件發(fā)生時(shí)，結(jié)構(gòu)保持一定的整體性，使人們的生命安全得以保證；保證合理用材，方便施工，同時(shí)盡可能降低建筑造價(jià)。總之，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的核心是解決兩個(gè)問題：一是滿足建筑結(jié)構(gòu)功能要求；二是經(jīng)濟(jì)問題。
2 概念設(shè)計(jì)
概念設(shè)計(jì)是根據(jù)理論與實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果及工程經(jīng)驗(yàn)等形成的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想，進(jìn)行結(jié)構(gòu)的總體布置，并正確確定細(xì)部構(gòu)造的過程，需要遵循相應(yīng)規(guī)范條文進(jìn)行合理的平面設(shè)計(jì)、豎向設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等。概念設(shè)計(jì)包括建筑概念設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)兩個(gè)方面。建筑概念設(shè)計(jì)是對(duì)滿足建筑使用功能、造型優(yōu)美、技術(shù)先進(jìn)的總建筑方案的確定；結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)是在特定的建筑空間中用整體的概念來完成結(jié)構(gòu)總體方案的設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)旨在有意識(shí)地處理構(gòu)件與結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系，滿足結(jié)構(gòu)的功能要求和建筑功能的需要，以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)可能的設(shè)計(jì)原則，確定最優(yōu)的結(jié)構(gòu)體系，選擇適用的建筑材料和合理的關(guān)鍵部位構(gòu)造、結(jié)合適宜的施工及合理的效益達(dá)到房屋設(shè)計(jì)的統(tǒng)一。
3 高層建筑抗震概念設(shè)計(jì)若干原則
建筑抗震性能是概念設(shè)計(jì)的決定因素，概念設(shè)計(jì)應(yīng)遵循一定的原則。
3.1 結(jié)構(gòu)抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的布置宜規(guī)則、對(duì)稱，受力明確簡(jiǎn)單、傳力合理不間斷，保證良好的整體性。
3.2 結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)具有必要的承載力、剛度、穩(wěn)定性、延性，構(gòu)件應(yīng)遵循“強(qiáng)柱、弱梁、更強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、強(qiáng)剪、弱彎、強(qiáng)底層柱（墻）底”的原則。
3.3 結(jié)構(gòu)中應(yīng)盡可能設(shè)置多道抗震防線。結(jié)構(gòu)體系中應(yīng)由多個(gè)延性較好的分體，并由延性較好的結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接起來協(xié)同工作，以便地震時(shí)結(jié)構(gòu)能吸收和耗散大量的地震能量，避免大震倒塌。
3.4 對(duì)可能出現(xiàn)的薄弱部位，應(yīng)采取措施提高其抗震能力，防止在局部上加強(qiáng)而忽視整個(gè)結(jié)構(gòu)各部位的剛度、承載力協(xié)調(diào)。考慮上部結(jié)構(gòu)嵌固于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)或地下室結(jié)構(gòu)之上時(shí)，應(yīng)使基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)或地下室結(jié)構(gòu)保持彈性工作狀態(tài)，使塑性鉸出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)嵌固部位。
4 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意問題
高層建筑設(shè)計(jì)從體系選擇、平面布置、豎向布置、抗震概念設(shè)計(jì)無一不體現(xiàn)設(shè)計(jì)師的水平，下面敘述幾個(gè)需注意的問題。
4.1 結(jié)構(gòu)體系選擇
結(jié)構(gòu)體系的選擇，應(yīng)從建筑、結(jié)構(gòu)、施工技術(shù)條件、建材、經(jīng)濟(jì)等各專業(yè)綜合考慮。結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問題。規(guī)范在這方面有相當(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，采用強(qiáng)制性條文明確規(guī)定“建筑不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案。”因此，結(jié)構(gòu)工程師在遵循規(guī)范規(guī)定上必須格外注意，避免后期施工圖設(shè)計(jì)階段工作的被動(dòng)。結(jié)構(gòu)的超高問題。在抗震規(guī)范與高規(guī)中，對(duì)結(jié)構(gòu)總高度都有嚴(yán)格限制，除將原來的限制高度設(shè)定為 A 級(jí)高度建筑外，還增加了 B 級(jí)高度建筑，因此，必須對(duì)結(jié)構(gòu)高度嚴(yán)格控制，一旦結(jié)構(gòu)為B 級(jí)高度建筑或超過了 B 級(jí)高度，其設(shè)計(jì)方法和處理措施將有較大的變化。
4.2“設(shè)縫”
溫度伸縮縫、沉降縫、防震縫是高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中較重要的構(gòu)造措施。對(duì)溫度伸縮縫，其影響因素很多，規(guī)范用規(guī)定結(jié)構(gòu)伸縮縫的最大間距來控制，還規(guī)定了最大間距宜適當(dāng)減小和適當(dāng)放寬的情況，應(yīng)根據(jù)實(shí)際工程的具體情況執(zhí)行相關(guān)條文。如北京朝陽(yáng)商業(yè)中心、廣東佛山醫(yī)院等工程地上結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度均超過 100 米，由于采取了可靠措施，也未設(shè)溫度伸縮縫而效果良好。沉降縫由于同一建筑物中各部分基礎(chǔ)顯著的沉降差產(chǎn)生，在設(shè)計(jì)中，通常用“放”、“抗”、“調(diào)”等辦法解決，即設(shè)沉降縫、采用剛度大的基礎(chǔ)、調(diào)整各部分基礎(chǔ)形式或施工順序。目前，廣州、深圳等地多采用基巖端承樁，主樓、裙房間不設(shè)縫；北京的高層建筑則一般采用施工時(shí)留后澆帶的做法。設(shè)計(jì)師應(yīng)在實(shí)際中靈活掌握。防震縫在規(guī)范中有明確規(guī)定，但應(yīng)據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)放寬或縮小。
4.3 側(cè)向位移的限值
高層建筑結(jié)構(gòu)的水平位移隨著高度增長(zhǎng)而迅速變大，為防止位移過大，規(guī)范對(duì)頂點(diǎn)位移和層間位移都作了限制。控制頂點(diǎn)位移 u/h的主要目的是保證建筑內(nèi)人體有舒適感和防止房屋在罕遇地震時(shí)倒塌。但控制房屋在罕遇地震時(shí)倒塌與否的條件是結(jié)構(gòu)極限變形能力而不是 u/h 限值。另外，為使結(jié)構(gòu)具有較好的防倒塌能力，應(yīng)在結(jié)構(gòu)計(jì)算中考慮相關(guān)效應(yīng)。控制層間位移u/h 的主要目的是防止填充墻、裝飾物等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的開裂和損壞。
4.4 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的扭轉(zhuǎn)問題
建筑結(jié)構(gòu)的幾何形心、剛度中心、結(jié)構(gòu)重心即為建筑三心，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要求建筑三心盡可能匯于一點(diǎn)，即三心合一。結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)問題就是指在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中未做到三心合一，在水平荷載作用下結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)效應(yīng)。為避免建筑物因水平荷載作用發(fā)生扭轉(zhuǎn)破壞，應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)選擇合理的結(jié)構(gòu)形式和平面布局，盡可能使建筑物做到三心合一。在水平荷載作用下，高層建筑扭轉(zhuǎn)作用的大小取決于質(zhì)量分布。為使樓層水平力作用沿平面分布均勻，減輕結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，應(yīng)使建筑平面盡可能采用方形、矩形、圓形、正多邊形等簡(jiǎn)面形式。在某些情況下，由于城市規(guī)劃對(duì)街道景觀的要求以及建筑場(chǎng)地的限制，高層建筑不可能全部采用簡(jiǎn)面形式，當(dāng)需要采用不規(guī)則L 形、T 形、十字形等比較復(fù)雜的平面形式時(shí)，應(yīng)將凸出部分厚度與寬度的比值控制在規(guī)范允許的范圍之內(nèi)，同時(shí)，在結(jié)構(gòu)平面布置時(shí)，應(yīng)盡可能使結(jié)構(gòu)處于對(duì)稱狀態(tài)。
5 結(jié)語(yǔ)
從城市建設(shè)和管理的角度看，建筑物向高空延伸，可以縮小城市的平面規(guī)模，為人們提供更多的生活工作空間，縮短城市道路和各種公共管線長(zhǎng)度，從而節(jié)省城市建設(shè)與管理的投資，高層建筑設(shè)計(jì)成為城市建筑的發(fā)展趨勢(shì)，隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，新的建筑形式層出不窮，給設(shè)計(jì)師提出了更高的要求。
高層設(shè)計(jì)中，建筑和結(jié)構(gòu)是關(guān)系最密切的專業(yè)。建筑師往往根據(jù)建筑的使用功能和美學(xué)要求處理建筑體型，包括平面和立面；而結(jié)構(gòu)師則根據(jù)受力的合理性進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其中結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系的選擇，結(jié)構(gòu)總體布置等對(duì)結(jié)構(gòu)的受力性能優(yōu)劣性起決定性作用。結(jié)構(gòu)的總體布置與結(jié)構(gòu)體型密切相關(guān)，簡(jiǎn)單的體型易于得到規(guī)則和受力合理的結(jié)構(gòu)總體布置，可使結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能；反之，過于復(fù)雜的建筑平面和立面體型，將增加結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的困難，造成結(jié)構(gòu)布置的不規(guī)則性。因此優(yōu)秀的設(shè)計(jì)是建筑和結(jié)構(gòu)的完美結(jié)合，需建筑師和結(jié)構(gòu)師密切合作。在方案設(shè)計(jì)階段，就應(yīng)根據(jù)建筑物的高度、抗震設(shè)防烈度等具體條件合理選用結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系。
參考文獻(xiàn)：
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篇6
高層建筑是近代經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科學(xué)進(jìn)步的產(chǎn)物。進(jìn)入20世紀(jì)以來，高層建筑在全球迅猛發(fā)展。高層建筑，是指超過一定高度和層數(shù)的多層建筑。在美國(guó)，24.6m或7層以上視為高層建筑；在日本，31m或8層及以上視為高層建筑；在英國(guó)，把等于或大于24.3m得建筑視為高層建筑。中國(guó)自2005年起規(guī)定超過10層的住宅建筑和超過24米高的其他民用建筑為高層建筑。高層建筑可節(jié)約城市用地，縮短公用設(shè)施和市政管網(wǎng)的開發(fā)周期，從而減少市政投資，加快城市建設(shè)。
一． 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的意義及依據(jù)
1．概念設(shè)計(jì)的意義
