高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

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關(guān)鍵詞：高層建筑，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)，方法

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

一、高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)平面設(shè)計(jì)要盡量使平面規(guī)則、簡單、對(duì)稱、長寬比適當(dāng)，這樣可以使平面剛度、承載力、質(zhì)量分布均勻，質(zhì)量中心與剛度中心接近重合，提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震能力。具體應(yīng)遵循以下原則：盡量采用規(guī)則的高層建筑結(jié)構(gòu)，保證建筑平面、立面及結(jié)構(gòu)布置對(duì)抗震有利；具備合理的傳力途徑，使作用在上部結(jié)構(gòu)的水平力和豎向力能夠直接、不間斷地傳遞到基礎(chǔ)，避免中斷和迂回；具有整體的可靠性和牢固性，當(dāng)高層建筑結(jié)構(gòu)受到作用力使部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件損壞造成局部倒塌時(shí)，不能導(dǎo)致整體的承載力喪失致使整個(gè)結(jié)構(gòu)的倒塌；確定構(gòu)件與構(gòu)件之間、結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)之間，該徹底分離的絕不似分非分，該牢固連接的絕不似接非接；處理好結(jié)構(gòu)單元與結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力之間的關(guān)系，盡量設(shè)置多道抗震防線，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗震能力。

二、優(yōu)化高層建筑中混凝土結(jié)構(gòu)的具體方法

1.高強(qiáng)度混凝土和高強(qiáng)鋼筋的合理使用。建筑的總造價(jià)包括上部結(jié)構(gòu)的材料、基礎(chǔ)及施工等費(fèi)用，構(gòu)件的截面尺寸和用鋼量對(duì)造價(jià)的影響很大，設(shè)計(jì)中合理使用高強(qiáng)鋼筋（如梁、板筋采用三級(jí)鋼）可有效降低用鋼量，節(jié)約成本。如果高層建筑位于深厚軟弱地基上，由于作用于地基上的荷載很大，合理使用高強(qiáng)度混凝土和高強(qiáng)鋼筋，可優(yōu)化構(gòu)件截面尺寸，減輕結(jié)構(gòu)自重，將會(huì)降低基礎(chǔ)施工的難度和造價(jià)，取得顯著的經(jīng)濟(jì)效果。同時(shí)，對(duì)于地震區(qū)的高樓，地震作用的大小幾乎與建筑自重成正比，減輕自重能夠減小結(jié)構(gòu)的地震荷載，有利于提高結(jié)構(gòu)的安全度。在設(shè)計(jì)中合理的使用高強(qiáng)度混凝土和高強(qiáng)鋼筋，能快速、有效的減少墻、柱、梁、板等構(gòu)件的截面尺寸，降低用鋼量，減輕建筑自重，最終達(dá)到降低造價(jià)的目的。

2.確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)均勻。在高層建筑的一個(gè)獨(dú)立結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，宜使結(jié)構(gòu)平面形狀簡單、規(guī)則，剛度和承載力分布均勻，平面長度不宜過長，突出部分長度不宜過大；高層建筑的豎向體型宜規(guī)則均勻，避免有過大的外挑和內(nèi)收，結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度宜下大上小，逐漸均勻變化，不應(yīng)采用豎向布置嚴(yán)重不規(guī)則的結(jié)構(gòu)。相信大部分的結(jié)構(gòu)工程師都曾遇過類似情況：當(dāng)一幢高層建筑的結(jié)構(gòu)平面布置和豎向布置簡單、規(guī)則、均勻，那么其各項(xiàng)指標(biāo)的校驗(yàn)驗(yàn)算會(huì)很容易滿足規(guī)范的要求，反之，則需花一番苦功才能令各項(xiàng)指標(biāo)勉強(qiáng)滿足規(guī)范要求。結(jié)果可能是墻柱截面尺寸大得驚人，單位面積重量嚴(yán)重超標(biāo)，不僅造價(jià)上去了，而且還影響部分建筑功能的使用。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員一定要注重概念設(shè)計(jì)，在建筑方案階段就應(yīng)積極介入，運(yùn)用自己的專業(yè)知識(shí)提出建議，在滿足美觀、適用的前提下，盡可建筑結(jié)構(gòu)的平面布置和豎向布置簡單、規(guī)則和均勻。這樣一來，結(jié)構(gòu)體系就會(huì)具有合理的剛度和承載力分布，避免因局部削弱或突變形成薄弱部位，產(chǎn)生過大的應(yīng)力集中或塑性變形集中。只有這樣，到擴(kuò)初設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)階段的截面尺寸優(yōu)化才會(huì)有實(shí)質(zhì)性的意義。

三、采用新型的高層混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法

1、高層鋼筋混凝土柱的設(shè)計(jì)。隨著建筑物向高層發(fā)展，單個(gè)柱子承受荷載必然加大，這樣的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致高層建筑柱子截面尺寸加大，使得建筑的有效使用面積減少。另一方面，由于層高的限制，往往造成高層建筑的若干層柱出現(xiàn)短柱，短柱對(duì)抗震是不利的。

2、普通鋼筋混凝土柱。采用普通鋼筋混凝土柱，一般在30層左右的高層鋼筋混凝土建筑中就很難避免出現(xiàn)短柱現(xiàn)象。為了增強(qiáng)短柱的延性，目前設(shè)計(jì)中主要采取箍筋加密和設(shè)置復(fù)合箍筋的辦法。同時(shí)，為了盡量減小柱截面尺寸，需盡可能地提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)。

3、密排螺旋箍筋柱。采用密排螺旋箍筋柱既可提高柱子的延性，又能提高柱核心混凝土的強(qiáng)度。由于施工方法同于普通鋼筋混凝土柱，因此，較受歡迎。在設(shè)計(jì)中如采用高強(qiáng)混凝土和密排螺旋箍筋將進(jìn)一步減少柱的截面寸。

4、高強(qiáng)混凝土。在我國C50以上混凝土稱為高強(qiáng)混凝土。在國內(nèi)已有一些高層建筑使用高強(qiáng)混凝土，得到可觀的經(jīng)濟(jì)效應(yīng).但目前推廣應(yīng)用上遇到幾種困難：首先施工量的控制，其次是開發(fā)商不愿意使用高強(qiáng)混凝土。其實(shí)其雖比普通混凝土價(jià)格貴一些。但由于柱子斷面減小也帶來的使用面積增大的經(jīng)濟(jì)效益。

5、鋼管混凝土和型鋼混凝土。鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的研究在我國相對(duì)比較成熟，在高層建筑柱子的使用上有著廣泛的前景，但目前還需加強(qiáng)兩方面的工作：（1）在設(shè)計(jì)上盡量規(guī)范一些梁柱節(jié)點(diǎn)做法，最好有一本權(quán)威性的圖集供設(shè)計(jì)人員參考：（2）是施工技術(shù)隊(duì)伍的培養(yǎng)。型鋼混凝土在我國已進(jìn)行了大量的科學(xué)試驗(yàn)工作，但目前尚無統(tǒng)一的設(shè)計(jì)規(guī)程，已建的型鋼混凝土柱的設(shè)計(jì)大都參照國外建筑的規(guī)范。

6、鋼管混凝土和型鋼混凝土。鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的研究在我國相對(duì)比較成熟，在高層建筑柱子的使用上有著廣泛的前景，但目前還需加強(qiáng)兩方面的工作：（1）在設(shè)計(jì)上盡量規(guī)范一些梁柱節(jié)點(diǎn)做法，最好有一本權(quán)威性的圖集供設(shè)計(jì)人員參考。

（2）是施工技術(shù)隊(duì)伍的培養(yǎng)，型鋼混凝土在我國已進(jìn)行了大量的科學(xué)試驗(yàn)工作，但目前尚無統(tǒng)一的設(shè)計(jì)規(guī)程，已建的型鋼混凝土柱的設(shè)計(jì)大都參照國外建筑的規(guī)范。

7、高層建筑與裙房之間的處理。目前高層建筑和裙房之間的處理有兩種觀點(diǎn)：（1）高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在主樓和裙房之間。由于受力差異大等原因，需設(shè)置變形縫；（2）認(rèn)為設(shè)縫會(huì)帶來地下室防水、上部建筑立面處理等一系列的困難。最好是采取其它辦法取消變形縫。當(dāng)高層建筑位于建筑物平面中部時(shí)，且建筑物不是太長，能不設(shè)縫，盡量不設(shè)。而當(dāng)高層建筑位于建筑物的邊部和角部時(shí)，尤其是位于角部，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)設(shè)置變形縫。

四、結(jié)語

高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是—個(gè)復(fù)雜且又循環(huán)往復(fù)的過程，這就要求設(shè)計(jì)者嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量密切關(guān)系到人民生命財(cái)產(chǎn)的安全，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員必須在工作中，不斷地學(xué)習(xí)、總結(jié)，不斷的進(jìn)步與完善。

參考文獻(xiàn)：

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關(guān)鍵詞：高層住宅；鋼筋混凝土；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的住宅基本結(jié)構(gòu)形式

