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時間：2023-07-28 09:19:55
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1高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則
1.1結(jié)構(gòu)方案合理化原則。高層建筑結(jié)構(gòu)方案的合理化是指高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案必須與結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)形式的要求保持一致，同時應(yīng)滿足經(jīng)濟(jì)性的要求，其中結(jié)構(gòu)體系的具體要求為傳力簡單化、受力明確化。針對某些結(jié)構(gòu)單元相同的高層建筑物，其結(jié)構(gòu)體系應(yīng)相同。1.2計算簡圖合理化原則。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)是計算簡圖，計算簡圖的合理性直接關(guān)乎高層建筑結(jié)構(gòu)的安全，由此可見高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計必須堅持簡圖合理的原則。高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件及節(jié)點的簡化可以有多種選擇，但必須把計算結(jié)果的誤差控制在合理的范圍內(nèi)，以免對建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生負(fù)面的影響，從而影響建筑結(jié)構(gòu)的安全。1.3結(jié)果分析精準(zhǔn)化原則。伴隨著計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，當(dāng)前很多領(lǐng)域都開始應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)，并且發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，而在建筑結(jié)構(gòu)方案設(shè)計中，通過應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)能夠?qū)ο嚓P(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)更加科學(xué)的分析，不僅能夠有效的降低人工計算存在的失誤，而且還能確保建筑結(jié)構(gòu)方案的準(zhǔn)確與合理。
2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計特點
2.1水平荷載。建筑同時承受豎向荷載和地震及風(fēng)產(chǎn)生的水平荷載，在多層建筑中，因水平荷載產(chǎn)生的內(nèi)力和位移相對較小，對建筑建構(gòu)設(shè)計的影響不大，主要是以重力為代表的豎向荷載著建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計起控制作用。而在高層建筑中，很多時候是水平荷載對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計起決定性作用，盡管豎向荷載對結(jié)構(gòu)設(shè)計會產(chǎn)生重要的影響，但相對于水平荷載來說，影響相對較小。2.2軸向變形。對于多層建筑軸力項相對于彎矩項來說，對結(jié)構(gòu)設(shè)計產(chǎn)生的影響不是很大，結(jié)構(gòu)設(shè)計時可只考慮彎矩項而忽略軸力的影響。但是對高樓層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析所要考慮的因素就不太一樣了，需充分考慮到高層建筑的層數(shù)、高度對豎向構(gòu)件軸力值的影響。隨著高度的不斷增加，豎向構(gòu)件的軸力變形也會變得特別明顯，當(dāng)豎向構(gòu)件軸向變形達(dá)到一定的程度，會使高層建筑的結(jié)構(gòu)內(nèi)力數(shù)值和分布產(chǎn)生變化。2.3建筑側(cè)向位移。隨著建筑樓層及高度的增加，在水平荷載的作用下產(chǎn)生的側(cè)向位移也會不斷的增大。高層建筑設(shè)計時，需要保證足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，在應(yīng)對風(fēng)荷載及地震作用產(chǎn)生的內(nèi)力作用時，才能有足夠大的力量去抵御。為了能夠?qū)L(fēng)荷載及地震作用下產(chǎn)生的側(cè)移距離控制在一定的限度之內(nèi)，就必須擁有足夠的抗側(cè)剛度能力，才能較好的保障結(jié)構(gòu)安全及正常使用的舒適度。
3高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的問題分析
3.1建筑短肢剪力墻設(shè)置存在問題。隨著人們對住宅平面與空間的要求越來越高，高層住宅建筑中短肢剪力墻的運用越來越多。在一般情況下，建筑結(jié)構(gòu)的短肢剪力墻是指墻肢的高度、厚度比例為5-8的墻體。短肢剪力墻與普通剪力墻相比承擔(dān)較大軸力與剪力，抗震性能較差，從受力特性及構(gòu)件的安全儲備有別普通剪力墻，為安全起見，在高層住宅結(jié)構(gòu)中短肢剪力墻布置不宜過多，不應(yīng)采用全部為短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)，在某些情況下還要限制建筑高度。3.2抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計問題。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中很重要的內(nèi)容是結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計。受高層建筑高度過高、荷載過大的影響，一旦出現(xiàn)了地震，就會誘發(fā)出各種不可估計的問題?，F(xiàn)階段我國建筑工程建設(shè)要求高層建筑最低要保證五十年的設(shè)計基準(zhǔn)期，并對高層建筑的抗震設(shè)計進(jìn)行了明確的規(guī)定。但是在實際結(jié)構(gòu)設(shè)計中，存在設(shè)計人員對規(guī)范理解不透、概念設(shè)計模糊等問題。如果高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員沒有充分認(rèn)識到上述問題，就會給高層建筑留下安全隱患。3.3扭轉(zhuǎn)問題。質(zhì)量中心、剛度中心和幾何中心是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的“三心”，“三心合一”也是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中需要盡量達(dá)到的目標(biāo)。但是在實際設(shè)計中存在“三心”偏離較大的問題。在三心偏離較大的情況下，受較大水平力的影響就會出現(xiàn)高層建筑扭轉(zhuǎn)震動的問題，影響高層建筑的安全。
4高層建筑設(shè)計相關(guān)假定
4.1彈性假定。當(dāng)建筑處于一般風(fēng)力的、正常使用豎向荷載及低于設(shè)防烈度的地震的作用時，建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件一般處于彈性的工作階段，這一假定與實際的工作情況存在的差異不大。但當(dāng)遭遇強(qiáng)震作用或者強(qiáng)烈的臺風(fēng)天氣時，建筑產(chǎn)生的位移會比較大，結(jié)構(gòu)構(gòu)件會轉(zhuǎn)入彈塑性的工作階段。在這個時候就應(yīng)當(dāng)按照彈塑性動力分析方法進(jìn)行分析，而不能只按照彈性假定的方法計算，否則就不能將結(jié)構(gòu)構(gòu)件的真實工作狀態(tài)反映出來，留下安全隱患。4.2小變形假定。小變形假定方法是除了彈性假定之外另一種比較常用的方法，但也有學(xué)者對幾何非線性問題進(jìn)行研究。除了彈性假定，小變形假定方法也常被采用。但有不少學(xué)者對幾何非線性問題（P-Δ效應(yīng)）做了一些研究。一般情況下，當(dāng)頂點水平位移Δ與建筑物高度H的比值Δ/H>1/500時，P-Δ效應(yīng)的影響就不能被忽視了。4.3剛性樓板假定。目前在我國對很多高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析時，都是將樓板的平面內(nèi)剛度設(shè)定為無限大，而將樓板平面外的剛度予以忽略。在這種假定下，建筑結(jié)構(gòu)體系的自由度在一定程度上減少，對計算方法進(jìn)行了簡化。此外通過這種假定，使得在使用薄壁桿件的理論在對筒體體系的結(jié)構(gòu)進(jìn)行計算時非常方便，但是一般情況下，因為受到計算方式以及其他因素的影響，使得這種假定通常比較適合對建筑的框架以及剪力墻體系的計算。4.4計算圖形的假定。在高層建筑架構(gòu)體系中，整體分析將采用的計算圖形分為一維、二維協(xié)同分析和三維空間分析三種。其中，三維空間分析的普通桿單元，每一節(jié)點含有6個自由度，按符拉索夫薄壁桿理論分析的桿端節(jié)點還應(yīng)該考慮截面翹曲，截面翹曲有7個自由度。
5高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點
5.1建筑的載荷設(shè)計。在高層建筑的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，建筑的安全性以及穩(wěn)定性是設(shè)計的重中之重，而建筑的荷載直接影響著建筑的安全以及穩(wěn)定，因此在進(jìn)行建設(shè)設(shè)計時一定要做好荷載的計算。相對于一般的建筑，高層建筑的荷載及其組合要復(fù)雜的多，相關(guān)的設(shè)計人員在進(jìn)行建筑的荷載計算時需要考慮的內(nèi)容也多得多。在進(jìn)行高層建筑的荷載計算時，最主要的內(nèi)容是以下兩個方面：建筑的地震荷載以及風(fēng)荷載。在實際的設(shè)計中，復(fù)雜的超限高層建筑還應(yīng)當(dāng)進(jìn)行的風(fēng)洞試驗及振動臺試驗，以確保建筑的安全。5.2建筑抗震性能的設(shè)計。因為高層建筑的高度要比普通建筑高出很多，多以其對應(yīng)力的承受能力也不一樣，因此當(dāng)?shù)卣饡r其產(chǎn)生的反應(yīng)程度也不是一樣的，因此對于高層建筑，在進(jìn)行設(shè)計的時候必須要充分考慮抗震設(shè)計。而且抗震設(shè)計時，必須要對建筑所處的地形地質(zhì)條件都進(jìn)行充分的考慮，通常土地比較堅硬的其抗震強(qiáng)度會比較大，所以要盡量選擇硬度比較大的土層，而避開那些土質(zhì)疏松的地層，而對土層的變化進(jìn)行有效的把握成為抗震設(shè)計中的一個困難點。5.3高層建筑結(jié)構(gòu)的包絡(luò)設(shè)計。包絡(luò)設(shè)計是近年來比較常見的設(shè)計方式，可以有效解決工程項目結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的各種問題。當(dāng)前工程設(shè)計問題變化比較多，有許多因素都會影響到結(jié)構(gòu)效應(yīng)，各種問題盤根錯節(jié)，使用目前已經(jīng)掌握的只是或者軟件很難對其進(jìn)行準(zhǔn)確的分析。學(xué)術(shù)科學(xué)和工程的不同點在于后者難以長時間等待。因此要通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計的形式，利用最少的經(jīng)濟(jì)投入來獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益，并解決工程項目存在的問題。不同的工程條件可以用不同的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計原則來處理，在對待轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層或者連體結(jié)構(gòu)時，也可以用網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，對構(gòu)件進(jìn)行分析驗算，取不利值包絡(luò)設(shè)計。
總之，高層建筑的復(fù)雜性不僅要求其設(shè)計人員必須具有較高的綜合素質(zhì)，而且還有掌握足夠的理論知識以及相關(guān)的法律知識，而且在對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時也要對對建筑周圍的環(huán)境進(jìn)行綜合的考慮，由此來提高設(shè)計的質(zhì)量，同時降低建造的成本，促進(jìn)高層建筑的健康發(fā)展。
作者:崔惠林 單位:保定市城鄉(xiāng)建筑設(shè)計研究院
參考文獻(xiàn)：
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1高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點分析
（1）水平力是設(shè)計的決定性因素。在低層或者多層的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，常常用重力為代表的豎向荷載去控制建筑物的結(jié)構(gòu)。然而，在高層建筑中，雖然豎向荷載能起到一定的控制作用，但是水平荷載在其中卻起著決定性的作用，因而不能忽視。使得水平荷載比豎向荷載更起決定性作用的主要原因在于，高層建筑物的自身重量和使用荷載在豎向構(gòu)件中能夠引起的軸力和彎矩的數(shù)值，僅僅與建筑物的高度一次方成正比，而水平荷載對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩以及在豎向構(gòu)件中引起的軸力，與建筑高度兩次方成正比。
（2）側(cè)移是設(shè)計的重要控制指標(biāo)。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，結(jié)構(gòu)側(cè)移是高樓結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要控制因素，這一點與低層建筑不一樣。當(dāng)樓房的高度不斷增加的時候，水平荷載下的結(jié)構(gòu)側(cè)移變形會逐漸拉大，這就給高層建筑的穩(wěn)定性造成了一定的影響。因此，在設(shè)計高層建筑結(jié)構(gòu)的時候，應(yīng)該將水平荷載作用下的側(cè)移控制在一個限度之內(nèi)。
（3）抗震設(shè)計要求較高。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，對于抗震設(shè)計的要求顯得更高。一般來說，除了要求抗震設(shè)防的高層建筑有普通的豎向荷載、風(fēng)荷載以外，還應(yīng)該促進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計具有良好的抗震性能，達(dá)到小震不壞，大震不倒的目的。
（4）軸向變形需加以重視。在高層建筑中，豎向荷載數(shù)值變大的時候，會在柱內(nèi)產(chǎn)生較大的軸向變形，使得連續(xù)梁彎矩發(fā)生變化，讓連續(xù)梁之間支座處的負(fù)彎矩值變小，還會對預(yù)制構(gòu)件的下料長度造成影響。因此，在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，要對軸向變形的數(shù)據(jù)進(jìn)行仔細(xì)計算，對下料長度進(jìn)行有效的調(diào)整，防止高層建筑的軸向變形數(shù)據(jù)不斷拉大。