高層建筑能做到結(jié)構(gòu)功能與外部條件一致，充分展現(xiàn)先進(jìn)的設(shè)計(jì)．發(fā)揮結(jié)構(gòu)的功能并取得與經(jīng)濟(jì)性的協(xié)調(diào)，更好地解決構(gòu)造處理，用概念設(shè)計(jì)來判斷計(jì)算設(shè)計(jì)的合理性。
2概念設(shè)計(jì)的依據(jù)
高層建筑結(jié)構(gòu)總體系與各分體系的工作原理和力學(xué)性質(zhì)，設(shè)計(jì)和構(gòu)造處理原則，計(jì)算程序的力學(xué)模型和功能，吸取或不斷積累的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)
二.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系
．1 結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問題
新舊規(guī)范在這方面的內(nèi)容出現(xiàn)了較大的變動(dòng)，新規(guī)范在這方面增添了相當(dāng)多的限制條件，例如：平面規(guī)則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等，而且，新規(guī)范采用強(qiáng)制性條文明確規(guī)定“建筑不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案”。因此，結(jié)構(gòu)工程師在遵循新規(guī)范的這些限制條件上必須嚴(yán)格注意，以避免后期施工圖設(shè)計(jì)階段工作的被動(dòng)。
．2 結(jié)構(gòu)的超高問題
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)以前的超高問題，除了將原來的限制高度設(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。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，出現(xiàn)過由于結(jié)構(gòu)類型的變更而忽略該問題，導(dǎo)致施工圖審查時(shí)未予通過，必須重新進(jìn)行設(shè)計(jì)或需要開專家會(huì)議進(jìn)行論證等工作的情況，對(duì)工程工期、造價(jià)等整體規(guī)劃的影響相當(dāng)巨大。
．3 嵌固端的設(shè)置問題
由于高層建筑一般都帶有二層或二層以上的地下室和人防，嵌固端有可能設(shè)置在地下室頂板，也有可能設(shè)置在人防頂板等位置，因此，在這個(gè)問題上，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師往往忽視了自嵌固端的設(shè)置帶來的一系列需要注意的方面，如：嵌固端樓板的設(shè)計(jì) 嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級(jí)的一致性、在結(jié)構(gòu)整體計(jì)算時(shí)嵌固端的設(shè)置、結(jié)構(gòu)抗震縫設(shè)置與嵌固端位置的協(xié)調(diào)等等問題，而忽略其中任何一個(gè)方面都有可能導(dǎo)致后期設(shè)計(jì)工作的大量修改或埋下安全隱患。
．4 短肢剪力墻的設(shè)置問題
在新規(guī)范中，對(duì)墻肢截面高厚比為5～8的墻定義為短肢剪力墻，且根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對(duì)短肢剪力墻在高層建筑中的應(yīng)用增加了相當(dāng)多的限制，因此，在高層建筑設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)盡可能少采用或不用短肢剪力墻，以避免給后期設(shè)計(jì)工作增加不必要的麻煩。
三、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算與分析階段存在的問題
在結(jié)構(gòu)計(jì)算與分析階段，如何準(zhǔn)確，高效地對(duì)工程進(jìn)行內(nèi)力分析并按照規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和處理，是決定工程設(shè)計(jì)質(zhì)量好壞的關(guān)鍵。由于新規(guī)范的推出對(duì)結(jié)構(gòu)整體計(jì)算和分析部分相當(dāng)多的內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整和改進(jìn)，因此，結(jié)構(gòu)工程師也應(yīng)該相當(dāng)?shù)貙?duì)這一階段比較常見的問題有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)。
1、結(jié)構(gòu)整體計(jì)算的軟件選擇。目前比較通用的計(jì)算軟件有：SATWE、TAT、TBSA或ETABS、SAP等，但是，由于各軟件在采用的計(jì)算模型上存在著一定的差異，因此導(dǎo)致了各軟件的計(jì)算結(jié)果有或大或小的不同。所以，在進(jìn)行工程整體結(jié)構(gòu)計(jì)算和分析時(shí)必須依據(jù)結(jié)構(gòu)類型和計(jì)算軟件模型的特點(diǎn)選擇合理的計(jì)算軟件，并從不同軟件相差較大的計(jì)算結(jié)果中，判斷哪個(gè)是合理的、哪個(gè)是可以作為參考的，哪個(gè)又是意義不大的，這將是結(jié)構(gòu)工程師在設(shè)計(jì)工作中首要的工作。否則，如果選擇了不合適的計(jì)算軟件，不但會(huì)浪費(fèi)大量的時(shí)間和精力，而且有可能使結(jié)構(gòu)有不安全的隱患存在。
2、是否需要地震力放大，考慮建筑隔墻等對(duì)自振周期的影響。該部分內(nèi)容實(shí)際上在新老規(guī)范中都有提及，只是，在新規(guī)范中根據(jù)大量工程的實(shí)測(cè)周期明確提出了各種結(jié)構(gòu)體系下高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算自振周期折減系數(shù)。
3、振型數(shù)目是否足夠。在新規(guī)范中增加一個(gè)振型參與系數(shù)的概念，并明確提出了該參數(shù)的限值。由于在舊規(guī)范設(shè)計(jì)中，并未提出振型參與系數(shù)的概念，或即使有該概念，該參數(shù)的限值也未必一定符合新規(guī)范的要求，因此，在計(jì)算分析階段必須對(duì)計(jì)算結(jié)果中該參數(shù)的結(jié)果進(jìn)行判斷，并決定是否要調(diào)整振型數(shù)目的取值。
4、多塔之間各地震周期的互相干擾，是否需要分開計(jì)算。一段時(shí)間以來，大底盤，多塔樓的高層建筑類型大量涌現(xiàn)，而在計(jì)算分析該類型高層建筑時(shí)，是將結(jié)構(gòu)作為一個(gè)整體并按多塔類型進(jìn)行計(jì)算，還是將結(jié)構(gòu)人為地分開進(jìn)行計(jì)算，是結(jié)構(gòu)工程師必須注意的問題。如果多塔間剛度相差較大，就有可能出現(xiàn)即使振型參與系數(shù)滿足要求，但是對(duì)某一座塔樓的地震力計(jì)算誤差仍然有可能較大，從而便結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不安全的隱患。
5、非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算與設(shè)計(jì)。在高層建筑中，往往存在一些由于建筑美觀或功能要求且非主體承重骨架體系以內(nèi)的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件。對(duì)這部分內(nèi)容，尤其是高層建筑屋頂處的裝飾構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，由于高層建筑的地震作用和風(fēng)荷載均較大，因此，必須嚴(yán)格按照新規(guī)范中增加的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算處理措施進(jìn)行設(shè)計(jì)。
四、工程實(shí)例
1.工程簡(jiǎn)介
蘭花廣場(chǎng)蘭花商廈位于遼寧省， 總建筑面積6.38萬(wàn)m2，工程由同濟(jì)大學(xué)設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，施工單位為中國(guó)二十二冶集團(tuán)有限公司，地下1層，地上為29層，總建筑高度為102.38米，其中地下一層采用箱形基礎(chǔ)，底板厚度800mm，地上29層，鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)， 除地下一層頂板外露部分厚度為 600mm外，其余部分樓板為模殼密肋板結(jié)構(gòu)，厚度為120mm，本高層建筑采用抗震性能好、功能合理的現(xiàn)澆鋼骨混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，利用樓、電梯間設(shè)置鋼筋混凝土剪力墻且連接成筒體作為主要的抗側(cè)力構(gòu)件。混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C60，鋼筋骨架采用HRB400，框架采用寬扁梁框架以增加樓層凈高，寬扁梁截面為800×700，端部加腋為800×650，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40；為抵抗高層建筑的外力影響，在混凝土內(nèi)筒剪力墻轉(zhuǎn)角處設(shè)置十字形鋼骨，以改善剪力墻的受力性能、提高剪力墻的延性、減少剪力墻剛度退化，中心筒墻體厚度為600mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40。
五．高層建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢(shì)
隨著城市人口的不斷增加建設(shè)可用地的減少,高層建筑繼續(xù)向著更高發(fā)展,結(jié)構(gòu)所需承擔(dān)的荷載和傾覆力矩將越來越大。在確保高層建筑物具有足夠可靠度的前提下,為了進(jìn)一步節(jié)約材料和降低造價(jià),高層建筑結(jié)構(gòu)夠構(gòu)件正在不斷更新,設(shè)計(jì)理念也在不斷發(fā)展。高層建筑結(jié)構(gòu)也正朝著結(jié)構(gòu)立體化,布置周邊化,體型多樣化,結(jié)構(gòu)支撐化,體型多樣化,材料高強(qiáng)化,建筑輕量化,組合結(jié)構(gòu)化,結(jié)構(gòu)耗能減震化等方向發(fā)展。
六、結(jié)論
近些年來，我國(guó)的高層建筑建設(shè)發(fā)展迅速。但從設(shè)計(jì)質(zhì)量方面來看，并不理想。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)工程師不能僅僅重視結(jié)構(gòu)計(jì)算的準(zhǔn)確性而忽略結(jié)構(gòu)方案的具體實(shí)際情況，應(yīng)作出合理的結(jié)構(gòu)方案選擇。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行具體分析掌握的知識(shí)處理實(shí)際建筑設(shè)計(jì)中遇到了各種問題。
參考文獻(xiàn)
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[2]、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3― 2002)中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002。
篇7
前言
結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)以力學(xué)概念和豐富的工程經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，從結(jié)構(gòu)整體和局部?jī)蓚€(gè)方面對(duì)計(jì)算結(jié)果的合理性正確判斷計(jì)算結(jié)果，確認(rèn)其可靠后，方可用于工程設(shè)計(jì)。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、計(jì)算是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，它要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員既要有扎實(shí)的理論功底，又要有豐富的工程經(jīng)驗(yàn)，這樣設(shè)計(jì)出來的建筑物才能達(dá)到既安全、可靠，又經(jīng)濟(jì)、合理。
一、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
1、結(jié)構(gòu)選型
對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)而言, 在工程設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)選型階段,應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
