導(dǎo)語：如何才能寫好一篇高層建筑結(jié)構(gòu)特征，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；選型分析；功能；建筑質(zhì)量；分析

中圖分類號(hào)：[TU208.3] 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

在進(jìn)行建筑工程的施工設(shè)計(jì)中，高層建筑工程施工項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，與一般的地層建筑施工項(xiàng)目和多層建筑施工項(xiàng)目，在建筑工程項(xiàng)目的施工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，沒有太大的區(qū)別。但是，在進(jìn)行高層建筑項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)施工設(shè)計(jì)中，要將常規(guī)的啊建筑工程項(xiàng)目豎向或者是水平結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)情況，轉(zhuǎn)化為高層建筑的豎向或者是水平方向的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，首先需要將常規(guī)建筑工程的豎向結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化成為較大的建筑柱體以及墻體、井筒，其次，在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)向力作用下傾覆力矩以及變形剪力作用的設(shè)計(jì)中，要比常規(guī)建筑的的作用力大很多?？傊?，進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及選型過程中，與低層建筑工程相比，對于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及選型要求更加嚴(yán)格，只有在保證高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與選型質(zhì)量基礎(chǔ)上，才能實(shí)現(xiàn)對于高層建筑工程項(xiàng)目的施工設(shè)計(jì)以及安全質(zhì)量等進(jìn)行保證。

1、高層建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)類型分析

1.1 高層建筑結(jié)構(gòu)選型的影響因素

高層建筑是一個(gè)個(gè)單體, 它的可統(tǒng)計(jì)性差, 影響因素多, 影響因素之間的相互作用大, 從信息角度看,它的不確定及不確知的信息多,同時(shí)其綜合性也很強(qiáng),表現(xiàn)在其結(jié)構(gòu)方案不僅僅取決于力學(xué)分析,而是應(yīng)該綜合考慮到環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、安全、適用等多種因素。對于千差萬別的建筑方案,除了對建筑美學(xué)等的考慮外,影響高層建筑結(jié)構(gòu)選型的主要因素可歸納為:

（1） 環(huán)境條件。主要包括設(shè)防烈度、場地條件、基本風(fēng)壓等。

（2）建筑方案特征。主要包括方案建筑的高度、高寬比、長寬比以及建筑體型,其中建筑體型包括平面體型和立體體型。平面體型是由平面規(guī)則性、平面對稱性、平面質(zhì)量和剛度偏心等組成, 立體體型是由結(jié)構(gòu)高寬比、立面收進(jìn)體型、塔樓和層間剛度等組成。

（3）建筑使用功能要求。高層建筑的使用功能大體上可分為住宅、辦公樓、旅館和綜合樓等。某種功能的建筑可能只有某幾種結(jié)構(gòu)型式和它相匹配。比如高層住宅, 由于其使用空間較小, 分隔墻體較多,且各層的平面布置基本相同,因此這種功能的建筑就比較適合采用剪力墻或框架剪力墻結(jié)構(gòu)。

（4）施工工期要求。高層建筑由于投資巨大, 結(jié)構(gòu)施工周期的縮短, 可以使整個(gè)建筑更早地投入使用,取得經(jīng)營收入,同時(shí)還可以縮短貸款建設(shè)的還貸時(shí)間,從而減少還貸利息。

（5）材料供應(yīng)狀況。

（6）設(shè)計(jì)、施工水平。

（7）結(jié)構(gòu)抗災(zāi)水平和可維護(hù)性。

1.2 高層建筑的結(jié)構(gòu)類型分析

眾所周知, 與低矮建筑不同, 在水平荷載作用下結(jié)構(gòu)側(cè)移已成為高層建筑設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵控制因素,如何在滿足相關(guān)要求的前提下選擇更好的抗側(cè)力體系成了結(jié)構(gòu)工程師們追求的重大目標(biāo)。另外, 高層建筑的層數(shù)多、自重大; 同時(shí),巨大的結(jié)構(gòu)水平荷載又在豎向構(gòu)件中引起較大的軸力、彎矩、水平剪力。為使豎向構(gòu)件的結(jié)構(gòu)面積不致過大,要求結(jié)構(gòu)材料具有較高的抗壓、抗彎和抗剪強(qiáng)度。當(dāng)高層建筑處于地震區(qū)時(shí),對結(jié)構(gòu)材料還會(huì)有延性的要求。

高層建筑工程中，比較常見的結(jié)構(gòu)體系類型主要有框架建筑結(jié)構(gòu)體系以及剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框架剪力墻的建筑結(jié)構(gòu)體系、筒體結(jié)構(gòu)體系等。在實(shí)際施工建設(shè)應(yīng)用中，不同的建筑結(jié)構(gòu)體系具有不同的特征優(yōu)勢，在建筑施工中的具體應(yīng)用也會(huì)有不同。而從高層建筑工程的施工使用材料上來講，高層建筑結(jié)構(gòu)類型主要有鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土兩種，其中，鋼結(jié)構(gòu)的高層建筑結(jié)構(gòu)類型，它的特點(diǎn)是強(qiáng)度高，并且韌性大，在建筑施工應(yīng)用中容易加工操作。對于高層建筑結(jié)構(gòu)工程來講，鋼結(jié)構(gòu)的高層建筑，它的結(jié)構(gòu)斷面小、并且自重輕，抗震效果也比較好，在高層建筑施工應(yīng)用中，鋼結(jié)構(gòu)建筑的施工工期也相對比較短，施工操作方便。但是，由于鋼結(jié)構(gòu)類型的特征優(yōu)勢，以及在建筑結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用越來越多，導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)材料的造價(jià)成本也隨之增高，從而對于建筑工程的整體施工成本有很大的影響。此外，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)由于自身的特征優(yōu)勢，在建筑施工中的應(yīng)用也比較廣泛。結(jié)合這兩種不同結(jié)構(gòu)類型各自的特征優(yōu)勢，在高層建筑結(jié)構(gòu)施工中，經(jīng)常會(huì)將鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)兩種類型，進(jìn)行混合施工應(yīng)用，以突出各自的應(yīng)用優(yōu)勢，并進(jìn)行互補(bǔ)，保證建筑工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量。

2、高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

根據(jù)上述高層建筑的結(jié)構(gòu)特征、結(jié)構(gòu)類型以及在實(shí)際施工中的應(yīng)用情況，在進(jìn)行高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)注意從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮分析。首先，是高層建筑結(jié)構(gòu)的水平荷載對于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的決定性影響作用。進(jìn)行建筑工程項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，都需要對于建筑結(jié)構(gòu)所承受的垂直荷載、水平荷載以及抗震能力等進(jìn)行計(jì)算分析，并進(jìn)行設(shè)計(jì)應(yīng)用。對于高層建筑工程來講，在進(jìn)行建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，雖然需要對于建筑結(jié)構(gòu)的垂直荷載情況進(jìn)行分析考慮，但是，對于整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)來講，產(chǎn)生決定性影響作用的荷載作用力，主要是來自于水平方向上的荷載承重作用，這也是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要重點(diǎn)分析考慮的因素，主要是由于高層建筑的樓層高度影響作用。

其次，在進(jìn)行高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，還需要對于建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)向作用力影響下的側(cè)向位移進(jìn)行分析考慮。對于高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來講，側(cè)向位移情況是進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要控制指標(biāo)因素。在高層建筑工程中，隨著建筑樓層的增加，水平荷載作用影響下，建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)向作用力也會(huì)增加，從而對于高層建筑結(jié)構(gòu)影響形成的側(cè)向位移變化就比較大，因此，對于高層建筑結(jié)構(gòu)的影響作用就比較明顯。為了保證高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量，保證建筑工程的結(jié)構(gòu)安全，在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要對于建筑結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)更高，以能夠承受側(cè)向荷載變化影響。

最后，在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，還需要結(jié)合高層建筑的樓層結(jié)構(gòu)高度情況，滿足建筑結(jié)構(gòu)對于延性的要求標(biāo)準(zhǔn)，使建筑結(jié)構(gòu)的柔性設(shè)計(jì)更加合理，以保證在地震作用下，建筑結(jié)構(gòu)的承載作用，保證建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量和安全。

3、高層建筑的結(jié)構(gòu)選型分析

在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)的選型應(yīng)用過程中，應(yīng)注意從建筑結(jié)構(gòu)體系類型與建筑工程施工之間的相互關(guān)系，以及建筑結(jié)構(gòu)的抗震要求等方面，對于高層建筑的結(jié)構(gòu)選型進(jìn)行分析。首先，在建筑工程施工過程中，不同的建筑施工工藝，對于建筑工程的施工材料消耗使用以及建筑勞動(dòng)力使用情況、建筑施工工期、建筑施工成本造價(jià)等都有不同的影響作用。而對于建筑工程來講，建筑工程的結(jié)構(gòu)類型不同，施工中具體的工藝流程也會(huì)有不同，因此，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)類型的選型應(yīng)用中，應(yīng)注意結(jié)合建筑施工的具體要求情況，選擇合適的結(jié)構(gòu)體系類型進(jìn)行施工應(yīng)用。其次，建筑工程的結(jié)構(gòu)抗震要求也是進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)類型的施工選擇應(yīng)用中，需要進(jìn)行分析考慮的重要因素，在建筑結(jié)構(gòu)類型選擇中，應(yīng)注意結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)抗震選擇原則進(jìn)行選型應(yīng)用。

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關(guān)鍵詞：高層建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；對策

1高層建筑結(jié)構(gòu)的特征

高層建筑結(jié)構(gòu)不但承受較大的垂直方向的荷載，同時(shí)也承受較大的水平方向的荷載，如風(fēng)荷載和地震作用。一般情況下，低層建筑結(jié)構(gòu)受到水平方向上的影響比較小，然而在高層建筑中，水平荷載作用則往往比較大，外界地震的作用和外界風(fēng)產(chǎn)生的水平方向的荷載的影響是主要的影響因素。隨著建筑物高度的增加，高層建筑的位移增加較快，但是高層建筑過大的側(cè)移不但影響人的舒適度，同時(shí)使得建筑物的使用受到影響，并且容易損壞結(jié)構(gòu)構(gòu)件以及非結(jié)構(gòu)構(gòu)件?；诖耍谠O(shè)計(jì)高層建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，首先控制側(cè)移在規(guī)定的范圍之內(nèi)，所以，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的核心是抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則

2.1選擇合理的結(jié)構(gòu)方案。合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案必須滿足安全性和經(jīng)濟(jì)性的要求，并且要滿足結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系的要求。結(jié)構(gòu)體系的要求是受力明確，傳力簡單。在相同的結(jié)構(gòu)單元當(dāng)中，應(yīng)該選擇相同結(jié)構(gòu)體系，如果高層建筑處于地震區(qū)，那么盡量選用平面和豎向規(guī)則的結(jié)構(gòu)方案。另外，應(yīng)在綜合考慮地理?xiàng)l件，工程使用需求，施工條件，材料等因素的基礎(chǔ)上，并和建筑包括水，暖，電等各個(gè)專業(yè)的相協(xié)調(diào)的情況下，選擇合理的結(jié)構(gòu)，從而確定結(jié)構(gòu)的方案。

2.2選擇合理的高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖 在計(jì)算簡圖基礎(chǔ)上進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算，如果選擇不合理的計(jì)算簡圖，就比較容易造成由于結(jié)構(gòu)不安全或造成不必要的浪費(fèi)。基于此，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全合理保證的前提是合理的計(jì)算簡圖的選擇。同時(shí)，在設(shè)計(jì)中應(yīng)該采取相應(yīng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施，保證計(jì)算簡圖的誤差在規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)，確保結(jié)構(gòu)的安全。

2.3選擇合理的高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 按照高層建筑地質(zhì)條件進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的選擇。綜合分析高層建筑上部的結(jié)構(gòu)類型與荷載分布情況，考慮施工條件，相鄰的建筑物的影響等各個(gè)因素，在此基礎(chǔ)上選擇科學(xué)合理的基礎(chǔ)方案。基礎(chǔ)方案的選擇應(yīng)該使得地基的潛力得到最大程度的發(fā)揮，必要的時(shí)候要求進(jìn)行地基變形的檢驗(yàn)。高層建筑設(shè)計(jì)要有詳細(xì)的地質(zhì)勘查報(bào)告，如果缺失，那么應(yīng)該進(jìn)行現(xiàn)場勘查并參考相鄰建筑物的有關(guān)資料。一般情況下，相同結(jié)構(gòu)單元應(yīng)該采用相同的類型。

