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高層建筑的概念范文第1篇

中圖分類號：TU2文獻標識碼：A 文章編號：abstract：The high-rise building design, can't just pay attention to the building itself the creation of the facade, and should with the scale of the people for reference coefficient, fully consider people observe viewpoints, the sights, perspective, and high building use close degree, from the macro environment of the city to the microscopic texture of the materials to create a good design of the scale of the feeling, of the high-rise building is divided into five kinds of main external scale scale: the city scale, the overall scale, streets scale, scale, detail scales approach.

Keywords: architectural design, scale, concepts, plan, the top

伴隨高層建筑外部造型設(shè)計多以追求建筑形象的新、奇、特為目標，每棟高層都想表現(xiàn)自己，突出自我，而這樣做的結(jié)果只能使整個城市顯得紛繁無序、生硬，建筑個體外部體量失衡，缺乏親近感，拒人于千里之外。造成這種現(xiàn)象的主要原因是缺乏對高層建筑的外部尺度的認真仔細推敲，因此，對高層建筑的外部尺度的研究是很有必要的。 首先定義一下尺度，所謂的尺度就是在不同空間范圍內(nèi)，建筑的整體及各構(gòu)成要素使人產(chǎn)生的感覺，是建筑物的整體或局部給人的大小印象與其真實大小之間的關(guān)系問題。它包括建筑形體的長度、寬度、整體與城市、整體與整體、整體與部分、部分與部分之間的比例關(guān)系，及對行為主體人產(chǎn)生的心理影響。講到尺度時應(yīng)注意它與尺寸之間的區(qū)別，尺度一般不是指建筑物或要素的真實尺寸，而是表達一種關(guān)系及其給人的感覺，尺寸是用度量單位。高層建筑設(shè)計時，不能只單單重視建筑本身的立面造型的創(chuàng)造，而應(yīng)以人的尺度為參考系數(shù)，充分考慮人觀察視點、視距、視角，和高層建筑使用親近度，從宏觀的城市環(huán)境到微觀的材料質(zhì)感的設(shè)計都要創(chuàng)造良好的尺度感，把高層建筑的外部尺度分為五種主要尺度：城市尺度、整體尺度、街道尺度、近人尺度、細部尺度。1.高層建筑設(shè)計中的外部尺度1.1城市尺度高層建筑是一座城市有機組成部分，因其體量巨大，高度很大，是城市的重要景點，對城市產(chǎn)生重大的影響。從對城市整體影響的角度來看，表現(xiàn)在高層建筑對城市天際輪廓線的影響，城市的天際輪廓線有實、虛之分，實的天際線即是建筑物的輪廓，虛的天際線是建筑物頂部之間連接的光滑曲線，高層建筑在城市天際線創(chuàng)造中起著重要的作用，因城市的天際輪廓線從一個城市很遠的地方就可以看見，也是一座城市給一個進入它的人第一印象。因此，高層建筑尺度的確定應(yīng)與整個城市的尺度相一致，而不能脫離城市，自我夸耀，唯我獨尊，不利于優(yōu)美、良好天際線的形成，直接影響到城市景觀。高層建筑對城市局部或部分產(chǎn)生的影響，是指從市內(nèi)比較開闊的地方，如：廣場、干道、開放的水系和綠地所看到的天際線，也直接影響人民的日常生活。因此，城市天際輪廓線不僅影響人從城市所看的景觀，也直接影響到市內(nèi)居民的生活與視覺觀賞。1.2整體尺度整體尺度是指高層建筑各構(gòu)成部分，如：裙房、主體和頂部等主要體塊之間的相互關(guān)系及給人的感覺。整體尺度是設(shè)計師十分注重的，關(guān)于建筑的整體尺度的均衡理論有許多種，但都強調(diào)整體尺度均衡的重要性。面對一棟建筑物時，人的本能渴望是能把握該棟建筑物的秩序或規(guī)律，如果得到這一點，就會認為這一建筑物容易理解和掌握，若不能得到這一點，人對該建筑物的感知就會是一些毫無意義的混亂和不安。因此，建筑物的整體尺度的掌握是十分重要的，在設(shè)計時要注意下面的兩點：1.2.1各部分尺度比例的協(xié)調(diào)高層建筑一般由三個部分組成的——裙房、主體和頂部，也有些建筑在設(shè)計中加入了活躍元，以使整棟建筑造型生動活躍起來。一個造型美的高層建筑是建立在很好地處理了這幾個部分之間的尺度關(guān)系，而這三個部分尺度的確定，應(yīng)有一個統(tǒng)一的尺度參考系（如把建筑的一層或幾層的高度作為參考系），不能每一部分的尺度參考系都不同，這樣易使整個建筑含糊、難以把握。1.2.2高層建筑中各部分細部尺度應(yīng)有層次性高層建筑各部分細部尺度的劃分是建立在整體尺度的基礎(chǔ)上的，各個主要部分應(yīng)有更細的劃分，尺度具有等級性，才能使各個部分造型構(gòu)成豐富。尺度等級最高部分為高層建筑的某一整個部分（裙房、主體和頂部），最低部分通常采用層高、開間的尺寸、窗戶、陽臺等這些為人們所熟知的尺寸，使人們觀察該建筑時很容易把握該部分的尺度大小。一般在最高和最低等級之間還有1～2個尺度等級，也不易過多，太多易使建筑造型復雜而難以把握。1.3街道尺度街道尺度是指高層建筑臨街面的尺度對街道行人的視覺影響。這是人對高層建筑近距離的感知，也是高層建筑設(shè)計中重要的一環(huán)。臨近街道的高層建筑部分的尺度確定，主要考慮到街道行人的舒適度，高層建筑主體因為尺度過大，易向后退，使底層的裙房置于沿街部分，減少了高層建筑對街道的壓迫感。例如：上海南京路兩邊的高層建筑置于后面，裙房置于前使兩側(cè)的建筑高度與街道的寬度的比例為1∶12，形成良好的購物環(huán)境。為了保持街道空間及視覺的連續(xù)性，高層建筑臨街面應(yīng)與沿街的其他建筑相一致，宜有所呼應(yīng)。如：在新加坡老區(qū)和改建后的一條干道的兩側(cè)，為了不致造成新區(qū)高層和老區(qū)低層截然分開，沿新區(qū)一側(cè)作了和老區(qū)房屋高度相同中相似的裙房，高層稍后退，形態(tài)效果良好的對話關(guān)系。

