高層建筑結構形式范文

導語：如何才能寫好一篇高層建筑結構形式，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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【關鍵詞】：高層建筑；結構形式；結構設計

Abstract: Through the analysis of high-level structural system, this paper discusses the advantages and disadvantages of the various structural forms, and analyzes the applicability of the economy, the seismic performance analysis, hoping provide a high reference value to project counterparts the structure of the program design stage to determine the structure of selection.Key words: high-rise buildings; structure; structure design

中圖分類號：TU972+.3 文獻標識碼：A文章編號：2095-2104（2012）05-0020-02

前言：

國家對土地這一不可再生資源的調控政策，城市用地量的不斷增加，導致城市建筑用地變的越來越緊張。高層建筑的數量也如雨后春筍般快速的增加，特別是在用地緊張的大中城市。高層建筑不僅僅是在建筑類型上越來越豐富：有住宅、辦公樓、醫院等等。在結構體系上隨著科技水平的發展，需求的不斷提高也有了更多的演變，使得建筑結構選型及設計有一定的難度。現按照承重體系和材料分類兩方面介紹他們的特點及適用性，淺析高層建筑的結構設計。

按照承重體系分類：

高層建筑按照承重體系的不同可以分為以下幾個基本的類：框架結構、剪力墻結構、框剪結構、筒體結構。

1.1框架結構：房屋結構均由梁、柱通過節點連接而構成。由框架梁、柱與基礎形成平面框架，作為主要的承重構件，平面框架再由連系梁聯系起來，形成一個空間的結構體系?？蚣芙Y構具有建筑平面布置靈活，能夠較大的獲得大空間，承受豎向荷載作用合理、結構自重較輕的特點。但是由于是框架結構，又會存在著側向剛度小、水平位移較大的缺陷，使建筑的高度受到不同程度的限制。在非地震區可做到15層最高不超過20層，不宜超過60米。常用于綜合辦公樓、旅館、醫院、學校、商店等建筑。

1.2剪力墻結構：剪力墻結構是用鋼筋混凝土墻板來代替框架結構中的梁柱，能承擔各類荷載引起的內力，并能有效控制結構的水平力，這種用鋼筋混凝土墻板來承受豎向和水平力的結構稱為剪力墻結構。這種結構在高層房屋中被大量運用。剪力墻的主要作用是承擔豎向荷載、抵抗水平荷載，如風、地震等的作用。剪力墻結構中墻與樓板組成受力體系，缺點是剪力墻不能拆除或破壞，不利于形成大空間，住戶無法對室內布局自行改造。一般的剪力墻的間距在3-8m左右。綜合剪力墻結構的利弊，在實際工作的應用為了適應各種功能空間的需要，會有各種變形。例如需要框支剪力墻結構，框架剪力墻結構，異形柱框架剪力墻結構。

1.2.1框支剪力墻結構：將剪力墻結構的房屋的底層或者底部基層做成框架，是一種帶轉換層的高層建筑結構?？梢杂行У臐M足酒店，寫字樓等建筑類型。但是這種結構有他自己的弊端：帶轉換層高層建筑結構在其轉換層上、下層間側向剛度發生破壞。形成柔性的底層或者底部，在地震作用下容易遭到破壞甚至是倒塌。

1.2.2框架—剪力墻結構體系：框架結構和剪力墻結構的組合，兼有框架和剪力墻的優點，比框架結構的水平承載力和側向剛度都有很大的提高，比剪力墻結構布置靈活，可應用于10——20層的辦公樓，教學樓、醫院和賓館建筑中。框架剪力墻結構雖然在一定程度上比框架結構的剛度等有所提高，但是這種結構的高度也應該在他合理的范圍內，工程中一般去25層以下為宜，最高不超過35層。

1.2.3異形柱框架剪力墻結構：這種結構體系是框架剪力墻的一個派生結構形式，這種結構類型的特點是利用樓電梯間做鋼筋混凝土的核心筒，抵抗大部分的水平荷載，異形柱主要是承擔豎向荷載，水平位移及層間位移大大減小。同時異形柱又能很好的解決建筑平面使用問題。

