時(shí)間：2023-07-21 17:28:30
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞：高層建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；對(duì)策
中圖分類號(hào)：TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
引言
隨著科技和社會(huì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，自從19世紀(jì)以來(lái)出現(xiàn)了現(xiàn)代高層建筑，高層建筑越來(lái)越廣泛的出現(xiàn)在人們的生活中。作為一個(gè)龐大復(fù)雜的系統(tǒng)，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，一方面要滿足包括抗震，抗風(fēng)等在內(nèi)的安全性能的要求，另一方面，也要滿足高層建筑結(jié)構(gòu)的科學(xué)性和合理性。
1 高層建筑結(jié)構(gòu)的特征
高層建筑結(jié)構(gòu)不但承受著由于外界的風(fēng)產(chǎn)生的水平方向的荷載，同時(shí)也承受著在垂直方向的荷載，并且對(duì)于地震的抵抗能力也有要求。一般情況下，建筑結(jié)構(gòu)受到低層建筑結(jié)構(gòu)水平方向上的影響比較弱，然而在高層建筑中，外界地震的影響和外界風(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(guò)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?，在設(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 選擇合理的高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖
在計(jì)算簡(jiǎn)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(jiǎn)圖，那么就比較容易造成由于結(jié)構(gòu)問(wèn)題發(fā)生的事故，基于此，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全保證的前提是合理的計(jì)算簡(jiǎn)圖的選擇。同時(shí)，計(jì)算簡(jiǎn)圖應(yīng)該采用相應(yīng)的構(gòu)造方法保證安全。在實(shí)際的結(jié)構(gòu)中，其結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)不單是鋼節(jié)點(diǎn)或者餃節(jié)點(diǎn)，保證和計(jì)算簡(jiǎn)圖的誤差在規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)。
2.2 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?；A(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(chǎng)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。
2.3 選擇合理的高層建筑結(jié)構(gòu)方案
合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案必須滿足經(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(jiǎn)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)，那么應(yīng)力需要平面和豎向的規(guī)則。在進(jìn)行了地理?xiàng)l件，工程設(shè)計(jì)需求，施工條件，材料等的綜合分析的基礎(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。
2.4 對(duì)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(chǎng)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。由于建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況和計(jì)算機(jī)程序并不一定完全相符，所以進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的時(shí)候，出現(xiàn)人工輸入誤差或者因?yàn)檐浖旧泶嬖谥毕菔沟糜?jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確的問(wèn)題，基于此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師在得到了通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件得到的結(jié)果以后，應(yīng)該進(jìn)行校核，進(jìn)行合理判斷，得出準(zhǔn)確結(jié)果。
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)剪切力弱彎變，強(qiáng)壓力弱拉力，強(qiáng)柱弱梁。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中把握上述原則，加強(qiáng)薄弱部位，對(duì)鋼筋的執(zhí)行段錨固長(zhǎng)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(duì)構(gòu)件的影響。
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(lái)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(guò)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(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(zhǎng)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)，一般被用于小屁偏心受壓構(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(guò)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(wèn)題分析及對(duì)策
4.1 高層建筑結(jié)構(gòu)存在著超高的問(wèn)題
基于高層建筑抗震的要求，我國(guó)的建筑規(guī)范對(duì)高層建筑的結(jié)構(gòu)的高度有嚴(yán)格的規(guī)定，針對(duì)高層建筑的超高問(wèn)題，在新規(guī)范中不但把原來(lái)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(duì)于建筑結(jié)構(gòu)類型的改變對(duì)高層超高問(wèn)題的忽略，在施工審圖時(shí)將不予通過(guò)，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(guó)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(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(duì)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(lái)的問(wèn)題。考慮嵌固端的樓板的設(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(duì)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?！币虼耍瑸榱吮苊夂笃谑┕ぴO(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。
5 結(jié)束語(yǔ)
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(duì)于建筑的設(shè)計(jì)有著非常重要的作用和意義。隨著我國(guó)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(lái)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(jì)的原則，闡述了高層建筑結(jié)構(gòu)體系的選型問(wèn)題，并重點(diǎn)分析了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題及對(duì)策，可以為高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供參考和依據(jù)。
參考文獻(xiàn)：
[1]徐培福.復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
[2]何俊旭.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)選型探討
[3]田龍.淺談高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
關(guān)鍵詞：高層建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；措施
中圖分類號(hào)：TU208 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
引言
隨著科技和社會(huì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，自從19世紀(jì)以來(lái)出現(xiàn)了現(xiàn)代高層建筑，高層建筑越來(lái)越廣泛的出現(xiàn)在人們的生活中。作為一個(gè)龐大復(fù)雜的系統(tǒng)，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，一方面要滿足包括抗震，抗風(fēng)等在內(nèi)的安全性能的要求，另一方面，也要滿足高層建筑結(jié)構(gòu)的科學(xué)性和合理性。
1高層建筑結(jié)構(gòu)的特征
高層建筑結(jié)構(gòu)不但承受著由于外界的風(fēng)產(chǎn)生的水平方向的荷載，同時(shí)也承受著在垂直方向的荷載，并且對(duì)于地震的抵抗能力也有要求。一般情況下，建筑結(jié)構(gòu)受到低層建筑結(jié)構(gòu)水平方向上的影響比較弱，然而在高層建筑中，外界地震的影響和外界風(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(guò)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。基于此，在設(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 選擇合理的高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖 在計(jì)算簡(jiǎn)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(jiǎn)圖，那么就比較容易造成由于結(jié)構(gòu)安發(fā)生的事故，基于此，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全保證的前提是合理的計(jì)算簡(jiǎn)圖的選擇。同時(shí)，計(jì)算簡(jiǎn)圖應(yīng)該采用相應(yīng)的構(gòu)造方法保證安全。在實(shí)際的結(jié)構(gòu)中，其結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)不單是鋼節(jié)點(diǎn)或者餃節(jié)點(diǎn)，保證和計(jì)算簡(jiǎn)圖的誤差在規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)。
2.2 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?；A(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(chǎng)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。
2.3 選擇合理的高層建筑結(jié)構(gòu)方案 合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案必須滿足經(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(jiǎn)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)，那么應(yīng)力需要平面和豎向的規(guī)則。在進(jìn)行了地理?xiàng)l件，工程設(shè)計(jì)需求，施工條件，材料等的綜合分析的基礎(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。
2.4 對(duì)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(chǎng)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。
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)剪切力弱彎變，強(qiáng)壓力弱拉力，強(qiáng)柱弱梁。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中把握上述原則，加強(qiáng)薄弱部位，對(duì)鋼筋的執(zhí)行段錨固長(zhǎng)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(duì)構(gòu)件的影響。
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(lái)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(guò)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(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(zhǎng)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)，一般被用于小屁偏心受壓構(gòu)件。
4問(wèn)題分析及對(duì)策
4.1高層建筑的超高問(wèn)題 我國(guó)的建筑規(guī)范對(duì)高層建筑的結(jié)構(gòu)的高度有嚴(yán)格的規(guī)定，針對(duì)高層建筑的超高問(wèn)題，在新規(guī)范中不但把原來(lái)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(duì)于建筑結(jié)構(gòu)類型的改變對(duì)高層超高問(wèn)題的忽略，在施工審圖時(shí)將不予通過(guò)，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(guó)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(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(duì)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(lái)的問(wèn)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(duì)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。
5結(jié)語(yǔ)
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(duì)于建筑的設(shè)計(jì)有著非常重要的作用和意義。隨著我國(guó)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(lái)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(jì)的原則，闡述了高層建筑結(jié)構(gòu)體系的選型問(wèn)題，并重點(diǎn)分析了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題及對(duì)策，可以為高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供參考和依據(jù)。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；問(wèn)題；措施
中圖分類號(hào)： TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
1高層建筑結(jié)構(gòu)的特征
高層建筑結(jié)構(gòu)不但承受著由于外界的風(fēng)產(chǎn)生的水平方向的荷載，同時(shí)也承受著在垂直方向的荷載，并且對(duì)于地震的抵抗能力也有要求。一般情況下，建筑結(jié)構(gòu)受到低層建筑結(jié)構(gòu)水平方向上的影響比較弱，然而在高層建筑中，外界地震的影響和外界風(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(guò)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 選擇合理的高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖
在計(jì)算簡(jiǎn)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(jiǎn)圖，那么就比較容易造成由于結(jié)構(gòu)安發(fā)生的事故，基于此，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全保證的前提是合理的計(jì)算簡(jiǎn)圖的選擇。同時(shí)，計(jì)算簡(jiǎn)圖應(yīng)該采用相應(yīng)的構(gòu)造方法保證安全。在實(shí)際的結(jié)構(gòu)中，其結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)不單是鋼節(jié)點(diǎn)或者餃節(jié)點(diǎn)，保證和計(jì)算簡(jiǎn)圖的誤差在規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)。
2.2 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?；A(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(chǎng)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。
2.3 選擇合理的高層建筑結(jié)構(gòu)方案
合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案必須滿足經(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(jiǎn)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)，那么應(yīng)力需要平面和豎向的規(guī)則。在進(jìn)行了地理?xiàng)l件，工程設(shè)計(jì)需求，施工條件，材料等的綜合分析的基礎(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。
2.4 對(duì)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(chǎng)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。由于建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況和計(jì)算機(jī)程序并不一定完全相符，所以進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的時(shí)候，出現(xiàn)人工輸入誤
差或者因?yàn)檐浖旧泶嬖谥毕菔沟糜?jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確的問(wèn)題，基于此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師在得到了通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件得到的結(jié)果以后，應(yīng)該進(jìn)行校核，進(jìn)行合理判斷，得出準(zhǔn)確結(jié)果。
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)剪切力弱彎變，強(qiáng)壓力弱拉力，強(qiáng)柱弱梁。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中把握上述原則，加強(qiáng)薄弱部位，對(duì)鋼筋的執(zhí)行段錨固長(zhǎng)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(duì)構(gòu)件的影響。
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(lái)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(guò)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(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(zhǎng)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)，一般被用于小屁偏心受壓構(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(guò)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(wèn)題分析及對(duì)策
4.1 高層建筑結(jié)構(gòu)存在著超高的問(wèn)題
基于高層建筑抗震的要求，我國(guó)的建筑規(guī)范對(duì)高層建筑的結(jié)構(gòu)的高度有嚴(yán)格的規(guī)定，針對(duì)高層建筑的超高問(wèn)題，在新規(guī)范中不但把原來(lái)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(duì)于建筑結(jié)構(gòu)類型的改變對(duì)高層超高問(wèn)題的忽略，在施工審圖時(shí)將不予通過(guò)，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(guó)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(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(duì)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(lái)的問(wèn)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(duì)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。”因此，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。
Abstract：With the rapid development of modern science and technology and urban construction land is nervous, more and more high-rise building and super-tall buildings appear in the big cities. At this time, the new structure design is also quickly developed. The problems in the designing also will become the top of the problem that designers will face towards certainly. This paper aims to find some of the problems in the design process, and put forward the proper control scheme.
