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高層建筑結(jié)構(gòu)概念范文第1篇

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

一、概念設(shè)計(jì)的意義：

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容中主要包括：結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)也就是本文中提到的概念設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)分析計(jì)算，施工圖設(shè)計(jì)三個(gè)階段，其中結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)是運(yùn)用人的思維和判斷能力，一般不經(jīng)數(shù)值計(jì)算，僅根據(jù)建筑物重要性，所在的地點(diǎn)、地質(zhì)勘探報(bào)告、場(chǎng)地類(lèi)別、高度、層數(shù)來(lái)確定結(jié)構(gòu)的形式：如框架結(jié)構(gòu)，框架一剪力墻結(jié)構(gòu)，剪力墻結(jié)構(gòu)，框筒結(jié)構(gòu)，筒體結(jié)構(gòu)，高層復(fù)雜結(jié)構(gòu)，混合結(jié)構(gòu)。

在確定結(jié)構(gòu)形式之后，根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)形式的特點(diǎn)和要求，按照或參照《高層規(guī)程》JGJ3-2002布置合理結(jié)構(gòu)承重結(jié)構(gòu)體系和受力構(gòu)件，不是照搬照抄《高層規(guī)程》，盲目的布置，盲目的電算。因此，一個(gè)成功的概念設(shè)計(jì)，往往是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的既安全又合理，經(jīng)濟(jì)的必要的步驟。

在《高層規(guī)程》JGJ3-2002第1.0.5條就規(guī)定，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注重的概念設(shè)計(jì)，《抗震規(guī)范》GB50011-2001中第3.4.1條規(guī)定，建筑設(shè)計(jì)應(yīng)符合抗震概念設(shè)計(jì)的要求，且以強(qiáng)制性條文形式出現(xiàn)，中國(guó)建筑科學(xué)研究院PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件也強(qiáng)調(diào)了電算前也要做好結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)。

二、概念設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：

（1）高層結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)主要內(nèi)容從構(gòu)件來(lái)分為基礎(chǔ)選型、剪力墻布置、梁柱的選型及必要尺寸的合理性，板的布置，填充墻的選擇以及建筑的細(xì)部構(gòu)件的處理等。

（2）從結(jié)構(gòu)受力體系中分為水平、堅(jiān)向，地震作用。

（3）從結(jié)構(gòu)的邊接上分為基礎(chǔ)與上部構(gòu)件的連接，梁、板、柱、墻、填充墻、細(xì)部構(gòu)件的連接。結(jié)構(gòu)構(gòu)件與機(jī)電設(shè)備連接，結(jié)構(gòu)構(gòu)件自身連接錨固等。

三、概念設(shè)計(jì)及運(yùn)用：

本人設(shè)計(jì)高層建筑結(jié)構(gòu)項(xiàng)目較多，在實(shí)際別注重結(jié)構(gòu)的概念，現(xiàn)就某一類(lèi)高層綜合樓項(xiàng)目概念設(shè)計(jì)的運(yùn)用加以探討，如圖1~5。

工程概況為：地下二層車(chē)庫(kù)（有設(shè)備用房）地上三十層，其中第一~三層為商業(yè)用房大空間，二十七層住宅，結(jié)構(gòu)總高度為99.0米，（不包括地下層高層）非抗震設(shè)防，建筑物高河道僅15.0米，抗浮設(shè)計(jì)水位2.0米。

（1）上部結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)

首先認(rèn)真閱讀建筑方案，在建筑方案成功之前，把結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)貫徹下去，做到平面布置簡(jiǎn)單、規(guī)則、且足夠具有必要的承載能力，剛度和變形能力，從而減少偏心，扭轉(zhuǎn)和薄弱部位，在抗震設(shè)計(jì)中注意布置多道抗震防線。

（2）剪力墻概念設(shè)計(jì)

a、從工程實(shí)例圖2-圖4來(lái)看，該工程結(jié)構(gòu)形式確定為復(fù)雜的帶轉(zhuǎn)換層高層結(jié)構(gòu)，剪力墻布置參照《高層規(guī)程》JGJ3-2002第10.2.3條，落地剪力墻的間距L不大于20米，小于15.B=48.0米。

b、三個(gè)樓梯間及電梯間四周設(shè)計(jì)落地剪力墻且圍成筒體抵抗水平力作用。

c、住宅部分采用純剪力墻結(jié)構(gòu)體系，非落地剪力墻，經(jīng)框支梁，框肢柱遞至基礎(chǔ)，保證結(jié)構(gòu)的合理和安全性。

d、剪力墻布置沿縱橫主軸兩個(gè)方向設(shè)計(jì)，為滿足經(jīng)濟(jì)及安全的要求，最大厚度為350mm，最小厚度為200mm，砼強(qiáng)度等為C40~C30，盡量避免剛度突變和出現(xiàn)偏心受拉 ，轉(zhuǎn)換層上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)的等效側(cè)向剛度比re接近1.0，負(fù)一層地下室結(jié)構(gòu)頂板為嵌固時(shí)，樓層側(cè)向剛度不小于相鄰上部結(jié)構(gòu)樓層側(cè)向剛度的2倍。

e、剪力墻配筋：首先合理的輸入?yún)?shù)，觀察電算結(jié)果，既滿足《高層規(guī)程》的要求，也要憑借一定的經(jīng)驗(yàn)是否安全，是否造成不必要的浪費(fèi)。

（3）柱概念設(shè)計(jì)

a、柱在高層建筑結(jié)構(gòu)體系中是最重要的構(gòu)件，一旦柱構(gòu)件發(fā)生破壞，后果非常嚴(yán)重，甚至整個(gè)建筑物就是危房，因此在柱設(shè)計(jì)中必須高度重視。在帶轉(zhuǎn)換層高層復(fù)雜結(jié)構(gòu)中柱分：框架柱、框肢柱、剪力墻邊緣構(gòu)件柱，按材料分為：型鋼砼柱、鋼管砼柱，高強(qiáng)度的砼柱，目前設(shè)計(jì)中高強(qiáng)度砼使用比較多，其砼強(qiáng)度一般控制在C60以下，根據(jù)施工材料的情況，C40砼強(qiáng)度使用較合理，其截面尺寸要從多方向考慮控制：高寬比不大于2.0，截面不小于400，截面不小于梁跨的1/12~1/15，柱軸為N≤fc×A×軸壓比限值，柱剪壓比要大于2等。

b、柱配筋：根據(jù)《高層規(guī)程》第6.4條，柱的配筋滿足一定的要求，從概念設(shè)計(jì)入手，避免弱柱、短柱、長(zhǎng)柱，再加以輸入數(shù)據(jù)，電算、看結(jié)果是否安全、經(jīng)濟(jì)，否則，設(shè)計(jì)要重復(fù)以前工作。

c、強(qiáng)調(diào)柱配筋的構(gòu)造要求，其中包括連接與錨固?！陡邔右?guī)程》第5.11.15條，第5.1.16條文中就有明確的規(guī)定。

d、柱布置數(shù)量大小要滿足框肢柱復(fù)層承受剪力和達(dá)到底層剪力的30%，這是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中“強(qiáng)柱弱梁”的內(nèi)容，對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)安全很重要，還有框肢柱所承受剪力滿足無(wú)地震作用時(shí)V≤0.2fcbho。

