高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)

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高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)范文第1篇

關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

0.引言

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)越來越成為高層建筑設(shè)計(jì)工作的難點(diǎn)與重點(diǎn)，給工程設(shè)計(jì)人員提出了更高的要求。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)極其重要，扎實(shí)、適用的基礎(chǔ)，是確保高層建筑質(zhì)量的關(guān)鍵所在。在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，要結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r，考慮好可能存在的一系列影響因素，把基礎(chǔ)設(shè)計(jì)做好。本文就高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)、設(shè)計(jì)原則以及基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的幾個問題進(jìn)行探討。

1.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

1.1水平荷載成為決定因素

首先，數(shù)據(jù)顯示樓房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)值僅與樓房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)件中引起的軸力與樓房高度的兩次方成正比。因此，水平荷載對高層建筑穩(wěn)定性的影響作用是很大的。

1.2軸向變形不可忽視

高層建筑中，豎向載荷很大，能在柱中引起較大的軸向變形，對連續(xù)梁彎矩產(chǎn)生影響，造成連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩減小，跨中正彎矩和端支座負(fù)彎矩值增大；此外還會對預(yù)測構(gòu)件的下料長度產(chǎn)生影響，要求根據(jù)軸向變形計(jì)算值，對下料長度進(jìn)行調(diào)整；另外對構(gòu)件剪力和側(cè)移產(chǎn)生影響，與考慮構(gòu)件豎向變形比較，會得出偏于不安全的結(jié)果。

1.3側(cè)移成為控制指標(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)，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，當(dāng)產(chǎn)生的附加內(nèi)力值超過一定數(shù)值時，將會導(dǎo)致房屋側(cè)塌。（2）使居住人員感到不適或驚慌。（3）使填充墻或建筑裝飾開裂或損壞，使機(jī)電設(shè)備管道損壞，使電梯軌道變型造成不能正常運(yùn)行。（4）使主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)大裂縫，甚至損壞。A，結(jié)構(gòu)延性是重要設(shè)計(jì)指標(biāo)。相對于較低樓房而言，高層建筑結(jié)構(gòu)更柔一些，在地震作用下的變形更大一些。為了使結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性變形階段后仍具有較強(qiáng)的變形能力，避免倒塌，特別需要在構(gòu)造上采取恰當(dāng)?shù)拇胧瑏肀ＷC結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。B，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的豎向荷載、風(fēng)荷載外，還必須使結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能，做到小震不壞、大震不倒。

2.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原則

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則是：注重概念設(shè)計(jì)，重視結(jié)構(gòu)選型與平、立面布置的規(guī)則性，擇優(yōu)選用抗震和抗風(fēng)好且經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)體系，加強(qiáng)構(gòu)造措施。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。在抗震設(shè)計(jì)中，應(yīng)保證結(jié)構(gòu)的整體性能，使整個結(jié)構(gòu)具有必要的承載力、剛度和延性。結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足下列基本要求：

（l）應(yīng)具有必要的承載力、剛度和變形能力。（2）應(yīng)避免因局部破壞而導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)破壞。（3）對可能的薄弱部位要采取加強(qiáng)措施。（4）結(jié)構(gòu)選型與布置合理，避免局部突變和扭轉(zhuǎn)效應(yīng)而形成薄弱部位。

3.高層建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)基本要求

基礎(chǔ)是房屋結(jié)構(gòu)的重要組成部分，房屋所受的各種荷載都要經(jīng)過基礎(chǔ)傳至地基。由于高層建筑層數(shù)多、上部結(jié)構(gòu)荷載很大，導(dǎo)致使其基礎(chǔ)具有埋置深度大，材料用量多，施工周期長，工程造價高等特點(diǎn)。為此，高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時應(yīng)滿足以下幾方面的要求：

（1）高層建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，應(yīng)綜合考慮建筑場地的地質(zhì)狀況、上部結(jié)構(gòu)的類型、施工條件、使用要求，確保建筑物不致發(fā)生過量沉降戒傾斜，滿足建筑物正常使用要求。還應(yīng)注意與相鄰建筑的相互影響，了解鄰近地下構(gòu)筑物及各項(xiàng)地下設(shè)施的位置和標(biāo)高，確保施工安全。（2）基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)上部結(jié)構(gòu)和地質(zhì)狀況進(jìn)行，宜考慮地基、基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)相互作用的影響。需要降低地下水位的，應(yīng)在施工時采取有效措施，避免因基坑降水而影響鄰近建筑物、構(gòu)筑物、地下設(shè)施等正常使用和安全。同時還應(yīng)注意降水的時間要求，以免停止降水后，水位過早上升，使建筑物發(fā)生上浮等問題。（3）高層建筑應(yīng)采用整體性好、能滿足地基的承載力和建筑物容許變形要求并能調(diào)節(jié)不均勻沉降的基礎(chǔ)形式。宜采用筏形基礎(chǔ)，必要時可采用箱形基礎(chǔ)。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件好、荷載較小，且能滿足地基承載力和變形要求時，也可采用交叉梁基礎(chǔ)或其他基礎(chǔ)形式；當(dāng)?shù)鼗休d力或變形不能滿足設(shè)計(jì)要求時，可采用樁基或復(fù)合地基。（4）高寬比大于4的高層建筑，基礎(chǔ)底面不宜出現(xiàn)零應(yīng)力區(qū)；高寬比不大于4的高層建筑，基礎(chǔ)底面與地基之間零應(yīng)力區(qū)面積不應(yīng)超過基礎(chǔ)底面面積的15%。計(jì)算時，質(zhì)量偏心較大的裙樓與主樓可分開考慮。（5）在地震區(qū)，高層建筑宜避開對抗震不利的地段；當(dāng)條件不允許避開不利地段時，應(yīng)采取可靠措施，使建筑物在地震地不致由于地基失穩(wěn)而破壞，或者產(chǎn)生過量下沉或傾斜。

