發(fā)布時間：2023-10-08 15:43:51
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計原理樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
關(guān)鍵字：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；特點；問題；措施
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)設(shè)計的特點
（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，其自身重量會與使用荷載會導(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)的動力特性有密切關(guān)系，對結(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。對此，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中應(yīng)注重水平荷載問題，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)計中，結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移會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)向變形的幾率也會增加。如果結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移控制不好，很可能會使填充墻等建筑裝飾出現(xiàn)開裂，甚至?xí)l(fā)生房屋側(cè)塌而危害人民的生命財產(chǎn)安全，所以高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(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)相對更柔和，在發(fā)生地震或者地基不規(guī)則沉降時會增加結(jié)構(gòu)變形的幾率，也會使結(jié)構(gòu)變形更大。對此，高層建筑單位應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中應(yīng)注重對構(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，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計還應(yīng)考慮地震荷載，注意加強(qiáng)抗震設(shè)計，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)計應(yīng)注意的問題
（一）高層建筑結(jié)構(gòu)超高現(xiàn)象嚴(yán)重
我國高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的高度具有嚴(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)計方法要求，分為A級高度與B級高度兩個標(biāo)準(zhǔn)。但目前高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中超高問題比較普遍，存在不少高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計沒能嚴(yán)格遵守國家規(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)計方法的要求變更，使施工圖紙審查沒能得以通過，從而導(dǎo)致建筑工程工期與造價等造成巨大的影響。
（二）短肢剪力墻的設(shè)置問題
目前我國高層建筑設(shè)計規(guī)范對于短肢剪力墻已經(jīng)作出明確的定義與新的規(guī)定，對于短肢剪力墻在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用也提出了具體的要求。但現(xiàn)實中，存在不少高層建筑單位在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中沒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)計工作出現(xiàn)麻煩，也為建筑工程竣工質(zhì)量檢驗造成問題。此外，我國現(xiàn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)相對較低，具體的抗震計算方法不夠精確、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)計不標(biāo)準(zhǔn)
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的地基與基礎(chǔ)階段的設(shè)計好壞對工程后期設(shè)計以及整體設(shè)計工作的進(jìn)行產(chǎn)生重要的影響，也是高層建筑工程造價的決定性因素。倘若高層建筑沒有做好地基與基礎(chǔ)設(shè)計，所造成的問題很可能會導(dǎo)致巨大的損失。地基與基礎(chǔ)設(shè)計需要根據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計所在地形、地質(zhì)條件以及當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)狀況等，但在實際工作中，有的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計單位沒有對施工當(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)類型與設(shè)計處理方法，使得地基與基礎(chǔ)設(shè)計不能達(dá)到國家規(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)計水平的措施
（一）進(jìn)行科學(xué)的概念設(shè)計
在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中應(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，可以通過進(jìn)行科學(xué)、合理的概念設(shè)計促進(jìn)設(shè)計方案更合理化與人性化，增加結(jié)構(gòu)自身抵抗扭轉(zhuǎn)的性能與減少因為地震作用引發(fā)的建筑結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)問題，從而使結(jié)構(gòu)設(shè)計工作更完善。
（二）建立合理的結(jié)構(gòu)體系
在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中選擇合理的結(jié)構(gòu)體系很重要，設(shè)計師應(yīng)根據(jù)建筑工程的實際要求與當(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。現(xiàn)階段我國高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計體系多采用簡體結(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，其適用環(huán)境也不相同，設(shè)計師應(yīng)在建筑工程具體要求與理論和計算方法的基礎(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
