高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計重點精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達。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建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計重點范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

高層建筑結(jié)構(gòu)于傳統(tǒng)的多層或平房結(jié)構(gòu)有著基本上的不同，其中具有代表性的特點是水平方向的荷載和垂直方向的荷載要遠遠大于傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)類型，所以設(shè)計中要重點考慮抗震性能和風(fēng)荷載，要將高層建筑結(jié)構(gòu)的外觀舒適性和功能性在荷載上進行通盤考慮，使高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計在突出基本特點的同時，形成更為穩(wěn)定和美觀的建筑藝術(shù)精品。

2、高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計要點

2.1高層建筑的構(gòu)造措施高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中要重點對剪力、壓力、柱體等相關(guān)結(jié)構(gòu)和特性進行強化，同時要加強彎力矩的防護，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，特別重點考慮的構(gòu)造要點有：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)，要達到高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計合理化，就必須做好上述構(gòu)造方面的設(shè)計。2.2高層建筑結(jié)構(gòu)的計算簡圖計算簡圖是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計和高層建筑結(jié)構(gòu)計算時的中要基礎(chǔ)，因此，需要選擇適宜的高層建筑結(jié)構(gòu)計算簡圖。在計算簡圖中要對高層建筑結(jié)構(gòu)的剛節(jié)點和鉸節(jié)點進行重點把握，同時要控制計算簡圖的誤差，使其限定在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的允許范圍中。在高層建筑結(jié)構(gòu)計算簡圖的應(yīng)以中要對構(gòu)造的重點防護措施進行強化，這樣有利于控制高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。2.3高層建筑結(jié)構(gòu)的方案結(jié)構(gòu)方案的經(jīng)濟性、科學(xué)性和合理性是整個高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵，要采用高層建筑結(jié)構(gòu)的合理形式和經(jīng)濟形式，這樣可以使高層建筑結(jié)構(gòu)得主要性能和要求達到相應(yīng)的設(shè)計。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。2.4高層建筑的基礎(chǔ)方案在高層建筑結(jié)構(gòu)進行基礎(chǔ)設(shè)計師要重點考慮高層建筑結(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)計高層建筑結(jié)構(gòu)時要重點考慮到對地基潛力的挖掘，因此，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計階段要對工程地質(zhì)勘查報告的內(nèi)容和技術(shù)參數(shù)進行重點了解，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。

3、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求

3.1高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的規(guī)則性高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)符合抗震概念設(shè)計的要求，應(yīng)采用規(guī)則的設(shè)計方案，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。3.2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的平面規(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，才能達到減震的目的。

4、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計問題的防范和處理

4.1高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的扭轉(zhuǎn)問題在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，我們需要建筑的三心盡可能匯于一點，即三心合一。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的扭轉(zhuǎn)問題就是指建筑的三心在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中未達到統(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)。4.2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，建筑師考慮更多的是應(yīng)該是它的受力性能，而不是詳細地確定它的具體結(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。4.3高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的其它問題一是，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。

5、結(jié)語

篇(2)

【關(guān)鍵詞】高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；存在問題；應(yīng)對策略

近年來，為了提升人們的生活水平，并解決居住壓力，越來越多的建筑傾向于高層設(shè)計，通過提升高度來解決供需矛盾，但高層建筑設(shè)計也需要承擔(dān)更多風(fēng)險，如結(jié)構(gòu)高導(dǎo)致壓力大、抗震性差等，都給高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計帶來了巨大挑戰(zhàn)。因此，針對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題，則需要及時采取相應(yīng)的對策，以提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平。

一、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是近年來隨著建筑設(shè)計技術(shù)的發(fā)展及人們生活水平提升而逐步興起的，就當(dāng)前的設(shè)計情況來說，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中還存在諸多問題，由此導(dǎo)致高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計質(zhì)量及建設(shè)質(zhì)量難以得到有效保證。對此，首先分析高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題，并針對這些問題進行有效解決具有重要意義。

1、建筑抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計的問題

跟低層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計相比，抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中比較重要的一個設(shè)計環(huán)節(jié)，應(yīng)該對其引起足夠重視[1]。眾所周知，不同高度的建筑所承受的風(fēng)力也不同，因為低層建筑周圍有樹木或者其他建筑的遮擋會相應(yīng)的減少風(fēng)力，在高層建筑的上層比較空曠，風(fēng)就會顯得尤其大，由于周圍沒有遮擋，所以建筑外層會承受大更強的風(fēng)力，所以在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要考慮建筑的抗風(fēng)能力?？梢酝ㄟ^兩個方面來提高高層建筑的抗風(fēng)功能，一個就是運用必要的設(shè)計手段在建筑外層加設(shè)一層保護設(shè)備，第二個方法就是運用結(jié)構(gòu)設(shè)計減弱高層建筑在大風(fēng)時的晃動，提高建筑的穩(wěn)定性。但是在實際的建設(shè)中，結(jié)構(gòu)設(shè)計者將重點放在了對建筑表面玻璃、裝飾物等的保護上，從而忽視了對高層建筑外層整體的防護，如果遇到強風(fēng)天氣，就有可能對建筑是整體外觀產(chǎn)生損害，從而造成安全隱患問題的存在。

2、高層建筑消防結(jié)構(gòu)設(shè)計的問題

我國高層建筑逐漸成為了建筑行業(yè)的主要形式，建筑的高度不斷增加，數(shù)量也逐漸增加，這就對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的消防結(jié)構(gòu)設(shè)計提出了更高的要求，因為一旦發(fā)生火險在高層建筑中逃生將會更加困難，不能乘坐電梯只能走樓梯的逃生通道，由于人員的擁擠，就會造成傷亡事件的發(fā)生，結(jié)果就會造成難以估量的經(jīng)濟和生命財產(chǎn)方面的損失。由于現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性的要求，所以會在建設(shè)中使用到比較多的可燃性建筑材料，再加上高層建筑的良好的通風(fēng)性，如果發(fā)生火災(zāi)就會發(fā)生加速蔓延的現(xiàn)象，增加了救火的難度。而實際的結(jié)構(gòu)設(shè)計中還比較缺乏對消防結(jié)構(gòu)設(shè)計的重視，消防設(shè)施不健全，消防通道的設(shè)計也不合理，比如安全出口的警示牌懸掛的不夠明顯，沒有安置滅火器的結(jié)構(gòu)設(shè)計等等，另外建筑中的排煙系統(tǒng)也經(jīng)常被忽視，這些都是造成安全問題的細節(jié)事項。