關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；問(wèn)題；控制；軸壓比
中圖分類號(hào)：TU318文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
Key words：High-rise building；structure design；Problems; Control; Axial compression ratio
引言
隨著現(xiàn)代科技技術(shù)的快速發(fā)展以及我國(guó)城市建設(shè)用地的日趨緊張，城市建筑逐漸向中高層方向發(fā)展，越來(lái)越多的高層建筑和超高層建筑出現(xiàn)在各大城市中。伴隨著高層建筑理念的發(fā)展，多種多樣的新興結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案也迅速地發(fā)展起來(lái)。現(xiàn)在，一些高層建筑的種類與功能開始變得多樣化和復(fù)雜化。因此，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也成為了高層建筑結(jié)構(gòu)工程工作中的重點(diǎn)和難點(diǎn)?？v觀當(dāng)前形勢(shì),我們應(yīng)該將高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)放在首要位置加以研究和探討。而在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題，也必將成為設(shè)計(jì)師們要面對(duì)解決的首要問(wèn)題。
1、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念分析
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)著重注意三個(gè)設(shè)計(jì)原則：整體性原則、經(jīng)濟(jì)性原則、規(guī)則性原則。
1.1整體性原則
理論上，由不同的小型結(jié)構(gòu)及若干組成構(gòu)件組成的空間結(jié)構(gòu)體系被稱為建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。高層建筑的抗震能力不僅取決于各組小型結(jié)構(gòu)及相應(yīng)構(gòu)件強(qiáng)度、剛度及其受力狀態(tài)，而且取決于各種小型結(jié)構(gòu)以及建筑相應(yīng)組件的協(xié)同工作的能力或空間整體性能。
1.2經(jīng)濟(jì)性原則
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，施工的方便性以及設(shè)計(jì)質(zhì)量的好壞在一定程度上影響著高層建筑的施工工藝和工期。另一方面，建筑材料的選擇會(huì)直接影響到高層建筑的總體造價(jià)。因此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要注重勞動(dòng)力以及材料的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性，防止設(shè)計(jì)與實(shí)際建造脫節(jié)。
1.3規(guī)則性原則
在建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性方面,應(yīng)該注意絕不采用一些特別不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)體系。在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)盡量使用符合要求的建筑結(jié)構(gòu)體系。例如對(duì)建筑承載能力、抗變形能力以及建筑剛度的要求等因素，一定要符合基本規(guī)則。另外，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，要注重結(jié)構(gòu)體系上的薄弱部位，注意采取相應(yīng)的措施進(jìn)行防護(hù)。
總之，我們要重視概念設(shè)計(jì)。除了要根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)高度和使用要求選擇合理的結(jié)構(gòu)體系外，還要恰當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)和選擇建筑物的平面、立面形狀和體型。對(duì)于高層建筑，很多結(jié)構(gòu)部位通常無(wú)法進(jìn)行精確的計(jì)算，因而，安全、經(jīng)濟(jì)、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須注重概念設(shè)計(jì)的方法。
2、高層建筑設(shè)計(jì)中的問(wèn)題及控制
2.1材料的選用和結(jié)構(gòu)體系問(wèn)題
例如建筑即將建設(shè)在地震多發(fā)區(qū)，采用何種建筑材料或結(jié)構(gòu)體系較為合理就成為了工程技術(shù)人員非常重視的問(wèn)題。在我國(guó)，一百五十米以上的建筑，一般采用三種主要的建筑結(jié)構(gòu)體系： “框一筒”、“筒中筒”和“框架一支撐”。這些體系也是其他國(guó)家高層建筑經(jīng)常采用的主要結(jié)構(gòu)體系。但是其他國(guó)家在地震多發(fā)區(qū)，主要采用鋼結(jié)構(gòu)，而在我國(guó)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及混合結(jié)構(gòu)占了百分之九十。這樣的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及混合結(jié)構(gòu)，在國(guó)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)的鋼筋混凝土一般要承受80%以上的地震作用剪力，有的地區(qū)甚至高達(dá)90%以上。因?yàn)檫@些結(jié)構(gòu)要以鋼筋混凝土核心筒為主，變形控制要將鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的位移限值作為基準(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，不但增大了鋼結(jié)構(gòu)的負(fù)擔(dān)，而且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。另一方面，在結(jié)構(gòu)體系中柱距變化時(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，通常會(huì)導(dǎo)致與加強(qiáng)層及轉(zhuǎn)換層相鄰的柱構(gòu)件剪力突然增大，同時(shí)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難以實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)柱弱梁”。因此在高層建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中設(shè)置加強(qiáng)層以及轉(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。
根據(jù)我國(guó)現(xiàn)有建筑鋼材的類型、種類和鋼結(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。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)始終要牢記“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)壓若拉原則”，注意構(gòu)件的延性性能；加強(qiáng)薄弱部位；注意鋼筋的錨固長(zhǎng)度，尤其是鋼筋的執(zhí)行段錨固長(zhǎng)度；考慮溫度應(yīng)力的影響力。
2.2“嵌固端”的設(shè)置問(wèn)題
由于高層建筑一般都帶有兩層或兩層以上的地下室和人防系統(tǒng)，“嵌固端”有可能設(shè)置在地下室頂板，也有可能設(shè)置在人防頂板等位置。因此，在這個(gè)問(wèn)題上，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師往往忽視了由“嵌固端”的設(shè)置帶來(lái)的一系列需要注意的問(wèn)題，例如：“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)抗震設(shè)置與“嵌固端”位置的協(xié)調(diào)等問(wèn)題。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，忽略其中任何一個(gè)問(wèn)題都有可能導(dǎo)致后期設(shè)計(jì)工作的大量修改，也有可能為建筑埋下安全隱患。
2.3結(jié)構(gòu)的超高問(wèn)題
現(xiàn)行的各種常見結(jié)構(gòu)體系的最大適用高度是根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3 －2010) 規(guī)定給出的。在抗震規(guī)范中，除了將原來(lái)的限制高度設(shè)定為A級(jí)高度以外，增加了B 級(jí)高度，處理措施與設(shè)計(jì)方法都有較大改變。綜合考慮經(jīng)濟(jì)性與合理性的原則，產(chǎn)生了各種常見結(jié)構(gòu)體系的最大適用高度。鑒于我國(guó)目前建筑科研水平、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和施工技術(shù)水平的關(guān)系，這個(gè)適用高度更加穩(wěn)妥。同時(shí)，這個(gè)高度也能與目前整個(gè)土木工程規(guī)范體系相協(xié)調(diào)。但是在實(shí)際的建設(shè)過(guò)程中，已經(jīng)有很多混凝土結(jié)構(gòu)的高層建筑超過(guò)了這個(gè)高度范圍。對(duì)于超高建筑物，我們更應(yīng)當(dāng)采取科學(xué)謹(jǐn)慎的態(tài)度進(jìn)行建設(shè)。因?yàn)樵诘卣鹆ψ饔孟?，超高建筑物的變形破壞型態(tài)會(huì)發(fā)生很大的變化。隨著建筑物高度的增加，許多影響因素都會(huì)產(chǎn)生巨大的變化，有些參數(shù)本身超出了現(xiàn)有規(guī)范的適用范圍，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。所以，在實(shí)際的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，若出現(xiàn)過(guò)由于結(jié)構(gòu)類型的變更而忽略高度問(wèn)題，導(dǎo)致施工圖審查時(shí)沒有通過(guò)，必須重新進(jìn)行設(shè)計(jì)或進(jìn)行專家會(huì)議論證等工作。
2.4 “ 軸壓比”、“剪重比”、“剛重比”的問(wèn)題
在鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)中，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，柱斷面也不會(huì)因?yàn)槁晕⒃龃蟆拜S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?，F(xiàn)在的設(shè)計(jì)中，仍舊應(yīng)該限制結(jié)構(gòu)的“軸壓比”，通過(guò)這種控制達(dá)到建筑結(jié)構(gòu)的延性要求。當(dāng)不滿足規(guī)范要求時(shí)就應(yīng)該通過(guò)增大柱截面或提高樓層墻面、柱混凝土強(qiáng)度的辦法進(jìn)行調(diào)整。在控制“剪重比”方面，要限制各樓層的最小水平地震剪力，保證周期較長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)體系的安全。如果比例偏小并與規(guī)范限值相差較大，要增強(qiáng)豎向構(gòu)件，利用加強(qiáng)墻、柱等豎向構(gòu)件的剛度的辦法進(jìn)行調(diào)整。而在“剛重比”方面，當(dāng)不滿足規(guī)范下限要求時(shí)，也可以采用相同辦法進(jìn)行調(diào)整。
2.5剪力墻的設(shè)置問(wèn)題
目前，根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，短肢剪力墻在高層建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用開始增加了很多的限制。因此，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)工程師需要盡量少采用或不用短肢剪力墻，以避免給后期設(shè)計(jì)工作增加不必要的麻煩。
結(jié)束語(yǔ)
這些年以來(lái)，我國(guó)的建筑技術(shù)日新月異，快速發(fā)展。但是建筑設(shè)計(jì)的總體水平一直無(wú)法達(dá)到要求。建筑設(shè)計(jì)的質(zhì)量問(wèn)題屢見不鮮。設(shè)計(jì)上缺乏創(chuàng)造性，同時(shí)在經(jīng)濟(jì)適用性以及安全合理性方面無(wú)法令人滿意。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)工程師不能僅僅關(guān)注結(jié)構(gòu)計(jì)算的準(zhǔn)確性，也不能將結(jié)構(gòu)方案的具體實(shí)施狀況忽略掉，在設(shè)計(jì)時(shí)要給出合理的結(jié)構(gòu)方案選擇。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行具體分析，能夠使用自身掌握的知識(shí)解決實(shí)際建筑設(shè)計(jì)中遇到的各種問(wèn)題。因此，結(jié)構(gòu)工程師要對(duì)設(shè)計(jì)階段比較常見的一些問(wèn)題有自己的認(rèn)識(shí)，能夠清晰地分析問(wèn)題原因，同時(shí)找到有效的解決方案，做好高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問(wèn)題控制。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】高層建筑;結(jié)構(gòu)體系
【 abstract 】 high-rise building is different from low-rise building, and thus has its own characteristics. Of a high-rise building structure analysis of the characteristics of the high-rise building framework and the analysis of the system can effectively guarantee in designing high-rise building safety of improving the rationality and economy. This paper mainly through the analysis of the characteristics of the structure of the high-rise building, and the structure of the high-rise building design principle and each building part of the choice parameters analysis.