1.4近人尺度

近人尺度是指高層建筑最底部分及建筑物的出入口的尺寸給人的感覺。這部分經(jīng)常為使用者所接觸，也易被人們仔細觀察，也是人們對建筑直接感觸的重要部分。其尺度設(shè)計應(yīng)以人的尺度為參考系，不宜過大或過小，過大易使建筑缺少親近性，過小則減小了建筑的尺度感，使建筑猶如玩具。

1.在近人尺度處理中，應(yīng)特別注意建筑底層及入口的柱子、墻面的尺度劃分，檐口、門、窗及裝飾的處理，使其尺度感比以上幾個部分更細。對入口部分及建筑周邊空間加以限定，創(chuàng)造一個由街道到建筑的過渡緩沖的空間，使人的心理有一個逐漸變化的過程。如：上海圖書館門前采用柱廊的形式，使出入館的人有一個過渡區(qū)，這樣使建筑更具有近人及親人性。

2.高層建筑外部尺度設(shè)計的原則

2.1建筑與城市環(huán)境在尺度上的統(tǒng)一 。注意高層建筑布置對城市輪廓線的影響，因為在城市輪廓線的組織中，起最大作用的是建筑物，特別是高層建筑，因而它的布置應(yīng)遵行有機統(tǒng)一的原則進行布置：（1）高層建筑聚集在一起布置，可以形成城市的“冠”，但為避免其相互干擾，可以采用一系列不同的高度，或雖采用相仿高度，但彼此間距適當，組成有關(guān)的構(gòu)圖。也可以單棟高層建筑布置在道路轉(zhuǎn)彎處，以豐富行人的視覺觀賞。（2）若高層建筑彼此間毫無關(guān)系，隨處隨地而起不到向心的凝聚感，則不會產(chǎn)生令人滿意的和諧整體。（3）高層建筑的頂部不應(yīng)雷同或減少雷同，因為這會極大影響輪廓線的優(yōu)美感。

2.2同一高層建筑形象中，尺度要有序。高層建筑設(shè)計時，應(yīng)充分考慮建筑的城市尺度、整體尺度、街道尺度、近人尺度、細部尺度這一尺度的序列，在某一尺度設(shè)計中要遵守尺度的統(tǒng)一性，不能把幾種尺度混淆使用，才能保證高層建筑物與城市之間、整體與局部之間、局部與局部之間及與人之間保持良好的有機統(tǒng)一。

高層建筑的概念范文第2篇

關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)概念設(shè)計；特點；抗震

中圖分類號：TU208文獻標識碼： A

近年來我國建筑行業(yè)迅猛發(fā)展，建筑設(shè)計水平也有了很大的提高，一個社會發(fā)展的快慢已經(jīng)漸漸地體現(xiàn)在建筑水平的高低，大量的工程實踐證明：對于高層超高層建筑來說，由建筑師和結(jié)構(gòu)工程師的緊密合作在設(shè)計前期運用結(jié)構(gòu)概念，對建筑的結(jié)構(gòu)體系有選擇性的比較，就能設(shè)計出性能較好、經(jīng)濟效益高、讓人滿意的建筑結(jié)構(gòu)方案，為建筑工程施工打下堅實的基礎(chǔ)。本文從高層建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計出發(fā)，結(jié)合結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計，給出了一些高層建筑概念設(shè)計的方法和措施。

一、建筑結(jié)構(gòu)概念與高層建筑結(jié)構(gòu)的受力性能

建筑所表現(xiàn)的是空間的概念和狀態(tài)，它是周圍總體環(huán)境的表現(xiàn)形式，建筑設(shè)計師必須靈活的運用物質(zhì)性的、活動性的和象征性的空間表現(xiàn)形式，以期望能夠達到一個科學的、令人滿意的環(huán)境感。建筑設(shè)計師對于一個建筑物最初的方案設(shè)計，應(yīng)該考慮其空間組成多一點，對于空間形式的整體感想，又必須基于建筑形式中負荷和受力之間的一些準則，這就是所說的結(jié)構(gòu)概念，主要包括三個方面：一是固定在地面上的空間形式；二是具有質(zhì)量與荷載能力的空間形式；三是能夠抵抗水平風力與地震的空間形式。

建筑物空間形式豎向的穩(wěn)定性和水平的穩(wěn)定性容易受到建筑物底面的影響，建筑物都是由一些體積比較大和重量比較重的構(gòu)件組成，為了能夠保持建筑物的穩(wěn)定性和安全性，[1]能夠?qū)⑵渲亓哭D(zhuǎn)移到地面上，結(jié)構(gòu)的作用力總是作用在地面上的。