4.基礎(chǔ)的埋深問題

高層建筑的基礎(chǔ)應(yīng)該要有一定的埋深，埋置深度可以從室外地坪一直算到基礎(chǔ)底面，對于獨(dú)立的高層建筑而言，基礎(chǔ)埋深比較容易確定，但當(dāng)今多數(shù)高層建筑與地下車庫都是相互連接的，當(dāng)?shù)叵萝噹旎A(chǔ)采用筏板基礎(chǔ)或設(shè)有防水底板的獨(dú)立基礎(chǔ)（防水底板不宜太薄）時，高層建筑的基礎(chǔ)埋深可從室外地坪算起，此時高層建筑地下室頂板及地下車庫頂板應(yīng)按嵌固層要求設(shè)計(jì)，地下車庫應(yīng)有足夠的側(cè)向剛度作為高層建筑的側(cè)限。假如不滿足以上條件的時候，高層建筑的基礎(chǔ)埋深應(yīng)該要從地下車庫地面算起。高層建筑通常設(shè)地下室來滿足埋深要求，主要有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢：

4.1提高地基承載力

當(dāng)高層建筑采用天然地基時，地基承載力可進(jìn)行修正。隨著基礎(chǔ)埋深的增加，修正后的地基承載力隨之增大，從而可滿足高層建筑對地基承載力的要求。

4.2有利于高層建筑上部結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定

高層建筑地下室外墻一般采用鋼筋鹼墻，地下室頂板厚不宜小于160mm，地下室具有較大的層間剛度，同時地下室外墻周邊土也提供了很大的側(cè)向剛度和約束。

此外在確定埋置深度時，應(yīng)考慮建筑物的高度、體型、地基土質(zhì)、抗震設(shè)防烈度等因素。埋置深度可從室外地坪算至基礎(chǔ)底面，并宜符合下列要求：（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（樁長不計(jì)在內(nèi)）。當(dāng)建筑物采用巖石地基或采取有效措施時，在滿足地基承載力、穩(wěn)定性要求及本規(guī)程第12.1.6條規(guī)定的前提下，基礎(chǔ)埋深可不受本條第1、2兩款的限制。當(dāng)?shù)鼗赡墚a(chǎn)生滑移時，應(yīng)采取有效的抗滑移措施。

5.結(jié)語

近些年來，我國的高層建筑發(fā)展十分迅速，建筑造型新穎獨(dú)特，建筑物的高度與規(guī)模不斷增加。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，地基是大樓的基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，作出合理的結(jié)構(gòu)方案選擇。并能根據(jù)具體情況進(jìn)行具體分析采取適當(dāng)?shù)拇胧┙鉀Q實(shí)際問題。才能不斷地完善和發(fā)展高層建筑。

參考文獻(xiàn)：

高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)范文第2篇

【關(guān)鍵詞】多高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；特點(diǎn)；問題

中圖分類號：TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1、前言

多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣關(guān)系到建筑后期的使用效果和安全性，所以，分析過高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，并分析需要注意的問題，提出設(shè)計(jì)的有效策略極其重要。

2、多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

2.1、軸向變形不容忽視

高層建筑中，豎向載荷很大，能在柱中引起較大的軸向變形，對連續(xù)梁彎矩產(chǎn)生影響，造成連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩減小，跨中正彎矩和端支座負(fù)彎矩值增大；此外還會對預(yù)測構(gòu)件的下料長度產(chǎn)生影響，要求根據(jù)軸向變形計(jì)算值，對下料長度進(jìn)行調(diào)整；另外對構(gòu)件剪力和側(cè)移產(chǎn)生影響，與考慮構(gòu)件豎向變形比較，會得出偏于不安全的結(jié)果。

2.2、結(jié)構(gòu)延性是重要設(shè)計(jì)指標(biāo)

相對于底層建筑而言，高層建筑的結(jié)構(gòu)更柔和一些，在地震作用下的變形更大一些。為了使高層建筑結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性變形階段后仍具有較強(qiáng)的變形能力，避免倒塌，特別需要在構(gòu)造上采取恰當(dāng)?shù)拇胧瑏肀ＷC結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。

2.3、水平荷載成為決定因素

一方面，因?yàn)楦邔咏ㄖ欠孔灾睾蜆敲媸褂煤奢d在豎構(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構(gòu)件中引起的軸力，是與樓房高度的兩次方成正比；另一方面，對某一定高度樓房來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用，其數(shù)值是隨結(jié)構(gòu)動力特性的不同而有較大幅度變化。

3、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選型

高層建筑的結(jié)構(gòu)體系作為抵抗來自垂直和水平方向荷載的傳力途徑，它主要是利用抗側(cè)力體系和相關(guān)的水平構(gòu)件與豎向構(gòu)件將荷載傳到基礎(chǔ)部分。

高層建筑結(jié)構(gòu)體系按照建筑材料可以分為鋼、混凝土組合結(jié)構(gòu)，鋼、混凝土混合結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)。這其中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系因?yàn)槠涑杀镜汀⒛突鹉途玫葍?yōu)良的性能而廣泛應(yīng)用于各類工程中，但是它本身仍舊存在一些如施工慢、自重大等缺點(diǎn)。而鋼結(jié)構(gòu)體系除了具有施工方便、抗震性能好、強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)外，同時還有著例如防火性差、成本高等缺點(diǎn)。鋼、混凝土組合結(jié)構(gòu)雖然繼承了二者的優(yōu)點(diǎn)，但是其節(jié)點(diǎn)部分的構(gòu)造復(fù)雜，所以并不能被廣泛應(yīng)用。同樣地，鋼、混凝土混合結(jié)構(gòu)一樣結(jié)合了兩者的優(yōu)點(diǎn)，但是在兩種材料的連接方面仍舊存在技術(shù)問題。高層建筑結(jié)構(gòu)體系常用的有框架、剪力墻結(jié)構(gòu)，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。框架結(jié)構(gòu)因?yàn)槭抢弥⒘旱冉Y(jié)構(gòu)來承重的，所以這種結(jié)構(gòu)體系的側(cè)向位移相對較大，一般適用于低于50m的建筑。剪力墻結(jié)構(gòu)因?yàn)槭强扛邔咏ㄖ膲w來承重的，所以這種結(jié)構(gòu)的整體性能相對較好，不易產(chǎn)生水平方向的變形，一般多應(yīng)用于高層建筑，但是因?yàn)槠湓谄矫嫔系牟贾貌粔蜢`活，所以很少在公共建筑設(shè)計(jì)中使用。而框架-剪力墻組合結(jié)構(gòu)則是結(jié)合了兩者的優(yōu)點(diǎn)、改善了其中的缺點(diǎn)，所以被廣泛應(yīng)用于高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。另外還有筒體結(jié)構(gòu)、框-筒結(jié)構(gòu)等。