首先，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計單位應(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)實用、布局靈活多樣，從而有利于延長高層建筑的使用壽命。
（四）進(jìn)行科學(xué)計算
在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，設(shè)計師科學(xué)、準(zhǔn)確地進(jìn)行各類數(shù)據(jù)的計算是不可避免的。設(shè)計師應(yīng)注重結(jié)合高層建筑結(jié)構(gòu)的實際具體情況選取合適的計算模型，并注意在進(jìn)行概念設(shè)計時盡量簡化計算過程，從而有利于保證設(shè)計工作的時效性。隨著各種專業(yè)計算機(jī)軟件與工具的廣泛應(yīng)用，設(shè)計師需要熟悉掌握其操作流程，從而可以在將各種實地測量數(shù)據(jù)輸入到系統(tǒng)后短時間內(nèi)計算出所需的各種專業(yè)數(shù)據(jù)，不僅可以提高設(shè)計師的工作效率，而且增強(qiáng)了設(shè)計方案的準(zhǔn)確性。
四、結(jié)束語
總之，隨著我國高層建筑事業(yè)的快速發(fā)展，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要求越來越高。在結(jié)構(gòu)設(shè)計過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。對此，設(shè)計師應(yīng)不斷應(yīng)用新的理念與方法、積累良好的經(jīng)驗，以最大限度提高高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性、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；存在問題
中圖分類號：TU208文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
前言
城市建設(shè)步伐的加快同時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，在實際施工的過程中，需要綜合對其結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行考慮，因為結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(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)計要本著科學(xué)、合理、安全、高效等原則，不僅能夠為人們提供使用上的便利，而且也要體現(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)勢和優(yōu)點，才能有效發(fā)揮其功能和作用。
1.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點
和一般建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計來說，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要求的專業(yè)性更強(qiáng)，對于不同的結(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的高度，其結(jié)構(gòu)的設(shè)計特點主要包括：
1.1、水平力設(shè)計
在一般的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，以重力為代表的豎向荷載控制著建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計，但是在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，豎向荷載對結(jié)構(gòu)設(shè)計有著很重要的影響，而水平荷載起到了決定性的作用。這主要是因為樓面和建筑結(jié)構(gòu)的自重在結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件中的軸力和彎矩數(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，對于一定高度的建筑物來說，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)動力性的變化而變化。
1.2、抗震設(shè)計
高層建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計的過程中，往往需要考慮的是結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計，而抗震設(shè)計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)生地震的時候，可以將建筑受損降低到最低。
1.3、軸向變形設(shè)計
高層建筑物的軸向變形設(shè)計常常需要采取框架體系和框架，也就是說剪力墻體系。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，這種軸向變形的差距將會拉大，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)計中存在的問題
2.1、樓層平面剛度的問題
當(dāng)前的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的一個常見問題便是樓層平面剛度的問題。一些高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員缺乏必要的結(jié)構(gòu)觀念或者在布置建筑結(jié)構(gòu)時，沒有采取必要的措施，采用的是樓板變形計算程序。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，有時甚至是準(zhǔn)確無誤的，但作為計算的前提是，無法確保計算結(jié)果的準(zhǔn)確，其程序計算也就不再具有意義了。因此，按照這種結(jié)構(gòu)設(shè)計的方式進(jìn)行結(jié)構(gòu)的設(shè)計，肯定會存在這樣或者那樣的問題，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)超高層的問題