2.4對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確的分析 隨著科技的不斷進(jìn)步，計(jì)算機(jī)技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中。當(dāng)前市場上存在著形形的計(jì)算軟件，采用不同的軟件得到的結(jié)果可能不同，所以，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在全面了解的軟件使用的范圍和條件的前提下，選擇合適的軟件進(jìn)行計(jì)算，對復(fù)雜的結(jié)構(gòu)應(yīng)采用兩種以上的不同的結(jié)構(gòu)軟件計(jì)算，并進(jìn)行對比分析，按最不利的結(jié)果進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.5高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要采用相應(yīng)構(gòu)造措施。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則是強(qiáng)剪弱彎，強(qiáng)柱弱梁。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中把握上述原則，加強(qiáng)薄弱部位，對鋼筋的執(zhí)行段錨固長度給予重視，并且要重點(diǎn)考慮構(gòu)件延性的性能和溫度應(yīng)力對構(gòu)件的影響。

3高層建筑結(jié)構(gòu)體系的選型

3.1建筑的結(jié)構(gòu)在抵抗來自于水平方向和豎直方向的荷載時(shí)構(gòu)件的組成形式和傳力的路徑就是高層建筑的結(jié)構(gòu)體系。通過包括墻，柱等的豎向構(gòu)件和樓蓋等水平構(gòu)件將豎向荷載傳遞到基礎(chǔ)，利用抗側(cè)力體系將水平荷載傳遞到基礎(chǔ)。

3.2根據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)的材料將高層建筑的結(jié)構(gòu)體系分為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系，鋼結(jié)構(gòu)體系，鋼–混凝土混合結(jié)構(gòu)體系以及鋼–混凝土組合結(jié)構(gòu)體系。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系被廣泛的應(yīng)用在各類的工程結(jié)構(gòu)中，具有混凝土和鋼筋兩種材料的協(xié)同受力性能特征，造價(jià)低廉，耐久耐火，成本低，整體性能優(yōu)良，但存在著自重大，延性差，施工慢等缺點(diǎn)；鋼結(jié)構(gòu)體系的強(qiáng)度高，抗震性能比較好，施工方便，跨度大，用途多，但是存在著費(fèi)用高，防火性能差，施工復(fù)雜等不足；鋼–混凝土混合結(jié)構(gòu)結(jié)合了鋼筋混凝土構(gòu)件和鋼構(gòu)件的長處，不但增加了鋼構(gòu)件的材料強(qiáng)度，同時(shí)具有較高的抗震性能，成本低廉，然而這兩種材料構(gòu)件的連接技術(shù)還存在著不足；鋼–混凝土組合結(jié)構(gòu)具有承載能力高，抗震性能強(qiáng)，比鋼結(jié)構(gòu)具有更優(yōu)良的耐火性，施工速度快，但是存在著節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造比較復(fù)雜的缺點(diǎn)，一般被用于小偏心受壓構(gòu)件。

3.3根據(jù)結(jié)構(gòu)形式可以將高層建筑結(jié)構(gòu)分為框架結(jié)構(gòu)體系，剪力墻結(jié)構(gòu)體系，框架–剪力墻結(jié)構(gòu)等體系。利用柱，梁等結(jié)構(gòu)體系作為高層建筑豎向承重的結(jié)構(gòu)，并且承受水平荷載，這種結(jié)構(gòu)側(cè)向位移大，框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力大，適于60m高度以下的建筑；通過高層建筑的墻體當(dāng)做抵抗側(cè)力和豎向承重的結(jié)構(gòu)體系，就是剪力墻結(jié)構(gòu)體系。這種剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度大，整體性能好，不易受水平力作用發(fā)生變形，適應(yīng)于高層建筑，但是由于剪力墻的間距小，使得平面的布置不靈活，因此，在公共建筑中不宜使用；利用框架和剪力墻組合的而構(gòu)成的結(jié)構(gòu)形式就是框架–剪力墻結(jié)構(gòu)體系，這種結(jié)構(gòu)形式不但具有實(shí)用性強(qiáng)，布局靈活的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)承受水平負(fù)載的能力更高，在高層建筑中被廣泛使用。在框架–剪力墻結(jié)構(gòu)體系中，需要注意考慮剪力墻的位置，設(shè)計(jì)合理的剪力墻的數(shù)量，以及滿足框架的設(shè)計(jì)要求。

4高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題分析及對策

4.1高層建筑結(jié)構(gòu)存在著超高的問題 基于高層建筑抗震的要求，我國的建筑規(guī)范對高層建筑的結(jié)構(gòu)的高度有嚴(yán)格的規(guī)定，針對高層建筑的超高問題，在新規(guī)范中不但把原來限制的高度規(guī)定為A級(jí)高度，并且增加了B 級(jí)高度，使得高層建筑結(jié)構(gòu)處理設(shè)計(jì)方法和措施都有了改進(jìn)。實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，對于建筑結(jié)構(gòu)類型的改變對高層超高問題的忽略，在施工審圖時(shí)將不予通過，應(yīng)該重新進(jìn)行設(shè)計(jì)或者進(jìn)行專家會(huì)議的論證等。在這種情況下，整個(gè)建筑工程的造價(jià)和工期都會(huì)受到極大的影響。

4.2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)短肢剪力墻設(shè)置 我國建筑新規(guī)范中，短肢剪力墻是指墻肢的截面厚度不大于300mm，且高度和厚度比在5～8 的墻，按照實(shí)際經(jīng)驗(yàn)以及數(shù)據(jù)，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中增加了對短肢剪力墻的使用限制。所以，在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，必須盡可能的減少或者避免使用短肢剪力墻。

4.3高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)嵌固端的設(shè)置 一般情況下，高層建筑配有兩層或者兩層以上的地下室或者人防。高層建筑的嵌固端一般設(shè)置在地下室的頂板或者人防的頂板等位置。因此，結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)人員應(yīng)該考慮嵌固端設(shè)置會(huì)可能帶來的問題?？紤]嵌固端的樓板的設(shè)計(jì)；綜合分析嵌固端上層和下層的剛度比，并且要求嵌固端上層和下層的抗震的等級(jí)是一致的；高層建筑的整體計(jì)算時(shí)充分考慮嵌固端的設(shè)置，綜合分析嵌固端位置和高層建筑結(jié)構(gòu)抗震縫隙設(shè)置的協(xié)調(diào)。

4.4高層建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性 在關(guān)于高層建筑的新規(guī)范中，對于高層建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性做出了很多限制，比如規(guī)定了結(jié)構(gòu)嵌固端上層和下層的剛度比，平面規(guī)則性等等，并且硬性規(guī)定了 “高層建筑不能采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案?！币虼?，為了避免后期施工設(shè)計(jì)階段的改動(dòng)，高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)必須嚴(yán)格遵循規(guī)范的限制條件。

結(jié)束語：

高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)綜合性的技術(shù)工作，對于建筑的設(shè)計(jì)有著非常重要的作用和意義。隨著我國高層建筑的不斷發(fā)展，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求越來越高，充分了解高層建筑的結(jié)構(gòu)特性和高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則至關(guān)重要。本文分析了高層建筑的結(jié)構(gòu)特性，高層建筑結(jié)構(gòu)體系的選型問題，并重點(diǎn)分析了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題及對策，可以為高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供參考。

參考文獻(xiàn)：

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關(guān)鍵詞: 高層建筑 建筑 結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì) 問題措施

中圖分類號(hào)：TU97文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

一、高層建筑規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)

1．高層建筑總體規(guī)劃設(shè)計(jì)

依據(jù)城市上位規(guī)劃布局要求，高層建筑基地所在區(qū)域一般為城市重要節(jié)點(diǎn)位置。高層建筑因其豎向體量巨大，標(biāo)識(shí)性強(qiáng)，所處區(qū)位特殊，總體規(guī)劃設(shè)計(jì)階段需要認(rèn)真推敲高層建筑與周邊建筑的關(guān)系：高層建筑應(yīng)減少對其周邊城市道路交通影響，高層建筑應(yīng)減少對周邊建筑的日照影響，高層建筑應(yīng)與周邊建筑共同構(gòu)成的良好的城市空間。高層建筑總體規(guī)劃設(shè)計(jì)目標(biāo)是要將其作為創(chuàng)造特征明顯的城市空間界面和城市天際線的重要組成部分。

高層建筑功能較復(fù)雜，至少由兩種及以上使用功能組成，因此高層建筑總平面布局時(shí)應(yīng)結(jié)合基地周邊道路環(huán)境合理設(shè)置不同功能的人流、車流交通流線，盡量避免相互交叉。高層建筑人流、車流的設(shè)計(jì)引導(dǎo)更不應(yīng)該影響地塊周邊的現(xiàn)狀交通狀況。同時(shí)，高層建筑總平面布局應(yīng)充分考慮消防疏散，解決好大量人流集散問題。

2．高層建筑建筑單體設(shè)計(jì)

高層建筑單體設(shè)計(jì)應(yīng)考慮城市街道尺度和城市空間界面、城市天際線的相關(guān)要求。具體來講，在城市街道尺度方面，高層建筑裙房部分設(shè)計(jì)應(yīng)采用符合人體尺度的建筑語言，采用富有質(zhì)感的建筑材料，以增強(qiáng)高層建筑的親和力，從而弱化高層建筑高大體量帶給城市街道的壓迫感，使高層建筑與周邊環(huán)境相融合。高層建筑主體宜采用簡潔的線條和建筑語言，營造挺拔的高層建筑主體形態(tài)，加強(qiáng)其作為城市空間節(jié)點(diǎn)的特征。同時(shí)簡潔的線條和建筑語匯有利于高層建筑結(jié)構(gòu)、節(jié)能等方面的設(shè)計(jì)。

高層建筑因其豎向體量巨大，垂直交通需求量大，由垂直交通帶來的能耗巨大，因此，高層建筑單體設(shè)計(jì)還應(yīng)充分考慮各項(xiàng)綠色建筑措施的應(yīng)用。目前，雨水收集、中水回用、太陽能、風(fēng)能轉(zhuǎn)化設(shè)施、屋頂綠化、垂直綠化、通風(fēng)表皮等綠色建筑措施在許多高層建筑實(shí)踐中已經(jīng)運(yùn)用。綠色建筑措施的巧妙運(yùn)用同時(shí)也豐富了高層建筑的外立面造型。

二、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1. 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則

科學(xué)合理進(jìn)行方案的設(shè)計(jì)。在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，要考慮到建筑結(jié)構(gòu)的體系與形式兩個(gè)因素對于設(shè)計(jì)的滿足與否，且要做到資金與施工資源的利用率的最大化，來做出最為合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。傳力的簡單與受力上的明確，表明了建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的基本要求!在建筑結(jié)構(gòu)單元相同時(shí)，務(wù)必要選取相同的建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。且在選取最佳建筑結(jié)構(gòu)的方案時(shí)，要更加考慮到施工的材料"條件"設(shè)計(jì)需求與施工的地理?xiàng)l件等因素的綜合分析。

科學(xué)合理進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。每一個(gè)高層建筑所出的地理環(huán)境與毗鄰建筑的影響都是各不相同的，這就要求在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要做到綜合分析!除此之外，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的合理與否對于建筑結(jié)構(gòu)的荷載"上部結(jié)構(gòu)類型都有著決定性的重要影響，尤其是在高層建筑的設(shè)計(jì)上更要考慮建筑荷載的分布方面。同時(shí)鄰近建筑的影響也不能忽略，只有對建筑自身因素與外部環(huán)境因素的綜合考量與分析研究才能做出最合理的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，從而使建筑物更加實(shí)用"安全。

科學(xué)合理進(jìn)行簡圖設(shè)計(jì)。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性是以建筑結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的正確計(jì)算為基礎(chǔ)的結(jié)果，這也就產(chǎn)生了計(jì)算簡圖。計(jì)算簡圖的合理性與否，對于建筑物的整體安全都有著直接性的影響!因此為了加強(qiáng)計(jì)算簡圖對于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建筑物的整體安全的所充分保障，采用對應(yīng)的構(gòu)造措施是十分必要的。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)踐當(dāng)中，節(jié)點(diǎn)問題的存在就要求極端誤差應(yīng)當(dāng)盡量降低，要把建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖的誤差控制在一定的范圍內(nèi)，從而更進(jìn)一步的提升計(jì)算簡圖的精確性，進(jìn)而也是對整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)安全奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3．高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在問題的應(yīng)對策略

