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高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文第1篇

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；原則；體系；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和建筑功能的多樣化,城市人口的不斷增多及建設(shè)用地日趨緊張和城市規(guī)劃的需要,促使高層住宅建筑得以快速發(fā)展。文章結(jié)合筆者多年的設(shè)計(jì)實(shí)踐和體會(huì),就高層住宅建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一些問題加以探討。

一、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)。

二、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。基礎(chǔ)方案的選擇應(yīng)該使得地基的潛力得到最大程度的發(fā)揮，必要的時(shí)候要求進(jìn)行地基變形的檢驗(yàn)。高層建筑設(shè)計(jì)要有詳細(xì)的地質(zhì)勘查報(bào)告，如果缺失，那么應(yīng)該進(jìn)行現(xiàn)場(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；隹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)確的問題，基于此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師在得到了通過計(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。

三、高層建筑結(jié)構(gòu)體系的選型

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，鋼筋混凝土混合結(jié)構(gòu)體系以及鋼筋混凝土組合結(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，鋼筋混凝土混合結(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；鋼筋混凝土組合結(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，框架一剪力墻結(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)形式就是框架一剪力墻結(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。在框架一剪力墻結(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。

四、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題分析及對(duì)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(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)高層建筑的超高問題，在新規(guī)范中不但把原來限制的高度規(guī)定為A級(jí)高度，并且增加了B級(jí)高度，使得高層建筑結(jié)構(gòu)處理設(shè)計(jì)方法和措施都有了改進(jìn)。實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)類型的改變對(duì)高層超高問題的忽略，在施工審圖時(shí)將不予通過，應(yīng)該重新進(jìn)行設(shè)計(jì)或者進(jìn)行專家會(huì)議的論證等。在這種情況下，整個(gè)建筑工程的造價(jià)和工期都會(huì)受到極大的影響。

4.2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)短肢剪力墻設(shè)置我國(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)可能帶來的問題?？紤]嵌固端的樓板的設(shè)計(jì)；綜合分析嵌固端上層和下層的剛度比，并且要求嵌固端上層和下層的抗震的等級(jí)是一致的；高層建筑的整體計(jì)算時(shí)充分考慮嵌固端的設(shè)置，綜合分析嵌固端位置和高層建筑結(jié)構(gòu)抗震縫隙設(shè)置的協(xié)調(diào)。

4.4高層建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性在關(guān)于高層建筑的新規(guī)范中，對(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。

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文第2篇

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

中圖分類號(hào)：TU755文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

在高層建筑的發(fā)展，充分顯示了科學(xué)技術(shù)的力量，使設(shè)計(jì)師從過去強(qiáng)調(diào)藝術(shù)效果轉(zhuǎn)向重視建筑特有功能與技術(shù)因素。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員要明確自己的責(zé)任，從結(jié)構(gòu)方案的確定、結(jié)構(gòu)計(jì)算、構(gòu)造要求等多方面考慮，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量。

1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的任務(wù)

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)建筑物的重要性等級(jí)、建筑使用功能或生產(chǎn)需要所確定的荷載、抗震要求、設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)等，對(duì)結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件和整體進(jìn)行設(shè)計(jì)，以保證基本構(gòu)件的強(qiáng)度、變形、裂縫滿足設(shè)計(jì)要求，同時(shí)保證結(jié)構(gòu)體系的整體安全性、穩(wěn)定性、變形性能，保證在突發(fā)事件發(fā)生時(shí)，結(jié)構(gòu)保持一定的整體性，使人們的生命安全得以保證；保證合理用材，方便施工，同時(shí)盡可能降低建筑造價(jià)?？傊?，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的核心是解決兩個(gè)問題：一是滿足建筑結(jié)構(gòu)功能要求；二是經(jīng)濟(jì)問題。

2 概念設(shè)計(jì)

概念設(shè)計(jì)是根據(jù)理論與實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果及工程經(jīng)驗(yàn)等形成的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想，進(jìn)行結(jié)構(gòu)的總體布置，并正確確定細(xì)部構(gòu)造的過程，需要遵循相應(yīng)規(guī)范條文進(jìn)行合理的平面設(shè)計(jì)、豎向設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等。概念設(shè)計(jì)包括建筑概念設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)兩個(gè)方面。建筑概念設(shè)計(jì)是對(duì)滿足建筑使用功能、造型優(yōu)美、技術(shù)先進(jìn)的總建筑方案的確定；結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)是在特定的建筑空間中用整體的概念來完成結(jié)構(gòu)總體方案的設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)旨在有意識(shí)地處理構(gòu)件與結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系，滿足結(jié)構(gòu)的功能要求和建筑功能的需要，以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)可能的設(shè)計(jì)原則，確定最優(yōu)的結(jié)構(gòu)體系，選擇適用的建筑材料和合理的關(guān)鍵部位構(gòu)造、結(jié)合適宜的施工及合理的效益達(dá)到房屋設(shè)計(jì)的統(tǒng)一。

3 高層建筑抗震概念設(shè)計(jì)若干原則

建筑抗震性能是概念設(shè)計(jì)的決定因素，概念設(shè)計(jì)應(yīng)遵循一定的原則。

3.1 結(jié)構(gòu)抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的布置宜規(guī)則、對(duì)稱，受力明確簡(jiǎn)單、傳力合理不間斷，保證良好的整體性。