1.1框架結(jié)構(gòu)

框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)主要有空間比較大、靈活性強(qiáng)、具有抗震能力、工程造價(jià)低，但是，如果柱截面的厚度大于墻厚就會(huì)造成墻柱腳向外凸出，這樣不僅影響購房者家具布置還影響室內(nèi)美觀，有時(shí)，住宅中間的房間分隔處呈現(xiàn)不規(guī)則現(xiàn)象，使住宅難以進(jìn)行布置。

1.2框架整體結(jié)構(gòu)中的剪力墻

框架整體結(jié)構(gòu)中的剪力墻是在整體框架結(jié)構(gòu)中布置一定數(shù)量的剪力墻目前為止，它是我國在高層住宅中應(yīng)用最為廣泛的一種主要結(jié)構(gòu)形式。剪力墻主要特點(diǎn)是平面中靈活性較強(qiáng)，實(shí)用性、合理的結(jié)構(gòu)，這樣能有效地將框架、剪力墻的不同性能中抗側(cè)力很好的展示出來，使它們發(fā)揮不同的作用。

1.3大開間剪力墻結(jié)構(gòu)

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們?nèi)找嬖鲩L的物質(zhì)水平不斷提高，最先建造的小開間剪力墻體系住宅在整體建筑中的功能性和局限性變得越來越突出。從建筑強(qiáng)度方面來講，小開間結(jié)構(gòu)中墻體的應(yīng)有作用不能得到更好的發(fā)揮，如果添加較多的剪力墻還會(huì)增加更大的地震力，而且工程費(fèi)用也會(huì)隨之增加，另外，小開間剪力墻的結(jié)構(gòu)自我承重能力較大，相對(duì)應(yīng)也增加了基礎(chǔ)資金，所以，就誕生了大開間剪力墻結(jié)構(gòu)，剪力墻的間距應(yīng)該在大于4.5m且小于7.5m，進(jìn)深在大于7.5m且小于11m，室內(nèi)一般不會(huì)布置縱橫的剪力墻，根據(jù)具體情況可按照住戶的需求進(jìn)行靈活分隔，如需室內(nèi)有新變化還可以進(jìn)行重新布置。

1.4短肢剪力墻結(jié)構(gòu)

墻肢截面的高度與厚度比在5至8的剪力墻就稱之為短肢剪力墻，它是介于異性框架柱與普通剪力墻之間的一種剪力墻，這種剪力墻結(jié)構(gòu)體系無論是在建筑功能與結(jié)構(gòu)形式上還是在投資效益與節(jié)能指標(biāo)都具有著良好的效果，目前，這已經(jīng)成為高層住宅的主要剪力墻結(jié)構(gòu)形式。

2高層住宅鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)

現(xiàn)在以高層住宅為例分析鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要特點(diǎn)。某住宅結(jié)構(gòu)甲共18層,總建筑面積約為6500m2?？拐鹪O(shè)防烈度7度,設(shè)計(jì)基本地震加速度值0.10g,設(shè)計(jì)地震分組為第一組,基本風(fēng)壓0.35kN/m2,基本雪壓0.60kN/m2,場地類別一類,抗震等級(jí):一般剪力墻三級(jí);短肢剪力墻二級(jí),混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30和C25,鋼筋強(qiáng)度等級(jí):梁采用HRB335;板采用HPB235,直徑大于12為HRB335; 墻采用HRB335。通過分析發(fā)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剪力墻利用率較低, 底層墻肢軸壓比在0. 35~ 0. 40之間, 結(jié)構(gòu)位移比較好, 控制在1. 2以內(nèi), 且結(jié)構(gòu)周期、位移角較小, 整體偏剛。

2.1鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制因素

在低層的住宅中，一般都是以重力為依據(jù)進(jìn)行豎向的荷載，利用它來對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行控制。在高層住宅中，雖然豎向荷載能對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生較大影響，但水平荷載逐漸成為其主要控制因素。對(duì)于某項(xiàng)特定的建筑來說，豎向荷載大體上是定值，水平荷載中的風(fēng)荷載與抗震作用中的數(shù)值都是伴隨著不同的動(dòng)力特性而產(chǎn)生較大幅度變化。

2.2軸向變形

對(duì)于采用框架體系的高層住宅或者是采用剪刀墻體系的高層住宅，框架中柱的軸距與壓力基本上都是大于邊柱的軸距與壓力，這樣就會(huì)使中柱的軸向因?yàn)閴嚎s導(dǎo)致變形大于邊柱的軸向壓縮導(dǎo)致的變形。屋內(nèi)舉架較高時(shí)，因?yàn)椴町愝S向的變形能達(dá)到較大的數(shù)值，產(chǎn)生的后果不亞于連續(xù)梁中間的支座發(fā)生沉陷。

2.3側(cè)移成為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制指標(biāo)

高層與多層住宅不同，高層住宅鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素逐漸變成結(jié)構(gòu)側(cè)移，多層住宅已經(jīng)不能滿足人民日益增長的需要，房屋建筑的高度正在逐漸增加，水平荷載的結(jié)構(gòu)體系因?yàn)閭?cè)移發(fā)生的變形不斷增大，結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)側(cè)移應(yīng)與棚頂成正比。因此，在最初設(shè)計(jì)高層住宅時(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度要求很高，還要具備足夠的抗側(cè)移剛度，使水平荷載結(jié)構(gòu)控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。其中有三方面的原因，包括：因?yàn)閭?cè)移會(huì)使居住者不舒服，從而影響正常的居??；因?yàn)閭?cè)移室內(nèi)的隔墻、圍護(hù)墻包括室內(nèi)的材料都會(huì)出現(xiàn)裂痕或是不同程度的損壞，甚至電梯也有可能因此不能正常工作。

2.4結(jié)構(gòu)延性是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要指標(biāo)

相較于多層住宅，高層住宅的結(jié)構(gòu)會(huì)更加“柔”，其抗震作用下的變形就會(huì)無形加大。為了使結(jié)構(gòu)能具有較強(qiáng)的變形能力，避免建筑物坍塌，應(yīng)對(duì)建筑構(gòu)造方面采取更加恰當(dāng)?shù)南鄳?yīng)措施，以確保結(jié)構(gòu)延性。

3高層住宅鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)策略

3.1優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法

現(xiàn)階段，設(shè)計(jì)分析軟件在優(yōu)化過程中并沒有完全成熟，主要是對(duì)高層住宅結(jié)構(gòu)的分析軟件應(yīng)用，利用人工分析進(jìn)行調(diào)整，通過概念設(shè)計(jì)方法，針對(duì)不同的結(jié)構(gòu)選型以及布置，對(duì)正在進(jìn)行的方案不斷的做比較分析，比較之后選擇最為理想的結(jié)構(gòu)方案，這是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用最為廣泛同時(shí)也是最簡單的優(yōu)化方法。利用概念設(shè)計(jì)的方法選擇的方案是為合理經(jīng)濟(jì)的，雖然耗費(fèi)人力、物力、財(cái)力以及時(shí)間，但是對(duì)設(shè)計(jì)人員的素質(zhì)要求就相對(duì)較高，利用設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行人工優(yōu)化方法依舊是建筑單位所普遍采用的主要方法之一。即便是同一高層住宅的方案，所選擇的結(jié)構(gòu)也是不盡相同的，也可以有不同的布置方案，在確定高層住宅的結(jié)構(gòu)布置時(shí)，同一種荷載情況也會(huì)有不同的分析方法，在整個(gè)分析的過程中設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)計(jì)材料、荷載的取值范圍也是多選擇的，就連對(duì)高層住宅內(nèi)的細(xì)微部分處理也是不同的，上述問題，即便是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)也是無法全部解決的，這就需要設(shè)計(jì)人員通過自己的努力做出判斷。然而判斷的內(nèi)容只能在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用普遍的規(guī)律下進(jìn)行指導(dǎo)，這是通過具體實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)得出的結(jié)論。因此，概念設(shè)計(jì)是由設(shè)計(jì)人員通過諸多備選方案進(jìn)行選擇。

3.2性能分析

3.2.1抗震性能分析

對(duì)于整體結(jié)構(gòu)來講，足夠的承載能力以及變形能力是能同時(shí)滿足條件的兩方面需求。結(jié)合概念設(shè)計(jì)的最新理念，分別對(duì)兩種不同的結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行細(xì)致的研究分析。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對(duì)于結(jié)構(gòu)的要求必須具有一定的承載能力以及適當(dāng)?shù)膭偠?。高層的結(jié)構(gòu)及其使用功能和安全性與側(cè)移大小有著密切的關(guān)系，側(cè)移過大會(huì)使隔墻和保護(hù)墻以及材料出現(xiàn)裂痕以及損害。其結(jié)構(gòu)必須按照規(guī)定內(nèi)的百分點(diǎn)對(duì)于不利情況計(jì)算出結(jié)構(gòu)體系的層間位移角，框剪結(jié)構(gòu)要大于剪力墻的結(jié)構(gòu)，這兩種解都要小于規(guī)范要求，且有較大的充裕量，這說明兩種結(jié)構(gòu)都要滿足剛度的要求。只是針對(duì)使用性能來講，剪力墻的墻體過多，結(jié)構(gòu)自我承重力大，導(dǎo)致較大地震作用，混凝土和鋼材的使用量也高，與此同時(shí)還增加了基礎(chǔ)工程的投資建設(shè)，限制了建筑方面的靈活運(yùn)用。因?yàn)榭蚣芙Y(jié)構(gòu)能夠形成自由且靈活性強(qiáng)的利用空間，更容易滿足不同建筑的功能性，剪力墻具有比較大的抗側(cè)移剛度，這樣就會(huì)增加抗震力，從而減少了結(jié)構(gòu)側(cè)移。