2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則
高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計是一個復(fù)雜繁瑣的內(nèi)容，其中需要注意的內(nèi)容涉及也十分廣泛，根據(jù)多年的工作經(jīng)驗總結(jié)，主要集中在以下幾個方面：
2.1結(jié)構(gòu)方案的選擇
合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案對于工程來講是十分關(guān)鍵的，好的設(shè)計方案在滿足結(jié)構(gòu)形式和體系的基礎(chǔ)上，還要充分考慮造價成本，把經(jīng)濟(jì)適用發(fā)揮到最大程度。結(jié)構(gòu)體系的最基本的原則是受力明確、傳力簡單，結(jié)構(gòu)方案在滿足使用、安全要求的基礎(chǔ)上，盡量的簡潔。最終結(jié)構(gòu)方案的確定，需要對地理條件、工程設(shè)計需求、材料的選擇和施工條件等進(jìn)行全面的考量和整合，并且和建筑水、暖、電各個分項相互協(xié)調(diào)，綜合各方面因素進(jìn)行最后的確定。
2.2計算簡圖的選擇
計算簡圖是進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)，是所有計算數(shù)據(jù)的出處和根源所在。關(guān)系到各環(huán)節(jié)的建筑尺寸和誤差。如果不能選擇合理的計算簡圖，對于結(jié)構(gòu)安全就會埋下隱患。因此，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全保障前提，就是合理計算簡圖的選擇。同時，在選擇了計算簡圖之后，還應(yīng)該采用相應(yīng)的構(gòu)造方法保證其安全性。在結(jié)構(gòu)的實際施工中，結(jié)構(gòu)節(jié)點不單單是鋼節(jié)點或者鉸接點，要使得計算簡圖的誤差在規(guī)定的允許范圍之內(nèi)。
2.3 計算結(jié)果要進(jìn)行準(zhǔn)確的分析
科技的發(fā)展也推動建筑領(lǐng)域不斷的進(jìn)步，計算機(jī)作為現(xiàn)在科技發(fā)展的集中產(chǎn)物，自然在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中也得到了廣泛的應(yīng)用。經(jīng)過幾年的發(fā)展，市場上的計算機(jī)軟件種類和數(shù)量都大大提升，但問題也隨之涌現(xiàn)出來，很多時候，統(tǒng)一種類的計算數(shù)據(jù)在不用軟件中處理產(chǎn)生的結(jié)果并不一致。這就對計算數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確程度提出了嚴(yán)苛的校對要求，也對結(jié)構(gòu)設(shè)計人員的能力提出了更高水平的要求。在全面了解軟件的使用范圍和條件的基礎(chǔ)上，選擇最為合理準(zhǔn)確的軟件也成為設(shè)計人員必須完成的課題。與此同時，建筑結(jié)構(gòu)受到各種不可掌控的實際情況制約，與計算機(jī)得出的理想結(jié)果不能達(dá)到完全的吻合，因此在計算機(jī)輔助設(shè)計的同時，設(shè)計人員的主導(dǎo)能力還是最為關(guān)鍵的。
3高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中關(guān)鍵要點分析
（1）扭轉(zhuǎn)問題設(shè)計。要求高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計必須三心盡可能匯于一點，即建筑結(jié)構(gòu)的剛度中心、幾何形心、結(jié)構(gòu)重心三心合一。倘若在設(shè)計中未很好地做到三心匯聚一點，建筑易發(fā)生扭轉(zhuǎn)問題，并在水平力作用下造成高層建筑結(jié)構(gòu)的毀壞。
（2）抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計。高層建筑由于其具有樓層多，高度高的特點，因此相比較其他建筑，在建筑物表面更易改變風(fēng)的流動性和空氣的動力效應(yīng)。在樓層柔軟部分風(fēng)和空氣會產(chǎn)生動力形式和靜力形式，并由此產(chǎn)生的震動，會對樓層的墻體、裝飾結(jié)構(gòu)以及支撐結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，危害建筑的穩(wěn)定性，所以在進(jìn)行高層結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，應(yīng)該進(jìn)行抗風(fēng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計，杜絕建筑物在自然因素的影響下留下隱患。
4高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計問題的有效對策
4.1合理設(shè)計平面布局
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，扭轉(zhuǎn)問題出現(xiàn)的原因是由于三心未合一導(dǎo)致的建筑物質(zhì)量分布不均勻。所以在設(shè)計過程中，相關(guān)設(shè)計人員對高層建筑應(yīng)當(dāng)采用相對規(guī)則的圖形，例如正方形、矩形、圓形、正多邊形等較為簡單、分布均衡的平面形式。盡量不采用L形、T形、十字形等復(fù)雜平面形式。在環(huán)境要求或結(jié)構(gòu)要求特殊情況下，應(yīng)當(dāng)根據(jù)相應(yīng)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計，避免建筑結(jié)構(gòu)突出部分過大，同時盡量保證結(jié)構(gòu)的對稱性。
4.2優(yōu)化抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計方案
針對高層建筑結(jié)構(gòu)抗風(fēng)結(jié)構(gòu)存在的難點和問題進(jìn)行優(yōu)化。一是基礎(chǔ)優(yōu)化。要保證高層建筑結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)性良好，首先要保證高層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)牢固。二是增加高層建筑耗能結(jié)構(gòu)設(shè)計。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，對相應(yīng)非承重構(gòu)件利用耗能構(gòu)件如樓板、剪力墻等來抵消風(fēng)能對建筑的影響。三是減小水平荷載和風(fēng)力疊加對高層建筑的影響。四是增大結(jié)構(gòu)承載力和抗風(fēng)力。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)承載力驗算和抗風(fēng)力驗算，在此基礎(chǔ)上制定一個放大系數(shù)，進(jìn)一步保證高層結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)性能。
4.3優(yōu)化抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計方案
當(dāng)今高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計存在很多問題和難點，結(jié)合相關(guān)設(shè)計經(jīng)驗總結(jié)了集中抗震結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方案。一是合理布置抗側(cè)力構(gòu)件。二是增加地基抗震能力。三是設(shè)計高性能剪力墻。高性能剪力墻的設(shè)計能夠有效地提高剪力墻在地震過程中吸收建筑內(nèi)力的能力，可以適當(dāng)增加墻體和樓板的剛度來控制建筑位移，達(dá)到抗震目的。四是進(jìn)行高層結(jié)構(gòu)構(gòu)件的簡化和一體化。通過對扶壁、筒口、筒腳的簡單化設(shè)置，達(dá)到相應(yīng)建筑物的對稱。
4.4加強(qiáng)消防結(jié)構(gòu)設(shè)計
當(dāng)下很多大型火災(zāi)、恐怖襲擊等惡劣事件已經(jīng)讓高層建筑的消防結(jié)構(gòu)設(shè)計面臨必須改善和加強(qiáng)的地步，但是消防設(shè)計應(yīng)該從消防結(jié)構(gòu)設(shè)計和使用期間消防規(guī)范來共同執(zhí)行。在高層建筑消防結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，應(yīng)該加強(qiáng)對防火結(jié)構(gòu)間的距離控制，在符合當(dāng)?shù)氐牡匦螚l件基礎(chǔ)上，高層結(jié)構(gòu)在防火結(jié)構(gòu)間距離上可適當(dāng)加大處理。在材料使用上，可以盡量減少易燃材料的使用，同時增加耐火材料的運用來達(dá)到防火目的。另外，良好的疏散系統(tǒng)是保證火災(zāi)發(fā)生之后減少人員損傷的重要保證。高層建筑的疏散系統(tǒng)呈垂直狀態(tài)，容易導(dǎo)致疏散效率不高的問題出現(xiàn)。在消防結(jié)構(gòu)設(shè)計時，可以通過設(shè)置雙通道疏散，增設(shè)防煙區(qū)、耐火區(qū)、避難層等設(shè)施來增加消防能力。同時，高層結(jié)構(gòu)可以通過設(shè)置相應(yīng)的隔離結(jié)構(gòu)來有效地控制火勢蔓延，增強(qiáng)建筑消防安全能力。
參考文獻(xiàn)：
1前言
隨著當(dāng)前城市用地緊張局勢的日益加重隨著當(dāng)前城市用地緊張局勢的日益加重，在城市建設(shè)中高層建筑越來越多高層建筑越來越多，因此，加強(qiáng)高層建筑結(jié)構(gòu)的討論，如何進(jìn)一步提升建筑結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量一步提升建筑結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量，成為當(dāng)前許多建筑企業(yè)需要認(rèn)真探索的問題認(rèn)真探索的問題。
2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點
2.1加強(qiáng)高層建筑結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計高層建筑的荷載問題是結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要部分高層建筑的荷載問題是結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要部分，其好壞對建筑物結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性有直接影響對建筑物結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性有直接影響。因此，要加強(qiáng)豎向荷載和橫向荷載的問題的研究橫向荷載的問題的研究。對豎向荷載，建筑物高度的確定是保證建筑穩(wěn)定性的關(guān)鍵保證建筑穩(wěn)定性的關(guān)鍵；對于橫向荷載，應(yīng)盡可能控制傾覆力矩的出現(xiàn)矩的出現(xiàn)，防止建筑物結(jié)構(gòu)的破壞。2.2建筑的基礎(chǔ)方案在高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計中在高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計中，不僅要重視高層建筑的地質(zhì)條件質(zhì)條件、荷載分布情況及施工場地條件等問題。同時，還要考慮地基的基礎(chǔ)問題慮地基的基礎(chǔ)問題，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，需要充分了掌握項目的地質(zhì)勘察報告及其相關(guān)技術(shù)參數(shù)項目的地質(zhì)勘察報告及其相關(guān)技術(shù)參數(shù)，為研究高層建筑的地基基礎(chǔ)方案提高可靠數(shù)據(jù)地基基礎(chǔ)方案提高可靠數(shù)據(jù)。2.3短肢剪力墻的設(shè)置根據(jù)相關(guān)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)表面根據(jù)相關(guān)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)表面，在剪力墻設(shè)置中墻截面高度與厚度之比55~8間為短肢剪力墻間為短肢剪力墻，必須嚴(yán)格結(jié)合項目情況，來設(shè)置短肢剪力墻設(shè)置短肢剪力墻。根據(jù)短肢墻的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置，盡可能在局部地區(qū)錯開區(qū)錯開，設(shè)置合理的壁厚，盡量避免不均勻的現(xiàn)象，用于高層建筑施工的方便和保證短肢結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性剪力墻厚度應(yīng)在22m~33m范圍圍，對剪力墻和長墻或柱組合部分。2.4抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計地震作用力影響地震作用力影響，對高層建筑來講是十分關(guān)鍵，因此在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中抗震問題需引起重視層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中抗震問題需引起重視。由于建筑的高度度，使得對建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計要有高要求，要加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的優(yōu)化設(shè)計的優(yōu)化設(shè)計，使每個構(gòu)件的結(jié)構(gòu)能夠在地震中發(fā)揮其作用。在高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中在高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中，基礎(chǔ)的選擇和設(shè)計工作是十分關(guān)鍵關(guān)鍵，設(shè)計好壞直接影響整體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。
3高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的具體問題