4、對高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的一些實(shí)例分析

某員工宿舍，建筑共九層，總高33.5米,綜合長度是85.96米。第一層為員工食堂，從二層到六層為員工的宿舍，七層到九層作為公司高級員工的住所。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,按七度區(qū)設(shè)防,特征周期是0.35S，地震加速度是0.15進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，主體采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土的框架結(jié)構(gòu)。在結(jié)構(gòu)分析時，將整個的建筑結(jié)構(gòu)主要分成兩個單元，并且通過設(shè)縫將單元的長度均為42.7米。因本工程室內(nèi)的墻體比較多，導(dǎo)致了邊柱與中柱都要承受很大荷載。在建筑的底層柱上應(yīng)用的是C40的混凝土材料，中柱的橫截面積大約在950*1000。在最開始試算時，第一個周期為扭轉(zhuǎn)周期。依照技術(shù)規(guī)程之中所規(guī)定的內(nèi)容：結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主要內(nèi)容的第一自振周期是Tt和平動為主第一自振的周期T1的比值，A高度的高層建筑這個比值不可以大于0.9。在最開始的試算之中，Tt和T1的比值，均超過規(guī)范要求大于0.9，在之后的試算之中。通過以下措施進(jìn)行調(diào)整。

將底層的角柱橫截面積調(diào)整為850*800，同時將底層中柱的橫截面積調(diào)整成950*950，底層邊柱的橫截面接調(diào)整成900*950，通過結(jié)構(gòu)試算,第一個周期為平動周期，且Tt/T1的比值為0.87，滿足規(guī)范要求，使整個結(jié)構(gòu)順利完成。但是一旦框架柱的橫截面積過大，就會對下面的一些樓層平面在使用功能上有一定的影響，比如房間與衛(wèi)生間的框架柱截面太大，就會對使用功能造成一系列影響。對于此工程來說，如果在一些適當(dāng)?shù)奈恢眠M(jìn)行剪力墻的假設(shè)，使底層的角柱截面調(diào)整成500*500，而底層中柱和邊住的橫截面積調(diào)整成600*600，并將其進(jìn)行計(jì)算，會使經(jīng)濟(jì)上的指標(biāo)有一定的提高。

一般在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，普遍都是依照傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)與結(jié)構(gòu)規(guī)范以及建筑任務(wù)書所要求的內(nèi)容，來將結(jié)構(gòu)的類型確定之后，依照規(guī)范對于各種橫截面積的大小與位置進(jìn)行確定，而且一般依照實(shí)際的建筑平面以及功能對建筑構(gòu)件進(jìn)行位置的確定之后，普遍先對截面與剪力墻的尺寸進(jìn)行確定，之后再實(shí)行復(fù)核的計(jì)算。一旦截面大小不合適或者是構(gòu)件的位置不適當(dāng)，就需要進(jìn)行重新的調(diào)整而進(jìn)行釋放的核算，直到取得了合理的構(gòu)件位置與數(shù)量以及截面的大小。這個過程之中一般需要進(jìn)行很多的試算與調(diào)整，體現(xiàn)了建筑結(jié)構(gòu)布置合理的重要性質(zhì)。而在此工程剪力墻的實(shí)際布置之中，出現(xiàn)了很多的困難，因?yàn)榻ㄖ矫婀δ芾镆粚拥搅鶎拥母窬质遣幌嗤ǖ亩叵逻€要求有大空間的車庫與汽車的坡道。在設(shè)計(jì)中不但要滿足于上下的剪力墻能夠?qū)R，還要不影響建筑的功能，通過多次的試驗(yàn)之后在該剪力墻的布置處理之中應(yīng)用相應(yīng)原則來處理。

5、設(shè)計(jì)殊問題的處理

5.1、框剪結(jié)構(gòu)中剪力墻的數(shù)量與位置

剪力墻的布置應(yīng)本著均勻分散的原則盡量布置在建筑的周邊，并使其剛度中心和質(zhì)量中心盡量重合，可以按底層結(jié)構(gòu)截面面積與樓面面積之比為5%初步確定剪力墻截面厚度與柱截面，通過初步設(shè)計(jì)調(diào)整截面，使結(jié)構(gòu)分析結(jié)果的周期和位移，控制在合理范圍之內(nèi)。

5.2、豎向剛度變化的處理

為了調(diào)整剛度沿豎向的均勻分布，混凝土墻厚和柱子截面尺寸沿豎向逐漸變小，混凝土強(qiáng)度等級也應(yīng)由下至上逐漸變小，并相互交錯。在結(jié)構(gòu)剛度有明顯變化、受力有可能突變的樓層，如地下室頂板、裙房頂板及裙房過渡層的上下層樓板、塔樓的大屋面及開大洞口的樓層，均將樓板加厚，并雙層配筋，以增加樓板的平面剛度，起到剛性橫隔板的作用。

5.3、鋼骨柱節(jié)點(diǎn)的處理

鋼骨混凝土柱節(jié)點(diǎn)處鋼筋較密，混凝土澆筑困難。設(shè)計(jì)中梁柱縱筋均采用Ⅲ級（HRB400）鋼筋，以減少鋼筋根數(shù)，柱子鋼筋則集中布置在四角，同時采取寬扁梁方案，縱橫交叉梁選擇不同梁高和梁寬，窄梁縱筋部分（大于1/3）從鋼骨穿過，部分與節(jié)點(diǎn)鋼板焊接。寬梁縱筋部分從鋼骨兩側(cè)繞行，部分與節(jié)點(diǎn)鋼板焊接。