1.3筒體結構體系：筒體結構體系是由一個或者幾個筒體作為豎向承重結構的高層建筑結構體系。筒體結構由框架-剪力墻結構與全剪力墻結構綜合演變和發展而來。筒體結構是將剪力墻或密柱框架集中到房屋的內部和而形成的空間封閉式的筒體。其特點是剪力墻集中而獲得較大的自由分割空間，多用于寫字樓建筑。

1.3.1框架—核心筒結構：框架一核心筒結構由實體的核心筒和外框架構成。一般將樓電梯間及一些服務用房集中在核心筒內；其他需較大空間的辦公用房、商業用房等布置在外框架部分。由于核心簡實際上是兩個方向的剪力墻構成封閉的空間結構，具有更好的整體性與抗側剛度?？蚣堋诵耐步Y構體系適用于高度較高，功能較多的建筑。

1.3.2筒中筒結構：筒中筒結構是由實體的內筒與空腹的外筒組成?？崭雇馔灿擅芘胖案叨容^大的橫梁組成。筒中筒結構體系具有更大的整體性與側向剛度，因此適用于高度很大的建筑。如果將若干筒體組合成成組筒結構體系，則側向剛度更大，可適用于特別高的超高層建筑。

1.3.3束筒結構：束筒結構由若干個筒體并列連接為整體的結構。整個建筑如一個固定于基礎的封閉空心懸臂梁，具有良好的剛度和防震能力。目前世界上最高的西爾斯大廈采用了9個30×30米的框筒集束而成。

按材料分類論述：按照材料分類又可以分為：鋼結構；鋼筋混凝土結構；組合結構。

2.1鋼結構：鋼結構工程是以鋼材為主的結構，是主要的建筑結構類型之一。 鋼結構是現代建筑工程中較普通的結構形式之一。鋼結構的建筑具有強度高、韌性大、抗震性能好、易于加工，能縮短現場施工的工期，施工方便等諸多優點，但是也難以克服其用鋼量大，造價高，耐火性極差的缺陷。國內鋼結構的例子還是很多的，深圳地王大廈，北京京廣中心等都是比較著名的例子。

2.2鋼筋混凝土結構：由鋼筋和混凝土兩種材料結合成整體共同受力的工程結構。鋼筋承受拉力，混凝土承受壓力。具有堅固、耐久、防火性能好、比鋼結構節省鋼材和成本低等優點。鋼筋混凝土結構包括薄殼結構、大模板現澆結構及使用滑模、升板等建造的鋼筋混凝土結構。多用在工廠或施工現場預先制成的鋼筋混凝土構件，在現場拼裝而成。鋼筋混凝土結構具有很多優點：就地取材、耐久性、耐火性好（與鋼結構比較）、整體性好、可模性好、比鋼結構節約鋼材。但是也有其不可避免的缺陷：自重大、混凝土抗拉強度較低，易裂、費工、費模板、周期長、施工受季節影響、修復困難等。

鋼筋混凝土最主要當然與其材料：也就是剛和混凝土有關啦，其中鋼筋的抗拉強度和混凝土的抗壓強度最重要。另外，施工之中還和天氣的溫度濕度等有關，因為會影響到混凝土的凝結速度。

2.3組合結構：在鋼筋混凝土結構的基礎上，充分發揮結構優良的抗拉性能以及混凝土結構的抗壓性能進一步減輕結構自重，提高結構的延性。主要用鋼材加強混凝土構件、部分抗側力結構用鋼結構，另一部分采用鋼筋混凝土結構。

3、高層建筑結構設計的方法3.1確定合理的基礎設計方案。一般來說，高層建筑的基礎設計中，應當依據工程地質條件、上部的結構類型、荷載的分布、相鄰各建筑物的影響與施工條件等綜合因素開展分析，挑選出符合經濟合理原則的基礎性方案。

3.2確定最合適的結構方案。成功的建筑物設計一定要選擇相對而言最為經濟合理的結構方案，也就是說要選擇切實可行的結構形式與結構體系。

3.3確定合適的計算簡圖。結構計算主要是在計算簡圖基礎之上開展的，由于計算簡圖選用不合理而造成結構不夠安全的事件常常發生，所以，挑選合理的計算簡圖是確保結構安全的一個重要因素。