低層、多層和高層建筑，它們豎向和水平方向的結(jié)構(gòu)體系基本上都是同一個設(shè)計原理，然而，隨著高度和層數(shù)的不斷增加，豎向結(jié)構(gòu)體系漸漸地成為了結(jié)構(gòu)設(shè)計中的控制要素，有兩方面的原因：一是隨著垂直負載的增大，就必須要有相對應(yīng)的柱體、墻壁；二是側(cè)向力的傾覆力矩和所產(chǎn)生的的剪切變形比較大。側(cè)向荷載對建筑物的影響是隨著建筑物的高度極具增大。比如，在相同的外部條件下，在同等風力的作用下，建筑物基底的傾覆力矩基本上是與建筑物高度的平方成正比的，然而其頂部的側(cè)向位移則不是這樣，而是與建筑物高度的四次方成正比，那么地震的影響就會更加的明顯。所以，不僅僅是抗剪切力，而且還要考慮整體抗彎能力和抗變形能力在高層建筑的設(shè)計中，高層建筑的結(jié)構(gòu)概念設(shè)計與受力性能有很大的聯(lián)系。

二、高層建筑結(jié)構(gòu)一般性概念設(shè)計

一般建筑物的結(jié)構(gòu)成分都是由混凝土和鋼材構(gòu)成，如果我們可以遵循以下設(shè)計原理和原則，按照高層建筑結(jié)構(gòu)概念合理的、客觀的進行結(jié)構(gòu)布置，就能夠達到增加高層建筑抵抗變形能力的目的：一是適當?shù)陌芽箯澖Y(jié)構(gòu)體系的寬度加大，這樣可以有效的減小水平力產(chǎn)生的傾覆力矩，在其他的條件相同的情況下，根據(jù)工程實踐表明，變形的減少是按照寬度增加的三次方減少的。二是增大承受主要荷載構(gòu)件的有效截面積。[2]接由主要抗彎構(gòu)件來承受大部分的垂直負荷，讓主要的抗傾覆構(gòu)件能夠受到預壓而使建筑物在傾覆拉力的影響下能夠保持房屋的穩(wěn)定性。四是利用實心墻或者斜撐構(gòu)件布置在豎向結(jié)構(gòu)體系中，這樣可以有效的抵抗樓層的部分剪切力，如果抗剪全部用完全受彎的豎向構(gòu)件需要花費很大的成本，它比用實心墻或者斜撐構(gòu)件所要的材料多和花費的施工時間長，這是不經(jīng)濟、不科學的。

三、高層建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計中的抗震概念設(shè)計

由于地震動對高層建筑的影響具有不確定性，因此，建筑結(jié)構(gòu)計算出來的模型的假設(shè)與實際的地震工況有很大的差異，所幸的是地震動又具有一定的規(guī)律性。高層建筑的抗震設(shè)計，少不了建筑工程師與結(jié)構(gòu)工程師之間的配合，僅僅依賴計算設(shè)計是不行的，在很大程度上主要還是取決于一個良好的抗震結(jié)構(gòu)概念的設(shè)計，它主要包括建筑設(shè)計結(jié)構(gòu)的規(guī)則性、合理的結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)的延性，前兩者必須要經(jīng)過有經(jīng)驗的、有抗震設(shè)計能力的建筑師與結(jié)構(gòu)師共同討論出幾種可供參考的結(jié)構(gòu)形式，在實際運用中，根據(jù)實地考察和勘查，再結(jié)合項目現(xiàn)場的地理環(huán)境因素，選擇科學合理的結(jié)構(gòu)形式。

（一）關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性

在高層建筑抗震設(shè)計中首先要考慮的是高層建筑的體形是否對抗震有利，由于結(jié)構(gòu)設(shè)計要考慮的因素許多，導致常常會出現(xiàn)布置的結(jié)構(gòu)不規(guī)則，它容易增加結(jié)構(gòu)性能的復雜化，如果建筑師和結(jié)構(gòu)工程師沒有很好地考慮到這點，很可能會出現(xiàn)嚴重的問題，甚至是建筑物倒塌。[3]性能的正確理解和分析是識別不規(guī)則結(jié)構(gòu)布置的基礎(chǔ)，同時也是采取合理的補救措施來減少甚至是避免因結(jié)構(gòu)布置不規(guī)則而引起的負面影響的重點。

建筑形狀要做到規(guī)則和簡單，地震對簡單和規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)造成的破壞相對而言是比較小的，簡單的結(jié)構(gòu)容易分析其受力性能和在受到地震影響下的反應(yīng)，它的內(nèi)力分布規(guī)律也容易找出。建筑結(jié)構(gòu)盡量做到對稱，由于建筑物的剛度和質(zhì)量分布的不對稱，在受到地震影響時，往往會發(fā)生扭轉(zhuǎn)性破壞。在實際情況中，往往是做不到這點的，因為建筑構(gòu)件的強度和剛度一般不會對稱，建筑物的質(zhì)量偏離中心等等。開設(shè)洞口要整齊，往往需要在建筑物上面開設(shè)門、窗、管道等，由于這些洞口的不規(guī)則和不整齊，大大地削弱了整體結(jié)構(gòu)的強度和剛度，這在設(shè)計初期應(yīng)該引起重視。防震縫的設(shè)置在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中是必須要考慮的一項工作，由于它在一定程度上影響了建筑物的立面效果，所以一般要根據(jù)具體的實際情況來決定是否必須要設(shè)置防震縫，根據(jù)建筑物的體形和結(jié)構(gòu)體系的不同，所要設(shè)定的防震縫也是不一樣的，不建議每個建筑物都設(shè)定，也不提倡都不設(shè)定；防震縫一定要分的徹底，連的牢固，切忌似分不分、似連不連。