5.4、位移的限值問題確定

在高層建筑中，決定其頂點(diǎn)位移的限值因素不僅是數(shù)值大小，還與振動頻率密切相關(guān)。一般人對高層建筑中的振動頻率感知是很敏感的，而對震動幅度的大小則相對較弱，因此只要結(jié)構(gòu)的擺動頻率不是過高就能滿足建筑的應(yīng)用舒適度，對于為了避免由于結(jié)構(gòu)的變形過大而產(chǎn)生的層間相對位移現(xiàn)象，限值在現(xiàn)有的規(guī)范中是較嚴(yán)格的，可以適當(dāng)放松其指標(biāo)規(guī)定。再加上各種計(jì)算程序在算法中的區(qū)別，同一個結(jié)構(gòu)若采取不同的程序進(jìn)行計(jì)算，那么對層間位移數(shù)值也會造成較大差異，最主要原因就是每個軟件對“層間位移”的定義各不相同，有些是充分考慮樓層在經(jīng)過轉(zhuǎn)動后其最大角點(diǎn)的位移狀況，有些則單指樓層的形心位移情況。對于較規(guī)則的高層建筑而言，形心位移是十分重要的，而角點(diǎn)位移則主要反映出結(jié)構(gòu)樓層實(shí)際位移狀況，也是工程師在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題。

6、結(jié)束語

綜上所述，多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，要注意設(shè)計(jì)的要點(diǎn)問題，同時，設(shè)計(jì)方案必須要科學(xué)合理，要結(jié)合項(xiàng)目工程的實(shí)際情況，重點(diǎn)問題要重點(diǎn)分析，展開設(shè)計(jì)。

【參考文獻(xiàn)】

高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)范文第3篇

關(guān)鍵詞：高層建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1、高層建筑的結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)

1.1 軸向變形

高層建筑的中豎向荷載一般都比較大，會在柱中引起很大的軸向變形從而也就影響連續(xù)梁彎矩，同時還會影響預(yù)制構(gòu)件的下料長度。因此必須考慮軸向變形計(jì)算值，對下料長度作相應(yīng)調(diào)整。

1.2 水平荷載

高度范圍的高層建筑，立體豎向的荷載基本都是固定好不能變的，還包括風(fēng)荷載和地震作用的水平荷載的數(shù)值，也會隨結(jié)構(gòu)動力特性的區(qū)別所產(chǎn)生較大范圍的變化。

1.3 側(cè)移的控制

結(jié)構(gòu)的側(cè)移是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要。隨著現(xiàn)代樓房高度的增加，水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形也會隨著建筑高度的升高與迅速增大。基于這一原因，水平荷載作用下的側(cè)移一定要嚴(yán)格控制在一定范圍內(nèi)。

1.4 結(jié)構(gòu)延性

高層建筑比矮層的樓房結(jié)構(gòu)要更柔和，因?yàn)橛龅降卣鸬葎×艺饎訒r所出現(xiàn)的形變就會更大。為了保證建筑在塑性變形的階段中仍能具備強(qiáng)變形能力，一定要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采用相應(yīng)措施以確保結(jié)構(gòu)的延性。

2、剪力墻結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

剪力墻是一種好的抵抗水平荷載的墻。剪力墻因?yàn)榭梢杂行У挚顾胶奢d，所以在總體的墻面結(jié)構(gòu)上就有以下特點(diǎn)：抗側(cè)剛度大，側(cè)移小；室內(nèi)墻面較為平整；結(jié)構(gòu)自重大，吸收地震的能量大；一般剪力墻的墻肢截面高度與厚度之比很大，在水平荷載的作用下，通常抗剪剛度起控制作用，故其耗能較差。所以它常常應(yīng)用在層數(shù)較多（20 層以上）的高層建筑中，當(dāng)剪力墻洞口較小時，剪力墻整體性能比較好，剪力墻截面彎曲破壞極限承載力可以按照全截面抗彎計(jì)算。另外，使用剪力墻結(jié)構(gòu)，會給室內(nèi)較框架結(jié)構(gòu)簡潔，沒有露梁與露柱的現(xiàn)象，外形也美觀，便于室內(nèi)布置。但也存在著缺點(diǎn)，比如剪力墻結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度大，就會引起比較大的地震反應(yīng)，使得上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)費(fèi)用增加；由于混凝土墻體較多，使得建筑物重量增加，這也同樣引起較大地震反應(yīng)，進(jìn)而造成浪費(fèi)；剪力墻結(jié)構(gòu)中各墻肢軸壓比往往較低，使得各墻肢的承載能力得不到充分發(fā)揮；剪力墻結(jié)構(gòu)中墻體多為構(gòu)造配筋，配筋率均較低，使得結(jié)構(gòu)延性較差。

3、剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

剪力墻作為豎向構(gòu)件中所形成結(jié)構(gòu)抗側(cè)力剛度的最主要構(gòu)件，它在建筑中所承擔(dān)著整個結(jié)構(gòu)的豎向荷載與絕大部分水平荷載。剪力墻建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)一定要注意以下幾個方面：

3.1 剪力墻布置

剪力墻的布置一定要均勻合理，這樣就能讓整個建筑物的質(zhì)心與剛心趨于重合，且x、y 兩向的剛重比接近。在結(jié)構(gòu)的布置時要盡量避免僅單向有墻的結(jié)構(gòu)布置形式，以使其具有較好的空間工作性能，并且使兩個受力方向的抗側(cè)剛度接近，若無法避免，則剪力墻相應(yīng)部位應(yīng)設(shè)置暗柱，當(dāng)梁高大于墻厚的2.5 倍時，應(yīng)計(jì)算暗柱配筋，轉(zhuǎn)角處墻肢應(yīng)盡可能長，因轉(zhuǎn)角處應(yīng)力容易集中，有條件兩個方向均應(yīng)布置成長墻。