3.1挑梁裂縫問題在高層建筑中為了滿足建筑功能會存在多種結(jié)構(gòu)類型在高層建筑中為了滿足建筑功能會存在多種結(jié)構(gòu)類型。通常通常，在一些街道的辦公樓、旅館等空間較大的建筑物，主要采用底層框架剪力墻砌體結(jié)構(gòu)類型來為滿足經(jīng)濟(jì)價值的需求會設(shè)置出眾多的小空間會設(shè)置出眾多的小空間，因此，在上部結(jié)構(gòu)主要采用多層砌體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)，并在下部主體采用鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu)。然而而，在高層建筑設(shè)計中，設(shè)計師一味重視立面效果，在兩層以上設(shè)置的墻上設(shè)置的墻，墻上掛在梁、懸臂梁導(dǎo)致壓力增大，容易產(chǎn)生裂縫縫，從而影響整體的穩(wěn)定和高層建筑的質(zhì)量。33.2結(jié)構(gòu)計算與分析問題在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中，精確的結(jié)構(gòu)計算和分析是項目設(shè)計質(zhì)量好壞的關(guān)鍵影響因素設(shè)計質(zhì)量好壞的關(guān)鍵影響因素。（1）考慮建筑隔墻等對自振周期的影響考慮建筑隔墻等對自振周期的影響。在新的規(guī)范中，增加了一個模態(tài)參與系數(shù)的概念增加了一個模態(tài)參與系數(shù)的概念，并定義了參數(shù)的限制。因為在舊的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計為在舊的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，沒有提出振型參與系數(shù)的概念，因此，必須對相位來判斷和決定是否值的計算和分析結(jié)果計算結(jié)果的參數(shù)參數(shù)，調(diào)整模式的取值。（2）計算軟件的選擇計算軟件的選擇。在對建筑整體結(jié)構(gòu)計算和分析過程中需要根據(jù)項目實際情況來合理選擇計算軟件程中需要根據(jù)項目實際情況來合理選擇計算軟件，并從不同計算軟件中選出最科學(xué)最合理最精確的結(jié)果計算軟件中選出最科學(xué)最合理最精確的結(jié)果。33.3嵌固端的設(shè)計問題在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中嵌固端的設(shè)計十分重要在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中嵌固端的設(shè)計十分重要。當(dāng)前在嵌固端的設(shè)計中主要存在嵌固端的設(shè)計中主要存在：（1）嵌固端位置選擇不合理嵌固端位置選擇不合理。如果在高層建筑的地下室在高層建筑的地下室，高層嵌固端沒有設(shè)置在剛度大的地下室頂板室頂板，而是設(shè)置在地下室上帶夾層頂板上，從而留下了一些安全隱患安全隱患；（2）當(dāng)嵌固端設(shè)置在局部錯層的地下室頂板時當(dāng)嵌固端設(shè)置在局部錯層的地下室頂板時。設(shè)計師不了解標(biāo)準(zhǔn)的固定端不能打開計師不了解標(biāo)準(zhǔn)的固定端不能打開，并具有很大的實際意義的入口的入口，有可能是交錯地下室屋頂?shù)墓潭ǘ藳]有合理理解，存在安全隱患在安全隱患。33.4軸壓比與短柱的問題由于高層建筑的整體結(jié)構(gòu)具有塑性特點由于高層建筑的整體結(jié)構(gòu)具有塑性特點，假如柱的塑性變形能力較小變形能力較小，那么整體結(jié)構(gòu)的延性就差，在遇到地震等情況時時，就無法有效的緩解地震作用力，進(jìn)而導(dǎo)致建筑物的整體質(zhì)量受到影響量受到影響。因此，高層建筑結(jié)構(gòu)，為了控制柱軸壓比，會選擇較大的擇較大的，且縱向鋼柱一般是用這種方式，即使它不是高強(qiáng)度混凝土柱截面尺寸控制在一個較小的尺寸混凝土柱截面尺寸控制在一個較小的尺寸。此外，對于短柱，不能根據(jù)柱的長度來確定不能根據(jù)柱的長度來確定，但應(yīng)根據(jù)剪跨比小于2來確定短柱柱，概念清晰，更有利于控制軸壓比。
4高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計注意事項
4.1合理選擇高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案加強(qiáng)選擇科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案加強(qiáng)選擇科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，對于高層建筑的整體質(zhì)量有著關(guān)鍵的影響體質(zhì)量有著關(guān)鍵的影響：（1）施工單位應(yīng)認(rèn)真考慮實際情況和項目建設(shè)地點的程度的結(jié)構(gòu)和高層建筑工程的規(guī)模和基本條件件，對施工現(xiàn)場進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查和測量，然后選擇最科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計的結(jié)構(gòu)設(shè)計。（2）設(shè)計過程張要嚴(yán)格按照相關(guān)的建筑標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定進(jìn)行定進(jìn)行，只有這樣才可以有效避免制定高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案不合理的現(xiàn)象案不合理的現(xiàn)象。44.2轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)布置設(shè)計在框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻結(jié)構(gòu)中，一層最好不轉(zhuǎn)換層的側(cè)孔在梁的附近附近，它不在柱上被設(shè)置在任何孔。這是為了避免剪力墻的剪力墻的增加而增加剪力墻的增加而增加，并引起應(yīng)力集中現(xiàn)象，使轉(zhuǎn)換層的墻體結(jié)構(gòu)被破壞結(jié)構(gòu)被破壞。如果必須設(shè)置門，最好設(shè)置在墻中間門，這可以使每個結(jié)構(gòu)的一部分是力平衡使每個結(jié)構(gòu)的一部分是力平衡。44.3結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計在抗震設(shè)計過程中在抗震設(shè)計過程中，高位轉(zhuǎn)換不利于建筑結(jié)構(gòu)受力的穩(wěn)定性定性。計算結(jié)果表明，在水平地震作用下的傾覆力矩分布曲線線，轉(zhuǎn)折在轉(zhuǎn)換層，第四層是剪力墻，剪力墻框架結(jié)構(gòu)，由第四層增加的速度剪切下的傾覆力矩壁分布層增加的速度剪切下的傾覆力矩壁分布，和支撐框架傾覆彎矩增加少矩增加少。因此，為了保證抗震設(shè)計的穩(wěn)定性，框架—剪力墻底部的抗震等級必須滿足相關(guān)規(guī)定底部的抗震等級必須滿足相關(guān)規(guī)定。44.4重視工程資料收集整理工作建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵依據(jù)在于工程勘察資料的精確建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵依據(jù)在于工程勘察資料的精確，因此此，我們要加強(qiáng)重視工程資料的整理和收集。通常有專人負(fù)責(zé)相關(guān)工程文件的收集責(zé)相關(guān)工程文件的收集、整理和存儲；同時，制定出相應(yīng)的借用用、檢查制度。在項目竣工后，按照項目檔案管理制度，提交有關(guān)檔案的專業(yè)管理部門或機(jī)構(gòu)有關(guān)檔案的專業(yè)管理部門或機(jī)構(gòu)，不得自行銷毀。
5結(jié)語
總之，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，我們一定要根據(jù)項目的實際情況和當(dāng)?shù)氐目拐鸬燃夁M(jìn)行合理設(shè)計際情況和當(dāng)?shù)氐目拐鸬燃夁M(jìn)行合理設(shè)計，進(jìn)而保障高層建筑在滿足基本的建筑設(shè)計要求和抗震性能要求下在滿足基本的建筑設(shè)計要求和抗震性能要求下，使得經(jīng)濟(jì)效益和功能作用最大化益和功能作用最大化。
參考文獻(xiàn)：
中圖分類號：TU97文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
前言
近年來，我國建筑行業(yè)快速發(fā)展，高層建筑以其空間優(yōu)勢得到了較好的發(fā)展，是標(biāo)志著城市經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的里程碑。然而由于高層建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且施工量大等原因，要求工程設(shè)計人員在結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)準(zhǔn)確把握設(shè)計要點，確保高層建筑結(jié)構(gòu)的安全性，以及投入使用的穩(wěn)定性。
一、 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點
（一）選用適當(dāng)?shù)挠嬎愫唸D：結(jié)構(gòu)計算是在計算簡圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，計算簡圖選用不當(dāng)則會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)安全的事故常常發(fā)生，所以選擇適當(dāng)?shù)挠嬎愫唸D是保證結(jié)構(gòu)安全的重要條件。計算簡圖還應(yīng)有相應(yīng)的構(gòu)造措施來保證。實際結(jié)構(gòu)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(yīng)在設(shè)計允許范圍之內(nèi)。
（二）正確分析計算結(jié)果：在結(jié)構(gòu)設(shè)計中普遍采用計算機(jī)技術(shù)，但是由于目前軟件種類繁多，不同軟件往往會導(dǎo)致不同的計算結(jié)果。因此設(shè)計師應(yīng)對程序的適用范圍、條件等進(jìn)行全面了解。在計算機(jī)輔助設(shè)計時，由于結(jié)構(gòu)實際情況與程序不相符合，或人工輸入有誤?；蜍浖旧碛腥毕菥鶗?dǎo)致錯誤的計算結(jié)果，因而要求結(jié)構(gòu)工程師在拿到電算結(jié)果時應(yīng)認(rèn)真分析，慎重校核，做出合理判斷。
（三）選擇合理的結(jié)構(gòu)方案
一個合理的設(shè)計必須選擇一個經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)方案，即要選擇一個切實可行的結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)體系應(yīng)受力明確，傳力簡捷，必須對工程的設(shè)計要求、材料供應(yīng)、地理環(huán)境、施工條件等情況進(jìn)行綜合分析，并與建筑、電、水、暖等專業(yè)充分協(xié)商，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型，確定結(jié)構(gòu)方案，必要時應(yīng)進(jìn)行多方案比較，擇優(yōu)選用，考慮各結(jié)構(gòu)體系的合理性、適用性和經(jīng)濟(jì)性。
1、框架結(jié)構(gòu)。框架結(jié)構(gòu)一般用于多層及小高層結(jié)構(gòu)，最大高度范圍60.0m 以下(6 度設(shè)防)?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的特點是，具有較大的室內(nèi)空間，使用方便，但內(nèi)凸的框架柱直接影響到房間的實際使用面積及家具布置。
2、框架剪力墻結(jié)構(gòu)。剪力墻結(jié)構(gòu)因其即能承擔(dān)垂直荷載又能抵抗水平力作用，所以在高層建筑中得以廣泛使用。剪力墻體系屬剛性結(jié)構(gòu),其位移曲線呈彎曲型。剪力墻體系的強(qiáng)度和剛度均比較高,有一定的延性，傳力均勻、直接，抗倒塌能力強(qiáng)，整體性好,能見高度大于框架，是一種良好的結(jié)構(gòu)體系。
3、框架-核心筒結(jié)構(gòu)：以內(nèi)部設(shè)置混凝土筒體，周圈設(shè)置框架，來作為抗側(cè)力體系并承擔(dān)豎向荷載的結(jié)構(gòu)。（筒體其實是剪力墻的一種特殊形式）
4、筒中筒結(jié)構(gòu)：以內(nèi)部外部設(shè)置雙重混凝土筒體，來作為抗側(cè)力體系并承擔(dān)豎向荷載的結(jié)構(gòu)。 板柱-剪力墻結(jié)構(gòu)：以混凝土柱和樓板（即無梁樓蓋體系）組成的框架及剪力墻共同工作來作為抗側(cè)力體系并承擔(dān)豎向荷載的結(jié)構(gòu)。
5、部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)：剪力墻結(jié)構(gòu)的一種。其中部分剪力墻不落地，通過轉(zhuǎn)換梁（也叫框支梁）把荷載傳至框支柱（框架柱的一種特殊形式）。
（四）采取相應(yīng)的構(gòu)造措施：結(jié)構(gòu)設(shè)計始終要牢記“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)壓弱拉原則”，注意構(gòu)件的延性性能；加強(qiáng)薄弱部位；注意鋼筋的錨固長度，尤其是鋼筋的執(zhí)行段錨固長度；考慮溫度應(yīng)力的影響。此外，還要注意按對稱、均勻、規(guī)整原則考慮平面和立面的布置；綜合考慮抗震的多道防線；盡量避免薄弱層的出現(xiàn)；正常使用極限狀態(tài)的驗算都需要概念設(shè)計做指導(dǎo)。
（五）地基與基礎(chǔ)設(shè)計
高層建筑結(jié)構(gòu)中基礎(chǔ)更是極其重要的一部分，在高層項目的整個工程造價中，基礎(chǔ)占有很大一部分，結(jié)構(gòu)設(shè)計師對地基與基礎(chǔ)設(shè)計都特別重視，高層建筑設(shè)計不同于多層建筑。其基礎(chǔ)設(shè)計應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)條件、上部結(jié)構(gòu)類型與載荷分布、相鄰建筑物影響及施工條件等多種因素進(jìn)行綜合分析，先要對施工場地的地質(zhì)情況和地下水水位進(jìn)行了勘探，從而得出相關(guān)的數(shù)據(jù)，同時還要對高層上部結(jié)構(gòu)的類型和施工條件、使用功能等進(jìn)行綜合的考慮，同時還要考慮到施工時對周圍的建筑安全性的影響，這樣才能有效的保證建筑物建成后發(fā)生傾斜或沉降。
（六）高層建筑結(jié)構(gòu)平面及立面形式的選擇
在結(jié)構(gòu)設(shè)計時要選擇合理的平面布局和結(jié)構(gòu)形式，盡可能達(dá)到建筑物的三心合一，因此在設(shè)計時對平面和立面形式進(jìn)行選擇是十分關(guān)鍵的。作為高層建筑，更適宜規(guī)則、簡單的對稱形態(tài)。同時如果平面布置極不對稱，有過多的內(nèi)凹、外凸等復(fù)雜形式都會加大震害。因此在高層結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，要保證結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計中，結(jié)構(gòu)體系的選擇、布置、構(gòu)造措施比軟件的計算結(jié)果都要精確，這樣將保證結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性，從而保證結(jié)構(gòu)的安全性。