3.2 結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)具有必要的承載力、剛度、穩(wěn)定性、延性，構(gòu)件應(yīng)遵循“強(qiáng)柱、弱梁、更強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、強(qiáng)剪、弱彎、強(qiáng)底層柱（墻）底”的原則。

3.3 結(jié)構(gòu)中應(yīng)盡可能設(shè)置多道抗震防線。結(jié)構(gòu)體系中應(yīng)由多個(gè)延性較好的分體，并由延性較好的結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接起來協(xié)同工作，以便地震時(shí)結(jié)構(gòu)能吸收和耗散大量的地震能量，避免大震倒塌。

3.4 對(duì)可能出現(xiàn)的薄弱部位，應(yīng)采取措施提高其抗震能力，防止在局部上加強(qiáng)而忽視整個(gè)結(jié)構(gòu)各部位的剛度、承載力協(xié)調(diào)。考慮上部結(jié)構(gòu)嵌固于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)或地下室結(jié)構(gòu)之上時(shí)，應(yīng)使基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)或地下室結(jié)構(gòu)保持彈性工作狀態(tài)，使塑性鉸出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)嵌固部位。

4 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意問題

高層建筑設(shè)計(jì)從體系選擇、平面布置、豎向布置、抗震概念設(shè)計(jì)無一不體現(xiàn)設(shè)計(jì)師的水平，下面敘述幾個(gè)需注意的問題。

4.1 結(jié)構(gòu)體系選擇

結(jié)構(gòu)體系的選擇，應(yīng)從建筑、結(jié)構(gòu)、施工技術(shù)條件、建材、經(jīng)濟(jì)等各專業(yè)綜合考慮。結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問題。規(guī)范在這方面有相當(dāng)多的限制條件，例如：平面規(guī)則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等，而且，采用強(qiáng)制性條文明確規(guī)定“建筑不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案。”因此，結(jié)構(gòu)工程師在遵循規(guī)范規(guī)定上必須格外注意，避免后期施工圖設(shè)計(jì)階段工作的被動(dòng)。結(jié)構(gòu)的超高問題。在抗震規(guī)范與高規(guī)中，對(duì)結(jié)構(gòu)總高度都有嚴(yán)格限制，除將原來的限制高度設(shè)定為 A 級(jí)高度建筑外，還增加了 B 級(jí)高度建筑，因此，必須對(duì)結(jié)構(gòu)高度嚴(yán)格控制，一旦結(jié)構(gòu)為B 級(jí)高度建筑或超過了 B 級(jí)高度，其設(shè)計(jì)方法和處理措施將有較大的變化。

4.2“設(shè)縫”

溫度伸縮縫、沉降縫、防震縫是高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中較重要的構(gòu)造措施。對(duì)溫度伸縮縫，其影響因素很多，規(guī)范用規(guī)定結(jié)構(gòu)伸縮縫的最大間距來控制，還規(guī)定了最大間距宜適當(dāng)減小和適當(dāng)放寬的情況，應(yīng)根據(jù)實(shí)際工程的具體情況執(zhí)行相關(guān)條文。如北京朝陽商業(yè)中心、廣東佛山醫(yī)院等工程地上結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度均超過 100 米，由于采取了可靠措施，也未設(shè)溫度伸縮縫而效果良好。沉降縫由于同一建筑物中各部分基礎(chǔ)顯著的沉降差產(chǎn)生，在設(shè)計(jì)中，通常用“放”、“抗”、“調(diào)”等辦法解決，即設(shè)沉降縫、采用剛度大的基礎(chǔ)、調(diào)整各部分基礎(chǔ)形式或施工順序。目前，廣州、深圳等地多采用基巖端承樁，主樓、裙房間不設(shè)縫；北京的高層建筑則一般采用施工時(shí)留后澆帶的做法。設(shè)計(jì)師應(yīng)在實(shí)際中靈活掌握。防震縫在規(guī)范中有明確規(guī)定，但應(yīng)據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)放寬或縮小。

4.3 側(cè)向位移的限值

高層建筑結(jié)構(gòu)的水平位移隨著高度增長(zhǎng)而迅速變大，為防止位移過大，規(guī)范對(duì)頂點(diǎn)位移和層間位移都作了限制。控制頂點(diǎn)位移 u/h的主要目的是保證建筑內(nèi)人體有舒適感和防止房屋在罕遇地震時(shí)倒塌。但控制房屋在罕遇地震時(shí)倒塌與否的條件是結(jié)構(gòu)極限變形能力而不是 u/h 限值。另外，為使結(jié)構(gòu)具有較好的防倒塌能力，應(yīng)在結(jié)構(gòu)計(jì)算中考慮相關(guān)效應(yīng)?？刂茖娱g位移u/h 的主要目的是防止填充墻、裝飾物等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的開裂和損壞。