高層建筑在建設(shè)施工過程中容易出現(xiàn)高度超標(biāo)的問題，凡是超過規(guī)定科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的高層建筑，無論在結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、建筑安全度，還是抵御自然災(zāi)害能力方面都會受到負(fù)面影響，一些建筑施工企業(yè)無視高層建筑超高問題，對高層建筑實行無限度增高，面對這一問題，相關(guān)部門必須須出臺一套科學(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級上升到了B級，而且對應(yīng)的高層建筑的設(shè)計模式也得到了發(fā)展和更新，當(dāng)前的高層建筑高度設(shè)計必須嚴(yán)格依照國家相關(guān)法律法規(guī)規(guī)定進(jìn)行科學(xué)控制，同時也要將其抗震性能"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算剪力不能夠達(dá)到減壓比的要求，一般來講剪力墻的墻肢通過連梁組成一個整體，從而讓剪力墻擁有比較大的抗側(cè)剛度。在剪力墻發(fā)生形變的時候，連梁此時就會承擔(dān)很大的彎矩和剪力。連梁會最先開裂，這也正是連梁在地震時起到的保護(hù)，連梁超筋會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；平面中的墻段過長，其中容易發(fā)生連梁超筋和墻面的強(qiáng)制平面長度大小均勻。
3.提高高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的措施
3.1、平面和立面的選擇
（1）在結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，盡可能的把結(jié)構(gòu)的剛度、幾何惡化結(jié)構(gòu)中心設(shè)計在一個點上，如果不能達(dá)到這個要求，那么就會影響后期的施工，最主要的還是扭轉(zhuǎn)問題。扭轉(zhuǎn)問題是指由于水平荷載力的因素，結(jié)構(gòu)發(fā)生振動扭轉(zhuǎn)效用，可能會對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生危害。
（2）在對平面和立面選擇的時候，平面應(yīng)該避免復(fù)雜、盡可能的做到對稱、規(guī)則和簡單。相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)果顯示出來，結(jié)構(gòu)如果不對稱，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）對于完全對稱的高層建筑結(jié)構(gòu)，同樣需要注意凸起部分的比例問題，比例一定要符合設(shè)計的要求，不能夠太大，也不能夠太小，在發(fā)生問題時，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。這主要是因為剛度突變是剪力墻被切斷導(dǎo)致的。總的來說，不能一味追求建筑的新穎設(shè)計，而忽略建筑的安全設(shè)計。
3.2耐久性的優(yōu)化設(shè)計
在之前大部分混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方案中，很多沒有充分考慮到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計耐久性，也就是保證高層建成之后，在合理使用期限內(nèi)，要能滿足用戶正常使用要求但是很多的設(shè)計未能達(dá)到，造成此現(xiàn)象的根本原因是沒有充分考慮到建筑結(jié)構(gòu)在使用的過程中，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；對一般高層混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計來說，低造價和省材料設(shè)計都應(yīng)為滿意的結(jié)構(gòu)設(shè)計，但隨著人們生活水平的提高和在實際工程中，有時在其他使用要求或技術(shù)指標(biāo)上升為設(shè)計主要矛盾時，設(shè)計者們就要放棄對經(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)計的主要目的時，就應(yīng)依據(jù)設(shè)計所要面對的關(guān)鍵性問題，分清主次，選多目標(biāo)或單目標(biāo)來實施優(yōu)化，達(dá)到滿意效果。
3.3、準(zhǔn)確設(shè)置參數(shù)
現(xiàn)代建筑建?；径际褂糜嬎銠C(jī)設(shè)計軟件來進(jìn)行，軟件進(jìn)行建模方面快捷，但是有一點非常的重要，那就是對于參數(shù)的設(shè)計，參數(shù)的正確與否直接會影響到最后建模的正確。一般來說不要隨意地修改系統(tǒng)參數(shù)，在對參數(shù)進(jìn)行修改時一定要注意參數(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)的計算，在參數(shù)進(jìn)行設(shè)置的時候，一定要注意不同結(jié)構(gòu)里參數(shù)的不同。對于使用計算機(jī)建模，必須要求使用者對計算機(jī)運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算機(jī)解決問題，另一方面有時候計算機(jī)也可能會出現(xiàn)錯誤，設(shè)計人員一定要能夠自己進(jìn)行手動的核算，對結(jié)果進(jìn)行仔細(xì)地檢查，避免設(shè)計出現(xiàn)較大的錯誤。
結(jié)束語
對于高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計，首先要考慮的是其與多層建筑設(shè)計的不同。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)計者在進(jìn)行設(shè)計的時候要遵循高層建筑的設(shè)計原則，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)
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【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計；常見問題；施工質(zhì)量；設(shè)計質(zhì)量
引言
一直以來，支撐和滿足建筑空間嘴重要的一個體系就是建筑結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)設(shè)計它是一門非常具有學(xué)問的學(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。雖然我們并不會經(jīng)常在工程師的圖紙上看到這些基本原理，但是有一點我們不能否認(rèn)，那就是始終指導(dǎo)與貫穿著結(jié)構(gòu)設(shè)計全過程的正是這些基本原理。在實際操作之中, 因為不同的原因, 結(jié)構(gòu)設(shè)計人員容易在砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計、屋面梁與配筋、高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計等等環(huán)節(jié)出現(xiàn)一些問題，導(dǎo)致失誤。主要問題有以下幾點:
1 砌體結(jié)構(gòu)的設(shè)計