（七）高層的連梁設(shè)計
在內(nèi)力和位移計算時，其構(gòu)件可采用彈性剛度，在處理連梁超筋或截面控制超過剪壓比的首要方法是選好剛度折減系數(shù)。當(dāng)連梁剛度折減后，部分樓層的連梁仍然不滿足要求時，可采用內(nèi)調(diào)幅，調(diào)幅不宜超過20%。
（八）提高結(jié)構(gòu)重要部位的延性
結(jié)構(gòu)延性是指結(jié)構(gòu)吸收地震能量后的變形能力。結(jié)構(gòu)延性設(shè)計是高層結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的一項重要內(nèi)容。結(jié)構(gòu)主要靠延性來抵抗地震作用產(chǎn)生的非彈性變形。在結(jié)構(gòu)豎向，對于體形較簡單的、剛度沿高度均勻分布的高層建筑，應(yīng)著重提高底層構(gòu)件的延性；對于大底盤高層建筑，應(yīng)著重提高主樓與裙房頂面相銜接的樓層中構(gòu)件的延性；對于不規(guī)則立面的高層建筑，應(yīng)著重加強(qiáng)體形突變處樓層構(gòu)件的延性。在結(jié)構(gòu)平面位置上，應(yīng)該著重提高房屋周邊轉(zhuǎn)角處、平面突變處和復(fù)雜平面各翼相接處構(gòu)件的延性。
（九）充分考慮結(jié)構(gòu)抗震性能
當(dāng)前國內(nèi)外抗震設(shè)計的發(fā)展趨勢，是根據(jù)對結(jié)構(gòu)在不同超越概率水平的地震作用下的性能或變形要求進(jìn)行設(shè)計，結(jié)構(gòu)彈塑性分析成為抗震設(shè)計的必要組成部分。在需要抗震設(shè)防的高層建筑中，盡可能不采用純框架體系，可以采用框架一剪力墻、剪力墻或筒體結(jié)構(gòu)體系，要根據(jù)我國的具體條件進(jìn)一步總結(jié)對高層建筑的剛度要求，以便能夠更經(jīng)濟(jì)合理地布置剪力墻和筒體等抗側(cè)力構(gòu)件。
筒體體系：凡采用筒體為抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)體系稱為筒體體系,包括筒體-框架、單筒體、多束筒、筒中筒等多種形式。筒體是一種空間受力結(jié)構(gòu)，分為空腹筒和實腹筒兩種類型。筒體體系具有很高的剛度和強(qiáng)度，各構(gòu)件受力比較合理，抗震、抗風(fēng)能力很強(qiáng)，往往應(yīng)用于大空間、大跨度或超高層建筑。
二、高層建筑結(jié)構(gòu)方案設(shè)計中應(yīng)注意的問題
（一）考慮受力性能
對于一個建筑物的最初的設(shè)計，設(shè)計師考慮更多的是它的空間組成特點，而不是詳細(xì)地確定它的具體結(jié)構(gòu)。建筑物底面對建筑物空間形式的豎向穩(wěn)定和水平方向的穩(wěn)定都是非常重要的，由于建筑物是由一些大而重的構(gòu)件所組成，因此結(jié)構(gòu)必須能將它本身的重量傳至地面，結(jié)構(gòu)的荷載總是向下作用于地面的，而結(jié)構(gòu)設(shè)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(guān)系，所以，在建筑設(shè)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(shè)想。
（二）提倡概念設(shè)計
概念設(shè)計通常是指不經(jīng)數(shù)值計算，特別是在一些難以作出精確理性分析或在規(guī)范中難以規(guī)定的問題時，結(jié)合整體結(jié)構(gòu)體系以及分體系間的結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理、力學(xué)關(guān)系、試驗現(xiàn)象以及工程經(jīng)驗等所獲得的基本設(shè)計原則與設(shè)計思想，從整體的角度來確定建筑結(jié)構(gòu)的總體布置以及抗震細(xì)部措施的宏觀控制。采用概念性近似估算方法，可以在建筑設(shè)計的方案階段迅速、有效地對結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行構(gòu)思、比較與選擇。所得方案一般概念清晰、定性正確，防止后期設(shè)計階段出現(xiàn)不必要的繁瑣運算，具有經(jīng)濟(jì)可靠的優(yōu)點。
結(jié)語
對于高層結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點要進(jìn)行深入的分析研究，重視結(jié)構(gòu)計算的準(zhǔn)確性的同時，還應(yīng)結(jié)合結(jié)構(gòu)方案的具體實況，對結(jié)構(gòu)方案做出科學(xué)合理的選擇。工程設(shè)計人員應(yīng)堅持具體情況具體分析，并不斷開拓思路，汲取新的技術(shù)理念，融入到實際設(shè)計中，確保高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全、實用與美觀。
參考文獻(xiàn)
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[3]楊俊.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的要點分析[J].江西建材，2014，（13）.
中圖分類號：TU97文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：
隨著社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和建筑功能的多樣化, 城市人口的不斷增多及建設(shè)用地日趨緊張和城市規(guī)劃的需要, 促使高層建筑得以快速發(fā)展。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計給工程設(shè)計人員提出了更高的要求, 作為一個龐大復(fù)雜的系統(tǒng)，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計，一方面要滿足包括抗震，抗風(fēng)等在內(nèi)的安全性能的要求，另一方面，也要滿足高層建筑結(jié)構(gòu)的科學(xué)性和合理性。
一、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的意義及依據(jù)
1.概念設(shè)計的意義
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，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)計來判斷計算設(shè)計的合理性。
2.概念設(shè)計的依據(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)計和構(gòu)造處理原則，計算程序的力學(xué)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(gòu)設(shè)計的原則
1. 選擇合理的高層建筑結(jié)構(gòu)計算簡圖
在計算簡圖基礎(chǔ)上進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的計算，如果選擇不合理的計算簡圖，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)計安全保證的前提是合理的計算簡圖的選擇。同時，計算簡圖應(yīng)該采用相應(yīng)的構(gòu)造方法保證安全。在實際的結(jié)構(gòu)中，其結(jié)構(gòu)節(jié)點不單是鋼節(jié)點或者餃節(jié)點，保證和計算簡圖的誤差在規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)。
2. 選擇合理的高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計
按照高層建筑地質(zhì)條件進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計的選擇。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，必要的時候要求進(jìn)行地基變形的檢驗。高層建筑設(shè)計要有詳細(xì)的地質(zhì)勘查報告，如果缺失，那么應(yīng)該進(jìn)行現(xiàn)場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。
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)行了地理條件，工程設(shè)計需求，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。
4. 對計算結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確的分析
隨著科技的不斷進(jìn)步，計算機(jī)技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計中。當(dāng)前市場上存在著形形的計算軟件，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)行計算。由于建筑結(jié)構(gòu)的實際情況和計算機(jī)程序并不一定完全相符，所以進(jìn)行計算機(jī)輔助設(shè)計的時候，出現(xiàn)人工輸入誤差或者因為軟件本身存在著缺陷使得計算結(jié)果不準(zhǔn)確的問題，基于此，結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師在得到了通過計算機(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。
5. 高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計要采用相應(yīng)構(gòu)造措
施高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則是強(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)計過程中把握上述原則，加強(qiáng)薄弱部位，對鋼筋的執(zhí)行段錨固長度給予重視，并且要重點考慮構(gòu)件延性的性能和溫度應(yīng)力對構(gòu)件的影響。
三、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計問題分析
1. 高層建筑結(jié)構(gòu)受力性能
對于一個建筑物的最初的方案設(shè)計，建筑師考慮更多的是它的空間組成特點，而不是詳細(xì)地確定它的具體結(jié)構(gòu)。建筑物底面對建筑物空間形式的豎向穩(wěn)定和水平方向的穩(wěn)定都是非常重要的，由于建筑物是由一些大而重的構(gòu)件所組成，因此結(jié)構(gòu)必須能將它本身的重量傳至地面，結(jié)構(gòu)的荷載總是向下作用于地面的，而建筑設(shè)計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(guān)系，所以，在建筑設(shè)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(shè)想。
2. 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的扭轉(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)計時要求建筑三心盡可能匯于一點，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)計時選擇合理的結(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，應(yīng)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(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，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，在結(jié)構(gòu)平面布置時，應(yīng)盡可能使結(jié)構(gòu)處于對稱狀態(tài)。
3. 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，我國的建筑規(guī)范對高層建筑的結(jié)構(gòu)的高度有嚴(yán)格的規(guī)定，針對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，并且增加了B 級高度，使得高層建筑結(jié)構(gòu)處理設(shè)計方法和措施都有了改進(jìn)。實際工程設(shè)計中，對于建筑結(jié)構(gòu)類型的改變對高層超高問題的忽略，在施工審圖時將不予通過，應(yīng)該重新進(jìn)行設(shè)計或者進(jìn)行專家會議的論證等。在這種情況下，整個建筑工程的造價和工期都會受到極大的影響。
4. 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計短肢剪力墻設(shè)置
我國建筑新規(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，按照實際經(jīng)驗以及數(shù)據(jù)，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中增加了對短肢剪力墻的使用限制。所以，在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，必須盡可能的減少或者避免使用短肢剪力墻。
5. 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計嵌固端的設(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)計人員應(yīng)該考慮嵌固端設(shè)置會可能帶來的問題。考慮嵌固端的樓板的設(shè)計；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是一致的；高層建筑的整體計算時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)。
6. 高層建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性
在關(guān)于高層建筑的新規(guī)范中，對于高層建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性做出了很多限制，比如規(guī)定了結(jié)構(gòu)嵌固端上層和下層的剛度比，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(yán)重不規(guī)則的設(shè)計方案。”因此，為了避免后期施工設(shè)計階段的改動，高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計必須嚴(yán)格遵循規(guī)范的限制條件。
結(jié)束語：