3、高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計問題

抗震結(jié)構(gòu)是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中最重要的環(huán)節(jié)，但也是我國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中最薄弱的環(huán)節(jié)，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計比較復(fù)雜，它需要綜合考慮建筑結(jié)構(gòu)、墻體承重、建筑材料選擇等方面的問題[2]。我國人民的防震意識普遍比較薄弱，由于我國地殼活動相對比較穩(wěn)定，所以人們逐漸忽略了地震的危險性和巨大的破壞性，在建筑行業(yè)也并沒有采取相關(guān)的防護措施，有的只是為了應(yīng)付檢查，所以就只是對防震數(shù)據(jù)進行了簡單的分析，在結(jié)果不準(zhǔn)確的情況下就開始建設(shè)施工，建筑完成后遠遠達不到高層建筑的防震要求和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，形成所謂的危樓，一旦發(fā)生地震就會造成建筑的塌陷，威脅人們的生命和財產(chǎn)安全。

二、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計對策

通過分析高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題可知，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平還有待進一步的提升，針對所分析出的問題，采取相應(yīng)的對策，對于加強建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計控制，提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平及建設(shè)質(zhì)量具有重要意義。

1、完善高層建筑整體的防風(fēng)設(shè)計

在優(yōu)化抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，首先要考慮的是水平作用力對建筑物的影響，尤其是在受到風(fēng)力作用干擾時，一定要保證建筑物所承受的風(fēng)力荷載在建筑物的極限承受能力之內(nèi)[3]。在建筑的主體支撐結(jié)構(gòu)上也要加強防風(fēng)作用的設(shè)計，增加建筑的整體的牢固性，比如對高層建筑地基的加固方法，另外還可以使用性質(zhì)更加穩(wěn)定的高性能的混凝土進行建筑的結(jié)構(gòu)建設(shè)，高層建筑的建筑材料的穩(wěn)定性提高了，建筑整體的堅固性也會相應(yīng)的提高。在建筑外層的結(jié)構(gòu)設(shè)計上可以結(jié)合不同地區(qū)風(fēng)向或風(fēng)力的主要特點，適當(dāng)?shù)脑黾咏ㄖ砻娴目癸L(fēng)角度，使風(fēng)力在建筑表面被弱化，降低對建筑的沖擊。

2、完善高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計

在對建筑抗震結(jié)構(gòu)進行設(shè)計的過程中，應(yīng)該經(jīng)由專業(yè)的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計人員針對建筑物的特點以及地方的地震發(fā)生情況，在滿足建筑物抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的基礎(chǔ)上對建筑物的抗震結(jié)構(gòu)進行嚴(yán)格設(shè)計[4]?？梢越梃b其他國家優(yōu)秀的高層建筑防震經(jīng)驗，不斷加強地基的牢固性，在建筑建設(shè)之前進行實地考察，精確地對防震結(jié)構(gòu)進行測算，綜合考慮承重結(jié)構(gòu)、主梁設(shè)計等方面的結(jié)構(gòu)問題，在整體上提高建筑的防震功能，比如在對剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，需要為它單獨增加一面承重墻，在對建筑整體抗震結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，應(yīng)該將建筑的地上部分和地下部分統(tǒng)一的考慮在內(nèi)，避免遺漏掉地下室等建筑結(jié)構(gòu)。

3、完善高層建筑的消防結(jié)構(gòu)設(shè)計

提高高層建筑的消防結(jié)構(gòu)的建設(shè)首先需要進行建筑材料的選擇，盡量選擇不容易燃燒的材料，在發(fā)生火災(zāi)時可以在一定程度上控制火勢增長[5]。其次在結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)該注重對排煙系統(tǒng)的建設(shè)，遇到濃煙的狀況，能夠快速高效的使煙霧排出去，減少對建筑內(nèi)部人們的傷害。還要對建筑的防火帶進行合理設(shè)置，根據(jù)不同建筑地區(qū)的周邊環(huán)境，在合理的范圍內(nèi)安裝防火帶，在發(fā)生火災(zāi)時，能夠及時控制大火的蔓延，把損失降到最小。最后是對建筑內(nèi)部報警裝置的設(shè)置，安裝智能的警報、滅火系統(tǒng)，及時向人們發(fā)出警告，增加人員的思想準(zhǔn)備和撤離時間，智能滅火裝置如果檢測到濃煙就會自動進行噴水，及時控制住火災(zāi)，減少損失[6]。

結(jié)束語：

在未來的發(fā)展過程中，高層建筑會越來越多，并成為一種趨勢，因此，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計也就越發(fā)受到人們的重視，針對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題，積極采取有效措施加以應(yīng)對，是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計急需解決的重要問題。對此，設(shè)計應(yīng)當(dāng)充分認(rèn)識到高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要性，并根據(jù)其中的問題，采取相應(yīng)的設(shè)計對策，通過強化設(shè)計質(zhì)量控制，以更好的滿足后續(xù)的工程建設(shè)需求，從而實現(xiàn)高層建筑建設(shè)質(zhì)量的提升。

參考文獻：

[1]楊濤，宋志.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題及改進策略[J].中華建設(shè)，2014，02：112-113.

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[3]孫凱.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的問題及對策探討[J].價值工程，2011，25：88-89.

[4]殷輝.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計存在問題及對策分析[J].硅谷，2013，21：164+141.

[5]王義文，馮興傳. 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的問題及對策探討[J]. 城市地理，2014，12：90.