1.1 多層砌體房屋的建筑局部尺寸都不能滿足抗震要求，此部位沒有設(shè)構(gòu)造筋。國家有關(guān)條例規(guī)定，抗震設(shè)防烈度為6度、7度時，承重窗間墻最小寬度、承重外墻盡端至門窗洞邊的最小距離、非承重外墻盡端至門窗洞邊的最小距離、內(nèi)墻陽角至門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，在這些部位不能滿足要求的條件下，結(jié)構(gòu)設(shè)計應(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)計人員不論什么部位，都采用一樣的設(shè)置，這種做法會導(dǎo)致各種柱體的作用得不到充分發(fā)揮，還會造成浪費。比如房屋外墻最容易損壞的部位就是它的四個角，在構(gòu)造柱的設(shè)計上面，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，就讓縱墻來承擔(dān)其重量。樓板沿縱向擱置, 就會形成橫墻承擔(dān)重量，橫墻間距不入,一般就能滿足抗震的需求，,同時縱墻因為存在軸壓力，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，但是此種方案在實際操作中使用的并不多見。縱墻承重的結(jié)構(gòu)布置方案，橫墻間距大、數(shù)量小，并且軸壓力較小,所以對抗震極其不利，縱墻多容易引起彎曲破壞所以在選用的時候要小心謹(jǐn)慎才是?；旌铣兄亟Y(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，彈性模量以及動力性能兩種，這兩個組成部分相差較大，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)計中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，應(yīng)當(dāng)從抗震的概念設(shè)計出發(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，設(shè)計人員為了方便，屋面梁直接使用和層梁一樣的尺寸。因為屋面梁荷載很小，計算結(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。對于一般的梁，為了保持鋼筋骨架的剛度，同時為了承受溫度和收縮應(yīng)力及防止梁腹出現(xiàn)過大的裂縫，一般構(gòu)造措施為梁腹板高度大于450mm時加設(shè)腰筋，它的間距要小于200mm，然后拉筋勾連。對于受扭構(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與梁截面短邊長度。對于設(shè)置懸挑檐口的屋面梁，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中誤等同一般梁，未按受扭構(gòu)件設(shè)計配筋。
2.3 樓層平面剛度。一些設(shè)計在缺乏基本的結(jié)構(gòu)觀念以及結(jié)構(gòu)布置缺乏必要措施的時候，采用樓板變形的計算程序。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。首先計算的大前提都做不到“精確”，就更不要指望其結(jié)果會“正確”了。據(jù)此進(jìn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計肯定存在著結(jié)構(gòu)不安全成分或者結(jié)構(gòu)某些部位或構(gòu)件安全儲備過大等現(xiàn)象。為了使程序的計算結(jié)果基本上反映結(jié)構(gòu)的真實受力狀況而不會導(dǎo)致根本性的誤差，設(shè)計時就要盡量將樓層設(shè)計成剛性樓面。
3 高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計
在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中， 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，也就是三心合一。加入在結(jié)構(gòu)設(shè)計中不能做到這一點，那么就會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)問題。扭轉(zhuǎn)問題就是結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下發(fā)生的扭轉(zhuǎn)振動效應(yīng)。 它在風(fēng)載等水平荷載載荷情況下會對結(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)計的同時，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單、規(guī)則和對稱的形狀，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。平面布置不對稱、過多的外凸和內(nèi)凹等復(fù)雜形式。在高層結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計中，結(jié)構(gòu)體系的選擇、布置和構(gòu)造措施比軟件的計算結(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等多方面因素。資料及力學(xué)分析表明，在不對稱結(jié)構(gòu)中，結(jié)構(gòu)在凹凸拐角等處容易造成應(yīng)力集中，因此會帶來破壞，在實際應(yīng)用中應(yīng)盡量避免。至于完全對稱的結(jié)構(gòu)，也應(yīng)注意凸出部分的尺寸比例。對于凸出部分過長的，結(jié)構(gòu)設(shè)計中就應(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)計中要求一定要切斷少數(shù)剪力墻時，其他剪力墻在該切斷層處就要必須加強(qiáng)。總之，標(biāo)新立異的平面和立面設(shè)計是以結(jié)構(gòu)的抗震及安全性能為代價的。
4 總結(jié)
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的推動者和執(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)計思想。相信在我們的共同努力與配合下，我們的設(shè)計水平一定會有很大的提高。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土，高層建筑，結(jié)構(gòu)設(shè)計
中圖分類號：TU318文獻(xiàn)標(biāo)識碼： 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
闡述混凝土如果沒有雜質(zhì)比較純凈的話，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的結(jié)構(gòu)，因此，必須在一定程度上對這種純混凝土進(jìn)行改造，只有通過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，將會出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，如果是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，鋼筋將會對這種拉力進(jìn)行承受，使得混凝土的的抗壓性能大大增強(qiáng)，同時也將鋼筋的抗拉性能也充分發(fā)揮了出來?；炷梁弯摻畎凑找欢ǖ谋壤M(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。混凝土在出現(xiàn)硬化的過程中會自動的進(jìn)行收縮，在這期間，鋼筋內(nèi)部將會對其產(chǎn)生很大的影響，混凝土便會在這種情況下出現(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，特別是對鋼筋混凝土進(jìn)行比例分配時更應(yīng)該著重關(guān)注和考慮。對于拉應(yīng)力來說，混凝土具有較低的壓力，盡管對鋼筋進(jìn)行及時的內(nèi)部配備的情況下，仍然不能對這種情況有所改觀。因此，必須適當(dāng)?shù)膶炷吝M(jìn)行壓力施加。