【 keywords 】 high-rise buildings; Structure system
中圖分類號(hào)：[TU208.3] 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，建筑行業(yè)也快速發(fā)展，自從改革開放以來(lái)，我國(guó)已經(jīng)建成的高層建筑已經(jīng)超過(guò)萬(wàn)棟，建筑面積已經(jīng)超過(guò)2億平方米，其中具有代表性的建筑是上海金茂大廈，高度為420.5米，廣州中天廣場(chǎng)，高度為322米，深圳的地王大廈，高度為325米。隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，高層建筑的不斷增多，土建工作設(shè)計(jì)人員應(yīng)該在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)充分對(duì)高層建筑特點(diǎn)了解的基礎(chǔ)之上，不斷的改進(jìn)技術(shù)，不斷的采用經(jīng)濟(jì)適用、合理安全的方式保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。
近年來(lái)，物質(zhì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，以及人們對(duì)建筑外形以及功能要求的改變，只有當(dāng)設(shè)計(jì)者對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)以及原則有充分的了解，才能夠保證高層建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)
高層建筑具有低層建筑和多層建筑結(jié)構(gòu)所沒有的特點(diǎn)，它在結(jié)構(gòu)專業(yè)在整個(gè)設(shè)計(jì)中較其他的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)占據(jù)有更加重要的位置。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系中，選擇怎樣的整體結(jié)構(gòu)類型直接關(guān)系著建筑的立面體型、平面位置、機(jī)電管道技術(shù)要求等等方面的內(nèi)容。
1設(shè)計(jì)的主要因素：水平力
在多層建筑和低層建筑結(jié)構(gòu)中，一般來(lái)說(shuō)，控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要力量是重力的豎向承載力。在高層建筑中，控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要力量是由水平承載力所決定。樓面的承載力在豎向上的數(shù)值彎矩變化與自重變化都與建筑的高度存在著聯(lián)系。對(duì)于在一定范圍內(nèi)高度的建筑物來(lái)說(shuō)，豎向的承載力從大體上來(lái)說(shuō)是一個(gè)固定值，而與此相關(guān)的水平承載力的地震作用以及風(fēng)荷載作用，在數(shù)值上都并不是固定的，而是隨著建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)力存在著變化。
2控制標(biāo)：側(cè)移
相比較多層建筑和低層建筑而言，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最為關(guān)鍵的因素就是結(jié)構(gòu)側(cè)移。建筑結(jié)構(gòu)的高度的不斷增加，其水平承載力結(jié)構(gòu)的側(cè)向發(fā)生的變形會(huì)變得更加迅速，按照理論來(lái)說(shuō)，側(cè)移的數(shù)值是建筑高度成4次方正比增長(zhǎng)。
高層建筑如果使用輕質(zhì)材料，會(huì)因?yàn)榻ㄖ叨鹊脑黾佣l(fā)生側(cè)向位移的速度增快。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不僅要保證建筑有足夠的抗推剛度，而且還需要高層建筑具有足夠的強(qiáng)度，只有這樣才能使建筑結(jié)構(gòu)在水平承載力下的側(cè)移發(fā)生在某一固定的值域范圍內(nèi)。反之，高層建筑在結(jié)構(gòu)上會(huì)出現(xiàn)以下的問(wèn)題：第一，建筑結(jié)構(gòu)可能會(huì)因?yàn)閭?cè)移而產(chǎn)生建筑附加內(nèi)力，特別是豎向構(gòu)件，側(cè)向位移的不斷加大將會(huì)發(fā)生偏心加劇的情況，當(dāng)這個(gè)數(shù)值達(dá)到一定值，并且超過(guò)時(shí)，就會(huì)造成房屋倒塌。第二，使居住人員感到驚慌或者不適。第三，因?yàn)榻ㄖ叨鹊拇嬖诙箼C(jī)電設(shè)備的管道發(fā)生損壞或者建筑裝飾損壞現(xiàn)象，最終導(dǎo)致電梯軌道變形而不能夠正常使用。第四，造成主體結(jié)構(gòu)存在裂縫，甚至在一定程度上存在損壞現(xiàn)象。
3抗震設(shè)計(jì)
高層建筑相比較其他建筑設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，需要更多的考慮到建筑的防震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，因?yàn)楦邔颖厝灰龅绞蛊渚哂辛己玫目拐鹪O(shè)計(jì)，使其保證大震不倒，小震不壞。
4積極的減輕高層建筑的自重
從建筑的樁基和地基的承載力來(lái)說(shuō)，高層建筑需要更多的考慮建筑的自重問(wèn)題。如果在這兩者數(shù)值相似的狀況下，可以在不改變數(shù)據(jù)的情況下，修建更多的層數(shù)。因?yàn)榻ㄖ訑?shù)與建筑重量之間有一定的比例關(guān)系，當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)的層數(shù)增多時(shí)，重量也會(huì)隨之增大，最有效的抗震處理方式就是減輕房屋的自重。
5軸向變形
在高層建筑中，框架中柱軸壓力一般倆會(huì)所都大于邊柱軸壓力，當(dāng)建筑達(dá)到一定高度時(shí)候，這種軸向變形的壓力和存在的差異會(huì)使數(shù)值存在較大的變化，最終會(huì)造成梁支柱的陷落。
6概念設(shè)計(jì)的重要性
對(duì)于高層建筑來(lái)說(shuō)，抗震設(shè)計(jì)可以分為概念設(shè)計(jì)和計(jì)算設(shè)計(jì)兩個(gè)部分的內(nèi)容。高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)是在一定的假設(shè)環(huán)境之下通過(guò)分析實(shí)現(xiàn)的，但是由于地震對(duì)于建筑作用的不確定性和復(fù)雜性，有可能導(dǎo)致其在實(shí)際狀況和理論分析上存在差異，特別是在建筑結(jié)構(gòu)的彈塑性階段，可能會(huì)出現(xiàn)局部的破壞或者建筑構(gòu)件的開裂情況。通過(guò)建筑實(shí)踐表明，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，概念設(shè)計(jì)對(duì)于抗震設(shè)計(jì)的作用特別重要。
高層建筑結(jié)構(gòu)體系
1高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則
在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，鋼筋混凝土高層建筑設(shè)計(jì)應(yīng)該與其施工、設(shè)備、建筑形成密切配合，使其做到技術(shù)先進(jìn)、安全適用和經(jīng)濟(jì)合理。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該重視建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)造和選型，應(yīng)該擇優(yōu)選擇經(jīng)濟(jì)合理、抗風(fēng)性能較好的結(jié)構(gòu)體系。在抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)該盡量的保證其整個(gè)結(jié)構(gòu)所具有的剛度、承載力和延展性。
2高層建筑結(jié)構(gòu)體系的適用范圍
就我國(guó)而言，目前我國(guó)的高層建筑大多數(shù)店鋪采用的是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。其主要結(jié)構(gòu)體系包括剪力結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、框架—剪力結(jié)構(gòu)三種類型。在框架結(jié)構(gòu)體系中，一般都是由梁、樓板、柱和基礎(chǔ)四個(gè)部分組成的。一般來(lái)說(shuō)。梁、柱和基礎(chǔ)是高層建筑的主要承載結(jié)構(gòu)，每個(gè)平面框架連接在一起就形成了一個(gè)空間結(jié)構(gòu)體系，這種結(jié)構(gòu)體系也是高層建筑中最為常見的結(jié)構(gòu)體系。采用框架結(jié)構(gòu)的有點(diǎn)事，建筑的平面能夠靈活布置，并且建筑物能夠獲得較大的空間，因?yàn)橛?jì)算理論的相對(duì)成熟，造價(jià)也相對(duì)來(lái)說(shuō)，較低。框架結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是，由于其柔性太強(qiáng)，因而不具備高層建筑應(yīng)有的抗壓力，在一定的荷載力下可能會(huì)發(fā)生水平方向位移的可能性。對(duì)于框架結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，一般比較是用于層高在6層以上，15層以下的建筑中，因?yàn)榭蚣芙Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠給建筑提供比較大的建筑空間，能夠保證建筑平面布置的靈活。剪力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系在高層建筑中主要是為了保證高層建筑的剛度和強(qiáng)度，通過(guò)這種設(shè)計(jì)能夠保證建筑結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力度。剪力設(shè)計(jì)中，由于空間的整體性較好，因而較少地震發(fā)生，即使發(fā)生地震，對(duì)于高層建筑的影響也并不很大?？蚣堋袅Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，顧名思義就是在框架結(jié)構(gòu)中在一定程度范圍內(nèi)安排設(shè)計(jì)一些剪力強(qiáng)，當(dāng)兩種結(jié)構(gòu)類型靈活布置使用，就使建筑本身具有了較強(qiáng)的抗震能力和較大的剛度。這種兩摻的建筑結(jié)構(gòu)一般使用與旅館和辦公樓。
3高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制參數(shù)的選擇
高層建筑設(shè)計(jì)的控制參數(shù)選擇在很大程度上對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的合理性和安全性產(chǎn)生直接影響。因此，如果在設(shè)計(jì)中能夠選擇合理的控制參數(shù)將會(huì)有效的提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全合理性。
首先，在高層建筑中，要通過(guò)墻體豎向構(gòu)件上墻和柱的剛度不斷的解決與規(guī)范值存在偏差的問(wèn)題。第二，解決剛比重問(wèn)題。當(dāng)建筑的規(guī)范不能夠給滿足下限要求時(shí)候，就應(yīng)該盡量的調(diào)整墻體的剛度。
結(jié)語(yǔ)
高層建筑不同于低層建筑，因而具有著自身的特點(diǎn)。對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)的分析以及高層建筑框架體系的分析可以有效的保證在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中提高建筑的安全合理性和經(jīng)濟(jì)性。
【參考文獻(xiàn)】
[1]葉安華，馬昭.高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題淺析[J].科技信息，2011（22）：297
關(guān)鍵詞： 抗震 概念設(shè)計(jì) 高層建筑 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 原則
概念設(shè)計(jì)是指工程設(shè)計(jì)人員從宏觀上、總體上和原則上出發(fā)，運(yùn)用“概念”進(jìn)行分析，著眼于結(jié)構(gòu)整體反應(yīng)，決策和確定高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中如總體方案的選定和布置、材料的使用、細(xì)部構(gòu)造、截面設(shè)計(jì)、分析計(jì)算、結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性保證和耗能作用的發(fā)揮、關(guān)鍵部位和薄弱環(huán)節(jié)的判斷與加強(qiáng)等一些最基本、最關(guān)鍵的問(wèn)題，并采取相應(yīng)措施，以達(dá)到合理抗震設(shè)計(jì)的目的。概念設(shè)計(jì)是一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)原則。
1、抗震概念設(shè)計(jì)的重要性
在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，有不少結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件都可計(jì)算高層結(jié)構(gòu)，但這些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件都有各自的使用范圍和特點(diǎn)，且結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力情況并不能從計(jì)算結(jié)構(gòu)時(shí)所采用的計(jì)算模型中完全反應(yīng)出來(lái)，因此，在高層建筑中不能僅憑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件來(lái)計(jì)算建筑結(jié)構(gòu)。且在建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011-2001）和高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ3-2002）等各種新規(guī)范（流程）中都強(qiáng)調(diào)了建筑與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的重要性。因此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)重視結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)。
2、抗震概念設(shè)計(jì)的要點(diǎn)
2.1結(jié)構(gòu)的規(guī)則性和均勻性