篇(3)

關(guān)鍵詞：高層建筑 結(jié)構(gòu)設(shè)計 剪力墻 超高 概念設(shè)計

在我國城市化進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，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)計中，促進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)計中仍然存在一定的問題，這是必須及時得到處理和解決的。隨著高層建筑結(jié)構(gòu)體系的復(fù)雜化，需要設(shè)計人員在進行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時依靠自己掌握的知識、根據(jù)具體情況來分析和解決可能遇到的各種問題。

1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本特點

與單層或多層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計相比，高層建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計中要考慮的因素較多，尤其是如果實現(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)計師關(guān)注的焦點問題。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)計的不合理是其主要原因之一，設(shè)計師難以把握高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本特點，由于設(shè)計方案的不合理性，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)計的基本特點，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)計中，側(cè)移是設(shè)計師必須考慮的關(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)計應(yīng)注意的幾個問題

目前，國內(nèi)在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中雖然積累了一定的經(jīng)驗，并且積極吸取了國外的先進設(shè)計理念，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)計的現(xiàn)狀，應(yīng)注意的問題主要有以下幾點：

2.1框架柱截面大小的選擇

對于框架柱而言，軸壓比越小在往復(fù)水平上荷載下的滯回曲線也會越豐滿，即耗能能力越大，延性就愈好。而對于柱凈高與截面高度的比值小于4的短柱，在往復(fù)水平荷載作用下其滯回曲線呈較瘦的反S形，耗能能力降低、延性較差，呈剪切破壞。

高層建筑的底部柱，由于對軸壓比值有要求，因此往往會將柱截面取得很大，但是由于受到層高的限制就使得框架柱成為了短柱。在實際的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要確定截柱面的大小要注意以下幾點：框架柱的截面首先必須滿足規(guī)范軸壓比的需要，從而為結(jié)構(gòu)的豎向承載力和底板的抗沖切承載力提供保障。而對于形成的短柱，則可以通過增加體積配箍率或是沿著柱身增加箍筋達到提高延性的效果；采用鋼管混凝土柱、勁鋼混凝土柱或是高強混凝土柱；柱的軸壓比必須滿足規(guī)范限制，軸壓比過大則結(jié)構(gòu)的延性無法得到保證，過小又會造成結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)較差。

2.2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)部門的研究和實驗，對于短肢剪力墻在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用也提出了具體的要求，因此，在今后的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計師應(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)計和竣工質(zhì)量檢驗造成麻煩。

2.3結(jié)構(gòu)的超高問題

在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，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)計方法的要求也有所改變。在高層建筑的實際設(shè)計工作中，設(shè)計師應(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。

3 加強高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的措施

在我國高層建筑數(shù)量增多、規(guī)模擴大，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)計中，一定要不斷采取新的理念和方法，全面提高設(shè)計方案的合理性、可行性與經(jīng)濟性，這也是促進我國建筑行業(yè)發(fā)展的先決條件。針對國內(nèi)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的現(xiàn)狀，應(yīng)采取一下加強措施：

3.1進行合理的概念設(shè)計

在國外的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，概念設(shè)計較為流行，而國內(nèi)則較少采取此方法。所謂的概念設(shè)計是指在通過科學(xué)的構(gòu)想來完善設(shè)計工作，促進設(shè)計方案更趨合理化、人性化。在我國的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)用概念設(shè)計方法時，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，減少凸出或凹進等復(fù)雜結(jié)構(gòu)。另外，在概念設(shè)計中盡量減少扭轉(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：進一步增加結(jié)構(gòu)自身抵抗扭轉(zhuǎn)的性能；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)的高層建筑工程實踐經(jīng)驗不難發(fā)現(xiàn)：在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，如果結(jié)構(gòu)體系的選擇不合理，而僅是依靠所謂的先進理論和計算方法進行設(shè)計，難以保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性、經(jīng)濟性與可靠性，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)計中，選擇合理的結(jié)構(gòu)體系是至關(guān)重要的，而且設(shè)計師應(yīng)該重點分析的問題之一。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)點的缺點，適用的環(huán)境也有一定的差異，所以設(shè)計師一定要結(jié)合工程項目的實際要求進行合理的結(jié)構(gòu)體系選型。

3.3科學(xué)進行計算

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，科學(xué)進行各類數(shù)據(jù)的計算是設(shè)計師必須掌握的專業(yè)技能。根據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)的實際情況，設(shè)計師要選取相應(yīng)的計算模型。在進行概念設(shè)計時，要注意簡化計算流程，以保證設(shè)計工作的時效性。目前，在國內(nèi)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的計算中，各種專業(yè)的計算機軟件和工具已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，設(shè)計師僅需將各種實地測量數(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)計師的工作效率和設(shè)計方案的準(zhǔn)確性。

近年來，我國高層建筑的建設(shè)有了迅猛的發(fā)展，而且成為促進國內(nèi)建筑行業(yè)發(fā)展的重要建設(shè)項目。但是從高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體質(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)計中，廣大設(shè)計師一定積極運用先進的設(shè)計理念和方法，在提高相關(guān)數(shù)據(jù)計算精確度的基礎(chǔ)上，全面提高設(shè)計方案的質(zhì)量，為工程項目的建設(shè)提供專業(yè)的工藝和技術(shù)依據(jù)。

參考文獻：

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[2]于險峰.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計特點及其體系[J].建筑技術(shù).2009.24.

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[4]霍炬.淺談高層住宅建筑結(jié)構(gòu)形式及設(shè)計[J].建筑節(jié)能.2006.04.

[5]范小平.高層建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計中相關(guān)的幾個問題應(yīng)用分析[J].福建建材.2008.06.

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

中圖分類號 TU973 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)071-0094-01

當(dāng)前高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師面臨的一個首要問題就是怎樣才能設(shè)計出安全、舒適、經(jīng)濟、美觀，并能滿足人們精神及物質(zhì)生活要求的高層建筑。因此，對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點的熟練掌握，是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員的必備基本素質(zhì)。筆者將多年從事高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)驗做了一個總結(jié)，提出了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中一些需要注意的問題，并對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的體系作了分析，以供參考。

1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點分析

1.1 水平荷載是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中的決定因素

高層建筑所承受的樓面荷載及其自身重量于豎向構(gòu)件當(dāng)中的彎矩及軸力數(shù)值與高層建筑的實際高度成正比；高層建筑結(jié)構(gòu)中傾覆力矩的產(chǎn)生與水平荷載相關(guān)，結(jié)構(gòu)的軸力也由豎向構(gòu)件所引起，傾覆力矩及軸力都與高層建筑本身的實際高度成正比；對于具有特定高度的建筑來說，豎向荷載在一般情況下是一個定值；而高層建筑結(jié)構(gòu)中的水平荷載數(shù)值由結(jié)構(gòu)動力的特性決定，隨動力特性變化而變化，尤其是水平荷載當(dāng)中的風(fēng)荷載。