（4）梁的概念設(shè)計(jì)

a、截面選擇：一般憑實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，框架梁高?。?/10~1/15）Lb，框支梁?。?/6~1/8）Lb，Lb梁跨計(jì)算跨度，跨高比，高寬比均不要大于4，框支梁最小寬度不少于400.一般框架梁寬不小于200，同時(shí)初步結(jié)算其承受剪力在無(wú)地震作用v≤0.2βcfcbho

b、梁的配筋，盡量做到優(yōu)化，既不超筋，也不少筋，適應(yīng)市場(chǎng)“配筋率”也不違反《高層規(guī)程》JGJ3-2002第6.3.2條，強(qiáng)制性條文，另外還要察看裂縫配筋的需求。

c、砼強(qiáng)度等級(jí)采用C25~C35與樓板相同，與柱砼強(qiáng)度等相差一級(jí)，做到既經(jīng)濟(jì)又合理便于施工。

（5）板的概念設(shè)計(jì)

a、板的截面尺寸：根據(jù)大小及使用需要確定，最厚的板為300~180cm，如轉(zhuǎn)換層樓板，嵌固層樓板，有降落的直升機(jī)的樓板，地下室底板，抗浮板等，最小厚度為100~120mm，如普通的正常使用的住宅樓板，營(yíng)業(yè)廳樓板，屋面板等，同時(shí)在確定板厚尺寸驗(yàn)算剛度，承載力及舒適等要求，防止剛度突變，各層樓板厚度須均衡統(tǒng)一布置。

b、樓板的開(kāi)口控制：在《高層規(guī)程》第5.1.5條中，高層建筑內(nèi)力與位移計(jì)算時(shí)，可假定樓板在其自身平面內(nèi)為無(wú)限剛性，相應(yīng)設(shè)計(jì)時(shí)采取必要措施保證樓板平面內(nèi)的整體剛度，因此樓板開(kāi)洞須加以控制，如洞口的大小，位置、上下對(duì)齊，平面形狀的凹凸等，否則，就不能有效傳遞水平荷截，從而對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生偏心扭轉(zhuǎn)，以致使結(jié)構(gòu)構(gòu)件梁、板、柱產(chǎn)生裂縫甚至破壞。

c、樓板的砼強(qiáng)度一般同梁設(shè)計(jì)，便于電算及施工要求。

（6）填充墻的概念設(shè)計(jì)

a、在設(shè)計(jì)時(shí)盡量采用防火，節(jié)能保溫，荷載輕的隔墻，如加氣砼。

b、保證填充墻的自身的安全穩(wěn)定性。

c、填充墻與主體結(jié)構(gòu)梁、樁、墻有可靠的柔性連接。

d、防止上下層填充墻剛度變化過(guò)大。

（7）基礎(chǔ)的概念設(shè)計(jì)

根據(jù)《高層規(guī)程》JGJ3-2002第12.1.1條，高層建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮建筑物場(chǎng)地的地質(zhì)狀況，上部結(jié)構(gòu)，施工條件，使用條件，確保建筑特不致發(fā)生過(guò)量的沉降，傾斜，滿足建筑物正常使用要求，目前，復(fù)雜高層建筑基礎(chǔ)有筏形，箱形，樁基礎(chǔ)三種類(lèi)型，在工程實(shí)例基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，分析地質(zhì)狀況，地下水位高，負(fù)二層地面施工就有相當(dāng)豐富的水源流入，且抗浮設(shè)計(jì)水位不少于2.0M，墻樁荷載大，最大獨(dú)立單柱軸力N≥20000kn，采用筏形基礎(chǔ)，箱形基礎(chǔ)施工非常困難，且基礎(chǔ)施工時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)開(kāi)發(fā)商投入不經(jīng)濟(jì)，因此，采用了樁基礎(chǔ)，但一般樁基礎(chǔ)，如人工挖孔樁，沖孔樁，場(chǎng)地也不適宜，甚至無(wú)法施工，以上種種原因，在設(shè)計(jì)采用了大口徑機(jī)械旋挖樁，直徑為800~1800M，此施工設(shè)備在房屋建筑使用較少，本地城市第一次使用，《高層規(guī)程》無(wú)具體條文規(guī)定，作者設(shè)計(jì)時(shí)參照

四、結(jié)束語(yǔ)

高層建筑結(jié)構(gòu)概念范文第2篇

關(guān)鍵詞:高層建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);抗震概念;應(yīng)用

防震設(shè)計(jì)是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必不可少的一部分，并且地震是一種無(wú)法消除的自然災(zāi)害。因此，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)采取科學(xué)、合理的措施來(lái)降低地震對(duì)高層建筑物的危害系數(shù)，以提高高層建筑物的穩(wěn)定性，從而保證人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全，這同時(shí)也是我國(guó)高層建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工藝不斷優(yōu)化的必然結(jié)果。

1高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震概念概述

地震的發(fā)生是無(wú)規(guī)律的，因此做好高層建筑物的防震設(shè)計(jì)是十分必要的。實(shí)踐證明，只有利用科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)措施，整體布局高層建筑的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，才能降低地震對(duì)于高層建筑物的危害。一般抗震設(shè)計(jì)是從抗震值和抗震措施兩個(gè)方面進(jìn)行的，其過(guò)程是:地震情況統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)分析、提出概念?？拐鸶拍钤O(shè)計(jì)的主要內(nèi)容就是保證高層建筑整體的穩(wěn)固性和細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)的抗震性。簡(jiǎn)單地說(shuō)，抗震概念設(shè)計(jì)就是基于工程抗震的基本理論和實(shí)際的抗震經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出的工程抗震概念，是決定建筑物抗震能力的基礎(chǔ)。抗震概念設(shè)計(jì)中包含空間作用、非線性性質(zhì)、材料時(shí)效、阻尼變化等多種不確定的因素。抗震概念設(shè)計(jì)的原則是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單性、剛度適宜性、勻稱(chēng)性、整體性。例如在一些地震頻發(fā)的地區(qū)設(shè)計(jì)高層建筑時(shí)，應(yīng)該考慮都高層建筑上下部分結(jié)構(gòu)性質(zhì)不同的問(wèn)題。