隨著高層建筑進(jìn)一步的發(fā)展，高層結(jié)構(gòu)的設(shè)計越發(fā)重要起來，結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項集結(jié)構(gòu)分析，數(shù)學(xué)優(yōu)化方法以及計算機(jī)技術(shù)于一體的綜合性技術(shù)工作，是一項對國家建設(shè)有重大意義的工作，同時，亦是一門實用性很強(qiáng)的工作。為了革新高層建筑，體現(xiàn)其魅力，追求新的結(jié)構(gòu)形式和更加合理的力學(xué)模型將是土木工程師們的目標(biāo)和方向。
參考文獻(xiàn)：
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隨著社會經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，建筑行業(yè)也在快速發(fā)展，人們對建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計提出了更高的要求。從發(fā)展先進(jìn)的設(shè)計理念，加強(qiáng)先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，加快新型的高強(qiáng)度輕質(zhì)、環(huán)保建材等幾主面進(jìn)行研究，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計更加安全、適用、可靠和經(jīng)濟(jì)是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的發(fā)展方向。
1、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則
1.1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計往往會涉及到一些關(guān)鍵的理念，如：“強(qiáng)柱弱梁”，“強(qiáng)剪弱彎”等，這些設(shè)計師需要注意。結(jié)構(gòu)體系是由不同的構(gòu)件協(xié)調(diào)組成的，因此各構(gòu)件都發(fā)揮著不同的作用，在整個建筑中有輕重之分。
1.2 在設(shè)計過程中的安全架構(gòu)必須是層層設(shè)置，尤其是當(dāng)災(zāi)難發(fā)生時的抵抗外力破壞將發(fā)揮有效作用。如果只是將抗風(fēng)險的希望都集中寄托在建筑的某一個結(jié)構(gòu)上，這是非常不穩(wěn)定的。多肢墻優(yōu)于單片墻，框架剪力墻好于純框架好等等，這些都是防御層的設(shè)計思路的重要體現(xiàn)。
1.3 需要堅持科學(xué)建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)點互補(bǔ)的原則。結(jié)構(gòu)過于剛性其變形能力差，如果建筑受到巨大的破壞力則，應(yīng)該要承受的損害更大，常常發(fā)生局部破壞，但結(jié)構(gòu)過于限制外力，但往往因為變形過大而難以正常使用。
2、高層建筑結(jié)構(gòu)的特征
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計專業(yè)在各專業(yè)中占有更重要的位置， 選擇不同的結(jié)構(gòu)體系，將直接關(guān)系到建筑立面造型，平面布局，層高，電氣管道設(shè)置，施工技術(shù)要求，投資成本等。其主要特點是：
2.1 設(shè)計上的主要因素是水平力。多層和低層建筑結(jié)構(gòu)，經(jīng)常以重力為代表的豎向荷載控制著結(jié)構(gòu)設(shè)計。在高層建筑中，盡管豎向荷載結(jié)構(gòu)的設(shè)計上仍然重要的影響，但它在水平荷載起著決定性的作用。因為建筑自重和樓面使用荷載在豎向構(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，對目標(biāo)高度的基礎(chǔ)上，垂直載荷基本上是恒定的，作為水平方向的風(fēng)載荷和地震載荷的作用，它的值隨著結(jié)構(gòu)動和動態(tài)具有較大的變化。
2.2 抗震設(shè)計的要求更高。高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計，除考慮正常使用垂直荷載，風(fēng)荷載，還必須使結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能，做到輕微的地震無損壞，大地震不倒下。
2.3 減輕高層建筑自重比多層建筑更重要。從地基和樁期的承載能力來考慮，如果地基或樁基情況相同的情況下，減輕房屋自重意味著不增加基礎(chǔ)造價和處理措施，可以多建層數(shù)，這是在軟弱土層有突出的經(jīng)濟(jì)效益。地震效應(yīng)與建筑的重量成正比，以減輕重量，從而改善結(jié)構(gòu)房屋的抗震能力的有效途徑。大型高層建筑的重量，不僅作用于結(jié)構(gòu)的地震剪力大，還由于重心高地震作用傾覆力矩大， 對豎向構(gòu)件產(chǎn)生很大的附加軸力， 從而造成附加彎矩更大。
2.4 軸向變形不能被忽視。使用的框架體系和框架——剪力墻體系的高層建筑中， 框架柱的軸壓應(yīng)力下往往大于軸向壓應(yīng)力側(cè)柱，中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。當(dāng)房屋很高時， 此種軸向變形的差異將會達(dá)到較大的數(shù)值， 其后果相當(dāng)于連續(xù)梁中間支座下陷， 使中間支撐的值減小，跨中正彎矩值和端支座負(fù)彎矩值增大。
2.5 結(jié)構(gòu)設(shè)計延展性。相對低層結(jié)構(gòu)，高層結(jié)構(gòu)更靈活，在地震作用下的變形更大。為了使建筑在進(jìn)入塑性變形階段后仍具有較強(qiáng)的變形能力，以避免崩潰，是需要采取適當(dāng)?shù)拇胧源_保該結(jié)構(gòu)具有足夠的延展性構(gòu)建。
3、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點
3.1 地基與基礎(chǔ)設(shè)計
地基與基礎(chǔ)設(shè)計已經(jīng)得到結(jié)構(gòu)工程師的重視，這不僅由于該階段設(shè)計過程是好還是壞將直接影響到后期設(shè)計工作的進(jìn)行，也因為整個項目成本的基礎(chǔ)決定性因素，因此，在這個階段，存在的問題也可能會更加嚴(yán)重，甚至造成不可估量的損失。高層建筑應(yīng)根據(jù)整體不錯的選擇，以滿足承載力和變形的建筑容許變形的要求，并可以調(diào)整不均勻沉降形成的基礎(chǔ)形式。高層建筑宜設(shè)置地下室以減小地基的附加應(yīng)力和沉降量， 有利于滿足天然地基的承載力和上部結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。此外，基礎(chǔ)設(shè)計應(yīng)注意本地的規(guī)范的重要性。
3.2 建筑結(jié)構(gòu)受力性能
對于初始的建筑設(shè)計，建筑師考慮更多的建筑的空間組合，而不是詳細(xì)地確定其具體的結(jié)構(gòu)。建筑物底面建筑空間的形式在水平方向和垂直方向的穩(wěn)定性是非常重要的，因為一些建筑物是由又大又重的組合物的組成，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，而在建筑設(shè)計的一個基本要求是要理清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，因此在建筑設(shè)計階段的程序，必要對主要承重柱和承重墻的數(shù)量和分布的做出整體構(gòu)想。
3.3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的扭轉(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，建筑三心盡可能匯于一點，即三心合一，這是是結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求。結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)問題就是指在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中沒有做到三心合一，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，要在結(jié)構(gòu)設(shè)計時選擇合理的結(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)效果的大小取決于質(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，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，由于街景與建筑空間的限制，高層建筑不可能全部采用簡面形式，當(dāng)需要采用不規(guī)則T形、L形、十字形等比較復(fù)雜的平面形式時，應(yīng)將突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(gòu)設(shè)計布局時，最大可能使建筑狀態(tài)的結(jié)構(gòu)是對稱的。
3.4 房屋高度、高寬超限問題
隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對建筑功能的多樣化需求越來越高。再加上城市人口的不斷增多、建筑用地日益緊張，高層建筑發(fā)展加快。隨著結(jié)構(gòu)設(shè)計新規(guī)范的提出，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在工作中經(jīng)常會遇到新問題，需不斷探索與實踐。
選擇恰當(dāng)?shù)幕A(chǔ)方案與結(jié)構(gòu)方案
一方面，建筑的基礎(chǔ)設(shè)計應(yīng)充分考慮地質(zhì)條件，對高層建筑的上部結(jié)構(gòu)類型、負(fù)荷分布、施工條件以及對相鄰建筑的影響等因素綜合分析，并從中獲得恰當(dāng)?shù)幕A(chǔ)方案。在設(shè)計過程中，盡量發(fā)揮地基潛力，并做好地基的變形驗算工作。在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)出具詳細(xì)的地質(zhì)勘察報告，如果沒有地質(zhì)報告的建筑，應(yīng)做好現(xiàn)場觀察，并參考類似的建筑資料。一般情況下，同一個結(jié)構(gòu)單元不能采用不同的類型。另一方面，一個合理化的結(jié)構(gòu)設(shè)計，必須配備經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)方案，其中包括結(jié)構(gòu)體系與結(jié)構(gòu)形式等。結(jié)構(gòu)體系中明確受力與傳力情況，而地震區(qū)則遵循平面與豎向原則?？傊?，基礎(chǔ)方案與結(jié)構(gòu)方案作為高層建筑設(shè)計的重要內(nèi)容，必須綜合分析工程的各項設(shè)計要求、地理環(huán)境、材料供應(yīng)以及施工條件等因素，做好電工、水暖、建筑等各專業(yè)的協(xié)調(diào)，并在此基礎(chǔ)上完善結(jié)構(gòu)選型，最終確定結(jié)構(gòu)方案。
高層建筑結(jié)構(gòu)的受力分析
對于高層建筑的最初設(shè)計方案，設(shè)計人員應(yīng)充分考慮空間組合特點，而不是直接確定具體結(jié)構(gòu)。建筑物的地面對整個建筑物空間的豎向與水平穩(wěn)定性至關(guān)重要。由于高層建筑物主要由大且重的構(gòu)件組成，結(jié)構(gòu)設(shè)計需將自身重量傳遞到地面。由于結(jié)構(gòu)的負(fù)載力始終向下作用在地表面，而高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求就是明確建筑的向下作用力和地基承載力的關(guān)系。因此，在開始設(shè)計高層建筑結(jié)構(gòu)方案時，必須對建筑的主要承重墻、承重柱的數(shù)量及分布進(jìn)行總體規(guī)劃。在高層建筑中，應(yīng)確保豎向與水平的結(jié)構(gòu)體系設(shè)計符合相同原理，但是隨著建筑高度的增加，豎向結(jié)構(gòu)體系變成設(shè)計的主要控制因素，主要由于：一是較大的垂直負(fù)載力對較大的樁體、墻體、井筒等提出了更高要求；二是高層建筑的側(cè)向力產(chǎn)生了更多的傾覆力矩及剪切變形。與豎向負(fù)載力相比，側(cè)向負(fù)載對高層建筑物的反映并不是以線性增加，而是隨著建筑層數(shù)的增高而加大。因此，在高層建筑中，除了基本的抗剪力之外，還要考慮到抵抗變形和整體抗彎因素，同時認(rèn)識到高層建筑的結(jié)構(gòu)受力情況與低層建筑有所差異，在設(shè)計中區(qū)別對待。
提高建筑結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位延性
為了提高高層建筑的抗倒塌能力，應(yīng)注重提高建筑構(gòu)件的延性。但是在實際高層建筑工程中，很難完全確保延性的提升。當(dāng)前最經(jīng)濟(jì)可行的方法就是提供建筑中關(guān)鍵構(gòu)件的延性。在建筑的豎向結(jié)構(gòu)中，如果高層建筑的底盤大，則應(yīng)提高主樓和裙房頂面的銜接，以提升樓層構(gòu)件延性；如果高層建筑的體形簡單、剛度均勻分布，那么可重點加強(qiáng)建筑底層構(gòu)件的延性；對于不規(guī)則的立面建筑，注重提高體形突變處的樓層構(gòu)件延性。在結(jié)構(gòu)的平面結(jié)構(gòu)中，應(yīng)注重提高建筑平面突出、轉(zhuǎn)交位置，以及復(fù)雜平面的翼向連接處延性；對建筑的偏心結(jié)構(gòu)來說，對于建筑擁有多道抗震防線的抗側(cè)力構(gòu)件，則要做好第一道抗震防線構(gòu)件的延性處理，同時注重加強(qiáng)建筑周圍，尤其在剛度較弱位置的構(gòu)件延性。
位移的限值問題
在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的計算結(jié)果中，側(cè)移是重要的衡量指標(biāo)，可直接反映建筑結(jié)構(gòu)的整體剛度，根據(jù)側(cè)移的情況來看，可判斷結(jié)構(gòu)剛度的大小。結(jié)構(gòu)剛度的過大或者過小，都需要設(shè)計人員重新考慮結(jié)構(gòu)的選型。對于高層建筑來說，其頂點位移的限值不僅決定了數(shù)值大小，同時也與振動頻率相關(guān)。一般情況下，人對建筑的振動頻率大小較敏感，但是對振動幅度卻很難感應(yīng)到。因此，只要保證結(jié)構(gòu)的擺動頻率不影響人們的舒適度即可；同時應(yīng)注意避免由于結(jié)構(gòu)的變形過大而產(chǎn)生損壞，采取適當(dāng)?shù)奈灰疲拗祽?yīng)保持在規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，特殊情況下適當(dāng)放松指標(biāo)。
另外，由于計算方法、計算程序的不同，如果同一個結(jié)構(gòu)采取不同的程序計算，那么層間位移的數(shù)值也會有所區(qū)別。其中主要原因可能是采用的軟件差別，不同的軟件對高層建筑的“層間位移”概念定義不同，有些是指樓層發(fā)生轉(zhuǎn)動后的最大角點位移；有些是指建筑的型心位移；對于規(guī)則性的建筑來說，角點位移能更準(zhǔn)確地反映出結(jié)構(gòu)樓層位移狀況，這也是結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)加強(qiáng)注意的問題。