（1）結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問題。新舊規(guī)范在這方面的內(nèi)容出現(xiàn)了較大的變動(dòng), 新規(guī)范在這方面增添了相當(dāng)多的限制條件,例如: 平面規(guī)則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等, 而且, 新規(guī)范采用強(qiáng)制性條文明確規(guī)定“建筑不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案。” 因此, 結(jié)構(gòu)工程師在遵循新規(guī)范的這些限制條件上必須嚴(yán)格注意, 以避免后期施工圖設(shè)計(jì)階段工作的被動(dòng)。
（2）結(jié)構(gòu)的超高問題。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)以前的超高問題, 除了將原來的限制高度設(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)高度建筑或超過了B 級(jí)高度,其設(shè)計(jì)方法和處理措施將有較大的變化。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中, 出現(xiàn)過由于結(jié)構(gòu)類型的變更而忽略該問題, 導(dǎo)致施工圖審查時(shí)未予通過, 必須重新進(jìn)行設(shè)計(jì)或需要開專家會(huì)議進(jìn)行論證等工作的情況, 對(duì)工程工期、造價(jià)等整體規(guī)劃的影響相當(dāng)巨大。
（3）嵌固端的設(shè)置問題。由于高層建筑一般都帶有二層或二層以上的地下室和人防, 嵌固端有可能設(shè)置在地下室頂板, 也有可能設(shè)置在人防頂板等位置, 因此, 在這個(gè)問題上, 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師往往忽視了由嵌固端的設(shè)置帶來的一系列需要注意的方面, 如: 嵌固端樓板的設(shè)計(jì)、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級(jí)的一致性、在結(jié)構(gòu)整體計(jì)算時(shí)嵌固端的設(shè)置、結(jié)構(gòu)抗震縫設(shè)置與嵌固端位置的協(xié)調(diào)等等問題, 而忽略其中任何一個(gè)方面都有可能導(dǎo)致后期設(shè)計(jì)工作的大量修改或埋下安全隱患。
（4）短肢剪力墻的設(shè)置問題。在新規(guī)范中, 對(duì)墻肢截面高厚比為5~ 8的墻定義為短肢剪力墻, 且根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn), 對(duì)短肢剪力墻在高層建筑中的應(yīng)用增加了相當(dāng)多的限制, 因此, 在高層建筑設(shè)計(jì)中, 結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)盡可能少采用或不用短肢剪力墻, 以避免給后期設(shè)計(jì)工作增加不必要的麻煩。
2、地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)
地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一直是結(jié)構(gòu)工程師比較重視的方面,不僅僅由于該階段設(shè)計(jì)過程的好與壞將直接影響后期設(shè)計(jì)工作的進(jìn)行, 同時(shí), 也是因?yàn)榈鼗A(chǔ)也是整個(gè)工程造價(jià)的決定性因素, 因此, 在這一階段, 所出現(xiàn)的問題也有可能更加嚴(yán)重甚至造成無法估量的損失。
在地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中要注意地方性規(guī)范的重要性問題。由于我國(guó)占地面積較廣, 地質(zhì)條件相當(dāng)復(fù)雜, 因此, 作為建立在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)之下的地方標(biāo)準(zhǔn)。地方性的“地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范”能夠?qū)⒏鞯胤降牡鼗A(chǔ)類型和設(shè)計(jì)處理方法等一些成熟的經(jīng)驗(yàn)描述和規(guī)定得更為詳細(xì)和準(zhǔn)確, 所以, 在進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí), 一定要對(duì)地方規(guī)范進(jìn)行深入地學(xué)習(xí), 以避免對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或后期設(shè)計(jì)工作造成較大的影響。
3、結(jié)構(gòu)計(jì)算與分析
在結(jié)構(gòu)計(jì)算與分析階段, 如何準(zhǔn)確, 高效地對(duì)工程進(jìn)行內(nèi)力分析并按照規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和處理, 是決定工程設(shè)計(jì)質(zhì)量好壞的關(guān)鍵。由于新規(guī)范的推出對(duì)結(jié)構(gòu)整體計(jì)算和分析部分相當(dāng)多的內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整和改進(jìn), 因此, 對(duì)這一階段比較常見的問題應(yīng)該有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)。
(1)結(jié)構(gòu)整體計(jì)算的軟件選擇。目前比較通用的計(jì)算軟件有: SATWE、TAT、TBSA等, 但是, 由于各軟件在采用的計(jì)算模型上存在著一定的差異, 因此導(dǎo)致了各軟件的計(jì)算結(jié)果有或大或小的不同。所以, 在進(jìn)行工程整體結(jié)構(gòu)計(jì)算和分析時(shí)必須依據(jù)結(jié)構(gòu)類型和計(jì)算軟件模型的特點(diǎn)選擇合理的計(jì)算軟件, 并從不同軟件相差較大的計(jì)算結(jié)果中,判斷哪個(gè)是合理的、哪個(gè)是可以作為參考的, 哪個(gè)又是意義不大的, 這將是結(jié)構(gòu)工程師在設(shè)計(jì)工作中首要的工作。否則, 如果選擇了不合適的計(jì)算軟件, 不但會(huì)浪費(fèi)大量的時(shí)間和精力, 而且有可能使結(jié)構(gòu)有不安全的隱患存在。
（2）是否需要地震力放大, 考慮建筑隔墻等對(duì)自振周期的影響。該部分內(nèi)容實(shí)際上在新老規(guī)范中都有提及, 只是,在新規(guī)范中根據(jù)大量工程的實(shí)測(cè)周期明確提出了各種結(jié)構(gòu)體系下高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算自振周期折減系數(shù)。
（3）振型數(shù)目是否足夠。在新規(guī)范中增加一個(gè)振型參與系數(shù)的概念, 并明確提出了該參數(shù)的限值。由于在舊規(guī)范設(shè)計(jì)中, 并未提出振型參與系數(shù)的概念, 或即使有該概念,該參數(shù)的限值也未必一定符合新規(guī)范的要求, 因此, 在計(jì)算分析階段必須對(duì)計(jì)算結(jié)果中該參數(shù)的結(jié)果進(jìn)行判斷, 并決定是否要調(diào)整振型數(shù)目的取值。
共振問題。隨著大底盤, 多塔樓的高層建筑類型大量涌現(xiàn), 在計(jì)算分析此類高層建筑時(shí), 是將結(jié)構(gòu)作為一個(gè)整體并按多塔類型進(jìn)行計(jì)算, 還是將結(jié)構(gòu)人為地分開進(jìn)行計(jì)算, 是結(jié)構(gòu)工程師必須注意的問題。如果多塔間剛度相差較大, 就有可能出現(xiàn)即使振型參與系數(shù)滿足要求, 但是對(duì)某一座塔樓的地震力計(jì)算誤差仍然有可能較大, 從而使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不安全的隱患。此外，當(dāng)建筑場(chǎng)地發(fā)生地震時(shí), 如果建筑物的自振周期和場(chǎng)地的特征周期接近, 建筑物和場(chǎng)地就會(huì)發(fā)生共振。因此在建筑方案設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)針對(duì)預(yù)估的建筑場(chǎng)地特征周期, 通過調(diào)整結(jié)構(gòu)的層數(shù),選擇合適的結(jié)構(gòu)類別和結(jié)構(gòu)體系, 擴(kuò)大建筑物的自振周期與建筑場(chǎng)地特征周期的差別, 避免共振的發(fā)生。
非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算與設(shè)計(jì)。在高層建筑中, 往往存在一些由于建筑美觀或功能要求且非主體承重骨架體系以內(nèi)的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件。對(duì)這部分內(nèi)容, 尤其是高層建筑屋頂處的裝飾構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí), 由于高層建筑的地震作用和風(fēng)荷載均較大, 因此, 必須嚴(yán)格按照新規(guī)范中增加的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算處理措施進(jìn)行設(shè)計(jì)。
二、工程概況
1、某高層住宅樓位于市中心的繁華地段，總建筑面積約20 萬(wàn)m2。由五幢高層住宅樓組成,地下部分2 層,底層架空、無裙房;2 層以上為住宅。五幢高層建筑下的2 層地下室連為一體。五幢高層結(jié)構(gòu)平面體型較不規(guī)則,建筑結(jié)構(gòu)長(zhǎng)寬比3.7～6.9,高寬比5.4～10.3。本工程為丙類建筑, 工程的結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí),采用大直徑鉆孔灌注樁、樁筏基礎(chǔ)。
工程位于較高抗震設(shè)防烈度區(qū),同時(shí)又是高風(fēng)壓地區(qū),抗震設(shè)防烈度為六度(0.15g),Ⅱ 類場(chǎng)地,建筑基本風(fēng)壓值為0.70kN/m2。
2、結(jié)構(gòu)體系的確定
根據(jù)建筑功能的使用要求, 本工程為高尚住宅區(qū),底層架空為酒店式大堂,并引入室外景觀造景,為此,建筑對(duì)底層柱及剪力墻的布置位置有嚴(yán)格的要求,上部住宅部分要求室內(nèi)方正實(shí)用。為了滿足上述的要求,本工程采用框支剪力墻結(jié)構(gòu),在二層樓面設(shè)置轉(zhuǎn)換層。因上部墻體多數(shù)無法直接落地或落于框支梁上,因而采用了箱高為230cm 的箱形轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。利用箱體增加轉(zhuǎn)換層的整體剛度,同時(shí)箱體的上下層板又增加了框支梁的抗扭性能。配合建筑使用功能合理布置抗側(cè)力構(gòu)件, 以合理控制結(jié)構(gòu)的總體剛度,使之既滿足抗震要求又滿足抗風(fēng)的要求。將核心筒剪力墻落地,在建筑物及局部突出部位設(shè)置70-90cm 厚的L 型剪力墻, 避免出現(xiàn)獨(dú)立框支角柱,同時(shí)將中部部分剪力墻落地,以保證落地剪力墻的數(shù)量,滿足上下剛度比的要求。本工程結(jié)構(gòu)體系復(fù)雜并采用箱形轉(zhuǎn)換,存在高寬比及長(zhǎng)寬比超限等問題,進(jìn)行了超限高層建筑工程抗震設(shè)防專項(xiàng)審查。
3、計(jì)算分析
（1）計(jì)算程序的選用
本工程屬于結(jié)構(gòu)體系復(fù)雜的高層建筑,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用兩種軟件分析計(jì)算; 一種是PKPM系列的SATWE 程序該程序采用墻元模擬剪力墻,是國(guó)內(nèi)應(yīng)用比較廣泛的軟件之一。同時(shí)另采用體單元模型的ANSYS 有限元分析軟件進(jìn)行復(fù)核。
（2）程序使用的注意事項(xiàng)
a在平面輸入時(shí)應(yīng)正確指定轉(zhuǎn)換構(gòu)件,確保程序計(jì)算時(shí)能按相關(guān)規(guī)范規(guī)定,對(duì)轉(zhuǎn)換構(gòu)件在水平地震作用下的計(jì)算內(nèi)力進(jìn)行放大,對(duì)框支柱的水平地震剪力進(jìn)行調(diào)整等。
b對(duì)于一字型墻肢出現(xiàn)與其平面外方向的樓面梁連接時(shí),為抵抗梁端彎矩對(duì)墻的不利影響, 在程序計(jì)算中將梁與墻相交處作鉸接處理,減少梁對(duì)墻產(chǎn)生的平面外彎矩。此時(shí),在墻與梁相交處設(shè)置暗柱,并按計(jì)算確定其配筋。
c剪力墻之間的連結(jié)梁應(yīng)根據(jù)具體情況
指定為連梁或框架梁。對(duì)一端或兩端與剪力墻相交的梁會(huì)在程序中默認(rèn)為連梁,計(jì)算中程序會(huì)對(duì)其剛度進(jìn)行折減后再計(jì)算其內(nèi)力;而對(duì)跨高比較大(>5)的連梁,其受力模式接近框架梁,此時(shí)應(yīng)將該類梁人工定義為框架梁,以求內(nèi)力分析的準(zhǔn)確。
4、結(jié)構(gòu)分析的主要結(jié)果