3.1建筑結(jié)構(gòu)中規(guī)范性問題的解決措施

近年來，國家對于建筑施工與居住的安全性問題越來越重視。也相應(yīng)地對于高層建筑的施工與設(shè)計(jì)也作出了更多的要求與規(guī)范。其一是加強(qiáng)對高層建筑施工工程中安全隱患的排查與防控工作。其二是頒布了最新的建筑施工規(guī)范，明確指出高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須采用符合規(guī)范的結(jié)構(gòu)建筑方案，在實(shí)際的高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，務(wù)必遵照新規(guī)范的要求進(jìn)行高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從而避免施工與居住安全隱患的發(fā)生。

3.2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過高問題的解決措施

高層建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)當(dāng)中往往存在著高度過高的問題，建筑施工單位以為的追求經(jīng)濟(jì)效益的最大化，私自在原本的建筑結(jié)構(gòu)之上增高建筑高度。我國在地理分布上看，處于地震頻發(fā)區(qū)的城市較少，且各地的地址與地貌狀況也不盡相同，這也就對于在實(shí)際高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到地震影響因素!高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對于樓層的過高設(shè)計(jì)，對于建筑物本身的抗震性將產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，從而造成嚴(yán)重的安全隱患，危害房屋使用者的安全。因此，國家相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對于高層建筑高度的監(jiān)督檢查，在高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)的審核審查層面要做到詳盡嚴(yán)格，審核通過才能進(jìn)行下一步的建筑施工，避免施工單位在審查通過后私自增加建筑物的高度，這樣既影響了施工的進(jìn)度，也造成了施工資金的過渡浪費(fèi)。

3.3短肢剪力墻設(shè)置的解決措施

依照我國對于建筑行業(yè)的新規(guī)范，對于高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新增加了對于短肢剪力墻的使用規(guī)范!規(guī)定指出在使用短肢剪力墻時(shí)，要做到合理規(guī)范使用，而且要通過科學(xué)性的調(diào)查研究，進(jìn)行科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

3.4嵌固端設(shè)置的解決措施

在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體計(jì)算方面，嵌固端的設(shè)置是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，要依據(jù)對于造成問題的多方面因素的綜合分析，做到對于高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性與嵌固端位置設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì); 另一方面，還要考慮高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中嵌固端樓板的位置。依據(jù)多層面的綜合考量與分析，對嵌固端設(shè)置做出最佳與最優(yōu)設(shè)計(jì)，從而避免在高層建筑施工的過程中與使用當(dāng)中出現(xiàn)的安全隱患，保證施工的順利完成與安全使用。

4.結(jié)束語

筆者通過對高層建筑規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的各種問題分析和研究，做了相應(yīng)的應(yīng)對措施。通過本文的闡述，我們也了解到在高層建筑設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)工作者要對于高層建筑規(guī)劃建筑及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特征與相應(yīng)的設(shè)計(jì)原則做到了解熟知與遵守，做到對于在高層建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中可能出現(xiàn)的各種問題的全方面考慮，且能在設(shè)計(jì)當(dāng)中進(jìn)行有效的避免，從而確保設(shè)計(jì)建筑的安全性與實(shí)用性的前提下，充分提高設(shè)計(jì)的合理性。這對于高層建筑建筑設(shè)計(jì)工作者本身的規(guī)劃建筑及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力有著綜合提高作用，同時(shí)也對于高層建筑設(shè)計(jì)和施工的順利完成以及我國建筑行業(yè)的健康發(fā)展都有著促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)

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篇4

[關(guān)鍵詞]超高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

[中圖分類號(hào)]F407.9 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1672-5158（2013）06-0252-01

前言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，高層建筑已經(jīng)無法滿足社會(huì)發(fā)展的需求，超高層建筑就逐漸出現(xiàn)在人們的視線中，并且大范圍的擴(kuò)展，在我國的各個(gè)城市的角落，都能看到超高層的建筑。超高層建筑之所以發(fā)展的如此的迅速，有兩個(gè)方面的原因，一是由于城市的發(fā)展的需要，需要超高層建筑作為城市的形象，另一個(gè)最主要的原因，還是由于土地資源的緊張，從而不斷的研究建筑物的高度緩解土地短缺的壓力。因此，本文重點(diǎn)介紹了有關(guān)超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)的問題。下面就對超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行具體的分析。

1 超高層建筑與高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的區(qū)別分析

首先，在建筑物高度的設(shè)計(jì)上，一般超高層建筑的高度超過100m到幾百米之間，而高層建筑的高度一般在100m之內(nèi)。超高層建筑物的結(jié)構(gòu)類型比高層建筑物的結(jié)構(gòu)類型要多。超高層建筑物的平面形狀一般為方形，而高層建筑物的平面形狀的選擇比較多。超高層建筑物的基礎(chǔ)形式一般為等厚板筏基和箱基，而沒有高層建筑物所用的梁板筏基。超高層建筑物一般不采用復(fù)合地基，而高層建筑基本上采用的是復(fù)合地基。在對超高層建筑物進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候如果建筑物超過200m需要滿足在風(fēng)荷作用下的舒適度的相關(guān)要求，而對高層建筑物的設(shè)計(jì)一般不考慮上述的因素。

2 超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中主要考慮的因素分析

在進(jìn)行超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對于結(jié)構(gòu)類型的選擇需要充分的考慮當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件及其對抗震目標(biāo)的設(shè)定等。對于地質(zhì)的條件，在擬建筑基地需要具備能夠采用天然地基的條件，并且具有抗震設(shè)防烈度較低的特點(diǎn)。因此，在建筑結(jié)構(gòu)上，可以優(yōu)先的考慮鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)。如果在地震高發(fā)區(qū)應(yīng)該優(yōu)先考慮鋼結(jié)構(gòu)及其混合結(jié)構(gòu)。對于抗震方面的考慮主要是要確定抗震性能的目標(biāo)。要求超高層建筑物的豎向構(gòu)件承載力需要達(dá)到在中震的時(shí)候能夠不被破壞，在這樣情況下，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)很難達(dá)到抗震的目標(biāo)，因此，需要鋼結(jié)構(gòu)或者混合結(jié)構(gòu)；另外對于結(jié)構(gòu)類型的選擇上，需要充分的考慮經(jīng)濟(jì)條件。在一般的工程建筑中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)類型造價(jià)比較低，全鋼的結(jié)構(gòu)類型是最貴的，因此，應(yīng)根據(jù)超高層建筑物的經(jīng)濟(jì)上的條件進(jìn)行合理的選擇?，F(xiàn)在超高層建筑結(jié)構(gòu)多采用鋼筋混凝土柱、鋼筋混凝土核心筒這種混合型的結(jié)構(gòu)。因其這種混合結(jié)構(gòu)與全鋼結(jié)構(gòu)造價(jià)要便宜，與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)剛度要好，因此，被廣泛的應(yīng)用與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。

3 超高層建筑結(jié)構(gòu)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

在超高層建筑物，一般有多層地下室，超高層建筑物基礎(chǔ)埋置的深度需要滿足穩(wěn)定性的要求。而對于一些地區(qū)的基巖埋藏較淺的特點(diǎn)，無法建構(gòu)多層的地下室，需要設(shè)置嵌巖錨桿進(jìn)而滿足穩(wěn)定性的要求。超高層建筑物的地基基礎(chǔ)的形式需要根據(jù)建筑場地工程地質(zhì)的條件，在滿足其穩(wěn)定性的要求的情況下，還需要滿足其沉降和變形設(shè)計(jì)的要求。當(dāng)超高層建筑物的基底砌置在黏性土層或者海沉積的土層的時(shí)候，而這種土層的地基承載力不能夠滿足變形設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要應(yīng)用合理的用樁基方案。當(dāng)超高層建筑物在40層以上的時(shí)候，而基底砌置在厚度較大的卵石層的時(shí)候，這種基底的承載力特征值以及壓縮模量都比較高，因此，需要考慮天然地基的方案。如果基底砌置在中風(fēng)化以及微風(fēng)化基巖上的時(shí)候，都需要采用天然地基的方法。

3.1 天然地基基礎(chǔ)

在卵石層或者微風(fēng)化基巖上的地基都需要天然地基的方法。但是其基礎(chǔ)的形式是不同的，當(dāng)基底是卵石層的時(shí)候，一般采用等厚板筏形的基礎(chǔ)。等厚板筏基在板厚的要求上，應(yīng)該具有非常大的剛度，從而使基底的壓力能夠均勻的分布，從而減小外框以及內(nèi)筒的沉降變形，在設(shè)計(jì)時(shí)，等厚板筏基的板厚取外框以及內(nèi)筒之間的跨度應(yīng)該保持在四分之一左右。超高層建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對于基底砌置在微風(fēng)化的基巖上，這種基巖承載力的特征值是比較高。因此，外框柱應(yīng)該采用立基礎(chǔ)，內(nèi)筒應(yīng)該采用條形基礎(chǔ)或者等厚板筏形的基礎(chǔ)。并且，由于微風(fēng)化基巖的剛度非常的大，在荷載作用下沉降以及變形比較微小，因此，在地下室的底板厚應(yīng)該按照構(gòu)造的設(shè)置以及按照巖石裂隙水有關(guān)的水浮力進(jìn)行計(jì)算。在基巖上獨(dú)立柱的基礎(chǔ)，通常情況下，為了使施工不破壞基巖達(dá)到整體性的效果，一般采用人工挖孔樁的方式進(jìn)行開挖。

3.2 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

對于超高層建筑物樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)，主要考慮樁基底承受的壓力比較大，從而要求單樁豎向能夠承載很高的壓力。因此，我們在對超高層建筑物的樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的時(shí)候一般采用大直徑鉆孔灌注樁以及采用大直徑人工挖孔擴(kuò)底灌注樁。對于選擇樁端持力層上，最主要的是應(yīng)該充分的考慮層厚較大以及密實(shí)的卵石層或者微風(fēng)化基巖，從而減少樁端的沉降和變形。在對超高層建筑物樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的主要的原則是，應(yīng)該集中布于柱下及墻下。如果在進(jìn)行樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的時(shí)候采用的是端承樁或者摩擦端承樁，因?yàn)閱螛敦Q向的承載力特征值比較高，因此，需要的樁數(shù)比較少，可以布于柱下以及墻下。如果對樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)采用的是端承摩擦樁或者摩擦樁，因?yàn)閱螛敦Q向承載力的特征值比較低，因此需要整個(gè)基底都采用滿布樁才能夠滿足其穩(wěn)定性和不變形的要求。對于上述所探討了不同的布樁形式，樁承臺(tái)板的厚度上是不同的，滿布樁于柱下以及墻下承臺(tái)厚度需要沖切進(jìn)行確定。并且超高層建筑物的地下室底板的厚度可以小于外框和以及筒承臺(tái)的厚度。對于滿布樁承臺(tái)的厚度需要和天然地基基礎(chǔ)的等厚板筏基的要求一樣，承臺(tái)板應(yīng)該具有很大的剛度，從而以便基底承臺(tái)樁能夠承受相當(dāng)大的壓力。由此可見，一般承臺(tái)板的厚度并不是由沖切所決定的。有關(guān)滿布樁等厚板承臺(tái)內(nèi)力方面的計(jì)算，可以根據(jù)單樁豎向的承載力及其平均反力進(jìn)行計(jì)算，這樣計(jì)算出來的結(jié)果比較符合工程受力的實(shí)際情況。另外，對于鉆孔灌注成孔的方法，在以往，一般采用的反循環(huán)鉆機(jī)進(jìn)行施工，但是現(xiàn)在對于樁長一般采用的是旋挖鉆機(jī)，其施工的速度比較快，尤其是樁端沉渣厚度很小，進(jìn)而能夠確保鉆孔樁的施工質(zhì)量。這種鉆機(jī)在實(shí)際的工程實(shí)施中，凡是有條件的都應(yīng)該優(yōu)先采用這種鉆機(jī)。