2高層建筑架構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用策略

2．1合理的場(chǎng)地

高層建筑物的建設(shè)地點(diǎn)也是保障建筑工程施工質(zhì)量的關(guān)鍵因素。選擇合理的建筑施工場(chǎng)地，不僅可以減少企業(yè)的投入成本，還能提高建筑物的穩(wěn)固性。因此，施工人員可以利用現(xiàn)代先進(jìn)科技設(shè)施來(lái)選擇理想的地段。場(chǎng)地的選擇應(yīng)當(dāng)避開(kāi)地震危險(xiǎn)地段，如地震時(shí)會(huì)發(fā)生崩塌、地裂以及在高強(qiáng)度地震下容易發(fā)生地表錯(cuò)位的場(chǎng)地。一般地震危險(xiǎn)地段包括斷層區(qū)、坡度陡峭的山區(qū)、存在液化和夾層的坡地以及大面積采空的地區(qū)。如發(fā)生嚴(yán)重地震的四川北川地區(qū)，其區(qū)域特點(diǎn)是縣境內(nèi)地形切割強(qiáng)烈，地形起伏大，相對(duì)高差超過(guò)1000m，溝谷谷坡一般大于25°，部分達(dá)40°～50°，甚至陡立。并且地貌類(lèi)型以侵蝕構(gòu)造山地、侵蝕溶蝕山地為主。另外在縣境內(nèi)還存在一條斷裂帶。這也就是北川地區(qū)成為汶川地震重災(zāi)區(qū)的原因，該地區(qū)的地震宏觀烈度達(dá)到了Ⅺ度。因此，建設(shè)高層建筑的重點(diǎn)就是選擇地勢(shì)開(kāi)闊、平坦以及中硬場(chǎng)地土。如我國(guó)中部平原地區(qū)，其地勢(shì)平坦，并且屬于地震低發(fā)區(qū)。當(dāng)然，如果無(wú)法避免區(qū)域限制，那么也可以選擇抗震性比較好的地區(qū)，如避免存在孤立山包的區(qū)域以及表面覆蓋層厚度較小的區(qū)域?？傊?，因地制宜，選擇合適的高層建筑建筑建設(shè)場(chǎng)地是保證高層建筑物穩(wěn)定性的最佳途徑。

2．2合理布局建筑平面

建筑物的房屋布置和結(jié)構(gòu)布置都是影響高層建筑物穩(wěn)定性的重要因素。依據(jù)抗震的概念，合理布局能夠有效提高高層建筑物的抗震能力，延長(zhǎng)建筑的使用年限。一般施工人員都會(huì)根據(jù)地震系數(shù)選擇適當(dāng)?shù)慕ㄖ锔叨群蛯挾?，使高層建筑的抗震能力達(dá)到最大值。建筑平面的布置可以從四個(gè)方面考慮:一是布置平面時(shí)，應(yīng)當(dāng)遵循簡(jiǎn)單、對(duì)稱(chēng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以減少偏心;二是應(yīng)當(dāng)保證質(zhì)量和剛度變化均勻，避免樓層錯(cuò)層問(wèn)題;三是盡量設(shè)計(jì)合理的平面長(zhǎng)度，且建筑物突出的長(zhǎng)度也應(yīng)該符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn);四是盡量避免采用角部重疊的平面圖形以及細(xì)腰形平面圖形。如早前發(fā)生在墨西哥的地震，相關(guān)人員在地震發(fā)生后對(duì)房屋的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。據(jù)數(shù)據(jù)表明，建筑物剛度明顯不對(duì)稱(chēng)會(huì)增加15%的地震破壞率，拐角形建筑會(huì)增加42%的地震破壞率，因此，高層建筑施工人員應(yīng)該科學(xué)合理的設(shè)置建筑平面。此外，現(xiàn)澆鋼筋混凝土高層建筑適用高度的確定需要考慮地區(qū)的地震烈度，如高層建筑的抗震墻在烈度系數(shù)達(dá)到6的地區(qū)，其最高適宜高度為130米;在烈度系數(shù)為7的地區(qū)，最高適宜高度為120米?？傊侠淼母邔咏ㄖ锲矫娌季质潜ＷC高層建筑抗震能力的關(guān)鍵。

2．3合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅要滿足抗震要求，還要滿足經(jīng)濟(jì)、功能齊全、施工技術(shù)等要求。在設(shè)計(jì)高層建筑結(jié)構(gòu)時(shí)要考慮實(shí)際的場(chǎng)地環(huán)境和建筑物本身的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。另外，結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)還應(yīng)該滿足對(duì)稱(chēng)性。總之，對(duì)于高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該從各個(gè)方面綜合考慮。首先，高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需要考慮多種影響因素，除材料、施工、地基、防烈度等因素外，還要考慮經(jīng)濟(jì)因素，之后才能確定建筑物結(jié)構(gòu)類(lèi)型。有利于防震的建筑平面設(shè)計(jì)包括方形、圓形、矩形、正六邊形、正八邊形等，不利于防震的建筑平面設(shè)計(jì)包括多塔形、錯(cuò)層、樓板開(kāi)口等。次外，如果建設(shè)的高層建筑屬于純框架高層建筑，那么設(shè)計(jì)人員應(yīng)避免出現(xiàn)框架柱傾斜、樓體傾斜等問(wèn)題。因?yàn)槿绻蚣苤鶅A斜，一旦發(fā)生地震就會(huì)出現(xiàn)剪切破壞問(wèn)題，造成高層建筑的嚴(yán)重?fù)p壞。其次，更為重要的是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一定要遵循對(duì)稱(chēng)原則，避免扭轉(zhuǎn)問(wèn)題的出現(xiàn)。如果高層建筑結(jié)構(gòu)采取對(duì)稱(chēng)的結(jié)構(gòu)，那么當(dāng)發(fā)生地震時(shí)，其建筑物只會(huì)發(fā)生平移震動(dòng)，建筑物各個(gè)部分的受力比較均勻，從而降低地震對(duì)高層建筑的破壞程度。