本工程以最不利的一幢(即北樓三)的計(jì)算結(jié)果。
（1）ANSYS 程序計(jì)算結(jié)果見表1；
表1ANSYS 計(jì)算結(jié)果
（2）表2 為SATWE 程序計(jì)算結(jié)果，在計(jì)算中,控制以扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期與乎動(dòng)為主的第一自振周期之比＜0.85；結(jié)構(gòu)最大層間位移與平均層間位移之比＜1.2。表2 SATWE 計(jì)算結(jié)果：
（3）.本工程采用由中國(guó)建筑科學(xué)研究院工程抗震研究所提供的地震波進(jìn)行計(jì)算分析,地面運(yùn)動(dòng)加速度峰值55gaL。彈性時(shí)程分析法的計(jì)算結(jié)果與振型分解反應(yīng)譜法的計(jì)算結(jié)果基本一致;彈性時(shí)程分析時(shí),每條時(shí)程曲線計(jì)算所得的結(jié)構(gòu)底部剪力均不小于振型分解反應(yīng)譜法求得的底部剪力的65%, 多條時(shí)程曲線計(jì)算所得的結(jié)構(gòu)底部剪力的平均值大于振型分解反應(yīng)譜法求得的底部剪力的80%。
4、框支層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（1）框支柱設(shè)計(jì)
本工程框支柱抗震等級(jí)為二級(jí), 軸壓比限值為0.7。框支柱主要截面取1300X1300～1300X2300,計(jì)算結(jié)果表明,所有框支柱的受力較為均勻,軸壓比從0.42～0.51,因此,箱形轉(zhuǎn)換層下框支柱的變形一致性較好。框支柱的剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)按柱實(shí)配縱筋計(jì)算并乘以放大系數(shù)1.1,剪壓比控制在0.15 以內(nèi)。柱內(nèi)全部縱向鋼筋的配筋率不＜1.2%, 箍筋沿柱全高采用不小于Φ12@100 井字復(fù)合箍, 體積配箍率均不＜1.5%,使柱具有-定的延性,實(shí)現(xiàn)強(qiáng)剪弱彎。框支柱在上面墻體范圍內(nèi)的縱向鋼筋伸人上部墻體內(nèi)一層,其余柱筋錨入梁或板內(nèi)。
（2）剪力墻設(shè)計(jì)
本工程核心筒落地剪力墻厚40cm,除核心筒外, 在建筑四角布置70～90cm 厚的L 型剪力墻。為了使混凝土的受壓性能改善,增大延性,設(shè)計(jì)中控制墻肢的軸壓比不大于0.5。墻體的水平和豎向分布筋除滿足計(jì)算要求外, 同時(shí)也滿足0.3%的最小配筋率的限值。底部加強(qiáng)區(qū)的剪力墻中按規(guī)范要求設(shè)置約束邊緣構(gòu)件,約束邊緣構(gòu)件的縱筋配筋率控制≥1.2% , 箍筋不＜Φ12@100,體積配箍率控制≥1.4%,同時(shí),對(duì)長(zhǎng)厚比＜5 的短墻在計(jì)算中按柱輸入計(jì)算進(jìn)行比較,其結(jié)果顯示,短墻按墻和按柱計(jì)算的結(jié)果大致一致。
（3）框支梁的設(shè)計(jì)
本工程框支梁抗震等級(jí)為二級(jí)。對(duì)于兩端擱置于框支主梁上的框支次梁,其受力類似簡(jiǎn)支梁,跨中底筋較大,支座面筋基本按構(gòu)造要求配置。
本工程的框支主梁的梁高230cm (即箱體高度》于梁頂和梁底各設(shè)置一層20cm 厚的箱板,梁截面尺寸按剪壓比0.15 控制。梁主筋配筋率除滿足計(jì)算外,還不小于0.5%,上部主筋沿梁全長(zhǎng)貫通,下部主筋全部直通到柱或墻內(nèi),沿梁腹部設(shè)置不小于Φ16@150 的腰筋,于梁中部設(shè)置-排Φ20 的抗裂縱筋,抗裂縱筋根數(shù)同箍筋肢數(shù),梁箍筋全長(zhǎng)加密。
對(duì)其他框支梁,因其受力較大,在靠近柱支座處的應(yīng)力集中尤為突出,部分梁的計(jì)算結(jié)果表明,梁端抗剪不足,經(jīng)過核查該梁各截面剪力設(shè)計(jì)值,發(fā)現(xiàn)框支柱截面內(nèi)有大部分剪力不足的截面,對(duì)此情況的梁截面尺寸不做調(diào)整,而對(duì)于確實(shí)抗剪不足的梁采用梁端水平加腋的方式解決該梁的抗剪能力不足的問題。
4、箱形轉(zhuǎn)換層樓板的設(shè)計(jì)
箱形轉(zhuǎn)換層的箱體高度為230cm, 箱體的上下層板厚均為20cm。對(duì)箱體的上下層板應(yīng)采用ANSYS 有限元軟件進(jìn)行內(nèi)力分析。分析結(jié)果顯示,各荷載工況條件下,箱體上層板都為受壓,平均最大壓應(yīng)力為1.2MPa, 箱體下層板均為受拉, 平均最大拉應(yīng)力為2.0MPa。在設(shè)計(jì)中,將樓板裂縫控制在0.2mm 以內(nèi), 實(shí)配雙層雙向Φ16@150 的通長(zhǎng)鋼筋。
結(jié)束語(yǔ)
在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)從結(jié)構(gòu)的安全、使用功能、建筑美觀等方面進(jìn)行全盤考慮,運(yùn)用掌握的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)處理實(shí)際遇到的各種問題,才能設(shè)計(jì)出安全合理的高層建筑結(jié)構(gòu)。
參考文獻(xiàn)
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篇8
Keywords: high building; Structure; design
中圖分類號(hào)：TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
1高層建筑結(jié)構(gòu)體系的類型
1.1 框架-剪力墻體系
由于框架結(jié)構(gòu)體系強(qiáng)度和剛度的限制，不適合建造高度較高的建筑，但可以通過在建筑平面合適的位置設(shè)置大的剪力墻以代替一部分框架，形成框架-剪力墻體系，增強(qiáng)建筑的剛度和強(qiáng)度，這種結(jié)構(gòu)就是框架-剪力墻體系。在水平力承受方面，框架和剪力墻能夠通過剛度足夠高的連梁和樓板協(xié)同工作，形成混合結(jié)構(gòu)體系。這種結(jié)構(gòu)的框架體系負(fù)責(zé)主要承擔(dān)垂直載荷，而剪力墻主要負(fù)責(zé)承擔(dān)水平載荷，二者相互協(xié)同。由于框架-剪力墻體系具有彎剪型的位移曲線，這增大了這種結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度，減小建筑物的水平位移，不僅減小了框架結(jié)構(gòu)承受的水平力，還使得內(nèi)力在豎向的分布更加均勻，因此這種結(jié)構(gòu)的建筑物高度要大于采用框架結(jié)構(gòu)的建筑物。
1. 2 剪力墻結(jié)構(gòu)體系
所謂剪力墻結(jié)構(gòu)體系是指建筑的受力主體全部由平面剪力墻構(gòu)件組成，在這種體系中，全部的豎直載荷和水平力由單片剪力墻來承受。剪力墻結(jié)構(gòu)體系是剛性結(jié)構(gòu)，位移曲線是彎曲型的，因此它的剛度和強(qiáng)度都非常高，并且具有延性，傳力直接切均勻，有較好的整體性，具有很強(qiáng)的抗倒塌能力，因此剪力墻結(jié)構(gòu)體系是一種比較好的結(jié)構(gòu)體系。
1.3 筒體結(jié)構(gòu)
筒體結(jié)構(gòu)是在全剪力墻結(jié)構(gòu)和框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，將密柱框架和剪力墻集中在房屋和內(nèi)部，從而形成空間封閉式的筒體，這就是筒體結(jié)構(gòu)。由于筒體結(jié)構(gòu)是將若干片縱橫交接的框架或者剪刀強(qiáng)圍起來，形成類似童裝的封閉骨架，并且通過樓層面加強(qiáng)連接，不僅可以形成比較大的使用空間，還具有剛度好的優(yōu)點(diǎn)，能夠承受較大的水平載荷和豎向載荷，因此廣泛應(yīng)用在超高層建筑中。
2. 高層建筑結(jié)構(gòu)選型
2.1高層建筑結(jié)構(gòu)選型和施工的關(guān)系
不同的結(jié)構(gòu)體系建筑施工工藝會(huì)有所不同，這不僅影響建筑結(jié)構(gòu)的受力情況和抗震性能，還會(huì)影響材料的消耗、勞動(dòng)力、造價(jià)及工期等方方面面。因此，在選擇高層建筑的結(jié)構(gòu)體系時(shí)要綜合權(quán)衡施工工藝及各備選結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，選擇出最優(yōu)的方案。對(duì)于現(xiàn)澆鋼筋混凝土高層建筑來說，其結(jié)構(gòu)方面的造價(jià)主要有模板、施工和材料幾個(gè)部分。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，模板的費(fèi)用是造價(jià)中最主要的部分，占總造價(jià)的比例達(dá)到33-55%，因此，選擇合理的模板體系，會(huì)有效降低總體造價(jià)，還能對(duì)施工進(jìn)度和勞動(dòng)力消耗帶來有利影響。
2.抗震體系選定的原則
抗震是高層建筑必須考慮的總要因素，在考慮抗震性時(shí)，可以結(jié)合以下因素：(1)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要有明確的計(jì)算簡(jiǎn)圖以及合理的地震力傳遞路線；(2)建筑結(jié)構(gòu)要有良好的言行和足夠的承載力，要具有足夠的好能潛力，保證在遭遇地震時(shí)有充足的防御倒塌的能力；(3)要具有躲到抗震防練，當(dāng)部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件因損壞而失效時(shí)，不會(huì)影響整體的載荷能力和抗側(cè)力；(4)強(qiáng)度和剛度在豎向和水平方向的分布要均勻，并根據(jù)設(shè)計(jì)需要合理布局，防止局部突變或消弱情況引起薄弱環(huán)節(jié)的出現(xiàn)，有效防止地震時(shí)應(yīng)力的過大集中或塑形變形集中等危險(xiǎn)情況的發(fā)生。
當(dāng)然，在選擇并確定高層建筑結(jié)構(gòu)方案時(shí)，還應(yīng)綜合考慮建筑安全的重要性、建筑高度、設(shè)防烈度、場(chǎng)地類別、地基條件、施工條件和材料供應(yīng)多方面的因素，結(jié)合相關(guān)技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)性分析，以選擇最恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)體系。
3高層建筑結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)方法
3.1高層建筑結(jié)構(gòu)分析中常用的基本假定
高層建筑結(jié)構(gòu)主要是由框架、剪力墻和筒體等豎向抗側(cè)力構(gòu)件通過水平樓板作為連接中介，并構(gòu)成大型空間的結(jié)構(gòu)體系。因?yàn)橥耆_的通過三維空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析存在著諸多困難，因此實(shí)踐中的各種分析方法都對(duì)計(jì)算機(jī)模型進(jìn)行了一定程度的簡(jiǎn)化，并做出一些基本的假定。
(1)彈性假定。這是在高層建筑工程實(shí)踐中運(yùn)用較多的假定方法，由于風(fēng)力或垂直載荷的作用，結(jié)構(gòu)常常處于彈性工作階段，因此通常情況下，這種假定比較符合實(shí)際情況。然而，如果遇到強(qiáng)臺(tái)風(fēng)作用或者遭遇罕見地震時(shí)，高層建筑未出現(xiàn)較大的位移，并可能出現(xiàn)裂縫，此時(shí)結(jié)構(gòu)就進(jìn)入彈塑性工作階段，如果仍然按照彈性假定來分析的話，在計(jì)算內(nèi)力和位移時(shí)就可能出現(xiàn)錯(cuò)誤，無法真實(shí)反映結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)，需要改用彈塑性動(dòng)力分析方法。
(2)小變形假定。這也是實(shí)踐中采用較多的一種基本假定方法。在這種假定下進(jìn)行分析設(shè)計(jì)時(shí)，有可能受到幾何非線性問題(P-效應(yīng))的影響，研究發(fā)現(xiàn)，如果建筑物頂點(diǎn)水平位移和建筑物高度H之間的比值/H>1/500時(shí)，就要注意P-效應(yīng)的影響。
(3)剛性樓板假定。許多高層建筑在結(jié)構(gòu)分析時(shí)通常都假定樓板在自身平面內(nèi)具有無限大的剛度，并忽略平面外的剛度，這樣不僅在很大程度上減少了結(jié)構(gòu)方面的自由度，使得計(jì)算更為簡(jiǎn)便，也為空間薄壁杠桿理論的采用提供了便利。通常說來，這種假定在框架結(jié)構(gòu)體系和剪力墻結(jié)構(gòu)體系時(shí)非常適用的，但是對(duì)豎向剛度有突變的結(jié)構(gòu)來說，由于樓板剛度比較小，并且主要抗側(cè)力構(gòu)件存在層數(shù)偏少或間距過大的情況，這樣樓板就有較大的變形，在結(jié)構(gòu)頂部和底部的各層內(nèi)力和位移上的影響也尤為明顯，此時(shí)就需要對(duì)這些樓層的剪力作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以避免不利影響的發(fā)生。