3.4準確分析計算的結果。在高層建筑結構設計當中廣泛采用了計算機技術，但是如今軟件的種類極多，而不同軟件常常會出現不一樣的計算結果都會造成錯誤的計算結果，所以需要工程師在得到計算之后進行認真分析與校核，并做出最為合理的判斷。3.5運用合理的構造方法。要注重構件的延性，強化其中的薄弱位置。充分利鋼筋混凝土中鋼筋與混凝土的特性，充分利用鋼筋混凝土構件的受力特性進行設計與施工。如魚腹梁等各種變截面性的的梁柱。

4、結束語：

結構設計是個系統全面的工作，在此過程中出現任何問題或者失誤，都極有可能導致整個設計變得更為復雜，甚至結構的不安全。結構設計人員需要扎實的理論知識功底，充分的認識到高層建筑各種結構形式及其特點，合理的進行選型與組合設計，才能更好地對高層建筑的結構進行更科學合理的應用。

參考文獻：

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關鍵詞：超高層建筑；設計理念；節約造價

目前，我國資源消耗高、浪費大、環境污染等問題非常嚴重，隨著經濟的快速增長和人口的不斷增加，淡水、土地、能源、礦產等資源不足的矛盾更加突出，環境壓力日益增大。土地資源的節約集約利用和循環、高效利用成為發展的必然 而現代辦公樓的建設由于用地緊張，所需面積又較大，多以高層和超高層建筑為主。而這些建筑又往往成為消耗能源和建設經費的超級大戶，上海金茂大廈，北京soho，中央電視臺等項目在成為城市地標的同時往往都是以天價的投資為基礎的。如何在這些超高層辦公建筑項目中從設計理念階段就明確方向，盡量節約造價是今后新建超高層辦公樓的一大重點。

1新建項目應實現的基本目標

1.1提高經濟性：保證標準層面積，提高高層實用率，避免低效建設

通過對深圳現有相應品質高檔辦公樓的調查，為保障高層建筑的實用率，辦公樓標準層面積不宜過小。我們建議辦公標準層面積應在1600~1800m2之間，且不宜超過2000 m2，從而提升項目建設效率和城市對土地的利用，提高項目經濟性。

1.2正確定位項目標志性：綠色經典為原則

新建項目不應盲目追求華而不實的建筑風格，而應將項目定位成綠色高效經典的新型現代辦公樓。應該充分重視“人”在建筑中的感受，打造節能，環保，綠色的現代化高檔辦公樓，這既能充分發揮為數不多的剩余土地的價值，又能成為響應國家“節能減排”政策的積極舉措，同時為內部辦公人員提供一個健康舒適的自然辦公環境。

2項目經濟性分析

我們以某一面積近10萬m2的超高層雙子樓辦公項目為例，通過對塔樓高度，標準層面積，避難層層數，結構型式等方面進行對比分析，力求得出不同高度的雙塔方案其造價的變化情況。

2.1方案可能性分析

①數據

②面積組成

③層高分析

通過對深圳高檔甲級寫字樓項目的調研可得出，按照深圳中高檔寫字樓標準，單位面積造價隨建筑高度變化而不同，常規情況下，建筑造價和建筑高度的關系大體

3結論

對三種方案的綜合評價采用打分方式，其基本規則如下：

評分指標分為經濟性和標志性兩大類。在每一大類中包含有多項相關的要素，根據四個方案對每個要素的相應情況進行評分。最高分為3分，最低分為1分，獲得3分表示該方案在本要素方面表現最佳，獲得1分為表現最差。三個方案在每個要素的總得分最多為6分，如果在某個要素上有兩個或三個方案難分高下，則平分分數。

根據綜合評價打分的結果，一高一矮方案作為得分最高的方案，在各主要要素上都有較好的表現，綜合來講，可以認為是最為可行方案。

根據以上分析可知，盲目追求塔樓高度的做法是極其浪費的。同樣的項目和建筑面積，盲目追求一棟塔樓的高度做法和拆成兩棟塔樓建設的做法，造價最高可相差近40%。這不論對國家建設節約型社會還是建設方本身的經濟利益來說，都是不合時宜的。我們應該本著適度的原則，從理性的角度分析，選用合理的建筑形式，將建筑造價控制在一個適宜的范圍內。

