發(fā)布時(shí)間：2023-10-08 15:43:51
序言：寫(xiě)作是分享個(gè)人見(jiàn)解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
關(guān)鍵字：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；特點(diǎn)；問(wèn)題；措施
中圖分類(lèi)號(hào)：[TU208.3] 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
一、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
（一）水平荷載起著決定性作用
在高層建筑中水平荷載成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮的決定性因素。一方面，高層建筑物多在十五層之上，其自身重量會(huì)與使用荷載會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)中豎向構(gòu)件產(chǎn)生軸力。而高層樓房自重與樓面使用荷載在豎向構(gòu)件中引起的軸力與彎矩的數(shù)值和樓房高度只是呈一次方正比。另一方面，根據(jù)力學(xué)原理，風(fēng)荷載、地震作用等水平荷載的大小與結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性有密切關(guān)系，對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生傾覆力矩在構(gòu)件中引發(fā)的軸力與樓房高度則呈二次方正比。對(duì)此，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注重水平荷載問(wèn)題，以保證高層建筑整體高度與彎矩值成正比。
（二）結(jié)構(gòu)側(cè)移是重要控制指標(biāo)
在高層建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移會(huì)在水平荷載作用下以及新材料、新建筑形式的應(yīng)用下隨著建筑物高度的增加而不斷增大，出現(xiàn)側(cè)向變形的幾率也會(huì)增加。如果結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移控制不好，很可能會(huì)使填充墻等建筑裝飾出現(xiàn)開(kāi)裂，甚至?xí)l(fā)生房屋側(cè)塌而危害人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，所以高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注重將高層建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移控制在合理的限度內(nèi)，以保證建筑物質(zhì)量安全。
（三）結(jié)構(gòu)延性尤其重要
由于高層建筑物結(jié)構(gòu)相對(duì)更柔和，在發(fā)生地震或者地基不規(guī)則沉降時(shí)會(huì)增加結(jié)構(gòu)變形的幾率，也會(huì)使結(jié)構(gòu)變形更大。對(duì)此，高層建筑單位應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注重對(duì)構(gòu)造采取適當(dāng)?shù)拇胧?，以保證結(jié)構(gòu)能夠具有足夠的延性，從而有利于使高層建筑結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性變形階段后仍能夠具有較強(qiáng)的變形能力。同時(shí)，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮地震荷載，注意加強(qiáng)抗震設(shè)計(jì)，以保證高層建筑結(jié)構(gòu)具備良好的抗震性能。
二、現(xiàn)階段高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題
（一）高層建筑結(jié)構(gòu)超高現(xiàn)象嚴(yán)重
我國(guó)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的高度具有嚴(yán)格的控制，且抗震規(guī)范與高層規(guī)程已制定了新的限制高度與設(shè)計(jì)方法要求，分為A級(jí)高度與B級(jí)高度兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。但目前高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中超高問(wèn)題比較普遍，存在不少高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沒(méi)能?chē)?yán)格遵守國(guó)家規(guī)定的結(jié)構(gòu)體系最大適用高度，而是忽視抗震規(guī)范高度限制與高層建筑處理措施和設(shè)計(jì)方法的要求變更，使施工圖紙審查沒(méi)能得以通過(guò)，從而導(dǎo)致建筑工程工期與造價(jià)等造成巨大的影響。
（二）短肢剪力墻的設(shè)置問(wèn)題
目前我國(guó)高層建筑設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)于短肢剪力墻已經(jīng)作出明確的定義與新的規(guī)定，對(duì)于短肢剪力墻在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用也提出了具體的要求。但現(xiàn)實(shí)中，存在不少高層建筑單位在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中沒(méi)有注重減少采用或者不用短肢剪力墻，造成建筑工程后期設(shè)計(jì)工作出現(xiàn)麻煩，也為建筑工程竣工質(zhì)量檢驗(yàn)造成問(wèn)題。此外，我國(guó)現(xiàn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)較低，具體的抗震計(jì)算方法不夠精確、構(gòu)造安全度也不夠高，使得結(jié)構(gòu)失效損失加大。
（三）地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)不標(biāo)準(zhǔn)
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的地基與基礎(chǔ)階段的設(shè)計(jì)好壞對(duì)工程后期設(shè)計(jì)以及整體設(shè)計(jì)工作的進(jìn)行產(chǎn)生重要的影響，也是高層建筑工程造價(jià)的決定性因素。倘若高層建筑沒(méi)有做好地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，所造成的問(wèn)題很可能會(huì)導(dǎo)致巨大的損失。地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)需要根據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所在地形、地質(zhì)條件以及當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)狀況等，但在實(shí)際工作中，有的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單位沒(méi)有對(duì)施工當(dāng)?shù)剡M(jìn)行深入調(diào)查與了解，不能熟練掌握各種地基基礎(chǔ)類(lèi)型與設(shè)計(jì)處理方法，使得地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)不能達(dá)到國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，從而很容易導(dǎo)致后期工作難以順利進(jìn)行。
三、提高高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的措施
（一）進(jìn)行科學(xué)的概念設(shè)計(jì)
在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注重考慮結(jié)構(gòu)的平面布置與剛強(qiáng)度，應(yīng)根據(jù)建筑具體情況使高層建筑的平面布置簡(jiǎn)單而規(guī)則，盡量減少凸出或凹進(jìn)等復(fù)雜結(jié)構(gòu)。同時(shí)，可以通過(guò)進(jìn)行科學(xué)、合理的概念設(shè)計(jì)促進(jìn)設(shè)計(jì)方案更合理化與人性化，增加結(jié)構(gòu)自身抵抗扭轉(zhuǎn)的性能與減少因?yàn)榈卣鹱饔靡l(fā)的建筑結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)問(wèn)題，從而使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作更完善。
（二）建立合理的結(jié)構(gòu)體系
在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中選擇合理的結(jié)構(gòu)體系很重要，設(shè)計(jì)師應(yīng)根據(jù)建筑工程的實(shí)際要求與當(dāng)?shù)厝宋沫h(huán)境等進(jìn)行科學(xué)、合理的結(jié)構(gòu)體系選型?，F(xiàn)階段我國(guó)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系多采用簡(jiǎn)體結(jié)構(gòu)體系、框架結(jié)構(gòu)體系、抗震墻結(jié)構(gòu)體系、板柱—抗震墻結(jié)構(gòu)體系、框架—抗震墻結(jié)構(gòu)體系等，每一種結(jié)構(gòu)體系都有優(yōu)缺點(diǎn)，其適用環(huán)境也不相同，設(shè)計(jì)師應(yīng)在建筑工程具體要求與理論和計(jì)算方法的基礎(chǔ)上，進(jìn)行科學(xué)、合理的結(jié)構(gòu)體系，以保證高層建筑結(jié)構(gòu)的安全性、經(jīng)濟(jì)性以及可靠性，從而有效提高建筑工程的質(zhì)量與安全。
（三）加強(qiáng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)
首先，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單位應(yīng)注重合理增加抗彎結(jié)構(gòu)體系的有效寬度，調(diào)整結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度。通過(guò)增加抗彎結(jié)構(gòu)的寬度可以增大抵抗力度，有利于減小抗傾覆力，從而有效提高整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛強(qiáng)度。其次，可以根據(jù)高層建筑工程實(shí)際情況采用框架與剪力墻組合而成的結(jié)構(gòu)體系，即框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系，這樣不僅可以承受更高的水平負(fù)載力，而且經(jīng)濟(jì)實(shí)用、布局靈活多樣，從而有利于延長(zhǎng)高層建筑的使用壽命。
（四）進(jìn)行科學(xué)計(jì)算