2．4設(shè)置多條防震線

設(shè)置防震線是為了提高高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震系數(shù)，提高建筑物體的穩(wěn)固性。之所以設(shè)置多條防震線是因?yàn)榻ㄖ镏懈鱾€(gè)部分的結(jié)構(gòu)和功能是不相同的，設(shè)計(jì)相應(yīng)的反震線能整體提高高層建筑物的抗震能力。設(shè)置多條防震線的優(yōu)勢(shì)在于如果發(fā)生地震時(shí)，第一道防線的抗側(cè)力構(gòu)件在遭到破壞之后，其地震的沖擊力和破壞力就會(huì)減弱。這樣當(dāng)?shù)卣鸾?jīng)過(guò)多道防震線之后，地震的破壞力就會(huì)降到最低。如尼加拉瓜的馬拉瓜市的美洲銀行大廈，就是應(yīng)用多道防震線的典型建筑，其大樓采用的是11.6米*11.6米的鋼筋混凝土芯筒作為主要的抗震和防風(fēng)構(gòu)件，并且該芯筒又由四個(gè)小芯筒組成。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，該高層建筑對(duì)于地震的反應(yīng)用數(shù)據(jù)表示是，當(dāng)發(fā)生地震時(shí)，其四個(gè)小芯筒的結(jié)構(gòu)底部地震剪力值達(dá)到了27000KN，結(jié)構(gòu)底部地震傾覆力矩達(dá)到了370000KN•m，其結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移值為120毫米?？偠灾?，設(shè)置多條防震線提高高層建筑物防震能力的重要手段。尤其是在社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，重視抗震概念的設(shè)計(jì)是延長(zhǎng)高層建筑物使用年限，提高我國(guó)建筑工藝水平的關(guān)鍵。

3總結(jié)

綜上所述，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷增長(zhǎng)，高層建筑物的數(shù)量也在迅速增長(zhǎng)。因此，做好高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震概念設(shè)計(jì)就凸顯的尤為重要。將抗震概念設(shè)計(jì)應(yīng)用到高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，不僅要考慮高層建筑結(jié)構(gòu)施工的各個(gè)方面，還要考慮各種外界因素以及抗震標(biāo)準(zhǔn)。這樣才能提高高層建筑的穩(wěn)定性，降低地震給高層建筑造成的危害程度，從而保證人們生命和財(cái)產(chǎn)的安全。

作者:周寶學(xué) 單位:浙江華坤建筑設(shè)計(jì)院有限公司

參考文獻(xiàn):

［1］張念華．抗震概念設(shè)計(jì)在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用［J］．中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2014，04∶78－79．

［2］李國(guó)珍．高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用淺析［J］．江西建材，2014，02∶29．

高層建筑結(jié)構(gòu)概念范文第3篇

一、高層建筑的特點(diǎn)

在相同的建設(shè)場(chǎng)地中，建造高層建筑可以獲得更多的建筑面積，這樣可以部分解決城市用地緊張和地價(jià)高漲的問(wèn)題。設(shè)計(jì)精美的高層建筑還可以為城市增加景觀，如馬來(lái)西亞首都的石油大廈和上海的金茂大廈等。但高層建筑太多、太密集也會(huì)對(duì)城市帶來(lái)熱島效應(yīng)，玻璃幕墻過(guò)多的高層建筑群還可能造成光污染現(xiàn)象。

在建筑面積與建設(shè)場(chǎng)地面積相同比值的情況下，建造高層建筑比多層建筑能夠提供更多的空閑地面，將這些空閑地面用作綠化和休息場(chǎng)地，有利于美化環(huán)境，并帶來(lái)更充足的日照、采光和通風(fēng)效果。例如在新加坡的新建居住區(qū)中，由于建造了高層建筑群，留下了更多地面空間，可以更好地建設(shè)城市綠化和人們休閑活動(dòng)空間。

高層建筑中的豎向交通一般由電梯來(lái)完成，這樣就會(huì)增加建筑物的造價(jià)，從建筑防火的角度看，高層筑的防火要求要高于中低層建筑，也會(huì)增加高層建筑的工程造價(jià)和運(yùn)行成本。

二、高層建筑的風(fēng)荷載的計(jì)算

對(duì)一些較柔的高層建筑，風(fēng)荷載是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制因素隨著建筑物高度的增高，風(fēng)荷載的影響越來(lái)越大。高層建筑中除了地震作用的水平力以外，主要的側(cè)向荷載是風(fēng)荷載，在荷載組合時(shí)往往起控制作用。因此，高層建筑在風(fēng)荷載作用下的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)引起了研究人員和工程師們的重視。

基本風(fēng)壓值wo系以當(dāng)?shù)乇容^空曠平坦地面上離地lOm高統(tǒng)計(jì)所得的50年一遇10rain平均最大風(fēng)速vo為標(biāo)準(zhǔn)，按WO　1／2pv確定的風(fēng)壓值。它應(yīng)根據(jù)《荷載規(guī)范》中附表D．4采用，但不得小于0．3kN.對(duì)一般的高層建筑，用《荷載規(guī)范》中所給的wO乘以1．1后采用；對(duì)于特別重要或?qū)︼L(fēng)荷載比較敏感的高層建筑，其基本風(fēng)壓值應(yīng)按年重現(xiàn)期的風(fēng)壓值采用。

風(fēng)荷載體型系數(shù)確定風(fēng)荷載體型系數(shù)us是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題，它不但與建筑的平面外形、高寬比、風(fēng)向與受風(fēng)墻面所成的角度有關(guān)，而且還與建筑物的立面處理、周?chē)ㄖ锩芗潭燃捌涓叩偷扔嘘P(guān)。當(dāng)風(fēng)流經(jīng)建筑物時(shí)，對(duì)建筑物不同部位會(huì)產(chǎn)生不同的效果，即產(chǎn)生壓力和吸力?？諝饬鲃?dòng)產(chǎn)生的渦流，對(duì)建筑物局部則會(huì)產(chǎn)生較大的壓力或吸力。