3.2 剪力墻厚度確定

剪力墻墻肢截面比較適宜簡單、規(guī)則，剪力墻的豎向剛度應(yīng)均勻，其門窗洞口最好成列布置、上下對齊，形成明確的連梁和墻肢。避免使墻肢的剛度相差懸殊洞口設(shè)置，在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，一、二、三級的抗震等級剪力墻底部要加強(qiáng)部位最好不要使用錯洞墻，二、三級抗震等級的剪力墻均不可以采用疊合錯洞墻。《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中對剪力墻的截面尺寸具體規(guī)定如下：“按一、二級抗震等級設(shè)計(jì)的剪力墻的截面厚度，底部加強(qiáng)部位不應(yīng)小于層高或剪力墻無支長度的1/16，且不應(yīng)小于200 mm，其他部位不應(yīng)小于層高或剪力墻的1/20，且不應(yīng)小于160 mm；按三、四級抗震等級設(shè)計(jì)的剪力墻的截面厚度，底部要加強(qiáng)部位不可以小于層高或剪力墻元支的長度1/20，且不應(yīng)小于160 mm，其他部位不應(yīng)小于層高或剪力墻的1/25，且不應(yīng)小于180 mm。”

3.3 剪力墻墻體配筋

一般要求水平鋼筋要放在外側(cè)，豎向的鋼筋應(yīng)放在內(nèi)側(cè)。配筋滿足計(jì)算及規(guī)范建議的最小配筋率就可。加強(qiáng)區(qū)φ10@200，非加強(qiáng)區(qū)φ8@200 雙層雙向即可。雙排鋼筋之間采用φ6@600×600拉筋。但地下部分墻體配筋則另當(dāng)別論。因?yàn)榈叵虏糠謮w的配筋大部分都是由水壓力、土壓力所產(chǎn)生的側(cè)壓力控制，而因?yàn)楹喕?jì)算經(jīng)常由豎向筋的控制，此種情況下為增大計(jì)算墻體有效高度，可把地下大多墻體的水平筋放在內(nèi)側(cè)，豎向鋼筋放在外側(cè)。

3.4 設(shè)置邊緣構(gòu)件

對于那些剪力墻，暗柱的配筋必須要滿足規(guī)范要求最小的配筋率，還要加強(qiáng)區(qū)0.7%，一般的部位為0.5%。對于那些短肢的剪力墻，也要控制在配筋率的加強(qiáng)區(qū)1.2%，一般部位為1.0%；對小墻肢其受力性能也比較差，應(yīng)嚴(yán)格按高規(guī)控制其軸壓比，宜按框架柱進(jìn)行截面設(shè)計(jì)，并應(yīng)控制其縱向鋼筋配筋率加強(qiáng)區(qū)1.2%，一般部位1.0%；而對于一個方向長肢另一方向短肢的墻體，設(shè)計(jì)中往往就按長肢墻進(jìn)行暗柱配筋。

4 、工程實(shí)例

4.1 工程概況

某工程，總建筑面積為12 570 m2，采用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，為12 層住宅樓，層高3 m，頂層為復(fù)式住宅，屋頂為四坡屋面。

4.2 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

因?yàn)檎麄€樓層的建筑平面相當(dāng)復(fù)雜，采用在⑭和⑮ 軸間設(shè)置雙墻防震縫，在D 和E軸間設(shè)置懸挑構(gòu)件抗震縫的處理方法，將平面分成相對獨(dú)立的4 個部分，各部分的長寬比L1/B1max＝29/9.4＝3.09＜5，L2/B2max＝117.52/17.02＝1.03＜5。高寬比Hl/B1＝37.44/9.4＝3.98＜6。H2/B2＝41.94/17.02＝2.46＜6，符合規(guī)范要求。結(jié)構(gòu)層高1 層～12 層為3.0 m，坡屋面層高0.55～2.47 m，坡度為40%。平面的南側(cè)拐角處設(shè)有陽光房，平面突出的部分為六邊形，突出長度為2.1 m，L/Bmax＜0.3，符合規(guī)則建筑平面布置要求。

4.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要參數(shù)

場地類型為II 類建筑場地，剪力墻抗震等級為二級。水平地震作用按x，y 兩個方向計(jì)算。同時考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)，周期折減系數(shù)0.85，計(jì)算取9 個振型，結(jié)構(gòu)阻尼比0.05，豎向力按模擬施工加載方式計(jì)算，恒活荷載分開計(jì)算。修正后的基本風(fēng)壓為0.35，地面的粗糙度為B 類，結(jié)構(gòu)體型的系數(shù)為1.4。連梁剛度折減系數(shù)為0.7，地震力分項(xiàng)系數(shù)為1.3，風(fēng)荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.4，恒荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.2，活荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.4。本工程基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土墻下條基（有肋梁），剪力墻厚度內(nèi)外墻均為200 mm，連梁截面b×h 為200×（370～570） mm，樓板厚度100～130 mm，混凝土強(qiáng)度等級為C35C25。地基采用天然地基，以③層黏土層作為持力層，Es＝15 MPa，fak＝300 kPa。

4.4 剪力墻的布置

按照抗震設(shè)計(jì)要求，結(jié)合窗間墻、樓梯間及房間四角等布置成“一”字形、“L”形、“T”，形、“Z”形或“十”字形墻段，沿結(jié)構(gòu)平面各主軸方向均勻、對稱布置，做到剛心和質(zhì)心重合，減少結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)。各墻肢肢長不宜相差太大，截面高厚比可以控制在5～8 之間，避免出現(xiàn)高厚比小于3 的小墻肢，使各墻肢剛度接近，保證在水平地震力作用下，各墻肢受力均勻，避免個別長墻因內(nèi)力太大而出現(xiàn)超筋。另外在④～⑥軸，⑩～⑥軸間形成4 個較為完整的弱筒，以增強(qiáng)整個結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力性。在豎向，要求墻肢上下對齊、連續(xù)。在同一軸線上的各墻肢通過連系梁連接，可增加對墻肢的約束，提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。為了保證連梁具有較好的剛度和延性，取其跨高比為4≤l/h≤8較為合適。

4.5 墻肢截面設(shè)計(jì)