在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)師科學(xué)、準(zhǔn)確地進(jìn)行各類(lèi)數(shù)據(jù)的計(jì)算是不可避免的。設(shè)計(jì)師應(yīng)注重結(jié)合高層建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際具體情況選取合適的計(jì)算模型，并注意在進(jìn)行概念設(shè)計(jì)時(shí)盡量簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程，從而有利于保證設(shè)計(jì)工作的時(shí)效性。隨著各種專(zhuān)業(yè)計(jì)算機(jī)軟件與工具的廣泛應(yīng)用，設(shè)計(jì)師需要熟悉掌握其操作流程，從而可以在將各種實(shí)地測(cè)量數(shù)據(jù)輸入到系統(tǒng)后短時(shí)間內(nèi)計(jì)算出所需的各種專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)，不僅可以提高設(shè)計(jì)師的工作效率，而且增強(qiáng)了設(shè)計(jì)方案的準(zhǔn)確性。
四、結(jié)束語(yǔ)
總之，隨著我國(guó)高層建筑事業(yè)的快速發(fā)展，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求越來(lái)越高。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中不僅需要考慮建筑工程的具體情況，而且還得需要考慮建筑的安全性、抗震性、經(jīng)濟(jì)性等。對(duì)此，設(shè)計(jì)師應(yīng)不斷應(yīng)用新的理念與方法、積累良好的經(jīng)驗(yàn)，以最大限度提高高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性、安全性、經(jīng)濟(jì)性與可行性。
五、參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；存在問(wèn)題
中圖分類(lèi)號(hào)：TU208文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
前言
城市建設(shè)步伐的加快同時(shí)增加了高層建筑的發(fā)展，高層建筑具有層數(shù)高、高度高的特點(diǎn)，在實(shí)際施工的過(guò)程中，需要綜合對(duì)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行考慮，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)與否直接影響到日后高層建筑物的養(yǎng)護(hù)與維護(hù)，高層建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要本著科學(xué)、合理、安全、高效等原則，不僅能夠?yàn)槿藗兲峁┦褂蒙系谋憷乙惨w現(xiàn)出一定的安全性能，發(fā)揮抗震、抵風(fēng)等方面功能與作用，只有這樣才能體現(xiàn)出高層建筑物的優(yōu)勢(shì)和優(yōu)點(diǎn)，才能有效發(fā)揮其功能和作用。
1.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
和一般建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求的專(zhuān)業(yè)性更強(qiáng)，對(duì)于不同的結(jié)構(gòu)的體系，影響建筑平面的布置、樓層高度和立體的面積等，而且還可以影響建筑工程造價(jià)的高度，其結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)主要包括：
1.1、水平力設(shè)計(jì)
在一般的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，以重力為代表的豎向荷載控制著建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，但是在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，豎向荷載對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有著很重要的影響，而水平荷載起到了決定性的作用。這主要是因?yàn)闃敲婧徒ㄖY(jié)構(gòu)的自重在結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件中的軸力和彎矩?cái)?shù)據(jù)，僅僅與建筑結(jié)構(gòu)的高度有關(guān)，成正比例關(guān)系；與建筑結(jié)構(gòu)的傾覆力矩、豎向構(gòu)件上的軸力等，與建筑的高度的二次方成正比。另一方面，對(duì)于一定高度的建筑物來(lái)說(shuō)，豎向荷載一般為定值，而水平荷載中的風(fēng)荷載和地震作用，隨著結(jié)構(gòu)動(dòng)力性的變化而變化。
1.2、抗震設(shè)計(jì)
高層建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，往往需要考慮的是結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，而抗震設(shè)計(jì)除了需要考慮正常使用狀態(tài)之下豎向荷載惡化風(fēng)荷載之外，還需要使得結(jié)構(gòu)具有良好的抗震的性能，在發(fā)生地震的時(shí)候，可以將建筑受損降低到最低。
1.3、軸向變形設(shè)計(jì)
高層建筑物的軸向變形設(shè)計(jì)常常需要采取框架體系和框架，也就是說(shuō)剪力墻體系。在高層建筑結(jié)構(gòu)中，框架中柱的軸壓應(yīng)力一般比邊柱的軸壓應(yīng)力還大，中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。當(dāng)樓層比較高時(shí)，這種軸向變形的差距將會(huì)拉大，其后果相當(dāng)于連續(xù)梁中間的支座下沉。
2.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題
2.1、樓層平面剛度的問(wèn)題
當(dāng)前的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題便是樓層平面剛度的問(wèn)題。一些高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員缺乏必要的結(jié)構(gòu)觀念或者在布置建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，沒(méi)有采取必要的措施，采用的是樓板變形計(jì)算程序。我們知道，程序變成在數(shù)學(xué)力學(xué)模型上盡管是成立而，有時(shí)甚至是準(zhǔn)確無(wú)誤的，但作為計(jì)算的前提是，無(wú)法確保計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確，其程序計(jì)算也就不再具有意義了。因此，按照這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方式進(jìn)行結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，肯定會(huì)存在這樣或者那樣的問(wèn)題，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的不安全或者某些構(gòu)件的不安全因素增多。
2.2、建筑結(jié)構(gòu)超高層的問(wèn)題
高層建筑在建設(shè)施工過(guò)程中容易出現(xiàn)高度超標(biāo)的問(wèn)題，凡是超過(guò)規(guī)定科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的高層建筑，無(wú)論在結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、建筑安全度，還是抵御自然災(zāi)害能力方面都會(huì)受到負(fù)面影響，一些建筑施工企業(yè)無(wú)視高層建筑超高問(wèn)題，對(duì)高層建筑實(shí)行無(wú)限度增高，面對(duì)這一問(wèn)題，相關(guān)部門(mén)必須須出臺(tái)一套科學(xué)的法規(guī)制度，科學(xué)規(guī)范高層建筑的高度，當(dāng)前的高層建筑高度從起初的A級(jí)上升到了B級(jí)，而且對(duì)應(yīng)的高層建筑的設(shè)計(jì)模式也得到了發(fā)展和更新，當(dāng)前的高層建筑高度設(shè)計(jì)必須嚴(yán)格依照國(guó)家相關(guān)法律法規(guī)規(guī)定進(jìn)行科學(xué)控制，同時(shí)也要將其抗震性能"防火性能等納入考慮范圍。
2.3、連梁超筋的問(wèn)題
在框剪結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)中連梁超筋非常普遍，造成連梁超筋的原因是計(jì)算剪力不能夠達(dá)到減壓比的要求，一般來(lái)講剪力墻的墻肢通過(guò)連梁組成一個(gè)整體，從而讓剪力墻擁有比較大的抗側(cè)剛度。在剪力墻發(fā)生形變的時(shí)候，連梁此時(shí)就會(huì)承擔(dān)很大的彎矩和剪力。連梁會(huì)最先開(kāi)裂，這也正是連梁在地震時(shí)起到的保護(hù)，連梁超筋會(huì)造成連梁不能把保護(hù)作用發(fā)揮到極致，連梁超筋一般都分為幾種情況；平面中的墻段過(guò)長(zhǎng)，其中容易發(fā)生連梁超筋和墻面的強(qiáng)制平面長(zhǎng)度大小均勻。
3.提高高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的措施
3.1、平面和立面的選擇
（1）在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，盡可能的把結(jié)構(gòu)的剛度、幾何惡化結(jié)構(gòu)中心設(shè)計(jì)在一個(gè)點(diǎn)上，如果不能達(dá)到這個(gè)要求，那么就會(huì)影響后期的施工，最主要的還是扭轉(zhuǎn)問(wèn)題。扭轉(zhuǎn)問(wèn)題是指由于水平荷載力的因素，結(jié)構(gòu)發(fā)生振動(dòng)扭轉(zhuǎn)效用，可能會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生危害。
（2）在對(duì)平面和立面選擇的時(shí)候，平面應(yīng)該避免復(fù)雜、盡可能的做到對(duì)稱(chēng)、規(guī)則和簡(jiǎn)單。相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)果顯示出來(lái)，結(jié)構(gòu)如果不對(duì)稱(chēng)，則可能影響其穩(wěn)定性，在結(jié)構(gòu)的凹凸拐角處，可能產(chǎn)生比較大的損害。
（3）對(duì)于完全對(duì)稱(chēng)的高層建筑結(jié)構(gòu)，同樣需要注意凸起部分的比例問(wèn)題，比例一定要符合設(shè)計(jì)的要求，不能夠太大，也不能夠太小，在發(fā)生問(wèn)題時(shí)，可允許采取一定的補(bǔ)救措施。而在豎向布置方面，剛度應(yīng)當(dāng)連續(xù)而且均勻，不能出現(xiàn)結(jié)構(gòu)上的軟弱剛度突變的情況。這主要是因?yàn)閯偠韧蛔兪羌袅Ρ磺袛鄬?dǎo)致的?？偟膩?lái)說(shuō)，不能一味追求建筑的新穎設(shè)計(jì)，而忽略建筑的安全設(shè)計(jì)。
3.2耐久性的優(yōu)化設(shè)計(jì)