在國(guó)內(nèi)外的大地震中因高層建筑體形不合理或結(jié)構(gòu)總體布置不合理而造成的地震災(zāi)害曾出現(xiàn)過(guò)幾次。而根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011-2001）》中第3.4.2條規(guī)定：“建筑及其抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置宜規(guī)則、對(duì)稱，并應(yīng)具有良好的整體性；建筑的立面和豎向剖面布置宜規(guī)則，結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度宜均勻變化，豎向抗側(cè)力構(gòu)件的截面尺寸和材料強(qiáng)度宜自下而上逐漸減小，避免抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和承載力突變?！币虼?，在對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)重視建筑體形（即建筑的平面和立面）和結(jié)構(gòu)的總體布置（即結(jié)構(gòu)構(gòu)件的平面布置和豎向布置）。經(jīng)實(shí)踐證明，有利于抗震的建筑其平面形狀一般較簡(jiǎn)單、對(duì)稱、均勻、規(guī)則且長(zhǎng)寬比不大，且為減少扭轉(zhuǎn)效應(yīng)使結(jié)構(gòu)具有較好的整體性結(jié)構(gòu)的質(zhì)量、剛度和承載力分布較均勻且對(duì)稱，質(zhì)量中心和剛度中心要盡可能重合。
2.2具有合理明確的計(jì)算簡(jiǎn)圖和合理的傳力途徑
根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011-2001）》中第3.5.2條要求，結(jié)構(gòu)體系應(yīng)有明確的計(jì)算簡(jiǎn)圖和合理的地震作用傳遞途徑。因此，為保證計(jì)算結(jié)果的可靠性，工程設(shè)計(jì)人員在利用計(jì)算機(jī)對(duì)大多數(shù)高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行程序運(yùn)算時(shí)要熟練掌握結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化計(jì)算方法。為得到符合實(shí)際的計(jì)算結(jié)構(gòu)，當(dāng)?shù)玫胶奢d作用下結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算簡(jiǎn)圖和簡(jiǎn)單、直接的結(jié)構(gòu)傳力途徑時(shí)，應(yīng)通過(guò)合理明確的力學(xué)模型和數(shù)學(xué)模型對(duì)其進(jìn)行地震反應(yīng)分析。只有結(jié)構(gòu)在地震作用下具有直接和明確的傳力途徑才能較易把握結(jié)構(gòu)模型計(jì)算、結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移的分析、限制薄弱部位的出現(xiàn)，且能確保結(jié)構(gòu)抗震性能的可靠性。
2.3結(jié)構(gòu)的剛度和抗震能力
由于水平地震的作用是雙向的，因此在結(jié)構(gòu)布置時(shí)應(yīng)確保任意方向的地震作用結(jié)構(gòu)都能抵抗，通常做法是使結(jié)構(gòu)沿平面上兩個(gè)主軸方向具有足夠的剛度和抗震能力。地震產(chǎn)生的過(guò)大的變形會(huì)產(chǎn)生重力二階效應(yīng)，破壞結(jié)構(gòu)，使其失穩(wěn)，因此，在選擇結(jié)構(gòu)剛度時(shí)應(yīng)具有足夠的抗扭強(qiáng)度和抵抗扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的能力，以減少地震作用效應(yīng)、控制結(jié)構(gòu)變形的增大。
2.4選擇適宜場(chǎng)地和地基
根據(jù)相關(guān)規(guī)定要求，高層建筑不可建造在危險(xiǎn)地段上。在選擇高層建筑場(chǎng)地時(shí)應(yīng)盡量避開對(duì)建筑地震不利的地段，選擇適宜建筑抗震的場(chǎng)地；而當(dāng)無(wú)法避開不利地段時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)的有效的抗震措施。同時(shí)，為避免建筑結(jié)構(gòu)自振周期與場(chǎng)地地震動(dòng)的卓越周期之間引起共振而加大地震的反應(yīng)情況，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前應(yīng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的自振周期進(jìn)行初步估算并跟場(chǎng)地的地震動(dòng)的卓越周期錯(cuò)開或通過(guò)改變房屋類型和層數(shù)來(lái)錯(cuò)開兩者。
2.5選擇延性好的材料、構(gòu)件和輕質(zhì)高強(qiáng)度材料
延性是結(jié)構(gòu)構(gòu)件吸收能量的能力體現(xiàn)，具有延性的結(jié)構(gòu)可以降低對(duì)結(jié)構(gòu)承載力的要求和材料的用量，進(jìn)而節(jié)約工程造價(jià)。在抗震設(shè)計(jì)原則下，應(yīng)將鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為延性機(jī)構(gòu)，允許其部分構(gòu)件出現(xiàn)塑性鉸。若在構(gòu)件具有足夠延性的基礎(chǔ)上，合理控制塑性鉸的部位可使高層建筑結(jié)構(gòu)即使在大震作用下也不會(huì)倒坍。
在高層建筑結(jié)構(gòu)中采用輕質(zhì)高強(qiáng)材料（如室內(nèi)填充墻）可減少結(jié)構(gòu)對(duì)地基承載力的要求、結(jié)構(gòu)的地震作用、降低建筑的傾覆力矩，從而減少P-效應(yīng)。
3、結(jié)論
綜上所述，地震是一種隨機(jī)振動(dòng)，高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)具有許多不確定、不確定因素的特點(diǎn)，且人類對(duì)地震時(shí)結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)存在局限性、對(duì)建筑材料性能和施工安裝時(shí)的變易性把握不夠等因素，使得高層建筑實(shí)際受力情況分析結(jié)果與實(shí)際存在較大差別，簡(jiǎn)單地依賴設(shè)計(jì)軟件來(lái)計(jì)算建筑結(jié)構(gòu)不能充分解決現(xiàn)實(shí)中的抗震問(wèn)題，因此，在進(jìn)行細(xì)致的計(jì)算分析外要特別注重結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)，如采用規(guī)則結(jié)構(gòu)、確定合理明確的計(jì)算簡(jiǎn)圖和合理的傳力途徑、選取適宜建筑抗震的場(chǎng)地、選擇延性好的材料、構(gòu)件和輕質(zhì)高強(qiáng)度材料等等，只有這樣才能保證高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，從而創(chuàng)造出更加安全、適用、經(jīng)濟(jì)美觀的高層建筑。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；重要性；原則；體系選擇
引言
近年來(lái)，隨著我國(guó)城市經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，高層建筑的建設(shè)數(shù)量不斷增多，結(jié)構(gòu)形式越來(lái)越復(fù)雜，很多新型的設(shè)計(jì)方案以迅猛的速度呈現(xiàn)在城市的建設(shè)之中，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中既要適應(yīng)市場(chǎng)需求，又要滿足規(guī)范要求，還要進(jìn)行必要的抗震設(shè)計(jì)，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也越來(lái)越成為設(shè)計(jì)研究的重點(diǎn)工作，在這種形式下，高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)變得極其重要。本文通過(guò)筆者的工作實(shí)踐，主要論述了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)問(wèn)題。
1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性
（1）高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和低層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較，結(jié)構(gòu)專業(yè)在各個(gè)專業(yè)中占有的地位更重要，由于對(duì)結(jié)構(gòu)體系選擇的不同，直接關(guān)系到建筑平面的布局，立面的體型，樓層的高度，機(jī)電管道的設(shè)置，施工技術(shù)的要求，施工工期的長(zhǎng)短和投資造價(jià)的高低都要認(rèn)真的考慮其中。
（2）高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)于水平力的設(shè)計(jì)是重要的組成部分，在低層建筑的設(shè)計(jì)中，水平力的影響比較小，常常以抵抗豎向的荷載為主，側(cè)向的位移比較小，通?？梢院雎圆挥?jì)，在高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，隨著高度的增加，風(fēng)荷載和地震產(chǎn)生的內(nèi)力和位移也迅速增大，所以我們?cè)诟邔咏ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須重視對(duì)水平力的設(shè)計(jì)。
（3）在高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，要求高層建筑結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)必須要有足夠的承載力和抵抗側(cè)向力的剛度，將結(jié)構(gòu)在水平力作用下所產(chǎn)生的側(cè)向位移限制在規(guī)定的范圍內(nèi)。因此，在具體的高層建筑結(jié)構(gòu)項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，高層建筑所需的側(cè)向剛度由位移控制并體現(xiàn)，側(cè)向剛度和建筑物的承載力必須按照標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格的要求，確保高層建筑物的安全。
（4）在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要注意減少建筑物的自重，從地基承載力和樁基承載力來(lái)考慮，如果在同樣的條件下，減輕房屋的自重就意味著減少基礎(chǔ)的造價(jià)和處理措施；或者可以增加建筑的層數(shù)，這在實(shí)際建筑中更具有經(jīng)濟(jì)效益，另外，抵抗地震的能力和建筑的質(zhì)量是成正比的，地震對(duì)建筑物作用力的大小與建筑物的質(zhì)量成正比，減輕房屋的自重是提高結(jié)構(gòu)抗震能力的有效方法，所以在高層建筑中，應(yīng)優(yōu)先選擇高強(qiáng)度的建筑材料。
（5）在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須做好抗風(fēng)的設(shè)計(jì)工作，保證高層建筑有足夠的承載力和足夠的剛度，嚴(yán)格控制好在風(fēng)荷載下的位移值，保證在惡劣條件下也有良好的居住和工作環(huán)境，維護(hù)結(jié)構(gòu)和裝飾的構(gòu)建也必須有足夠的承載力，并且要與主體結(jié)構(gòu)可靠的連接，保證整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)最高。
（6）對(duì)于有抗震設(shè)防的高層建筑，建筑工程地質(zhì)的選擇和處理是關(guān)鍵，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前，首先要對(duì)地質(zhì)情況進(jìn)行嚴(yán)格的勘察，詳細(xì)摸清地質(zhì)情況，我們盡力選擇開闊平坦的地帶，場(chǎng)地的好壞對(duì)于抗震也起著不可低估的作用，所以我們?cè)诮ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前就要盡量選擇對(duì)抗震有利的地段進(jìn)行建筑，；對(duì)于不良地質(zhì)，進(jìn)行相應(yīng)的地基處理，并選取可靠的基礎(chǔ)形式，是保證建筑結(jié)構(gòu)安全的必要前提。
（7）下部結(jié)構(gòu)的承載力和剛度要與上部結(jié)構(gòu)的承載力和剛度相適應(yīng)?？紤]地基基礎(chǔ)的受彎承載力增大時(shí)，對(duì)于上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)連接部位、相臨基礎(chǔ)及承當(dāng)上部結(jié)構(gòu)嵌固端的地下室結(jié)構(gòu)，應(yīng)考慮彎矩增大的作用。
2 高層建筑概念設(shè)計(jì)的原則
（1）以承載力、剛度、延性為主導(dǎo)目標(biāo)，實(shí)行多道防線剛?cè)峤Y(jié)合的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式，也就是高層建筑必須要有一定的承載力和必須的剛度來(lái)抵御風(fēng)的荷載和小型的地震，隨著第一道防線被破壞，結(jié)構(gòu)變?nèi)岷笕匀挥凶銐虼蟮膹椝苄宰冃文芰脱有院哪苣芰?lái)抵御未來(lái)可能遭遇的罕遇大震。
（2）在對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算機(jī)的分析計(jì)算時(shí)，應(yīng)該應(yīng)用最簡(jiǎn)單、直接、最清楚的計(jì)算方法，將結(jié)構(gòu)的受力與傳力的設(shè)計(jì)一目了然，既簡(jiǎn)單、明確又直接。最好避免出現(xiàn)以抗扭為主導(dǎo)的傳力構(gòu)件。
（3）盡可能使結(jié)構(gòu)平面布置的正交抗側(cè)力剛度中心和建筑物表面力作用中心或質(zhì)量重心靠近或重合，以避免或減小在風(fēng)荷載或地震作用下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象。
（4）建筑物豎向布置的抗側(cè)力剛度構(gòu)件也必須均勻、連續(xù)，避免出現(xiàn)薄弱層和上下層間的剪切剛度、彎曲剛度的突變，以保證高層建筑物得安全。
（5）一定要重視上部結(jié)構(gòu)與其支撐結(jié)構(gòu)整體共同作用的影響，也就是傳力與受力結(jié)構(gòu)兩者之間的共同作用時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響；比如，在高層建筑的箱基和筏基的底板設(shè)計(jì)中，計(jì)算軟件無(wú)法進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)一地下室一地基基礎(chǔ)的相互作用分析，計(jì)算出來(lái)的底板內(nèi)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于底板實(shí)際受到的內(nèi)力。
3 高層建筑中結(jié)構(gòu)體系的選擇