（二）關(guān)于高層建筑抗震結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計

高層建筑抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)該符合下面幾種原則：一是要有科學合理的地震作用轉(zhuǎn)移途徑和經(jīng)過準確、細致的計算簡圖，這兩者是不可缺少的，前者可以在地震發(fā)生時減少地震對高層建筑的破壞，而后者可以設(shè)計出最佳的抗震結(jié)構(gòu)體系；二是要設(shè)置多道抗震防線，以防止由于某個單一的構(gòu)件受到破壞而使得整個抗震體系失去抗震能力或者是對重量負荷的承載能力；三是抗震結(jié)構(gòu)體系要具備一定的強度，結(jié)構(gòu)構(gòu)件要有較好的變形能力，采用的材料要有良好的吸能耗能能力，吸能和耗能主要就是靠塑性變形來達到，這就要求結(jié)構(gòu)構(gòu)件要有很好的延性，那么耗能能力就會有所提高，這樣構(gòu)件就不會發(fā)生脆性破壞，結(jié)構(gòu)也就不會出現(xiàn)失穩(wěn)和坍塌的問題。四是結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度和強度要分布合理，減少因局部削弱或者是突變而導致形成的薄弱部位的出現(xiàn)，比如說剪力墻應(yīng)該適宜、均勻、對稱的分布在建筑物兩邊附近和建筑平面形狀發(fā)生變化比較大的地方，而且剪力墻之間的間距不宜過大，也不宜太過集中，要分布適宜。

結(jié)語：綜上所述，高層建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計在高層建筑工程中是很重要的環(huán)節(jié)，主要就是處理好建筑空間布局與建筑結(jié)構(gòu)受力之間的一些問題。掌握了高層建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計，在高層建筑進行方案設(shè)計時，就能夠合理的進行結(jié)構(gòu)布局，抓住全局觀念，預見薄弱的環(huán)節(jié)，再通過詳細地分析和探討，降低和減少在高層建筑結(jié)構(gòu)體系設(shè)計中可能出現(xiàn)的問題，建造出更安全、更可靠、使用周期更長的建筑物。

參考文獻：

[1]李峰.高層建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計[J]. 山西建筑.2009（10）

高層建筑的概念范文第3篇

關(guān)鍵詞：框架剪力墻；短肢剪力墻；結(jié)構(gòu)選型；抗震性能；SATWE

中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號：

引言

結(jié)構(gòu)工程在建設(shè)項目是非常重要的,因為一般建筑工程成本中結(jié)構(gòu)部分所占比重占總造價的主要部分，而結(jié)構(gòu)工程中結(jié)構(gòu)選型是主要影響因素 ,一旦選擇不當,將很難實現(xiàn)精確的計算,甚至對結(jié)構(gòu)耐久性及安全性帶來無法彌補的缺陷. 建筑物進行良好的選型設(shè)計即進行抗震設(shè)計對于抵抗和防止地震危害具有重要的現(xiàn)實意義。

1工程簡介

重慶地區(qū)某幢辦公寫字樓，27層，層高為3.m，建筑物總高78m，長44m，寬17m，平面較規(guī)則，每層面積748m2，總面積20196m2，抗震設(shè)防烈度為6級，地震加速度為0.05g，50年一遇基本風壓為0.4KN/m2，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)為1.0，場地類別為Ⅱ類，地基土為三類土。設(shè)計中采用多層及高層建筑結(jié)構(gòu)三維分析與設(shè)計軟件程序SATWE，對以下擬采用的結(jié)構(gòu)方案進行了計算和比較。

2 擬采用結(jié)構(gòu)形式及其設(shè)計基本原則

2.1.框架剪力墻結(jié)構(gòu)

框剪結(jié)構(gòu)體系結(jié)合了剪力墻結(jié)構(gòu)穩(wěn)固以及框架結(jié)構(gòu)布局靈活的優(yōu)點。這種結(jié)構(gòu)體系主要由柱子來承受豎向荷載，通常在結(jié)構(gòu)邊角處以及樓梯間處布置一定數(shù)量的剪力墻并主要由這些剪力墻來提供結(jié)構(gòu)的剛度和抵抗水平荷載的能力。

2.2短肢剪力墻結(jié)構(gòu)

短肢剪力墻結(jié)構(gòu)是適用建筑要求形成的特殊的剪力墻結(jié)構(gòu)，根據(jù)建筑平面布置，在建筑物凹凸轉(zhuǎn)角處布置各種形式的短墻肢，主要形式有：T型、十字型、L型、Z型、一字型、Y型等（這樣可增加短肢墻抗扭和出平面外穩(wěn)定）。因采用這種結(jié)構(gòu)體系時，將中部的電梯間、樓梯間和管道井四周的剪力墻組成筒體結(jié)構(gòu)，四周布置短肢剪力墻，也可根據(jù)需要布置一些長肢墻，所以結(jié)構(gòu)布置極為靈活。

2.3普通剪力墻結(jié)構(gòu)

本方案的特點是依據(jù)建筑平面布局設(shè)置鋼筋混凝土抗震墻，對較長的墻開結(jié)構(gòu)洞將其分為聯(lián)肢墻，使各墻段的剛度均勻，由于抗震墻較多，可以構(gòu)成整體抗側(cè)力很強的體系，對較高建筑抗震特別有利。但若房屋高度不大，反而會造成因剛度過大而招致較大的地震作用，而且造價也會增大，并非是理想的方案。

3計算結(jié)果的比較分析

本工程用SATWE建模計算?？蚣芗袅Y(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)柱尺寸為1100×1100mm，兩端剪力墻厚度約250mm；短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中介設(shè)置約肢長1000mm長厚度約220厚短肢剪力墻，兩端剪力墻厚度約180mm，標準層平面分別如下：

框架剪力墻結(jié)構(gòu) 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)