4 結(jié)束語

本文對超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了相關(guān)方面的研究與探討，通過了解超高層建筑與高層建筑在實(shí)際的設(shè)計(jì)中的區(qū)別，從而能夠更加的清楚在超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)該針對于高程建筑設(shè)計(jì)的不同點(diǎn)。通過分析在超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的需要考慮的因素，進(jìn)一步了解了超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)該把握哪些重點(diǎn)的問題。并且具體的分析了超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，全面了解其基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。通過本文的分析，能夠?yàn)槿蘸蟮某邔咏ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供一些理論性的參考價(jià)值，進(jìn)一步促進(jìn)超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠更加的科學(xué)和合理。

參考文獻(xiàn)

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[2]陳天虹，林英舜，徐琎，高層建筑結(jié)構(gòu)樓板設(shè)計(jì)方法探討[J]，浙江科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2008（01）

篇5

【關(guān)鍵詞】抗震理念；高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；應(yīng)用

引言

一、抗震理念設(shè)計(jì)的理論概述

（一）抗震理念設(shè)計(jì)的概念

抗震理念設(shè)計(jì)是指根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗(yàn)等所形成的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想，進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)總體布置，并確定細(xì)部構(gòu)造的過程，概念設(shè)計(jì)指的是在不經(jīng)過計(jì)算的基礎(chǔ)上，由工程師基于設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)和施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對當(dāng)前的設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)概念進(jìn)行評估，從而評估出符合抗震需求的設(shè)計(jì)方案。它包括分析、綜合和評價(jià)三個(gè)步驟。

（二）抗震理念設(shè)計(jì)在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的作用

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過程，人們對地震時(shí)的結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)存在局限，再加上材料性能和施工安裝的變易性、模擬地震波的模糊性等因素的影響，進(jìn)一步增加了高層建筑結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性，因此，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該重視抗震概念設(shè)計(jì)。在依據(jù)數(shù)值計(jì)算的基礎(chǔ)上增加實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)元素，有時(shí)甚至比分析計(jì)算更重要，抗震設(shè)計(jì)理念的應(yīng)用，可以很好地滿足能居民對建筑物安全性能的實(shí)際需要。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震概念設(shè)計(jì)的利用必須引起高層建筑結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)師的廣泛重視，使其嚴(yán)格遵守抗震概念設(shè)計(jì)中的相關(guān)規(guī)定，擺脫傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中只重視計(jì)算結(jié)果的誤區(qū)，按照結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算原則，再結(jié)合地區(qū)的抗震規(guī)范，最終保證高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，保障居民的人身財(cái)產(chǎn)安全。

（三）抗震理念設(shè)計(jì)的基本原則

1、結(jié)構(gòu)的整體性

在高層建筑結(jié)構(gòu)中，樓蓋的整體性對高層建筑結(jié)構(gòu)的整體性作用非常重要，相當(dāng)于水平隔板，具有聚集和傳遞慣性力至各個(gè)豎向抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)的作用，因此，這些子結(jié)構(gòu)必須具備很強(qiáng)的抗震能力。當(dāng)豎向抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)分布不均勻、結(jié)構(gòu)布置復(fù)雜以及抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)的水平變形特征存在差異時(shí)，整個(gè)高層建筑就依靠樓蓋使抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)進(jìn)行協(xié)同工作。

2、結(jié)構(gòu)的簡單性

結(jié)構(gòu)的簡單性指的是結(jié)構(gòu)在地震作用下具有明確、直接的傳力途徑。在高層建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中明確規(guī)定“結(jié)構(gòu)體系應(yīng)該有明確的計(jì)算簡圖與合理的地震作用傳遞途徑”，只有結(jié)構(gòu)簡單，才能對結(jié)構(gòu)的位移、內(nèi)力以及模型進(jìn)行準(zhǔn)確分析，把握高層建筑抗震的薄弱環(huán)節(jié)，及時(shí)采取相應(yīng)的措施，避免其出現(xiàn)。

3、結(jié)構(gòu)的剛度

在地震作用下，結(jié)構(gòu)的剛度和抗震能力大小是雙向的，確定結(jié)構(gòu)的剛度，然后合理的布置結(jié)構(gòu)，能夠抵抗任意方向上的地震作用。通常狀況下，地結(jié)構(gòu)沿著平面上兩個(gè)主軸方向都應(yīng)該具有足夠的剛度與抗震能力，不僅僅要控制結(jié)構(gòu)變形，還要盡可能降低地震作用對高層建筑結(jié)構(gòu)的沖擊。避免結(jié)構(gòu)發(fā)生較大變形時(shí)產(chǎn)生重力二階效應(yīng)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失衡而被破壞，進(jìn)而導(dǎo)致高層建筑的抗震性大打折扣。

4、結(jié)構(gòu)的規(guī)則性與均勻性

高層建筑的豎向和立面的剖面布置應(yīng)該規(guī)則，結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度的變化應(yīng)該均勻，以免傳力途徑、側(cè)向剛度以及抗側(cè)力結(jié)構(gòu)承載力的突變，防止結(jié)構(gòu)在豎向上的某一樓或少數(shù)樓層之間出現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)。

二、抗震理念在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

（一）抗震理念設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)體系上的應(yīng)用

高層建筑抗震結(jié)構(gòu)體系是抗震概念設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，抗震概念設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)體系上的應(yīng)用，應(yīng)依據(jù)高層建筑物的高度以及抗震等級(jí)選擇合適的抗側(cè)力體系，通過概念近似計(jì)算，確定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的可行性以及主要構(gòu)件的基本尺寸。為了保證建筑抗震概念設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性與安全性，應(yīng)該注意以下三個(gè)方面：其一，選擇建筑結(jié)構(gòu)體系時(shí)，對部分結(jié)構(gòu)或者部分構(gòu)件的破壞而導(dǎo)致整體建筑結(jié)構(gòu)體系喪失對抗震能力或者重力荷載的承載能力堅(jiān)持抗震設(shè)計(jì)原則中的贅余度功能和內(nèi)力重分配功能；其二，選擇建筑結(jié)構(gòu)體系時(shí)，不僅應(yīng)該要求建筑體系的受力明確、傳力合理以及傳力路線，還應(yīng)有合理的地震作用傳遞途徑和明確的計(jì)算簡圖，符合不間斷的抗震分析；其三，鑒于結(jié)構(gòu)體系的變形能力取決于組成結(jié)構(gòu)的構(gòu)件和連接的延性水平，延性是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要指標(biāo)，提高延性水平，可以通過采用豎向和水平向混凝土構(gòu)件來實(shí)現(xiàn)，增強(qiáng)對砌體結(jié)構(gòu)的約束，即使地震中，配筋砌體開裂也不會(huì)倒塌或散落，保證高層建筑不至于喪失的重力荷載能力。

（二）抗震理念設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)構(gòu)件上的應(yīng)用

高層建筑抗震的實(shí)現(xiàn)需要各個(gè)構(gòu)件的支撐，因此，抗震結(jié)構(gòu)體系中的各個(gè)構(gòu)件都必須具有一定的剛度與強(qiáng)度，并且還應(yīng)該具有可靠的連接性。高層建筑的結(jié)構(gòu)體系是一個(gè)多層次超靜定結(jié)構(gòu)，因此其抗震結(jié)構(gòu)也應(yīng)該設(shè)置多道抗震防線，這樣在地震作用下，即使一部分構(gòu)件先被破壞，剩余的構(gòu)件依然具備支撐的作用，形成獨(dú)立的抗震結(jié)構(gòu)，承受地震力與豎向荷載。因此，合理地預(yù)見高層建筑結(jié)構(gòu)先屈服或者破壞的位置，適當(dāng)調(diào)整構(gòu)件的強(qiáng)弱關(guān)系，形成多道抗震防線，實(shí)現(xiàn)對高層建筑結(jié)構(gòu)體系的合理控制，是結(jié)構(gòu)抗震耗能的有效措施之一，更是建筑抗震結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。

總結(jié)

高層建筑具有層數(shù)多、體量大、工期長等特點(diǎn)，因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，抗震理念的應(yīng)用更是加大了設(shè)計(jì)的難度，作為高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要組成部分，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)合理科學(xué)，可以有效提高高層建筑的抗震性。因此，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該熟練掌握設(shè)計(jì)的相關(guān)概念和知識(shí)，靈活運(yùn)用抗震概念設(shè)計(jì)，全面考慮各項(xiàng)因素，保證高層建筑工程的質(zhì)量和安全系數(shù)，盡量為我國設(shè)計(jì)出更多的精品建筑。

參考文獻(xiàn)：

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篇6

【關(guān)鍵詞】高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；創(chuàng)新

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅是現(xiàn)代高層建筑發(fā)揮其重要城市功能的重要保障，還是保證高層建筑安全性和牢固性，甚至于傳遞設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)理念和美學(xué)思想的重要設(shè)計(jì)。高層建筑由于其特殊性，對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性具有特別高的要求，在當(dāng)前我國高層建筑建設(shè)迅速發(fā)展時(shí)期，對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)新進(jìn)行研究，具有重要的實(shí)踐指導(dǎo)意義。

一、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概述

城市的建設(shè)是人類現(xiàn)代文明的重要表現(xiàn)，高層建筑作為城市發(fā)展建筑成熟階段的產(chǎn)物，更是經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市建設(shè)的重要代表。當(dāng)前，高層建筑的功能和建筑結(jié)構(gòu)不斷創(chuàng)新，現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展也要求高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從單一的性能要求為主轉(zhuǎn)向?yàn)橄蚬?jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)和安全為主的綜合性指標(biāo)。尤其是現(xiàn)代城市建設(shè)對高層建筑提出了新的要求，高層建筑如何在到達(dá)基本的性能要求的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對形式美觀、節(jié)能環(huán)保和使用安全等方面的發(fā)展，是當(dāng)前高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)新需要解決的重要問題。因此，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是現(xiàn)代高層建筑發(fā)展的基礎(chǔ)，通過設(shè)計(jì)師與建筑師的合作，促進(jìn)現(xiàn)代高層建筑的創(chuàng)新發(fā)展。

二、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難點(diǎn)分析

1、高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)

抗震性能是對現(xiàn)代高層建筑的重要要求，是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。當(dāng)前我國高層建筑的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的難點(diǎn)主要表現(xiàn)在：高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)越來越復(fù)雜，對地震與建筑結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系和后果難以預(yù)測；高層建筑的設(shè)計(jì)人員對建筑所在地區(qū)地震的特征沒有全面的認(rèn)識(shí)和了解，抗震設(shè)計(jì)方案缺乏靈活性；高層建筑的抗震等級(jí)計(jì)算不精確，對抗震結(jié)構(gòu)的綜合因素考慮不足；我國高層建筑的發(fā)展尚處于初級(jí)階段，對高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)不足。

2、高層建筑結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)

高層建筑由于其高度超出一般性的建筑，風(fēng)力對其安全和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性產(chǎn)生的影響也隨著高層建筑的高度而增加。當(dāng)高層建筑周圍的出現(xiàn)風(fēng)力的變化或者空氣的流動(dòng)效應(yīng)時(shí)，會(huì)對高層建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生靜力或者動(dòng)力的作用，特別在遇到較大的風(fēng)力等天氣變化時(shí)所產(chǎn)生的動(dòng)力，對高層建筑的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生很大的荷載，危害較大。高層建筑的抗風(fēng)設(shè)計(jì)不合格，會(huì)導(dǎo)致風(fēng)力破壞高層建筑的結(jié)構(gòu)或者是導(dǎo)致高層建筑的墻體出現(xiàn)破裂甚至損壞，因此，抗風(fēng)設(shè)計(jì)是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重難點(diǎn)之一。

3、高層建筑結(jié)構(gòu)消防安全設(shè)計(jì)

近年來，高層建筑的消防安全設(shè)計(jì)日益受到社會(huì)的普遍關(guān)注，當(dāng)前高層建筑結(jié)構(gòu)消防設(shè)計(jì)存在的主要問題包括高層建筑使用的材料種類較多，一些易燃性的材料造成消防安全隱患；高層建筑的空間限制，導(dǎo)致高層建筑在面對火災(zāi)等危害時(shí)的疏散問題難以解決，疏散時(shí)間長；高層建筑頂端的風(fēng)力較大，一旦起火容易迅速的蔓延；高層建筑的消防設(shè)備和排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)較難，發(fā)生火災(zāi)時(shí)難以進(jìn)行地面撲救和及時(shí)的排煙，造成很大安全隱患。