4超高層辦公樓標準層進深分析

使用空間的進深指從外窗到房間最內側墻邊的距離，房間進深的確定需綜合考慮以下的因素：

①進深越大，分隔組合的可能性越多，靈活性越大。反之，進深較小，空間劃分的可能方也越少，靈活性降低。②進深越大，每層的辦公面積越大，建筑的使用效率越高；進深越小，建筑交通面積和公共空間面積所占的比例會相對增大，使得建筑實用效率降低。③進深越大，房間內區的面積越大。辦公室內區距離外窗較遠，空氣流動性差、品質得不到保障，無法利用用自然采光。內區的辦公環境是較差。反之，小進深能夠提高辦公空間的整體品質。④進深越大，外柱到內筒的跨度越大，框架梁的高度越大，在同樣層高條件下的室內凈高越小。⑤選擇建筑進深必須要綜合考慮上述各方面因素后進行綜合判斷。

5其他影響工程造價因素分析

①平面形狀。一般來說，建筑平面形狀越簡單，它的單位面造就越低。一般情況下建筑周長與建筑面積比越低，設計越經濟。因些建筑物平面形狀的設計應在滿足建筑物功能要求的前提下，降低建筑物周長與建筑面積比。

②流通空間。建筑物的經濟平面布置。在滿足建筑物使用要求前提下，將流通空間減少到最少。因為如門廳、過道、走廊、樓梯以及電梯井的流通空間，他們都不能為了獲利目的的加以使用，但是需要相當多的采光、清掃和裝飾的費用。但是不能為了降低工程造價，忽慮了美觀和功能質量的要求。

③層高。在建筑面積不變的情況下，建筑層高增加會引起各項費用的增加：墻與隔墻及其有關粉刷、裝飾費用的提高；制冷空間體積增加；衛生設備、上下水管道長度增加；樓梯間造價和電梯設備費用的增加；另外，由于施工垂直運輸量的增加，可能增加屋面造價；如果屋高度增加而導致建筑物總高度增加很多，還可能增加基礎造價。

④建筑物層數。建筑物總造價是隨著建筑手的層數增加而提高的。

⑤柱網布置。常規建筑柱網為8.4m×8.4m，若柱網過大，則梁高增加，配筋加大，造價增高，且影響室內凈高。建議塔樓結構柱跨（進深）控制在12米以內，結構體系比較合理。柱外側可考慮懸挑，以保證立面的完整性，同時可以形成豐富的空間感。

⑥建筑物的體積與面積。一般來說隨著建筑物體積和面積的增加，工程造價會提高。盡量減少結構面積比例，增加有效面積，就是結構面積與建筑面積比越小，設計越經濟。

⑦建筑結構。建筑結構就是建筑工程中構件所組成的起骨架作用的。建筑結構材料如，砌體結構、鋼筋混凝土結構、鋼結構。建筑材料和建筑結構選擇直接影響到工程質量、使用壽命、耐火抗震性能，而且對施工費用、工程造價有很大的影響。

6結構專業相關介紹

6.1高層和超高層項目可能采用的建筑結構體系的介紹

我國已建造高度在150m以上的建筑150余棟?？晒┻x擇的結構形式很多。較為常見的結構形式包括：鋼筋混凝土框架-核心筒結構、鋼筋混凝土框架-剪力墻結構、鋼框架-鋼筋混凝土核心筒結構、鋼框架-支撐結構、混合結構、巨型結構等。近年來，新興的斜網格結構在辦公大廈中也有不少成功應用的案例。

可供選擇的樓蓋體系包括：鋼—混凝土組合樓蓋、鋼筋混凝土梁板樓蓋、鋼筋混凝土預應力樓蓋等。

從概念上講，處于地震設防地區的超高層建筑應該遵循體型簡單、規整的原則，在建筑平面和立面上盡量規則。不過，體型規則并不等同于方盒子。優秀的超高層建筑都能夠將良好的使用功能、完美的體型和立面與合理的結構布置很好的統一起來。