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

建筑結(jié)構(gòu)的幾何形心、剛度中心、結(jié)構(gòu)重心即為建筑三心，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要求建筑三心盡可能匯于一點(diǎn)，即三心合一。結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)問題就是指在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中未做到三心合一，在水平荷載作用下結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)效應(yīng)。為避免建筑物因水平荷載作用發(fā)生扭轉(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，盡可能使建筑物做到三心合一。在水平荷載作用下，高層建筑扭轉(zhuǎn)作用的大小取決于質(zhì)量分布。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。在某些情況下，由于城市規(guī)劃對(duì)街道景觀的要求以及建筑場(chǎng)地的限制，高層建筑不可能全部采用簡(jiǎn)面形式，當(dāng)需要采用不規(guī)則L 形、T 形、十字形等比較復(fù)雜的平面形式時(shí)，應(yīng)將凸出部分厚度與寬度的比值控制在規(guī)范允許的范圍之內(nèi)，同時(shí)，在結(jié)構(gòu)平面布置時(shí)，應(yīng)盡可能使結(jié)構(gòu)處于對(duì)稱狀態(tài)。

5 結(jié)語

從城市建設(shè)和管理的角度看，建筑物向高空延伸，可以縮小城市的平面規(guī)模，為人們提供更多的生活工作空間，縮短城市道路和各種公共管線長(zhǎng)度，從而節(jié)省城市建設(shè)與管理的投資，高層建筑設(shè)計(jì)成為城市建筑的發(fā)展趨勢(shì)，隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，新的建筑形式層出不窮，給設(shè)計(jì)師提出了更高的要求。

高層設(shè)計(jì)中，建筑和結(jié)構(gòu)是關(guān)系最密切的專業(yè)。建筑師往往根據(jù)建筑的使用功能和美學(xué)要求處理建筑體型，包括平面和立面；而結(jié)構(gòu)師則根據(jù)受力的合理性進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其中結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系的選擇，結(jié)構(gòu)總體布置等對(duì)結(jié)構(gòu)的受力性能優(yōu)劣性起決定性作用。結(jié)構(gòu)的總體布置與結(jié)構(gòu)體型密切相關(guān)，簡(jiǎn)單的體型易于得到規(guī)則和受力合理的結(jié)構(gòu)總體布置，可使結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能；反之，過于復(fù)雜的建筑平面和立面體型，將增加結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的困難，造成結(jié)構(gòu)布置的不規(guī)則性。因此優(yōu)秀的設(shè)計(jì)是建筑和結(jié)構(gòu)的完美結(jié)合，需建筑師和結(jié)構(gòu)師密切合作。在方案設(shè)計(jì)階段，就應(yīng)根據(jù)建筑物的高度、抗震設(shè)防烈度等具體條件合理選用結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系。

參考文獻(xiàn)：

[1] 呂西林.高層建筑結(jié)構(gòu)[M].武漢：武漢工業(yè)大學(xué)出版社，2008.

[2] 周芝蘭.普通高等院校土木專業(yè)“十一五”規(guī)劃精品教材建筑結(jié)構(gòu)[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社.2007

[3] 周云等.現(xiàn)代建筑工程技術(shù)研究與應(yīng)用[M].廣州：華南理工大學(xué)出版社，2006.

[4] 張維斌.多層及高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)釋疑及工程實(shí)例[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2007.

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文第3篇

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

Abstract: at present, the high building more and more appear in all over town, as a sign of economic development level. In the structural design of high-rise building takes into account many factors, including the structure system type selection, economy, technology, specific design, consider all aspects.

Keywords: high building; Structure; design

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

1高層建筑結(jié)構(gòu)體系的類型

1.1 框架-剪力墻體系

由于框架結(jié)構(gòu)體系強(qiáng)度和剛度的限制，不適合建造高度較高的建筑，但可以通過在建筑平面合適的位置設(shè)置大的剪力墻以代替一部分框架，形成框架-剪力墻體系，增強(qiáng)建筑的剛度和強(qiáng)度，這種結(jié)構(gòu)就是框架-剪力墻體系。在水平力承受方面，框架和剪力墻能夠通過剛度足夠高的連梁和樓板協(xié)同工作，形成混合結(jié)構(gòu)體系。這種結(jié)構(gòu)的框架體系負(fù)責(zé)主要承擔(dān)垂直載荷，而剪力墻主要負(fù)責(zé)承擔(dān)水平載荷，二者相互協(xié)同。由于框架-剪力墻體系具有彎剪型的位移曲線，這增大了這種結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度，減小建筑物的水平位移，不僅減小了框架結(jié)構(gòu)承受的水平力，還使得內(nèi)力在豎向的分布更加均勻，因此這種結(jié)構(gòu)的建筑物高度要大于采用框架結(jié)構(gòu)的建筑物。

1. 2 剪力墻結(jié)構(gòu)體系

所謂剪力墻結(jié)構(gòu)體系是指建筑的受力主體全部由平面剪力墻構(gòu)件組成，在這種體系中，全部的豎直載荷和水平力由單片剪力墻來承受。剪力墻結(jié)構(gòu)體系是剛性結(jié)構(gòu)，位移曲線是彎曲型的，因此它的剛度和強(qiáng)度都非常高，并且具有延性，傳力直接切均勻，有較好的整體性，具有很強(qiáng)的抗倒塌能力，因此剪力墻結(jié)構(gòu)體系是一種比較好的結(jié)構(gòu)體系。

1.3 筒體結(jié)構(gòu)

筒體結(jié)構(gòu)是在全剪力墻結(jié)構(gòu)和框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，將密柱框架和剪力墻集中在房屋和內(nèi)部，從而形成空間封閉式的筒體，這就是筒體結(jié)構(gòu)。由于筒體結(jié)構(gòu)是將若干片縱橫交接的框架或者剪刀強(qiáng)圍起來，形成類似童裝的封閉骨架，并且通過樓層面加強(qiáng)連接，不僅可以形成比較大的使用空間，還具有剛度好的優(yōu)點(diǎn)，能夠承受較大的水平載荷和豎向載荷，因此廣泛應(yīng)用在超高層建筑中。