高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也就是在各種荷載之下，選擇最優(yōu)化的設(shè)計(jì)，以便最好的承受各種的荷載，在這個(gè)過(guò)程中，我們必須要對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行綜合的考慮，如按建筑的材料區(qū)分主要有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、混凝土和鋼的混合結(jié)構(gòu)；按建筑的結(jié)構(gòu)形式區(qū)分主要有框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)、框筒結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu)等。對(duì)于結(jié)構(gòu)的選型來(lái)說(shuō)，沒有普遍使用的標(biāo)準(zhǔn)，隨著建筑的環(huán)境，功能要求有所改變，每一項(xiàng)的選擇都要優(yōu)勝劣汰，需要工程師仔細(xì)的斟酌，選擇最好的設(shè)計(jì)方案。如今：在結(jié)構(gòu)的豎向平面內(nèi)增加斜向支撐，形成組合框架式結(jié)構(gòu)的做法，已在工程界廣泛采用，并被認(rèn)為是增加高層結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度的最有效和經(jīng)濟(jì)的方法。
（1）剪力墻的結(jié)構(gòu)體系
剪力墻一般是現(xiàn)在高層建筑中最常用的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)體系。剪力墻的結(jié)構(gòu)體系，是以一系列的剪力墻縱橫相交，既可以做承重的結(jié)構(gòu)又可以做分間隔墻，一舉兩得，并且由于墻體的交錯(cuò)，所以比框架結(jié)構(gòu)的剛度要大得多，這是在高層建筑中抵抗風(fēng)荷載和地震的有力的條件。采用剪力墻的結(jié)構(gòu)可以減少非承受墻的數(shù)量，室內(nèi)沒有外漏的梁柱，用戶喜歡；同時(shí)，這種設(shè)計(jì)也有自己的缺點(diǎn)，就是剪力墻組成很多小的房間，對(duì)建筑的整體的布局設(shè)計(jì)受到很多限制。
（2）框架輕體墻結(jié)構(gòu)和框架剪力墻混合的結(jié)構(gòu)。
這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是降低高層住宅的自重，還可以使內(nèi)部空間的設(shè)計(jì)有很大的自主性和靈活性，在國(guó)內(nèi)被廣泛采用。由于框架體系的剛度不大，建筑越高，這種設(shè)計(jì)的弱點(diǎn)就越會(huì)暴露：抗高空的風(fēng)荷載和抵抗地震的能力比較弱。對(duì)于這種特點(diǎn)，可以在框架結(jié)構(gòu)的體系中選擇適當(dāng)?shù)奈恢迷黾蛹袅Γ詮浹a(bǔ)框架結(jié)構(gòu)的不足，但框架結(jié)構(gòu)的框架柱往往暴漏在室內(nèi)外，影響了整個(gè)建筑的美觀，用戶也不是很喜歡，如果采用異行的框架柱，結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算又比較復(fù)雜。
（3）筒形結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
超過(guò)30層以上的高層建筑受到較大的側(cè)力，為一般結(jié)構(gòu)體系所不能承受，而筒形結(jié)構(gòu)的剛度較大，中央設(shè)有井筒，設(shè)置的柱子形成筒狀柱網(wǎng)，核心井筒與周圍框架共同工作，形成抗側(cè)力極強(qiáng)的結(jié)構(gòu)體系。核心井筒可作為電梯間、樓梯間、設(shè)備管道間使用。井筒與四周鋼筋混凝土柱網(wǎng)之間有橫梁或板聯(lián)系。全部的內(nèi)隔墻為輕質(zhì)墻，外墻為保溫的圍護(hù)墻。內(nèi)外筒之間可以自由分隔，十分靈活。
（4）其他的結(jié)構(gòu)體系
在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的今天，高層建筑的結(jié)構(gòu)發(fā)展也是日新月異。很多新的結(jié)構(gòu)體系不斷出現(xiàn)，對(duì)于我們結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師是一項(xiàng)前所未有的挑戰(zhàn)，如：筒中筒結(jié)構(gòu)的發(fā)展，或者束狀筒的組合，外筒架交錯(cuò)，以中心井筒懸掛式結(jié)構(gòu)以及很高的支架梁的體系等，這些新的結(jié)構(gòu)體系給人們提供了更優(yōu)美、更舒服的居住生活的環(huán)境。
4 結(jié)語(yǔ)
總之，隨著城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)高層建筑的使用提出了更高的要求，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師們也有了更高的目標(biāo)。對(duì)于掌控高層建筑安全前線的結(jié)構(gòu)工程師，我們思想上必須與時(shí)俱進(jìn)、開拓創(chuàng)新，必須善于總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)踐中推廣和運(yùn)用概念設(shè)計(jì)的思想，不斷提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的水平。我們相信，越來(lái)越多優(yōu)秀的工程師會(huì)投入到高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中來(lái)，利用自己的專業(yè)能力，提高高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，引領(lǐng)高層建筑結(jié)構(gòu)思維的跨越。
參考文獻(xiàn)：
【關(guān)鍵詞】高層建筑；結(jié)構(gòu)；合理設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào)：TU97文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
0.引言
建筑行業(yè)隨著時(shí)代的發(fā)展也具有許多的時(shí)代特色，現(xiàn)今最大的特點(diǎn)就是高層建筑的出現(xiàn)。對(duì)于高層建筑而言，也從功能性、材料特點(diǎn)到結(jié)構(gòu)形式等不斷在發(fā)展、變化。高層建筑成為現(xiàn)今建筑行業(yè)的主流源于其占地面積小，能有效的解決人地矛盾的優(yōu)勢(shì)，能夠有效的促進(jìn)城市的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的發(fā)展。
1. 高層建筑結(jié)構(gòu)科學(xué)合理設(shè)計(jì)原則及要點(diǎn)
1.1 高層建筑結(jié)構(gòu)科學(xué)合理設(shè)計(jì)原則
高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需要遵循三個(gè)基本的原則，包括對(duì)簡(jiǎn)圖進(jìn)行合適地計(jì)算、結(jié)構(gòu)方案需要合理以及對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行正確分析審核等。首先，高層建筑的設(shè)計(jì)需要對(duì)簡(jiǎn)圖進(jìn)行合適地計(jì)算。計(jì)算簡(jiǎn)圖是保障高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算式正確的前提,如果計(jì)算簡(jiǎn)圖選擇不合理，那么將有可能發(fā)生高層建筑安全事故。其次，高層建筑的結(jié)構(gòu)方案需要合理。高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是高層建筑設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在，設(shè)計(jì)的時(shí)候需要綜合高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所遇到的各種因素進(jìn)行合理、經(jīng)濟(jì)、適用的安排，必須要考慮高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)的體系和形式。不同的結(jié)構(gòu)體系不能在一起使用,結(jié)構(gòu)體系的力學(xué)方面也需要進(jìn)行精確的受力計(jì)算。最后，需要對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)進(jìn)行正確的分析、審核。高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中必然會(huì)碰到一系列復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)果的運(yùn)算，科學(xué)、合理的計(jì)算機(jī)軟件的使用將能有效的提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)性。
1.2高層建筑結(jié)構(gòu)科學(xué)合理設(shè)計(jì)要點(diǎn)
高層建筑在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要著重考慮兩個(gè)要點(diǎn)的設(shè)計(jì)。一方面就是高層建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)延性，構(gòu)延性是保障建筑物變形能力的關(guān)鍵因素。高層建筑相對(duì)于低層建筑而言的不同之處就是，高層建筑的結(jié)構(gòu)更加的具有柔性,這種特性能夠使得高層建筑在遇到強(qiáng)大外力的沖擊之下，能夠具有更大的變形能力，從而避免高層建筑的坍塌，有效的減少因?yàn)榻ㄖ锏臍亩鴰?lái)的人員以及財(cái)產(chǎn)安全的損害。因此，高層建筑在進(jìn)行結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要采取有效的、合理的方法對(duì)于這一特性進(jìn)行加強(qiáng)處理，塔高高層建筑結(jié)構(gòu)在應(yīng)對(duì)強(qiáng)大沖擊的時(shí)候的抵抗力。另一方面就是高層建筑的水平負(fù)載。一般而言,高層建筑物的豎向負(fù)載能力是既定的,但是其水平荷載確是存在很大的不同,高層建筑物的結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性、自身的重量以及軸力的大小等因素都會(huì)影響到建筑物的水平負(fù)載。因此，在進(jìn)行高層建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮一系列的外在因素，如地震、臺(tái)風(fēng)等進(jìn)行合理的、科學(xué)的水平負(fù)載能力的計(jì)算。這樣才能更好的保障高層建筑的安全，保障社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的正常發(fā)展。
2. 高層建筑結(jié)構(gòu)體系及力分析
在遵循高層建筑結(jié)構(gòu)科學(xué)合理設(shè)計(jì)原則及要點(diǎn)的基礎(chǔ)上，要確保高層建筑結(jié)構(gòu)的科學(xué)合理設(shè)計(jì)，必須對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行適當(dāng)選擇，同時(shí)進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)力學(xué)分析現(xiàn)具體闡述如下：
2.1 結(jié)構(gòu)體系
在對(duì)高層建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要對(duì)結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇，具體而言，高層建筑的結(jié)構(gòu)體系主要有三種。第一種是剪力墻體系，這種結(jié)構(gòu)體系適應(yīng)的情形是高層建筑的受力主要分布在平面的剪力墻之上。該體系的優(yōu)勢(shì)是強(qiáng)度和剛度較高，整體性能優(yōu)越，抗坍塌能力強(qiáng)。第二種結(jié)構(gòu)體系是框架―剪力墻，這是在剪力墻體系無(wú)法提供應(yīng)有的強(qiáng)度以及剛度的情形下的高層建筑的結(jié)構(gòu)體系選擇。該體系中，框架承受的是來(lái)自垂直方向的負(fù)載，而剪力墻則負(fù)責(zé)來(lái)自水平方向的負(fù)載。該體系與剪力墻體系相比，在建筑物的能建高度上存在一定的劣勢(shì)。第三種結(jié)構(gòu)體系是筒體體系，該體系主要考慮的是來(lái)自建筑物的空間側(cè)力。該結(jié)構(gòu)體系的剛度以及強(qiáng)度相較于前兩種結(jié)構(gòu)體系更高，抗震、抗風(fēng)能力極強(qiáng)，適用于空間比較大，或是特別高的建筑物結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)。
2.2 力學(xué)分析
高層建筑結(jié)構(gòu)體系的選擇十分的關(guān)鍵，其中的力學(xué)分析也是不容忽視的方面。對(duì)于剪力墻體系而言，考慮其受力分析主要需要分析其墻內(nèi)開洞的大小情形。剪力墻也分為不同的類型，鑒于此其截面的受力分布也是不同的。對(duì)于剪力墻結(jié)構(gòu)體系的力學(xué)分析方法主要是采用平面有限單元法。對(duì)于框架―剪力墻而言，計(jì)算其結(jié)構(gòu)體系的受力方法非常的多，但是比較常用的還是連梁連續(xù)化假定方法。采用該方法進(jìn)行計(jì)算時(shí)，會(huì)遇到未知量以及考慮因素不明的情形，因此解答方法也是有所不同，最好的方法就是將該結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)變成同等的壁式框架，進(jìn)而進(jìn)行相應(yīng)方法的求解。對(duì)于筒體結(jié)構(gòu)體系而言，采用的方法主要有兩種，分別是等效連續(xù)化方法以及等效離散化方法。
3. 高層建筑結(jié)構(gòu)科學(xué)合理設(shè)計(jì)時(shí)的注意事項(xiàng)
高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是建設(shè)優(yōu)良建筑物的重要前提，不管是結(jié)構(gòu)體系的選擇，還是結(jié)構(gòu)體系的計(jì)算、分析，都是為了更加科學(xué)、合理的對(duì)高層建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)。在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，有一些重要的環(huán)節(jié)必須加以注意。
3.1結(jié)構(gòu)形式選擇的重要性
高層建筑的結(jié)構(gòu)形式的選擇是一項(xiàng)十分重要的工作，在進(jìn)行選擇的時(shí)候既要考慮到建筑的外在形象，更加要考慮到高層建筑的安全性、穩(wěn)定性等要求。當(dāng)然，最主要的還是需要把高層建筑的質(zhì)量放在首位。而且，現(xiàn)今進(jìn)行高層建筑的設(shè)計(jì)，還需要把我國(guó)的高層建筑設(shè)計(jì)的相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)納入考慮范圍中，務(wù)必保證高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加的科學(xué)、合理。
3.2相應(yīng)構(gòu)件的適當(dāng)選用
主要構(gòu)件的適當(dāng)選用是高層建筑建設(shè)的重點(diǎn)，但是其他的普通構(gòu)件同樣需要得到應(yīng)有的重視，特別是這些構(gòu)件的強(qiáng)度承受范圍，更是攸關(guān)高層建筑質(zhì)量?jī)?yōu)劣及安全與否的重要因素。