在之前大部分混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中，很多沒(méi)有充分考慮到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)耐久性，也就是保證高層建成之后，在合理使用期限內(nèi)，要能滿(mǎn)足用戶(hù)正常使用要求但是很多的設(shè)計(jì)未能達(dá)到，造成此現(xiàn)象的根本原因是沒(méi)有充分考慮到建筑結(jié)構(gòu)在使用的過(guò)程中，由于遭受條件和使用環(huán)境變化最終造成房屋結(jié)構(gòu)損傷，引起房屋可靠度指數(shù)下降；對(duì)一般高層混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，低造價(jià)和省材料設(shè)計(jì)都應(yīng)為滿(mǎn)意的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，但隨著人們生活水平的提高和在實(shí)際工程中，有時(shí)在其他使用要求或技術(shù)指標(biāo)上升為設(shè)計(jì)主要矛盾時(shí)，設(shè)計(jì)者們就要放棄對(duì)經(jīng)濟(jì)的單純追求。所以當(dāng)選以高層混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化為設(shè)計(jì)的主要目的時(shí)，就應(yīng)依據(jù)設(shè)計(jì)所要面對(duì)的關(guān)鍵性問(wèn)題，分清主次，選多目標(biāo)或單目標(biāo)來(lái)實(shí)施優(yōu)化，達(dá)到滿(mǎn)意效果。
3.3、準(zhǔn)確設(shè)置參數(shù)
現(xiàn)代建筑建模基本都使用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件來(lái)進(jìn)行，軟件進(jìn)行建模方面快捷，但是有一點(diǎn)非常的重要，那就是對(duì)于參數(shù)的設(shè)計(jì)，參數(shù)的正確與否直接會(huì)影響到最后建模的正確。一般來(lái)說(shuō)不要隨意地修改系統(tǒng)參數(shù)，在對(duì)參數(shù)進(jìn)行修改時(shí)一定要注意參數(shù)的準(zhǔn)確性，有些參數(shù)在同一系統(tǒng)里可能并不是所有地方都使用，例如在磚混結(jié)構(gòu)里正確的參可能就不用于框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算，在參數(shù)進(jìn)行設(shè)置的時(shí)候，一定要注意不同結(jié)構(gòu)里參數(shù)的不同。對(duì)于使用計(jì)算機(jī)建模，必須要求使用者對(duì)計(jì)算機(jī)運(yùn)行的情況和軟件的工作原理非常了解，一方面可以使使用者更好地利用計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題，另一方面有時(shí)候計(jì)算機(jī)也可能會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，設(shè)計(jì)人員一定要能夠自己進(jìn)行手動(dòng)的核算，對(duì)結(jié)果進(jìn)行仔細(xì)地檢查，避免設(shè)計(jì)出現(xiàn)較大的錯(cuò)誤。
結(jié)束語(yǔ)
對(duì)于高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，首先要考慮的是其與多層建筑設(shè)計(jì)的不同。在高層建筑中起到控制作用的是風(fēng)和地震作用的水平荷載，已不再是豎向荷載，設(shè)計(jì)者在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候要遵循高層建筑的設(shè)計(jì)原則，充分考慮到影響施工各方面的因素，然后根據(jù)具體的情況，進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)選型等操作，在建立初步的設(shè)計(jì)方案之后，要根據(jù)整體的情況進(jìn)行分析，最終確定最合理的方案。
參考文獻(xiàn)
[1]楊軍科,王小軍.有關(guān)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題及對(duì)策的探討[J].山西建筑,2014,02:43-44.
[2]楊濤,宋志.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題及改進(jìn)策略[J].中華建設(shè),2014,02:112-113.
【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；常見(jiàn)問(wèn)題；施工質(zhì)量；設(shè)計(jì)質(zhì)量
引言
一直以來(lái)，支撐和滿(mǎn)足建筑空間嘴重要的一個(gè)體系就是建筑結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)它是一門(mén)非常具有學(xué)問(wèn)的學(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，和新技術(shù)的不斷進(jìn)步，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也在不斷地進(jìn)步著。即便如此，它的基本原理卻是一成不變的，因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最根本的理論依據(jù)就非這些基本原理構(gòu)莫屬了。雖然我們并不會(huì)經(jīng)常在工程師的圖紙上看到這些基本原理，但是有一點(diǎn)我們不能否認(rèn)，那就是始終指導(dǎo)與貫穿著結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)全過(guò)程的正是這些基本原理。在實(shí)際操作之中, 因?yàn)椴煌脑? 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員容易在砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、屋面梁與配筋、高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)等等環(huán)節(jié)出現(xiàn)一些問(wèn)題，導(dǎo)致失誤。主要問(wèn)題有以下幾點(diǎn):
1 砌體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
1.1 多層砌體房屋的建筑局部尺寸都不能滿(mǎn)足抗震要求，此部位沒(méi)有設(shè)構(gòu)造筋。國(guó)家有關(guān)條例規(guī)定，抗震設(shè)防烈度為6度、7度時(shí)，承重窗間墻最小寬度、承重外墻盡端至門(mén)窗洞邊的最小距離、非承重外墻盡端至門(mén)窗洞邊的最小距離、內(nèi)墻陽(yáng)角至門(mén)窗洞邊的最小距離不應(yīng)當(dāng)小于lm。結(jié)構(gòu)破壞最容易的地方就是這些局部部位，在這些部位不能滿(mǎn)足要求的條件下，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)采取一定的彌補(bǔ)措施，例如：采取加強(qiáng)的構(gòu)造柱、增加橫向配筋等措施。
1.2 房屋四角與其余部位構(gòu)造柱采用一樣的配筋。建筑抗震有關(guān)規(guī)定，房屋四角構(gòu)造柱可適當(dāng)加大配筋和截面。有些設(shè)計(jì)人員不論什么部位，都采用一樣的設(shè)置，這種做法會(huì)導(dǎo)致各種柱體的作用得不到充分發(fā)揮，還會(huì)造成浪費(fèi)。比如房屋外墻最容易損壞的部位就是它的四個(gè)角，在構(gòu)造柱的設(shè)計(jì)上面，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)。
1.3 砌體結(jié)構(gòu)布置方式可以有幾下分析：橫墻共同承重的結(jié)構(gòu)布置。對(duì)于空間較大的，設(shè)有沿進(jìn)深方向的梁支承于縱墻上，就讓縱墻來(lái)承擔(dān)其重量。樓板沿縱向擱置, 就會(huì)形成橫墻承擔(dān)重量，橫墻間距不入,一般就能滿(mǎn)足抗震的需求，,同時(shí)縱墻因?yàn)榇嬖谳S壓力，所以就提高了抗剪的能力。另一方案就是縱墻承重與橫墻承重沿豎向交替布置，但是此種方案在實(shí)際操作中使用的并不多見(jiàn)?？v墻承重的結(jié)構(gòu)布置方案，橫墻間距大、數(shù)量小，并且軸壓力較小,所以對(duì)抗震極其不利，縱墻多容易引起彎曲破壞所以在選用的時(shí)候要小心謹(jǐn)慎才是。混合承重結(jié)構(gòu)布置的方式較為各異 ，,比如內(nèi)框架砌體結(jié)構(gòu)、底層框架砌體結(jié)構(gòu)和局部框架砌體結(jié)構(gòu)等等。此結(jié)構(gòu)體系由兩種結(jié)構(gòu)體系組成，彈性模量以及動(dòng)力性能兩種，這兩個(gè)組成部分相差較大，所以抗震結(jié)構(gòu)形式并不是很好。但它能滿(mǎn)足建筑使用的要求。使用空間也很大。總之,選擇哪種砌體結(jié)構(gòu)是抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，應(yīng)當(dāng)從抗震的概念設(shè)計(jì)出發(fā),綜合建筑使用功能、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和施工等方面來(lái)正確選擇。
2 屋面梁和配筋
2.1 屋面梁配筋太少。結(jié)構(gòu)建模時(shí)，設(shè)計(jì)人員為了方便，屋面梁直接使用和層梁一樣的尺寸。因?yàn)槲菝媪汉奢d很小，計(jì)算結(jié)果配筋很少，因此屋面梁在溫度變化、混凝土收縮和受力等作用下因配筋率過(guò)低導(dǎo)致裂縫寬度較大。
2.2 受扭屋面梁缺少必要的腰筋。對(duì)于一般的梁，為了保持鋼筋骨架的剛度，同時(shí)為了承受溫度和收縮應(yīng)力及防止梁腹出現(xiàn)過(guò)大的裂縫，一般構(gòu)造措施為梁腹板高度大于450mm時(shí)加設(shè)腰筋，它的間距要小于200mm，然后拉筋勾連。對(duì)于受扭構(gòu)件有關(guān)條例的規(guī)定，其縱向受力鋼筋的間距應(yīng)小于200mm與梁截面短邊長(zhǎng)度。對(duì)于設(shè)置懸挑檐口的屋面梁，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中誤等同一般梁，未按受扭構(gòu)件設(shè)計(jì)配筋。
2.3 樓層平面剛度。一些設(shè)計(jì)在缺乏基本的結(jié)構(gòu)觀念以及結(jié)構(gòu)布置缺乏必要措施的時(shí)候，采用樓板變形的計(jì)算程序。即使程序的編程在數(shù)學(xué)力學(xué)模型上是成立的，甚至是準(zhǔn)確無(wú)誤的，可是在確定樓板變形程度上卻很難做得非常精確。首先計(jì)算的大前提都做不到“精確”，就更不要指望其結(jié)果會(huì)“正確”了。據(jù)此進(jìn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)肯定存在著結(jié)構(gòu)不安全成分或者結(jié)構(gòu)某些部位或構(gòu)件安全儲(chǔ)備過(guò)大等現(xiàn)象。為了使程序的計(jì)算結(jié)果基本上反映結(jié)構(gòu)的真實(shí)受力狀況而不會(huì)導(dǎo)致根本性的誤差，設(shè)計(jì)時(shí)就要盡量將樓層設(shè)計(jì)成剛性樓面。