計算簡圖和計算結(jié)果分析
一方面，高層建筑結(jié)構(gòu)計算主要建立在簡圖計算的基礎(chǔ)上。如果簡圖計算的不合理，則可能給結(jié)構(gòu)安全造成威脅。因此，選擇恰當(dāng)?shù)挠嬎愫唸D，是確保高層建筑結(jié)構(gòu)安全的重要因素之一。計算簡圖需通過結(jié)構(gòu)保障，計算簡圖的誤差應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)；另一方面，加強(qiáng)對計算結(jié)果的科學(xué)分析。在當(dāng)前高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，已經(jīng)普遍應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)，但是相關(guān)計算軟件還有待開發(fā)，不同軟件會造成計算結(jié)果的差異。因此，設(shè)計人員在計算中還應(yīng)發(fā)揮主導(dǎo)作用，全面掌握各種技術(shù)條件。在利用計算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計時，如果發(fā)現(xiàn)某一程序與結(jié)構(gòu)的實際情況不相符，或者出現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入錯誤等問題，就需要設(shè)計人員及時分析并校核，作出合理判斷，解決存在的問題，盡量減少誤差。
高層建筑的抗震分析
在我國高層建筑的抗震分析與設(shè)計中，通常考三方面問題的影響作用：一是建筑物的高度問題，尤其對超高限建筑物，更要抱有謹(jǐn)慎態(tài)度；二是材料的選擇與結(jié)構(gòu)體系問題；三是軸壓比和短柱的問題，往往為了控制高層建筑的軸壓比，造成柱的截面過大，而此時柱的縱向鋼筋確實構(gòu)造配筋，影響了建筑的抗震力。
可見，高層建筑物除了承受基本的垂直荷載力之外，更重要的是承擔(dān)側(cè)向風(fēng)荷載力與地震沖擊力。實際上，高層建筑的結(jié)構(gòu)抗側(cè)力，隨著樓層的不斷增加而產(chǎn)生變化，所以在建筑的各層之間，極易出現(xiàn)薄弱層面，也就是側(cè)面變形和應(yīng)力的集中處，需要在結(jié)構(gòu)設(shè)計中加強(qiáng)注意。在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)盡量避免相鄰層之間的剛度偏心距變化。例如，以我國當(dāng)前的建筑抗震設(shè)計規(guī)范來看，對建筑物的抗震提出了三大標(biāo)準(zhǔn)、兩階段的設(shè)計方法。其中，第一階段的設(shè)計，參考第一標(biāo)準(zhǔn)的地震參數(shù)，計算出高層建筑結(jié)構(gòu)在彈性作用下，產(chǎn)生的地震效應(yīng)和構(gòu)件截面大??；第二階段的設(shè)計，參考第三標(biāo)準(zhǔn)的地震參數(shù)，核算建筑結(jié)構(gòu)的薄弱層，或者算薄弱層面的側(cè)向位移與轉(zhuǎn)覺
角，確保設(shè)計值小于規(guī)定值。
由上可見，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)生活的不斷發(fā)展，高層建筑的發(fā)展也日新月異。因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)不斷學(xué)習(xí)并提高自身素質(zhì)，充分掌握力學(xué)知識、力學(xué)規(guī)律及結(jié)構(gòu)受力的變形規(guī)律等，并注重吸收其他建筑的震害教訓(xùn)與經(jīng)驗，加強(qiáng)對結(jié)構(gòu)實驗成果的深入研究，與工程實踐相結(jié)合，精心做好出理念先進(jìn)、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理及安全可靠的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。
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隨著我國城市化建設(shè)腳步不斷加快，城市人口增加，規(guī)模變大，導(dǎo)致城市中用地越來越緊張，所以高層建筑的建設(shè)越來越站建筑中的主要地位，建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，人們對建筑質(zhì)量的要求也會越來越高。尤其高層建筑，高度不同于一般建筑，所以結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的要求也比較高，結(jié)構(gòu)合理是保證高層建筑質(zhì)量合理的關(guān)鍵性因素。所以，在高層建筑設(shè)計中，不僅要保證美觀，是要在保障結(jié)構(gòu)合理的基礎(chǔ)上在追求外觀美。所以，要明確結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點。
1.高層建筑結(jié)構(gòu)工程特點
高層建筑結(jié)構(gòu)由于建筑高度特殊性導(dǎo)致建筑受力較特殊，所以有其獨特的結(jié)構(gòu)特點。高層建筑的開發(fā)可以節(jié)約土地資源，但是高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計卻比一般建筑要難，不僅要保證結(jié)構(gòu)整體性，還要保證抗震能力。梁、板、柱、墻和基礎(chǔ)等是構(gòu)成建筑形體的力學(xué)構(gòu)件和體系。所以，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中要保證它們的整體協(xié)調(diào)性，正確對構(gòu)件進(jìn)行選擇，才是保證整個建筑質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。
2.高層建筑結(jié)構(gòu)體系
2.1框架結(jié)構(gòu)體系
框架結(jié)構(gòu)體系是高層建筑結(jié)構(gòu)體系中的一種。它是由梁、柱構(gòu)件通過節(jié)點連接構(gòu)成承載結(jié)構(gòu)?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的特點是體系在平面的布置中比較靈活，但是其占用的空間比較大，需要較大的空間來安排。近年來，由于建筑層數(shù)的增加，建筑高度不斷變高，導(dǎo)致框架結(jié)構(gòu)所承受的彎矩和剪力也隨之而增加，所以，在結(jié)構(gòu)的配料上就要進(jìn)行相關(guān)的改進(jìn)，配料的增加導(dǎo)致結(jié)構(gòu)自身重量增加，占用的空間更大，所以，在空間處理上會出現(xiàn)一系列的問題，在成本造價方面也會不經(jīng)濟(jì)。導(dǎo)致使用受限。
2.2剪力墻體系
剪力墻體系是另外一種結(jié)構(gòu)體系。一般用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，由墻體承受全部水平作用和豎向荷載。在承受水平力的作用時，剪力墻相當(dāng)于一根下部嵌固的懸臂深梁。它與框架結(jié)構(gòu)相比，它的特點就是剛度比較好，不易變形，空間整體性好，在鋼材的使用上比較節(jié)省，成本方面比較經(jīng)濟(jì)，空間處理也比較容易，在抗震設(shè)計上，由于不易變形，所以能夠較好地滿足抗震要求。
2.3框架-剪力墻體系
框架剪力墻體系是一種綜合性較強(qiáng)的體系結(jié)構(gòu)。此種體系是把框架和剪力墻兩種結(jié)構(gòu)組合在一起形成的體系。房屋的豎向荷載分別由框架和剪力墻共同承擔(dān)，而水平作用主要由抗側(cè)剛度較大的剪力墻承擔(dān)?？蚣芗袅Y(jié)構(gòu)體系擁有兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，在空間布置中，比較靈活，而且使用方便，在抗震設(shè)計上，剛度大抗震能力較強(qiáng)，所以這種結(jié)構(gòu)在高層建筑中得到廣泛的應(yīng)用，能夠很好的保障高層建筑的穩(wěn)定性與抗震能力。
2.4筒體體系
將剪力墻在平面內(nèi)圍合成箱形，形成一個豎向布置的空間整體受力的框筒，這就是所謂的筒體體系。近年來由于高層建筑的高度不斷的創(chuàng)新，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計受到前所未有的挑戰(zhàn)。上訴三種結(jié)構(gòu)由于結(jié)構(gòu)自身特點，當(dāng)層數(shù)超過一定限度后，就會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)要求的增強(qiáng)，承載力，抗震能力要求更高，所以，筒體結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用越來越受到重視，它可以較好地滿足高層建筑在各種受力下的要求。具有很好的抗震能力，而且較其他結(jié)構(gòu)來說，經(jīng)濟(jì)合理，成本較低。
3.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點
3.1防止截面鋼筋超配
要保障結(jié)構(gòu)的合理性就要保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件質(zhì)量合格。高層建筑的設(shè)計要點中，抗震能力的設(shè)計比較重要，要使高層建筑在遭遇強(qiáng)烈地震時具有很強(qiáng)的抗倒塌能力，最理想的辦法是使結(jié)構(gòu)中所有的構(gòu)件都具有很高的延性。要提高構(gòu)件的延性，適宜性比較困難的工程，在實際工程中很難完全做到這一點，但是保證構(gòu)件的延性是保證高層建筑抗震能力的基礎(chǔ)，所以，在設(shè)計中，可以根據(jù)不同類型不同高度的高層建筑進(jìn)行不同的構(gòu)件延性的提高。要使結(jié)構(gòu)能進(jìn)入彈塑性狀態(tài)，并能通過結(jié)構(gòu)的塑性變形吸收地震能量、抗御更高烈度的地震，就必須做到“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點弱桿件”，才能使結(jié)構(gòu)在進(jìn)入彈塑性狀態(tài)后形成合理的延性較大的屈服機(jī)制。構(gòu)件的承載力大小受到配筋的影響，所以配筋的用量要適當(dāng)。
3.2保證高層建筑的整體穩(wěn)定性
高層建筑由于高度大，所以受風(fēng)荷載的影響比較大，要保證其整體穩(wěn)定性是關(guān)鍵。在地震發(fā)生時，如果整體穩(wěn)定性差，整個建筑都可能發(fā)生倒塌。所以在設(shè)計時，要進(jìn)行對整個建筑進(jìn)行抗傾覆穩(wěn)定性驗算，使地震作用下的傾覆力矩與相應(yīng)的重力荷載在基礎(chǔ)與地基交界面上的合力作用點，不應(yīng)超出力矩作用方向抗傾覆構(gòu)件基礎(chǔ)邊長的 1/4。其次，建筑的高寬比也是影響建筑穩(wěn)定性的因素，加大建筑物下部幾層的寬度，使其滿足規(guī)范高寬比的限值，從而保證上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。此外，穩(wěn)定的基礎(chǔ)是最重要的，要保證基礎(chǔ)的埋設(shè)深度達(dá)到要求，埋設(shè)的深度要根據(jù)建筑高度進(jìn)行相關(guān)的計算，要保證計算準(zhǔn)確無誤。每一個環(huán)節(jié)都很重要，都要嚴(yán)格要求，才會保障整個建筑的質(zhì)量。
3.3剪力墻設(shè)計
剪力墻的合理設(shè)計也是保證整體結(jié)構(gòu)合理的關(guān)鍵。規(guī)范規(guī)定，剪力墻在端部應(yīng)設(shè)置暗柱、端柱等邊緣構(gòu)件。這些邊緣構(gòu)件的作用相當(dāng)于磚混結(jié)構(gòu)的約束柱，當(dāng)結(jié)構(gòu)的剛度較小，地震作用下層間位移和頂點位移較大時，邊緣構(gòu)件所起的作用也就越大，此時暗柱的截面和配筋就應(yīng)加大。所以，在剪力墻設(shè)計中要注意，要根據(jù)結(jié)構(gòu)要求進(jìn)行尺寸與配筋的選擇，不能隨意進(jìn)行配筋。
3.4地下室的設(shè)計
地下室對于高層建筑來說，雖不外露，但是在結(jié)構(gòu)中卻承擔(dān)著重要責(zé)任。一般情況下，地下室外墻所承受的主要荷載為結(jié)構(gòu)自重、地面活載、側(cè)向土壓力等。由于地下室有其獨特的環(huán)境，結(jié)構(gòu)也就不同于外部，在進(jìn)行設(shè)計的時候，要綜合考慮各個因素的影響，權(quán)衡成本，在保證結(jié)構(gòu)合理的基礎(chǔ)上還要保證經(jīng)濟(jì)。地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計中，外墻的設(shè)計比較關(guān)鍵。地下室外墻的受力狀況與上部結(jié)構(gòu)類型及平面布置有很大關(guān)系。所以在設(shè)計時，要仔細(xì)考慮分析受力特點，結(jié)合上部結(jié)構(gòu)類型，以及平面布置特點，對外墻結(jié)構(gòu)綜合設(shè)計。例如，當(dāng)上部結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu)時，上部填充砌體及±0.00 樓板對地下室外墻頂端的約束程度很小，此時可假定墻體頂端為鉸接。當(dāng)上部結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)時，剪力墻及±0.00 樓板對地下室外墻頂部的約束程度很大，此時可假定墻壁頂端為固接。這些專業(yè)性較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)知識都要有所考慮，所以設(shè)計者要有綜合性的知識，保證結(jié)構(gòu)的每一部分的合理性。
4.結(jié)語
總而言之，高層建筑是未來建筑的發(fā)展主要趨勢，為了保證人民生命財產(chǎn)安全，保證高層建筑質(zhì)量，就要保證結(jié)構(gòu)設(shè)計合理規(guī)范，它是直接影響高層建筑的質(zhì)量因素。為此就要求相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計工作人員以及監(jiān)管人員在過程中發(fā)揮作用，嚴(yán)格要求，對過程中出現(xiàn)的問題要及時總結(jié)并采取有效對策進(jìn)行解決，保證結(jié)構(gòu)的合理性，穩(wěn)固性，保障高層建筑質(zhì)量合格，達(dá)到國際化標(biāo)準(zhǔn)，為高層建筑行業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展打好基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)：
Abstract: the design of a high-rise building structure of knowledge. Analyzes the high-rise building structural design common structure system have frame-shear wall system, shear wall system, cylinder system; Structure design of a high-rise building, structure type selection of this paper.