計算所得數(shù)據(jù)如下表：

4計算結(jié)果分析

(1)從地震基地下剪力及地震傾覆力矩兩項指標來看，框剪結(jié)構(gòu)均大于短肢剪力墻結(jié)構(gòu)。說明短肢剪力墻結(jié)構(gòu)引起的地震作用較小，較有利于抗震，分析可能是由于框剪方案中剪力墻較厚較多從而招致了較大地震作用。

(2)周期比側(cè)重控制的是側(cè)向剛度與扭轉(zhuǎn)剛度之間的一種相對關(guān)系，它的目的是使抗側(cè)力構(gòu)件的平面布置更有效、更合理，使結(jié)構(gòu)不致于出現(xiàn)過大(相對于側(cè)移)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，減小扭轉(zhuǎn)對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不利影響，見新《高規(guī)》第3.4.5條及相應(yīng)的條文說明。兩方案均滿足規(guī)定：“結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一周期Tt與平動為主的第一周期T1 之比，A級高度高層建筑不應(yīng)大于0.9；B級高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及復雜高層建筑不應(yīng)大于0.85”的要求，且短肢剪力墻結(jié)構(gòu)周期比略小于框架剪力墻結(jié)構(gòu)，說明本方案短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)較小，結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件布置較合理。

(3)最大層間位移角是用來控制結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度的，從上表可以看出本工程中兩方案均滿足規(guī)范規(guī)定，框架剪力墻位移角小于1/800, 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)小于1/1000，且短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的最大層間位移角較小，說明其側(cè)向剛度較大！

(4)位移比主要為限制結(jié)構(gòu)平面布置的不規(guī)則性，以避免產(chǎn)生過大的偏心而導致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，見《抗規(guī)》第3.4.2條，《高規(guī)》JGJ3-2010第3.5.3條、3.4.5條及相應(yīng)的條文說明。從上表可以看出兩方案位移比都滿足規(guī)范規(guī)定：“樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移和層間位移，A、B級高度高層建筑均不宜大于該樓層平均值的1.2倍；且A級高度高層建筑不應(yīng)大于該樓層平均值的1.5倍，B級高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及復雜高層建筑，不應(yīng)大于該樓層平均值的1.4倍”，且相差不大，結(jié)構(gòu)平面布置規(guī)則性差不多。

(5)最小樓層抗剪承載力之比主要為限制結(jié)構(gòu)豎向布置的不規(guī)則性，避免樓層抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪承載能力沿豎向突變，形成薄弱層，見《抗規(guī)》第3.4.2條和《高規(guī)》JGJ3-2010第3.5.3條及相應(yīng)的條文說明；對于形成的薄弱層應(yīng)按《高規(guī)》第5.1.14條予以加強。從上表可以看出本方案中兩方案均滿足規(guī)定：“不宜小于其相鄰上一層受剪承載力的0.8,不應(yīng)小于0.6”，且短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的最小樓層抗剪承載力之比略小，說明其豎向布置的規(guī)則性較好。

(6)剛重比主要是控制在風荷載或水平地震作用下，重力荷載產(chǎn)生的二階效應(yīng)不致過大，避免結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)倒塌，見《高規(guī)》02版第5.4.1條和第5.4.4條及相應(yīng)的條文說明。從上表可以看出兩種結(jié)構(gòu)形式剛重比EJd/GH**2大于1.4，能夠通過高規(guī)(5.4.4)的整體穩(wěn)定驗算，剛重比EJd/GH**2大于2.7，可以不考慮重力二階效應(yīng)。

(7)剛度比主要為限制結(jié)構(gòu)豎向布置的不規(guī)則性，避免結(jié)構(gòu)剛度沿豎向突變，形成薄弱層，見《抗規(guī)》第3.4.2條，《高規(guī)》第4.4.3條及相應(yīng)的條文說明；對于形成的薄弱層則按《高規(guī)》第5. 1.14條予以加強。從上表可以看出兩種結(jié)構(gòu)形式剛度比相同，且能滿足規(guī)范要求的：“抗震設(shè)計的高層建筑結(jié)構(gòu)，其樓層側(cè)向剛度不宜小于相鄰上部樓層側(cè)向剛度的70%或其上相鄰三層側(cè)向剛度平均值的80%”。

從經(jīng)濟性上進行分析，粗略估計，兩方案鋼筋及混凝土用量差不多；從適用性，美觀性上分析，本方案中框架結(jié)構(gòu)柱截面較大，突出墻體較多，而短肢剪力墻結(jié)構(gòu)則更利于房間的布置，而且較經(jīng)濟。經(jīng)以上分析該工程采用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)較好。

5結(jié)論

本文主要以一工程實例，探討了設(shè)計主要控制點在PKPM中的應(yīng)用并對SATWE輸出結(jié)果進行分析。進一步認識結(jié)構(gòu)設(shè)計時相關(guān)的控制點:剛度比、位移比、周期比、剛重比等參數(shù)以及其調(diào)整過程中彼此相互關(guān)聯(lián)涉及構(gòu)件截面、剛度及平面位置的改變情況。在分析中我們還可以得出以下結(jié)論：（1）在框剪結(jié)構(gòu)中，如果剪力墻設(shè)置過多，會導致結(jié)構(gòu)剛度過大，從而使地震效應(yīng)加大，結(jié)構(gòu)內(nèi)力增大，也同時使框架不能充分發(fā)揮作用。（2）短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻肢可短可長，剪力墻的數(shù)量可少可多，主要根據(jù)抗側(cè)力的需要而定，還可通過不同布置和尺寸以調(diào)整剛度以及剛度中心的位置；由于剪力墻數(shù)量減少了，而代之以輕質(zhì)填充墻，不僅可使房屋總重量減輕，同時也可使結(jié)構(gòu)剛度適當降低，使地震作用減小，這不僅對基礎(chǔ)的設(shè)計有利，而且對結(jié)構(gòu)抗震也較為有利，同時還可降低工程造價，故應(yīng)是80m左右高層結(jié)構(gòu)設(shè)計時優(yōu)先選用的一種結(jié)構(gòu)體系。