1.2 軸向變形在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中是不可忽視的因素

如高層建筑所承受的豎向荷載值較大，可引起柱中出現(xiàn)軸向變形的現(xiàn)象，且幅度較大，從而影響連續(xù)梁的彎矩，對連續(xù)梁中部的支座處負彎矩值產(chǎn)生了減小作用，而對端支座的負彎矩值及跨中正的彎矩值則是產(chǎn)生了增大作用。較大的豎向荷載值還會影響預(yù)制構(gòu)件下料的長度；在這樣的情況下，就需要以軸向變形作為依據(jù)的計算值，調(diào)整下料長度。此外，豎向荷載值對構(gòu)件側(cè)移及剪力產(chǎn)生的影響也不可忽視，因其與構(gòu)件豎向的變形相比較考慮，會產(chǎn)生與不安全結(jié)果不相符合的現(xiàn)象。

1.3 側(cè)移是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的控制指標(biāo)

高層建筑與低矮的樓房不一樣，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中，關(guān)鍵的影響因素為結(jié)構(gòu)側(cè)移；隨建筑本身實際高度的增大，水平荷載之下的建筑結(jié)構(gòu)側(cè)移的變形會迅速增大?？梢园l(fā)現(xiàn)，在水平荷載的作用下，需要對結(jié)構(gòu)側(cè)移進行控制，使其保持在一定的限度之內(nèi)。

1.4 結(jié)構(gòu)延性為高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要指標(biāo)

高層建筑的結(jié)構(gòu)要比低矮樓房的結(jié)構(gòu)更柔，在地震的作用下，出現(xiàn)的變形幅度會更大，減少了倒塌的現(xiàn)象。在高層建筑的構(gòu)造方面可采取相應(yīng)的措施，使之進入到塑性變形的階段后，仍具有足夠延性，保持較強變形能力。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計體系分析

2.1 剪力墻-框架體系的設(shè)計

在高層建筑結(jié)構(gòu)中的框架體系剛度及強度均不能達到要求時，常常需要在高層建筑的平面內(nèi)適當(dāng)?shù)奈恢?，建立剪力墻以代替結(jié)構(gòu)中的部分框架，將剪力墻-框架結(jié)構(gòu)體系應(yīng)用于結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中[3]。當(dāng)建筑物承受來自水平方向的壓力時，剪力墻及框架可以通過剛度足夠強的連梁及樓板共同組成相互協(xié)同結(jié)構(gòu)工作體系。在剪力墻-框架設(shè)計體系中，承受來自垂直方面荷載的主體為框架體系，水平剪力的承受主體為剪力墻；在剪力墻-框架體系中，位移曲線為彎剪型。結(jié)構(gòu)側(cè)向的剛度由于剪力墻的作用而增大，建筑在水平方向上的位移得以減??；框架所承受的水平方向上的剪力出現(xiàn)明顯下降的趨勢，豎向的內(nèi)力分布變得均勻。

2.2 剪力墻結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計

剪力墻結(jié)構(gòu)體系是指由平面的剪力墻結(jié)構(gòu)組成的建筑主體受力結(jié)構(gòu)。在剪力墻結(jié)構(gòu)體系當(dāng)中，全部的水平力及垂直荷載由單片的剪力墻所承受。剪力墻結(jié)構(gòu)體系是一種剛性的結(jié)構(gòu)，位移曲線是一種彎曲型結(jié)構(gòu)。剪力墻結(jié)構(gòu)體系的剛度及強度均相對較高，具有一定延性，在傳力時具有直接及均勻的優(yōu)點，整體性好，且抗倒塌的能力較強，不失為一種優(yōu)良的建筑結(jié)構(gòu)體系，其可建的高度一般大于剪力墻-框架體系。

2.3 筒體結(jié)構(gòu)體系

筒體結(jié)構(gòu)體系指的是以筒體作為抗側(cè)力的構(gòu)件建筑結(jié)構(gòu)體系，筒體結(jié)構(gòu)體系主要包括筒體-框架、單筒體、多束筒及筒中筒等其他多種形式。可將筒體分為空腹筒及實腹筒兩個大類。筒體為空間受力的結(jié)構(gòu)構(gòu)件與三維豎向的結(jié)構(gòu)單體，由曲面墻或平面墻圍成；也可由窗裙梁、密排柱及開孔鋼筋外墻等構(gòu)成。筒體結(jié)構(gòu)體系的強度及剛度均相對較高，在大空間、大跨度等特殊類型的高層建筑中被廣泛應(yīng)用

3 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本假定分析

由剪力墻及簡體框架組成了高層建筑主體結(jié)構(gòu)，組成的方式為平樓板水平連接。因此，在三維空間中精確及完善的分析高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)是存在難度的，特別是不同的實用分析方法，要引入不同程度的簡化計算模型。以下四種假定是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中比較常見的計算模型。

3.1 小變形基本假定

在一般情況下，小變形基本假定在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計分析中被應(yīng)用得最多。很多從幾何方面入手的研究人員對P—效應(yīng)進行了詳細研究，并得出以下注意事項：在建筑高度與頂點的水平位移的比值大于0.2%的情況下，需高度重視建筑結(jié)構(gòu)受到P—效應(yīng)影響的程度。

3.2 剛性樓板基本假定

在分析高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，存在的問題主要是過于注重平面內(nèi)剛度，而忽視了平面外剛度。采用剛性樓板基本假定的分析法不僅能將結(jié)構(gòu)的位移自由度減少，計算的方法簡化，而且能為筒體結(jié)構(gòu)空間薄壁的桿件理論創(chuàng)造良好的計算及使用條件。在一般的情況下，在剪力墻結(jié)構(gòu)體系及框架結(jié)構(gòu)體系當(dāng)中運用剛性樓板基本假定是可行的。但是，就豎向剛度結(jié)構(gòu)出現(xiàn)突變的情況而言，受到樓板變形的影響較大，如有些樓板的層數(shù)不多、剛度不大及抗側(cè)力構(gòu)件的間距過大等情況，尤其是結(jié)構(gòu)底部及每層頂部內(nèi)力的影響更為顯著。對于以上問題，要采取一些適當(dāng)?shù)恼{(diào)整措施進行解決。