綜合考慮各種因素后，對結構形式的選擇提出以下目標：

①充分保障建筑設計的要求，滿足建筑外部形象和內部空間的設計要求，滿足功能對結構形式提出的要求，尤其是金融機構對內部空間的要求。

②要充分考慮結構成本，這其中不僅僅要考慮結構建造的成本，還要考慮結構空間占用帶來的面積損失成本，上部結構自重帶來的地基和基礎成本，以及建造周期縮短或增長帶來的成本。同時，還應當考慮建成后使用期內的結構維護成本。

③要考慮施工建造的可行性，要考慮材料采購和招標的便利性，施工工藝的成熟性、建造工期的可控性、現場施工的安全性等。

6.2基礎及地下室設計

6.2.1基坑開挖

超高層項目用地面積一般較小，為保證足夠的地下室面積，應盡量擴大開挖范圍。除預留必要的管線通道外，基坑開挖應盡量貼近用地紅線。從經濟性考慮，基坑支護可采用土釘墻+預應力錨桿的形式，為方便基礎和地下室施工，建議將止水圍幕一直做至不透水層。

6.2.2基礎選型

參考現有建筑的地基條件和基礎選型，建議基礎采用大直徑人工挖孔樁。這種基礎形式具有以下優點：

①單樁承載力大，能夠實現一柱一樁，結構傳力簡明。

②對施工技術要求低，施工工藝成熟，質量較為可靠。

③樁身成孔和樁底吃力層檢驗直觀可靠。

④施工速度快、成本低。

⑤沒有噪音擾民，環境污染小。

有以下缺點：

①該施工方法屬限制工藝，需要特殊審批。

②需要進行大面積降水，降水成本高。大面積降水有可能對周邊建筑和道路產生影響。

如果由于特殊原因不宜采用人工挖孔樁，建議可采用沖鉆孔灌注樁作為備選。但沖鉆孔灌注樁在結構傳力、質量控制、建造成本、施工工期和環境污染方面與人工挖孔樁相比劣勢較為明顯。

6.3地下室設計

為保證充足的停車位和必要的設備用房要求，超高層辦公樓至少將建造三層地下室。地下室各層的層高按照建筑室內凈高要求進行控制，結構根據柱網選擇合理的梁板截面。

6.4抗浮設計

若工程用地地下水位較高，對于塔樓覆蓋范圍以外的部分，需要考慮結構抗浮設計。目前可供選擇的常用抗浮方式包括結構樁抗浮、結構樁+抗拔樁抗浮、錨桿抗浮、自重抗浮等。

根據常規項目的設計經驗，建議采用抗拔樁與自重抗浮相結合的方式。要充分利用樁基側面的摩擦力，通過增加樁身配筋，提高樁身抗拔承載力。若仍然不能滿足抗浮要求，可考慮采取兩種方法。一是適當增大樁身直徑，提供更大的抗拔能力。二是可以采取增厚樓板或增加配重等方式，適當增加地下室重量，減少抗浮水頭。

6.5其他事項

如果大廈結構高度超過150m，則可能屬超限結構，均需要進行結構超限審查。在結構設計中需要進行大震作用下的補充計算，如靜力彈塑性分析計算或動力彈塑性計算。這將增加設計時間和初步設計審批時間，須在工程建設進度安排中予以考慮。

參考文獻：

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關鍵詞：高層建筑 型鋼混凝土組合結構 施工技術

中圖分類號：TU974 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）10（a）-0028-02

在我國當前社會經濟不斷發展的過程中，城市化進程不斷加快，土地面積越來越緊缺，這種情況下，城市中居民樓大多數都是高層建筑，那么，為了更好地提高高層建筑的質量，保證其安全性能，就需要對其中的施工技術不斷地進行優化。型鋼混凝土技術在高層建筑中的應用，不僅有較強的承載力，同時其在抗震性能以及剛度方面也有著明顯的優勢。型鋼混凝土構件能夠承受高于其外形鋼筋混凝土構件1倍以上的承載力，能夠有效地擴大建筑結構的使用空間和面積，在居住以及建筑方面都有著顯著的經濟效益。由此就可以看出型鋼混凝土組合結構在高層建筑使用中的優越性。