(4)計(jì)算圖形的假定。由于二位協(xié)同分析方法忽略了抗側(cè)力構(gòu)件平面外的剛度和扭轉(zhuǎn)剛度，并且對(duì)公共節(jié)點(diǎn)在樓面以外的唯一協(xié)調(diào)(主要是豎向位移和轉(zhuǎn)角的協(xié)調(diào))也缺乏考慮，因此具有缺陷性，尤其是用在空間工作性能明顯的筒體結(jié)構(gòu)中。為了解決這一問題，高層建筑結(jié)構(gòu)主要使用三維空間分析作為整體分析的計(jì)算機(jī)圖形，因?yàn)槿S空間分析的普通桿單元每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有6個(gè)自由度，按符拉索夫薄壁桿理論進(jìn)行分析的桿端節(jié)點(diǎn)還需要考慮截面翹曲,具有7個(gè)自由度，這就使得分析更加準(zhǔn)確。
3. 2高層建筑結(jié)構(gòu)靜力分析方法
(1)框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。框架-剪力墻結(jié)構(gòu)在內(nèi)力和位移計(jì)算時(shí)有很多方法可以選擇，實(shí)踐中應(yīng)用較多的是連梁連續(xù)化假定方法。通過以剪力墻和框架水平位移或轉(zhuǎn)角相等的位移協(xié)調(diào)為條件，提取參數(shù)并建立位移和外荷載之間的微分方程，并帶入相關(guān)數(shù)據(jù)來求解，因?yàn)榭紤]因素和采用未知量的不同，不同的方法也有不同的解答形式。這種結(jié)構(gòu)在計(jì)算中，一般將結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化成等效壁式框架，建立桿系結(jié)構(gòu)矩陣位移法來求解。
(2)剪力墻結(jié)構(gòu)。由于剪力墻的受力特性和變形狀態(tài)主要由剪力墻的開洞情況決定，根據(jù)受力特性的不同，可以將單片剪力墻分為聯(lián)肢墻、單肢墻、特殊開洞墻、框架墻和小開口整體墻等類型。不同類型的剪力墻截面應(yīng)力分布不盡相同，因此，要結(jié)合具體類型來計(jì)算內(nèi)力和位移。在機(jī)算中，可以通過平面有限單元法，這種方法具有計(jì)算精確和適用性廣的優(yōu)點(diǎn)，但是由于算法復(fù)雜，自由度多，耗時(shí)較長(zhǎng)，因此目前主要用于應(yīng)力分不復(fù)雜的剪力墻結(jié)構(gòu)中，比如特殊開洞墻和框架墻過渡層。
(3)筒體結(jié)構(gòu)。按照對(duì)計(jì)算機(jī)模型處理方法的不同，筒體結(jié)構(gòu)有三種分析方法：等效離散化方法、等效連續(xù)化方法和三維空間分析等效離散化方法是把連續(xù)的墻體離散成等效的杠桿，以方便適用合適的桿系結(jié)構(gòu)方法進(jìn)行分析。所謂等效連續(xù)化方法是指將結(jié)構(gòu)中離散鋼桿件進(jìn)行等效連續(xù)化處理，具體方法有有限條法、能量法、擬殼法、框筒近似解法和微分方程解法等。三維空間分析法是比以上兩者更加精確的計(jì)算機(jī)模型方法，主要通過空間桿－薄壁桿系矩陣位移法來實(shí)現(xiàn)，目前這種方法多應(yīng)用在筒體結(jié)構(gòu)體系的分析上，也是工程中廣泛使用的模型方法。
參考文獻(xiàn)：
[1] 肖峻. 高層建筑結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)[J]. 中華建設(shè),2008(12).
篇9
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及建筑功能的多元化，城市人口的不斷增長(zhǎng)和建筑用地的日益緊張以及城市規(guī)劃的需要，這些都像催化劑一樣催促著高層建筑能夠快速的發(fā)展。除此之外，因?yàn)檩p質(zhì)高強(qiáng)度材料的開發(fā)和新的設(shè)計(jì)計(jì)算理論的發(fā)展，抗風(fēng)和抗震理論得到了不斷的完善，新的施工技術(shù)以及設(shè)備不斷涌現(xiàn)，尤其是計(jì)算機(jī)的普及應(yīng)用以及結(jié)構(gòu)的分析手段不斷得到優(yōu)化，為高層建筑的快速發(fā)展提供了必要的技術(shù)條件。下面我們就對(duì)高層建筑的最基本原理進(jìn)行討論。
1.選擇合理的結(jié)構(gòu)類型正確認(rèn)識(shí)高層建筑的受力特點(diǎn)
高層建筑的本質(zhì)是一種豎向懸臂式結(jié)構(gòu)。豎向的荷載主要令結(jié)構(gòu)出現(xiàn)軸向力，軸向力和建筑物的高度近似的看成線性關(guān)系；水平荷載令結(jié)構(gòu)出現(xiàn)彎矩。從受力的特性來看，豎向荷載的方向不變，隨著建筑物高度的增加僅僅會(huì)造成量的增加；水平荷載則是可以來自任意方向的結(jié)構(gòu)上作用。結(jié)構(gòu)產(chǎn)生各種效應(yīng)的原因，統(tǒng)一稱作結(jié)構(gòu)上的作用。結(jié)構(gòu)上的作用包括直接性作用和間接性作用。直接性作用通常指的是施加在結(jié)構(gòu)上的集中力或者分布力，比如結(jié)構(gòu)的自重、樓面活荷載以及設(shè)備自重等，造成的效應(yīng)較為直觀。間接作用通常指的是造成結(jié)構(gòu)外加變形或者約束變形的作用，比如溫度的變化、混凝土的收縮或者徐變、地基的變形以及地震等，這種作用造成的效應(yīng)較為復(fù)雜，比如地震會(huì)導(dǎo)致建筑物出現(xiàn)裂縫、傾斜下沉甚至是倒塌，但這些破壞效應(yīng)不僅僅受到地震震級(jí)、烈度影響，還與建筑物所在場(chǎng)地的地基條件、建筑物的基礎(chǔ)類型以及上部的結(jié)構(gòu)體系有關(guān)。考慮到設(shè)計(jì)人員的現(xiàn)狀和習(xí)慣上的銜接，目前還沒有將這兩類作用進(jìn)行嚴(yán)格的劃分，而是將其簡(jiǎn)稱為荷載。作用在結(jié)構(gòu)上的直接性作用或者間接性作用，將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)或者結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)內(nèi)力和變形（例如撓度、轉(zhuǎn)角、側(cè)移、裂縫等），通常稱這些內(nèi)力和變形為作用效應(yīng)，其中由直接性作用引起的作用效應(yīng)稱為荷載效應(yīng)。結(jié)構(gòu)或者結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承受內(nèi)力和變形能力，稱作結(jié)構(gòu)的抗力，如構(gòu)件的承載能力、剛度的大小以及抗裂縫的能力等。結(jié)構(gòu)抗力和結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面形式、截面尺寸以及材料強(qiáng)度的等級(jí)等因素有關(guān)。結(jié)構(gòu)抵抗水平荷載造成的彎矩、剪力、拉應(yīng)力以及壓應(yīng)力應(yīng)當(dāng)有較大的強(qiáng)度以外，同時(shí)還要求結(jié)構(gòu)要具備足夠的剛度，使隨著高度的增加所導(dǎo)致的側(cè)向變形限制在結(jié)構(gòu)允許的范圍內(nèi)。所以，高層建筑使用何種結(jié)構(gòu)形式，應(yīng)當(dāng)由其結(jié)構(gòu)體系和材料特性來決定。
2.正確選擇合理的結(jié)構(gòu)體系
建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是整個(gè)建筑設(shè)計(jì)的過程中兩個(gè)重要的環(huán)節(jié)，對(duì)于整個(gè)建筑物的外觀效果、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定都有著至關(guān)重要的作用。二者相互協(xié)調(diào)的同時(shí)又相互制約，究竟會(huì)以何種關(guān)系相處，就在于兩者能否能夠和諧的工作。建筑設(shè)計(jì)師經(jīng)常將結(jié)構(gòu)放在從屬地位，要求結(jié)構(gòu)必須要服從于建筑，一切都要以建筑作為先導(dǎo)。通過受力因素的分析，下一步就要考慮究竟要選用什么結(jié)構(gòu)體系，通常有以下幾種高層建筑的結(jié)構(gòu)體系可以選擇：
鋼筋混凝土經(jīng)常使用的結(jié)構(gòu)形式：
框架結(jié)構(gòu)：平面布置靈活，抗側(cè)剛度小，但在建筑物較高的時(shí)候就要使用較大的柱，縮小了有效的使用空間，經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)并不理想。
剪力墻結(jié)構(gòu)：剛度大、承載力強(qiáng)，但平面的布置不夠靈活，限制了建筑空間。剪力墻結(jié)構(gòu)體系：該體系是將建筑的墻體用作承接豎向荷載、對(duì)抗水平荷載的結(jié)構(gòu)體系。墻體作為維護(hù)構(gòu)件的同時(shí)又是房間的分隔構(gòu)件。
框架-剪力墻結(jié)構(gòu)：框架一剪力墻結(jié)構(gòu)體系由框架和剪力墻共同組成。包括了框架結(jié)構(gòu)以及剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。
筒體結(jié)構(gòu)：抗側(cè)剛度大，能夠用于較高的建筑。它有框架核心筒結(jié)構(gòu)以及筒中筒結(jié)構(gòu)兩種表現(xiàn)形式。筒中簡(jiǎn)結(jié)構(gòu)體系以一個(gè)或者多個(gè)簡(jiǎn)體為主來抵抗水平力。
混合結(jié)構(gòu)：鋼框架或者型鋼混凝土框架和鋼筋混凝土筒體。框架的結(jié)構(gòu)體系由梁、柱、基礎(chǔ)等構(gòu)成平面框架，它是主要的承重結(jié)構(gòu)，各平面的框架再使用梁聯(lián)系起來，形成空間結(jié)構(gòu)體系。
3.選擇合理的結(jié)構(gòu)平面布置，協(xié)調(diào)好建筑與結(jié)構(gòu)的關(guān)系
在高層建筑的設(shè)計(jì)中.結(jié)構(gòu)布置通常要考慮以下幾點(diǎn)：
3.1選擇合適的結(jié)構(gòu)平面布置，滿足建筑功能的要求
結(jié)構(gòu)平面的布置：獨(dú)立結(jié)構(gòu)單元應(yīng)當(dāng)形狀簡(jiǎn)單規(guī)則，剛度以及承載力分布勻稱，不應(yīng)當(dāng)采用嚴(yán)重的不規(guī)則平面布置，也就是要滿足一下條件：
1）平面要簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱，減少偏心。
2）平面的長(zhǎng)度不應(yīng)過長(zhǎng)，突出的部分不宜過大。
3）建筑的層高、層數(shù)、開間和進(jìn)深等平面關(guān)系以及體型除了要滿足使用的需求以外。還要盡肯能的減少類型，盡量統(tǒng)一柱網(wǎng)布置和層高，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)層進(jìn)行重復(fù)的使用。
3.2高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)的布局占據(jù)著重要的地位。
現(xiàn)代的高層建筑在進(jìn)行規(guī)劃的過程中，每個(gè)功能區(qū)的設(shè)計(jì)，都需要以現(xiàn)代人的生活理念作為基礎(chǔ)，進(jìn)行相對(duì)合理的布局。高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在承受力方面，特別是垂直方向的受力，需要受到較大的壓力。所以，在進(jìn)行高層建筑的地基設(shè)計(jì)時(shí)，首要的工作就要保證地基受力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性。因此，在地基的設(shè)計(jì)過程中，地基的承載力是最大的，隨著樓層數(shù)的增加，結(jié)構(gòu)的受力逐漸的變小。這樣的設(shè)計(jì)理念，能夠很好的平衡建筑結(jié)構(gòu)的受力情況。
3.3在地震區(qū)為了減少地震作用對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的整體以及局部的不利影響。
例如扭轉(zhuǎn)和應(yīng)力的集中效應(yīng)，建筑平面的形狀要規(guī)正，防止外伸或者內(nèi)收過大，沿高度的層問剛度以及層間的屈服強(qiáng)度要盡可能均勻的分布，主要抗側(cè)力的豎向構(gòu)件，其截面的尺寸、砼強(qiáng)度等級(jí)以及配筋量的改變不要集中在相同的樓層內(nèi)。進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，高層建筑宜調(diào)整平面形狀和結(jié)構(gòu)布置，避免結(jié)構(gòu)不規(guī)則，不設(shè)抗震縫。當(dāng)建筑平面復(fù)雜而又無法調(diào)整其平面形狀和結(jié)構(gòu)布置使之成為較規(guī)則的結(jié)構(gòu)時(shí)，宜設(shè)置抗震縫將其劃分為比較簡(jiǎn)單的幾個(gè)結(jié)構(gòu)單元。進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)構(gòu)的豎直方向的抗側(cè)力構(gòu)件應(yīng)當(dāng)上下連續(xù)貫通。高層建筑要設(shè)置地下室。各結(jié)構(gòu)單元的平面形狀應(yīng)力力求簡(jiǎn)單規(guī)則，立面體型要盡可能地避免伸出和收進(jìn)，防止結(jié)構(gòu)的垂直向剛度出現(xiàn)突變等。
4.結(jié)語(yǔ)：