2. 高層建筑結(jié)構(gòu)選型

2.1高層建筑結(jié)構(gòu)選型和施工的關(guān)系

不同的結(jié)構(gòu)體系建筑施工工藝會(huì)有所不同，這不僅影響建筑結(jié)構(gòu)的受力情況和抗震性能，還會(huì)影響材料的消耗、勞動(dòng)力、造價(jià)及工期等方方面面。因此，在選擇高層建筑的結(jié)構(gòu)體系時(shí)要綜合權(quán)衡施工工藝及各備選結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，選擇出最優(yōu)的方案。對(duì)于現(xiàn)澆鋼筋混凝土高層建筑來說，其結(jié)構(gòu)方面的造價(jià)主要有模板、施工和材料幾個(gè)部分。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，模板的費(fèi)用是造價(jià)中最主要的部分，占總造價(jià)的比例達(dá)到33-55%，因此，選擇合理的模板體系，會(huì)有效降低總體造價(jià)，還能對(duì)施工進(jìn)度和勞動(dòng)力消耗帶來有利影響。

2.抗震體系選定的原則

抗震是高層建筑必須考慮的總要因素，在考慮抗震性時(shí)，可以結(jié)合以下因素：(1)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要有明確的計(jì)算簡(jiǎn)圖以及合理的地震力傳遞路線；(2)建筑結(jié)構(gòu)要有良好的言行和足夠的承載力，要具有足夠的好能潛力，保證在遭遇地震時(shí)有充足的防御倒塌的能力；(3)要具有躲到抗震防練，當(dāng)部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件因損壞而失效時(shí)，不會(huì)影響整體的載荷能力和抗側(cè)力；(4)強(qiáng)度和剛度在豎向和水平方向的分布要均勻，并根據(jù)設(shè)計(jì)需要合理布局，防止局部突變或消弱情況引起薄弱環(huán)節(jié)的出現(xiàn)，有效防止地震時(shí)應(yīng)力的過大集中或塑形變形集中等危險(xiǎn)情況的發(fā)生。

當(dāng)然，在選擇并確定高層建筑結(jié)構(gòu)方案時(shí)，還應(yīng)綜合考慮建筑安全的重要性、建筑高度、設(shè)防烈度、場(chǎng)地類別、地基條件、施工條件和材料供應(yīng)多方面的因素，結(jié)合相關(guān)技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)性分析，以選擇最恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)體系。

3高層建筑結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)方法

3.1高層建筑結(jié)構(gòu)分析中常用的基本假定

高層建筑結(jié)構(gòu)主要是由框架、剪力墻和筒體等豎向抗側(cè)力構(gòu)件通過水平樓板作為連接中介，并構(gòu)成大型空間的結(jié)構(gòu)體系。因?yàn)橥耆_的通過三維空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析存在著諸多困難，因此實(shí)踐中的各種分析方法都對(duì)計(jì)算機(jī)模型進(jìn)行了一定程度的簡(jiǎn)化，并做出一些基本的假定。

(1)彈性假定。這是在高層建筑工程實(shí)踐中運(yùn)用較多的假定方法，由于風(fēng)力或垂直載荷的作用，結(jié)構(gòu)常常處于彈性工作階段，因此通常情況下，這種假定比較符合實(shí)際情況。然而，如果遇到強(qiáng)臺(tái)風(fēng)作用或者遭遇罕見地震時(shí)，高層建筑未出現(xiàn)較大的位移，并可能出現(xiàn)裂縫，此時(shí)結(jié)構(gòu)就進(jìn)入彈塑性工作階段，如果仍然按照彈性假定來分析的話，在計(jì)算內(nèi)力和位移時(shí)就可能出現(xiàn)錯(cuò)誤，無法真實(shí)反映結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)，需要改用彈塑性動(dòng)力分析方法。

(2)小變形假定。這也是實(shí)踐中采用較多的一種基本假定方法。在這種假定下進(jìn)行分析設(shè)計(jì)時(shí)，有可能受到幾何非線性問題(P-效應(yīng))的影響，研究發(fā)現(xiàn)，如果建筑物頂點(diǎn)水平位移和建筑物高度H之間的比值/H>1/500時(shí)，就要注意P-效應(yīng)的影響。

(3)剛性樓板假定。許多高層建筑在結(jié)構(gòu)分析時(shí)通常都假定樓板在自身平面內(nèi)具有無限大的剛度，并忽略平面外的剛度，這樣不僅在很大程度上減少了結(jié)構(gòu)方面的自由度，使得計(jì)算更為簡(jiǎn)便，也為空間薄壁杠桿理論的采用提供了便利。通常說來，這種假定在框架結(jié)構(gòu)體系和剪力墻結(jié)構(gòu)體系時(shí)非常適用的，但是對(duì)豎向剛度有突變的結(jié)構(gòu)來說，由于樓板剛度比較小，并且主要抗側(cè)力構(gòu)件存在層數(shù)偏少或間距過大的情況，這樣樓板就有較大的變形，在結(jié)構(gòu)頂部和底部的各層內(nèi)力和位移上的影響也尤為明顯，此時(shí)就需要對(duì)這些樓層的剪力作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以避免不利影響的發(fā)生。