4.結(jié)束語(yǔ)
不論何時(shí)，住房的質(zhì)量問(wèn)題都是人們關(guān)注的焦點(diǎn)，時(shí)代的發(fā)展使得人們對(duì)于建筑的質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。因此，科學(xué)、合理的進(jìn)行建筑，特別是高層建筑的設(shè)計(jì)就成為了建筑業(yè)中的重中之重。合理、科學(xué)的高層建筑設(shè)計(jì)不但能夠解決土地資源緊張的局面，而且能夠更好的適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的人們的不同需求，更好的促進(jìn)建筑業(yè)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
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【關(guān)鍵詞】高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；特征；原則；問(wèn)題
1 前言
隨著社會(huì)及科技的迅速進(jìn)步和發(fā)展，高層建筑逐步走進(jìn)了人類的現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中。高層建筑作為一個(gè)復(fù)雜和龐大的系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅要最大限度的滿足包括抗風(fēng)與抗震在內(nèi)的諸多安全性能方面的需求，而且還應(yīng)當(dāng)切實(shí)的滿足高層建筑結(jié)構(gòu)的合理性以及科學(xué)性。
2 高層建筑的結(jié)構(gòu)特征
從總體上來(lái)看，高層建筑一方面要承受來(lái)自于外界風(fēng)力所產(chǎn)生的水平荷載，另一方面還要承受垂直荷載，除此之外還必須具有一定抵抗地震的能力。通常情況下，高層建筑的結(jié)構(gòu)不會(huì)受到較強(qiáng)的水平方向的影響，影響高層建筑的主要因素就是外界風(fēng)所產(chǎn)生的水平荷載和地震。隨著當(dāng)今房屋建筑高度的不斷加大，其位移的增加也變得越來(lái)越快速，然而，過(guò)大的高層建筑位移不僅會(huì)對(duì)人的舒適度造成影響，并且也會(huì)影響到高層建筑物的實(shí)際使用。所以，在對(duì)高層建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)首先將側(cè)移控制在規(guī)定范圍以內(nèi)，因此，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)就是抗側(cè)力結(jié)構(gòu)方面的設(shè)計(jì)。
3 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要原則
3.1 合理的選擇基礎(chǔ)設(shè)計(jì)
應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同高層建筑不同的體制條件來(lái)選擇基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，全面的對(duì)高層建筑上部的荷載分布和結(jié)構(gòu)類型加以分析，充分的對(duì)各個(gè)影響相鄰建筑物和施工條件的因素進(jìn)行考慮，在考慮完全之后再對(duì)基礎(chǔ)方案進(jìn)行選擇。選擇基礎(chǔ)方案的時(shí)候應(yīng)當(dāng)盡可能的發(fā)揮出地基的潛力，必要時(shí)還應(yīng)當(dāng)檢驗(yàn)地基變形，同時(shí)制定出詳細(xì)和真實(shí)的地質(zhì)勘測(cè)報(bào)告，若有缺失則應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行實(shí)際勘察，同時(shí)參考相關(guān)建筑物資料。通常，結(jié)構(gòu)單元相同的建筑物結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)選取同一類型。
3.2 合理的選擇計(jì)算簡(jiǎn)圖
在計(jì)算高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)以計(jì)算簡(jiǎn)圖為其計(jì)算的基礎(chǔ)，若計(jì)算簡(jiǎn)圖選擇不夠合理和科學(xué)，那么必將因結(jié)構(gòu)安全導(dǎo)致事故的發(fā)生。因此，保證高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全的重要前提就是選擇合理的選擇計(jì)算簡(jiǎn)圖，與此同時(shí)，應(yīng)當(dāng)選取與之相適應(yīng)的結(jié)構(gòu)方法來(lái)選擇計(jì)算簡(jiǎn)圖，以確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全，避免安全隱患的存在。在現(xiàn)實(shí)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中，高層建筑的結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)不僅僅是交接點(diǎn)或者鋼節(jié)點(diǎn)，確保將計(jì)算簡(jiǎn)圖誤差規(guī)范在相應(yīng)的范圍之內(nèi)。
3.3 準(zhǔn)確分析計(jì)算結(jié)果
隨著電子信息技術(shù)的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)逐漸的被應(yīng)用到了現(xiàn)代建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中。在市場(chǎng)上有著很多不同種類的計(jì)算軟件，所使用的計(jì)算軟件不同，那么所得出的計(jì)算結(jié)構(gòu)也會(huì)不盡相同，因此，設(shè)計(jì)工作者應(yīng)當(dāng)在全面的分析和認(rèn)識(shí)計(jì)算軟件的使用條件及使用范圍的基礎(chǔ)上，來(lái)對(duì)合適的計(jì)算軟件加以擇選，以保證計(jì)算的正確性。因?yàn)橛?jì)算機(jī)程序可能與高層建筑物的結(jié)構(gòu)狀況不相符，因此，在利用計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)時(shí)，很容易出現(xiàn)因計(jì)算軟件自身的缺陷或者人工輸入誤差而導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果有誤的問(wèn)題。所以，在得出計(jì)算結(jié)果之后，應(yīng)當(dāng)合理的進(jìn)行判斷和校核，進(jìn)而將誤差消除或者減小到最小，得出準(zhǔn)確的計(jì)算結(jié)果。
3.4 合理的選擇結(jié)構(gòu)方案
科學(xué)以及合理的高層建筑結(jié)構(gòu)方案應(yīng)當(dāng)切實(shí)的與經(jīng)濟(jì)性方面的要求相符合，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)滿足結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)形式方面的一系列需求，其中結(jié)構(gòu)體系的要求是傳力簡(jiǎn)單與受力明確。在相同的高層建筑物結(jié)構(gòu)單元中，必須選擇同一類型的結(jié)構(gòu)體系，若所設(shè)計(jì)的高層建筑坐落于地震頻發(fā)區(qū)域，那么建筑物結(jié)構(gòu)的應(yīng)力就應(yīng)當(dāng)始終堅(jiān)持豎向和平面規(guī)則。在綜合分析了施工材料、施工條件、地理?xiàng)l件以及工程設(shè)計(jì)需求等諸多方面影響因素的前提下，并且與高層建筑包括電、暖、水等各專業(yè)之間的相互配合和相互協(xié)調(diào)的基礎(chǔ)上，合理的選擇結(jié)構(gòu)，進(jìn)而將結(jié)構(gòu)方案確定出來(lái)。
4 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)問(wèn)題的分析
4.1 受力性能方面的問(wèn)題
通常在高層建筑設(shè)計(jì)的最初階段，設(shè)計(jì)人員考慮較多的就是建筑物的空間組成特點(diǎn)，而并非是確定高層建筑的具體結(jié)構(gòu)。高層建筑的地面對(duì)其空間形式的水平方向及豎向的穩(wěn)定有著十分重要的影響，由于高層建筑一般都是由重而大的結(jié)構(gòu)構(gòu)件所構(gòu)成，所以，建筑物的結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)把其自身的重量傳送到地面上，建筑物結(jié)構(gòu)的荷載通常是向下對(duì)底面產(chǎn)生作用的，而高層建筑設(shè)計(jì)的基本要求之一就是弄清地基承載力和向下作用力二者之間的關(guān)系，因此，在設(shè)計(jì)建筑物的方案時(shí)，就應(yīng)當(dāng)對(duì)主要承重墻以及承重柱的分布與數(shù)量進(jìn)行總體上的設(shè)想。
4.2 扭轉(zhuǎn)方面的問(wèn)題
高層建筑物的三心包括結(jié)構(gòu)重心、剛度中心及幾何形心，在設(shè)計(jì)建筑物結(jié)構(gòu)時(shí)，必須保證三心合一，也就是將三心最大限度的匯合為一點(diǎn)。高層建筑結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)方面的問(wèn)題指的是在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)，并沒有真正的確保三心合一，進(jìn)而在水平荷載的不良作用之下發(fā)生結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)效應(yīng)。為了能夠有效的防止高層建筑由于水平荷載的作用所導(dǎo)致的扭轉(zhuǎn)破壞，那么在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)就應(yīng)當(dāng)合理的選擇平面布局與結(jié)構(gòu)形式，從根本上保證三心合一。
4.3 振動(dòng)周期和側(cè)移方面的問(wèn)題
高層建筑結(jié)構(gòu)的振動(dòng)周期主要包括兩個(gè)方面：（1）將自振周期和場(chǎng)地特征周期盡可能的錯(cuò)開；（2）對(duì)結(jié)構(gòu)自振周期進(jìn)行合理的控制。
4.3.1 高層建筑結(jié)構(gòu)的自振周期方面
通常其自振周期應(yīng)當(dāng)保持的范圍為：筒中筒、剪力墻結(jié)構(gòu)的自振周期在0.04N至0.10N之間；框筒、框剪結(jié)構(gòu)的自振周期在0.08N到0.12N之間；框架結(jié)構(gòu)的自振周期為0.1N到0.15N之間，其中N是結(jié)構(gòu)層數(shù)。高層建筑結(jié)構(gòu)的第二及第三周期應(yīng)當(dāng)保持的范圍為：第二周期在1/3到1/5的自振周期之間；第三周期在1/5到1/7自振周期之間。
4.3.2 共振問(wèn)題
當(dāng)高層建筑所在地發(fā)生地震的時(shí)候，若高層建筑的場(chǎng)地特征周期接近于高層建筑的自身周期，那么很容易導(dǎo)致場(chǎng)地與建筑物的共振。所以，在設(shè)計(jì)建筑方案結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)當(dāng)預(yù)先對(duì)特征周期進(jìn)行估算，通過(guò)合理的選擇結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)類別，合理的對(duì)結(jié)構(gòu)層數(shù)進(jìn)行調(diào)整，擴(kuò)大特征周期和自振周期二者間的差別，防止產(chǎn)生共振問(wèn)題。
除了以上諸多問(wèn)題之外，在設(shè)計(jì)高層建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，還必須重視單位面積重度、剪重比以及位移限制等問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)保證這些數(shù)值和指標(biāo)的合理性和正確性，從結(jié)構(gòu)的豎向、結(jié)構(gòu)體系的選擇及平面布置等各個(gè)方面進(jìn)行深入的思考，將層間位移和頂點(diǎn)位移并重對(duì)待，尤其要注意角點(diǎn)位移的大小與合理性，注意剪重比和單位面積厚度的實(shí)際值與高層建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況相契合。
5 結(jié)束語(yǔ)
近些年以來(lái)，我國(guó)高層建筑發(fā)展極為迅速，然而從高層建筑的實(shí)際設(shè)計(jì)質(zhì)量方面來(lái)講，其內(nèi)在的設(shè)計(jì)質(zhì)量是非常不理想的。因此，在高層建筑的設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，設(shè)計(jì)人員不但應(yīng)當(dāng)對(duì)結(jié)構(gòu)計(jì)算的準(zhǔn)確性提起高度的重視，與此同時(shí)還應(yīng)當(dāng)對(duì)結(jié)構(gòu)方案的實(shí)際狀況提起高度的重視，最終選擇出出合理科學(xué)的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。除此之外，相關(guān)設(shè)計(jì)人員還應(yīng)當(dāng)切實(shí)的根據(jù)自身所掌握的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)知識(shí)以及實(shí)際情況來(lái)處理高層建筑設(shè)計(jì)中所出現(xiàn)的諸多問(wèn)題，以提高高層建筑的設(shè)計(jì)質(zhì)量，消除安全隱患，確保高層建筑物的使用安全、使用舒適及使用方便。
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【關(guān)鍵詞】高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)方法
引言
高層建筑在全球的出現(xiàn)與發(fā)展已有百年歷史，隨著人們對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的追求，科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，在我國(guó)迎來(lái)了高層建筑的建設(shè)快速發(fā)展時(shí)期。最近二十年來(lái)，高層建筑的結(jié)構(gòu)型式幾經(jīng)革新，建筑高度記錄一再被刷新，結(jié)構(gòu)型式也發(fā)生了較大的改變。隨著不同時(shí)代人們對(duì)于生活、工作環(huán)境要求的不同，高層建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理念也在逐漸地發(fā)生變化。不過(guò)，任何一種理論的形成都需要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的研究與實(shí)踐后，經(jīng)受住實(shí)踐的檢驗(yàn)才能逐漸為人們所理解和接受。
1、某高層建筑工程概況