隨著地上空間的日益狹窄，如何能夠最大限度的利用土地資源已經(jīng)成為每個(gè)國(guó)家的建筑領(lǐng)域急需解決的問題，高層建筑的發(fā)展已經(jīng)成為一種主流趨勢(shì)，更是向著進(jìn)一步的超高層建筑領(lǐng)域邁進(jìn)。我國(guó)的情況更是如此，這一情況的出現(xiàn)既是機(jī)遇同樣也是一種挑戰(zhàn)。繁多的復(fù)雜高層建筑的出現(xiàn)將給結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)帶來新的的挑戰(zhàn)。實(shí)際上，我國(guó)的高層和超高層建筑具有超高超大、功能繁瑣、造型奇特等特點(diǎn)，許多建筑都已突破了我國(guó)現(xiàn)行的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及規(guī)范的要求，在未來的發(fā)展過程中，要著重于防震防風(fēng)方面的結(jié)構(gòu)考慮，加快材料和施工技術(shù)的進(jìn)步。如今我國(guó)的高層建筑正處在發(fā)展階段，正邁入國(guó)際先進(jìn)水平，有很大的機(jī)會(huì)發(fā)展和進(jìn)步。
參考文獻(xiàn)：
篇10
隨著社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)城市的用地面積越來越少，城市的建筑也越來越趨于向高層建筑發(fā)展，現(xiàn)在大部分樓層都在十幾層以上，三四十層高的樓也已經(jīng)不少見。建筑的體型和功能越來越復(fù)雜，結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)材料也更為多樣化，這樣的高層建筑，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也就成為結(jié)構(gòu)工程師的難點(diǎn)和重點(diǎn)。
1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的概念及內(nèi)容
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是指根據(jù)高層建筑特性的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在滿足適用、安全、經(jīng)濟(jì)、耐久和施工可行的前提下，按有關(guān)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析、總體布置、計(jì)算、構(gòu)造及制圖工作，并尋求優(yōu)化的過程。簡(jiǎn)單來說，就是用結(jié)構(gòu)語(yǔ)言表達(dá)出工程師們想表達(dá)的東西。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，就是把建筑物或者建筑結(jié)構(gòu)體系中的墻、柱子、樓梯、梁等用圖紙中的結(jié)構(gòu)元素來表示出來，同時(shí)還要計(jì)算出它的抗力及承重等能力。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中主要包括結(jié)構(gòu)方案、結(jié)構(gòu)計(jì)算及施工圖設(shè)計(jì)三個(gè)階段，每個(gè)階段對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來說都是很重要的。
2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
2.1 水平力成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要因素
當(dāng)建筑物高度增加時(shí)，水平荷載(風(fēng)荷載及地震作用)對(duì)結(jié)構(gòu)起的作用將愈來愈大。除了結(jié)構(gòu)內(nèi)力將明顯加大外，結(jié)構(gòu)側(cè)向位移增加更快。我們知道：建筑物樓面的使用荷載和自重在豎向構(gòu)件產(chǎn)生的彎矩和軸力與其高度的一次方成正比，水平荷載產(chǎn)生的彎矩及軸力與建筑物高度的二次方成正比，水平荷載產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)側(cè)向位移與建筑高度的四次方成正比。因此，在高層建筑中，結(jié)構(gòu)要使用更多材料來抵抗水平力，另一方面，對(duì)一定高度建筑來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用，其數(shù)值是隨著結(jié)構(gòu)動(dòng)力性的不同而有較大的變化，所以結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力設(shè)計(jì)成為高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要因素。
2.2 高層建筑中的側(cè)移控制
與低層建筑相比，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的另一個(gè)關(guān)鍵因素就是側(cè)移，當(dāng)建筑越高時(shí)，結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形就會(huì)越大。過大的結(jié)構(gòu)側(cè)移會(huì)造成顯著的重力二階效應(yīng)，造成結(jié)構(gòu)內(nèi)力增大并影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，過大的側(cè)移也會(huì)造成建筑構(gòu)件或設(shè)備的破壞以及使用者的不適。對(duì)于一定的水平作用，結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度大，那么結(jié)構(gòu)側(cè)移就小。但過剛的結(jié)構(gòu)也會(huì)造成結(jié)構(gòu)地震作用不必要的增大，所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要控制結(jié)構(gòu)的合理剛度，把側(cè)移控制在合理范圍。
2.3 更高的抗震設(shè)計(jì)要求
抗震設(shè)防區(qū)的高層建筑必須具有良好的抗震性能，做到小震不壞，中震可修，大震不倒。相對(duì)與多層結(jié)構(gòu)，高層結(jié)構(gòu)在地震作用下，具有更大的水平作用及側(cè)移，因此，高層建筑平立面也更講究規(guī)則性，結(jié)構(gòu)要求具有更高的抗震等級(jí)。對(duì)于一些較高的高層建筑或具有薄弱層的高層建筑，也要求進(jìn)行彈塑性分析進(jìn)行補(bǔ)充設(shè)計(jì)。
2.4 高層建筑豎向壓縮變形不容忽視
高層建筑中，豎向構(gòu)件的軸力往往較大，其產(chǎn)生的壓縮變形量往往相當(dāng)可觀，因此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要考慮到豎向構(gòu)件的壓縮變形。
3 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需選擇合適的結(jié)構(gòu)體系
在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中，結(jié)構(gòu)體系的選擇是很重要的一步，合理的結(jié)構(gòu)體系不但可滿足結(jié)構(gòu)的受力要求，更具有良好的經(jīng)濟(jì)性及更高的結(jié)構(gòu)安全富余。常用的結(jié)構(gòu)體系有框架結(jié)構(gòu)體系，剪力墻結(jié)構(gòu)體系，框架―剪力墻結(jié)構(gòu)體系以及筒體結(jié)構(gòu)體系。
3.1 框架結(jié)構(gòu)體系
框架結(jié)構(gòu)主要由梁柱等桿件單元形成空間的框架結(jié)構(gòu)體系，可以承受豎向荷載及一定的水平力的作用。框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算理論成熟，桿件受力明確，結(jié)構(gòu)的布置靈活，一定高度內(nèi)造價(jià)較低。缺點(diǎn)是抗側(cè)剛度較弱，在水平力作用下會(huì)產(chǎn)生較大的側(cè)移，且大部分側(cè)移發(fā)生在內(nèi)力較大的結(jié)構(gòu)底部部位，破壞后易產(chǎn)生嚴(yán)重后果。因此框架結(jié)構(gòu)常應(yīng)用于層數(shù)較少，高度較低的建筑中。
3.2 剪力墻結(jié)構(gòu)體系
剪力墻結(jié)構(gòu)是空間盒子式結(jié)構(gòu)，其水平作用和豎向荷載完全由剪力墻體承受，其剛度及空間整體性都比較好。剪力墻結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)點(diǎn)是抗水平作用能力強(qiáng)、整體性好、用鋼量較小，可以適用較高的建筑。缺點(diǎn)是因剪力墻布置的要求，不易布置成較大的房間。因此剪力墻結(jié)構(gòu)常應(yīng)用于住宅及賓館類建筑中。
3.3 框架―剪力墻結(jié)構(gòu)體系
在框架結(jié)構(gòu)中布置一定數(shù)量的剪力墻，可以組成框架―剪力墻結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)既有框架結(jié)構(gòu)布置靈活、使用方便的特點(diǎn)，又有較大的剛度和較強(qiáng)的抗水平作用的能力，因而廣泛地應(yīng)用于高層建筑中的辦公樓和旅館。
3.4 筒體結(jié)構(gòu)體系
這種體系是在框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)的體系上發(fā)展起來，當(dāng)高層建筑不斷地增加層數(shù)、高度越來越高時(shí)，原來的框架、剪力墻結(jié)構(gòu)就變得不合理和不經(jīng)濟(jì)了，簡(jiǎn)體結(jié)構(gòu)就相應(yīng)地誕生了，它是將剪力墻圍成箱型，構(gòu)成了一個(gè)空間薄壁筒體，可以提供更大的側(cè)向剛度，所以筒體結(jié)構(gòu)可以適用與更高的建筑。
4 高層建筑結(jié)構(gòu)中需要注意的幾個(gè)問題
4.1 抗震設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)是非常重要的一部分，它應(yīng)符合抗震概念設(shè)計(jì)的要求，選擇規(guī)則的設(shè)計(jì)方案，規(guī)則結(jié)構(gòu)其剛度、承載能力及變形能力更強(qiáng)，不規(guī)則結(jié)構(gòu)一般會(huì)破壞整個(gè)結(jié)構(gòu)承受風(fēng)荷載、重力荷載及抗震能力，因此盡量選擇設(shè)計(jì)對(duì)稱、規(guī)則的結(jié)構(gòu)方案。另外，在抗震設(shè)計(jì)中，還要注意到結(jié)構(gòu)構(gòu)件本身的剛度、延性、穩(wěn)定性及承載力等方面性能，且要遵守強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)底層柱及弱構(gòu)件強(qiáng)節(jié)點(diǎn)的原則。對(duì)于結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，要采取措施加強(qiáng)其抗震的能力同時(shí)要重視整體結(jié)構(gòu)中其他部位的剛度及承載能力，以免薄弱層發(fā)生轉(zhuǎn)移。
4.2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的受力性能
在高層建筑結(jié)構(gòu)的最初設(shè)計(jì)方案中，注重點(diǎn)不應(yīng)該在它的具體結(jié)構(gòu)上而是更多地關(guān)注它空間組成的特點(diǎn)，這是因?yàn)榻ㄖ锏目臻g形式包括水平方向和豎向的穩(wěn)定性都是依靠建筑物的地面作為支撐的，建筑地面即地基對(duì)于建筑物來說是非常重要的，建筑物基本都是由大構(gòu)件組成的，它們的重量及結(jié)構(gòu)的荷載基本都是向下作用在地面上的，這就要求在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，首先要搞清楚所選擇的結(jié)構(gòu)體系與地面間承載力的關(guān)系，然后對(duì)承重墻和承重柱的分布及數(shù)量作出總體的設(shè)想，這是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中很重要的一部分，影響著建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量。
4.3 關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中扭轉(zhuǎn)問題的注意
在高層建筑結(jié)構(gòu)中，建筑結(jié)構(gòu)有個(gè)很重要的建筑三心即剛度中心、幾何形心和結(jié)構(gòu)重心，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要盡量做到三心合一，而建筑結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)問題就是指在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)沒有做到三心合一，并且在水平荷載的作用下發(fā)生結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。因此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量選擇合理的結(jié)構(gòu)平面布局及形式，使建筑盡量的三心合一，以免因水平荷載的作用使建筑發(fā)生扭轉(zhuǎn)破壞。在實(shí)際的高層建筑中我們也經(jīng)常會(huì)看到一些不規(guī)則的平面形式如T形、L形及十字形等比較復(fù)雜的平面，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)該盡量讓突出部分的寬度和厚度的比值在規(guī)定的范圍之內(nèi)，讓它的結(jié)構(gòu)盡量處于對(duì)稱狀態(tài)。