三、現(xiàn)代高層建筑設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新研究

1、高層建筑的平面結(jié)構(gòu)形狀和結(jié)構(gòu)布置

高層建筑的結(jié)構(gòu)平面形狀和布置選擇，需要遵循以下幾點(diǎn)：建筑結(jié)構(gòu)平面遵循簡單、對稱和平面的原則，減少由于不規(guī)則所帶來的扭曲變形問題；選擇板式的平面結(jié)構(gòu)時(shí)，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的寬度較小、長度較大，短邊方向產(chǎn)生的抗側(cè)移剛度不足，長度較大導(dǎo)致建筑在受到風(fēng)力或者地震等荷載的作用下，容易產(chǎn)生樓板翹曲或者結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)問題；選擇塔式的平面結(jié)構(gòu)時(shí)，建筑的長寬基本一致，可選擇的形式有圓形、多邊形、三角形和井字形等。塔式結(jié)構(gòu)長寬兩個(gè)方向的抗側(cè)移剛度大體一致，建筑結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)較小，是高層和超高層建筑采用較多的平面形狀。

2、高層建筑結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)創(chuàng)新

高層建筑結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)可以通過基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、減震設(shè)計(jì)等措施進(jìn)行?；A(chǔ)設(shè)計(jì)既是上文所述的地下室埋深的設(shè)計(jì)，此外還包含有對基礎(chǔ)形式的選擇，常見的基礎(chǔ)形式包含有柱下獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、鋼筋混凝土筏形基礎(chǔ)、箱型基礎(chǔ)等，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。減震系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是用來吸收高層建筑所受到的風(fēng)力荷載，其時(shí)要措施是，在高層建筑的頂端非承重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，采用梁柱、樓板、耗能支撐或者剪力墻等結(jié)構(gòu)，減少風(fēng)力對建筑物產(chǎn)生的荷載；采用阻尼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)風(fēng)力的吸收，較為典型的為臺(tái)北101高層建筑所采用的阻尼設(shè)計(jì)，減震效果較好。

3、高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)創(chuàng)新

高層建筑的抗震設(shè)計(jì)需要做好以下四點(diǎn)：一是優(yōu)化抗側(cè)力構(gòu)建設(shè)計(jì)，抗側(cè)力構(gòu)件是保證高層建筑受到地震作用時(shí)平面對稱狀態(tài)的關(guān)鍵，因此，根據(jù)高層建筑所處地區(qū)的地震特性，對抗側(cè)力構(gòu)建設(shè)計(jì)進(jìn)行規(guī)范，通過科學(xué)實(shí)驗(yàn)等設(shè)計(jì)抗側(cè)力構(gòu)建的位置，以實(shí)現(xiàn)較好的承載力分布體系，加強(qiáng)對高層建筑垂直方向的的抗側(cè)力設(shè)計(jì)，提高構(gòu)建剛性強(qiáng)度，保證承載體系的穩(wěn)定性和連續(xù)性。二是進(jìn)行地基的抗震優(yōu)化，地基沉降是地震時(shí)對高層建筑產(chǎn)生巨大破壞的關(guān)鍵原因，做好地基的抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)，需要增加基礎(chǔ)的埋深設(shè)計(jì)和形式選擇設(shè)計(jì)，注意基礎(chǔ)與建筑上部結(jié)構(gòu)的重心一直和關(guān)聯(lián)性，對平面設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)行分割設(shè)計(jì)解決上部建筑物由于結(jié)構(gòu)形狀所帶來的差異性。三是剪力墻的優(yōu)化設(shè)計(jì)，主要通過對剪力墻的剛度進(jìn)行加強(qiáng)以滿足對建筑水平方向位移的有效控制。四是建筑結(jié)構(gòu)受力構(gòu)件的優(yōu)化設(shè)計(jì)，一般通過簡單化設(shè)計(jì)和對稱設(shè)計(jì)，保證其剛性和穩(wěn)定性，利用扶墻的的優(yōu)化設(shè)計(jì)，加強(qiáng)高層建筑結(jié)構(gòu)底部的防震等級(jí)，達(dá)到一級(jí)或者二級(jí)防震的要求。

4、高層建筑結(jié)構(gòu)消防設(shè)計(jì)創(chuàng)新

高層建筑消防是保證業(yè)主生命和財(cái)產(chǎn)安全的重要措施，是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須考慮的問題。創(chuàng)新高層建筑的消防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，需要通過控制防火結(jié)構(gòu)件的距離、加強(qiáng)消防疏散設(shè)計(jì)和增加消防分隔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)。首先，是控制防火結(jié)構(gòu)間距，建筑由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和火災(zāi)承載能力的不同，需要對防火結(jié)構(gòu)間距進(jìn)行實(shí)際的計(jì)算，此外，還要減少可燃材料的使用和優(yōu)化排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)防火性能的提高。其次，優(yōu)化對高層建筑疏散系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。人員疏散一直以來是高層建筑防火設(shè)計(jì)的難點(diǎn)問題，因?yàn)槠涑蚀怪睜顟B(tài)的疏散系統(tǒng)導(dǎo)致疏散時(shí)間過長，煙霧向上流動(dòng)的問題也對疏散造成很大的困難。對其進(jìn)行優(yōu)化，可以選擇設(shè)計(jì)雙向的疏散體系，加強(qiáng)防煙區(qū)和避難層或避難室的設(shè)計(jì)。最后，加強(qiáng)對分隔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，良好的分隔結(jié)構(gòu)可以有效的抑制火災(zāi)的蔓延，為疏散逃生提供必要的時(shí)間。分隔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以通過改善樓板的垂直設(shè)計(jì)、單位墻的水平設(shè)計(jì)優(yōu)化和分隔層的設(shè)計(jì)來有效的實(shí)現(xiàn)。

四、總 結(jié)

綜上所述，高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)而復(fù)雜的工作，需要解決高層建筑所帶來的各個(gè)方面的問題。這就要求高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者不僅需要具備扎實(shí)的專業(yè)理論知識(shí)，還要具有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的工作態(tài)度，不斷的對高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行創(chuàng)新和優(yōu)化，充分發(fā)揮高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對高層建筑發(fā)展的促進(jìn)作用，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代城市建設(shè)的快速、健康發(fā)展。

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篇7

關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；影響因素

中圖分類號(hào)：TU318文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

1.設(shè)計(jì)理論水平對高層建筑結(jié)構(gòu)選型的影響

新結(jié)構(gòu)與新材料的不斷運(yùn)用與實(shí)踐，人們逐漸更深入地認(rèn)識(shí)了客觀物質(zhì)世界的內(nèi)在矛盾，運(yùn)動(dòng)規(guī)律并上升為理論而發(fā)展了結(jié)構(gòu)理論，從而提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平。而結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的發(fā)展及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算手段的改進(jìn)，又反過來為解決復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)選問題提供了有利條件，故設(shè)計(jì)理論水平對建筑結(jié)構(gòu)選型的影響主要從計(jì)算手段的改進(jìn)與設(shè)計(jì)理論的發(fā)展兩方面分析。

2.建筑結(jié)構(gòu)材料對高層建筑結(jié)構(gòu)選型的影響

新的結(jié)構(gòu)材料促使傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式發(fā)生變革，新的結(jié)構(gòu)型式產(chǎn)生，從而不可避免地給結(jié)構(gòu)選型問題帶來深刻影響眾所周知。在傳統(tǒng)的建筑材料中，鋼材符合輕質(zhì)又高強(qiáng)的條件，在國外高層建筑中很多采用鋼結(jié)構(gòu)體系，鑒于我國國情和條件，絕大部分高層建筑都采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)體系，且一般都采用普通鋼筋砼，混凝土及鋼材的強(qiáng)度等級(jí)不高，建筑物的自重一般平均在12~17kN/m2據(jù)統(tǒng)計(jì)，在我國已建成的高層建筑中，自重小于12kN/m2的只占22%，而大于14kN/m2的占46%。總的來說，自重偏大，給設(shè)計(jì)、施工、材料運(yùn)輸、結(jié)構(gòu)抗震性能及結(jié)構(gòu)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)帶來較多不利影響。因此，在考慮了材料的供應(yīng)狀況的前提條件下優(yōu)先選用能減輕建筑物自重的結(jié)構(gòu)材料是很有必要的。

3.高層建筑的結(jié)構(gòu)體系

設(shè)計(jì)師如果想要對建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，就必須全面了解其體系的構(gòu)成。就我國目前高層建筑的結(jié)構(gòu)體系來看，主要包括以下幾個(gè)方面:1)剪力墻體系。剪力墻主要是指承受風(fēng)荷載或地震作用所產(chǎn)生的水平剪力的墻體。而剪力墻體系主要是受力主體結(jié)構(gòu)全部都是由平面剪力墻的構(gòu)件組成的一種體系。其不僅能夠承擔(dān)結(jié)構(gòu)中水平構(gòu)件所產(chǎn)生的豎向荷載，而且還能夠承擔(dān)外部因素所引起的振動(dòng)作用，比如地震作用以及風(fēng)力等。剪力墻本身具有較高的強(qiáng)度和剛度，同時(shí)具有一定的延性，是一種不錯(cuò)的結(jié)構(gòu)體系。2)框架—剪力墻體系。由于剪力墻本身具有較好的強(qiáng)度和剛度，因此，在框架體系的強(qiáng)度和剛度達(dá)不到建筑使用需求的時(shí)候，往往會(huì)采取安裝剪力墻的方法來代替部分框架，二者所形成的體系就是框架—剪力墻體系。其中，框架所承受的主要是垂直荷載的力量，剪力墻所承受的是水平剪力。剪力墻的設(shè)置不僅能夠在很大程度上增強(qiáng)建筑的側(cè)向剛度，使其水平位移變小，而且還能夠使框架所受的力實(shí)現(xiàn)均勻分布。3)筒體體系。筒體結(jié)構(gòu)體系由框架—剪力墻結(jié)構(gòu)與全剪力墻結(jié)構(gòu)綜合演變和發(fā)展而來的。筒體結(jié)構(gòu)體系是將剪力墻或密柱框架集中到建筑的內(nèi)部和而形成的空間封閉式的筒體。其特點(diǎn)是剪力墻集中而獲得較大的自由分割空間，目前在高層建筑中被廣泛應(yīng)用。

4.高層建筑的結(jié)構(gòu)分析

4.1高層建筑結(jié)構(gòu)分析的基本假定

在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)分析基本假定的時(shí)候，結(jié)構(gòu)分析人員通過采用彈性假定的方法來進(jìn)行。目前，彈性的計(jì)算方法已經(jīng)成為了工程上最為實(shí)用的結(jié)構(gòu)分析方法。通常情況下，建筑結(jié)構(gòu)在垂直荷載和風(fēng)力的影響下，會(huì)處于一個(gè)彈性工作階段，在這種條件下，這種彈性假定是基本符合現(xiàn)實(shí)情況的。但是如果遭受到地震和強(qiáng)臺(tái)風(fēng)作用的時(shí)候，建筑就會(huì)根據(jù)實(shí)際情況產(chǎn)生不同程度的位移，進(jìn)入到彈塑性的工作階段。此時(shí)工作人員如果按照彈性方法對內(nèi)力和位移情況進(jìn)行計(jì)算，那么其結(jié)果必然不能夠充分反映結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)，因此，必須要采用彈塑性動(dòng)力的分析方法進(jìn)行分析。此外，剛性樓板假定也是高層建筑結(jié)構(gòu)分析基本假定的內(nèi)容之一。我國目前有很多隨著當(dāng)今建筑結(jié)構(gòu)的不斷改革和創(chuàng)新，剪力墻成為了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不可缺少的重要形式。因?yàn)榧袅Y(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度比較大、側(cè)移能力較小、良好的抗震效果相對而言比較良好。剪力墻結(jié)構(gòu)在高層建筑的設(shè)計(jì)中應(yīng)用越來越普遍，人們對剪力墻結(jié)構(gòu)的要求隨之越高。在原來的剪力墻基礎(chǔ)上，我們可以結(jié)合框架結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)和弊端，從而設(shè)計(jì)出一套靈活的剪力墻結(jié)構(gòu)體系，提高當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的水平，具體問題具體分析，最大程度上提高和優(yōu)化整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)水平。

4.2高層建筑結(jié)構(gòu)靜力分析方法

剪力墻的受力特性與變形狀態(tài)一般都是由它的開洞情況造成的。一般剪力墻中，它的墻肢截面高度都是厚度的8倍。短肢剪力墻的截面高度是厚度的6．5倍左右。剪力墻結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法可以利用平面有限單元法。此方法具有精準(zhǔn)性和高效性，適用于多種多樣的剪力墻。它的一些弊端也是顯而易見的，比如特殊開洞墻、框支墻的過渡層的設(shè)計(jì)情況相當(dāng)復(fù)雜，容易出差錯(cuò)等。