2 闡述鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計要求
不同的高層建筑師所設(shè)計出的鋼筋結(jié)構(gòu)是不相同的，這主要是因為高層建筑設(shè)計師對于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的理念和認(rèn)識理解不同，有自己獨特的設(shè)計風(fēng)格和設(shè)計方案，再加上國家也對不同高層建筑具有不同的設(shè)計政策和規(guī)定，導(dǎo)致高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計存在著較大的差異和不同。盡管高層建筑設(shè)計師所設(shè)計的鋼筋混凝土結(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)計規(guī)范和要求，也就是穩(wěn)定性原則。我國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，高層建筑設(shè)計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)計的過程中，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)則性問題
在規(guī)則性問題上新規(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)則性問題等。另外新規(guī)范中對此類問題通過強(qiáng)制性規(guī)定進(jìn)行了明確“不規(guī)則的設(shè)計方案不能夠應(yīng)用到建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計中?！彼?，工程師在進(jìn)行主結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中需要對新規(guī)范中所限定的條件進(jìn)行嚴(yán)格把控，避免由于設(shè)計初期的問題影響后期施工圖。
3.2 結(jié)構(gòu)超高
在相關(guān)建筑規(guī)范中，針對結(jié)構(gòu)的高度都會進(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。在實際工程設(shè)計中，會多少忽略某些問題，這種由于結(jié)構(gòu)類型變更而產(chǎn)生的問題會使得結(jié)構(gòu)類型出現(xiàn)變更，從而施工圖不能夠通過審查，因而造成了需要重新設(shè)計以及專家論證等問題，這會極大的影響工程的進(jìn)度以及工程造價，同時會對工程造成整體影響。
3.3 設(shè)置嵌固端
高層建筑由于其建筑結(jié)構(gòu)特點，一般都會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，工程師往往會在設(shè)計中忽視其設(shè)置不當(dāng)所帶來的問題。
4 強(qiáng)化鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計水平的有效措施
4.1 合理選擇鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)
我國是個幅員遼闊的國家，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，這就使得我國不同地區(qū)的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不盡相同。因此，在對高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計的過程中，必須對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的選擇，始終堅持以地區(qū)的高層建筑特點為前提和依據(jù)。在高層建筑設(shè)計中，通常情況下，高層建筑設(shè)計師會選擇剪力墻結(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。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高層建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時必須重視的一個因素。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國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，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)計要求。在對高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時，需要對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)計的密切參與和配合，根據(jù)自己的設(shè)計理念和設(shè)計風(fēng)格對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，在對剪力墻進(jìn)行布置時，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足相關(guān)高層建筑設(shè)計要求。
4.3 對鋼筋混凝土進(jìn)行及時加固
對鋼筋混凝土進(jìn)行及時的加固也是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要環(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鋼筋混凝土進(jìn)行加固。通過這種方式，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預(yù)應(yīng)力對鋼筋混凝土進(jìn)行加固，這也可以在一定程度上延長鋼筋混凝土的使用壽命，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計充分發(fā)揮其應(yīng)用的作用。
5 結(jié)束語
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)的市場競爭力，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；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
中圖分類號：TU318文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
1高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則