3.3 彈性基本假定

目前，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的分析方法當(dāng)中，彈性基本假定

計算方法被運用的范圍較廣。尤其在垂直荷載的計算當(dāng)中，因高層建筑結(jié)構(gòu)長時間處于彈性的工作階段，實際工作情況與彈性基本假設(shè)的情況相吻合。但如果遭到較嚴(yán)重的自然災(zāi)害，如較大強風(fēng)及地震等，建筑結(jié)構(gòu)會因較大的位移幅度而產(chǎn)生裂縫，從而進入到彈塑性的工作階段。在這樣的情況下，為了能使高層建筑結(jié)構(gòu)狀態(tài)得到真實的反應(yīng)，只能在結(jié)構(gòu)設(shè)計中運用彈塑性分析方法。

3.4 計算圖形基本假定

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中三維空間的分析方法主要為計算圖形基本假定。二維協(xié)同分析沒有將側(cè)力構(gòu)件中公共的節(jié)點在外位移納入到分析的范圍當(dāng)中；側(cè)力構(gòu)件外的剛度及扭轉(zhuǎn)剛度并沒有受到高度重視。分析精通桿的三維空間中每一節(jié)點時，自由度只有六個，不足以完成分析，使用計算圖形基本假定分析法，可以彌補這一缺陷。

4 結(jié)束語

高層建筑的快速發(fā)展增加了對其力學(xué)及結(jié)構(gòu)分析模型等方面的諸多要求。因此，尋找新的結(jié)構(gòu)設(shè)計形式與正確的力學(xué)分析模型，是當(dāng)前高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作人員的主要奮斗目標(biāo)；只有找到新型建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計形式與正確的力學(xué)分析模型，才能使高層建筑獲得更好的發(fā)展。

參考文獻

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

中圖分類號：TU97文獻標(biāo)識碼： A 文章編號：

前言

近幾年來，隨著人們對住房面積和建筑審美的需求，城市中的高層建筑越來越多，其結(jié)構(gòu)越來越多樣化，相應(yīng)的高層建筑設(shè)計也就越做越復(fù)雜。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與多層建筑結(jié)構(gòu)相比較，結(jié)構(gòu)設(shè)計與建筑施工的其他工作相比占有更重要的地位，不同結(jié)構(gòu)體系在細節(jié)設(shè)計中都有不同的設(shè)計特點。一個合格的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不僅僅是要保證高層建筑的安全，而且還要保證建筑結(jié)構(gòu)的合理性和經(jīng)濟性。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，高層建筑應(yīng)該做到結(jié)構(gòu)功能同外部條件相一致，結(jié)構(gòu)的功能要與經(jīng)濟性相協(xié)調(diào)。為了更好地做好結(jié)構(gòu)設(shè)計，應(yīng)當(dāng)用概念設(shè)計來檢測計算設(shè)計的合理性。其中結(jié)構(gòu)計算的主要指標(biāo)有周期、周期的扭平比、剪重比、位移比等，這些指標(biāo)都應(yīng)當(dāng)滿足高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的規(guī)范要求，還要注意高層建筑構(gòu)造設(shè)計的細節(jié)問題。

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點

2.1高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的水平力

在多層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計里，通常是以重力為主要代表的豎向荷載來控制結(jié)構(gòu)設(shè)計。但是，對于高層建筑來說，即使豎向的荷載依然是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的一個非常重要的因素，但是起著決定性作用的卻是水平荷載。這是由于建筑的自身重量與樓面使用荷載在豎向構(gòu)件中所引起的軸力與彎矩的數(shù)值，其值的大小僅與建筑高度大小成正比；而水平荷載對建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩，以及在豎向構(gòu)件中所造成的軸力，與建筑物的高度大小的平方成正比。并且對于一定高度的建筑而言，豎向荷載的大小基本上是一個定值，而水平荷載的數(shù)值是隨著結(jié)構(gòu)動力性的不同而有一定的差異的。

2.2結(jié)構(gòu)側(cè)移是結(jié)構(gòu)設(shè)計的控制指標(biāo)

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中結(jié)構(gòu)側(cè)移是其關(guān)鍵因素，這一點是與多層建筑不同的。隨著建筑物層數(shù)的增加，水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形問題變得越來越嚴(yán)重，對于水平荷載作用下的側(cè)移應(yīng)當(dāng)控制在一個特定的限度里。

2.3抗震設(shè)計要求高

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的抗震設(shè)防設(shè)計除了需要考慮豎向荷載和風(fēng)荷載以外，建筑結(jié)構(gòu)還必須具備較好的抗震能力，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)當(dāng)做到小震不壞、大震不倒。

2.4軸向變形

在高層建筑中，由于豎向的荷載數(shù)值非常大，可以在柱中產(chǎn)生非常大的軸向變形，因而會使連續(xù)梁中間支座處的負彎矩值的大小變小，跨中正彎矩之和端支座負彎矩值的大小增大；還會在一定程度上影響預(yù)制構(gòu)件的下料長度，根據(jù)軸向變形的計算值的大小，對下料長度進行相應(yīng)的調(diào)整；另外還會影響到構(gòu)件剪力和側(cè)移。

2.5結(jié)構(gòu)延性

與低層建筑與多層建筑相比，高層建筑的結(jié)構(gòu)更柔一些，當(dāng)出現(xiàn)地震的情況，高層建筑的變形會更大一些。為了使高層建筑在進入塑形變形階段以后仍然具備較強的變形能力，為了避免建筑倒塌，應(yīng)該特別需要在建筑構(gòu)造中采用恰當(dāng)?shù)姆椒?，以保證高層建筑的結(jié)構(gòu)具有一定的延性。

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求

基礎(chǔ)設(shè)計在設(shè)計的時候應(yīng)當(dāng)最大限度地發(fā)揮出建筑地基的潛力，在必要的時候還可以對地基變形進行驗算?；A(chǔ)設(shè)計應(yīng)該有詳盡的地質(zhì)勘探報告，在一般情況來說，同一個結(jié)構(gòu)單元最好不要采取兩種不同的基礎(chǔ)類型。

在高層建筑構(gòu)造設(shè)計中，必須對工程的設(shè)計要求、材料供應(yīng)、地理環(huán)境以及施工條件等情況進行整體分析，并且要與建筑、水、電、暖等專業(yè)進行充分協(xié)調(diào)，同時在此基礎(chǔ)之上對建筑結(jié)構(gòu)進行選型，確定結(jié)構(gòu)方案，在必要的時候還應(yīng)該對多方案進行比較、擇優(yōu)。