5建筑結(jié)構(gòu)工程特征

合理利用土地資源、空間和節(jié)約施工成本以及保證施工的質(zhì)量，是高層建筑施工過程中的主要目的。所以具備良好的空間工作性能成為高層建筑設(shè)計(jì)的必然要求，我們可以利用剪力墻結(jié)構(gòu)的雙向布置，設(shè)計(jì)出完整的結(jié)構(gòu)空間。結(jié)構(gòu)體系的主要作用是提高建筑物抗震性能，完善設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，從而保證剪力墻在應(yīng)用過程中的最佳質(zhì)量。梁、板、柱、墻和基礎(chǔ)等構(gòu)成了建筑形體的力學(xué)構(gòu)件和體系。其實(shí)每個(gè)部位的建筑都是相輔相成的，形成一個(gè)整體的結(jié)構(gòu)，才能定制出一套合理的工程施工方案。所以不同建筑的結(jié)構(gòu)構(gòu)件及體系的尺寸和構(gòu)成比例都需要合理科學(xué)地設(shè)計(jì)。另一方面，結(jié)構(gòu)區(qū)別于機(jī)械，它不存在零件，它的構(gòu)件具有固定性和整體性，構(gòu)件劃分也可以是人為的，比如房間或樓層等部分的劃分，就比較具有隨意性和不確定性，達(dá)到零件化的效果具有一定的挑戰(zhàn)性，也很難達(dá)到部件的規(guī)范性和全面性。為了滿足現(xiàn)代復(fù)雜多變的建筑結(jié)構(gòu)的要求，需要定制一套新的高層建筑施工方案。

6解決高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的扭轉(zhuǎn)問題

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，要保證建筑結(jié)構(gòu)的幾何形狀的中心、整體剛度的中心、整體結(jié)構(gòu)的重心都匯合在一點(diǎn)，保證這三個(gè)中心在同一點(diǎn)上，只有這樣才能保證高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)符合要求。但是在實(shí)際的高層建筑設(shè)計(jì)中，往往不能完全保證三個(gè)中心在同一點(diǎn)上，這就造成了高層建筑的整體結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)。如果高層建筑的整體結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)，那么一旦水平載荷發(fā)生變化，將會(huì)對整體建筑造成極大的危害，使高層建筑喪失安全性和穩(wěn)定性。因此，我們必須解決好高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的扭轉(zhuǎn)問題。

要想解決高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的扭轉(zhuǎn)問題，就要使每層樓的水平作用力平均分布，減少結(jié)構(gòu)因?yàn)榕まD(zhuǎn)而產(chǎn)生的振動(dòng)，應(yīng)使建筑平面盡可能采用方形、矩形、圓形、正多邊形等簡面形式。在某些情況下,由于城市規(guī)劃對街道景觀的要求以及建筑場地的限制,高層建筑不可能全部采用簡面形式,當(dāng)需要采用不規(guī)則l形、t形、十字形等比較復(fù)雜的平面形式時(shí),應(yīng)將凸出部分厚度與寬度的比值控制在規(guī)范允許的范圍之內(nèi),同時(shí),在結(jié)構(gòu)平面布置時(shí),應(yīng)盡可能使結(jié)構(gòu)處于對稱狀態(tài)。建筑結(jié)構(gòu)的振動(dòng)周期問題包含兩方面:①合理控制結(jié)構(gòu)的自振周期；②控制結(jié)構(gòu)的自振周期使其盡可能錯(cuò)開場地的特征周期。通過以上的分析，我們明確了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)和設(shè)計(jì)要點(diǎn)，明確了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性和與一般建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的區(qū)別，對高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程有了較深的了解，便于日后搞好高層建筑設(shè)計(jì)工作。

7結(jié)束語

隨著我國建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，人們對建筑質(zhì)量的要求也會(huì)越來越高。為了能夠?qū)⑷藗兊囊蟪浞譂M足，建筑結(jié)構(gòu)必須進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，這樣，不僅能夠有效解決目前市場上土地價(jià)格上漲給工程造價(jià)帶來的影響，有效降低了開發(fā)商的成本，而且還能夠在確保建筑整體質(zhì)量達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，使建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠滿足客戶的諸多需求。同時(shí)，還在很大程度上實(shí)現(xiàn)了房屋外形美觀，結(jié)構(gòu)實(shí)用、舒適的目標(biāo)。最重要的是實(shí)現(xiàn)了開發(fā)商們?nèi)〉米畲蠼?jīng)濟(jì)效益的目的。

參考文獻(xiàn)：

篇8

關(guān)鍵詞：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)扭轉(zhuǎn) 剛度抗震

Abstract: our high-rise building emerge in a large amount, due to the high building layout and the complex three-dimensional, give a high building structural design challenge. This paper, combined with the practice experience, in the design of a high-rise building several important issues, to better guide high-rise building design.

Keywords: designing high-rise seismic torsional rigidity

中圖分類號(hào)：TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

我國高層建筑大量涌現(xiàn)，由于高層建筑平面布置和立體面的復(fù)雜，給高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來了挑戰(zhàn)。本文結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對高層建筑設(shè)計(jì)中幾個(gè)值得重視的問題進(jìn)行了研究。

一、宏觀上控制結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和延性

結(jié)構(gòu)在受力進(jìn)塑性變形階段后仍具有較強(qiáng)的變形能力，為避免倒塌，尤其是結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，一方面要保證結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度。另一方面，要保證結(jié)構(gòu)具有一定的延性，強(qiáng)度要從電算的位移剛度等進(jìn)行控制，而延性則主要從以下幾個(gè)方面控制，以防結(jié)構(gòu)的脆性破壞。

1. 1構(gòu)件截面抗震承載力調(diào)整

水平地震作用與重力荷載效應(yīng)組合對應(yīng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面抗震承載力須根據(jù)受力狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整放大提高，以達(dá)到結(jié)構(gòu)的柔性破壞。

1. 2豎向構(gòu)件軸壓比控制

高層建筑豎向構(gòu)件在重力荷載、水平荷載共同作用下的軸壓比控制是保證高層建筑結(jié)構(gòu)延性和安全度的重要措施之一，其表達(dá)式如下：

軸壓比=總組合軸壓力設(shè)計(jì)值/(混凝土抗壓設(shè)計(jì)值X構(gòu)件截面積)。

軸壓比的高低直接體現(xiàn)構(gòu)件延性的優(yōu)劣，軸壓比較低的構(gòu)件延性較好，反之延性較差。因此。地震作用效應(yīng)組合下的豎向構(gòu)件軸壓比必須滿足規(guī)范限值。

1. 3結(jié)構(gòu)構(gòu)件剪壓比控制

其表達(dá)式為：板剪壓比=組合設(shè)計(jì)剪力/(混凝土抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度X構(gòu)件腹凈面積)。

高層建筑各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件在重力荷載、水平荷載共同作用下的剪壓比控制是保證高層建筑結(jié)構(gòu)延性、安全度的又一重要措施。

1. 4結(jié)構(gòu)構(gòu)件合適含鋼率選擇

高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸及其混凝土強(qiáng)度等級(jí)合適確定后，構(gòu)件配置的各種受力鋼筋和非受力構(gòu)造鋼筋具有合適的含鋼率，是控制高層建筑結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度及裂縫，使之能正常工作的另一個(gè)極其重要的設(shè)計(jì)原則和手段，合適含鋼率的配置是現(xiàn)澆鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)本身應(yīng)有的特性的體現(xiàn)。

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

建筑結(jié)構(gòu)的幾何形心、剛度中心、結(jié)構(gòu)重心即為建筑三心，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要求建筑三心盡可能匯于一點(diǎn)，即三心合一。結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)問題就是指在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中未做到三心合一，在水平荷載作用下結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)效應(yīng)。為避免建筑物因水平荷載作用而發(fā)生的扭轉(zhuǎn)破壞，應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)選擇合理的結(jié)構(gòu)形式和平面布局，盡可能地使建筑物做到三心合一。

在某些情況下，由于城市規(guī)劃對街道景觀的要求以及建筑場地的限制，高層建筑不可能全部采用簡面形式，當(dāng)需要采用不規(guī)則L形、T形、十字形等比較復(fù)雜的平面形式時(shí)，應(yīng)將凸出部分厚度與寬度的比值控制在規(guī)范允許的范圍之內(nèi)，同時(shí)，在結(jié)構(gòu)平面布置時(shí)，應(yīng)盡可能使結(jié)構(gòu)處于對稱狀態(tài)。

建筑結(jié)構(gòu)的振動(dòng)周期問題包含兩方面：①合理控制結(jié)構(gòu)的自振周期;②控制結(jié)構(gòu)的自振周期使其盡可能錯(cuò)開場地的特征周期。

2.1結(jié)構(gòu)自振周期

高層建筑的自振周期(T1)宜在下列范圍內(nèi)：

框架結(jié)構(gòu)：T1=(0.1~0.15)N

框-剪、框筒結(jié)構(gòu)：T1=(0.08~0.12)N

剪力墻、筒中筒結(jié)構(gòu)：T1=(0.04~0.10)N

N為結(jié)構(gòu)層數(shù)。

結(jié)構(gòu)的第二周期和第三周期宜在下列范圍內(nèi)：

第二周期：T2=(1/3~1/5)T1;第三周期：T3=(1/5~1/7)T1。

如果周期偏離上述數(shù)值太遠(yuǎn)，應(yīng)當(dāng)考慮本工程剛度是否合適，必要時(shí)調(diào)整結(jié)構(gòu)截面尺寸。如果結(jié)構(gòu)截面尺寸和布置正常，無特殊情況而計(jì)算周期相差太遠(yuǎn)，應(yīng)檢查輸入數(shù)據(jù)有無錯(cuò)誤。從實(shí)例的計(jì)算結(jié)果看，其自振周期計(jì)算值接近估算值的下限，可考慮調(diào)整結(jié)構(gòu)剛度，適當(dāng)增大結(jié)構(gòu)的自振周期。

2.2共振問題

當(dāng)建筑場地發(fā)生地震時(shí)，如果建筑物的自振周期和場地的特征周期接近，建筑物和場地就會(huì)發(fā)生共振。因此在建筑方案設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)針對預(yù)估的建筑場地特征周期，通過調(diào)整結(jié)構(gòu)的層數(shù)，選擇合適的結(jié)構(gòu)類別和結(jié)構(gòu)體系，擴(kuò)大建筑物的自振周期與建筑場地特征周期的差別，避免共振的發(fā)生。

2.3水平位移特征

水平位移滿足高層規(guī)程的要求，并不能說明該結(jié)構(gòu)是合理的設(shè)計(jì)。同時(shí)還需要考慮周期及地震力的大小等綜合因素。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，地震力的大小與結(jié)構(gòu)剛度直接相關(guān)，當(dāng)結(jié)構(gòu)剛度小，結(jié)構(gòu)并不合理時(shí)，由于地震力小則結(jié)構(gòu)位移也小，位移在規(guī)范允許范圍內(nèi)，此時(shí)并不能認(rèn)為該結(jié)構(gòu)合理。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)周期長、地震力小并不安全;其次，位移曲線應(yīng)連續(xù)變化，除沿豎向發(fā)生剛度突變外，不應(yīng)有明顯的拐點(diǎn)或折點(diǎn)。一般情況下剪力墻結(jié)構(gòu)的位移曲線應(yīng)為彎曲型;框架結(jié)構(gòu)的位移曲線應(yīng)為剪切型;框-剪結(jié)構(gòu)和框-筒結(jié)構(gòu)的位移曲線應(yīng)為彎剪型。