(4)計(jì)算圖形的假定。由于二位協(xié)同分析方法忽略了抗側(cè)力構(gòu)件平面外的剛度和扭轉(zhuǎn)剛度，并且對(duì)公共節(jié)點(diǎn)在樓面以外的唯一協(xié)調(diào)(主要是豎向位移和轉(zhuǎn)角的協(xié)調(diào))也缺乏考慮，因此具有缺陷性，尤其是用在空間工作性能明顯的筒體結(jié)構(gòu)中。為了解決這一問題，高層建筑結(jié)構(gòu)主要使用三維空間分析作為整體分析的計(jì)算機(jī)圖形，因?yàn)槿S空間分析的普通桿單元每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有6個(gè)自由度，按符拉索夫薄壁桿理論進(jìn)行分析的桿端節(jié)點(diǎn)還需要考慮截面翹曲,具有7個(gè)自由度，這就使得分析更加準(zhǔn)確。

3. 2高層建筑結(jié)構(gòu)靜力分析方法

(1)框架-剪力墻結(jié)構(gòu)?？蚣?剪力墻結(jié)構(gòu)在內(nèi)力和位移計(jì)算時(shí)有很多方法可以選擇，實(shí)踐中應(yīng)用較多的是連梁連續(xù)化假定方法。通過以剪力墻和框架水平位移或轉(zhuǎn)角相等的位移協(xié)調(diào)為條件，提取參數(shù)并建立位移和外荷載之間的微分方程，并帶入相關(guān)數(shù)據(jù)來求解，因?yàn)榭紤]因素和采用未知量的不同，不同的方法也有不同的解答形式。這種結(jié)構(gòu)在計(jì)算中，一般將結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化成等效壁式框架，建立桿系結(jié)構(gòu)矩陣位移法來求解。

(2)剪力墻結(jié)構(gòu)。由于剪力墻的受力特性和變形狀態(tài)主要由剪力墻的開洞情況決定，根據(jù)受力特性的不同，可以將單片剪力墻分為聯(lián)肢墻、單肢墻、特殊開洞墻、框架墻和小開口整體墻等類型。不同類型的剪力墻截面應(yīng)力分布不盡相同，因此，要結(jié)合具體類型來計(jì)算內(nèi)力和位移。在機(jī)算中，可以通過平面有限單元法，這種方法具有計(jì)算精確和適用性廣的優(yōu)點(diǎn)，但是由于算法復(fù)雜，自由度多，耗時(shí)較長(zhǎng)，因此目前主要用于應(yīng)力分不復(fù)雜的剪力墻結(jié)構(gòu)中，比如特殊開洞墻和框架墻過渡層。

(3)筒體結(jié)構(gòu)。按照對(duì)計(jì)算機(jī)模型處理方法的不同，筒體結(jié)構(gòu)有三種分析方法：等效離散化方法、等效連續(xù)化方法和三維空間分析等效離散化方法是把連續(xù)的墻體離散成等效的杠桿，以方便適用合適的桿系結(jié)構(gòu)方法進(jìn)行分析。所謂等效連續(xù)化方法是指將結(jié)構(gòu)中離散鋼桿件進(jìn)行等效連續(xù)化處理，具體方法有有限條法、能量法、擬殼法、框筒近似解法和微分方程解法等。三維空間分析法是比以上兩者更加精確的計(jì)算機(jī)模型方法，主要通過空間桿－薄壁桿系矩陣位移法來實(shí)現(xiàn)，目前這種方法多應(yīng)用在筒體結(jié)構(gòu)體系的分析上，也是工程中廣泛使用的模型方法。

參考文獻(xiàn)：

[1] 肖峻. 高層建筑結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)[J]. 中華建設(shè),2008(12).

[2] 梁德. 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析[J]. 建材技術(shù)與應(yīng)用,2009(6).

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文第4篇

關(guān)鍵詞：高層建筑；設(shè)計(jì)；對(duì)策

1.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的意義及依據(jù)

1.1 概念設(shè)計(jì)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(jìn)的設(shè)計(jì)，發(fā)揮結(jié)構(gòu)的功能并取得與經(jīng)濟(jì)性的協(xié)調(diào)，更好地解決構(gòu)造處理，用概念設(shè)計(jì)來判斷計(jì)算設(shè)計(jì)的合理性。

1.2 概念設(shè)計(jì)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(jì)和構(gòu)造處理原則，計(jì)算程序的力學(xué)模型和功能，吸取或不斷積累的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

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

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jī)電管道的設(shè)置、施工技術(shù)的要求、施工工期長(zhǎng)短和投資造價(jià)的高低等。其主要特點(diǎn)有；

2.1水平力是設(shè)計(jì)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(jì)。而在高層建筑中，盡管豎向荷載仍對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生重要影響，但水平荷載卻起著決定性作用。因?yàn)榻ㄖ灾睾蜆敲媸褂煤奢d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(duì)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(duì)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(dòng)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(jì)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(jì)要求更高

有抗震設(shè)防的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，除要考慮正常使用時(shí)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(huì)對(duì)連續(xù)梁彎矩產(chǎn)生影響，造成連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值減小，跨中正彎矩之和端支座負(fù)彎矩值增大；還會(huì)對(duì)預(yù)制構(gòu)件的下料長(zhǎng)度產(chǎn)生影響，要求根據(jù)軸向變形計(jì)算值，對(duì)下料長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整；另外對(duì)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(huì)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(jì)指標(biāo)