Keywords: high building; Structure design; Structure selection
中圖分類號：[TU208.3]文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
隨著高層建筑在我國的迅速發(fā)展,城市人口逐漸增加，土地資源越來越少，勢必會使建筑往高空延伸，建筑類型與功能的愈來愈復(fù)雜,結(jié)構(gòu)體系的更加多樣化,高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計也越來越成為結(jié)構(gòu)工程師設(shè)計工作的主要重點和難點之所在。因此，結(jié)構(gòu)工程師在高層設(shè)計中如何把握設(shè)計要點，直接影響到整體結(jié)構(gòu)的安全性、經(jīng)濟(jì)性及合理性。
1 概念設(shè)計
概念設(shè)計是指一般不經(jīng)過數(shù)值計算,根據(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、試驗現(xiàn)象和工程經(jīng)驗所獲得的基本設(shè)計原則和設(shè)計思想,分析結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理以及日常工程實際所積累的經(jīng)驗，從整體角度來確定結(jié)構(gòu)的總體布置和對抗震細(xì)部的宏觀控制。同時,也是判斷計算機(jī)內(nèi)力分析輸出數(shù)據(jù)可靠與否的主要依據(jù)。其主要內(nèi)容如下:
1.1 結(jié)構(gòu)規(guī)則性
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)計方案?！币虼?結(jié)構(gòu)工程師在遵循新規(guī)范的這些限制條件上必須嚴(yán)格注意,結(jié)構(gòu)設(shè)計人員對整個結(jié)構(gòu)模型要有宏觀的把握，進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置時使剛心與質(zhì)心盡量重合，減小因偏心而引起的扭轉(zhuǎn)。
結(jié)構(gòu)豎向布置應(yīng)使體型規(guī)則、均勻，結(jié)構(gòu)的剛度及承載力和傳力途徑?jīng)]有太大的變化，避免有較大的外挑或內(nèi)收，避免側(cè)向剛度和承載力的突變而形成薄弱層。
結(jié)構(gòu)延性
相對于較低樓房而言，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?，來保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性，有抗震設(shè)防的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，除要考慮正常使用的豎向荷載、風(fēng)荷載以外還必須使結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能，即實現(xiàn)小震不壞，中震可修，大震不倒的三水準(zhǔn)設(shè)計。建筑結(jié)構(gòu)是否具有耐震能力，是由承載力和變形能力兩者共同決定的。一個結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的延性用延性系數(shù) 表達(dá)，一般用其最大允許變形 p 與屈服變形 y 的比值表示，其表達(dá)式為。
鋼筋混凝土是一種彈塑性材料，其結(jié)構(gòu)具有塑性變形能力，當(dāng)?shù)卣鹱饔孟陆Y(jié)構(gòu)達(dá)到屈服以后，利用結(jié)構(gòu)塑性變形來吸收能量，增加結(jié)構(gòu)的延性，不僅能減弱地震反應(yīng)，而且提高了結(jié)構(gòu)抗御強(qiáng)烈地震的能力。我們設(shè)計中所謂的強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎，強(qiáng)節(jié)點弱構(gòu)件及強(qiáng)錨固，強(qiáng)結(jié)構(gòu)底部等都是保證結(jié)構(gòu)延性的具體手段。即高層結(jié)構(gòu)破壞時，盡量發(fā)生吸收能量較大，塑性變形能力較強(qiáng)的破壞形式。把軸壓比控制在一個合理的范圍內(nèi)，既能保證結(jié)構(gòu)的延性，也能節(jié)約成本。
2 結(jié)構(gòu)選型
高層結(jié)構(gòu)常見的結(jié)構(gòu)體系有框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架一剪力墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)等。
2.1框架結(jié)構(gòu)
框架結(jié)構(gòu)是指由梁和柱以剛接或者鉸接相連接而成構(gòu)成承重體系的結(jié)構(gòu)，即由梁和柱組成框架共同抵抗適用過程中出現(xiàn)的水平荷載和豎向荷載。
但是框架結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度較小，在風(fēng)荷載或水平地震荷載作用下，結(jié)構(gòu)的整移和層間位移都較大。隨著建筑高度的增加，框架結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性和安全性均存在不合理的問題，因此在使用層數(shù)上受到了限制。
2.2剪力墻結(jié)構(gòu)
剪力墻結(jié)構(gòu)中，墻是一平面構(gòu)件，它承受沿其平面作用的水平剪力和彎矩外，還承擔(dān)豎向壓力：在軸力，彎矩，剪力的復(fù)合狀態(tài)下工作，其受水平力作用下似一底部嵌固于基礎(chǔ)上的懸臂深梁。在地震作用或風(fēng)載下剪力墻除需滿足剛度強(qiáng)度要求外，還必須滿足非彈性變形反復(fù)循環(huán)下的延性、能量耗散和控制結(jié)構(gòu)裂而不倒的要求：墻肢必須能防止墻體發(fā)生脆性剪切破壞，因此注意盡量將剪力墻設(shè)計成延性彎曲型。
設(shè)計剪力墻時，應(yīng)根據(jù)各型墻體的特點，不同的受力特征，墻體內(nèi)力分布狀態(tài)并結(jié)合其破壞形態(tài)，合理地考慮設(shè)計配筋和構(gòu)造措施。
2.3框架一剪力培結(jié)構(gòu)
當(dāng)框架結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和抗側(cè)剛度滿足不了要求時，往往需要在適當(dāng)?shù)奈恢貌贾靡恍┘袅?，通過剪力墻和框架柱共同抵抗水平荷載的作用，這種結(jié)構(gòu)稱為框架一剪力墻結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)既具有框架結(jié)構(gòu)布置靈活、使用方便的特點，又有較大的剛度和較強(qiáng)的延性。
2.4筒體結(jié)構(gòu)
簡體結(jié)構(gòu)主要包括單簡體筒體一框架、筒中筒、多束筒等形式，能滿足更多層數(shù)的要求，常見用于超高層結(jié)構(gòu)中。簡體結(jié)構(gòu)具有很大的剛度和強(qiáng)度，受力合理，在平面布置及滿足功能使用上有明顯的優(yōu)勢。隨著建筑往更多層數(shù)方向發(fā)展，這種結(jié)構(gòu)形式的應(yīng)用會越來越廣泛。
3 埋深及嵌固端
高層建筑基礎(chǔ)要求具有一定的埋置深度。其目的是為了保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，減弱震害。在確定基礎(chǔ)埋深時，應(yīng)綜合考慮建筑物的高度、體型、地基土以及設(shè)防烈度等因素?；A(chǔ)埋深一般從室外地坪算至基礎(chǔ)底面或承臺底面。《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ 3-2002 ) 》(以下簡稱《高規(guī)》)規(guī)定基礎(chǔ)埋深需滿足以下2條規(guī)定:①天然地基或復(fù)合地基可取房屋高度的1/15;②樁基礎(chǔ)可取房屋高度的1/18。
正確選定結(jié)構(gòu)嵌固端是結(jié)構(gòu)計算模式中的一個重要假定，它關(guān)系到結(jié)構(gòu)某些構(gòu)件內(nèi)力分配的正確性、影響結(jié)構(gòu)產(chǎn)生位移的真實性以及結(jié)構(gòu)局部的經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)高層建筑設(shè)有地下室時，若地下室全埋于土中，地基土對地下室有明顯的約束作用，則可將地下室頂板作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固端;若地下室半埋于土中或是開敞式地下室，則需計算地下室結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度是否大于或等于相鄰上部結(jié)構(gòu)樓層側(cè)向剛度的2倍，當(dāng)滿足此條件時，則可將地下室頂板作為嵌固端。當(dāng)高層建筑不設(shè)有地下室時，可將基礎(chǔ)面作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固端，并須在縱橫2個方向設(shè)基
礎(chǔ)梁加以連接。
4 主要設(shè)計指標(biāo)
在結(jié)構(gòu)整體性能設(shè)計中，應(yīng)對以下主要設(shè)計指標(biāo)加以控制。
4.1 位移比
位移比是判斷結(jié)構(gòu)平面是否規(guī)則的重要依據(jù)?！陡咭?guī)》規(guī)定:在考慮偶然偏心影響地震作用下，A級高度高層建筑的位移比不宜大于1.2，不應(yīng)大于1.5; B級高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)、復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)的位移比不宜大于1.2，不應(yīng)大于1.4。
4.2周期比
周期比為以結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期T1與以平動為主的第一自振周期T1之比。限制周期比是為了控制結(jié)構(gòu)的抗扭剛度不能太弱?？赏ㄟ^調(diào)整抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的布置，減弱內(nèi)筒的剛度，增加結(jié)構(gòu)周圈構(gòu)件的剛度等措施來增加結(jié)構(gòu)的抗扭剛度。搞瓣規(guī)定:A級高度高層建筑的周期比不應(yīng)大于0.9;B級高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)、復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)的位移比不應(yīng)大于0.85。
4.3剛度比
剛度比指結(jié)構(gòu)豎向不同樓層的側(cè)向剛度的比值，調(diào)整該值主要為了控制高層結(jié)構(gòu)的豎向規(guī)則性，以免豎向剛度突變，形成薄弱層?！陡咭?guī)》規(guī)定:高層建筑結(jié)構(gòu)其樓層側(cè)向剛度不宜小于相鄰上部樓層側(cè)向剛度的70%或其上相鄰3層側(cè)向剛度平均值的80%。
4.4 剛重比
剛重比是結(jié)構(gòu)剛度與重力荷載之比。它是控制結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定的重要指標(biāo)，是影響重力二階效應(yīng)的主要參數(shù)。通過對結(jié)構(gòu)剛重比進(jìn)行控制，可使高層建筑滿足穩(wěn)定性要求。
4.5 軸壓比
軸壓比指針對柱(墻)考慮地震作用組合的軸壓力設(shè)計值與柱(墻)的全截面面積和混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值乘積的比值。它是影響墻柱抗震性能的主要因素之一，是保證豎向構(gòu)件具有良好延性和耗能能力的主要指標(biāo)。
5 總結(jié)
結(jié)構(gòu)工程師在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)對建筑有總體的概念把握，對結(jié)構(gòu)設(shè)計中的難點、關(guān)鍵部分要著重優(yōu)化設(shè)計。面對經(jīng)濟(jì)性與安全性這一對矛盾，通過合理的結(jié)構(gòu)優(yōu)化來達(dá)到雙贏，既能很好地滿足安全性的要求，也能達(dá)到經(jīng)濟(jì)性的要求。
中圖分類號：[TU208.3]文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：
一、高層建筑結(jié)構(gòu)受力特點
從本質(zhì)上看，高層建筑為豎向懸臂結(jié)構(gòu)。水平荷載讓結(jié)構(gòu)發(fā)生彎矩，而垂直荷載讓結(jié)構(gòu)發(fā)生的軸向力與建筑物的高度基本上是線型關(guān)系。從受力的特性來講，垂直荷載方向是固定的，只會隨著建筑物的增高而產(chǎn)生梁的加大，但是水平荷載能夠來源于每一個方向。當(dāng)是均布荷載的時候，彎矩和建筑物高度所體現(xiàn)出的線型關(guān)系是二次方的變化；從側(cè)移特性來講，豎向荷載產(chǎn)生的側(cè)移相對較小，水平荷載當(dāng)是均布荷載的時候，側(cè)移高度體現(xiàn)出的關(guān)系是四次方變化。例如，在所有條件相同時，在風(fēng)荷載作用下，建筑物基底的傾覆力矩近似與建筑物高度的平方成正比，而其頂部的側(cè)向位移與高度的四次方成正比，地震的作用效應(yīng)更加明顯。在高層建筑中，問題不僅僅是抗剪，而更重要的是整體抗彎和抵抗變形。
二、正確選擇合理結(jié)構(gòu)體系
由于高層建筑中抗水平力成為設(shè)計的主要矛盾，因此采用何種抗側(cè)力結(jié)構(gòu)是結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵性問題。根據(jù)抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的不同，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可分為框架結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)等幾種結(jié)構(gòu)體系，這些體系的受力特點、抵抗水平力的能力，特別是抗震性能等有所不同，因此具有不同的適用范圍。
（一）框架結(jié)構(gòu)體系 由梁、柱、基礎(chǔ)構(gòu)成平面框架,它是主要承重結(jié)構(gòu),各平面框架再由梁聯(lián)系起來,形成空間結(jié)構(gòu)體系。框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是建筑平面布置靈活。外墻采用非承重構(gòu)件,可使立面設(shè)計靈活多變。但是框架結(jié)構(gòu)本身剛度不大,抗側(cè)力能力差,水平荷載作用下會產(chǎn)生較大的位移,地震荷載作用下較易破壞。不高于15層宜采用框架結(jié)構(gòu),可以達(dá)到比較好的經(jīng)濟(jì)平衡點。 （二）剪力墻結(jié)構(gòu)體系 剪力墻結(jié)構(gòu)體系是利用建筑物墻體作為承受豎向荷載、抵抗水平荷載的結(jié)構(gòu)體系。墻體同時作為維護(hù)及房間分隔構(gòu)件。剪力墻間距一般為3―8m,現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)整體性好,剛度大,在水平荷載作用下側(cè)向變形小,承載力要求容易滿足,適于建造較高的高層建筑。而且其抗震性能良好,在歷次的地震中,都表現(xiàn)了很好的抗震性能,震害較少發(fā)生,程度也很輕微。但是剪力墻結(jié)構(gòu)間距不能太大,平面布置不靈活,而且不宜開過大的洞口,自重往往也較大,不是很能滿足公共建筑的使用要求,而且其成本也較大。