參考文獻：

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[2]多層及高層建筑結(jié)構(gòu)空間有限元分析與設(shè)計軟件SATWE用戶手冊及技術(shù)條件[R]，2008。

高層建筑的概念范文第4篇

關(guān)鍵詞：框架剪力墻；短肢剪力墻；結(jié)構(gòu)選型；抗震性能；SATWE

中圖分類號： TU323.5 文獻標識碼： A 文章編號：

引言

結(jié)構(gòu)工程在建設(shè)項目是非常重要的,因為一般建筑工程成本中結(jié)構(gòu)部分所占比重占總造價的主要部分，而結(jié)構(gòu)工程中結(jié)構(gòu)選型是主要影響因素 ,一旦選擇不當,將很難實現(xiàn)精確的計算,甚至對結(jié)構(gòu)耐久性及安全性帶來無法彌補的缺陷. 建筑物進行良好的選型設(shè)計即進行抗震設(shè)計對于抵抗和防止地震危害具有重要的現(xiàn)實意義。

1工程簡介

某幢辦公寫字樓，27層，層高為3.m，建筑物總高78m，長44m，寬17m，平面較規(guī)則，每層面積748m2，總面積20196m2，抗震設(shè)防烈度為6級，地震加速度為0.05g，50年一遇基本風壓為0.4KN/m2，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)為1.0，場地類別為Ⅱ類，地基土為三類土。設(shè)計中采用多層及高層建筑結(jié)構(gòu)三維分析與設(shè)計軟件程序SATWE，對以下擬采用的結(jié)構(gòu)方案進行了計算和比較。

2擬采用結(jié)構(gòu)形式及其設(shè)計基本原則

2.1.框架剪力墻結(jié)構(gòu)

框剪結(jié)構(gòu)體系結(jié)合了剪力墻結(jié)構(gòu)穩(wěn)固以及框架結(jié)構(gòu)布局靈活的優(yōu)點。這種結(jié)構(gòu)體系主要由柱子來承受豎向荷載，通常在結(jié)構(gòu)邊角處以及樓梯間處布置一定數(shù)量的剪力墻并主要由這些剪力墻來提供結(jié)構(gòu)的剛度和抵抗水平荷載的能力。

2.2短肢剪力墻結(jié)構(gòu)

短肢剪力墻結(jié)構(gòu)是適用建筑要求形成的特殊的剪力墻結(jié)構(gòu)，根據(jù)建筑平面布置，在建筑物凹凸轉(zhuǎn)角處布置各種形式的短墻肢，主要形式有：T型、十字型、L型、Z型、一字型、Y型等（這樣可增加短肢墻抗扭和出平面外穩(wěn)定）。因采用這種結(jié)構(gòu)體系時，將中部的電梯間、樓梯間和管道井四周的剪力墻組成筒體結(jié)構(gòu)，四周布置短肢剪力墻，也可根據(jù)需要布置一些長肢墻，所以結(jié)構(gòu)布置極為靈活。

2.3普通剪力墻結(jié)構(gòu)

本方案的特點是依據(jù)建筑平面布局設(shè)置鋼筋混凝土抗震墻，對較長的墻開結(jié)構(gòu)洞將其分為聯(lián)肢墻，使各墻段的剛度均勻，由于抗震墻較多，可以構(gòu)成整體抗側(cè)力很強的體系，對較高建筑抗震特別有利。但若房屋高度不大，反而會造成因剛度過大而招致較大的地震作用，而且造價也會增大，并非是理想的方案。

3計算結(jié)果的比較分析

本工程用SATWE建模計算。框架剪力墻結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)柱尺寸為1100×1100mm，兩端剪力墻厚度約250mm；短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中介設(shè)置約肢長1000mm長厚度約220厚短肢剪力墻，兩端剪力墻厚度約180mm，標準層平面分別如下：

框架剪力墻結(jié)構(gòu)

短肢剪力墻結(jié)構(gòu)

計算所得數(shù)據(jù)如下表：

4計算結(jié)果分析

從地震基地下剪力及地震傾覆力矩兩項指標來看，框剪結(jié)構(gòu)均大于短肢剪力墻結(jié)構(gòu)。說明短肢剪力墻結(jié)構(gòu)引起的地震作用較小，較有利于抗震，分析可能是由于框剪方案中剪力墻較厚較多從而招致了較大地震作用。

周期比側(cè)重控制的是側(cè)向剛度與扭轉(zhuǎn)剛度之間的一種相對關(guān)系，它的目的是使抗側(cè)力構(gòu)件的平面布置更有效、更合理，使結(jié)構(gòu)不致于出現(xiàn)過大(相對于側(cè)移)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，減小扭轉(zhuǎn)對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不利影響，見新《高規(guī)》第3.4.5條及相應(yīng)的條文說明。兩方案均滿足規(guī)定：“結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一周期Tt與平動為主的第一周期T1 之比，A級高度高層建筑不應(yīng)大于0.9；B級高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及復雜高層建筑不應(yīng)大于0.85”的要求，且短肢剪力墻結(jié)構(gòu)周期比略小于框架剪力墻結(jié)構(gòu)，說明本方案短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)較小，結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件布置較合理。