①整個(gè)迎風(fēng)面上均受壓力，其值中部最大，向兩側(cè)逐漸減小。沿高度方向風(fēng)壓的變化很小，在整個(gè)建筑物高度的言一號(hào)處稍大，風(fēng)壓分布近似于矩形。②整個(gè)背風(fēng)面上還受吸力，兩側(cè)大、中部略小，其平均值約為迎風(fēng)面風(fēng)壓平均值的75％左右。沿高度方向，風(fēng)壓的變化也很小，更近似于矩形分布。③整個(gè)側(cè)面，在正面風(fēng)力作用下，全部受吸力，約為迎風(fēng)面風(fēng)壓的80％左右。

風(fēng)荷載體型系數(shù)一般可按下述規(guī)定采用：

①圓形和橢圓平面建筑，風(fēng)荷載體型系數(shù)取0．8.②正多邊形及截角三角形平面建筑風(fēng)荷載體型系數(shù)US由下式計(jì)算：

三、高層建筑結(jié)構(gòu)體系組成部分

隨著層數(shù)和高度的增加，水平作用對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)安全的控制作用更加顯著，包括地震作用和風(fēng)荷載。高層建筑的承載能力、抗側(cè)剛度、抗震性能、材料用量和造價(jià)高低，與其所采用的結(jié)構(gòu)體系密切相關(guān)。不同的結(jié)構(gòu)體系，適用于不同的層數(shù)、高度和功能。

框架結(jié)構(gòu)體系框架結(jié)構(gòu)體系一般用于鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，由梁和柱通過(guò)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成承載結(jié)構(gòu)，框架形成可靈活布置的建筑空間，使用較方便。鋼筋混凝土框架按施工方法的不同。又可分為：①梁、板、柱全部現(xiàn)場(chǎng)澆筑的現(xiàn)澆框架；②樓板預(yù)制，梁、柱現(xiàn)場(chǎng)澆筑的現(xiàn)澆框架；③　梁、板預(yù)制，柱現(xiàn)場(chǎng)澆筑的半裝配式框架；④梁、板、柱全部預(yù)制的全裝配式框架等。

隨著結(jié)構(gòu)高度增加，水平作用使得框架底部梁柱構(gòu)件的彎矩和剪力顯著增加，從而導(dǎo)致梁柱截面尺寸和配筋量增加，到一定程度，將給建筑平面布置和空間處理帶來(lái)困難，影響建筑空間的正常使用，在材料用量和造價(jià)方面也趨于不合理。因此在使用上層數(shù)受到限制。

框架結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度較小，在水平力作用下將產(chǎn)生較大的側(cè)向位移。

其中一部分是結(jié)構(gòu)彎曲變形，即框架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生整體彎曲，由柱子的拉伸和壓縮所引起的水平位移；另一部分是剪切變形，即框架結(jié)構(gòu)整體受剪，層間梁柱桿件發(fā)生彎曲而引起的水平位移。當(dāng)高寬比H／B≤4時(shí)，框架結(jié)構(gòu)以剪切變形為主，彎曲變形較小而可忽略，其整移曲線呈剪切型，特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)層間位移隨樓層增高而減小。

由于框架構(gòu)件截面較小，抗側(cè)剛度較小，在強(qiáng)震下結(jié)構(gòu)整移和層間位移都較大，容易產(chǎn)生震害。此外，非結(jié)構(gòu)性破壞如填充墻、建筑裝修和設(shè)備管道等破壞較嚴(yán)重。因而其主要適用于非抗震區(qū)和層數(shù)較少的建筑；抗震設(shè)計(jì)的框架結(jié)構(gòu)除需加強(qiáng)梁、柱和節(jié)點(diǎn)的抗震措施外　不需注意填充墻的材料以及填充墻與框架的連接方式等，以避免框架變形過(guò)大時(shí)填充墻的損壞。

剪力墻結(jié)構(gòu)體系剪力墻結(jié)構(gòu)體系于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，由墻體承受全部水平作用和豎向荷載。根據(jù)施工方法的不同，可以分為：

高層建筑結(jié)構(gòu)概念范文第4篇

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

Abstract: In the structure design of high-rise building should pay attention to concept design, attached to the structure type selection of peace, elevation layout rules, merit-based selection of seismic and wind resistance performance is good and the economic and reasonable structural system, strengthen the construction measures. In aseismic design, it should ensure that the overall structure of the seismic performance of the structure has the necessary capacity, stiffness and ductility. Therefore, this paper analyzes the low temperature region in the structure design of high-rise building structure seismic concept design.

Key words: high-rise building; structure design; design features; structural system; seismic concept design

中圖分類(lèi)號(hào)：[TU208.3]文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

1、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

1.1水平荷載成為決定因素

（1）因?yàn)闃欠孔灾睾蜆敲媸褂煤奢d在豎構(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，僅與樓房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，以及由此在豎構(gòu)件中引起的軸力，是與樓房高度的兩次方成正比；

（2）對(duì)某一定高度樓房來(lái)說(shuō)，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)值是隨結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的不同而有較大幅度的變化。

1.2 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)得出偏于不安全的結(jié)果。

1.3 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)。

1.4 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?lái)保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。

2、高層建筑的結(jié)構(gòu)體系

2.1 框架―剪力墻體系

當(dāng)框架體系的強(qiáng)度和剛度不能滿足要求時(shí)，往往需要在建筑平面的適當(dāng)位置設(shè)置較大的剪力墻來(lái)代替部分框架，便形成了框架―剪力墻體系。在承受水平力時(shí)，框架和剪力墻通過(guò)有足夠剛度的樓板和連梁組成協(xié)同工作的結(jié)構(gòu)體系。在體系中框架體系主要承受垂直荷載，剪力墻主要承受水平剪力?？蚣塄D剪力墻體系的位移曲線呈彎剪型。剪力墻的設(shè)置，增大了結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度，使建筑物的水平位移減小，同時(shí)框架承受的水平剪力顯著降低且內(nèi)力沿豎向的分布趨于均勻，所以框架―剪力墻體系的能建高度要大于框架體系。

2.2 剪力墻體系

當(dāng)受力主體結(jié)構(gòu)全部由平面剪力墻構(gòu)件組成時(shí)，即形成剪力墻體系。在剪力墻體系中，單片剪力墻承受了全部的垂直荷載和水平力。剪力墻體系屬剛性結(jié)構(gòu)，其位移曲線呈彎曲型。剪力墻體系的強(qiáng)度和剛度都比較高，有一定的延性，傳力直接均勻，整體性好，抗倒塌能力強(qiáng)，是一種良好的結(jié)構(gòu)體系，能建高度大于框架或框架―剪力墻體系。