總之，隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，建筑行業(yè)得到了飛速的發(fā)展，其中高層建筑深受群眾的偏愛，高層的設(shè)計(jì)構(gòu)思與建設(shè)也在不斷發(fā)展，其結(jié)構(gòu)呈多樣性。在高層建筑過程中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得到了建筑商的青睞，被越來越多的高層建筑商選用，所以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在高層建筑中有很大的發(fā)展空間，目前，我國還未對(duì)其形成具體的規(guī)范要求，需要進(jìn)行更加深入的調(diào)查研究工作。

結(jié)論

參考文獻(xiàn):

[1]張瑞紅；高層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的若干問題[J]；長沙鐵道學(xué)院學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版)；2010年01期

[2]蔣魯蓉；鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有關(guān)問題的初步探討[J]；山西建筑；2008年01期

[3]高新艷；杜秀麗；鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]；山西建筑；2007年08期

篇(3)

【關(guān)鍵詞】高層建筑設(shè)計(jì)；鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

引言

設(shè)計(jì)是形成高層建筑質(zhì)量，在初始時(shí)期控制鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，要站在為社會(huì)和行業(yè)發(fā)展負(fù)責(zé)的高度看待和重視高層建筑設(shè)計(jì)中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的相關(guān)工作，形成對(duì)設(shè)計(jì)重點(diǎn)和細(xì)節(jié)的把握，提高高層建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的工作水平。在具體的高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)該突出設(shè)計(jì)的內(nèi)涵，體現(xiàn)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的靈魂，對(duì)高層建筑設(shè)計(jì)中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)方面的關(guān)鍵問題進(jìn)行全面思考，從短支剪力墻、結(jié)構(gòu)體系、高度控制等關(guān)鍵環(huán)節(jié)展開對(duì)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)控制和管理，進(jìn)而為高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目標(biāo)的達(dá)成起到重點(diǎn)方面和體系方面的支撐作用。

一、高層建筑中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)涵

隨著鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用于高層建筑越來越廣泛，要想保證高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)達(dá)到規(guī)范規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，就必須遵循一定的原則，加強(qiáng)高層的建筑結(jié)構(gòu)的使用維護(hù)、施工及設(shè)計(jì)。其原則需求主要表現(xiàn)在：第一，安全性。在設(shè)計(jì)的合理使用年限以內(nèi)的高層建筑結(jié)構(gòu)，應(yīng)該可以承擔(dān)各種可能發(fā)生的突況，而且在發(fā)生了偶然事件以后，建筑物的結(jié)構(gòu)必須要保持一定的穩(wěn)定特性。第二，耐久性。在設(shè)計(jì)的可以使用的年限以內(nèi)，高層建筑的結(jié)構(gòu)應(yīng)該具有一定的耐久性。第三，適用性。在設(shè)計(jì)的能夠合理使用的年限以內(nèi)，高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)該可以滿足使用的要求，具有較好的抗振、抗裂縫或者抗變形的性能。

二、結(jié)構(gòu)選型中常見的問題

2.1結(jié)構(gòu)規(guī)則性的問題

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，規(guī)范對(duì)于結(jié)構(gòu)規(guī)則性的內(nèi)容有很大的變化，在舊的規(guī)范中增加了很多新的規(guī)范條件，比如平面規(guī)則性信息、嵌固端上下層剛度比較的信息以及豎向規(guī)則性信息等，并且在新的規(guī)范中，采用了強(qiáng)制性的規(guī)定。所以在高層建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該遵循規(guī)范的內(nèi)容，從而可以有效的避免施工中要求對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行改變。

2.2嵌固端的設(shè)計(jì)問題

目前很多的高層建筑物都有兩層或者兩層以上的人防地下室，所以嵌固端可能設(shè)置在人防的頂板位置處，也可能設(shè)置在地下室頂板的位置處。在設(shè)置嵌固端時(shí)，建筑師以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師很容易忽略嵌固端的設(shè)置帶來的問題，如：嵌固端上下層的剛度、樓板的設(shè)計(jì)、上下層抗震等級(jí)的統(tǒng)一性和結(jié)構(gòu)整體計(jì)算時(shí)嵌固端的位置等一系列的問題，如果在設(shè)計(jì)中忽略任何一個(gè)問題都可能對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)造成安全隱患，所以這就要求建筑師和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師在鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，注意嵌固端設(shè)置的問題。

2.3短肢剪力墻設(shè)計(jì)的問題

在鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)范中，對(duì)短肢剪力墻在高層建筑中的應(yīng)用有很多限制，所以在高層建筑設(shè)計(jì)中，建筑師以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師應(yīng)該盡量減少或者避免采用短肢剪力墻，從而可以有效的避免工程設(shè)計(jì)中不必要的麻煩。

2.4結(jié)構(gòu)超高問題

在鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對(duì)于高層建筑的總高度在抗震規(guī)范中具有嚴(yán)格的要求，特別是新規(guī)范中，除了將原來限制的高度設(shè)置為A級(jí)高度，還增加了B級(jí)建筑物的高度，所以在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該嚴(yán)格控制建筑物的高度，從而可以減少重新設(shè)計(jì)以及不符合要求等問題，減少高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)施工工期的影響。

三、地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)問題

地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一直是結(jié)構(gòu)工程師比較重視的方面，不僅僅由于該階段設(shè)計(jì)的好與壞將直接影響后期設(shè)計(jì)工作的進(jìn)行，同時(shí)，也是因?yàn)榈鼗A(chǔ)在整個(gè)工程造價(jià)中起決定性因素，因此，在這一階段出現(xiàn)問題后果可能更加嚴(yán)重甚至造成無法估量的損失。在地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，要注意地方性規(guī)范的重要性問題。由于我國占地面積較廣，地質(zhì)條件相當(dāng)復(fù)雜。作為國家標(biāo)準(zhǔn)，僅僅一本《地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》無法對(duì)全國各地的地基基礎(chǔ)都進(jìn)行詳細(xì)的描述和規(guī)定，因此建立在國家標(biāo)準(zhǔn)之下的地方標(biāo)準(zhǔn)、地方性的“地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范”能夠?qū)⒏鞯胤降牡鼗A(chǔ)類型和設(shè)計(jì)處理方法等，一些成熟的經(jīng)驗(yàn)描述和規(guī)定更為詳細(xì)和準(zhǔn)確。

四、結(jié)構(gòu)計(jì)算與分析

隨著房屋建筑結(jié)構(gòu)方面新規(guī)范的陸續(xù)頒布實(shí)施，各種計(jì)算軟件也都更新版本，但在計(jì)算時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問題。這其中既有軟件自身不完善的因素，也有使用人對(duì)規(guī)范理解不正確的原因。因此，如何準(zhǔn)確、高效地對(duì)工程進(jìn)行內(nèi)力分析并按照規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和處理，是決定工程設(shè)計(jì)質(zhì)量好壞的關(guān)鍵。

4.1計(jì)算模型的選取

對(duì)于常規(guī)結(jié)構(gòu)，可采用樓板整體平面內(nèi)無限剛假定模型；對(duì)于多塔或錯(cuò)層結(jié)構(gòu)，可采用樓板分塊平面內(nèi)無限剛模型；對(duì)于樓板局部開大洞、塔與塔之間上部相連的多塔結(jié)構(gòu)等，可采用樓板分塊平面內(nèi)無限剛，并帶彈性連接板帶模型；而對(duì)于樓板開大洞有中庭等共享空間的特殊樓板結(jié)構(gòu)或要求分析精度高的高層結(jié)構(gòu)則，可采用彈性樓板模型。

4.2抗震等級(jí)的確定

對(duì)常規(guī)高層建筑，與主樓連為整體的裙樓的抗震等級(jí)不應(yīng)低于主樓的抗震等級(jí)；對(duì)于地下室部分，當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固部位時(shí)，地下一層的抗震等級(jí)應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)相同，地下一層以下的抗震等級(jí)可根據(jù)具體情況采用三級(jí)或更低等級(jí)。

4.3振型數(shù)目是否足夠

振型數(shù)的多少與結(jié)構(gòu)的層數(shù)有關(guān)，文獻(xiàn)中對(duì)振型的取值都有較為明確的規(guī)定。因此，在計(jì)算分析階段根據(jù)規(guī)范要求對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行判斷，并決定是否要調(diào)整振型數(shù)目的取值。