3 高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中， 高層建筑結(jié)構(gòu)平面和立面形式的選擇，要讓建筑的三心，即幾何形心、剛度中心和結(jié)構(gòu)重心盡量匯于一點(diǎn)，也就是三心合一。加入在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不能做到這一點(diǎn)，那么就會(huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)問(wèn)題。扭轉(zhuǎn)問(wèn)題就是結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下發(fā)生的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)效應(yīng)。 它在風(fēng)載等水平荷載載荷情況下會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生危害，為避免由此產(chǎn)生的危害，就要求在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的同時(shí)，選擇合理的結(jié)構(gòu)形式以及平面布局，盡量地讓建筑物達(dá)到三心合一的效果，因此在選擇的時(shí)候，平面以及立面形式是極其關(guān)鍵的。高層建筑的平面一般要采用簡(jiǎn)單、規(guī)則和對(duì)稱(chēng)的形狀，而至于非常復(fù)雜的平面形式，是要盡量避免使用的，以往震害的資料表明，高層建筑物容易造成震害的主要原因就在于。平面布置不對(duì)稱(chēng)、過(guò)多的外凸和內(nèi)凹等復(fù)雜形式。在高層結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)體系的選擇、布置和構(gòu)造措施比軟件的計(jì)算結(jié)果是否精確更能影響結(jié)構(gòu)的安全，不僅要考慮結(jié)構(gòu)安全因素，而且要綜合考慮建筑美觀、結(jié)構(gòu)合理和便于施工以及工程造價(jià)等多方面因素。資料及力學(xué)分析表明，在不對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)中，結(jié)構(gòu)在凹凸拐角等處容易造成應(yīng)力集中，因此會(huì)帶來(lái)破壞，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)盡量避免。至于完全對(duì)稱(chēng)的結(jié)構(gòu)，也應(yīng)注意凸出部分的尺寸比例。對(duì)于凸出部分過(guò)長(zhǎng)的，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中就應(yīng)采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施。結(jié)構(gòu)的豎向布置要盡力做到剛度均勻并連續(xù)，避免結(jié)構(gòu)的剛度突變及出現(xiàn)軟弱層。剛度突變和軟弱層的出現(xiàn)一般都是由于切斷剪力墻造成的，如果在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要求一定要切斷少數(shù)剪力墻時(shí)，其他剪力墻在該切斷層處就要必須加強(qiáng)?？傊?，標(biāo)新立異的平面和立面設(shè)計(jì)是以結(jié)構(gòu)的抗震及安全性能為代價(jià)的。
4 總結(jié)
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的推動(dòng)者和執(zhí)行者就是結(jié)構(gòu)工程師。因此。想要讓建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加可靠、經(jīng)濟(jì)、安全、適用，就必須充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)工程師的突破能力。這就需要工程界和教育界直接共同配合。不但要加強(qiáng)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，加快新型高強(qiáng)、輕質(zhì)、環(huán)保建材的研究應(yīng)用，還要推廣概念設(shè)計(jì)思想。相信在我們的共同努力與配合下，我們的設(shè)計(jì)水平一定會(huì)有很大的提高。
參考文獻(xiàn)
[1]高長(zhǎng)遠(yuǎn)，馬文明，付麗麗等，.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的新思路《大科技》2009年。
[2]劉連江，牛莉，高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要問(wèn)題 ，《城市建設(shè)》2007年。
[3]李蕓，謝家齊，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)范，《中華民居》2010年。
關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土，高層建筑，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
中圖分類(lèi)號(hào)：TU318文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
前 言
1 闡述鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的原理和特性
1.1 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的原理
闡述混凝土如果沒(méi)有雜質(zhì)比較純凈的話(huà)，它的抗壓程度將很難與其抗拉程度達(dá)成一致，形成正比，這也是素混凝土不會(huì)在有拉應(yīng)力的梁板之間進(jìn)行使用。但是梁板又是高層建筑中常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)，因此，必須在一定程度上對(duì)這種純混凝土進(jìn)行改造，只有通過(guò)合理的加工和改造才能促使混凝土承受拉力的能力大大增強(qiáng)，也就是在這種情況下，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)便誕生了。鋼筋混凝土承受一定的拉力后，將會(huì)出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象，如果是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，鋼筋將會(huì)對(duì)這種拉力進(jìn)行承受，使得混凝土的的抗壓性能大大增強(qiáng)，同時(shí)也將鋼筋的抗拉性能也充分發(fā)揮了出來(lái)。混凝土和鋼筋按照一定的比例進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，才能促使抵抗外力的水平大大提高，這也會(huì)在很大程度上使得混凝土結(jié)構(gòu)在高層建筑施工中發(fā)揮出應(yīng)用的作用。
1.2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的特性闡述
鋼筋混凝土具有一定的特性，特別是在混凝土的收縮和蠕變中體現(xiàn)的更為明顯?；炷猎诔霈F(xiàn)硬化的過(guò)程中會(huì)自動(dòng)的進(jìn)行收縮，在這期間，鋼筋內(nèi)部將會(huì)對(duì)其產(chǎn)生很大的影響，混凝土便會(huì)在這種情況下出現(xiàn)拉應(yīng)力，這種壓力在混凝土內(nèi)部鋼筋中產(chǎn)生，必須引起相關(guān)人員的高度重視是，特別是對(duì)鋼筋混凝土進(jìn)行比例分配時(shí)更應(yīng)該著重關(guān)注和考慮。對(duì)于拉應(yīng)力來(lái)說(shuō)，混凝土具有較低的壓力，盡管對(duì)鋼筋進(jìn)行及時(shí)的內(nèi)部配備的情況下，仍然不能對(duì)這種情況有所改觀。因此，必須適當(dāng)?shù)膶?duì)混凝土進(jìn)行壓力施加。
2 闡述鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求
不同的高層建筑師所設(shè)計(jì)出的鋼筋結(jié)構(gòu)是不相同的，這主要是因?yàn)楦邔咏ㄖO(shè)計(jì)師對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理念和認(rèn)識(shí)理解不同，有自己獨(dú)特的設(shè)計(jì)風(fēng)格和設(shè)計(jì)方案，再加上國(guó)家也對(duì)不同高層建筑具有不同的設(shè)計(jì)政策和規(guī)定，導(dǎo)致高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在著較大的差異和不同。盡管高層建筑設(shè)計(jì)師所設(shè)計(jì)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)存在著一定的差異，但是這些鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)都必須能夠符合基本的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范和要求，也就是穩(wěn)定性原則。我國(guó)的高層建筑必須具備一定的穩(wěn)定性，這種穩(wěn)定性需要進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，高層建筑設(shè)計(jì)人員必須高度重視高層建筑房屋的高度、寬度，保持其寬度和高度能夠按照合適的比例進(jìn)行。另外，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，還應(yīng)該妥善處理高層建筑的水平和縱向荷載能力，以便鋼筋混凝土能夠承受住整棟高層建筑的壓力和拉力。
3 鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)選型
3.1 規(guī)則性問(wèn)題
在規(guī)則性問(wèn)題上新規(guī)范與舊規(guī)范之間的差異較大，新規(guī)范在規(guī)則性問(wèn)題上添加了較多的條件限制，例如，嵌固端在上下層的剛度比、平面規(guī)則性問(wèn)題等。另外新規(guī)范中對(duì)此類(lèi)問(wèn)題通過(guò)強(qiáng)制性規(guī)定進(jìn)行了明確“不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案不能夠應(yīng)用到建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。”所以，工程師在進(jìn)行主結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要對(duì)新規(guī)范中所限定的條件進(jìn)行嚴(yán)格把控，避免由于設(shè)計(jì)初期的問(wèn)題影響后期施工圖。
3.2 結(jié)構(gòu)超高