某高層建筑基地呈長(zhǎng)方形，建筑群體處理為坐落在一個(gè)低矮平臺(tái)上的兩棟相互平行的板式32層塔樓與東南端一棟“L”型12層的配樓。該工程地下兩層，地上分別為32層、32層和12層。地下一層分別設(shè)置了停車庫(kù)及設(shè)備用房，地下二層為停車庫(kù)，戰(zhàn)時(shí)部分為人防區(qū)，一層主要包括住宅入口大堂、管理、消防控制室及電表間，其余部分作架空層，二層及以上部分為住宅。建筑豎向高度分別為98.3m（32層）、98.3m（32層）和36.95m（12層）（均不包括屋面設(shè)備用房的高度）。建筑層高：地下二層4m，地下一層4.2m（A、B棟）和5.65m（C棟），架空層6.3m（A、B棟）和3.0m（C棟），標(biāo)準(zhǔn)層3m。建筑物的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如下：總用地總面積：16596.1平方米；其中建設(shè)用地面積：15000.7平方米；道路用地面積：1595.4平方米；總建筑面積：103069.44平方米；其中地上建筑面積80200.76平方米（包括核增建筑面積2578.68平方米）；地下建筑面積22868.68平方米；容積率：5.4%；覆蓋率：24.5%。
2、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則
2.1選擇合適的基礎(chǔ)方案
高層建筑的基礎(chǔ)工程對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的安全性、可靠性具有關(guān)鍵的影響，是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一項(xiàng)重要工作。進(jìn)行高層建筑的基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)的勘察，結(jié)合上部結(jié)構(gòu)與荷載傳遞與分布特點(diǎn)，并考慮已有的相鄰建筑物的影響和現(xiàn)場(chǎng)的施工作業(yè)平臺(tái)與條件等因素，選擇結(jié)構(gòu)可靠、施工方便、經(jīng)濟(jì)合理的基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)方案?；A(chǔ)工程設(shè)計(jì)時(shí)需要盡可能地發(fā)揮地基的承載力，有必要進(jìn)行地基的承載力、變形驗(yàn)算。
2.2合理選擇結(jié)構(gòu)方案
一個(gè)成功的設(shè)計(jì)必須選擇一個(gè)經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)方案，即要選擇一個(gè)切實(shí)可行的結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)體系應(yīng)受力明確，傳力簡(jiǎn)捷，同一結(jié)構(gòu)單元不宜混用不同結(jié)構(gòu)體系，地震區(qū)應(yīng)力求平面和豎向規(guī)則。總之，必須對(duì)工程的設(shè)計(jì)要求、地理環(huán)境、材料供應(yīng)、施工條件等情況進(jìn)行綜合分析，并與建筑、水、暖、電等專業(yè)充分協(xié)商，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型，確定結(jié)構(gòu)方案，必要時(shí)還應(yīng)進(jìn)行多方案比較，擇優(yōu)選用。
2.3選用恰當(dāng)?shù)挠?jì)算簡(jiǎn)圖
結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果應(yīng)建立在計(jì)算簡(jiǎn)圖的正確的基礎(chǔ)上，確保正確的計(jì)算簡(jiǎn)圖可以有效地保障高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全。結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖的實(shí)施需要相應(yīng)的合理的可靠的構(gòu)造措施來(lái)支持。
2.4正確分析計(jì)算結(jié)果
在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中普遍采用計(jì)算機(jī)技術(shù)，但由于目前軟件種類繁多，不同軟件往往會(huì)導(dǎo)致不同的計(jì)算結(jié)果。因此設(shè)計(jì)師應(yīng)對(duì)程序的適用范圍、技術(shù)條件等全面了解。在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)時(shí)，由于程序與結(jié)構(gòu)某處實(shí)際情況不相符合，或人工輸入有誤，或軟件本身有缺陷均會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的計(jì)算結(jié)果，因而要求結(jié)構(gòu)工程師在拿到電算結(jié)果時(shí)應(yīng)認(rèn)真分析，慎重校核，做出合理判斷。設(shè)計(jì)師的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)還是不可映少的。
3、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的需重視的四個(gè)問(wèn)題
3.1 高層建筑結(jié)構(gòu)受力性能問(wèn)題
對(duì)于高層建筑的結(jié)構(gòu)型式方案的選擇，結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)師需要考慮的是建筑結(jié)構(gòu)的空間的組成特征是否符合建筑的定位。由于高層建筑結(jié)構(gòu)的自重大、樓層高，需要將建筑結(jié)構(gòu)的豎向穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)的水平向的穩(wěn)定進(jìn)行有效的驗(yàn)算。高層建筑上部結(jié)構(gòu)的荷載需要通過(guò)承重構(gòu)件傳遞至地基土，因此需要重視在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)工程方案設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)建筑物的承重柱、梁、承重墻體進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)和布置。
3.2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的扭轉(zhuǎn)問(wèn)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(wèn)題就是指在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)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。為使樓層水平力作用沿平面分布均勻，減輕結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)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(jiǎn)面形式。
3.3高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的側(cè)移和振動(dòng)周期問(wèn)題
建筑結(jié)構(gòu)的振動(dòng)周期問(wèn)題包含兩方面：一方面是合理控制結(jié)構(gòu)的自振周期；另一方面是控制結(jié)構(gòu)的自振周期使其盡可能錯(cuò)開場(chǎng)地的特征周期。當(dāng)突發(fā)地震災(zāi)害時(shí)，如果建筑物與建筑場(chǎng)地發(fā)生了共振，即建筑物的自振周期接近于建筑物場(chǎng)地的特征周期時(shí)，地震對(duì)建筑物的危害是最大的。因此需要在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)通過(guò)調(diào)整建筑結(jié)構(gòu)來(lái)調(diào)整建筑物的自振周期，避免地震發(fā)生時(shí)產(chǎn)生共振。水平位移僅僅是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)的一個(gè)要求，只滿足這點(diǎn)是不能保證高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。還需要結(jié)合地震與地震力對(duì)于建筑物自振周期相互的關(guān)系。建筑結(jié)構(gòu)的自振周期長(zhǎng)而地震力較小時(shí)，結(jié)構(gòu)是不安全的。高層建筑的位移曲線應(yīng)該是連續(xù)變化而不應(yīng)發(fā)生明顯的拐、折點(diǎn)。
3.4 位移限值、剪重比及單位面積重度問(wèn)題
（1）位移限值在結(jié)構(gòu)整體計(jì)算的輸出結(jié)果中，結(jié)構(gòu)的側(cè)移（包括層間位移和頂點(diǎn)位移）是一個(gè)重要的衡量標(biāo)準(zhǔn)，其數(shù)值大小從一個(gè)側(cè)面反映出結(jié)構(gòu)的整體剛度是否合適，過(guò)大或過(guò)小都說(shuō)明結(jié)構(gòu)剛度過(guò)小或過(guò)大（或者體現(xiàn)結(jié)構(gòu)兩個(gè)主軸方向的剛度是否均衡），以致要引起設(shè)計(jì)者對(duì)其中的結(jié)構(gòu)體系選擇、結(jié)構(gòu)的豎向及平面布置合理性的再思考。
（2）剪重比及單位面積重度結(jié)構(gòu)的剪重比（也即水平地震剪力系數(shù)）入=VEIGG 是體現(xiàn)結(jié)構(gòu)在地震作用下反應(yīng)大小的一個(gè)指標(biāo)。其大小主要與結(jié)構(gòu)地震設(shè)防烈度有關(guān)，其次與結(jié)構(gòu)體型有關(guān)，當(dāng)設(shè)防烈度為 7、8、9 度時(shí)，扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯或基本周期
4、結(jié)語(yǔ)
隨著我國(guó)改革開放取得的空前的經(jīng)濟(jì)建設(shè)成果，全國(guó)各大城市興建的高層建筑數(shù)量呈井噴式地增長(zhǎng)。且高層建筑的施工速度創(chuàng)造了一個(gè)又一個(gè)奇跡，但是從高層建筑的設(shè)計(jì)尤其是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工程質(zhì)量上看，還存在著較多亟待解決的問(wèn)題。我國(guó)的高層建筑更多地追求時(shí)尚，更多地重視建筑外觀而忽視了結(jié)構(gòu)型式、構(gòu)件的構(gòu)造措施、空間結(jié)構(gòu)的布置等。文中簡(jiǎn)略地分析了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所需要遵循的一些基本原則，也分析了現(xiàn)階段我國(guó)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尚需要重視的一些關(guān)鍵問(wèn)題。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；改進(jìn)措施；安全設(shè)計(jì)；耗能減震技術(shù)
中圖分類號(hào)：TB482.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
引 言
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，高層建筑在人們?nèi)粘Ｉ钪械膽?yīng)用越來(lái)越常見，人們對(duì)該層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求也越來(lái)越高，其中高層建筑對(duì)現(xiàn)代社會(huì)和城市形態(tài)的發(fā)展均具有很大的影響意義，隨著進(jìn)駐技術(shù)的不斷進(jìn)步，需要對(duì)高層建筑的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行不斷地更新，對(duì)高層建筑的設(shè)計(jì)風(fēng)格進(jìn)行積極的探索和改變，這都將推動(dòng)現(xiàn)代高層建筑的發(fā)展[1]。下面本文就對(duì)高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題及其改進(jìn)措施進(jìn)行探討。
一、高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的注意問(wèn)題
高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是多種多樣的。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、筒體結(jié)構(gòu)體系等等。在高層建筑的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要注重考慮水平載荷中的風(fēng)荷載以及地震作用，做好抗震設(shè)防系統(tǒng)。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循剛?cè)釁f(xié)調(diào)原則，擁有足夠的延性。分合原則中應(yīng)充分利用抗震縫的作用，合理設(shè)置抗震縫。優(yōu)先采用成熟的新技術(shù)和可靠地新型產(chǎn)品，以提高設(shè)計(jì)水平，同時(shí)取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。高層建筑本身的特性決定了高層建筑在設(shè)計(jì)上及其結(jié)構(gòu)要遵循的合理性和科學(xué)性。另外，隨著高性能混凝土材料的不斷成熟和完善，新型材料的開發(fā)利用以及新結(jié)構(gòu)形式的運(yùn)用，對(duì)高層建筑設(shè)計(jì)的影響越來(lái)越大。由于現(xiàn)代結(jié)構(gòu)分析技術(shù)和計(jì)算手段的提高，現(xiàn)代高層建筑呈現(xiàn)出不規(guī)則、不對(duì)稱或是曲線形的平面設(shè)計(jì)，另外耗能減震技術(shù)在現(xiàn)代高層建筑中也得到了實(shí)際應(yīng)用[2]。
高層建筑的尺度設(shè)計(jì)方面要把握好抗震性能、以及高層建筑的強(qiáng)度、剛度和延性。另外在布局時(shí)還應(yīng)把握高層建筑的整體尺度、城市和街道尺度、細(xì)部尺度。一個(gè)造型完美的高層建筑必須很好地均衡主體、裙房和頂部的尺度關(guān)系[3]。另外高層建筑是城市形態(tài)的關(guān)鍵因素和重要景點(diǎn)，因此要規(guī)劃好城市的結(jié)構(gòu)中高層建筑的位置，以及高層建筑與城市街道的關(guān)系，保證高層建筑不能對(duì)街道行人和正常活動(dòng)造成影響，也不能造成視覺上的影響。高層建筑細(xì)部尺度的規(guī)劃是建立在整體尺度的基礎(chǔ)之上的，各個(gè)部分有細(xì)化的等級(jí)劃分，只有這樣才能更好地滿足視覺效果以及實(shí)用效果。