4.4非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算與設(shè)計(jì)

在高層建筑中，往往存在一些由于建筑美觀或功能要求且非主體承重骨架體系以內(nèi)的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件。對(duì)這部分內(nèi)容尤其是高層建筑屋頂處的裝飾構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，由于高層建筑地震作用和風(fēng)荷載較大，必須嚴(yán)格按照新規(guī)范中增加的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的處理措施進(jìn)行設(shè)計(jì)。

五、提高高層建筑耐久功能

在高層建筑鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，若以優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為主要目的，則要根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范來處理主要問題，認(rèn)清主次，通過多種目標(biāo)與單一目標(biāo)的優(yōu)化使設(shè)計(jì)的效果令人滿意。因此，必須加強(qiáng)房屋耐久性設(shè)計(jì)，在原來的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的耐久性往往沒有得到設(shè)計(jì)人員的充分考慮，其實(shí)就是在規(guī)定的使用年限內(nèi)對(duì)于用戶的各種正常使用要求均能夠滿足。在實(shí)際情況中，許多方案設(shè)計(jì)都沒有達(dá)到這些要求。出現(xiàn)這種情況的主要原因是設(shè)計(jì)時(shí)沒有完全考慮建筑物在實(shí)際運(yùn)作中由于環(huán)境、條件的影響，而導(dǎo)致的建筑的可靠指數(shù)明顯降低。因此，在對(duì)一般的高層建筑混凝土進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，主要都集中在造價(jià)、材料上，所以只有造價(jià)小、材料少的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)才是滿意的設(shè)計(jì)。如今人們的生活水平不斷地提高，對(duì)工程的質(zhì)量要求也相應(yīng)地得到提高，所以當(dāng)建筑物的特殊使用要求或者技術(shù)要求與經(jīng)濟(jì)成為主要矛盾時(shí)，就要果斷地放棄經(jīng)濟(jì)這個(gè)指標(biāo)。

六、結(jié)束語

簡而言之，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是高層建筑出現(xiàn)的基礎(chǔ)，如何科學(xué)地進(jìn)行高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)已經(jīng)成為行業(yè)的重點(diǎn)，應(yīng)該突出鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的特性，結(jié)合高層建筑的特點(diǎn)，把握高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和難點(diǎn)，充分發(fā)揮鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在整體性和機(jī)械性能上的優(yōu)勢，設(shè)計(jì)出高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的精品，在實(shí)現(xiàn)高層建筑穩(wěn)定和安全的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)高層建筑舒適度和功能性的保證。

參考文獻(xiàn)：

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關(guān)鍵詞：鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)；高層建筑

0引言

鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)是指在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上加入鋼骨，使兩者形成整體而充分發(fā)揮各自優(yōu)勢、達(dá)到共同工作的組合結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)在日本稱為鋼骨鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（Steel Reinforced Concrete Structure，簡稱SRC）[1-2]，在英、美等西方國家稱之為混凝土包鋼結(jié)構(gòu)（SteelEncasedConcreteStructure）[3-4]，我國過去一直將其稱為勁性鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

在鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)中，鋼骨與外包鋼筋混凝土形成整體，共同承擔(dān)荷載的作用，可以充分利用各自優(yōu)點(diǎn)，其受力性能優(yōu)于這兩種結(jié)果的簡單疊加。這種結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)有：（1）配置鋼骨使構(gòu)件的承載力大為提高，尤其是配置實(shí)腹式鋼骨柱的抗剪承載力有很大提高，有利于減小構(gòu)件截面尺寸和結(jié)構(gòu)抗震；（2）具有更大的剛度和阻尼，有利于控制結(jié)構(gòu)的變形；（3）外包混凝土提高了結(jié)構(gòu)的耐久性和耐火性。

1鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展

鋼骨混凝土的研究始于20世紀(jì)的歐美。1904年在英國，為滿足鋼結(jié)構(gòu)的防火要求，在鋼柱表面包裹一層混凝土，形成包鋼結(jié)構(gòu)，是SRC柱的雛形。1908年Burr完成了空腹式鋼骨混凝土柱的試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)型鋼在外包了混凝土后強(qiáng)度和剛度大大提高。

從1960年起，英國開始改進(jìn)組合柱設(shè)計(jì)方法的研究，以此為基礎(chǔ)形成了英國規(guī)范B55400：part5（1979）。1981年德國制定了SRC柱設(shè)計(jì)草案，1984年形成正式版本。1985年英、德、法、荷四國共同制定了歐洲組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范Eurocodes，此規(guī)范假定型鋼與混凝土完全交互作用，構(gòu)成截面僅有一個(gè)對(duì)稱軸，將型鋼和混凝土均按照矩形應(yīng)力塊理論考慮，采用極限強(qiáng)度設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。

1979年美國由SSLC提出了基于純型鋼的允許應(yīng)力設(shè)計(jì)方法；1989年的美國混凝土規(guī)范ACI-318中將型鋼視為等值的鋼筋，然后再以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行SRC構(gòu)件的設(shè)計(jì)；1993年，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范AISC-LRFD則采用了極限強(qiáng)度的設(shè)計(jì)方法來設(shè)計(jì)SRC結(jié)構(gòu)，將鋼筋混凝土部分轉(zhuǎn)換成等值型鋼，按照鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)；1994年NEHRP建筑業(yè)抗震設(shè)計(jì)規(guī)則的建議草案中設(shè)置了專章討論組合結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，綜合了ACI與AISC-LRFD設(shè)計(jì)方法，并增加了組合結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)內(nèi)容。

前蘇聯(lián)于1949年建筑科學(xué)技術(shù)研究所編制了《多層房屋勁性鋼筋混凝土?xí)盒性O(shè)計(jì)技術(shù)條件》（BTY-03-49），1951年蘇聯(lián)電力工業(yè)部出版了《勁性鋼筋混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范》，1978年制定并頒布了《勁性鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指南》。

日本由于客觀條件原因在建筑中多采用抗震性能較好的鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)形式。早在1905年，白石直野設(shè)計(jì)的和田東京倉庫的柱就采用了鋼骨混凝土柱。1921年東京建成了高30m的日本興業(yè)銀行，就是日本典型的全鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)，在1923年的東京大地震中表現(xiàn)出良好的抗震性能。從此鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)被大量采用，1951年開始對(duì)SRC結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)研究，1958年制定了《鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》。日本標(biāo)準(zhǔn)以“強(qiáng)度疊加法”作為理論基礎(chǔ)，沒有考慮鋼骨與混凝土之間的相互作用，設(shè)計(jì)偏于保守。

我國在上世紀(jì)80年代以后，冶金部建筑研究總院率先進(jìn)行了鋼骨混凝土軸壓短柱、偏壓短柱、偏壓長柱和鋼骨混凝土梁的試驗(yàn)研究。另外，中國建筑科學(xué)研究院、清華大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、東南大學(xué)、西南交通大學(xué)等單位先后對(duì)各種形式的鋼骨混凝土構(gòu)件進(jìn)行了試驗(yàn)研究。在這些研究成果的基礎(chǔ)上，1997年11月冶金工業(yè)部建筑研究總院負(fù)責(zé)編制了《鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》（YB9082-97）。

2鋼骨混凝土的工程應(yīng)用

鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)具有良好的力學(xué)性能，早就得到了廣大結(jié)構(gòu)工程師的重視，特別是在一些多震的發(fā)達(dá)國家和地區(qū)。

美國：休斯頓得克斯商業(yè)中心大廈，79層，305m高，均采用鋼骨混凝土外框架一鋼骨混凝土內(nèi)筒結(jié)構(gòu)；休斯頓海灣大樓，52層，221m高，采用鋼骨混凝土柱一鋼梁框架結(jié)構(gòu)。

其它地區(qū)：香港中銀大廈，72層，363m高，下部為鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)，上部為鋼結(jié)構(gòu)；悉尼愷特斯中心，198m高，采用鋼筋混凝土內(nèi)筒、型鋼混凝土剛性懸掛內(nèi)部樓層、型鋼混凝土外柱結(jié)構(gòu)；新加坡財(cái)政部大樓，55層，242m高，型鋼混凝土核心筒結(jié)構(gòu)。

前蘇聯(lián)在二戰(zhàn)后的廠房及橋梁設(shè)計(jì)中采用大量此結(jié)構(gòu)，并出版了“設(shè)計(jì)指南”。

日本在經(jīng)歷幾次大地震后，鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)經(jīng)受了考驗(yàn)，更加促進(jìn)了鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)在日本的研究和發(fā)展。1981-1985年之間日本所建造的六層以上的建筑，鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)的占了45.2%，占總面積的62.8%，其中10-15層的高層建筑中，鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)占了90%。