4.4 對(duì)結(jié)構(gòu)計(jì)算階段的單位面積重度、剪重比及位移限值要注意
在結(jié)構(gòu)計(jì)算階段，單位面積重度是衡量樓層何在數(shù)據(jù)是否正確及構(gòu)建截面取值合不合理的重要指標(biāo)之一，其公式為V=G/A(kN/m2)。在同種性質(zhì)的建筑中，單位面積重度為層數(shù)較多的建筑要大于層數(shù)少的建筑，剪力墻多的大于剪力墻少的建筑。其剪重比的大小則反映了建筑在地震作用下抗震能力的大小，位移限值是衡量結(jié)構(gòu)側(cè)移的重要標(biāo)準(zhǔn)，其數(shù)值的大小從側(cè)面反映了結(jié)構(gòu)整體的剛度，剛度的過大或過小會(huì)給設(shè)計(jì)者對(duì)結(jié)構(gòu)體系、豎向及平面布置的合理性進(jìn)行再思考，對(duì)于結(jié)構(gòu)計(jì)算當(dāng)中的這些參考數(shù)值要給予重視，以便能制定出合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
總結(jié)：
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在高層建筑中起著非常重要的作用，同時(shí)它又是一項(xiàng)艱巨復(fù)雜的工作，需要結(jié)構(gòu)工程師不僅擁有豐富的專業(yè)知識(shí)及其工作經(jīng)驗(yàn)還要有很好的耐性，依據(jù)高層建筑的設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)原則，選擇合適的結(jié)構(gòu)體系，從而建設(shè)出具有世界水平的高層建筑。
參考文獻(xiàn)
[1]顧明星.淺談高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].大科技?科技天地,2011(4)
篇11
1.1 概念設(shè)計(jì)的意義
高層建筑能做到結(jié)構(gòu)功能與外部條件一致，充分展現(xiàn)先進(jìn)的設(shè)計(jì)，發(fā)揮結(jié)構(gòu)的功能并取得與經(jīng)濟(jì)性的協(xié)調(diào)，更好地解決構(gòu)造處理，用概念設(shè)計(jì)來判斷計(jì)算設(shè)計(jì)的合理性。
1.2 概念設(shè)計(jì)的依據(jù)
高層建筑結(jié)構(gòu)總體系與各分體系的工作原理和力學(xué)性質(zhì)，設(shè)計(jì)和構(gòu)造處理原則，計(jì)算程序的力學(xué)模型和功能，吸取或不斷積累的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
2.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與低層、多層建筑結(jié)構(gòu)相比較，結(jié)構(gòu)專業(yè)在各專業(yè)中占有更重要的位置，不同結(jié)構(gòu)體系的選擇，直接關(guān)系到建筑平面的布置、立面體形、樓層高度、機(jī)電管道的設(shè)置、施工技術(shù)的要求、施工工期長(zhǎng)短和投資造價(jià)的高低等。其主要特點(diǎn)有；
2.1水平力是設(shè)計(jì)主要因素
在低層和多層房屋結(jié)構(gòu)中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。而在高層建筑中，盡管豎向荷載仍對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生重要影響，但水平荷載卻起著決定性作用。因?yàn)榻ㄖ灾睾蜆敲媸褂煤奢d在豎向構(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，僅與建筑高度的一次方成正比；而水平荷載對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩、以及由此在豎向構(gòu)件中所引起的軸力，是與建筑高度的兩次方成正比。另一方面，對(duì)一定高度建筑來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用，其數(shù)值是隨著結(jié)構(gòu)動(dòng)力性的不同而有較大的變化。
2.2側(cè)移成為控制指標(biāo)
與較低樓房不同，結(jié)構(gòu)側(cè)移已成為高樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵因素。隨著樓房高度的增加，水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形迅速增大，因而結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的側(cè)移應(yīng)被控制在某一限度之內(nèi)。
2.3抗震設(shè)計(jì)要求更高
有抗震設(shè)防的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，除要考慮正常使用時(shí)的豎向荷載、風(fēng)荷載外，還必須使結(jié)構(gòu)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(huì)對(duì)連續(xù)梁彎矩產(chǎn)生影響，造成連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值減小，跨中正彎矩之和端支座負(fù)彎矩值增大；還會(huì)對(duì)預(yù)制構(gòu)件的下料長(zhǎng)度產(chǎn)生影響，要求根據(jù)軸向變形計(jì)算值，對(duì)下料長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整；另外對(duì)構(gòu)件剪力和側(cè)移產(chǎn)生影響，與考慮構(gòu)件豎向變形比較，會(huì)得出偏于不安壘的結(jié)果。
2.5結(jié)構(gòu)延性是重要設(shè)計(jì)指標(biāo)
相對(duì)于較低樓房而言，高樓結(jié)構(gòu)更柔一些，在地震作用下的變形更大一些。為了使結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性變形階段后仍具有較強(qiáng)的變形能力，避免倒塌，特別需要在構(gòu)造上采取恰當(dāng)?shù)拇胧瑏肀ＷC結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。
3.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題分析及對(duì)策
3.1提倡節(jié)約
我國(guó)是發(fā)展中國(guó)家，還是要盡量提倡節(jié)約，目前我國(guó)規(guī)范中的構(gòu)造要求，并非都比國(guó)外低，有的已經(jīng)超過。國(guó)外大企業(yè)在北京買了按我國(guó)規(guī)范設(shè)計(jì)的大樓，說明我國(guó)規(guī)范不是進(jìn)不了國(guó)際市場(chǎng)。現(xiàn)在對(duì)安全度進(jìn)行討論，應(yīng)注意不要引起誤導(dǎo)，千萬(wàn)不要誤解提高建筑結(jié)構(gòu)安全度建筑物就安全了，造成不必要的浪費(fèi)。實(shí)踐已經(jīng)證明，現(xiàn)行規(guī)范安全度是可以接受的。這是重要的經(jīng)驗(yàn)，不能輕易放棄。但考慮到客觀形勢(shì)變化，國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力增強(qiáng)和住宅制度改革現(xiàn)狀，可以將現(xiàn)行設(shè)計(jì)可靠度水平適當(dāng)提高一點(diǎn)。這樣投入不大，卻對(duì)國(guó)家總體和長(zhǎng)遠(yuǎn)利益有利。
3.2高層建筑結(jié)構(gòu)存在著超高的問題
基于高層建筑抗震的要求，我國(guó)的建筑規(guī)范對(duì)高層建筑的結(jié)構(gòu)的高度有嚴(yán)格的規(guī)定，針對(duì)高層建筑的超高問題，在新規(guī)范中不但把原來限制的高度規(guī)定為 A級(jí)高度，并且增加了 B 級(jí)高度，使得高層建筑結(jié)構(gòu)處理設(shè)計(jì)方法和措施都有了改進(jìn)。實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)類型的改變對(duì)高層超高問題的忽略，在施工審圖時(shí)將不予通過，應(yīng)該重新進(jìn)行設(shè)計(jì)或者進(jìn)行專家會(huì)議的論證等。在這種情況下，整個(gè)建筑工程的造價(jià)和工期都會(huì)受到極大的影響。
3.3考慮受力性能
對(duì)于一個(gè)建筑物最初的方案設(shè)計(jì)，建筑師考慮更多的是它的空間組成特點(diǎn)，而不是詳細(xì)地確定它的具體結(jié)構(gòu)。建筑物底面對(duì)建筑物空間形式的豎向穩(wěn)定和水平方向的穩(wěn)定都是非常重要的。由于建筑物是由一些大而重的構(gòu)件所組成的，因此結(jié)構(gòu)必須能將它本身的重量傳至地面，結(jié)構(gòu)的荷載總是向下作用于地面的，而建筑設(shè)計(jì)的一個(gè)基本要求就是要搞清楚所選擇的體系中向下的作用力與地基土的承載力之間的關(guān)系，所以，在建筑設(shè)計(jì)的方案階段，就必須對(duì)主要的承重柱和承重墻的數(shù)量與分布作出總體設(shè)想。
3.4提倡使用概念設(shè)計(jì)
所謂的概念設(shè)計(jì)一般指不經(jīng)數(shù)值計(jì)算，尤其在一些難以作出精確理性分析或在規(guī)范中難以規(guī)定的問題中，依據(jù)整體結(jié)構(gòu)體系與分體系之間的力學(xué)關(guān)系、結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理、震害、試驗(yàn)現(xiàn)象和工程經(jīng)驗(yàn)所獲得的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想。從整體的角度來確定建筑結(jié)構(gòu)的總體布置和抗震細(xì)部措施的宏觀控制。運(yùn)用概念性近似估算方法，可以在建筑設(shè)計(jì)的方案階段迅速、有效地對(duì)結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行構(gòu)思、比較與選擇，易于手算。所得方案往往概念清晰、定性正確，避免后期設(shè)計(jì)階段一些不必要的繁瑣運(yùn)算，具有較好的經(jīng)濟(jì)可靠性能。同時(shí)，也是判斷計(jì)算機(jī)內(nèi)力分析輸出數(shù)據(jù)可靠與否的主要依據(jù)。近十余年來我國(guó)的高層建筑建設(shè)可謂突飛猛進(jìn)，其建設(shè)速度和建造數(shù)量在世界建筑史上都是少有的。但是，從設(shè)計(jì)質(zhì)量方面來看卻不容樂觀，多數(shù)設(shè)計(jì)追趕流行時(shí)尚，因此在實(shí)際中應(yīng)考慮長(zhǎng)遠(yuǎn)因素。
3.5 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)短肢剪力墻設(shè)置
我國(guó)建筑新規(guī)范中，短肢剪力墻是指墻肢的截面的高度和厚度比在 5～8 的墻，按照實(shí)際經(jīng)驗(yàn)以及數(shù)據(jù)，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中增加了對(duì)短肢剪力墻的使用限制。所以，在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，必須盡可能的減少或者避免使用短肢剪力墻。
3.6 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)嵌固端的設(shè)置
一般情況下，高層建筑配有兩層或者兩層以上的地下室或者人防。高層建筑的嵌固端一般設(shè)置在地下室的頂板或者人防的頂板等位置。因此，結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)人員應(yīng)該考慮嵌固端設(shè)置會(huì)可能帶來的問題。考慮嵌固端的樓板的設(shè)計(jì)；綜合分析嵌固端上層和下層的剛度比，并且要求嵌固端上層和下層的抗震的等級(jí)是一致的；高層建筑的整體計(jì)算時(shí)充分考慮嵌固端的設(shè)置，綜合分析嵌固端位置和高層建筑結(jié)構(gòu)抗震縫隙設(shè)置的協(xié)調(diào)。
3.7 高層建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性
篇12