2.3 簡(jiǎn)體體系

凡采用簡(jiǎn)體為抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)體系統(tǒng)稱(chēng)為簡(jiǎn)體體系，包括單簡(jiǎn)體、簡(jiǎn)體―框架、筒中筒、多束筒等多種型式。簡(jiǎn)體是一種空間受力構(gòu)件，分實(shí)腹筒和空腹筒兩種類(lèi)型。實(shí)腹筒是由平面或曲面墻圍成的三維豎向結(jié)構(gòu)單體，空腹筒是由密排柱和窗裙梁或開(kāi)孔鋼筋混凝土外墻構(gòu)成的空間受力構(gòu)件。筒體體系具有很大的剛度和強(qiáng)度，各構(gòu)件受力比較合理，抗風(fēng)、抗震能力很強(qiáng)，多應(yīng)用于大跨度、大空間或超高層建筑。

3、低溫度地區(qū)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)

3.1場(chǎng)地條件和場(chǎng)地土的穩(wěn)定性

根據(jù)房屋震害的直接原因，選擇建筑場(chǎng)地時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程需要，掌握地震活動(dòng)情況、工程地質(zhì)和地震地質(zhì)的有關(guān)資料，對(duì)抗震有利、不利和危險(xiǎn)地段作出綜合評(píng)價(jià)。對(duì)不利地段，應(yīng)提出避開(kāi)要求；當(dāng)無(wú)法避開(kāi)時(shí)應(yīng)采取有效措施；不應(yīng)在危險(xiǎn)地段建造甲、乙、丙類(lèi)建筑。避免因地基土的不均勻沉陷、地震引起的地表錯(cuò)動(dòng)與地裂等引起結(jié)構(gòu)的破壞。

3.2建筑設(shè)計(jì)和建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性

建筑及其抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置宜規(guī)則、對(duì)稱(chēng)，并應(yīng)具有良好的整體性；建筑的立面和豎向剖面宜規(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。建筑設(shè)計(jì)應(yīng)符合抗震概念設(shè)計(jì)的要求，不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案。不規(guī)則的建筑，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要進(jìn)行水平地震作用計(jì)算和內(nèi)力調(diào)整，并應(yīng)對(duì)薄弱部位采取有效的抗震構(gòu)造措施。體型復(fù)雜、平立面特別不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)，可按實(shí)際需要在適當(dāng)部位設(shè)置防震縫，形成多個(gè)較規(guī)則的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)單元。

3.3結(jié)構(gòu)材料選擇與結(jié)構(gòu)體系的確定應(yīng)符合抗震結(jié)構(gòu)的要求

單從抗震角度考慮，作為一種結(jié)構(gòu)材料應(yīng)輕質(zhì)、高強(qiáng)、材質(zhì)均勻；構(gòu)件間的連接應(yīng)有良好的整體性、連續(xù)性及延性，且能發(fā)揮材料的全強(qiáng)度。按照這一原則，不同材料結(jié)構(gòu)的抗震性能優(yōu)劣排序是：鋼結(jié)構(gòu)；型鋼混凝土結(jié)構(gòu)；混凝土- 鋼混合結(jié)構(gòu)；現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)；裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；配筋砌體結(jié)構(gòu)。采用哪一種結(jié)構(gòu)材料，什么樣的結(jié)構(gòu)體系,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件比較綜合確定，以保證經(jīng)濟(jì)性的情況下使結(jié)構(gòu)具有必要的抗震性能，同時(shí)力求結(jié)構(gòu)的延性好、強(qiáng)度與重力比值大、勻質(zhì)性好、正交各向同性,盡量降低房屋重心,充分發(fā)揮材料的強(qiáng)度,并提出了結(jié)構(gòu)兩個(gè)主軸方向的動(dòng)力特性(周期和振型)相近的抗震概念。對(duì)結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)分析應(yīng)符合《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2001） 中3.5、3.6 條規(guī)定，本文不再贅述。我這里重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的是結(jié)構(gòu)的整體性和延性。 傳統(tǒng)意義上的抗震結(jié)構(gòu)體系，是指依靠結(jié)構(gòu)的整體承載能力和變形能力來(lái)吸收和耗散地震能量，從而使建筑物免于倒塌。所謂整體性是指結(jié)構(gòu)在整個(gè)承受地震作用的過(guò)程中(不論在彈性工作階段或結(jié)構(gòu)部分進(jìn)入塑性并形成塑性鉸機(jī)制階段) 各結(jié)構(gòu)構(gòu)件都能協(xié)同工作，保持對(duì)豎向荷載的支承能力，它是抗倒塌的必要條件。結(jié)構(gòu)的延性是相對(duì)于脆性而言，結(jié)構(gòu)的脆性破壞都具有突發(fā)性，不可恢復(fù)性，而延性破壞往往有一個(gè)時(shí)間過(guò)程，并是可恢復(fù)的。延性表現(xiàn)了結(jié)構(gòu)耗散能量的大小，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明結(jié)構(gòu)延性破壞所消耗的能量大于結(jié)構(gòu)脆性破壞所消耗的能量，因此延性結(jié)構(gòu)是有利于抗震的。防倒塌是建筑物抗震設(shè)計(jì)的最低要求，也是抗震設(shè)防最重要的必須得到確實(shí)保證的要求。房屋破壞的根本原因是結(jié)構(gòu)的某些構(gòu)件破壞結(jié)構(gòu)喪失整體性變成了機(jī)動(dòng)構(gòu)架，因此結(jié)構(gòu)的超靜定次數(shù)愈多，進(jìn)入倒塌的時(shí)間過(guò)程就越長(zhǎng)。從耗散地震能量的角度出發(fā)，結(jié)構(gòu)每出現(xiàn)一個(gè)塑性鉸，就可吸收和耗散一定的地震能量，在整個(gè)結(jié)構(gòu)變成機(jī)動(dòng)構(gòu)架之前，若能夠出現(xiàn)的塑性鉸愈多，耗散地震輸入的能量也就愈多，就更能經(jīng)受住較強(qiáng)的地震而不倒塌。故在選擇抗震體系時(shí)應(yīng)盡量采用超靜定次數(shù)多的結(jié)構(gòu)，并采取一定的構(gòu)造措施保證合適的塑性鉸的形成。選型上框架優(yōu)于排架，剛接框架優(yōu)于半剛接或鉸接框架；并聯(lián)的多肢抗震墻優(yōu)于并列的多片單肢抗震墻；具有交叉腹桿的支撐優(yōu)于單腹桿支撐；帶支撐框架優(yōu)于單一框架。另外我們可以有選擇的提高結(jié)構(gòu)中的重要構(gòu)件以及關(guān)鍵桿作的延性是比較經(jīng)濟(jì)有效的辦法。對(duì)于框架和框架筒體,應(yīng)優(yōu)先提高柱的延性。在工程設(shè)計(jì)中另一種提高結(jié)構(gòu)延性的辦法是結(jié)構(gòu)承載力無(wú)明顯降低的前提下,控制構(gòu)件的破壞形態(tài),減小受壓構(gòu)件的軸壓比,提高柱的延性。