我國從50年代開始主要在工業(yè)廠房方面應(yīng)用鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)。20世紀(jì)80年代以來，我國在北京、上海等地相繼建了一批該種結(jié)構(gòu)的高層建筑。如北京香格里拉飯店，地上24層，地下2層，高82.7米，為鋼骨混凝土和鋼筋混凝土混和結(jié)構(gòu)一鋼骨混凝土框架、鋼筋混凝土核心筒，底層外柱尺寸為800mm*1000mm，內(nèi)柱為800mm*800mm；上海瑞金大廈，地上27層，地下1層，總高度107米，1到9層為鋼骨混凝土和鋼筋混凝土混和結(jié)構(gòu)，9層以上為鋼柱一鋼筋混凝土內(nèi)筒結(jié)構(gòu)；北京的國際貿(mào)易中心大廈、上海的金茂大廈、深圳的鴻昌大廈等都部分或者全部采用了型鋼混凝土結(jié)構(gòu)。隨著我國多、高層建筑的迅速發(fā)展，鋼骨混凝土在我國的應(yīng)用將越來越廣泛。

3結(jié)語

隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展，高層、超高層建筑迅速發(fā)展，鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用越來越廣泛。目前，國內(nèi)外對(duì)鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)有諸多方面的研究，也取得了許多科研成果。但在一些設(shè)計(jì)和計(jì)算方法上仍略顯落后，應(yīng)適時(shí)引進(jìn)一些先進(jìn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念，進(jìn)一步完善鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論，為鋼骨混凝土在工程上推廣應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]日本建筑學(xué)會(huì).鋼骨鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及解說.馮乃謙，葉列平等譯.北京：能源出版社.

[2]Architectural Institute of Japan. AIJ Standards for Structural Calculation of Steel Reinforced Concrete Structures （1987）.1991

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關(guān)鍵詞：高層建筑；混凝土結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)要點(diǎn)；具體方法

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

引言

高層建筑在我國具有比其他國家更大的重要性。高層建筑應(yīng)該具有極強(qiáng)的穩(wěn)定性，而實(shí)現(xiàn)這一特性的關(guān)鍵就在高層建筑采用的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在高層建筑中既是基礎(chǔ)又是核心，既是保證安全的關(guān)鍵所在，又是實(shí)現(xiàn)其功能的關(guān)鍵所在。這就賦予了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)至高無上的地位，這也使得這一技術(shù)不斷地發(fā)展。在進(jìn)行施工之前，設(shè)計(jì)尤為重要，作為一個(gè)設(shè)計(jì)者，要本著可實(shí)行性來進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，要吸前人的教訓(xùn)，并且結(jié)合現(xiàn)代科技，這才能夠順應(yīng)建筑業(yè)的發(fā)展。

一、高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的靈魂

高質(zhì)量的高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能把設(shè)計(jì)者的才華展現(xiàn)的淋漓盡致，這也正是整個(gè)設(shè)計(jì)的核心所在。我們抓住他的要點(diǎn)，把它總結(jié)為以下幾點(diǎn)：

1、高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的安全性

高層建筑不同于傳統(tǒng)的低層建筑，高層建筑對(duì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有著非常嚴(yán)格的要求。在設(shè)計(jì)的時(shí)候，對(duì)于鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度的設(shè)計(jì)一定要嚴(yán)格把關(guān)，確保安全，同時(shí)考慮到使用壽命和突發(fā)事件的問題，保證安全性，穩(wěn)定性與延續(xù)性。

2、高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性

因地制宜，仔細(xì)研究當(dāng)?shù)氐臍夂颍缭诙囡L(fēng)的地區(qū)需要抗風(fēng)化的材料。嚴(yán)格遵循國家相關(guān)規(guī)定，確保規(guī)定的使用年限。

3、高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的適用性

保證通過使用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的高層建筑的適用性，也就是確保它的宜居性，需要實(shí)現(xiàn)其在一定的情況下能夠體現(xiàn)出抗壓，抗震等特性，以及抵抗一系列因素的影響。

二、高層建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法存在的問題

1、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和安全系數(shù)存在著差距過大的問題

在建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法中存在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的偏差，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不明確并且偏差過大。在建筑設(shè)計(jì)中沒有制定相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)又存在著安全系數(shù)的問題。根據(jù)國內(nèi)現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范要求，結(jié)構(gòu)安全可靠度是“規(guī)定”荷載作用下的強(qiáng)度保證率。設(shè)計(jì)規(guī)范結(jié)構(gòu)可靠度只是對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件來說的，其安全性主要取決與荷載取值，安全系數(shù)設(shè)置與荷載系數(shù)取值之間存在著較大的關(guān)系。據(jù)調(diào)查資料顯示，國內(nèi)規(guī)范動(dòng)荷載安全系數(shù)要比美國、英國低14%～21%，比歐洲低7%；強(qiáng)度安全系數(shù)比歐美國家低大約15%，鋼材強(qiáng)度安全系數(shù)低6%。比如，根據(jù)國內(nèi)規(guī)范設(shè)計(jì)的柱子若動(dòng)、靜載之比為1:2，因荷載、材料影響承載力較英美國家規(guī)范設(shè)計(jì)承載力大約低35%，而較歐洲國家也低28%。由此可見，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和安全系數(shù)存在著差距過大的問題，需要解決。

2、設(shè)計(jì)和實(shí)施過程中人為的錯(cuò)誤

在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法中存在了人為的錯(cuò)誤。由于設(shè)計(jì)人存在的設(shè)計(jì)偏差和錯(cuò)誤，導(dǎo)致設(shè)計(jì)方法存在了問題。很多設(shè)計(jì)者計(jì)算不夠準(zhǔn)確，設(shè)計(jì)過于粗糙并且缺乏設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致設(shè)計(jì)出現(xiàn)了人為的錯(cuò)誤。很多企業(yè)在對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)招取設(shè)計(jì)人員中沒有針對(duì)不同的設(shè)計(jì)者完成其擅長領(lǐng)域的工作。每一個(gè)設(shè)計(jì)師都有擅長的領(lǐng)域，要根據(jù)具體的工作去完成，對(duì)設(shè)計(jì)師的擅長方向要進(jìn)行了解。同時(shí)很多企業(yè)沒有進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)管理，要在不同程度上加以輔導(dǎo)和監(jiān)督，防止出現(xiàn)人為錯(cuò)誤。很多設(shè)計(jì)師沒有認(rèn)真的工作態(tài)度，并且技術(shù)不過關(guān)，這使工作方法出現(xiàn)了問題，缺乏職業(yè)道德也使工作方法出現(xiàn)了問題，這些人為的問題為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來詬病。

3、耐久性上設(shè)計(jì)方法存在問題

很多設(shè)計(jì)出現(xiàn)耐久性不高的現(xiàn)象。一項(xiàng)工程的耐久性是工程的關(guān)鍵。把耐久性做好體現(xiàn)了設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)水平和完美地設(shè)計(jì)觀念。它要求設(shè)計(jì)過程的高超技術(shù)和實(shí)施的完美結(jié)合。很多設(shè)計(jì)者在很多惡劣的條件下不能設(shè)計(jì)符合惡劣條件的設(shè)計(jì)成果，設(shè)計(jì)的成果適應(yīng)不了惡劣的環(huán)境，這樣問題的存在讓設(shè)計(jì)失去了所謂的意義，沒有很好地為工程服務(wù)，出現(xiàn)豆腐渣工程，是設(shè)計(jì)的敗筆。對(duì)于耐久性設(shè)計(jì)方法而言，國內(nèi)外存在著一定的區(qū)別。比如，我國和美國設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中，水泥品種分類方法、類別存在著差異性，組分含量也有很大的區(qū)別。就耐久性而言，美國規(guī)范ACI318-05比國內(nèi)規(guī)范GB50010-2010更為詳盡；美國規(guī)范雖然將耐久性單列出來，但卻沒有明確對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)所處的周圍環(huán)境類別細(xì)分，只規(guī)定了不同環(huán)境下的混凝土材料應(yīng)用；耐久性設(shè)計(jì)過程中，根據(jù)周圍環(huán)境的類別確定實(shí)施方法，根據(jù)等級(jí)確定各指標(biāo)控制度；而我國環(huán)境類別劃分相對(duì)比較籠統(tǒng)一些。

4、設(shè)計(jì)方法的安全檢測不夠

在混凝土設(shè)計(jì)方法中缺乏相應(yīng)的安全檢測。在設(shè)計(jì)中各步驟的安全是設(shè)計(jì)進(jìn)行的關(guān)鍵。在每個(gè)步驟都完成后要跟進(jìn)安全檢測，但在設(shè)計(jì)方法中很多設(shè)計(jì)師缺乏對(duì)設(shè)計(jì)的安全檢測。相關(guān)的政府也對(duì)其不夠重視，出現(xiàn)了質(zhì)量問題，為建筑帶來了問題。很多設(shè)計(jì)者沒有對(duì)設(shè)計(jì)儀器進(jìn)行購置，設(shè)計(jì)儀器出現(xiàn)了不合格的現(xiàn)象，在根源上得不到重視讓設(shè)計(jì)方法出現(xiàn)了問題。政府沒有進(jìn)行設(shè)計(jì)的安全監(jiān)管和監(jiān)督，使設(shè)計(jì)中安全檢測出現(xiàn)了問題，安全監(jiān)管要出臺(tái)防范措施，這也是對(duì)設(shè)計(jì)方法的嚴(yán)格要求，防范方法做不好會(huì)導(dǎo)致不安全問題出現(xiàn)，讓設(shè)計(jì)得不到安全保證，使設(shè)計(jì)變成失敗，無法真正投入到運(yùn)營和工作中，使設(shè)計(jì)偏離了真正的應(yīng)用。