高層建筑由于層高的原因，對(duì)風(fēng)具有阻斷和干擾的作用，使得氣流轉(zhuǎn)從高層建筑的周邊行進(jìn)，被改變后的氣流會(huì)產(chǎn)生使高層建筑振動(dòng)的強(qiáng)大力量，使高層建筑遭受破壞甚至開裂。針對(duì)這一問題，首先必須把高層建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)好，俗話說“萬(wàn)丈高樓平地起”，可見基礎(chǔ)打好了，才能更好的提高建筑整體承受力。基地采用級(jí)配等級(jí)較高的砂石，保證回填料的整體密實(shí)度，防止不均衡的水平作用力威脅整個(gè)地基結(jié)構(gòu)，造成傾覆的威脅，同時(shí)在建筑物基礎(chǔ)受力層的底部設(shè)置抗拔錨桿，通過對(duì)桿體安裝、注漿和錨桿鉆孔等動(dòng)作，提高建筑基礎(chǔ)的抗拔強(qiáng)度。
1.2抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
地球地殼板塊活動(dòng)異常，抗震結(jié)構(gòu)的考慮始終是高層建筑的薄弱點(diǎn)，高層建筑工程龐大結(jié)構(gòu)復(fù)雜，地震發(fā)生時(shí)可能的后果無法準(zhǔn)確估算，外加設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中未能綜合考慮相關(guān)地震的破壞原理，使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在抗震方面缺乏靈活性。地震發(fā)生時(shí)地基出現(xiàn)不同的沉降現(xiàn)象，這是導(dǎo)致系列建筑物被損毀的直接原因，所以合理設(shè)置抗側(cè)力構(gòu)件的位置，橫向和縱向通過提高抗側(cè)力構(gòu)件的強(qiáng)度，使高層建筑物結(jié)構(gòu)處于平面布置規(guī)則對(duì)稱的狀態(tài)，側(cè)向剛度沿豎向宜均勻變化，從而達(dá)到一定的抗震效果；設(shè)計(jì)過程中，使用混凝土剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以有效提高抗側(cè)力結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承重能力，使得建筑物整體的重量更好的分散和延續(xù)開來，有效提高抗震效果。
1.3消防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
高層建筑是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，為了滿足各種功能需求，施工過程中需要使用各種功能不同的建筑材料，并且很多材料是可燃的，無疑增加了火災(zāi)發(fā)生的概率。外加高層建筑空氣對(duì)流性強(qiáng)，高空段風(fēng)力比較強(qiáng)大，如果不幸發(fā)生火災(zāi)，無疑為火勢(shì)的迅速蔓延提供了條件。所以高層建筑的消防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要有科學(xué)性、人性化，切實(shí)保障住房使用者的生命財(cái)產(chǎn)安全。設(shè)計(jì)過程中必須全面考慮防火間距的設(shè)計(jì)、安全疏散功能結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及阻礙火勢(shì)蔓延的分隔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，堅(jiān)持以防為主，消防應(yīng)急處理為輔的設(shè)計(jì)理念。
1.4工程造價(jià)
高層建筑地基設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接影響著基礎(chǔ)的類型選擇和工程的造價(jià)。如何在確保地基質(zhì)量符合建筑規(guī)范要求的同時(shí)，又設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)效益最大的高層建筑基礎(chǔ)呢？這就需要建筑設(shè)計(jì)者綜合考慮工程的相關(guān)影響因素，設(shè)計(jì)前依據(jù)地質(zhì)勘探報(bào)告對(duì)工程地質(zhì)的情況充分了解，結(jié)合“整片筏基”與“板式筏基+獨(dú)立柱基”兩組方式的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)最經(jīng)濟(jì)合理的地基量；除此之外，對(duì)于高層建筑整體使用的工程材料，都要做好全面的市場(chǎng)調(diào)查，找到質(zhì)量、性能都相對(duì)較高的替代材料，同時(shí)價(jià)格又非常的經(jīng)濟(jì)；工程建設(shè)過程中，杜絕材料采購(gòu)過程中出現(xiàn)的嚴(yán)重價(jià)格差現(xiàn)象，確保每一分工程款都用在實(shí)處。
2高層建筑結(jié)構(gòu)的相關(guān)設(shè)計(jì)原則
2.1高層建筑過程中基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)原則
地基設(shè)計(jì)是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前提工作，隨著城市人口不斷增加，為提高土地使用率，高層建筑不斷涌現(xiàn)，車庫(kù)、人防設(shè)施、地下室等不要不斷的增加，通過確定基礎(chǔ)底板的埋置深度以及建筑工程的巖土特征，來選定工程的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。并且盡量選取天然的筏板基礎(chǔ)。因?yàn)榛A(chǔ)的設(shè)計(jì)工作包含基礎(chǔ)的類型設(shè)計(jì)以及對(duì)地基的處理工作，地基類型的選擇要考慮到建筑物上部結(jié)構(gòu)的荷載、地基的承載力以及整體的工程造價(jià)等相關(guān)因素。如果在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過程中天然筏板基礎(chǔ)的沉降量計(jì)算過大，那么天然地基筏板就無法得到很好的應(yīng)用，無疑增加成本，造成不必要的浪費(fèi)。所以在高層建筑地基的設(shè)計(jì)過程中，需要詳細(xì)研究地質(zhì)勘探報(bào)告，要充分考慮筏板的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、承載力和變形組成情況等，結(jié)合地區(qū)的相關(guān)地質(zhì)條件對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。
2.2剪力墻設(shè)置原則
前文提到過剪力墻在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要作用，高層建筑中剪力墻的位置設(shè)置及其數(shù)量要求也是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則中的重要考慮因素。現(xiàn)有的相關(guān)建筑規(guī)劃中，主要描述的都是短肢剪力墻，而短肢剪力墻在實(shí)際使用過程中受到很多因素的影響，所以具體設(shè)計(jì)過程中設(shè)計(jì)人員都會(huì)盡量避免使用這種墻體結(jié)構(gòu)，從而避免了后續(xù)相關(guān)問題的產(chǎn)生。在具體設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員不能死板照搬規(guī)劃，認(rèn)為剪力墻只能設(shè)置在建筑物兩端，要依據(jù)實(shí)際情況靈活變通，在建筑的縱向中軸線上也應(yīng)該增加剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，同時(shí)調(diào)整該結(jié)構(gòu)墻的中心位置，合理控制好厚度和截面，以便建筑物的側(cè)向位移能保持在可允許的范圍之內(nèi)。
3筏板設(shè)計(jì)的綜合設(shè)計(jì)原則
高層建筑結(jié)構(gòu)筏板基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)過程需要考慮很多的影響因素，還要結(jié)合具體施工造價(jià)情況對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行合理有效的調(diào)整。具體設(shè)計(jì)過程中可以通過比較“整片筏基”與“板式筏基+獨(dú)立柱基”兩組方式的工程造價(jià)，得出經(jīng)濟(jì)效益更加顯著的方案。如果地質(zhì)勘探的結(jié)果顯示地層分布不均勻，上部結(jié)構(gòu)荷載在筏板上分布不均勻，是筏板基礎(chǔ)各部分的沉降差異較明顯的話，那么就可以進(jìn)行以下調(diào)整：調(diào)整建筑地表以上結(jié)構(gòu)荷載或者調(diào)整網(wǎng)住間距，以達(dá)到減少基層壓力差的效果；調(diào)整筏板的形狀和面積，均衡壓力差；對(duì)底板的強(qiáng)度與剛度予以加強(qiáng)，并且在跨度較大的間柱體之間設(shè)置加強(qiáng)板或者暗梁，提高基礎(chǔ)筏板的整體抗壓性能。
篇13
中圖分類號(hào)： TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
在新《高規(guī)》即《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3－2010）里規(guī)定： 10層及10層以上或者房屋高度大于28m的住宅建筑和房屋高度大于24m的其他高層民用建筑稱為高層建筑。目前我國(guó)高度在100米以上的建筑已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了100幢，可見高層建筑日益普及，同時(shí)側(cè)移和內(nèi)力也隨著結(jié)構(gòu)高度增加而急劇增加，當(dāng)高層建筑達(dá)到一定高度時(shí)，側(cè)向位移力很大，這就大幅度提高了對(duì)設(shè)計(jì)的要求，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接關(guān)系到建筑的質(zhì)量。 1 高層建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 1.1 軸向變形的重要性 在高層建筑中，豎向荷載數(shù)值很大，能夠在柱中引起較大的軸向變形，從而會(huì)對(duì)連續(xù)梁彎矩產(chǎn)生影響，造成連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值減小，跨中正彎矩之和端支座負(fù)彎矩值增大；還會(huì)對(duì)預(yù)制構(gòu)件的下料長(zhǎng)度產(chǎn)生影響，要求根據(jù)軸向變形計(jì)算值，對(duì)下料長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整；另外對(duì)構(gòu)件剪力和側(cè)移產(chǎn)生影響，與考慮構(gòu)件豎向變形比較，會(huì)得出偏于不安全的結(jié)果。 1.2 側(cè)移是設(shè)計(jì)的控制參數(shù) 在高層建筑中，結(jié)構(gòu)側(cè)移已成為高樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵因素。隨著樓房高度的增加，水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形迅速增大，因而結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的側(cè)移應(yīng)被控制在規(guī)范規(guī)定的某一限度之內(nèi)。 1.3 結(jié)構(gòu)延性是不容忽視的設(shè)計(jì)指標(biāo) 相對(duì)于較低樓房而言，高樓結(jié)構(gòu)更柔一些，在地震作用下的變形更大一些。為了使結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性變形階段后仍具有較強(qiáng)的變形能力，避免倒塌，特別需要在構(gòu)造上采取恰當(dāng)?shù)拇胧瑏肀ＷC結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。 1.4 水平荷載的決定性作用 一方面，因?yàn)闃欠孔灾睾蜆敲媸褂煤奢d在豎向構(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，僅與樓房高度的一次方成正比；而水平荷載對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩，以及由此在豎向構(gòu)件中引起的軸力，是與樓房高度的兩次方成正比；另一方面，對(duì)某一定高度樓房來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用，其數(shù)值是隨結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的不同而有較大幅度的變化。 1.5 抗震設(shè)計(jì)要求 有抗震設(shè)防的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，除要考慮正常使用時(shí)的豎向荷載、風(fēng)荷載外，還必須使結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能，做到小震不壞、中震可修、大震不倒。 2高層建筑結(jié)構(gòu)常見體系 2.1 筒體結(jié)構(gòu)