三、結(jié)構(gòu)剛度

高層建筑的抗側(cè)剛度對結(jié)構(gòu)的抗震性能有很大的影響，應(yīng)設(shè)計(jì)得剛些還是柔些，不同的設(shè)計(jì)人員有不同的看法，因此各結(jié)構(gòu)物的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)相差較大。如深圳等沿海地區(qū)的高層建筑大多數(shù)都設(shè)計(jì)得比較剛，特別是高層住宅，主要表現(xiàn)在剪力墻較多，而且墻普遍較厚，有些建筑只有十幾層，墻厚達(dá)500-600mm左右，比較浪費(fèi)，計(jì)算的最大相對側(cè)移值只有1/3000-1/5000，甚至更小。在土質(zhì)較好，基巖埋深也普遍較淺的地區(qū)，高層建筑大多采用樁基，持力層多落在中、微風(fēng)化巖，地基的特征周期值較小，所以高層建筑的抗側(cè)剛度一般可以設(shè)計(jì)得柔些，以結(jié)構(gòu)的極限變形能力作為控制值。在滿足變形限值的前提下，結(jié)構(gòu)剛度盡可能設(shè)計(jì)得小些，這樣，既降低了地震作用，也使場地土與建筑物發(fā)生共振的可能性減小，而且又達(dá)到了經(jīng)濟(jì)目的。

四、高寬比限值

《高規(guī)》中對高層建筑的結(jié)構(gòu)高寬比H/B進(jìn)行限值的目的是為了保證結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性和不傾覆。一般而言，隨著建筑物高度的增加，傾覆力矩也將迅速增大，高寬比大的結(jié)構(gòu)其安全性和經(jīng)濟(jì)性較差，所以高寬比限值原則上是需要的。

但目前高寬比限值中考慮的因素過于簡單。首先，結(jié)構(gòu)的抗傾覆性與基礎(chǔ)埋深、基礎(chǔ)寬度及基礎(chǔ)形式等有很大的關(guān)系。基礎(chǔ)埋得越深、基礎(chǔ)寬度越大、結(jié)構(gòu)抗傾覆能力就越好，高寬比就可以越大一些;有樁基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)上抗傾覆能力比天然地基的抗傾覆能力好，所以高寬比也可以大些。其次，上部結(jié)構(gòu)的剛度分布不同，結(jié)構(gòu)的整體性也不同，若上部結(jié)構(gòu)通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能保證結(jié)構(gòu)具有足夠的剛度，以使結(jié)構(gòu)在地震作用下和風(fēng)振下都不會(huì)有過大的動(dòng)力反應(yīng)，高寬比也可以大些。

五、關(guān)于抗震構(gòu)造措施

新的《高規(guī)》較“89規(guī)范”增加了有關(guān)短肢剪力墻的規(guī)定，但有些條文在設(shè)計(jì)應(yīng)用時(shí)，尚不盡完善，且規(guī)程對短肢剪力墻的縱向鋼筋配筋率要求偏高。短肢剪力墻原來系用于高層點(diǎn)式筒體的結(jié)構(gòu)，近年來大量應(yīng)用于10~16層的小高層商住樓，對這種高度一般不超過50m的建筑，是否應(yīng)當(dāng)采取如此嚴(yán)格的構(gòu)造措施，是值得商榷的。

例如，《高規(guī)》第7.1.2條第2款規(guī)定“筒體和一般剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩不宜小于結(jié)構(gòu)總底部地震傾覆力矩的50%”，相比于框剪結(jié)構(gòu)中的框架而言，短肢墻的抗側(cè)剛度要大的多，這樣勢必增加長墻的數(shù)量，進(jìn)而增大地震作用。

關(guān)于短肢剪力墻抗震等級(jí)的規(guī)定不盡合理，《高規(guī)》第7.1.2條第3款規(guī)定“短肢剪力墻的抗震等級(jí)應(yīng)比本規(guī)程表4.8.2規(guī)定的抗震等級(jí)提高一級(jí)采用”，在短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中，既然規(guī)定了一般墻或筒體承受的傾覆力矩大于50%，則筒體或一般墻為主要抗側(cè)力構(gòu)件，應(yīng)提高筒體或一般墻的抗震等級(jí)才合理，就如框-剪結(jié)構(gòu)中的剪力墻抗震等級(jí)高于或等于框架抗震等級(jí)。

《高規(guī)》第7.1.8條規(guī)定，當(dāng)連梁跨高比不小于5時(shí)，宜按框架梁進(jìn)行設(shè)計(jì)。連梁主要承受水平荷載帶來的剪力和彎矩，容易出現(xiàn)剪切裂縫，其抗剪計(jì)算式與框架梁不一樣(見《高規(guī)》第7.2.24條)，箍筋間距要求要嚴(yán)。連梁抗震設(shè)計(jì)時(shí)，對配筋率沒有特殊要求，其最小配筋率同非抗震設(shè)計(jì)，最大配筋率則通過截面條件來控制。而框架梁則要滿足截面條件及配筋等多項(xiàng)構(gòu)造要求。在設(shè)計(jì)此類連梁時(shí)應(yīng)注意，在計(jì)算時(shí)要設(shè)為非連梁，否則程序?qū)ζ鋭偠炔怀丝紤]樓板作用的增大系數(shù)，還要按連梁折減。對跨高比小于5，但對在較大集中荷載作用下(集中荷載對支座截面或節(jié)點(diǎn)邊緣所產(chǎn)生的剪力值占總剪力值的75%以上的情況)的連梁，也應(yīng)按框架梁進(jìn)行抗剪承載力計(jì)算。

參考文獻(xiàn)：

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篇9

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

現(xiàn)在建設(shè)的很多項(xiàng)目都是高層建筑，而且這些項(xiàng)目建設(shè)的時(shí)候，規(guī)模都很大而且還有一定的高度，在設(shè)計(jì)高層建筑結(jié)構(gòu)的時(shí)候，對于抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)很嚴(yán)格。隨著建設(shè)項(xiàng)目的增多，抗震設(shè)計(jì)的方法也在變化，而且設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)越來越精確。在對高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，先要在建筑的位置研究，勘查環(huán)境，使建筑結(jié)構(gòu)具有抗震性。在保證建筑的抗震性上，要降低作用力這樣才能達(dá)到抗震的目的。

1 影響高層建筑結(jié)構(gòu)抗震效果的因素

1.1 高層建筑自身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

高層建筑常用結(jié)構(gòu)類型有鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋砼結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)整體自重輕、強(qiáng)度高、抗震性能好、施工工期短等特點(diǎn)，且截面相對較小，有很好延性，適合柔性方案，其缺點(diǎn)是造價(jià)較高。當(dāng)場地土特征周期較長時(shí)易發(fā)生共振。鋼筋砼結(jié)構(gòu)剛度大、空間整體性能好、造價(jià)相對較低及材料來源也較豐富，較適用承載力大，控制塑性變形的剛性方案結(jié)構(gòu)。不利因素是結(jié)構(gòu)自重大、抵抗塑性變形能力差，施工周期較長。因此高層建筑采取何種形式應(yīng)取決于結(jié)構(gòu)體系和材料特性，同時(shí)取決于場地土類型，避免場地土和建筑發(fā)生共振，而使振害更加加重。

1.2 高層建筑結(jié)構(gòu)施工材料和過程

建筑中的材料與建筑的抗震性是有一定影響的，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)要保證材料的選擇。當(dāng)建筑的質(zhì)量達(dá)到要求的時(shí)候，及時(shí)發(fā)生了地震，建筑的損害也會(huì)很小。因此在其他條件不變的情況下，要保證建筑的材料應(yīng)該具有抗震性。如果使用的材料質(zhì)量沒有辦法保證，那么在地震的時(shí)候建筑的破損情況嚴(yán)重，一般在高層建筑中使用的材料都是塑料板材還有混凝土板，這些材料對于建筑的抗震是有積極影響的。因此在高層建筑中可以使用這些材料。

要想保證高層建筑的抗震效果，在建筑的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)就要保證所有的環(huán)節(jié)都是合理的，通過科學(xué)的設(shè)計(jì)方便建筑的施工也方便建筑的管理。要有人員去檢查建筑的設(shè)計(jì)，保證設(shè)計(jì)圖紙以及設(shè)計(jì)內(nèi)容科學(xué)，從而讓建筑的抗震效果達(dá)到要求。

1.3 場地選擇

場地選擇對高層建筑至關(guān)重要。地震造成的破壞除地震直接引起結(jié)構(gòu)破壞外還有場地條件原因。當(dāng)?shù)卣饋砼R時(shí)，其對高層建筑結(jié)構(gòu)破壞的原因有很多方面，最主要的是地表滑坡、山體崩塌及巖石斷層等導(dǎo)致地表發(fā)生運(yùn)動(dòng)，使建筑結(jié)構(gòu)受到破壞，而水災(zāi)和海嘯等地震帶來的次生災(zāi)害也會(huì)破壞建筑物。因此選擇有利抗震建筑場地，是減輕地震災(zāi)害的第一道工序，抗震設(shè)防區(qū)建筑工程應(yīng)選有利地段，應(yīng)避開不利的地段。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)抗震延性設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 選擇有利場地

在對高層建筑設(shè)計(jì)的時(shí)候，首先要選擇一個(gè)正確的位置，這個(gè)位置地震活動(dòng)少，在設(shè)計(jì)前要在建筑的位置收集資料，包括當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)以及地質(zhì)活動(dòng)等等，然后根據(jù)材料對建筑的抗震性作出合理的判斷。規(guī)劃建筑的位置對建筑的抗震有什么影響，例如地質(zhì)條件穩(wěn)定的位置對建筑的抗震有利，地震頻繁的地區(qū)對建筑的抗震不利。如果建筑的位置經(jīng)常出現(xiàn)地震，那么設(shè)計(jì)單位在設(shè)計(jì)的時(shí)候，要提出要求，盡量避開這些地方。如果沒有恰當(dāng)?shù)姆绞娇梢员荛_，就要有合理的措施保證建筑的穩(wěn)定。非常危險(xiǎn)的地方最好不要建筑高層。

2.2 合理建筑結(jié)構(gòu)體系及參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算分析

建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)據(jù)建筑抗震設(shè)防類別、抗震設(shè)防烈度、建筑高度、場地條件、地基、結(jié)構(gòu)材料和施工等因素，經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和使用條件綜合比較確定。結(jié)構(gòu)體系應(yīng)滿足：（1）應(yīng)具有明確計(jì)算簡圖和合理地震作用傳遞途徑；（2）應(yīng)避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)喪失抗振能力或?qū)χ亓奢d的承載能力；（3）應(yīng)具備必要抗震承載力，良好變形能力和消耗地震能量能力。

對復(fù)雜結(jié)構(gòu)進(jìn)行多遇地震作用下的內(nèi)力和變形分析時(shí)采用不少于兩個(gè)不同力學(xué)模型。目前主要有兩種計(jì)算理論：剪摩理論和主拉應(yīng)力理論，它們有各自適用范圍：磚砌體一般采用主拉應(yīng)力理論，而砌塊結(jié)構(gòu)可采用剪摩理論。對計(jì)算機(jī)計(jì)算結(jié)果應(yīng)經(jīng)分析判斷確認(rèn)其合理、有效后方可用于工程設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)計(jì)算控制主要計(jì)算結(jié)果有結(jié)構(gòu)自振周期、位移、平動(dòng)及扭轉(zhuǎn)系數(shù)、層間剛度比、剪重比、有效質(zhì)量系數(shù)等。

2.3 層間位移限制

在出現(xiàn)地震的時(shí)候，高層建筑中的某些樓層會(huì)有位移，在出現(xiàn)位移的時(shí)候，建筑中的樓層會(huì)有錯(cuò)位，當(dāng)錯(cuò)位超過一定程度的時(shí)候，建筑就會(huì)坍塌。根據(jù)某些研究發(fā)現(xiàn)，建筑的樓層出現(xiàn)位移，有建筑的材料有關(guān)，此外，還與建筑的結(jié)構(gòu)聯(lián)系。現(xiàn)在建筑的結(jié)構(gòu)有鋼筋混凝土，也有一部分是純鋼結(jié)構(gòu)。但是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對建筑位移的限制要比鋼結(jié)構(gòu)嚴(yán)格，尤其是對于建筑的抗風(fēng)能力?，F(xiàn)在對建筑的抗震設(shè)計(jì)主要是從位移出發(fā)，而且還要檢查結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，將各個(gè)部件所能承受的能力都作為設(shè)計(jì)的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。這樣才能保證設(shè)計(jì)的高層建筑有強(qiáng)度而且還有承載力。