塔樓周圍及肢長/肢寬＜3 的小墻肢均按框架柱的抗震要求配置縱筋及箍筋，并降低軸壓比提高要求。連梁高度的設(shè)計(jì)計(jì)算從剪力墻洞頂至樓板面或屋面，窗間墻和窗臺以下墻體采用輕質(zhì)材料砌筑。連梁正截面的配筋應(yīng)按矩形截面構(gòu)件計(jì)算，取上、下配筋的兩者之中較大值，配置于梁截面上、下部位，還要考慮到施工的因素，一般每排布置2 根縱筋為宜，也可按照墻厚適當(dāng)增加。按斜截面抗剪計(jì)算所得的箍筋沿梁全長加密的布置，對于有些連梁因?yàn)榭绺弑容^大和剛度大，可能就還產(chǎn)生超筋，地震作用下允許其局部出現(xiàn)裂縫，可將連梁剛度折減。為確保結(jié)構(gòu)平面剛度，樓層最小板厚為100 mm，在南側(cè)陽光房塔樓處適當(dāng)增加厚度。

高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)范文第4篇

【關(guān)鍵詞】高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；扭轉(zhuǎn)；受力性能；結(jié)構(gòu)方案；計(jì)算簡圖

中圖分類號：TU208 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

前言

高層建筑的出現(xiàn)是科技發(fā)展、社會進(jìn)步、建筑行業(yè)提升的重要標(biāo)志，當(dāng)前，國家和城市發(fā)展越迅速，高層建筑的數(shù)量和層次就越高，很多大城市已經(jīng)開始了超高層建筑的設(shè)計(jì)和施工，并已經(jīng)逐漸成為一種社會和行業(yè)發(fā)展的趨勢。在這樣的趨勢下，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作就顯得尤為重要，在設(shè)計(jì)工作中要通過科學(xué)的手段、統(tǒng)籌的方法和高超的技巧將設(shè)計(jì)的合理性、安全性和需要的廣泛性和差異性有效地統(tǒng)合在一起，滿足從行業(yè)到社會，從個人到集體，從需要到發(fā)展等各方面的需要。當(dāng)前，各界為建筑行業(yè)提出了做好高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求，因此，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要了解高層建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，注意設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)，重點(diǎn)對高層建筑結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)和受力性能進(jìn)行關(guān)注，在堅(jiān)持安全、質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)的原則下，提升高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的水平。

一、高層建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1、重視對待軸向變形。高層建筑中，由于豎向負(fù)荷較大的原因，可能會引起在柱中較大程度上的變形，從而對連續(xù)梁、彎矩產(chǎn)生比較大的影響，該影響包括兩個方面：一方面是，會增大端支座負(fù)彎矩的數(shù)值或者是增大跨中正彎矩的數(shù)值，另一方面是，減小連續(xù)梁中間支座的負(fù)彎矩值。除了這兩方面的影響外，還會影響預(yù)測構(gòu)件的側(cè)移和剪力，以及影響構(gòu)件的下料長度，對于對構(gòu)件的側(cè)移和剪力的影響，將其和構(gòu)件豎向變形相比較，就會得出較為不安全的結(jié)果；對于對預(yù)測構(gòu)件下料長度的影響，可以采取根據(jù)計(jì)算軸向變形數(shù)值，然后針對性的對下料長度進(jìn)行調(diào)整分配。

2、重要的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指標(biāo)是結(jié)構(gòu)延性。高層建筑和低層建筑的區(qū)別之一就是：在建筑結(jié)構(gòu)方面，高層建筑的結(jié)構(gòu)較柔和，同時也就保障在地震作用下高層建筑的變形更大。為了避免高層建筑在遭受較大沖擊后，在進(jìn)人高層建筑塑性變形階段的前提下，高層建筑仍可以具有較強(qiáng)的變形能力，也就是避免高層建筑的倒塌，需要在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時采取恰當(dāng)合理的措施，達(dá)到保障高層建筑結(jié)構(gòu)具有應(yīng)對較大沖擊的延性。

3、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的決定性因素是水平荷載。一方面，對于大多數(shù)的高層建筑樓房來說，豎向荷載基本上是定值，而水平荷載，比如地震作用和風(fēng)負(fù)載，荷載值隨著高層建筑結(jié)構(gòu)動力特性的不同而發(fā)生較大程度上的浮動變化；另一方面是，由于高層建筑樓房自身的重量和樓面引起的彎矩和軸力的數(shù)值，與建筑物的高度的一次方成正比，而水平荷載產(chǎn)生的傾覆力矩和引起的軸力與建筑物高度的二次方成正比。

三、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

1、高層建筑的構(gòu)造措施

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要重點(diǎn)對剪力、壓力、柱體等相關(guān)結(jié)構(gòu)和特性進(jìn)行強(qiáng)化，同時要加強(qiáng)彎力矩的防護(hù)，提高拉力的大小，提升構(gòu)造梁的性能，要注意對薄弱部位的加強(qiáng)，特別重點(diǎn)考慮的構(gòu)造要點(diǎn)有：延性、溫度應(yīng)力、薄弱層厚度，鋼筋錨固長度，抗震結(jié)構(gòu)層次等主要環(huán)節(jié)，要達(dá)到高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)合理化，就必須做好上述構(gòu)造方面的設(shè)計(jì)。

2、高層建筑結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡圖

計(jì)算簡圖是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算時的中要基礎(chǔ)，因此，需要選擇適宜的高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖。在計(jì)算簡圖中要對高層建筑結(jié)構(gòu)的剛節(jié)點(diǎn)和鉸節(jié)點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)把握，同時要控制計(jì)算簡圖的誤差，使其限定在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的允許范圍中。在高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖的應(yīng)以中要對構(gòu)造的重點(diǎn)防護(hù)措施進(jìn)行強(qiáng)化，這樣有利于控制高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

3、高層建筑結(jié)構(gòu)的方案

結(jié)構(gòu)方案的經(jīng)濟(jì)性、科學(xué)性和合理性是整個高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，要采用高層建筑結(jié)構(gòu)的合理形式和經(jīng)濟(jì)形式，這樣可以使高層建筑結(jié)構(gòu)得主要性能和要求達(dá)到相應(yīng)的設(shè)計(jì)。在方案中要注意豎向和水平向的規(guī)則，同時，要注意在同一結(jié)構(gòu)單元內(nèi)不能應(yīng)用同樣結(jié)構(gòu)體系和方式，以避免高層建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題。