在相關(guān)建筑規(guī)范中，針對(duì)結(jié)構(gòu)的高度都會(huì)進(jìn)行嚴(yán)格的控制，這種限制在抗震規(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，在新規(guī)范中要求較為明確。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，會(huì)多少忽略某些問(wèn)題，這種由于結(jié)構(gòu)類(lèi)型變更而產(chǎn)生的問(wèn)題會(huì)使得結(jié)構(gòu)類(lèi)型出現(xiàn)變更，從而施工圖不能夠通過(guò)審查，因而造成了需要重新設(shè)計(jì)以及專(zhuān)家論證等問(wèn)題，這會(huì)極大的影響工程的進(jìn)度以及工程造價(jià)，同時(shí)會(huì)對(duì)工程造成整體影響。
3.3 設(shè)置嵌固端
高層建筑由于其建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，一般都會(huì)在地下有兩層或者兩層以上的人防結(jié)構(gòu)或者地下室，而地下結(jié)構(gòu)的頂板則可以使用嵌固端，同時(shí)在人防頂板處也可以設(shè)置嵌固端，所以在嵌固端的設(shè)置上，工程師往往會(huì)在設(shè)計(jì)中忽視其設(shè)置不當(dāng)所帶來(lái)的問(wèn)題。
4 強(qiáng)化鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的有效措施
4.1 合理選擇鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)
我國(guó)是個(gè)幅員遼闊的國(guó)家，不同地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和地質(zhì)條件也存在著很大的差異，這就使得我國(guó)不同地區(qū)的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不盡相同。因此，在對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，必須對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的選擇，始終堅(jiān)持以地區(qū)的高層建筑特點(diǎn)為前提和依據(jù)。在高層建筑設(shè)計(jì)中，通常情況下，高層建筑設(shè)計(jì)師會(huì)選擇剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工。剪力墻能夠最大范圍的擴(kuò)大高層建筑的空間和面積，高層建筑房間能夠不將梁柱等露出來(lái)。而且使用混凝土剪力墻這種結(jié)構(gòu)，不僅具有較好的隔音效果，而且還能夠節(jié)省很多施工成本和精力，縮短高層建筑施工的周期，加快施工進(jìn)度，提高對(duì)房屋高層建筑的抗震能力。因此，剪力墻結(jié)構(gòu)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中去。
4.2 妥善處理鋼筋混凝土的剛度
鋼筋混凝土的剛度是對(duì)高層建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)必須重視的一個(gè)因素。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)高層建筑取得了很大的發(fā)展成效，高層建筑的層數(shù)也呈現(xiàn)逐漸上升趨勢(shì)，高層建筑物的剛度直接關(guān)系著高層建筑的施工質(zhì)量。只有不斷控制高層建筑物的位移，才能使得高層建筑物的剛度符合相關(guān)設(shè)計(jì)要求。在對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)高層建筑物的剛性和延展性進(jìn)行良好的控制，這也需要高層建筑設(shè)計(jì)的密切參與和配合，根據(jù)自己的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)風(fēng)格對(duì)高層建筑物的剛度和延展性進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。隨著高樓大廈的不斷興起，在對(duì)剪力墻進(jìn)行布置時(shí)，可以適當(dāng)?shù)脑黾蛹袅Φ臄?shù)量，并確保剪力墻的厚度能夠滿(mǎn)足相關(guān)高層建筑設(shè)計(jì)要求。
4.3 對(duì)鋼筋混凝土進(jìn)行及時(shí)加固
對(duì)鋼筋混凝土進(jìn)行及時(shí)的加固也是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)之一，主要有兩種加固方法。第一種加固方法是利用碳纖維對(duì)鋼筋混凝土進(jìn)行加固。通過(guò)這種方式，可以極大的該混凝土的剛度、強(qiáng)度，并且促進(jìn)鋼筋混凝土抗裂能力的增加。第二中加固方式是通過(guò)預(yù)應(yīng)力對(duì)鋼筋混凝土進(jìn)行加固，這也可以在一定程度上延長(zhǎng)鋼筋混凝土的使用壽命，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)充分發(fā)揮其應(yīng)用的作用。
5 結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，只有不斷加強(qiáng)鋼筋混凝土在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，才能提高高層建筑工程的質(zhì)量，確保高層建筑工程足夠穩(wěn)定和安全，為人們提供舒適的住宅環(huán)境，提高建筑企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)建筑行業(yè)的不斷發(fā)展。
關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；策略
Abstract: with the rapid development of economy, high-rise buildings in most of our cities also have emerged. For high-rise building structure is concerned, its choice of structural system, and more importantly and load factors, therefore, this paper discusses the structure of the high-rise building design must first with different structure system based on the influence of, choose the most reasonable scheme.
Keywords: high building; Structure design; strategy
中圖分類(lèi)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)設(shè)計(jì)的原則
適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀、便于施工是進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則。一個(gè)優(yōu)秀的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)往往是這五個(gè)方面的最佳結(jié)合。完美的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是在努力追求這五個(gè)方面的最佳結(jié)合的過(guò)程中產(chǎn)生的,適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀、便于施工是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員最終努力的目標(biāo),是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最佳體現(xiàn)。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般在建筑設(shè)計(jì)之后,“受制”于建筑設(shè)計(jì),但又“反制”于建筑設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不能破壞建筑設(shè)計(jì),應(yīng)滿(mǎn)足、實(shí)現(xiàn)各種建筑要求;高層建筑設(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)決定高層建筑設(shè)計(jì)能否實(shí)現(xiàn),從這個(gè)意義上講,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)顯得更為重要,雖然一棟標(biāo)志性建筑物建成后,人們只知道建筑師的名字,但一個(gè)適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀、便于施工的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也是工程師們的驕傲和成就。
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(zhuān)業(yè)在各
專(zhuān)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、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（N=WH）；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(水平均布荷載：M=1/2qH2，水平倒三角形荷載：M=1/3qH2)，如圖一示。另一方面，對(duì)一定高度建筑來(lái)說(shuō)，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)移成為設(shè)計(jì)的控制指標(biāo)與低層或多層建筑不同，結(jié)構(gòu)側(cè)移成為高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵因素。隨著建筑高度的增加，水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形迅速增大，與建筑高度H 的4 次方成正比：
此外，高層建筑隨著高度的增加、輕質(zhì)高強(qiáng)材料的應(yīng)用、新的建筑形式和結(jié)構(gòu)體系的出現(xiàn)、側(cè)向位移的迅速增大，在設(shè)計(jì)中不僅要求結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度，還要求具有足夠的抗側(cè)剛度，使結(jié)構(gòu)在水平荷載下產(chǎn)生的側(cè)移被控制在某一限度之內(nèi)，否則會(huì)產(chǎn)生以下情況：①因側(cè)移產(chǎn)生較大的附加內(nèi)力，尤其是豎向構(gòu)件，當(dāng)側(cè)向位移增大時(shí)，偏心加劇，因P- 效應(yīng)而使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的附加內(nèi)力，甚至破壞；②使居住人員產(chǎn)生不安全感；③使填充墻或建筑裝飾開(kāi)裂或損壞，主體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫或損壞，影響正常使用。