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)計的原則。一個優(yōu)秀的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計往往是這五個方面的最佳結(jié)合。完美的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計就是在努力追求這五個方面的最佳結(jié)合的過程中產(chǎn)生的,適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀、便于施工是結(jié)構(gòu)設(shè)計人員最終努力的目標(biāo),是結(jié)構(gòu)設(shè)計的最佳體現(xiàn)。
結(jié)構(gòu)設(shè)計一般在建筑設(shè)計之后,“受制”于建筑設(shè)計,但又“反制”于建筑設(shè)計。結(jié)構(gòu)設(shè)計不能破壞建筑設(shè)計,應(yīng)滿足、實現(xiàn)各種建筑要求;高層建筑設(shè)計不能超出結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力范圍,不能超出安全、經(jīng)濟(jì)、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計原則。結(jié)構(gòu)設(shè)計決定高層建筑設(shè)計能否實現(xiàn),從這個意義上講,結(jié)構(gòu)設(shè)計顯得更為重要,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,但一個適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀、便于施工的結(jié)構(gòu)設(shè)計也是工程師們的驕傲和成就。
2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與低層、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、施工技術(shù)的要求、施工工期長短和投
資造價的高低等。其主要特點有：
2.1 水平力是設(shè)計主要因素
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。而在高層建筑中，盡管豎向荷載仍對結(jié)構(gòu)設(shè)計產(chǎn)生重要影響，但水平荷載卻起著決定性作用。因為建筑自重和樓面使用荷載在豎向構(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)動力性的不同而有較大的變化。
2.2 側(cè)移成為設(shè)計的控制指標(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，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)計要求更高，延性成為結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要指標(biāo)有抗震設(shè)防的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，除要考慮正常使用時的豎向荷載、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，通長采用延性系數(shù)μ來衡量延性的大小，μ=u/y如圖2。
3.3概念設(shè)計與理論計算同等重要
概念設(shè)計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)定的問題，必須由工程師運用“概念”進(jìn)行分析，做出判斷，以便采取相應(yīng)措施。概念設(shè)計帶有一定經(jīng)驗性。高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計計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)致理論分析計算和實際情況相差數(shù)倍之多。尤其是當(dāng)結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性階段之后，會出現(xiàn)構(gòu)件的局部開裂，甚至破壞，這時結(jié)構(gòu)就很難用常規(guī)的計算原理去進(jìn)行內(nèi)力分析。實踐表明，在設(shè)計中把握好高層建筑的概念設(shè)計，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)，再輔以必要的計算和結(jié)構(gòu)措施，才能設(shè)計出具有良好抗震性能的高層建筑。將注重概念設(shè)計作為高層建筑結(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.明確的計算簡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，形成空間結(jié)構(gòu)體系?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點是建筑平面布置靈活，可以做成有較大空間的會議室、餐廳、車間、營業(yè)廳、教室等。需要時，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。
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。
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、開間大、跨度大，很適合現(xiàn)在的建筑設(shè)計要求。
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)。
4結(jié)語
總之，高層建筑的高度和數(shù)量，從一個側(cè)面反映一個國家科學(xué)技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度但對于高層建筑亦應(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)計與特點[J]。中國高新技術(shù)企業(yè)，2009（11）
關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；原則；特點；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
中圖分類號:[TU208.3]文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：
1高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則
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)計的原則。一個優(yōu)秀的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計往往是這五個方面的最佳結(jié)合。完美的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計就是在努力追求這五個方面的最佳結(jié)合的過程中產(chǎn)生的,適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀、便于施工是結(jié)構(gòu)設(shè)計人員最終努力的目標(biāo),是結(jié)構(gòu)設(shè)計的最佳體現(xiàn)。