在高層建筑構(gòu)造設(shè)計中，為了保證建筑結(jié)構(gòu)安全應(yīng)當(dāng)選擇恰當(dāng)?shù)挠嬎愫唸D。計算簡圖中應(yīng)當(dāng)有相應(yīng)的建筑構(gòu)造措施作保證。實際的建筑構(gòu)造節(jié)點一般不可能只是純粹的鉸接點或剛接點，但是必須要與計算簡圖的誤差在構(gòu)造設(shè)計的許可范圍之內(nèi)。

在高層建筑構(gòu)造設(shè)計中，要堅持“強剪弱彎、強柱弱梁、強壓弱拉”的原則；要注意構(gòu)件的延性；注意鋼筋的錨固長度；加強薄弱部位；把溫度應(yīng)力的影響考慮在內(nèi)。

在高層建筑構(gòu)造設(shè)計中，考慮均勻、規(guī)整、對稱的原則；考慮抗震的多道防線；避免出現(xiàn)薄弱層。

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的問題及對策

4.1結(jié)構(gòu)的超高問題

在有關(guān)抗震規(guī)范以及高層規(guī)程中，對于建筑結(jié)構(gòu)的總高度有著明確、嚴(yán)格的限制，特別是在新出臺的規(guī)范中，針對以前的超高問題，不僅僅將原來的高度限制采用A級高度之外，還增加了B級高度，無論是處理措施還是設(shè)計方法都有了不少改變。而在實際的建筑工程設(shè)計中，有過由于未考慮結(jié)構(gòu)類型轉(zhuǎn)變的問題，致使施工圖在審查時沒有通過，要求必須重新調(diào)整結(jié)構(gòu)設(shè)計或者召開專家會議進行進一步論證的案例，這對建筑工程的工期、造價等方面的影響非常大。因此，在高層建筑構(gòu)造設(shè)計時必須嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定，控制建筑總高度，以避免不必要的損失。

4.2短肢剪力墻的設(shè)置

根據(jù)新規(guī)范的相關(guān)規(guī)定，把墻肢截面的高厚比在4到8之間的墻定義為短肢剪力墻，經(jīng)過大量的實驗數(shù)據(jù)以及實際工程經(jīng)驗，對于短肢剪力墻在高層建筑中的應(yīng)用添加了非常多的限制，所以，在高層建筑構(gòu)造設(shè)計中，結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師應(yīng)當(dāng)盡可能少地采用最好是不采用短肢剪力墻。

4.3嵌固端的設(shè)置

現(xiàn)在的高層建筑通常都配置兩層或者兩層以上的地下室和人防，嵌固端一般會設(shè)置在地下室的頂板上，也有可能是設(shè)置在人防的頂板上，所以，在嵌固端的設(shè)置位置這個問題上，結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師通常會忽視由于嵌固端的設(shè)置問題所帶來一些需要注意的地方，例如：嵌固端樓板的設(shè)計、在結(jié)構(gòu)整體計算時的嵌固端的設(shè)置、嵌固端上下層的剛度比的限制、結(jié)構(gòu)抗震縫的設(shè)置與嵌固端位置的協(xié)調(diào)性、嵌固端上下層的抗震等級的一致性等問題，如果忽視其中一個方面就極有可能導(dǎo)致在后期設(shè)計時的工作量全部放在結(jié)構(gòu)設(shè)計的修改上，甚至是為建筑的安全埋下伏筆。因此，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)當(dāng)把與嵌固端的設(shè)置相關(guān)的問題考慮進去，以免設(shè)計后期的麻煩。

4.4高層建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性

新出臺的規(guī)范在高層建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性上與以前的規(guī)則有較大的不同，新規(guī)則在這方面增加了比較多的限制條件，不像以前那么寬松，例如：嵌固端上下層的剛度比信息、平面規(guī)則性信息等內(nèi)容，并且，新的規(guī)范還采用了強制性的條文明確規(guī)定：高層建筑不應(yīng)當(dāng)采取嚴(yán)重不規(guī)則的結(jié)構(gòu)體系。所以，結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師必須嚴(yán)格注意新規(guī)范中的這些限制，以避免在后期施工圖的設(shè)計工作中形成被動的局面。

總結(jié)

近幾年來，我國的高層建筑的建設(shè)步伐越來越快。為提高結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)不斷地學(xué)習(xí)，提高自身能力，吸取以往設(shè)計失敗的教訓(xùn)，結(jié)合建筑施工實踐，通過工程經(jīng)驗的積累，并精心設(shè)計才能做出安全、先進、經(jīng)濟的高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計。

【參考文獻】

[1]胡麗榮.概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用意義[J].黑龍江科技信息,2010,6(27):90-92.

[2]包樂琪 郭玉霞 陳緒坤.概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[J].科技致富向?qū)?2011,5(14):69-71.

篇(6)

【關(guān)鍵詞】高層建筑；施工技術(shù)；分析；策略

高層建筑可以有效的解決用地緊張的問題，而且具有美化城市、優(yōu)化街區(qū)的作用，極富特色、包含深意的高層建筑更是能夠以其標(biāo)志性而成為城市的名片。高層建筑的基礎(chǔ)較深：地基的埋設(shè)要保證大于整體建筑高度的1/12，而樁基應(yīng)保證大于高層建筑高度的1/15，并且要保證高層建筑必須有一層地下室；高層建筑的施工技術(shù)比多層建筑的施工技術(shù)要求高；高層建筑的運輸設(shè)備比多層建筑的垂直運輸設(shè)備要求高；高層建筑的施工條件要比多層建筑的復(fù)雜：高層建筑一般在市區(qū)，周圍的建筑物非常密集，施工條件很差，對材料的運輸、基礎(chǔ)工程的施工、設(shè)備的正常運行都帶來很大困難。

一、高層建筑的結(jié)構(gòu)體系分析

結(jié)構(gòu)體系的合理選擇是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，抗震能力與抗風(fēng)能力是結(jié)構(gòu)體系選擇的主要出發(fā)點，下面就目前常用于高層建筑的結(jié)構(gòu)體系展開具體分析。