三、高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的具體方法

整體是由局部組成的，局部的情況反作用于整體，重要的局部甚至對(duì)整體起到?jīng)Q定性的作用。高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要部分，它的設(shè)計(jì)必須與整體結(jié)構(gòu)相適應(yīng)?，F(xiàn)今，國內(nèi)外建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在保證整體結(jié)構(gòu)合理的前提下，追求局部結(jié)構(gòu)的承載力最大化。至今為止，雖然國內(nèi)外很多學(xué)者和建筑設(shè)計(jì)人員都對(duì)此作了很多研究，但仍沒有形成一種適用于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的成熟的數(shù)學(xué)模型。對(duì)于數(shù)字模型的要求是既能夠滿足各種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)范和要求，又能夠讓設(shè)計(jì)人員覺得方便和實(shí)用，所以在不斷地實(shí)踐之后，局部結(jié)構(gòu)承載力的最大化成了最重要的目標(biāo)。實(shí)質(zhì)上，優(yōu)化設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是要將整體和局部統(tǒng)一起來，下面就是優(yōu)化高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的三種方法:

1、高強(qiáng)砼和高強(qiáng)鋼筋的合理使用

在建筑施工過程中，鋼的花費(fèi)在建筑總花費(fèi)中占有很大的比重。因此，對(duì)于鋼的用量要進(jìn)行嚴(yán)格控制，合理地使用高強(qiáng)鋼筋，避免過度用鋼造成建筑施工資金不足或緊張。同時(shí)對(duì)于地基較軟弱的高層建筑，合理布置強(qiáng)砼和高強(qiáng)鋼筋高優(yōu)化構(gòu)件截面尺寸，不僅可以減少造價(jià)，還可以減輕地基載荷，方便施工。建筑物的自重越大，地震對(duì)其破壞的程度就越大，所以還可以通過減輕建筑自重來降低地震對(duì)建筑物的損壞，而合理使用高強(qiáng)砼和高強(qiáng)鋼筋可以有效地減輕自重，達(dá)到降低造價(jià)和降低地震對(duì)建筑物破壞的程度。

2、綜合考慮平面性狀、各部分的剛度和承載力三個(gè)方面

首先，要遵循平面結(jié)構(gòu)性狀簡單規(guī)則的原則，將長度和凸出部分控制在一定范圍內(nèi)，豎向體型要規(guī)則均勻。其次，要均勻分配各部分的剛度和承載力，豎向布置要采用規(guī)則的結(jié)構(gòu)，形狀是下大上小，側(cè)向剛度要均勻變化。有時(shí)候會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，導(dǎo)致造型不夠美觀，在這種情況下，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員就要關(guān)注結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)，并將其貫穿于整個(gè)設(shè)計(jì)中，在保證建筑結(jié)構(gòu)合理適用的前提下，美化建筑外部形象。

3、注重剪力墻的平面布置

具體的要從以下幾項(xiàng)做起:(1)剪力墻的布置要遵循周邊均勻和相對(duì)集中的原則，當(dāng)然前提是要保證建筑的使用功能。通常情況下剪力墻的位置是布置在建筑物的樓梯間、電梯間處以及平面形狀變化及恒載較大的部位，其間距也要控制好，間距過大或過小都不可以。(2)剪力墻墻肢截面要簡單規(guī)則，不宜太復(fù)雜，同時(shí)剪力墻結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度也要適宜。(3)短肢剪力墻的數(shù)量不宜太多，因?yàn)檩^多的短肢剪力墻沒有聯(lián)合剪力的效果好，特別是全部為短肢剪力墻的情況決不能發(fā)生。

4、注重結(jié)構(gòu)抗震性能

合理設(shè)計(jì)混凝土筒體的承載力和延性，這里特別強(qiáng)調(diào)了混合結(jié)構(gòu)體系的高層建筑。為了保證高層建筑的抗震性能，型鋼柱的設(shè)置位置與設(shè)置方法要根據(jù)建筑高度的不同而選擇適用的。當(dāng)建筑物高度不超過130m時(shí)，并且抗震設(shè)防等級(jí)多為7級(jí);筒體四角和樓面鋼梁與型鋼混凝土梁的交接處設(shè)置型鋼柱，建筑物的高度一般高于130m，型鋼柱的位置設(shè)在筒體四角，抗震設(shè)防等級(jí)要設(shè)為7、8、9級(jí)，避免框架的剛度及承載力不達(dá)標(biāo)。要想通過剛性連接框架平面內(nèi)柱與梁的方法增強(qiáng)框架的剛度和水平承載力，降低水平作用力使樓層側(cè)移的可能性，可使用以下方法:一是設(shè)置外伸桁架加強(qiáng)層;二是采用分段拼裝外伸桁架與筒體剪力墻剛接的方法;三是均勻布置貫通性的剛接桁架與抗側(cè)力墻體。

結(jié)束語

綜上所述，建筑結(jié)構(gòu)工程師在設(shè)計(jì)混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)一定要綜合考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全度要求，確保滿足安全性（牢固性）、適應(yīng)性以及耐久性等方面的具體要求。同時(shí)，制定和選擇科學(xué)合理的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全度標(biāo)準(zhǔn)綜合反映了國家的整體經(jīng)濟(jì)資源狀況、施工設(shè)計(jì)技術(shù)水平、社會(huì)財(cái)富積累程度以及施工材料的質(zhì)量水平等，意義深遠(yuǎn)。

參考文獻(xiàn)

［1］董良鳳．淺談高層建筑混凝土機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)［J］．福建建筑，2010，11．

篇(6)

關(guān)鍵詞：建筑；鋼筋混凝土；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TU7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜且又循環(huán)往復(fù)的過程，任何在這個(gè)過程中的遺漏或錯(cuò)誤都可能導(dǎo)致整個(gè)設(shè)計(jì)過程變得更加復(fù)雜或使設(shè)計(jì)結(jié)果存在安全隱患，為了保障質(zhì)量安全，這就要求設(shè)計(jì)者嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)范并參考本地設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)從而進(jìn)行設(shè)計(jì)。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量密切關(guān)系到人民生命財(cái)產(chǎn)的安全，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員必須在工作中，不斷地學(xué)習(xí)、總結(jié)，不斷的進(jìn)步與完善。

1 高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)平面設(shè)計(jì)要盡量使平面規(guī)則、簡單、對(duì)稱、長寬比適當(dāng)，這樣可以使平面剛度、承載力、質(zhì)量分布均勻，質(zhì)量中心與剛度中心接近重合，提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震能力。具體應(yīng)遵循以下原則：盡量采用規(guī)則的高層建筑結(jié)構(gòu)，保證建筑平面、立面及結(jié)構(gòu)布置對(duì)抗震有利；具備合理的傳力途徑，使作用在上部結(jié)構(gòu)的水平力和豎向力能夠直接、不間斷地傳遞到基礎(chǔ)，避免中斷和迂回；具有整體的可靠性和牢固性，當(dāng)高層建筑結(jié)構(gòu)受到作用力使部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件損壞造成局部倒塌時(shí)，不能導(dǎo)致整體的承載力喪失致使整個(gè)結(jié)構(gòu)的倒塌；確定構(gòu)件與構(gòu)件之間、結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)之間，該徹底分離的絕不似分非分，該牢固連接的絕不似接非接；處理好結(jié)構(gòu)單元與結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力之間的關(guān)系，盡量設(shè)置多道抗震防線，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗震能力。

1.1側(cè)向力的把握

在建筑結(jié)構(gòu)中，側(cè)向力已經(jīng)成為對(duì)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、結(jié)構(gòu)變形以及建筑物土建等主要影響因素。無論是在高層建筑還是高層建筑中，都要承受自重、雪載、活載等荷載力，再加上大風(fēng)、地震等水平作用力影響，水平荷載力的內(nèi)力或位移逐漸加大，因此水平荷載與地震力等將成為建筑的主要控制因素。

1.2建筑結(jié)構(gòu)的剛度適宜性

隨著建筑高度的不斷增加，高層建筑的側(cè)向位移越來越大。因此，在高層建筑設(shè)計(jì)中，既對(duì)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度提出要求，同時(shí)也不能忽視結(jié)構(gòu)剛度的適宜性，正所謂過剛易折。因此確保結(jié)構(gòu)具有合理的自振頻率，同時(shí)控制水平力作用下的層位移。