結(jié)構(gòu)設(shè)計一般在建筑設(shè)計之后,“受制”于建筑設(shè)計,但又“反制”于建筑設(shè)計。結(jié)構(gòu)設(shè)計不能破壞建筑設(shè)計,應(yīng)滿足、實現(xiàn)各種建筑要求;高層建筑設(shè)計不能超出結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力范圍,不能超出安全、經(jīng)濟(jì)、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計原則。結(jié)構(gòu)設(shè)計決定高層建筑設(shè)計能否實現(xiàn),從這個意義上講,結(jié)構(gòu)設(shè)計顯得更為重要,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,但一個適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀、便于施工的結(jié)構(gòu)設(shè)計也是工程師們的驕傲和成就。
2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與低層、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、施工技術(shù)的要求、施工工期長短和投
資造價的高低等。其主要特點有：
2.1 水平力是設(shè)計主要因素
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。而在高層建筑中，盡管豎向荷載仍對結(jié)構(gòu)設(shè)計產(chǎn)生重要影響，但水平荷載卻起著決定性作用。因為建筑自重和樓面使用荷載在豎向構(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)動力性的不同而有較大的變化。
2.2 側(cè)移成為設(shè)計的控制指標(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，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)計要求更高，延性成為結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要指標(biāo)有抗震設(shè)防的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，除要考慮正常使用時的豎向荷載、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，通長采用延性系數(shù)μ來衡量延性的大小，μ=u/y如圖2。
3.3概念設(shè)計與理論計算同等重要
概念設(shè)計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)定的問題，必須由工程師運用“概念”進(jìn)行分析，做出判斷，以便采取相應(yīng)措施。概念設(shè)計帶有一定經(jīng)驗性。高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計計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)致理論分析計算和實際情況相差數(shù)倍之多。尤其是當(dāng)結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性階段之后，會出現(xiàn)構(gòu)件的局部開裂，甚至破壞，這時結(jié)構(gòu)就很難用常規(guī)的計算原理去進(jìn)行內(nèi)力分析。實踐表明，在設(shè)計中把握好高層建筑的概念設(shè)計，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)，再輔以必要的計算和結(jié)構(gòu)措施，才能設(shè)計出具有良好抗震性能的高層建筑。將注重概念設(shè)計作為高層建筑結(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.明確的計算簡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，形成空間結(jié)構(gòu)體系?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點是建筑平面布置靈活，可以做成有較大空間的會議室、餐廳、車間、營業(yè)廳、教室等。需要時，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。
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。
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、開間大、跨度大，很適合現(xiàn)在的建筑設(shè)計要求。
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)。
4結(jié)語
總之，高層建筑的高度和數(shù)量，從一個側(cè)面反映一個國家科學(xué)技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度但對于高層建筑亦應(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相協(xié)調(diào)。
參考文獻(xiàn)
[關(guān)鍵詞]高層建筑；結(jié)構(gòu)特點；結(jié)構(gòu)體系 文章編號：2095-4085（2015）08-0037-02
1.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與低層、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、施工工期長短和投資造價的高低等。其主要特點有：
1.1水平力是設(shè)計主要因素
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。而在高層建筑中，盡管豎向荷載仍對結(jié)構(gòu)設(shè)計產(chǎn)生重要影響，但水平荷載卻起著決定性作用。因為建筑自重和樓面使用荷載在豎向構(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)計要求更高
有抗震設(shè)防的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，除要考慮正常使用時的豎向荷載、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，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)計與理論計算同樣重要
抗震設(shè)計可以分為計算設(shè)計和概念設(shè)計兩部分。高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計計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)致理論分析計算和實際情況相差數(shù)倍之多，尤其是當(dāng)結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性階段之后，會出現(xiàn)構(gòu)件局部開裂甚至破壞，這時結(jié)構(gòu)已很難用常規(guī)的計算原理去進(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)計原則