（一）框架結(jié)構(gòu)體系

框架結(jié)構(gòu)體系由樓板、梁、柱及基礎(chǔ)四種承重構(gòu)件組成，梁和柱的彎曲變形，以及柱的軸向變形則是框架結(jié)構(gòu)側(cè)向位移的兩種主要形式。梁和柱的彎曲變形可使框架產(chǎn)生剪切型側(cè)移曲線，并且框架的側(cè)向位移的會隨高度上升而逐漸減小 ；柱的軸向變形則可使框架產(chǎn)生彎曲型側(cè)移曲線，框架的側(cè)向位移的會隨高度上升而逐漸變大。采用框架結(jié)構(gòu)體系的高層建筑具有更為低廉的工程造價，更輕的建筑自重，并且，建筑界對于框架結(jié)構(gòu)體系具有相當(dāng)豐富的設(shè)計與使用經(jīng)驗。為根據(jù)建筑使用者的不同功能需求合理設(shè)計建筑平面結(jié)構(gòu)，常常利用隔斷墻技術(shù)來對高層建筑平面空間進行安排設(shè)計。然而，框架結(jié)構(gòu)較大的柔性嚴(yán)重影響了它的抗側(cè)向載荷能力，風(fēng)力作用和地震作用常常會使采用框架結(jié)構(gòu)設(shè)計的高層建筑產(chǎn)生過大的側(cè)向位移，從而破壞建筑結(jié)構(gòu)。

（二）剪力墻結(jié)構(gòu)體系

剪力墻結(jié)構(gòu)又稱抗震墻結(jié)構(gòu)，是指利用鋼筋混凝土剪力墻承受全部豎向與側(cè)向載荷。墻體沿橫向縱向正交布置或沿多軸線斜交布置的剪力墻結(jié)構(gòu)具有較高的強度與剛度，并且具有良好的延性與抗震能力。然而，采取剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的高層建筑往往自重過大，建筑平面空間布置難度大。此外，側(cè)向載荷可使剪力墻產(chǎn)生隨建筑高度增加而增加的側(cè)向位移。

（三）框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系

針對框架結(jié)構(gòu)強度、剛度不足的問題，通常需要用剪力墻結(jié)構(gòu)代替高層建筑中的部分框架結(jié)構(gòu)，這就是框架—剪力墻結(jié)構(gòu)?？蚣堋袅Y(jié)構(gòu)兼?zhèn)淞丝蚣芙Y(jié)構(gòu)平面布置簡潔，以及剪力墻結(jié)構(gòu)強度、剛度好的雙重優(yōu)點?？蚣堋袅Y(jié)構(gòu)高層建筑對水平載荷與豎直載荷的承受有著明確分工，框架結(jié)構(gòu)是豎直載荷的主要承受者，剪力墻結(jié)構(gòu)則是水平載荷的主要承受者。此外，當(dāng)水平載荷過大時，框架與剪力墻結(jié)構(gòu)還能與樓板、連梁相配合，共同承受應(yīng)力，避免建筑結(jié)構(gòu)的損壞。框架—剪力墻結(jié)構(gòu)可有效減小側(cè)向應(yīng)力對框架結(jié)構(gòu)的影響，控制高層建筑的水平位移，增大高層建筑的可建高度。采取框架—剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的高層建筑也有較為出色的抗震能力，地震發(fā)生時剪力墻結(jié)構(gòu)是側(cè)向應(yīng)力的直接承受者，并能將所受載荷有效傳遞給框架結(jié)構(gòu)，此時框架結(jié)構(gòu)的延性便能發(fā)揮作用，避免地震造成高層建筑結(jié)構(gòu)損壞?？蚣堋袅Y(jié)構(gòu)高層建筑的均勻受力對其抗震能力也能起到一定的提高作用。

二、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計問題分析及對策

（一）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 級高度，并且增加了 B 級高度，使得高層建筑結(jié)構(gòu)處理設(shè)計方法和措施都有了改進。實際工程設(shè)計中，對于建筑結(jié)構(gòu)類型的改變對高層超高問題的忽略，在施工審圖時將不予通過，應(yīng)該重新進行設(shè)計或者進行專家會議的論證等。在這種情況下，整個建筑工程的造價和工期都會受到極大的影響。

（二）高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計短肢剪力墻設(shè)置

我國建筑新規(guī)范中，短肢剪力墻是指墻肢的截面的高度和厚度比在 5～8 的墻，按照實際經(jīng)驗以及數(shù)據(jù)，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計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)計中，必須盡可能的減少或者避免使用短肢剪力墻。

（三）高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計嵌固端的設(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)計人員應(yīng)該考慮嵌固端設(shè)置會可能帶來的問題。考慮嵌固端的樓板的設(shè)計 ；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是一致的 ；高層建筑的整體計算時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)。

（四）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)計方案。”因此，為了避免后期施工設(shè)計階段的改動，高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計必須嚴(yán)格遵循規(guī)范的限制條件。

三、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的要點分析

（一）重點考慮有關(guān)抗震的設(shè)計要求

抗震設(shè)計是高層建筑需要重點考慮的問題，建筑在正常使用的時候存在豎向載荷和風(fēng)載荷等，為了符合抗震設(shè)計所有要求，高層建筑必須要有良好的結(jié)構(gòu)抗震性能 。

使高層建筑能夠在小地震中不壞，中度地震可維修，大地震保持不塌，從而避免大量在抗震設(shè)計中一般采用材料在非抗震設(shè)計時的許可強度值，但是必須要引入承載力抗震調(diào)整系數(shù)γRE來提高其承載力。對于軸壓比小于0.15的偏心受壓柱，其承載力抗震調(diào)整系數(shù)與梁相同。

（二）高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計要求

無論高層建筑還是普通建筑，基礎(chǔ)設(shè)計都是至關(guān)重要的。要保證建筑物的基礎(chǔ)有足夠的抗壓強度和足夠的穩(wěn)定性，將地基的變形限制在允許的范圍之內(nèi)，地基的壓強設(shè)計值P不大于地基的許用承載力設(shè)計值F，即P=[（F+G）/A] ≤ F

式中 F—上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向力設(shè)計值

G—基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)上的土重設(shè)計值

A—基礎(chǔ)底面面積

F—地基承載力設(shè)計值（是經(jīng)深度、寬度修正后的地基承載力）

地基的變形計算值 不大于地基的允許變形值 max。由于基礎(chǔ)需要長期在地下容易受到潮濕的環(huán)境，有時甚至?xí)艿降叵滤慕n。基礎(chǔ)應(yīng)該采用具有高耐久性的材料，并且在混凝土中應(yīng)該適當(dāng)加大鋼筋保護工作。要將建筑物整體的剛度和相鄰建筑物的影響綜合考慮，做到安全、經(jīng)濟并有足夠的強度。