（三）框架―剪力墻結(jié)構(gòu)體系 框架―剪力墻結(jié)構(gòu)體系由框架和剪力墻組成。剪力墻作為主要的水平荷載承受的構(gòu)件,框架和剪力墻協(xié)同工作的體系。在框架一剪力墻結(jié)構(gòu)中,由于剪力墻剛度大,剪力墻承擔(dān)大部分水平力(有時可以達(dá)到80%~90%),是抗側(cè)力的主體,整個結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度大大提高。框架則承受豎向荷載,提供較大的使用空間,同時承擔(dān)少部分水平力。由于有了剪力墻,其體系比框架結(jié)構(gòu)體系的剛度和承載力都大大提高了,在地震作用下層間變形減小,因而也就減小了非結(jié)構(gòu)構(gòu)件(隔墻和外墻)的損壞。這樣無論在非地震區(qū)還是地震區(qū),都可以用來建造較高的高層建筑。還可以把中間部分的剪力墻形成簡體結(jié)構(gòu),布置在內(nèi)部,外部柱子的布置就可以十分靈活；內(nèi)筒采用滑模施工,的框架柱斷面小、開間大、跨度大,很適合現(xiàn)在的建筑設(shè)計要求。
（四）筒中簡結(jié)構(gòu)體系 筒中筒結(jié)構(gòu)體系由一個或多個簡體為主抵抗水平力。通常簡體結(jié)構(gòu)基本形式有三種:實腹筒、框筒及桁架筒。筒體結(jié)構(gòu)最主要的特點就是它的空間受力性能。不論哪一種簡體,在水平力作用下都可看成固定于基礎(chǔ)上的箱形懸壁構(gòu)件,它比單片平面結(jié)構(gòu)具有更大的抗側(cè)剛度和承載力,并具有良好的抗扭剛度。簡中筒結(jié)構(gòu)是一種抵抗較大水平力的有效結(jié)構(gòu)體系,但是由于它需要密柱深梁,當(dāng)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時,可能延性不好,而且造價昂貴。 除了上述的幾種結(jié)構(gòu)體系外,還有其他一些結(jié)構(gòu)體系,如薄殼、膜結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架等。隨著時代的進(jìn)步,會涌現(xiàn)出越來越多更好的結(jié)構(gòu)體系。這就需要不斷學(xué)習(xí),從各方面考慮運用經(jīng)濟(jì)合理的手段到達(dá)目標(biāo)。
三、選擇結(jié)構(gòu)類型注意要點
（一）結(jié)構(gòu)的規(guī)則性 新舊規(guī)范在這方面的內(nèi)容出現(xiàn)了較大的變動，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)計方案?！币虼耍Y(jié)構(gòu)工程師在遵循新規(guī)范的這些限制條件上必須嚴(yán)格注意，以避免后期施工圖設(shè)計階段工作的被動。 （二）結(jié)構(gòu)的超高在抗震規(guī)范與高規(guī)中。對結(jié)構(gòu)的總高度都有嚴(yán)格的限制，尤其是新規(guī)范中針對以前的超高問題，除了將原來的限制高度設(shè)定為A級高度的建筑外，增加了B級高度的建筑，因此。必須對結(jié)構(gòu)的該項控制因素嚴(yán)格注意，一旦結(jié)構(gòu)為B級高度建筑甚或超過了B級高度，其設(shè)計方法和處理措施將有較大的變化。 （三）嵌固端的設(shè)置
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，在這個問題上，結(jié)構(gòu)設(shè)計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、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級的一致性、在結(jié)構(gòu)整體計算時嵌固端的設(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方面都有可能導(dǎo)致后期設(shè)計工作的大量修改或埋下安全隱患。
四、結(jié)構(gòu)計算與分析
（一）結(jié)構(gòu)整體計算的軟件選擇
中圖分類號：TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
我國復(fù)雜高層及超高層建筑不斷崛起，建筑企業(yè)為了提高自身企業(yè)在建筑市場中的競爭力，對復(fù)雜高層及超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計也有了更高的要求。復(fù)雜高層及超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中包含了諸多設(shè)計方面及影響因素，在設(shè)計施工前要根據(jù)高層建筑規(guī)范要求及實際情況進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計分析，確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計施工的科學(xué)性合理性，從而提高復(fù)雜高層及超高層建筑的安全性能，促使建筑企業(yè)走向一個新的里程碑。
復(fù)雜高層及超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震設(shè)計分析
復(fù)雜高層及超高層建筑相對于普通建筑而言，具有一定的特殊性，復(fù)雜高層及超高層建筑結(jié)構(gòu)較為繁雜，且具有一定的高度，若出現(xiàn)緊急情況或者是地震自然災(zāi)害等不易救援，在這種情況下在復(fù)雜高層及超高層建筑中進(jìn)行抗震設(shè)計就顯得尤為必要。評價一個復(fù)雜高層建筑或者是超高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計是否合格，可以從以下兩方面進(jìn)行分析：
1.抗震設(shè)計時要保證其為彈性狀態(tài)
復(fù)雜高層建筑及超高層建筑倘若出現(xiàn)地震自然災(zāi)害由于其海拔過高必然會影響到周圍的建筑物，給城市帶來一定高的災(zāi)害，對其進(jìn)行抗震設(shè)計是防患于未然的一種措施，在抗震設(shè)計中保持其為彈性狀態(tài)，能夠降低地震對建筑物的損壞率。
抗震倒塌設(shè)計
在復(fù)雜高層建筑及超高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中，要對建筑所能承受的地震振動侵害的大小，對其最大地震振動進(jìn)行計算分析，能夠在一定程度上降低地震災(zāi)害的侵害程度。其次，對于地震結(jié)構(gòu)設(shè)計中的延性構(gòu)件進(jìn)行合理設(shè)計，其非彈性變形的能力不得超過其本身的變形能力，而對于非延性構(gòu)件，其承受地震自然災(zāi)害的抗壓力應(yīng)該大于其本身建筑所能承受的壓力，不論是復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計還是超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，都要對其構(gòu)件進(jìn)行合理的控制，保持抵抗地震自然災(zāi)害的彈性。
復(fù)雜高層及超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點分析
復(fù)雜高層及超高層建筑在建筑施工中相比普通建筑而言，具有一定的難度，其工程量較大，樓層較高，所以在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中要遵循一定的施工要求，準(zhǔn)確把握施工要點，這樣才能提高施工質(zhì)量，保證復(fù)雜高層建筑及超高層建筑的安全性及穩(wěn)定性，以下筆者根據(jù)諸多建筑企業(yè)進(jìn)行復(fù)雜高層及超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計施工中所總結(jié)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點：
重視建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計，著眼整體
復(fù)雜高層及超高層建筑其施工程序較為繁雜，在對其進(jìn)行施工設(shè)計時，需要全面把握其結(jié)構(gòu)概念，重視復(fù)雜高層及超高層建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計，要做好復(fù)雜高層及超高層建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計，首先，應(yīng)該從建筑的規(guī)則性及均勻性著手，在實際施工中要重視建筑施工中的對稱性，保證建筑整體的美觀；其次，結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要多個施工人員的配合，所以在建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計中要注重傳力途徑的建設(shè)，要保證施工中有一條清晰直接的通道實現(xiàn)傳力，在傳力途徑建設(shè)中主要從結(jié)構(gòu)豎向傳力及抗側(cè)立傳力兩方面出發(fā)；再者，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計施工中，要把握好復(fù)雜高層及超高層建筑的整體性，它在一定意義上直接體現(xiàn)了建筑企業(yè)的施工水平，另外我國提倡節(jié)能減排，建筑企業(yè)要想適應(yīng)這一形勢，在超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計施工中就要融入節(jié)能減排的理念，在建筑物內(nèi)部安裝節(jié)能設(shè)備。
合理選擇抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系
抗側(cè)力結(jié)構(gòu)設(shè)計是復(fù)雜高層及超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要組成部分，良好的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠提高復(fù)雜高層及超高層建筑的安全性能，為用戶提供良好的居住或辦公環(huán)境，因此在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計施工中一定要合理選擇抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系。選擇合理的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)需要了解建筑的實際高度進(jìn)行科學(xué)的分析選擇，另外在整個結(jié)構(gòu)設(shè)計中要盡量使抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系中的各構(gòu)件緊密連接在一起，保證其內(nèi)部構(gòu)件的整體性。結(jié)合建筑實際狀況對每種抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行分析，了解其在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中所發(fā)揮的作用，根據(jù)復(fù)雜高層及超高層建筑的不同特點及當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境從而選擇正確的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)設(shè)計方法。
注重抗震設(shè)計各個環(huán)節(jié)的把握
抗震設(shè)計是復(fù)雜高層及超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重中之重，它直接關(guān)系著建筑整體的安全性及穩(wěn)定性，是確保建筑安全的重要環(huán)節(jié)，因此在復(fù)雜高層及超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中一定要嚴(yán)格把控抗震設(shè)計中的各個環(huán)節(jié)，提高抗震設(shè)計各個環(huán)節(jié)的合理性與科學(xué)性。在抗震設(shè)計中對抗震材料的選擇是十分重要的，它在一定程度上直接影響了抗震設(shè)計的抗震性能，選擇抗震材料要根據(jù)復(fù)雜高層或者是超高層建筑的特點進(jìn)行購買，針對不同的高度選擇抗震性能等級不同的材料。在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計施工前，要擬定行之有效的設(shè)計方案，確定建筑結(jié)構(gòu)的變形彈性，在抗震施工中對其變形彈性的把控需要符合地震預(yù)期要求，另外還需要合理控制地震作用下的層間位移，進(jìn)行層位位移在一定程度上能夠降低地震給建筑帶來的侵害。
全面了解所要設(shè)計的建筑結(jié)構(gòu)特點才能準(zhǔn)確把握結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點，在抗震設(shè)計中要科學(xué)對建筑結(jié)構(gòu)的變形及結(jié)構(gòu)位移進(jìn)行科學(xué)的研究分析，精確兩者之間的連帶關(guān)系，從而更好的進(jìn)行抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計，提高復(fù)雜高層及超高層建筑的安全性能，延長復(fù)雜高層及超高層建筑的使用壽命。倘若該建筑處于地震災(zāi)害的常發(fā)地區(qū)，應(yīng)該進(jìn)行多方面抗震設(shè)計，提高其抗震延性，增強(qiáng)復(fù)雜高層及超高層建筑的抗壓力，減少因地震災(zāi)害而出現(xiàn)建筑倒塌事件的發(fā)生。
建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的質(zhì)量及方法從一定意義上來講直接決定了其抗震能力及效果，在整個建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中，設(shè)計人員一定要按照高層抗震設(shè)計的相關(guān)規(guī)定，而后再結(jié)合超高層及復(fù)雜高層建筑所在的具置，周邊環(huán)境進(jìn)行分析，從而制定出符合建筑結(jié)構(gòu)施工要求的抗震設(shè)計方案，以便后期施工人員抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計施工的順利進(jìn)行?？拐鹪O(shè)計對復(fù)雜高層及超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計具有重要的意義，良好的抗震性能能夠降低降低地震自然災(zāi)害對建筑的侵害，確保建筑的安全，從而保證住戶的人身安全。
總結(jié)
復(fù)雜高層及超高層建筑與普通建筑相比，施工難度大，注意事項較多，所以要做好復(fù)雜高層及超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，要結(jié)合復(fù)雜高層建筑或者超高層建筑所在的地理位置及特點進(jìn)行全方位的結(jié)構(gòu)概念設(shè)計，制定科學(xué)合理的設(shè)計方案，從而保證設(shè)計人員順利進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計施工建設(shè)，提高復(fù)雜高層及超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計水平，從而確保整個建筑的安全質(zhì)量，為住戶或者辦公者提供良好的建筑環(huán)境。
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