最大層間位移角是用來控制結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度的，從上表可以看出本工程中兩方案均滿足規(guī)范規(guī)定，框架剪力墻位移角小于1/800, 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)小于1/1000，且短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的最大層間位移角較小，說明其側(cè)向剛度較大！位移比主要為限制結(jié)構(gòu)平面布置的不規(guī)則性，以避免產(chǎn)生過大的偏心而導致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，見《抗規(guī)》第3.4.2條，《高規(guī)》JGJ3-2010第3.5.3條、3.4.5條及相應(yīng)的條文說明。從上表可以看出兩方案位移比都滿足規(guī)范規(guī)定：“樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移和層間位移，A、B級高度高層建筑均不宜大于該樓層平均值的1.2倍；且A級高度高層建筑不應(yīng)大于該樓層平均值的1.5倍，B級高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及復雜高層建筑，不應(yīng)大于該樓層平均值的1.4倍”，且相差不大，結(jié)構(gòu)平面布置規(guī)則性差不多。

最小樓層抗剪承載力之比主要為限制結(jié)構(gòu)豎向布置的不規(guī)則性，避免樓層抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪承載能力沿豎向突變，形成薄弱層，見《抗規(guī)》第3.4.2條和《高規(guī)》JGJ3-2010第3.5.3條及相應(yīng)的條文說明；對于形成的薄弱層應(yīng)按《高規(guī)》第5.1.14條予以加強。從上表可以看出本方案中兩方案均滿足規(guī)定：“不宜小于其相鄰上一層受剪承載力的0.8,不應(yīng)小于0.6”，且短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的最小樓層抗剪承載力之比略小，說明其豎向布置的規(guī)則性較好。

剛重比主要是控制在風荷載或水平地震作用下，重力荷載產(chǎn)生的二階效應(yīng)不致過大，避免結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)倒塌，見《高規(guī)》02版第5.4.1條和第5.4.4條及相應(yīng)的條文說明。從上表可以看出兩種結(jié)構(gòu)形式剛重比EJd/GH**2大于1.4，能夠通過高規(guī)(5.4.4)的整體穩(wěn)定驗算，剛重EJd/GH**2大于2.7，可以不考慮重力二階效應(yīng)。

剛度比主要為限制結(jié)構(gòu)豎向布置的不規(guī)則性，避免結(jié)構(gòu)剛度沿豎向突變，形成薄弱層，見《抗規(guī)》第3.4.2條，《高規(guī)》第4.4.3條及相應(yīng)的條文說明；對于形成的薄弱層則按《高規(guī)》第5. 1.14條予以加強。從上表可以看出兩種結(jié)構(gòu)形式剛度比相同，且能滿足規(guī)范要求的：“抗震設(shè)計的高層建筑結(jié)構(gòu)，其樓層側(cè)向剛度不宜小于相鄰上部樓層側(cè)向剛度的70%或其上相鄰三層側(cè)向剛度平均值的80%”。

從經(jīng)濟性上進行分析，粗略估計，兩方案鋼筋及混凝土用量差不多；從適用性，美觀性上分析，本方案中框架結(jié)構(gòu)柱截面較大，突出墻體較多，而短肢剪力墻結(jié)構(gòu)則更利于房間的布置，而且較經(jīng)濟。經(jīng)以上分析該工程采用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)較好。

高層建筑的概念范文第5篇

關(guān)鍵詞：高層建筑；抗震概念設(shè)計

Abstract: through the introduction of the definition of anti-seismic concept design, the importance and high-rise building aseismic design according to China's present situation, proposed the in designing high-rise use the anti-seismic concept design should pay attention to the question, thus effectively improve the high-rise building extent.

Keywords: high building; Anti-seismic concept design

中圖分類號：[TU208.3]文獻標識碼：A 文章編號：

一. 抗震概念設(shè)計的定義

地震是一種隨機振動，具有不確定性和復雜性，僅僅利用數(shù)值設(shè)計難以準確預測高層建筑遭遇地震的參數(shù)和特性，因此，應(yīng)發(fā)展需要提出了抗震概念設(shè)計。所謂抗震概念設(shè)計是指通過分析地震災害的特點，著眼于建筑結(jié)構(gòu)的總體地震反應(yīng)，結(jié)合長期積累的工程經(jīng)驗等所獲得的基本設(shè)計思想和設(shè)計原則。

二. 抗震概念設(shè)計的重要性

相對于低層建筑而言，高層建筑結(jié)構(gòu)更加復雜，增加了抗震設(shè)計的難度。加之地震的不確定性和復雜性，模擬地震波的模糊性，人們對高層建筑在地震中結(jié)構(gòu)認識的局限性以及地質(zhì)條件和材料性能的差異性等，導致地震數(shù)值設(shè)計與實際情況差距較大。這就提高了人們對地震概念設(shè)計的關(guān)注度，現(xiàn)實中，地震概念設(shè)計在高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中的地位非常重要。在高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中使用抗震概念設(shè)計，可以在原本依據(jù)數(shù)值設(shè)計的基礎(chǔ)上，加入實踐經(jīng)驗元素，最大限度的提高高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。在很多條件下，利用抗震概念設(shè)計比利用數(shù)值設(shè)計更具有現(xiàn)實意義，取得的抗震效果越好。這里之所以要突出抗震概念設(shè)計的重要性，并不是否認抗震數(shù)值設(shè)計的意義，而是為了防止設(shè)計人員在具體的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中陷入只重視計算結(jié)果的誤區(qū)，而要給予抗震概念設(shè)計特別的重視。

三. 在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中利用抗震概念設(shè)計時應(yīng)注意的問題