3.4多道抗震設(shè)防體系

無(wú)論選用何種材料、何種結(jié)構(gòu)體系的抗震結(jié)構(gòu)，適當(dāng)處理構(gòu)件的強(qiáng)弱關(guān)系，使其形成多道防線，是增加結(jié)構(gòu)抗震能力的重要措施。一次地震持續(xù)的時(shí)間少則幾秒，多則十幾秒甚至更長(zhǎng)。這樣長(zhǎng)時(shí)間的地震動(dòng)，一個(gè)接一個(gè)的強(qiáng)脈沖對(duì)建筑物產(chǎn)生多次往復(fù)式?jīng)_擊，造成累積式破壞；如果建筑物采用的是單結(jié)構(gòu)體系，僅有一道抗震防線，一旦破壞后接踵而來(lái)的持續(xù)地震就會(huì)使建筑倒塌；而設(shè)了多重抗震體系的建筑物，在第一道防線的抗側(cè)力體系遭破壞后，后備的第二道、第三道防線立即接替，抵擋后續(xù)的地震沖擊，特別是對(duì)于因“共振”而引起的破壞，在第一道防線失效后，結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)入第二道、第三道防線工作，此時(shí)隨著第一道防線破壞塑性鉸出現(xiàn)，結(jié)構(gòu)基本周期已發(fā)生變化，從而錯(cuò)開(kāi)了地震動(dòng)卓越周期，建筑物免遭進(jìn)一步破壞。這種抗震設(shè)計(jì)概念是對(duì)付高烈度地震的一種經(jīng)濟(jì)有效的辦法。在水平地震作用下，梁的屈服先于柱的屈服，就可以做到利用梁的變形消耗地震能量，使框架柱退居到第二道防線的位置。

高層建筑結(jié)構(gòu)概念范文第5篇

【關(guān)鍵詞】高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；問(wèn)題分析

一、高層建筑各專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)

“建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備”是互相制約的三個(gè)有機(jī)組成部分，高層建筑設(shè)計(jì)既是各個(gè)專(zhuān)業(yè)自我完善的過(guò)程，也是各個(gè)專(zhuān)業(yè)之間互相協(xié)調(diào)的過(guò)程。提高高層建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量，不但依賴(lài)于各個(gè)專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)水平的提高，而且在很大程度上取決于“建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備”的協(xié)調(diào)。我們認(rèn)為在方案設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)階段一般應(yīng)以建筑專(zhuān)業(yè)牽頭進(jìn)行各專(zhuān)業(yè)協(xié)調(diào)，在施工圖設(shè)計(jì)階段則應(yīng)以結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)為主進(jìn)行各專(zhuān)業(yè)協(xié)調(diào)。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)除了采用合理的結(jié)構(gòu)體系，先進(jìn)的計(jì)算技術(shù)外，大量的工作是搞好與其它專(zhuān)業(yè)的協(xié)調(diào)，以便保證結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖的實(shí)現(xiàn)。

二、高層結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)特點(diǎn)

（1）水平荷載成為決定因素。一方面，因?yàn)闃欠孔灾睾蜆敲媸褂煤奢d在豎向構(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，僅與樓房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)件中引起的軸力，是與樓房高度的二次方成正比；另一方面，對(duì)某一定高度的樓房來(lái)講，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)值則隨結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的不同而有較大幅度的變化。

（2）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，會(huì)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)得出偏于不安全的結(jié)果。

（3）側(cè)移成為控制指標(biāo)。與較低的樓房不同結(jié)構(gòu)側(cè)移已成為高層建筑結(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)。

三、高層建筑的結(jié)構(gòu)體系分析

（1）框架一剪力墻體系。當(dāng)框架體系的強(qiáng)度和剛度不能滿足要求時(shí)，往往需要在建筑平面的適當(dāng)位置設(shè)置較大的剪力墻來(lái)代替部分框架，因而便形成了框架一剪力墻體系。在承受水平力時(shí)，框架和剪力墻通過(guò)有足夠剛度的樓板與連梁組成協(xié)同工作的結(jié)構(gòu)體系。在該體系中，框架體系主要承受垂直荷載，剪力墻主要承受水平剪力?？蚣芤患袅w系的位移曲線呈彎剪型。剪力墻的設(shè)置增大了結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度，使建筑物的水平位移減小，同時(shí)框架承受的水平剪力顯著降低，且內(nèi)力沿豎向的分布趨于均勻，所以，框架一剪力墻體系的能建高度要大于框架體系。

（2）剪力墻體系。當(dāng)受力主體結(jié)構(gòu)全部由平面剪力墻構(gòu)件組成時(shí)，即形成剪力墻體系。在剪力墻體系中，單片剪力墻承受了全部的垂直荷載和水平力。剪力墻體系屬剛性結(jié)構(gòu)，其位移曲線呈彎曲型。剪力墻體系的強(qiáng)度和剛度均比較高，有一定的延性，傳力直接均勻，整體性好，抗倒塌能力強(qiáng)，是一種良好的結(jié)構(gòu)體系，能建高度大于框架或框架一剪力墻體系。

（3）筒體體系。凡采用筒體為抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)體系統(tǒng)稱(chēng)為簡(jiǎn)體體系，包括單簡(jiǎn)體、簡(jiǎn)體一框架、筒中筒、多束筒等多種形式。筒體是一種空間受力構(gòu)件，分實(shí)腹筒和空腹筒兩種類(lèi)型。實(shí)腹筒是由平面或曲面墻圍成的三維豎向結(jié)構(gòu)單體，空腹筒是由密排柱和窗裙梁或開(kāi)孔鋼筋混凝土外墻構(gòu)成的空間受力構(gòu)件。簡(jiǎn)體體系具有很大的剛度和強(qiáng)度，各構(gòu)件受力比較合理，抗風(fēng)、抗震能力很強(qiáng)，往往應(yīng)用于大跨度、大空間或超高層。