2.3 抗震設(shè)計(jì)要求更高，延性成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要指標(biāo)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。結(jié)構(gòu)的抗震性能決于其“能量吸收與耗散”能力的大小，即決于結(jié)構(gòu)延性的大小。延性是表示構(gòu)件和結(jié)構(gòu)屈服后，具有承載能力不降低、具有足夠塑性變形能力的一種性能，通長(zhǎng)采用延性系數(shù)μ來(lái)衡量延性的大小，μ=u/y如圖2。
3.3概念設(shè)計(jì)與理論計(jì)算同等重要
概念設(shè)計(jì)是指一些難以做出精確力學(xué)分析或在規(guī)范中難以具體規(guī)定的問(wèn)題，必須由工程師運(yùn)用“概念”進(jìn)行分析，做出判斷，以便采取相應(yīng)措施。概念設(shè)計(jì)帶有一定經(jīng)驗(yàn)性。高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)計(jì)算是在一定假定條件下進(jìn)行的。盡管分析的手段不斷提高，分析的原理不斷完善，但是由于地震作用的復(fù)雜性和不確定性，地基土影響的復(fù)雜性和結(jié)構(gòu)體系本身的復(fù)雜性，可能導(dǎo)致理論分析計(jì)算和實(shí)際情況相差數(shù)倍之多。尤其是當(dāng)結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性階段之后，會(huì)出現(xiàn)構(gòu)件的局部開(kāi)裂，甚至破壞，這時(shí)結(jié)構(gòu)就很難用常規(guī)的計(jì)算原理去進(jìn)行內(nèi)力分析。實(shí)踐表明，在設(shè)計(jì)中把握好高層建筑的概念設(shè)計(jì)，從整體上提高建筑的抗震能力，消除結(jié)構(gòu)中的抗震薄弱環(huán)節(jié)，再輔以必要的計(jì)算和結(jié)構(gòu)措施，才能設(shè)計(jì)出具有良好抗震性能的高層建筑。將注重概念設(shè)計(jì)作為高層建筑結(jié)構(gòu)的最高原則提出其主要內(nèi)容為：應(yīng)特別重視建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性(包括平面規(guī)則性和豎向規(guī)則性)；合理選擇建筑結(jié)構(gòu)體系包括：a.明確的計(jì)算簡(jiǎn)圖和合理的地震作用傳遞途徑；b.避免因部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)喪失承受重力、風(fēng)載和地震作用的能力；c.結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具備必要的承載能力和良好的變形能力，從而形成良好的耗能能力；采取必要的抗震措施提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性。
3高層建筑的結(jié)構(gòu)體系
3.1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(lái)，形成空間結(jié)構(gòu)體系?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是建筑平面布置靈活，可以做成有較大空間的會(huì)議室、餐廳、車(chē)間、營(yíng)業(yè)廳、教室等。需要時(shí)，可用隔斷分割成小房間，或拆除隔斷改成大房間，因而使用靈活。外墻采用非承重構(gòu)件，可使立面設(shè)計(jì)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(huì)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(diǎn)。
3.2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(shí)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(mǎn)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(kāi)過(guò)大的洞口，自重往往也較大，不是很能滿(mǎn)足公共建筑的使用要求，而且其成本也較大。
3.3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－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(shí)可以達(dá)到80%~90%），是抗側(cè)力的主體，整個(gè)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(shí)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(wú)論在非地震區(qū)還是地震區(qū)，都可以用來(lái)建造較高的高層建筑。還可以把中間部分的剪力墻形成筒體結(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(kāi)間大、跨度大，很適合現(xiàn)在的建筑設(shè)計(jì)要求。
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(shí)代的進(jìn)步，會(huì)涌現(xiàn)出越來(lái)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(yùn)用經(jīng)濟(jì)合理的手段到達(dá)目標(biāo)。
4結(jié)語(yǔ)
總之，高層建筑的高度和數(shù)量，從一個(gè)側(cè)面反映一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度但對(duì)于高層建筑亦應(yīng)適當(dāng)控制，即要與原有建筑相協(xié)調(diào)，還要與城市歷史特點(diǎn)相協(xié)調(diào)。
參考文獻(xiàn)
[1]吳曉琳。淺析高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與特點(diǎn)[J]。中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2009（11）
關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；原則；特點(diǎn)；體系
Abstract: This paper discusses effects of tall building structure design must first produced by the different structure system as the basis, the reasonable scheme for selection.
Key words: high-rise building; structure design; principle; characteristic; system
中圖分類(lèi)號(hào):[TU208.3]文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：
1高層建筑結(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)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則。一個(gè)優(yōu)秀的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)往往是這五個(gè)方面的最佳結(jié)合。完美的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是在努力追求這五個(gè)方面的最佳結(jié)合的過(guò)程中產(chǎn)生的,適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀、便于施工是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員最終努力的目標(biāo),是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最佳體現(xiàn)。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般在建筑設(shè)計(jì)之后,“受制”于建筑設(shè)計(jì),但又“反制”于建筑設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不能破壞建筑設(shè)計(jì),應(yīng)滿(mǎn)足、實(shí)現(xiàn)各種建筑要求;高層建筑設(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)決定高層建筑設(shè)計(jì)能否實(shí)現(xiàn),從這個(gè)意義上講,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)顯得更為重要,雖然一棟標(biāo)志性建筑物建成后,人們只知道建筑師的名字,但一個(gè)適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀、便于施工的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也是工程師們的驕傲和成就。
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(zhuān)業(yè)在各
專(zhuān)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、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（N=WH）；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(水平均布荷載：M=1/2qH2，水平倒三角形荷載：M=1/3qH2)，如圖一示。另一方面，對(duì)一定高度建筑來(lái)說(shuō)，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)移成為設(shè)計(jì)的控制指標(biāo)與低層或多層建筑不同，結(jié)構(gòu)側(cè)移成為高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵因素。隨著建筑高度的增加，水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形迅速增大，與建筑高度H 的4 次方成正比：
此外，高層建筑隨著高度的增加、輕質(zhì)高強(qiáng)材料的應(yīng)用、新的建筑形式和結(jié)構(gòu)體系的出現(xiàn)、側(cè)向位移的迅速增大，在設(shè)計(jì)中不僅要求結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度，還要求具有足夠的抗側(cè)剛度，使結(jié)構(gòu)在水平荷載下產(chǎn)生的側(cè)移被控制在某一限度之內(nèi)，否則會(huì)產(chǎn)生以下情況：①因側(cè)移產(chǎn)生較大的附加內(nèi)力，尤其是豎向構(gòu)件，當(dāng)側(cè)向位移增大時(shí)，偏心加劇，因P- 效應(yīng)而使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的附加內(nèi)力，甚至破壞；②使居住人員產(chǎn)生不安全感；③使填充墻或建筑裝飾開(kāi)裂或損壞，主體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫或損壞，影響正常使用。