1. 高層建筑結(jié)構(gòu)的簡單性

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中利用抗震概念設(shè)計時，首先應(yīng)保持高層建筑結(jié)構(gòu)的簡單性，能不用復雜結(jié)構(gòu)的地方，最好都用簡單結(jié)構(gòu)代替。利用簡單結(jié)構(gòu)可以使高層建筑在地震作用下具有明確、直接的傳力途徑，因為復雜的傳力途徑容易造成結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形的不協(xié)調(diào)性，從而增加了預測結(jié)構(gòu)薄弱環(huán)節(jié)的難度。如果高層建筑的關(guān)鍵傳力構(gòu)件以抗扭為主導，將會極大的降低建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，因此在高層建筑機構(gòu)設(shè)計中應(yīng)盡量避免出現(xiàn)以抗扭為主導的關(guān)鍵性傳力構(gòu)件。統(tǒng)計歷次地震災害的經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)：高層建筑結(jié)構(gòu)越簡單，經(jīng)過地震受到的破壞越輕。

2. 高層建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性

在高層建筑的抗震設(shè)計中，如果能采用簡單的平面圖形或立面圖形是比較理想的，但在現(xiàn)實中，經(jīng)常會出現(xiàn)復雜圖形，比如平面圖形或立面圖形出現(xiàn)凹角等。面對這種情況，為了提高高層建筑的抗震能力，可以使建筑體型更加規(guī)則。所謂規(guī)則，是為了對抗震有利，但是也允許在一定的限度內(nèi)具有復雜性，但是在允許的條件下，我們應(yīng)盡量把不規(guī)則結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為規(guī)則結(jié)構(gòu)。

為了提高高層建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性，可以在設(shè)計高層建筑結(jié)構(gòu)的時候進行一些處理。首先，設(shè)計人員應(yīng)盡可能的滿足高層建筑的豎向均勻性。在高層建筑的立面設(shè)計中應(yīng)優(yōu)先考慮結(jié)構(gòu)的均勻規(guī)則性。如果結(jié)構(gòu)不均勻，將會導致變形集中和應(yīng)力集中現(xiàn)象，降低高層建筑的抗震性。我們可以采用限制收進尺寸，在建筑物底層盡可能配置具有相當強韌性的構(gòu)件，使每層樓房間的柱子剛度均衡分布等措施，提高高層建筑的豎向均勻性。例如，在設(shè)計填充墻的時候，我們可以利用輕質(zhì)墻保持框架柱的連續(xù)性，在地震時，改善建筑結(jié)構(gòu)的受力狀況，提高高層建筑的抗震性。其次，設(shè)計人員應(yīng)該使建筑結(jié)構(gòu)盡量對稱。如果高層建筑的平面剛度或立面剛度分布不均勻，地震時，結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)破壞。雖然難以做到絕對對稱，但在設(shè)計和施工過程中，我們應(yīng)該盡量提高高層建筑結(jié)構(gòu)的對稱性；再次，對于高層建筑中要出現(xiàn)洞口（如門、窗、管道出的開洞等）的地方，應(yīng)使洞口的開設(shè)盡量整齊和圓滑，從而有效降低洞口處的應(yīng)力集中現(xiàn)象；最后，根據(jù)高層建筑的體型和結(jié)構(gòu)體系科學設(shè)置防震縫。

3. 高層建筑結(jié)構(gòu)的延性和剛度

簡單的通過提高結(jié)構(gòu)的強度來提高高層建筑的抗震性這一理念是極不可取的，事實上，提高結(jié)構(gòu)的延性可以很好的抵抗地震作用下的非彈性變形。結(jié)構(gòu)的延性是指結(jié)構(gòu)在外力作用下吸收外力能量后的變形能力。在地震作用下，如果高層建筑結(jié)構(gòu)具有良好的延性，將會吸收更多的地震能，承受住更大的變形。所以，通過增加結(jié)構(gòu)的延性，能夠提高高層建筑的抗震性，削弱地震對高層建筑的破壞性。由于設(shè)計地震力的取值是由地震力降低系數(shù)的取值決定的，而設(shè)計地震力的取值又決定了對建筑結(jié)構(gòu)延性的要求，所以我們可以根據(jù)地震力降低系數(shù)的高低來決定高層建筑對延性要求的大小。

在高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中，應(yīng)提高結(jié)構(gòu)水平方向的剛度，提高建筑物抵抗水平地震的能力，降低結(jié)構(gòu)在地震作用下產(chǎn)生的變形。另外，在抗震概念設(shè)計中，還應(yīng)考慮地震時地面運動的扭轉(zhuǎn)分量，提高結(jié)構(gòu)的抗扭剛度。

4. 高層建筑結(jié)構(gòu)的整體性

樓蓋在高層建筑結(jié)構(gòu)的整體性中起到舉足輕重的作用，它不僅向各個豎向抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)傳遞慣性力，還會和各個豎向抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)協(xié)同承受地震力。如果豎向抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)水平變形特征不同或分布不均勻時，整個高層建筑都要依靠樓蓋協(xié)調(diào)各個豎向抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)，共同消耗地震的能量。因此，為了提高高層建筑結(jié)構(gòu)的整體性，在高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中，一定要確保建筑物各部件牢固連接、緊密協(xié)同，充分保證隔板到樓蓋的連接和主體與基礎(chǔ)的連接擁有足夠的抗力和剛度，增強高層建筑水平和豎向的抗震能力。

四. 總結(jié)

由于地震的隨機性和高層建筑的復雜性，增加了高層建筑抗震設(shè)計的難度。如果想簡單的依靠數(shù)值計算來解決現(xiàn)實中的抗震問題是不現(xiàn)實的。因此，越來越多的人把目光投向了抗震概念設(shè)計，借助抗震概念設(shè)計，可以避免設(shè)計人員陷入盲目計算，使其明確抗震設(shè)計思想，恰當應(yīng)用抗震設(shè)計原則，從而合理的進行高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計。

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