相對(duì)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(jìn)入塑性變形階段后仍具有較強(qiáng)的變形能力，避免倒塌，特別需要在構(gòu)造上采取恰當(dāng)?shù)拇胧瑏肀ＷC結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。

3.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題分析及對(duì)策

3.1提倡節(jié)約

我國(guó)是發(fā)展中國(guó)家，還是要盡量提倡節(jié)約，目前我國(guó)規(guī)范中的構(gòu)造要求，并非都比國(guó)外低，有的已經(jīng)超過。國(guó)外大企業(yè)在北京買了按我國(guó)規(guī)范設(shè)計(jì)的大樓，說明我國(guó)規(guī)范不是進(jìn)不了國(guó)際市場(chǎng)?，F(xiàn)在對(duì)安全度進(jìn)行討論，應(yīng)注意不要引起誤導(dǎo)，千萬不要誤解提高建筑結(jié)構(gòu)安全度建筑物就安全了，造成不必要的浪費(fèi)。實(shí)踐已經(jīng)證明，現(xiàn)行規(guī)范安全度是可以接受的。這是重要的經(jīng)驗(yàn)，不能輕易放棄。但考慮到客觀形勢(shì)變化，國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力增強(qiáng)和住宅制度改革現(xiàn)狀，可以將現(xiàn)行設(shè)計(jì)可靠度水平適當(dāng)提高一點(diǎn)。這樣投入不大，卻對(duì)國(guó)家總體和長(zhǎng)遠(yuǎn)利益有利。

3.2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(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)高層建筑的超高問題，在新規(guī)范中不但把原來限制的高度規(guī)定為 A級(jí)高度，并且增加了 B 級(jí)高度，使得高層建筑結(jié)構(gòu)處理設(shè)計(jì)方法和措施都有了改進(jìn)。實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)類型的改變對(duì)高層超高問題的忽略，在施工審圖時(shí)將不予通過，應(yīng)該重新進(jìn)行設(shè)計(jì)或者進(jìn)行專家會(huì)議的論證等。在這種情況下，整個(gè)建筑工程的造價(jià)和工期都會(huì)受到極大的影響。

3.3考慮受力性能

對(duì)于一個(gè)建筑物最初的方案設(shè)計(jì)，建筑師考慮更多的是它的空間組成特點(diǎn)，而不是詳細(xì)地確定它的具體結(jié)構(gòu)。建筑物底面對(duì)建筑物空間形式的豎向穩(wěn)定和水平方向的穩(wěn)定都是非常重要的。由于建筑物是由一些大而重的構(gòu)件所組成的，因此結(jié)構(gòu)必須能將它本身的重量傳至地面，結(jié)構(gòu)的荷載總是向下作用于地面的，而建筑設(shè)計(jì)的一個(gè)基本要求就是要搞清楚所選擇的體系中向下的作用力與地基土的承載力之間的關(guān)系，所以，在建筑設(shè)計(jì)的方案階段，就必須對(duì)主要的承重柱和承重墻的數(shù)量與分布作出總體設(shè)想。

3.4提倡使用概念設(shè)計(jì)

所謂的概念設(shè)計(jì)一般指不經(jīng)數(shù)值計(jì)算，尤其在一些難以作出精確理性分析或在規(guī)范中難以規(guī)定的問題中，依據(jù)整體結(jié)構(gòu)體系與分體系之間的力學(xué)關(guān)系、結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理、震害、試驗(yàn)現(xiàn)象和工程經(jīng)驗(yàn)所獲得的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想。從整體的角度來確定建筑結(jié)構(gòu)的總體布置和抗震細(xì)部措施的宏觀控制。運(yùn)用概念性近似估算方法，可以在建筑設(shè)計(jì)的方案階段迅速、有效地對(duì)結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行構(gòu)思、比較與選擇，易于手算。所得方案往往概念清晰、定性正確，避免后期設(shè)計(jì)階段一些不必要的繁瑣運(yùn)算，具有較好的經(jīng)濟(jì)可靠性能。同時(shí)，也是判斷計(jì)算機(jī)內(nèi)力分析輸出數(shù)據(jù)可靠與否的主要依據(jù)。近十余年來我國(guó)的高層建筑建設(shè)可謂突飛猛進(jìn)，其建設(shè)速度和建造數(shù)量在世界建筑史上都是少有的。但是，從設(shè)計(jì)質(zhì)量方面來看卻不容樂觀，多數(shù)設(shè)計(jì)追趕流行時(shí)尚，因此在實(shí)際中應(yīng)考慮長(zhǎng)遠(yuǎn)因素。