1.3結(jié)構(gòu)的良好延展性

與多層建筑相比，高層建筑的結(jié)構(gòu)更柔緩，并且在地震作用下會(huì)產(chǎn)生更大變形。建筑結(jié)構(gòu)的耐震性主要與結(jié)構(gòu)的變形、承載力兩大因素息息相關(guān)。為了確保建筑結(jié)構(gòu)在塑性變階段仍具有一定變形能力，可有效抵抗地震作用力。因此，在滿足強(qiáng)度要求的前提下，通過合理的設(shè)計(jì)與構(gòu)造技術(shù)手段，提升整體結(jié)構(gòu)的變形能力，尤其針對(duì)薄弱層，滿足結(jié)構(gòu)的延展性。

1.4設(shè)計(jì)的整體性原則

整體設(shè)計(jì)原則主要將建筑的各個(gè)組成部分當(dāng)做一個(gè)整體，全面研究整體構(gòu)成、功能、發(fā)展規(guī)律等因素，實(shí)現(xiàn)整體與部分的相互制約、相互結(jié)合、相互依賴，從中獲得建筑結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)特征與運(yùn)行規(guī)律。

2 嵌固端的設(shè)置問題

嵌固端設(shè)置在地下室頂板或人防頂板等位置的情況一般是發(fā)生在帶有兩層或兩層以上地下室或人防的高層建筑上，因此，在嵌固端的設(shè)置方面，嵌固端樓板的設(shè)計(jì)、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級(jí)的一致性、在結(jié)構(gòu)整體計(jì)算時(shí)嵌固端的設(shè)置、結(jié)構(gòu)抗震縫設(shè)置與嵌固端位置的協(xié)調(diào)等等在工程設(shè)計(jì)時(shí)需要注意的問題往往容易被忽略，而一旦任何一個(gè)方面被忽略，都將為后期的工作造成麻煩甚至埋下安全隱患。

抗震性能的問題：對(duì)結(jié)構(gòu)體系來說足夠的承載能力和變形能力是兩個(gè)同時(shí)需要滿足的條件。結(jié)合概念設(shè)計(jì)的理念，對(duì)上述兩種結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行對(duì)比分析，電算程序可以采用中國建筑科學(xué)研究院編制的結(jié)構(gòu)空間有限元分析軟件SATWE。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，不僅要求結(jié)構(gòu)具有足夠的承載能力，還要求其有適當(dāng)?shù)膭偠?。高層結(jié)構(gòu)的使用功能和安全與其側(cè)移的大小密切相關(guān)，過大的側(cè)向變形會(huì)使隔墻、維護(hù)墻及其飾面材料出現(xiàn)裂縫或損壞。

3 多高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)重要性

多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要目的即是為了抵抗水平力的作用，防止扭轉(zhuǎn)，為有效的抵抗水平力作用，平面上兩個(gè)正交方向的尺寸宜盡量接近，目的是保證這兩個(gè)方向上的“慣性矩”相等，以防止一個(gè)方向強(qiáng)度（穩(wěn)定性）儲(chǔ)備太大，而另一個(gè)方向較弱，因此，抗側(cè)力結(jié)構(gòu)（柱、剪力墻）宜設(shè)置在四周，以增大整體的抗側(cè)剛度及抗扭慣性矩，同時(shí)，應(yīng)加大梁或樓層的剛度，使柱（或剪力墻）能承擔(dān)較大的整體彎矩，這就是“轉(zhuǎn)換層”的概念。防止扭轉(zhuǎn)的目的，是因?yàn)樵谂まD(zhuǎn)發(fā)生時(shí)，各柱節(jié)點(diǎn)水平位移不等，距扭轉(zhuǎn)中心較遠(yuǎn)的角柱剪力很大，而中柱剪力較小，破壞由外向里，先外后里。為防止扭轉(zhuǎn)，抗側(cè)力結(jié)構(gòu)應(yīng)對(duì)稱布置，宜設(shè)在結(jié)構(gòu)兩端，緊靠四周設(shè)置，以增大抗扭慣性矩。因此，高層或超高層建筑中，盡管角柱軸壓比較小，但其在抗扭過程中作用卻很大（若角柱先壞，整個(gè)結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度或強(qiáng)度下降，中柱必定依次破壞），同時(shí)，在水平力的作用下，角柱軸力的變化幅度也會(huì)很大，這樣勢必要求角柱有較大的變形能力。由于角柱的上述作用，角柱設(shè)計(jì)時(shí)在承載力和變形能力上都應(yīng)有較多考慮，如加大配箍，采用密排箍筋柱、鋼管混凝土柱。

做好高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的幾個(gè)要點(diǎn)：

3.1 有效提高建筑工程中結(jié)構(gòu)重要部位的延性

要使高層建筑在遭遇強(qiáng)烈地震時(shí)具有很強(qiáng)的抗倒塌能力，最理想的辦法是使結(jié)構(gòu)中所有的構(gòu)件都具有很高的延性。然而在實(shí)際工程中很難完全做到這一點(diǎn)，比較經(jīng)濟(jì)的辦法是有選擇有重點(diǎn)的提高結(jié)構(gòu)中重要構(gòu)件或某些構(gòu)件中關(guān)鍵部位的延性。在結(jié)構(gòu)豎向，對(duì)于剛度沿高度均勻分布的、體形較簡單的高層建筑，應(yīng)著重提高底層構(gòu)件的延性;對(duì)于大底盤高層建筑，應(yīng)著重提高主樓與裙房頂面相銜接的樓層中構(gòu)件的延性; 對(duì)于不規(guī)則立面的高層建筑，應(yīng)著重加強(qiáng)體形突變處樓層構(gòu)件的延性;對(duì)框支結(jié)構(gòu)，應(yīng)著重提高底層或底部幾層框架的延性。在結(jié)構(gòu)平面位置上，應(yīng)該著重提高房屋周邊轉(zhuǎn)角處、平面突變處以及復(fù)雜平面各翼相接處構(gòu)件的延性;對(duì)偏心結(jié)構(gòu)，應(yīng)加大房屋周邊特別是剛度較弱一側(cè)構(gòu)件的延性; 對(duì)具有多道抗震防線抗側(cè)力構(gòu)件，應(yīng)著重提高第一道抗震防線構(gòu)件的延性。

3.2 注重并注意工程中高大建筑的整體穩(wěn)定性

對(duì)高層建筑來說，在抗震設(shè)計(jì)中，房屋的高寬比是一個(gè)需慎重考慮的問題。近年來出現(xiàn)了許多板式高層住宅，其立面高度很大而房屋進(jìn)深尺寸有限，即高寬比超過了規(guī)范限值。建筑物的高寬比愈大，也就是說建筑愈瘦高，在地震作用下的側(cè)移就愈大，地震引起的傾覆作用就愈嚴(yán)重，巨大的傾覆力矩在柱中和基礎(chǔ)中引起的拉力和壓力比較難處理。這就要求加大建筑物下部幾層的寬度，使其滿足規(guī)范高寬比的限值；使基礎(chǔ)有足夠的埋置深度。

4 結(jié)束語

隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)的高速發(fā)展和城市化進(jìn)程的不斷加快，城市人口數(shù)量激增，城市建設(shè)的規(guī)模和數(shù)量正在逐年增加，房地產(chǎn)業(yè)已成為當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)之一。我國是人口大國，土地資源非常寶貴，這就要求我們要高效的利用土地資源。高層建筑憑借自身的特點(diǎn)在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中得到迅速發(fā)展。做好高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，就必須要熟悉并掌握高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)及其結(jié)構(gòu)體系，從而達(dá)到安全適用、經(jīng)濟(jì)合理、施工方便的設(shè)計(jì)原則。

參考文獻(xiàn)：

[1] 蘇賜欽.高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)探析[J].黑龍江科技信息.2012，(10).

[2] 劉利峰.完善高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào).2011，(06).

[3] 蘇光能.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中混凝土的應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品.2010，(02).

[4] 程全豐.鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾個(gè)問題分析[J].今日科苑. 2008，(08).