四、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問(wèn)題分析

（1）結(jié)構(gòu)選型①結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問(wèn)題。新規(guī)范對(duì)這方面的內(nèi)容有了較大的變動(dòng)，增加了相當(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。而且新規(guī)范采用強(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?！币虼?，結(jié)構(gòu)工程師在遵循新規(guī)范的這些限制條件時(shí)必須嚴(yán)格注意，以避免后期施工圖設(shè)計(jì)階段工作的被動(dòng)。②高度問(wèn)題。按我國(guó)現(xiàn)行《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3—2002）規(guī)定，綜合考慮經(jīng)濟(jì)與適用的原則，給出了各種常見(jiàn)結(jié)構(gòu)體系的最大適用高度。對(duì)結(jié)構(gòu)的總高度均有嚴(yán)格的限制，尤其是新規(guī)范中針對(duì)以前的超高問(wèn)題，除了將原來(lái)的限制高度設(shè)定為A 級(jí)高度的建筑外，增加了B 級(jí)高度的建筑。因?yàn)樵诘卣鹆ψ饔孟?，超高限建筑物的變形破壞性態(tài)會(huì)發(fā)生很大的變化。隨著建筑物高度的增加，許多影響因素將發(fā)生質(zhì)變，即有些參數(shù)本身超出了現(xiàn)有規(guī)范的適宜范圍，如安全指標(biāo)、延性要求、材料性能、荷載取值、力學(xué)模型選取等。③嵌固端的設(shè)置問(wèn)題。由于高層建筑一般都帶有2 層或2 層以上的地下室和人防設(shè)施，嵌固端有可能設(shè)置在地下室頂板或人防頂板等位置。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于嵌固端的設(shè)置帶來(lái)的一系列需要注意的問(wèn)題，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)抗震縫設(shè)置與嵌固端位置的協(xié)調(diào)等。而忽略其中任何一個(gè)方面，都有可能導(dǎo)致后期設(shè)計(jì)工作的大量修改或留下安全隱患。

（2）地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一直是結(jié)構(gòu)工程師比較重視的方面，這不僅僅是因?yàn)樵撾A段設(shè)計(jì)過(guò)程的好與壞將直接影響后期設(shè)計(jì)工作的進(jìn)行，同時(shí)也因?yàn)榈鼗A(chǔ)是整個(gè)工程造價(jià)的決定性因素。在地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中要注意地方性規(guī)范的重要性。由于我國(guó)幅員遼闊，地質(zhì)條件相當(dāng)復(fù)雜，僅依據(jù)GB50007--2002{地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》，無(wú)法對(duì)全國(guó)各地的地基基礎(chǔ)均進(jìn)行詳細(xì)的描述和規(guī)定，而地方性的“地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范”則能夠?qū)⒏鞯氐牡鼗A(chǔ)類(lèi)型和設(shè)計(jì)處理方法等一些成熟的經(jīng)驗(yàn)描述和規(guī)定得更為詳細(xì)和準(zhǔn)確，所以，在進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，一定要對(duì)地方規(guī)范進(jìn)行深入地學(xué)習(xí)，以避免對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或后期設(shè)計(jì)工作造成較大的影響。

（3）結(jié)構(gòu)計(jì)算與分析。在這一階段，如何準(zhǔn)確、高效地對(duì)工程進(jìn)行內(nèi)力分析并按照規(guī)范的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和處理，是決定工程設(shè)計(jì)質(zhì)量的關(guān)鍵。由于新規(guī)范中對(duì)結(jié)構(gòu)整體計(jì)算和分析部分相當(dāng)多的內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整和改進(jìn)，因此對(duì)這一階段比較常見(jiàn)的問(wèn)題應(yīng)該有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)①結(jié)構(gòu)整體計(jì)算的軟件選擇。在進(jìn)行工程整體結(jié)構(gòu)計(jì)算和分析時(shí)，必須依據(jù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型和計(jì)算軟件模型的特點(diǎn)選擇合理的計(jì)算軟件，并從不同軟件相差較大的計(jì)算結(jié)果中，判斷哪個(gè)是合理的、哪個(gè)是可

以作為參考的，哪個(gè)是意義不大的，這將是結(jié)構(gòu)工程師在設(shè)計(jì)工作中首要的工作如果選擇了不合適的計(jì)算軟件，不但會(huì)浪費(fèi)大量的時(shí)問(wèn)和精力，而且有可能使結(jié)構(gòu)存在不安全隱患。②是否需要地震力放大，考慮建筑隔墻等對(duì)自振周期的影響。該部分內(nèi)容實(shí)際上在新舊規(guī)范中均已涉及，只是新規(guī)范中根據(jù)大量工程的實(shí)測(cè)周期明確提出了各種結(jié)構(gòu)體系下高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算自振周期折減系數(shù)。③振型數(shù)目是否足夠。在新規(guī)范中增加了一個(gè)振型參與系數(shù)的概念，并明確提出了該參數(shù)的限值。由于在舊規(guī)范設(shè)計(jì)中并未提出振型參與系數(shù)的概念，或即使有該概念，該參數(shù)的限值也未必一定符合新規(guī)范的要求，因此，在計(jì)算分析階段必須對(duì)計(jì)算結(jié)果中該參數(shù)的結(jié)果進(jìn)行判斷，并決定是否需要調(diào)整振型數(shù)目的取值。④多塔之間各地震周期的相互干擾，是否需要分開(kāi)計(jì)算。一段時(shí)間以來(lái)，大底盤(pán)、多塔樓的高層建筑類(lèi)型大量出現(xiàn)，而在計(jì)算分析該類(lèi)型高層建筑時(shí)，是將結(jié)構(gòu)作為一個(gè)整體并按多塔類(lèi)型進(jìn)行計(jì)算還是將結(jié)構(gòu)人為地分開(kāi)進(jìn)行計(jì)算，是結(jié)構(gòu)工程師必須注意的問(wèn)題。如果多塔間剛度相差較大，就有可能出現(xiàn)即使振型參與系數(shù)滿足要求，但對(duì)某一座塔樓的地震力計(jì)算誤差仍然較大的情況，從而給結(jié)構(gòu)留下不安全隱患。