3.5 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。

3.6 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)嵌固端的設(shè)置

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

3.7 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。

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文第5篇

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

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

高層建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

高層建筑結(jié)構(gòu)不但承受著來自垂直方向的荷載，同時(shí)也承受著來自外界的風(fēng)產(chǎn)生的水平方向的荷載，同時(shí)建筑抵抗地震的能力也有要求。一般來說，在高層建筑中，影響因素主要是外界風(fēng)產(chǎn)生的水平方向的荷載和地震兩個(gè)方面，而低層建筑結(jié)構(gòu)水平方向?qū)Ω邔咏ㄖY(jié)構(gòu)的影響較弱。隨著不斷增加的建筑物高度，會(huì)加快高層建筑的位移，同時(shí)過大的高層建筑側(cè)移不但影響建筑物的使用，同時(shí)還會(huì)影響人的舒適度，導(dǎo)致很容易損壞非結(jié)構(gòu)構(gòu)件以及結(jié)構(gòu)構(gòu)件。因此，在設(shè)計(jì)高層建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，要在規(guī)定的范圍之內(nèi)控制好側(cè)移，做好抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的核心。

建筑對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的新要求

個(gè)性化戶型內(nèi)部空間

隨著科學(xué)時(shí)代的進(jìn)步，人們?cè)絹碓阶⒅貞粜偷膬?nèi)部結(jié)構(gòu)。每一位業(yè)主，都有個(gè)性化的審美意識(shí)和思維方法，而且在不同的時(shí)期，住戶的想法和對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的要求都各有不同。建筑對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的新要求，表現(xiàn)在多考慮到了住戶所需要的建筑內(nèi)部空間劃分、建筑分戶墻、樓梯間以及固定的廚房和衛(wèi)生間的權(quán)利。布置豎向受力構(gòu)件，衛(wèi)生間要和受力構(gòu)件隔墻結(jié)合設(shè)置，防止出現(xiàn)在戶型的內(nèi)部，造成阻礙和影響美觀。這樣就能在進(jìn)深和開間兩個(gè)方向保有比較大的靈活性，也考慮到了承重墻的隔音。設(shè)置外墻部位的墻、梁、柱，都要考慮到窗戶的靈活性，為窗戶的布置創(chuàng)造一定的條件。設(shè)計(jì)樓板，也要充分考慮調(diào)整隔墻的位置。

節(jié)省資金和材料

由于能源、土地以及材料價(jià)格的不斷上漲，開發(fā)商為了減少一定的利益損耗，就開始注重在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)資金和材料的節(jié)省。節(jié)省資金和材料的設(shè)計(jì)開支，就可以將多余的資金應(yīng)用于其他的發(fā)展方面。倘若從根本上做到經(jīng)濟(jì)節(jié)省，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員就要對(duì)民用建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)進(jìn)行總體的掌握。概念設(shè)計(jì)需要工作經(jīng)驗(yàn)和理論知識(shí)的依據(jù)，并結(jié)合建筑功能要求與建筑工程的相關(guān)條件，用整體的概念在特定的建筑空間中完成結(jié)構(gòu)總體方案的設(shè)計(jì)，處理結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)，構(gòu)件與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。

常用高層建筑結(jié)構(gòu)體系受力特點(diǎn)分析比較

框架結(jié)構(gòu)

框架結(jié)構(gòu)體系是由基礎(chǔ)、柱、梁、樓板這4種承重構(gòu)件所組成的。柱、梁與基礎(chǔ)一起構(gòu)成平面框架，是主要的承重結(jié)構(gòu)。靈活布置框架結(jié)構(gòu)建筑平面，可以方便建筑立面處理，同時(shí)形成較大的建筑空間；抗震性、整體性能好，具有很好的塑性變形能力。然而，由于框架結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度小，當(dāng)層數(shù)過多時(shí)，會(huì)產(chǎn)生過大的側(cè)移，進(jìn)而對(duì)框架結(jié)構(gòu)的建造高度有了限制。

框架一剪力墻結(jié)構(gòu)

框架一剪力墻結(jié)構(gòu)體系是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中經(jīng)常采用的一種結(jié)構(gòu)體系，就是把剪力墻與框架兩種結(jié)構(gòu)共同組合在一起形成的結(jié)構(gòu)體系，豎向荷載由剪力墻與框架等豎向承重單體共同承擔(dān)，水平荷載則主要由具有較大剛度的抗側(cè)力的剪力墻來承擔(dān)。設(shè)置剪力墻，大大的增加了高層建筑結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力剛度，致使其水平側(cè)向位移大幅減?。徊⑶?，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作使各層層間變形趨于均勻，因此框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系的建筑能建高度要明顯高于框架結(jié)構(gòu)。

剪力墻結(jié)構(gòu)

由豎向荷載的結(jié)構(gòu)體系與墻體承受全部水平作用稱為剪力墻結(jié)構(gòu)體系。剪力墻結(jié)構(gòu)體系是一種剛性結(jié)構(gòu)，具有傳力直接、均勻的特點(diǎn)。其結(jié)構(gòu)的剛度與強(qiáng)度相對(duì)較高，然而而且也具有一定的延性。

筒體結(jié)構(gòu)

筒體結(jié)構(gòu)是由筒體為主的結(jié)構(gòu)。筒體結(jié)構(gòu)體系的高層建筑結(jié)構(gòu)具有非常大的剛度與強(qiáng)度，結(jié)構(gòu)體系中各構(gòu)件的受力分配合理，抗震、抗風(fēng)性能相對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)更強(qiáng)，常常應(yīng)用于大跨度、大空間要求的高層、超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。

高層建筑結(jié)構(gòu)分析方法分析

計(jì)算分析基本假定

1、小變形假定

高層建筑結(jié)構(gòu)實(shí)用分析方法中普遍采用的基本假定是小變形假定。對(duì)非線性幾何問題的研究表明：當(dāng)建筑物高度和頂點(diǎn)水平位移的比值大于 1/500 的時(shí)候，就一定要重視非線性幾何問題的影響。