高層建筑結(jié)構(gòu)中，建筑高度的受力情況與底層結(jié)構(gòu)的受力情況完全不同，水平荷載跟豎向荷載共同作用，是高層建筑整體設(shè)計(jì)中的控制因素。隨著高層建筑高度的逐漸增加，側(cè)向位移增加的速率也會(huì)隨之變大，底部的彎矩也同樣很大，側(cè)向變形的過(guò)度增加會(huì)使結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下，產(chǎn)生附加應(yīng)力，會(huì)導(dǎo)致填充墻、建筑裝修和電梯軌道等服務(wù)設(shè)施出現(xiàn)裂縫、變形，從而危及高層建筑結(jié)構(gòu)的正常使用和耐久性。因此，高層建筑結(jié)構(gòu)要把握好強(qiáng)度和剛度，使水平荷載所產(chǎn)生的側(cè)向變形保持在規(guī)定范圍內(nèi)，高層建筑還應(yīng)具有良好的抗震性能，使結(jié)構(gòu)在可能的強(qiáng)震作用下仍有良好的塑性變形能力，即良好的延性能力。綜上，根據(jù)高層建筑的受力特點(diǎn)，高層建筑結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度、剛度和延性三方面要特別注意。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要部分即為抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。
二、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)措施
（一）滿足建筑抗震要求
在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要確保其結(jié)構(gòu)各部分的剛度是對(duì)對(duì)稱的、是均勻的，個(gè)結(jié)構(gòu)單元的平面形狀也需要盡量保持簡(jiǎn)單和規(guī)則。其結(jié)構(gòu)如果比較復(fù)雜，并且不規(guī)則、不對(duì)稱，那么對(duì)其復(fù)雜的地震應(yīng)力就非常難以進(jìn)行計(jì)算和處理，比如說(shuō)應(yīng)力集中和扭轉(zhuǎn)等，這些對(duì)于建筑抗震設(shè)計(jì)非常不利。所以說(shuō)，在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，就需要盡量使地震力作用中心和建筑剛度中心進(jìn)行重合，一般其偏心距e不宜超過(guò)垂直于外力作用線建筑物邊長(zhǎng)的5%。同時(shí)還可以采用比較利于抗震的豎向布置，但是豎向布置中需要對(duì)剛度的均勻性以及連續(xù)性進(jìn)行確保。
（二）注重提高建筑結(jié)構(gòu)的整體剛度減少位移
其中高層建筑位移的控制，是其主要矛盾，其不但要選擇合理的結(jié)構(gòu)體系，還需要從平面體型以及立面變化等方面，對(duì)結(jié)構(gòu)減少側(cè)移的有效方法進(jìn)行綜合考慮。在對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行布置的時(shí)候，要注重對(duì)其整體剛度進(jìn)行加強(qiáng)，提高其結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度，比如說(shuō)在對(duì)樓蓋的整體性以及剛度進(jìn)行加強(qiáng)；對(duì)建筑基礎(chǔ)的整體性進(jìn)行加強(qiáng)，以能夠減少因?yàn)榛A(chǔ)平移或者是轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)結(jié)構(gòu)側(cè)移所產(chǎn)生的影響；加強(qiáng)構(gòu)件的連接。同時(shí)還需要對(duì)結(jié)構(gòu)薄弱部位以及應(yīng)力復(fù)雜部位的剛性進(jìn)行加強(qiáng)。可以對(duì)結(jié)構(gòu)體系抵御復(fù)力矩的有效寬度進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑黾樱瑢?duì)其結(jié)構(gòu)寬度進(jìn)行增加，可以對(duì)側(cè)向位移進(jìn)行有效的減少。且在其他條件不發(fā)生改變時(shí)，其變形是和其寬度的三次方成反比關(guān)系的，因此需要對(duì)寬度比H/B實(shí)施有效的限制。
（三）對(duì)沉降、溫度收縮以及房屋體型的復(fù)雜性等因素進(jìn)行綜合考慮
在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要對(duì)其沉降縫、防震縫以及伸縮縫進(jìn)行合理布置和處理，以能夠有效的應(yīng)對(duì)沉降、溫度收縮以及房屋體型的復(fù)雜性等因素，對(duì)高層建筑所產(chǎn)生的影響力，提高建筑安全。
三、結(jié)語(yǔ)
總之，我國(guó)高層建筑的歷史也有百年之久，它一直是城市建設(shè)的焦點(diǎn)。高層建筑設(shè)計(jì)的理念和技術(shù)也在不斷更新和發(fā)展，它的風(fēng)格和形式也趨于多樣化。我國(guó)高層建筑的起步對(duì)然較晚，但迄今為止也取得了很大的成就，北京、上海、深圳等地的高層建筑都可以代表中國(guó)高層建筑的發(fā)展。我們需要不斷地對(duì)高層建筑的設(shè)計(jì)和創(chuàng)新做出探索，使高層建筑設(shè)計(jì)與城市空間的融合也進(jìn)一步達(dá)到完善。
參考文獻(xiàn)：
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【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；抗震
隨著我國(guó)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)和城市化進(jìn)程的不斷向前推進(jìn)，建設(shè)用地日趨緊張，促使建筑功能越來(lái)越多樣化，高層建筑得的發(fā)展是大勢(shì)所趨。高層建筑的特點(diǎn)是高度比較高，所以地震荷載和風(fēng)荷載在設(shè)計(jì)過(guò)程中占主導(dǎo)和控制地位，而我國(guó)又是地震多發(fā)國(guó)家，因此高層建筑的抗震設(shè)計(jì)分析顯得尤為重要。
1.高層建筑結(jié)構(gòu)中抗震設(shè)計(jì)特點(diǎn)
1.1控制建筑物的側(cè)移是重要的指標(biāo)
在地震荷載作用下，建筑結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的水平剪切力占主導(dǎo)地位，所以建筑物會(huì)產(chǎn)生明顯的側(cè)移，隨建筑結(jié)構(gòu)的高度不斷曾加，結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移迅速增大，但該變形要在一定限度之內(nèi)，這樣才能保證結(jié)構(gòu)安全以及使用功能。
1.2地震荷載中的水平荷載是決定因素
水平荷載會(huì)使建筑物產(chǎn)生傾覆力矩，并且在結(jié)構(gòu)的豎向構(gòu)件中引起很大的軸力，這些都與建筑物高度的兩次方成正比，故隨建筑結(jié)構(gòu)高度的增加，水平載荷大相徑庭。對(duì)高度一定的建筑物而言，豎向荷載基本上是不變的，但是隨著建筑物的質(zhì)量、剛度等動(dòng)力特性的不同，水平地震荷載和風(fēng)荷載的變化是比較大的。
1.3要重視建筑結(jié)構(gòu)的延性設(shè)計(jì)
高層建筑結(jié)構(gòu)隨著高度增加，剛度減小，顯得更柔，在地震荷載作用下變形較大。這就要求建筑結(jié)構(gòu)要有足夠的變形能力，使結(jié)構(gòu)進(jìn)入塑性變形階段仍然安全，需要在結(jié)構(gòu)構(gòu)造上采取有利的措施，使得建筑結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。
2.建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題
2.1抗震設(shè)防烈度較低
關(guān)于建筑物的抗震性能設(shè)計(jì)，《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定：“小震（超越概率63%）不壞、中震（超越概率 10%）可修、大震（超越概率 2%）不倒”?，F(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)安全度已不能適應(yīng)國(guó)情的需要，認(rèn)為我國(guó)“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，有些建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員對(duì)抗震設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)不透，設(shè)計(jì)過(guò)程中疏忽抗震設(shè)計(jì)原則，抗震計(jì)算方法選擇和構(gòu)造措施規(guī)定采用不嚴(yán)謹(jǐn)，抗震計(jì)算措施在配筋率、軸壓比、梁柱承載力匹配等一系列保證抗震延性設(shè)計(jì)的要求上做得不夠。我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)除了設(shè)防烈度較低外，結(jié)構(gòu)失效帶來(lái)的損失愈來(lái)愈大，因而有人主張結(jié)構(gòu)在設(shè)防烈度下應(yīng)該采用彈性設(shè)計(jì)。
2.2建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)不合理
（1）承重柱截面高度設(shè)計(jì)過(guò)小。這種情況多發(fā)生于六度抗震設(shè)防區(qū)，一些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員誤認(rèn)為六度設(shè)防就是不設(shè)防，為圖受力分析方便，故意把柱子的截面高度設(shè)計(jì)得過(guò)小，使梁柱的線剛度比加大（因一些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)中規(guī)定：當(dāng)梁柱的線剛度比大于4時(shí)計(jì)算簡(jiǎn)圖中梁柱節(jié)點(diǎn)可簡(jiǎn)化為鉸支）。這種做法雖然易于進(jìn)行結(jié)構(gòu)受力分析， 卻給房屋結(jié)構(gòu)埋下了隱患，影響了房屋結(jié)構(gòu)的安全性。（2）建筑設(shè)計(jì)高度存在問(wèn)題。按我國(guó)高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ3—2010）規(guī)定，在一定設(shè)防烈度和一定結(jié)構(gòu)體系下，鋼筋混凝土高層建筑都有一個(gè)適宜的高度。這個(gè)高度是我國(guó)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)土建規(guī)范體系相協(xié)調(diào)的。
2.3筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)與材料的選用
我國(guó)150米以上的建筑，采用的三種主要結(jié)構(gòu)體系（框、筒、筒中筒和框架-支撐體系），都是其他國(guó)家高層建筑采用的主要體系。在高層建筑中采用框架-核心筒體系， 因其比鋼結(jié)構(gòu)的用鋼量少，又可減少柱子斷面，故常被業(yè)主所看中。鋼筋混凝土內(nèi)筒往往要承受 80%以上的震層剪力，有的高達(dá)90%以上。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。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)使與轉(zhuǎn)換層相鄰的柱構(gòu)件剪力突然加大，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”。因此在需要設(shè)置轉(zhuǎn)換層時(shí)，要慎重選擇其結(jié)構(gòu)模式， 盡量減小其本身剛度，減小其不利影響。
3.提高建筑結(jié)構(gòu)抗震能力的措施
為了提高建筑結(jié)構(gòu)抗震能力，結(jié)合當(dāng)前建筑行業(yè)的實(shí)際情況，筆者認(rèn)為應(yīng)該采取以下措施：
3.1合理布局地震外力能量的傳遞吸收途徑
這是提高建筑結(jié)構(gòu)抗震能力的第一步，通過(guò)這樣的合理布局，能夠保證支柱、墻和梁的軸線處于同一平面，從而使得構(gòu)件雙向抗側(cè)力體系形成。通過(guò)這樣的布局，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生的時(shí)候，支柱、墻和梁呈彎剪破壞，并且，塑性屈服盡量在墻的底部產(chǎn)生。此外，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生的時(shí)候，連梁宜在梁端塑性屈服，還具有足夠的變形能力。通過(guò)這種結(jié)構(gòu)和布局，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生的時(shí)候，在墻段充分發(fā)揮它的抗震作用前，按照強(qiáng)墻弱梁的原則加強(qiáng)墻肢的承載力，這樣使得墻肢的剪切應(yīng)力得以破壞，從而使得建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力得到了提高。
3.2按照抗震等級(jí)對(duì)梁、柱以及墻的節(jié)點(diǎn)采取相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施
這樣做的目的是為了保證在地震發(fā)生的時(shí)候，梁、柱以及墻都能夠達(dá)到抗震的標(biāo)準(zhǔn)。建筑物的主體常常使用的是鋼筋結(jié)構(gòu)，如果鋼筋結(jié)構(gòu)的延性和承載力較好的話，建筑物的抗震能力較強(qiáng)。所以，為了保證建筑鋼筋結(jié)構(gòu)的延性和承載力，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候需要按照強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件的原則進(jìn)行，對(duì)柱截面的尺寸進(jìn)行合理的控制，合理控制柱的軸壓比，嚴(yán)格按照構(gòu)造配件的要求 對(duì)節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造措施尤其需要加強(qiáng)，提高節(jié)點(diǎn)的牢固性和抗震能力。
3.3設(shè)置多道抗震防線
提高建筑結(jié)構(gòu)抗震能力，設(shè)置多道抗震防線是十分必要的。也就是在一個(gè)抗震結(jié)構(gòu)體系中，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生的時(shí)候，在地震作用下，一部分延性較好的構(gòu)件首先達(dá)到屈服，能夠擔(dān)負(fù)起第一道抗震防線的作用。而其他的構(gòu)件同樣起著抗震防護(hù)的作用。并且，只有當(dāng)?shù)谝坏揽拐鸱谰€屈服后，其他的抗震防線才會(huì)依次屈服。設(shè)置多道抗震防線，形成第一道、第二道、第三道甚至更多的抗震防線，當(dāng)一道抗震防線失去作用后另外的抗震防線便可以發(fā)揮作用。這種結(jié)構(gòu)對(duì)提高建筑結(jié)構(gòu)抗震能力具有非常重要的作用。
4.結(jié)束語(yǔ)
建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)是一個(gè)完整、 系統(tǒng)的概念， 從場(chǎng)址的選擇到建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)， 抗震設(shè)計(jì)貫穿了整個(gè)過(guò)程，而且建筑物的抗震設(shè)計(jì)是衡量建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否符合要求的重要指標(biāo)。因此，準(zhǔn)確、合理的運(yùn)用不同的抗震設(shè)計(jì)方法是非常重要的，對(duì)于不同的建筑和不同的情況應(yīng)區(qū)別對(duì)待，從而尋求最合理的抗震設(shè)計(jì)。 [科]
【參考文獻(xiàn)】
[1]王軍.某超限高層的抗震性能設(shè)計(jì)[J].福建建筑，2008（7）.