篇(7)

關(guān)鍵詞：高層建筑設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)措施

1高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

水平荷載起控制作用，側(cè)面位移必須加以限制，軸向變形在側(cè)移中占有很大的份額，所以在結(jié)構(gòu)體系選型時(shí)應(yīng)充分考慮這幾個(gè)特點(diǎn)。對(duì)于低層、多層或高層建筑，其豎向和水平結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)的基本原理是相同的。但隨著高度的增加，由于以下兩個(gè)原因，豎向結(jié)構(gòu)體系成為設(shè)計(jì)的控制因素：一個(gè)是較大的豎向荷要求有較大的柱、墻和井筒；另一個(gè)更重要的是，側(cè)向力所產(chǎn)生的傾覆力矩和剪切變形要大得多，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員必須以精心設(shè)計(jì)來保證。

2高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中采用鋼和鋼筋混凝土的特點(diǎn)

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)造價(jià)低，材料來源豐富，能澆注成各種復(fù)雜斷面形狀，可組成多種結(jié)構(gòu)體系，并可節(jié)省鋼材，耐久性、耐火性好，承載能力也不低，經(jīng)過合理設(shè)計(jì)，可獲得較好的抗震性能。它的主要缺點(diǎn)是構(gòu)件斷面大，自重大，費(fèi)模費(fèi)工。而鋼材強(qiáng)度高，韌性大，易于加工。高層鋼結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)斷面小，自重輕，抗震性能好的優(yōu)點(diǎn)。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件可在工廠加工，能縮短現(xiàn)場施工工期，施工方便。但是高層鋼結(jié)構(gòu)用鋼量大，造價(jià)很高，而且耐火性能不好，需要用大量防火涂料，增加了工期和造價(jià)。由于鋼筋混凝土和鋼結(jié)構(gòu)各有所長，又各有所短，所以更為合理的結(jié)構(gòu)是同時(shí)采用鋼和鋼筋混凝土材料的組合結(jié)構(gòu)。

3高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中的幾個(gè)問題及措施

3.1 結(jié)構(gòu)體系的最大適用高度問題

按我國現(xiàn)行《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2002)規(guī)定，綜合考慮經(jīng)濟(jì)與適用的原則，給出了各種常見結(jié)構(gòu)體系的最大適用高度，詳見下表。

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)高樓的最大適用高度（m）

結(jié)構(gòu)體系 非抗震設(shè)計(jì) 抗震設(shè)防烈度

6度 7度 8度 9度

框架 現(xiàn)澆 70 60 55 45 25

整體裝配 60 50 35 25 不應(yīng)采用

框架―剪力墻和框架簡體 現(xiàn)澆 140 130 120 100 50

裝配整體 100 100 90 70 不應(yīng)采用

現(xiàn)澆剪力墻 無框支墻 150 140 120 100 60

部分框支墻 130 120 100 80 不應(yīng)采用

簡中簡及成束簡 200 180 150 120 80

這個(gè)高度是在我國目前建筑科研水平、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和施工技術(shù)水平下，較為穩(wěn)妥的，也是與目前整個(gè)土木工程規(guī)范體系相協(xié)調(diào)的?？蓪?shí)際上，已有許多混凝土結(jié)構(gòu)高層建筑的高度超過了這個(gè)限制，如：采用組合結(jié)構(gòu)體系的金茂大廈，高達(dá)420.15m(建筑高度)；采用混凝土結(jié)構(gòu)體系的中信廣場，也高達(dá)322m(建筑高度)。對(duì)于超高限建筑物，應(yīng)當(dāng)采取科學(xué)謹(jǐn)慎的態(tài)度。因?yàn)樵诘卣鹆ψ饔孟?，超高限建筑物的變形破壞性態(tài)會(huì)發(fā)生很大的變化。隨著建筑物高度的增加，許多影響因素將發(fā)生質(zhì)變，即有些參數(shù)本身超出了現(xiàn)有規(guī)范的適宜范圍，如安全指標(biāo)、延性要求、材料性能、荷載取值、力學(xué)模型選取等。

3.2 建筑材料的選用和結(jié)構(gòu)體系問題

在地震多發(fā)區(qū)，采用何種建筑材料或結(jié)構(gòu)體系較為合理是工程技術(shù)人員非常重視的問題。我國150m以上的建筑，采用了三種主要結(jié)構(gòu)體系：框一筒、筒中筒和框架一支撐。這些也是其他國家高層建筑經(jīng)常采用的主要結(jié)構(gòu)體系。但國外在地震區(qū)，多是以鋼結(jié)構(gòu)為主，而在我國，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及混合結(jié)構(gòu)占了90%。如此高的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及混合結(jié)構(gòu)，在國內(nèi)外都還沒有經(jīng)受較大地震作用的考驗(yàn)?；旌辖Y(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土內(nèi)筒往往要承受80%以上的地震作用剪力，有的高達(dá)90%以上。由于結(jié)構(gòu)以鋼筋混凝土核心筒為主，變形控制要以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的位移限值為基準(zhǔn)。但因其彎曲變形的側(cè)移較大，靠剛度很小的鋼框架協(xié)同工作減小側(cè)移，不僅增大了鋼結(jié)構(gòu)的負(fù)擔(dān)，而且效果不大，有時(shí)不得不加大混凝土筒的剛度或設(shè)置伸臂結(jié)構(gòu)，形成加強(qiáng)層才能滿足規(guī)范側(cè)移限值。此外，在結(jié)構(gòu)體系或柱距變化時(shí)，需要設(shè)置結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層。加強(qiáng)層和轉(zhuǎn)換層都在本層形成大剛度而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)剛度突變，常常會(huì)使與加強(qiáng)層或轉(zhuǎn)換層相鄰的柱構(gòu)件剪力突然加大，且加強(qiáng)層伸臂構(gòu)件或轉(zhuǎn)換層構(gòu)件與外框架柱連接處很難實(shí)現(xiàn)強(qiáng)柱弱梁。此在需要設(shè)置加強(qiáng)層及轉(zhuǎn)換層時(shí)，要慎重選擇其結(jié)構(gòu)模式，盡量降低其本身剛度，以減少不利影響。

在高層建筑中，根據(jù)現(xiàn)在我國建筑鋼材的類型、品種和鋼結(jié)構(gòu)的加工制造能力，建議盡可能采用鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土(柱)結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)，以減小柱斷面尺寸，并改善結(jié)構(gòu)的抗震性能。在超過一定高度后，為減小風(fēng)振，鋼骨(鋼管)混凝土通常作為首選。采用格構(gòu)式的型鋼時(shí)，震害嚴(yán)重，采用實(shí)腹式的熱軋型鋼或焊接工字鋼的，則震害要減少許多。

3.3 控制柱的軸壓比與短柱問題

在鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)中，往往為了控制柱的軸壓比而使柱的截面很大，而柱的縱向鋼筋卻為構(gòu)造配筋。即使采用高強(qiáng)混凝土，柱斷面尺寸也不能明顯減小。限制柱的軸壓比是為了使柱子處于大偏壓狀態(tài)，防止受拉鋼筋未達(dá)屈服而混凝土被壓碎。柱的塑性變形能力小，則結(jié)構(gòu)的延性就差，當(dāng)遭遇地震時(shí)，耗散和吸收地震能量少，結(jié)構(gòu)容易被破壞。但是在結(jié)構(gòu)中若能保證強(qiáng)柱弱梁設(shè)計(jì)，且梁具有良好延性，則柱子進(jìn)入屈服的可能性就大大減少，此時(shí)可放松軸壓比限值。另外，許多高層建筑底幾層柱的長細(xì)比雖然小于4，但并不一定是短柱。因?yàn)榇_定是不是短柱的參數(shù)是柱的剪跨比，只有剪跨比小于2的柱才是短柱。有專家學(xué)者提出現(xiàn)行抗震規(guī)范應(yīng)采用較高軸壓比。但是即使能調(diào)整軸壓比限值，柱斷面并不能由于略微增大軸壓比限值而顯著減小。因此在抗震的超高層建筑中采用鋼筋混凝土是否合理值得商榷。

3.4 高烈度區(qū)要采用抗震措施與抗震構(gòu)造措施

現(xiàn)在許多專家學(xué)者提出，現(xiàn)行的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全度己不能適應(yīng)國情的需要，認(rèn)為我國“取用了可能是世界上最低的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全度”并主張“建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全度水平應(yīng)該大幅度提高”。此外，對(duì)于“小震不壞，中震可修，大震不倒”這個(gè)抗震設(shè)計(jì)原則，在新形勢下也有重新審核的必要。我國現(xiàn)行抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)比較低，當(dāng)取50年為分析年限時(shí)，小震烈度對(duì)應(yīng)的被超越概率為63.2%，重現(xiàn)期為50年，中震烈度對(duì)應(yīng)的被超越的概率為10%，重現(xiàn)期為475年，大震對(duì)應(yīng)的超越的概率為2%左右，重現(xiàn)期為2000年左右，同時(shí)規(guī)定抗震設(shè)防烈度與設(shè)計(jì)基本地震加速度的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)低的根本原因在于國家財(cái)力物力有限。我國建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)除了設(shè)防烈度較低外，具體抗震計(jì)算方法和構(gòu)造規(guī)定的安全度也不如國外；在配筋率、軸壓比、梁柱承載力匹配等一系列保證抗震延性的要求上，與外國相比，也有異同，其中的8度區(qū)，我國就明顯不如外國嚴(yán)格。隨著社會(huì)財(cái)富的增長，結(jié)構(gòu)失效帶來的損失愈來愈大，加之結(jié)構(gòu)造價(jià)在整個(gè)投資中的比例下降，因而結(jié)構(gòu)在設(shè)防烈度下應(yīng)該采用彈性設(shè)計(jì)，特別是高烈度區(qū)要有嚴(yán)格的抗震措施與抗震構(gòu)造措施來保證結(jié)構(gòu)的安全。