2.3 抗震設(shè)計(jì)要求更高，延性成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要指標(biāo)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。結(jié)構(gòu)的抗震性能決于其“能量吸收與耗散”能力的大小，即決于結(jié)構(gòu)延性的大小。延性是表示構(gòu)件和結(jié)構(gòu)屈服后，具有承載能力不降低、具有足夠塑性變形能力的一種性能，通長(zhǎng)采用延性系數(shù)μ來(lái)衡量延性的大小，μ=u/y如圖2。
3.3概念設(shè)計(jì)與理論計(jì)算同等重要
概念設(shè)計(jì)是指一些難以做出精確力學(xué)分析或在規(guī)范中難以具體規(guī)定的問(wèn)題，必須由工程師運(yùn)用“概念”進(jìn)行分析，做出判斷，以便采取相應(yīng)措施。概念設(shè)計(jì)帶有一定經(jīng)驗(yàn)性。高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)計(jì)算是在一定假定條件下進(jìn)行的。盡管分析的手段不斷提高，分析的原理不斷完善，但是由于地震作用的復(fù)雜性和不確定性，地基土影響的復(fù)雜性和結(jié)構(gòu)體系本身的復(fù)雜性，可能導(dǎo)致理論分析計(jì)算和實(shí)際情況相差數(shù)倍之多。尤其是當(dāng)結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性階段之后，會(huì)出現(xiàn)構(gòu)件的局部開(kāi)裂，甚至破壞，這時(shí)結(jié)構(gòu)就很難用常規(guī)的計(jì)算原理去進(jìn)行內(nèi)力分析。實(shí)踐表明，在設(shè)計(jì)中把握好高層建筑的概念設(shè)計(jì)，從整體上提高建筑的抗震能力，消除結(jié)構(gòu)中的抗震薄弱環(huán)節(jié)，再輔以必要的計(jì)算和結(jié)構(gòu)措施，才能設(shè)計(jì)出具有良好抗震性能的高層建筑。將注重概念設(shè)計(jì)作為高層建筑結(jié)構(gòu)的最高原則提出其主要內(nèi)容為：應(yīng)特別重視建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性(包括平面規(guī)則性和豎向規(guī)則性)；合理選擇建筑結(jié)構(gòu)體系包括：a.明確的計(jì)算簡(jiǎn)圖和合理的地震作用傳遞途徑；b.避免因部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)喪失承受重力、風(fēng)載和地震作用的能力；c.結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具備必要的承載能力和良好的變形能力，從而形成良好的耗能能力；采取必要的抗震措施提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性。
3高層建筑的結(jié)構(gòu)體系
3.1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(lái)，形成空間結(jié)構(gòu)體系?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是建筑平面布置靈活，可以做成有較大空間的會(huì)議室、餐廳、車(chē)間、營(yíng)業(yè)廳、教室等。需要時(shí)，可用隔斷分割成小房間，或拆除隔斷改成大房間，因而使用靈活。外墻采用非承重構(gòu)件，可使立面設(shè)計(jì)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(huì)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(diǎn)。
3.2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(shí)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(mǎn)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(kāi)過(guò)大的洞口，自重往往也較大，不是很能滿(mǎn)足公共建筑的使用要求，而且其成本也較大。
3.3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－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(shí)可以達(dá)到80%~90%），是抗側(cè)力的主體，整個(gè)結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度大大提高?？蚣軇t承受豎向荷載，提供較大的使用空間，同時(shí)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(wú)論在非地震區(qū)還是地震區(qū)，都可以用來(lái)建造較高的高層建筑。還可以把中間部分的剪力墻形成筒體結(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(kāi)間大、跨度大，很適合現(xiàn)在的建筑設(shè)計(jì)要求。
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(shí)代的進(jìn)步，會(huì)涌現(xiàn)出越來(lái)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(yùn)用經(jīng)濟(jì)合理的手段到達(dá)目標(biāo)。
4結(jié)語(yǔ)
總之，高層建筑的高度和數(shù)量，從一個(gè)側(cè)面反映一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度但對(duì)于高層建筑亦應(yīng)適當(dāng)控制，即要與原有建筑相協(xié)調(diào)，還要與城市歷史特點(diǎn)相協(xié)調(diào)。
參考文獻(xiàn)
[關(guān)鍵詞]高層建筑；結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；結(jié)構(gòu)體系 文章編號(hào)：2095-4085（2015）08-0037-02
1.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(zhuān)業(yè)在各專(zhuān)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：
1.1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(lái)說(shuō)，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。
1.2側(cè)移成為控指標(biāo)
與低層或多層建筑不同，結(jié)構(gòu)側(cè)移已成為高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵因素。隨著建筑高度的增加，水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形迅速增大，與建筑高度H的4次方成正比（=qH4/8EI）。另外，高層建筑隨著高度的增加、輕質(zhì)高強(qiáng)材料的應(yīng)用、新的建筑形式和結(jié)構(gòu)體系的出現(xiàn)、側(cè)向位移的迅速增大，在設(shè)計(jì)中不僅要求結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度，還要求具有足夠的抗推剛度，使結(jié)構(gòu)在水平荷載下產(chǎn)生的側(cè)移被控制在某一限度之內(nèi)。
1.3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。
1.4減輕高層建筑自重比多層建筑更為重要
高層建筑減輕自重比多層建筑更有意義。從地基承載力或樁基承載力考慮，如果在同樣地基或樁基的情況下，減輕房屋自重意昧著不增加基礎(chǔ)造價(jià)和處理措施，可以多建層數(shù)，這在軟弱土層有突出的經(jīng)濟(jì)效益。
1.5軸向變形不容忽視
采用框架體系和框架一剪力墻體系的高層建筑中，框架中柱的軸壓應(yīng)力往往大于邊柱的軸壓應(yīng)力，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(shí)，此種軸向變形的差異將會(huì)達(dá)到較大的數(shù)值，其后果相當(dāng)于連續(xù)梁中間支座沉陷，從而使連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值減小，跨中正彎矩值和端支座負(fù)彎矩值增大。
1.6概念設(shè)計(jì)與理論計(jì)算同樣重要
抗震設(shè)計(jì)可以分為計(jì)算設(shè)計(jì)和概念設(shè)計(jì)兩部分。高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)計(jì)算是在一定的假想條件下進(jìn)行的，盡管分析手段不斷提高，分析的原則不斷完善，但由于地震作用的復(fù)雜性和不確定性，地基土影響的復(fù)雜性和結(jié)構(gòu)體系本身的復(fù)雜性，可能導(dǎo)致理論分析計(jì)算和實(shí)際情況相差數(shù)倍之多，尤其是當(dāng)結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性階段之后，會(huì)出現(xiàn)構(gòu)件局部開(kāi)裂甚至破壞，這時(shí)結(jié)構(gòu)已很難用常規(guī)的計(jì)算原理去進(jìn)行分析。
2.高層建筑的結(jié)構(gòu)體系
2.1高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則
（1）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。
（2）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。
2.2高層建筑結(jié)構(gòu)體系及適用范圍
目前國(guó)內(nèi)的高層建筑基本上采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。其結(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)、筒體結(jié)構(gòu)等。
（1）框架結(jié)構(gòu)體系?？蚣芙Y(jié)構(gòu)體系是由樓板、梁、柱及基礎(chǔ)四種承重構(gòu)件組成。由梁、柱、基礎(chǔ)構(gòu)成平面框架，它是主要承重結(jié)構(gòu)，各平面框架再由連系梁連系起來(lái)，即形成一個(gè)空間結(jié)構(gòu)體系，它是高層建筑中常用的結(jié)構(gòu)形式之一。其使用范圍：框架結(jié)構(gòu)的合理層數(shù)一般是6到15層，最經(jīng)濟(jì)的層數(shù)是10層左右。由于框架結(jié)構(gòu)能提供較大的建筑空間，平面布置靈活，可適合多種工藝與使用的要求，已廣泛應(yīng)用于辦公、住宅、商店、醫(yī)院、旅館、學(xué)校及多層工業(yè)廠房和倉(cāng)庫(kù)中。
（2）剪力墻結(jié)構(gòu)體系。剪力墻結(jié)構(gòu)中，由鋼筋混凝土墻體承受全部水平和豎向荷載，剪力墻沿橫向縱向正交布置或沿多軸線(xiàn)斜交布置，它剛度大，空問(wèn)整體性好，用鋼量省。歷史地震中，剪力墻結(jié)構(gòu)表現(xiàn)了良好的抗震性能，震害較少發(fā)生，而且程度也較輕微，在住宅和旅館客房中采用剪力墻結(jié)構(gòu)可以較好地適應(yīng)墻體較多、房間面積不太大的特點(diǎn)，而且可以使房間不露梁柱，整齊美觀。