4、高層建筑的基礎(chǔ)方案

在高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)師要重點(diǎn)考慮高層建筑結(jié)構(gòu)的荷載分布、高層建筑工程的地質(zhì)條件、高層建筑的施工條件。設(shè)計(jì)高層建筑結(jié)構(gòu)時要重點(diǎn)考慮到對地基潛力的挖掘，因此，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段要對工程地質(zhì)勘查報(bào)告的內(nèi)容和技術(shù)參數(shù)進(jìn)行重點(diǎn)了解，以便形成具有科學(xué)性和合理性的高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)方案。

四、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求

1、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)則性

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)符合抗震概念設(shè)計(jì)的要求，應(yīng)采用規(guī)則的設(shè)計(jì)方案，不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的結(jié)構(gòu)體系。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該具備多道抗震防線；具有合理的承載力和剛度分布的結(jié)構(gòu)水平和豎向布置，避免因扭轉(zhuǎn)和突變效應(yīng)造成局部薄弱部位。

2、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的平面規(guī)則布置

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

五、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題的防范和處理

1、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的扭轉(zhuǎn)問題

在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，我們需要建筑的三心盡可能匯于一點(diǎn)，即三心合一。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的扭轉(zhuǎn)問題就是指建筑的三心在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中未達(dá)到統(tǒng)一，結(jié)構(gòu)在水平荷載的作用下發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動的效應(yīng)。

2、高層建筑結(jié)構(gòu)的受力性能

對于高層建筑物最初的方案設(shè)計(jì)，建筑師考慮更多的是應(yīng)該是它的受力性能，而不是詳細(xì)地確定它的具體結(jié)構(gòu)。沉降縫兩側(cè)單元層數(shù)不同時，由于高層的影響，低層的傾斜往往很大，因此沉降縫寬度可按高層單元的縫寬要求來確定。

3、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的其它問題

一是，剪力墻的墻肢與其平面外方向的樓面梁連接時，應(yīng)采取在墻與梁相交處設(shè)置扶壁柱或暗柱，或在墻內(nèi)設(shè)置型鋼等至少一種措施，減小梁端部彎距對墻的不利影響。二是，對各抗震等級框支梁縱向鋼筋的最小配筋率提高了要求，同時增加了最小面積配箍率的要求。三是，嚴(yán)格要求各抗震等級剪力墻在各種情況下的厚度與層高。四是，地下室結(jié)構(gòu)的樓層側(cè)向剛度不應(yīng)小于相鄰上部結(jié)構(gòu)樓層側(cè)向剛度的2倍。

六、結(jié)束語

綜合全文，近些年我國的高層建筑建設(shè)行業(yè)迅速發(fā)展，而高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是高層建筑建設(shè)行業(yè)的關(guān)鍵因素，高層建筑建設(shè)行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，使得對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的要求越來越高。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量好壞直接影響到整個高層建筑是否具有安全性，直接影響到高層建筑建設(shè)行業(yè)是否達(dá)到可持續(xù)發(fā)展。本文從高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則人手，對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的概述，進(jìn)而引出高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的問題，并對這些問題進(jìn)行簡單的概括。

[參考文獻(xiàn)]

[1]蔣最.淺探高層建筑設(shè)計(jì)和城市空間合理化[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）

高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)范文第5篇

關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；特點(diǎn)；問題

在我國城市化進(jìn)程不斷加快的背景下，城市居住用地在不斷縮減，而高層建筑因具有占地小、居住人口多、房價相對較低等特點(diǎn)，而在現(xiàn)代城市建設(shè)中占據(jù)越來越大的比例。隨著我國高層建筑建設(shè)中工藝和技術(shù)研究的不斷深入，越來越多的新理念、新方法被應(yīng)用于高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，促進(jìn)了我國高層建筑工程整體技術(shù)力量、質(zhì)量、安全性的提高。但是從整體狀況而言，國內(nèi)在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中仍然存在一定的問題，這是必須及時得到處理和解決的，本文僅從專業(yè)技術(shù)的角度對其進(jìn)行簡要的論述。

1高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本特點(diǎn)

與單層或多層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相比，高層建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要考慮的因素較多，尤其是如果實(shí)現(xiàn)建筑整體美觀性和安全性的協(xié)調(diào)，逐漸成為廣大設(shè)計(jì)師關(guān)注的焦點(diǎn)問題。近年來，在國內(nèi)各地區(qū)頻繁出現(xiàn)高層建筑建設(shè)質(zhì)量問題，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理是其主要原因之一，設(shè)計(jì)師難以把握高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本特點(diǎn)，由于設(shè)計(jì)方案的不合理性，最終導(dǎo)致建筑的整體質(zhì)量難以保證。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本特點(diǎn)，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：1.1水平荷載具有決定性因素由于高層建筑的層數(shù)一般在15層以上，其自身重量和使用荷載必然會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)中豎向構(gòu)件產(chǎn)生一定的軸力，所以在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須注意水平荷載的問題，保證建筑的整體高度與彎矩值形成正比。對于水平荷載與建筑結(jié)構(gòu)之間產(chǎn)生的傾覆力距，則應(yīng)與建筑整體高度的二次方形成正比。1.2結(jié)構(gòu)延性至關(guān)重要與多層建筑相比，高層建筑結(jié)構(gòu)的柔性相對較大，特別是在地震或地基不規(guī)則沉降過程中出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形的幾率較大，因此，為了進(jìn)一步提升高層建筑結(jié)構(gòu)在塑性變形后的變形能力，防止其出現(xiàn)倒塌的問題，必須采取有效的措施增強(qiáng)高層建筑結(jié)構(gòu)的延性。1.3側(cè)移是主要控制性指標(biāo)在高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，側(cè)移是設(shè)計(jì)師必須考慮的關(guān)鍵性問題之一。隨著現(xiàn)代高層建筑層數(shù)的不斷增加，結(jié)構(gòu)在水平荷載的強(qiáng)大作用下，其出現(xiàn)側(cè)向變形的幾率也無形中增加，所以一定要將高層建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)移控制在合理的范圍內(nèi)。