1 簡述型鋼混凝土組合結構

型鋼混凝土組合構件是由外部鋼筋、核心型鋼以及混凝土3種材料共同協同工作組合而成的一種構件，有良好的抗震性能，較強的承載力以及耐久性和耐火性。當前主要應用于結構跨度比較大的高層建筑中。型鋼混凝土組合結構主要分為兩種類型：一種是部分構件使用型鋼混凝土，然后其他部分使用鋼筋混凝土或者鋼梁，往往柱、剪力墻使用型鋼混凝土，框架梁使用剛筋混凝土或者鋼梁。另外一種是所有的構件均使用型鋼混凝土。在實際的應用中，這兩種組合構件往往適用于簡中簡結構、底部大空間剪力墻結構以及框架結構等。

2 高層建筑中型鋼混凝土組合結構的選型以及布置存在的問題

2.1 構件的經濟性比較

高層建筑的構件選擇需要按照相應的結構技術規程進行，比如型鋼混凝土組合結構施工中，要求必須選擇焊接型鋼以及實腹式型鋼作為柱內材料。由于實際施工條件的限制，則需要對混凝土的體積配箍率進行計算，保證鋼筋配置的合理性，這樣才能有效避免施工問題的出現。

2.2 結構選型

建筑結構中，其最終建筑物的功能。經濟性能與建筑物的結構形式有著密切的聯系，所以在實際進行結構的選擇中，需要在建筑方案的設計中對這一問題進行充分考慮。在高層建筑中，如果其柱距比較大，同時因為軸壓比的關系，導致柱截面太大，使用以往的建筑結構方式，勢必會加重建筑物本身的自重，同時材料的使用量也會增加。這種情況下就需要使用型鋼混凝土結構，而如果層高有一定的限制，并且跨度比較大的時候，也可以使用型鋼混凝土結構，所以，在實際的結構選擇中，需要綜合各方面的因素進行結構的確定。

2.3 布置問題

導致型鋼混凝土結構出現結構失穩的主要原因主要有兩個方面，首先，柱內型鋼的強度低于縱筋，從而導致型鋼失穩的發生。其次，柱子上混凝土的落，使型鋼混凝土的側向剛強度降低。這一問題往往表現為型鋼混凝土柱剪切黏結的破壞，通過型鋼與混凝土之間的黏結作用逐漸減弱，直至消失，最終導致型鋼外側的混凝土齒裂，影響混凝土作用的發揮。

3 高層建筑中型鋼混凝土組合結構的應用

型鋼混凝土組合結構和普通的混凝土有著極大的差異。因此在進行設計的時候，需要確定好鋼筋實際所在的位置、大小以及框架梁的寬度和穿透鋼筋小孔的順序以及大小，這樣才能確保型鋼混凝土組合結構在高層建筑中的應用。

3.1 鋼結構的制作和安裝

首先需要進行十字型鋼柱的制作，在工廠分工制作以后，然后進行拼裝、校正、檢驗，確保產品合格以后將其運至施工地區進行拼接，在拼接的過程中，要嚴格按照相應的程序進行拼接，這樣才能使產品的質量得到有效的保證。在組合完成以后，要對最終的安裝結果進行檢查，檢查之后，還要利用超聲波對其內部進行無損檢測，這樣才能將拼裝中造成的缺陷進行有效排除。此外還需要進行十字柱加工制作。在進行鋼結構的安裝中，首先需要進行標準注的選擇，將網閉合進行控制，然后對柱頂標高進行豎向測量。之后需要對柱頂位移以及鋼結構進行超偏處理，然后對超平結果和下節柱的檢查結果進行綜合處理。粗腳的處理需要在安裝鋼柱位置確定以后進行，通過對處理數據的分析，對鋼柱的垂直度進行再次糾正。在安裝完成以后，需要對測量記錄進行會審，并且對焊接問題進行檢驗，另外還需要對控制點的閉合進行再次檢驗，最后需要對下節鋼柱的預控數據圖進行繪制。