在框支剪力墻中，底層柱的剛度小，形成上下剛度突變，在地震作用下底層柱會(huì)產(chǎn)生很大內(nèi)力及塑性變形，因此，在地震區(qū)不允許采用這種框支剪力墻結(jié)構(gòu)。
2.3框架一剪力墻結(jié)構(gòu)體系
在框架結(jié)構(gòu)中布置一定數(shù)量的剪力墻，可以組成框架一剪力墻結(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)的抗震能力，因而廣泛地應(yīng)用于高層建筑中的辦公樓和旅館。
2.4簡(jiǎn)體結(jié)構(gòu)體系
隨著建筑層數(shù)、高度的增長(zhǎng)和抗震設(shè)防要求的提高，以平面工作狀態(tài)的框架、剪力墻來(lái)組成高層建筑結(jié)構(gòu)體系，往往不能滿(mǎn)足要求。這時(shí)可以由剪力墻構(gòu)成空間薄壁筒體，成為豎向懸臂箱形梁，加密柱子，以增強(qiáng)梁的剛度，也可以形成空間整體受力的框筒，由一個(gè)或多個(gè)筒體為主抵抗水平力的結(jié)構(gòu)稱(chēng)為筒體結(jié)構(gòu)。通常筒體結(jié)構(gòu)有以下幾種。
（1）框架一筒體結(jié)構(gòu)。中央布置剪力墻薄壁筒，由它受大部分水平力，周邊布置大柱距的普通框架，這種結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)類(lèi)似框架一剪力墻結(jié)構(gòu)，目前南寧市的地王大廈也用這種結(jié)構(gòu)。
（2）筒中筒結(jié)構(gòu)。筒中筒結(jié)構(gòu)由內(nèi)、外兩個(gè)筒體組合而成，內(nèi)筒為剪力墻薄壁筒，外筒為密柱（通常柱距不大于3米）組成的框筒。由于外柱很密，梁剛度很大，門(mén)密洞口面積?。ㄒ话悴淮笥趬w面積50%），因而框筒工作不同于普通平面框架，而有很好的空間整體作用，類(lèi)似一個(gè)多孔的豎向箱形梁，有很好的抗風(fēng)和抗震性能。
（3）成束筒結(jié)構(gòu)。在平面內(nèi)設(shè)置多個(gè)剪力墻薄壁簡(jiǎn)體，每個(gè)筒體都比較小，這種結(jié)構(gòu)多用于平面形狀復(fù)雜的建筑中。
【關(guān)鍵詞】剪力墻結(jié)構(gòu)；建筑結(jié)構(gòu)；應(yīng)用研究
前言在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)的剛度和側(cè)向荷載作用下的內(nèi)力效應(yīng)是需要特別重視的。剪力墻結(jié)構(gòu)作為一種高層結(jié)構(gòu)體系，在現(xiàn)代高層建筑應(yīng)用非常廣泛，由于結(jié)構(gòu)具有降低地震的作用，滿(mǎn)足了我國(guó)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范。剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是：整體性好、剛度大，抵抗側(cè)向變形能力強(qiáng)；抗震性能較好，設(shè)計(jì)合理時(shí)結(jié)構(gòu)具有較好的塑性變形能力。其缺點(diǎn)是：受樓板跨度的限制（一般為3^-8m），剪力墻間距不能太大，建筑平面布置不夠靈活。為了保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性，設(shè)計(jì)師往往需要采用較為保守的方法調(diào)整計(jì)算結(jié)果，并采用加強(qiáng)的構(gòu)造措施。本文探討剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用具有重要的意義
1、剪力墻結(jié)構(gòu)概述
1.1剪力墻結(jié)構(gòu)定義
采用鋼筋混凝土板來(lái)代普傳統(tǒng)的框架中的梁柱，以此承受豎向和水平方向的各類(lèi)荷載，使其發(fā)揮最大化的使用性能。一般剪力墻結(jié)構(gòu)的建設(shè)規(guī)模較大，并能夠控制結(jié)構(gòu)的水平力，與柱子的受力程度非常相似，采用鋼筋混凝土板承受豎向和水平力的結(jié)構(gòu)剪力墻，是建筑結(jié)構(gòu)中常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)體系。剪力墻結(jié)構(gòu)的組織形狀相似于板狀，承擔(dān)著各種荷載引起的內(nèi)力，可實(shí)際厚度較小，決定了剪力墻結(jié)構(gòu)的具體形狀以及承受能力的大小。剪力墻結(jié)構(gòu)主要是指豎向的鋼筋混凝土墻板，承受來(lái)自垂直方向和水平方向的力的結(jié)構(gòu)，從而有效地控制建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的水平力，具有良好的抗震性，因此得到了較為廣泛的應(yīng)用。
1.2 剪力墻結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
剪力墻作為承擔(dān)豎向荷載，是抵擋水平荷載的主要結(jié)構(gòu)。就目前我國(guó)建筑工程現(xiàn)狀而言，剪力墻結(jié)構(gòu)由于造價(jià)高、施工困難、材料耗費(fèi)大的特點(diǎn)而往往被建設(shè)單位所限制。整體剪力墻，受力狀態(tài)如同豎向懸臂梁，洞口至墻邊的凈距及洞口之間的凈距大于洞孔長(zhǎng)邊尺寸。小開(kāi)口整體剪力墻，除了整個(gè)墻截面產(chǎn)生整體彎矩外，在水平荷載作用下，當(dāng)墻肢中的局部彎矩不超過(guò)墻體整體彎矩的15%時(shí)，這種剪力墻稱(chēng)之為小開(kāi)口整體剪力墻。聯(lián)肢剪力墻，每根連梁中部有反彎點(diǎn)，由連梁把墻肢聯(lián)結(jié)起來(lái)的結(jié)構(gòu)體系，成為連梁約束的墻肢所組成的聯(lián)肢墻。壁式框架，墻肢寬度較小，比聯(lián)肢剪力墻更寬，介于剪力墻和框架之間的一種過(guò)渡形式。
1.3 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則
在目前的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，剪力墻的應(yīng)用極為廣泛，特別是在大型的高層建筑物中，其身影更是隨處可見(jiàn)?；谶@一原理，我們?cè)谠O(shè)計(jì)的時(shí)候?qū)τ诩袅Y(jié)構(gòu)需要遵循的原則主要包含有以下幾個(gè)方面：
1.3.1剪力墻高度和寬度比合理控制
由于剪力墻結(jié)構(gòu)的高度和寬度往往較大，導(dǎo)致設(shè)計(jì)不合理，造成扭轉(zhuǎn)變形過(guò)大，當(dāng)比值過(guò)小的時(shí)候可以按照柱體結(jié)構(gòu)要求來(lái)設(shè)計(jì)，受力形態(tài)顯著的趨于柱子結(jié)構(gòu)。由于剪力墻與柱子結(jié)構(gòu)區(qū)別在于肢長(zhǎng)和厚度，在增加豎向構(gòu)件的剛度來(lái)調(diào)整樓層之間的位移以外，避免剪力墻和平面外梁連接使墻肢外彎，它沿著平面作用在承擔(dān)相應(yīng)的水平應(yīng)力，就形成了顯著的扭轉(zhuǎn)變形和剪切變形幾何特征。如果豎向構(gòu)件數(shù)量很多，不能有效滿(mǎn)足樓層間位移的需要，在建筑物中應(yīng)盡量減少扭轉(zhuǎn)變形。
1.3.2墻體整體結(jié)構(gòu)作用力
計(jì)算剪力墻的寬度，按照斜截面受剪承載力進(jìn)行分析和驗(yàn)算。這種設(shè)計(jì)形式有一個(gè)必要的前提條件，墻體所受負(fù)荷作用比較集中且大，取剪力墻與墻體整體結(jié)構(gòu)之間的最小距離，通常都是墻肢總高度的十分之一，計(jì)算正截面承載力和水平擴(kuò)展力。為了防止安全隱患的發(fā)生，使其成為雙肢剪力墻，減輕建筑結(jié)構(gòu)的自身重量，提高建筑結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，這樣就使得剪力墻和整個(gè)結(jié)構(gòu)之間形成安全的抗震體系，充分保證樓層剪力系數(shù)的安全性。
3、剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
3.1 剪力墻合理定位
剪力墻的平面布置應(yīng)本著盡可能均勻、對(duì)稱(chēng)的原則，這樣有利于避免剪力墻出現(xiàn)平面外彎。對(duì)于截面較小的樓面梁的設(shè)計(jì)，盡量使墻面結(jié)構(gòu)的剛度中心和質(zhì)量中心完全重合，提高墻面穩(wěn)定性。剪力墻線(xiàn)內(nèi)打眼后插上鋼筋頭或取一段同墻厚一樣長(zhǎng)的鋼筋焊在主筋上（離地面5cm左右），可采用半剛接或鉸接的形式。在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)合理定位時(shí)，盡量拉通內(nèi)外剪力墻結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)角，減輕無(wú)約束性的截面剪力墻承載力，從而底部剪力一般均可控制在合理范圍內(nèi)，應(yīng)避免僅單向有墻的結(jié)構(gòu)形式，在實(shí)際使用運(yùn)用中使得剪力墻結(jié)構(gòu)剛度趨于合理，抗震性能也高。
3.2 剪力墻中大墻肢處理
剪力墻在施工的過(guò)程中由于結(jié)構(gòu)本身容易呈現(xiàn)出彎曲破壞形式。通常情況下，剪力墻在設(shè)計(jì)中極容易形成高狀結(jié)構(gòu)的剪力墻，存在著延伸性要求，可以充分發(fā)揮墻體配筋的支撐作用。在設(shè)計(jì)工作中，結(jié)構(gòu)施工與設(shè)計(jì)中也需要具備相應(yīng)的延展特性，滿(mǎn)足其承載力要求的基礎(chǔ)上將剪力墻分割成為均勻的獨(dú)立小塊，這對(duì)于提高剪力墻結(jié)構(gòu)整體性和工作環(huán)境承受力度具有穩(wěn)定性作用。對(duì)于較長(zhǎng)的剪力墻，在與墻體結(jié)構(gòu)整體集合中可以進(jìn)行分層間隔設(shè)計(jì)。
結(jié)論
隨著高層建筑的快速發(fā)展，剪力墻結(jié)構(gòu)作為高層建筑結(jié)構(gòu)的一種主要形式，被廣泛運(yùn)用于大量工程結(jié)構(gòu)中。剪力墻結(jié)構(gòu)作為高強(qiáng)度的建造技術(shù)能有效的提高建筑的抗震性能和抗側(cè)移能力。因?yàn)槠渥陨韮?yōu)越的特點(diǎn)，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻的應(yīng)用越來(lái)越為廣泛，在進(jìn)行剪力墻設(shè)計(jì)的時(shí)候一定要根據(jù)工程的實(shí)際情況合理的采用，相應(yīng)的技術(shù)人員在設(shè)計(jì)中一定要嚴(yán)格要求自己，避免人為的設(shè)計(jì)失誤，設(shè)計(jì)出完美的作品。還需要不斷的積累經(jīng)驗(yàn)，改善現(xiàn)有的剪力墻設(shè)計(jì)，使得我國(guó)的建筑行業(yè)長(zhǎng)久持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]張彥彬.試析高層建筑工程的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].黑龍江科技信息，2011，（16）.
[2]王春偉.高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題分析[J].黑龍江科技信息，2011，（23）.
[3]韋靜.淺析剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].中國(guó)城市經(jīng)濟(jì)，2011（12）：45-46.