（1）鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(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)計中，應(yīng)保證結(jié)構(gòu)整體抗震性能，使整個結(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，即形成一個空間結(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)廠房和倉庫中。
（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斜交布置，它剛度大，空問整體性好，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，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，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簡體結(jié)構(gòu)體系
隨著建筑層數(shù)、高度的增長和抗震設(shè)防要求的提高，以平面工作狀態(tài)的框架、剪力墻來組成高層建筑結(jié)構(gòu)體系，往往不能滿足要求。這時可以由剪力墻構(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，由一個或多個筒體為主抵抗水平力的結(jié)構(gòu)稱為筒體結(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)受力特點類似框架一剪力墻結(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，門密洞口面積小（一般不大于墻體面積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，類似一個多孔的豎向箱形梁，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)置多個剪力墻薄壁簡體，每個筒體都比較小，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，滿足了我國抗震設(shè)計規(guī)范。剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是：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)計合理時結(jié)構(gòu)具有較好的塑性變形能力。其缺點是：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)計師往往需要采用較為保守的方法調(diào)整計算結(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)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(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
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)。就目前我國建筑工程現(xiàn)狀而言，剪力墻結(jié)構(gòu)由于造價高、施工困難、材料耗費大的特點而往往被建設(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邊尺寸。小開口整體剪力墻，除了整個墻截面產(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墻體整體彎矩的15%時，這種剪力墻稱之為小開口整體剪力墻。聯(lián)肢剪力墻，每根連梁中部有反彎點，由連梁把墻肢聯(lián)結(jié)起來的結(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渡形式。
1.3 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計原則
在目前的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，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?；谶@一原理，我們在設(shè)計的時候?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)計不合理，造成扭轉(zhuǎn)變形過大，當(dāng)比值過小的時候可以按照柱體結(jié)構(gòu)要求來設(shè)計，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)別在于肢長和厚度，在增加豎向構(gòu)件的剛度來調(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
計算剪力墻的寬度，按照斜截面受剪承載力進(jìn)行分析和驗算。這種設(shè)計形式有一個必要的前提條件，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)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(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、對稱的原則，這樣有利于避免剪力墻出現(xiàn)平面外彎。對于截面較小的樓面梁的設(shè)計，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。剪力墻線內(nèi)打眼后插上鋼筋頭或取一段同墻厚一樣長的鋼筋焊在主筋上（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，盡量拉通內(nèi)外剪力墻結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)角，減輕無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，在實際使用運用中使得剪力墻結(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)計工作中，結(jié)構(gòu)施工與設(shè)計中也需要具備相應(yīng)的延展特性，滿足其承載力要求的基礎(chǔ)上將剪力墻分割成為均勻的獨立小塊，這對于提高剪力墻結(jié)構(gòu)整體性和工作環(huán)境承受力度具有穩(wěn)定性作用。對于較長的剪力墻，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。
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。因為其自身優(yōu)越的特點，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中剪力墻的應(yīng)用越來越為廣泛，在進(jìn)行剪力墻設(shè)計的時候一定要根據(jù)工程的實際情況合理的采用，相應(yīng)的技術(shù)人員在設(shè)計中一定要嚴(yán)格要求自己，避免人為的設(shè)計失誤，設(shè)計出完美的作品。還需要不斷的積累經(jīng)驗，改善現(xiàn)有的剪力墻設(shè)計，使得我國的建筑行業(yè)長久持續(xù)發(fā)展。
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