（三）減輕高層建筑結(jié)構(gòu)的自重

在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，如何減輕自重是個十分有意義的問題。單從地基的承載能力或樁基的承載能力來考慮，同樣的樁基或者地基，在不加基礎(chǔ)造價或處理措施的情況下，減輕建筑物的自重，將會有顯著的經(jīng)濟效益。同樣，減輕建筑物的自重對建筑物提高自身的抗震性能是一個十分有效的辦法，比較輕的自重就會使建筑物在地震上下振動時的慣性大幅減弱，從而減弱對基礎(chǔ)造成的沖擊。高層建筑的重心比較高，由于地震的作用，在建筑物低層會作用很大的傾覆力矩。由于慣性的作用，在豎直方向上，構(gòu)件會產(chǎn)生比較大的附加軸向力。所以，在保證設(shè)計要求的前提下，減輕建筑物自重就顯得尤為重要。

四、結(jié)論：

如今摩天大樓在世界主要城市已經(jīng)隨處可見，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計也給工程設(shè)計人員帶來新的挑戰(zhàn)。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，工程設(shè)計人員必須綜合考慮各項設(shè)計原則和實際因素，確保高層建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計安全，消除設(shè)計安全隱患。

參考文獻：

篇(7)

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

1高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的意義及依據(jù)

1.1概念設(shè)計的意義

高層建筑能做到結(jié)構(gòu)功能與外部條件一致，充分展現(xiàn)先進的設(shè)計，發(fā)揮結(jié)構(gòu)的功能并取得與經(jīng)濟性的協(xié)調(diào)，更好地解決構(gòu)造處理，用概念設(shè)計來判斷計算設(shè)計的合理性。

1.2概念設(shè)計的依據(jù)

高層建筑結(jié)構(gòu)總體系與各分體系的工作原理和力學(xué)性質(zhì)，設(shè)計和構(gòu)造處理原則，計算程序的力學(xué)模型和功能，吸取或不斷積累的實踐經(jīng)驗。

2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與低層、多層建筑結(jié)構(gòu)相比較，結(jié)構(gòu)專業(yè)在各專業(yè)中占有更重要的位置，不同結(jié)構(gòu)體系的選擇，直接關(guān)系到建筑平面的布置、立面體形、樓層高度、機電管道的設(shè)置、施工技術(shù)的要求、施工工期長短和投資造價的高低等。其主要特點有；

2.1水平力是設(shè)計主要因素

在低層和多層房屋結(jié)構(gòu)中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結(jié)構(gòu)設(shè)計。而在高層建筑中，盡管豎向荷載仍對結(jié)構(gòu)設(shè)計產(chǎn)生重要影響，但水平荷載卻起著決定性作用。因為建筑自重和樓面使用荷載在豎向構(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，僅與建筑高度的一次方成正比；而水平荷載對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩、以及由此在豎向構(gòu)件中所引起的軸力，是與建筑高度的兩次方成正比。另一方面，對一定高度建筑來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用，其數(shù)值是隨著結(jié)構(gòu)動力性的不同而有較大的變化。

2.2側(cè)移成為控制指標(biāo)

與較低樓房不同，結(jié)構(gòu)側(cè)移已成為高樓結(jié)構(gòu)設(shè)計中的關(guān)鍵因素。隨著樓房高度的增加，水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形迅速增大，因而結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的側(cè)移應(yīng)被控制在某一限度之內(nèi)。

2.3抗震設(shè)計要求更高

有抗震設(shè)防的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，除要考慮正常使用時的豎向荷載、風(fēng)荷載外，還必須使結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能，做到小震不壞、大震不倒。

2.4軸向變形不容忽視

高層建筑中，豎向荷載數(shù)值很大，能夠在柱中引起較大的軸向變形，從而會對連續(xù)梁彎矩產(chǎn)生影響，造成連續(xù)梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩之和端支座負彎矩值增大；還會對預(yù)制構(gòu)件的下料長度產(chǎn)生影響，要求根據(jù)軸向變形計算值，對下料長度進行調(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，會得出偏于不安壘的結(jié)果。

2.5結(jié)構(gòu)延性是重要設(shè)計指標(biāo)

相對于較低樓房而言，高樓結(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)在進入塑性變形階段后仍具有較強的變形能力，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。

3高層建筑結(jié)構(gòu)體系的選型

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)。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；鋼結(jié)構(gòu)體系的強度高，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)件的材料強度，同時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，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)點的構(gòu)造比較復(fù)雜的缺點，一般被用于小偏心受壓構(gòu)件。

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)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50m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)形式不但具有實用性強，布局靈活的優(yōu)點，同時承受水平負載的能力更高，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)計合理的剪力墻的數(shù)量，以及滿足框架的設(shè)計要求。

4高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計問題分析及對策

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級高度，并且增加了B級高度，使得高層建筑結(jié)構(gòu)處理設(shè)計方法和措施都有了改進。實際工程設(shè)計中，對于建筑結(jié)構(gòu)類型的改變對高層超高問題的忽略，在施工審圖時將不予通過，應(yīng)該重新進行設(shè)計或者進行專家會議的論證等。在這種情況下，整個建筑工程的造價和工期都會受到極大的影響。

4.2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計短肢剪力墻設(shè)置

我國建筑新規(guī)范中，短肢剪力墻是指墻肢的截面的高度和厚度比在5～8的墻，按照實際經(jīng)驗以及數(shù)據(jù)，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計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)計人員應(yīng)該考慮嵌固端設(shè)置會可能帶來的問題?？紤]嵌固端的樓板的設(shè)計；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是一致的；高層建筑的整體計算時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)計方案。”因此，為了避免后期施工設(shè)計階段的改動，高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計必須嚴(yán)格遵循規(guī)范的限制條件。

5結(jié)束語

高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項綜合性的技術(shù)工作，對于建筑的設(shè)計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)計的要求越來越高，分析了高層建筑的結(jié)構(gòu)特征，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則，闡述了高層建筑結(jié)構(gòu)體系的選型問題，并重點分析了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計問題及對策，可以為高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計提供參考和依據(jù)。

參考文獻：

[1]徐培福.復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005.