2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)問題分析

目前，國內(nèi)在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中雖然積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，并且積極吸取了國外的先進(jìn)設(shè)計(jì)理念，但是對于相關(guān)問題的把握和控制仍然存在一定的缺陷，這是阻礙我國建筑行業(yè)整體設(shè)計(jì)水平發(fā)展的主要因素之一。結(jié)合國內(nèi)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀，應(yīng)注意的問題主要有以下幾點(diǎn)：2.1短肢剪力墻的設(shè)置問題

在我國建設(shè)部組織編制的《高層建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》中，對于短肢剪力墻作出了明確的定義，即墻肢截面的高厚比為5-8的墻被統(tǒng)稱為短肢剪力墻。根據(jù)相關(guān)建筑技術(shù)部門的研究和實(shí)驗(yàn)，對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，因此，在今后的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師應(yīng)盡量減少或取消短肢剪力墻的設(shè)置，以免為建筑的后期設(shè)計(jì)和竣工質(zhì)量檢驗(yàn)造成麻煩。

2.2結(jié)構(gòu)的超高問題

在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，超高問題是較為突出的，根據(jù)我國《建筑抗震規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定，必須對建筑的整體高度進(jìn)行嚴(yán)格控制。我國高層建筑的限制高度一般分為：A級和B級兩個標(biāo)準(zhǔn)，對于高層建筑的處理措施與設(shè)計(jì)方法的要求也有所改變。在高層建筑的實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)師應(yīng)根據(jù)建筑類型合理確定其高度，并且在通過相關(guān)部門的審核后，方可組織施工。2.3結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問題

在我國現(xiàn)行的《高層建筑建設(shè)規(guī)范》中，對于結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問題作出了較多的限制，如：在設(shè)計(jì)方案中必須體現(xiàn)平面規(guī)則性的基本信息。同時，在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，不得采用嚴(yán)重不規(guī)則的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，因此，設(shè)計(jì)師在開展設(shè)計(jì)工作時必須全面了解國家的各項(xiàng)規(guī)章，以全面提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

3加強(qiáng)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的措施

在我國高層建筑數(shù)量增多、規(guī)模擴(kuò)大，以及工藝和技術(shù)要求不斷提高的背景下，在今后的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，一定要不斷采取新的理念和方法，全面提高設(shè)計(jì)方案的合理性、可行性與經(jīng)濟(jì)性，這也是促進(jìn)我國建筑行業(yè)發(fā)展的先決條件。針對國內(nèi)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀，應(yīng)采取一下加強(qiáng)措施：

3.1進(jìn)行合理的概念設(shè)計(jì)在國外的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，概念設(shè)計(jì)較為流行，而國內(nèi)則較少采取此方法。所謂的概念設(shè)計(jì)是指在通過科學(xué)的構(gòu)想來完善設(shè)計(jì)工作，促進(jìn)設(shè)計(jì)方案更趨合理化、人性化。在我國的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)用概念設(shè)計(jì)方法時，必須考慮到結(jié)構(gòu)的平面布置與剛度宜，以保證高層建筑的平面布置簡單、規(guī)則，減少凸出或凹進(jìn)等復(fù)雜結(jié)構(gòu)。另外，在概念設(shè)計(jì)中盡量減少扭轉(zhuǎn)對于結(jié)構(gòu)的危害性也是十分重要的，可以從以下兩方面入手：1）進(jìn)一步增加結(jié)構(gòu)自身抵抗扭轉(zhuǎn)的性能；2）盡量減少或控制因地震作用而引起的建筑結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)問題。

3.2選擇合理的結(jié)構(gòu)體系總結(jié)國內(nèi)的高層建筑工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不難發(fā)現(xiàn)：在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，如果結(jié)構(gòu)體系的選擇不合理，而僅是依靠所謂的先進(jìn)理論和計(jì)算方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，難以保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性、經(jīng)濟(jì)性與可靠性，而且會留下較多的安全和質(zhì)量隱患。由此可見，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，選擇合理的結(jié)構(gòu)體系是至關(guān)重要的，而且設(shè)計(jì)師應(yīng)該重點(diǎn)分析的問題之一。目前，國內(nèi)的高層建筑中主要采用：抗震墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、簡體結(jié)構(gòu)、板柱-抗震墻結(jié)構(gòu)、框架-抗震墻結(jié)構(gòu)，以及部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)等，每一種結(jié)構(gòu)體系都具有其自身的優(yōu)點(diǎn)的缺點(diǎn)，適用的環(huán)境也有一定的差異，所以設(shè)計(jì)師一定要結(jié)合工程項(xiàng)目的實(shí)際要求進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)體系選型。

3.3科學(xué)進(jìn)行計(jì)算在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，科學(xué)進(jìn)行各類數(shù)據(jù)的計(jì)算是設(shè)計(jì)師必須掌握的專業(yè)技能。根據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)師要選取相應(yīng)的計(jì)算模型。在進(jìn)行概念設(shè)計(jì)時，要注意簡化計(jì)算流程，以保證設(shè)計(jì)工作的時效性。目前，在國內(nèi)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算中，各種專業(yè)的計(jì)算機(jī)軟件和工具已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，設(shè)計(jì)師僅需將各種實(shí)地測量數(shù)據(jù)輸入到系統(tǒng)中，就可以在短時間內(nèi)獲取所需的各種專業(yè)數(shù)據(jù)，大大提高了設(shè)計(jì)師的工作效率和設(shè)計(jì)方案的準(zhǔn)確性。

近年來，我國高層建筑的建設(shè)有了迅猛的發(fā)展，而且成為促進(jìn)國內(nèi)建筑行業(yè)發(fā)展的重要建設(shè)項(xiàng)目。但是從高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量而言，存在的弊端和問題相對較多，必須引起國家建筑主管部門和相關(guān)單位的高度重視。在未來的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，廣大設(shè)計(jì)師一定積極運(yùn)用先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念和方法，在提高相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算精確度的基礎(chǔ)上，全面提高設(shè)計(jì)方案的質(zhì)量，為工程項(xiàng)目的建設(shè)提供專業(yè)的工藝和技術(shù)依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]梅洪元，付本臣.中國高層建筑創(chuàng)作理論發(fā)展研究[R].高層建筑與智能建筑國際學(xué)術(shù)研討會，2002.

[2]趙西安.現(xiàn)代高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M].北京：科學(xué)出版社，2004.