在控制建筑位移的時(shí)候應(yīng)該從兩個(gè)方面出發(fā)，一個(gè)是平面體型；一個(gè)是建筑的里面變化。這樣才能保證建筑的剛度沒有變化，在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的時(shí)候，要講究結(jié)構(gòu)的整體性。建筑結(jié)構(gòu)之間的構(gòu)件連接要保證有效。在設(shè)計(jì)地基的時(shí)候，也要保證地基有整體性，這樣可以控制建筑發(fā)生位移，還能保證建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。對于建筑的某些薄弱環(huán)節(jié)要各位的注意，在設(shè)計(jì)的時(shí)候嚴(yán)格要求。建筑的寬度以及高度都要保證在合理的范圍內(nèi)，這樣可以使建筑在發(fā)生位移的時(shí)候能夠在一個(gè)可以控制范圍內(nèi)。

2.4 減小地震能量輸入

在設(shè)計(jì)的過程中通常采用的是在位移結(jié)構(gòu)抗震的方法，同時(shí)還要對方案開展定量分析工作，從而使得結(jié)構(gòu)的彈性形變能夠很好的滿足地震作用力下位移的基本要求，在對建筑構(gòu)件的承載力開展驗(yàn)算的同時(shí)，還需要對建筑結(jié)構(gòu)受到地震作用之下所產(chǎn)生的位移極限值進(jìn)行有效的控制和調(diào)整，同時(shí)還要按照建筑構(gòu)件構(gòu)造的實(shí)際要求來對構(gòu)件變形值和地震發(fā)生時(shí)候的能量輸入進(jìn)行有效的控制，這樣也就能在很大程度上減弱了地震對高層建筑產(chǎn)生的不利影響。高層建筑在建設(shè)的過程中一定要具備非常強(qiáng)的變形能力，這樣就可以更好的吸收地震過程中所產(chǎn)生的能量，從而減少了地震破壞所產(chǎn)生的影響，在必要的時(shí)候我們還需要采取一定的手段來減少地震能量對結(jié)構(gòu)的不利影響。

結(jié)束語

綜上，結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)要達(dá)到的總體要求是“小震不壞，中震可修，大震不倒”這一目的，必須進(jìn)行嚴(yán)格的選型、分析和計(jì)算。高層建筑是當(dāng)下建筑發(fā)展的主要趨勢，其抗震設(shè)計(jì)是高層建筑設(shè)計(jì)的重中之重。

參考文獻(xiàn)

[1]閆旭梅.高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)分析[J].科技傳播，2010.8.

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【關(guān)鍵詞】高層建筑；抗震；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：[TU208.3] 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，高層建筑自19世紀(jì)出現(xiàn)后，越來越廣泛地出現(xiàn)在城市人民的生活中，近幾年，包括一些發(fā)展速度較快的城鎮(zhèn)，也出現(xiàn)了越來越多的高層建筑。高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)非常復(fù)雜、龐大的系統(tǒng)，不僅要滿足抗震、抗風(fēng)等安全性能方面的需求，還要滿足自身建筑結(jié)構(gòu)的科學(xué)性及合理性。

1.高層建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

對于高層結(jié)構(gòu)建筑來說，需要承載的不僅是自然界的風(fēng)產(chǎn)生的水平方向的荷載，與此同時(shí)也要承受垂直方向的對自身重量的荷載，在此基礎(chǔ)上，還要求有較強(qiáng)的抗震能力。通常來說，水平方向上的荷載對低層建筑結(jié)構(gòu)的影響是比較小的，但是高層建筑不同，自然界中的風(fēng)和地震等外力對其產(chǎn)生的水平方向的荷載是影響其結(jié)構(gòu)的主要因素。建筑物的高度越高，位移就越快，這種位移不僅對人的舒適度有影響，對建筑物本身的使用也有影響，并對本身的結(jié)構(gòu)構(gòu)件和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件也有破壞性的影響。[1]正是因?yàn)檫@樣，在對高層結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)工作時(shí)，必須將側(cè)移控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，這種抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的核心所在。

2.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則

在高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，我們主要遵循五個(gè)基本原則。首先，對高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖要做出合理的選擇。計(jì)算簡圖是進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)，一旦選圖不合理，就會(huì)比較容易造成結(jié)構(gòu)安全事故。因此，合理地選擇計(jì)算簡圖是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全保證。與此同時(shí)，選用與計(jì)算簡圖相應(yīng)的構(gòu)造方法才能保證建筑物的安全性。在實(shí)際的結(jié)構(gòu)中，不單鋼節(jié)點(diǎn)和餃節(jié)點(diǎn)屬于其結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)，實(shí)際結(jié)構(gòu)域計(jì)算簡圖的誤差點(diǎn)也是其中之一。

其二，對高層建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要做出合理的選擇。依據(jù)高層建筑的地質(zhì)條件情況對基礎(chǔ)設(shè)計(jì)進(jìn)行選擇，對高層建筑上部的結(jié)構(gòu)類型和荷載的分布情況、施工條件、相鄰建筑物的影響等各種因素進(jìn)行綜合分析，據(jù)此對基礎(chǔ)方案作出科學(xué)合理的選擇。這種選擇要讓地基的潛力得到最大的發(fā)揮，如有必要的時(shí)候必須對地基變形方面進(jìn)行檢驗(yàn)。地質(zhì)勘查報(bào)告時(shí)高層建筑設(shè)計(jì)中不可或缺的材料之一，如有缺失的情況發(fā)生，就要馬上進(jìn)行現(xiàn)場勘查并將相鄰建筑的相關(guān)資料作為參考，通常想他的結(jié)構(gòu)單元采用的類型都是一樣的。

其三，對高層建筑的結(jié)構(gòu)方案作出合理選擇。滿足經(jīng)濟(jì)性、結(jié)構(gòu)形式及結(jié)構(gòu)體系是合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的必備條件之一。結(jié)構(gòu)體系的要求是傳力簡單、受力明確。如果高層建筑位處地震高發(fā)區(qū)，應(yīng)力就需要平面和豎向的規(guī)則。在對地理?xiàng)l件、施工條件、工程設(shè)計(jì)需求及材料等進(jìn)行綜合分析之后，要對建筑的水、暖、電等各個(gè)專業(yè)進(jìn)行相互協(xié)調(diào)，以此來選擇合理的結(jié)構(gòu)，確定結(jié)構(gòu)方案。

其四，準(zhǔn)確分析計(jì)算結(jié)果。在高層建筑的發(fā)展過程中，計(jì)算機(jī)技術(shù)也被廣泛地應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中來。面對形形的計(jì)算機(jī)軟件，采用不同的軟件就可能得到不同的結(jié)果。多以要選擇合適的軟件進(jìn)行計(jì)算，就必須基于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)人員對軟件的使用范圍及條件有全面性的了解。因建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況和計(jì)算機(jī)程序有時(shí)候會(huì)產(chǎn)生一定的誤差，無法完全相符合，所以在使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)的時(shí)候，要盡可能避免因人工出現(xiàn)的誤差或者軟件本身的缺陷導(dǎo)致的計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確的問題。為此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師通過計(jì)算機(jī)軟件得到結(jié)果之后，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行必要的校對及合理的判斷，得出準(zhǔn)確性較高的結(jié)果。

最后，采用相應(yīng)的構(gòu)造措施進(jìn)行高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)基本原則是強(qiáng)剪切力弱彎變，強(qiáng)壓力弱拉力，強(qiáng)柱弱梁。設(shè)計(jì)過程中要注意對上述原則的把我，對薄弱部位進(jìn)行加強(qiáng)，重視鋼筋的執(zhí)行段錨固長度，重點(diǎn)考慮構(gòu)件延性的性能和溫度應(yīng)力的影響[2]。

3.對高層建筑結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行選型

高層建筑的結(jié)構(gòu)體系指的是建筑結(jié)構(gòu)在抵抗來自豎直方向與水平方向的荷載時(shí)，構(gòu)件的組成形式及傳力路徑。豎向荷載傳達(dá)到基礎(chǔ)是通過墻、柱等豎向構(gòu)件及樓蓋等水平構(gòu)件，而水平荷載傳遞到基礎(chǔ)利用的是抗側(cè)力體系，鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)體系，鋼結(jié)構(gòu)體系和鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)體系。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系因具有鋼筋及混凝土兩種材料的協(xié)同受力性能的特征，同時(shí)具有造價(jià)低廉，成本低，耐久耐火，整體性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各類工程結(jié)構(gòu)中。但是它也存在著延性差，自重大，施工慢等缺點(diǎn)。鋼結(jié)構(gòu)體系具有抗震性能比較好，強(qiáng)度高，施工方便，用途多，跨度大，但是存在著費(fèi)用高，施工復(fù)雜，防火性能差等不足；鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)則結(jié)合了鋼構(gòu)件及鋼筋混凝土構(gòu)件兩者的長處，不僅增強(qiáng)了鋼構(gòu)件的強(qiáng)度，并具有比較優(yōu)秀的抗震能力，成本較低，但是，這兩種材料構(gòu)件在連接技術(shù)上稍顯不足；鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)具有較高的承載力，較強(qiáng)的抗震性、比鋼結(jié)構(gòu)更優(yōu)秀的耐火性，較短的工期，但同時(shí)也存在著節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜的缺點(diǎn)。

高層建筑結(jié)構(gòu)可以根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同分為剪力墻結(jié)構(gòu)體系，框架結(jié)構(gòu)體系和框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系。剪力墻結(jié)構(gòu)體系就是利用高層建筑的墻體作為抵抗側(cè)力及豎向承重的結(jié)構(gòu)體系。這種結(jié)構(gòu)體系整體性能較好，剛度較大，不會(huì)輕易受到水平力的作用而產(chǎn)生變形，比較適用于高層建筑。但是因其剪力墻之間的距離較小，致使平面的布置比較受制，所以一般的在不適合用于公共建筑中?？蚣芙Y(jié)構(gòu)體系則是利用梁、柱等結(jié)構(gòu)為高層建筑豎向承重并承受水平荷載的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)具有框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力大、結(jié)構(gòu)側(cè)向位移大的特點(diǎn)，僅適用于高度在50米以下的建筑。將上述兩者技術(shù)相互結(jié)合而構(gòu)成的結(jié)構(gòu)形式就是框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系，它因同時(shí)具有布局靈活。實(shí)用性強(qiáng)及較強(qiáng)的水平負(fù)載能力而廣泛被應(yīng)用與高層建筑中。使用框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系需具體考量剪力墻的位置、數(shù)量及其他滿足框架的設(shè)計(jì)要求[3]。

4.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題及相應(yīng)對策

為了達(dá)到高層建筑的抗震要求，我國的通用建筑規(guī)范中對高層建筑結(jié)構(gòu)的高度有比較嚴(yán)格的規(guī)定，針對我國高層建筑超高問題，新規(guī)范中不僅將原有的限制高度規(guī)定為A級(jí)高度，在此基礎(chǔ)上增加了B級(jí)高度，此規(guī)定促進(jìn)了高層建筑結(jié)果處理措施及設(shè)計(jì)方法的改進(jìn)。在實(shí)際的工程實(shí)際中，如改變建筑結(jié)構(gòu)類型時(shí)忽略了高層超高問題，施工審圖時(shí)將給予不通過的處理，并令其重新設(shè)計(jì)或者進(jìn)行專家會(huì)議論證，一旦出現(xiàn)這種情況，對整個(gè)工程建筑的工期及造價(jià)都將造成極大的影響。此外，在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，盡可能減少或者避免使用短肢剪力墻。對于嵌固端的樓板的設(shè)計(jì)；綜合分析嵌固端上層和下層的剛度比，并且要求嵌固端上層和下層抗震等級(jí)一致；高層建筑整體計(jì)算充分考慮嵌固端的設(shè)置，綜合分析嵌固端位置和高層建筑結(jié)構(gòu)抗震縫隙設(shè)置的協(xié)調(diào)[4]。

5.結(jié)語

總之，社會(huì)與科技的進(jìn)步推動(dòng)著高層建筑的發(fā)展，隨著高層建筑在人們的生活得到越來越廣泛的運(yùn)用，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求也越來越高。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)十分系統(tǒng)和復(fù)雜的工作，作為設(shè)計(jì)人員應(yīng)在不斷提高自身專業(yè)技術(shù)水平的同時(shí)做好設(shè)計(jì)工作，以著力高層建筑的提高設(shè)計(jì)水平。

【參考文獻(xiàn)】

[1]張杰，崔偉平.探究高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問題及解決措施[J].河南科技，2013，(01):178.

[2]本報(bào)記者陳園園.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難題待解[N].中國建設(shè)報(bào)，2010-10-30(004).