2、剛性樓板假定

很多高層建筑結(jié)構(gòu)的分析方法都假定樓板在自身平面內(nèi)的剛度無限大，而平面外的剛度則忽略不計(jì)。一般來說，剛性樓板假定對(duì)剪力墻體系與框架體系是完全可以的。然而，對(duì)于豎向剛度有突變的結(jié)構(gòu)，樓板剛度較小，主要層數(shù)較少或是抗側(cè)力構(gòu)件間距過大等情況，樓板變形的就會(huì)較大。尤其是對(duì)結(jié)構(gòu)頂部與底部位移與各層內(nèi)力的影響非常明顯。考慮這種影響，可將這些樓層的剪力作適當(dāng)調(diào)整。

3、彈性假定

使用的彈性計(jì)算方法是當(dāng)前實(shí)用的高層建筑結(jié)構(gòu)分析方法。這一假定符合建筑結(jié)構(gòu)的工作狀況，由于在一般風(fēng)力作用下，建筑結(jié)構(gòu)一般都處于彈性工作階段。然而在強(qiáng)臺(tái)風(fēng)或遭受地震作用時(shí)，常常會(huì)產(chǎn)生很大的位移，進(jìn)入到彈塑性工作階段。此時(shí)仍按彈性方法計(jì)算位移與內(nèi)力時(shí)，對(duì)不能反映結(jié)構(gòu)的真實(shí)工作狀態(tài)的，應(yīng)按彈塑性動(dòng)力分析方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。

4、計(jì)算圖形的假定

高層建筑結(jié)構(gòu)體系整體分析采用的計(jì)算圖形有三種：①一維協(xié)同分析。②二維協(xié)同分析。③三維空間分析。三維空間分析的普通桿單元每一節(jié)點(diǎn)有 6 個(gè)自由度，按符拉索夫薄壁桿理論分析的桿端節(jié)點(diǎn)還應(yīng)考慮截面翹曲，有 7 個(gè)自由度。

高層建筑結(jié)構(gòu)的分析方法和計(jì)算原則

從理論上講，多高層建筑結(jié)構(gòu)并非理想彈塑性體，應(yīng)根據(jù)不同材料的結(jié)構(gòu)、不同的受力形式和受力階段，采用相應(yīng)的計(jì)算分析方法。一般包括線彈性分析方法、考慮塑性內(nèi)力重分布的分析方法、非線性(幾何非線性、材料非線性)分析方法等；對(duì)于體形復(fù)雜、結(jié)構(gòu)布置復(fù)雜的高層建筑結(jié)構(gòu)，模型試驗(yàn)分析也是一種重要的結(jié)構(gòu)分析方法。

線彈性分析方法是最基本的結(jié)構(gòu)分析方法，也是最成熟的方法，可用于所有高層建筑結(jié)構(gòu)體系的計(jì)算分析。理論分析、試驗(yàn)研究和工程實(shí)踐表明，在承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)下，線彈性分析結(jié)果可以滿足工程精度要求，保證結(jié)構(gòu)安全。

高層建筑結(jié)構(gòu)的新技術(shù)發(fā)展

推廣鋼結(jié)構(gòu)民用建筑

鋼結(jié)構(gòu)的自重輕，和磚混結(jié)構(gòu)相比，只是磚混結(jié)構(gòu)的65%左右。因此，在一定的程度上，減少了砂石土等基本材料的用量。不但可以適應(yīng)于軟弱的地基部位，而且在其他的地基條件下，也一樣可以減少基礎(chǔ)的造價(jià)。鋼結(jié)構(gòu)運(yùn)用于民用建筑中，不僅建筑的施工周期短，而且能夠加快資金的周轉(zhuǎn)，大大的提高投資的總體效益。另外，鋼結(jié)構(gòu)建筑還有很高的性價(jià)比，能夠利于可持續(xù)的發(fā)展、環(huán)境保護(hù)，而且對(duì)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展有一定的幫助，有利于環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

應(yīng)用預(yù)應(yīng)力混凝土大板結(jié)構(gòu)技術(shù)

預(yù)應(yīng)力大板結(jié)構(gòu)是布置明梁在柱與柱之間，采用預(yù)應(yīng)力大板設(shè)置樓板。預(yù)應(yīng)力大板上可以直接的布置一套隔墻的結(jié)構(gòu)體系。隨著不斷成熟的應(yīng)力技術(shù)的發(fā)展，預(yù)應(yīng)力的施工費(fèi)和材料也在不斷的下降。我國(guó)高層建筑中的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)使用預(yù)應(yīng)力的技術(shù)情況也逐漸增多。在預(yù)應(yīng)力大板結(jié)構(gòu)中，常在建筑方面避免了比較難看的室內(nèi)次梁模式，使原本的住宅建筑的平面布置更靈活，也有利于處于二次裝修時(shí)，改造室內(nèi)布局，滿足住戶的個(gè)性需求。

結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)也步入了多樣化，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)直接關(guān)系到建筑質(zhì)量的好壞，隨著建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展，不斷推廣與應(yīng)用新的設(shè)計(jì)技術(shù)，從而為人們提供良好舒適、安全的居住條件。

參考文獻(xiàn)