3.2 型鋼柱安裝步驟

在進入施工場地以后，首先需要進行定位和放線，將支撐手腳架以及埋柱腳的地區進行合理選擇，在就位吊裝以后對安裝中存在的問題進行再次糾正。施工開始之前需要對模板進行加固和綁扎以及再次檢查，在安裝型鋼柱的時候，必須確保安全性能，這樣才能使施工的安全性得到有效保證。

3.3 對混凝土結構的澆筑處理

澆筑的有效進行是確保型鋼混凝土結構的重點所在，在實際的施工中，澆筑工作進行相對比較困難的部分主要有梁柱節點、凹角處以及交界處，對這幾部分的振搗也是比較困難的，如果在前期不能做好準備工作，勢必就會使澆筑工作的質量受到影響。如果在實際的施工中，這一部分出現問題，不僅僅會造成型鋼混凝土結構本身的質量問題，同時還會對最終的建筑施工的整體效果造成影響，所以，在實際的施工過程中必須對混凝土的密實性引起高度的重視。

3.4 型鋼混凝土組合結構中的鋼筋綁扎處理

在施工以前，需要對綁扎處理做好相應的設計，并且應該將具體的工作確保職責到人，對梁柱縱筋節點處的技術處理應該引起重視，這樣才能使綁扎時的難度得到有效的控制，最終才能使鋼筋的綁扎質量得到保證。

3.5 對柱型鋼的節點處理

鏈接柱型鋼的節點，需要確保從柱型鋼的兩側穿過。如果出現鋼筋與柱中型相交，在處理的時候，就需要從柱型兩邊將梁筋斷開，將柱和套筒的邊緣相接，要想在實際的施工中更多方面地對節點進行澆灌，還需要在柱型鋼的邊緣處進行加勁肋的設置。在實際的施工中，需要防止加勁肋出現局部彎曲的情況，所以，在設置加勁肋的時候，就需要保證加勁肋的輕度大于梁鋼筋的強度，這樣才能保證將梁邊緣的拉力向相關的節點進行有效傳輸。

4 結語

綜上所述，隨著當前社會經濟的不斷發展，高層目前已經成為人們房屋居住的主要類型，要想使其的抗震性能、承受力以及剛度得到有效的保證，就必須不斷地對相關的施工技術進行優化。目前雖然我國在型鋼混凝土組合結構方面的研究仍然處于初級階段，但是已經在高層建筑中得到了有效的應用，不過其中還存在著一些問題，如果不能對此采取有效的措施進行解決，就會直接影響建筑工程的質量，鑒于這一點，相關部門必須加強對型鋼混凝土組合結構施工技術的深入研究，這樣才能促使施工技術的不斷提升，促進未來高層建筑施工質量以及安全性能的不斷提高。

參考文獻

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關鍵詞：高層建筑結構；隔震設計；橡膠隔震支座

Abstract: this paper mainly in high-rise building structure design of rubber bearings are discussed, refers for the colleague.

Keywords: high building structure; Isolation design; The rubber isolation bearing

中圖分類號: TU318 文獻標識碼：A文章編號：

前言

2008年5月四川省發生8.0級汶川大地震，死亡6萬余人，由于建筑結構的損壞造成15萬人無家可歸，直接經濟損失約100億美元；2010年1月發生在加勒比島國海地的7.0級太子港大地震，死亡11.3萬人，19.6萬多人受傷，幾十萬人無家可歸，受害人數達130多萬人，被毀房屋超過十萬棟，生命線工程和大量公共設施被嚴重破壞。

地震是一種多發自然災害，而我國是世界上地震多發的國家之一，發生過破壞性地震的城市占全國城市總數的10%以上，給人民的生命財產和國民經濟造成了巨大的損失。地震引起地面劇烈的顛簸和搖晃對房屋建筑特別是高層建筑會產生毀滅性的破壞。目前，城市建筑都朝著中高層建筑發展。因此，如何減少地震對高層建筑的影響是目前房建設計與施工所面臨的一個重要問題。而高層基礎隔震建筑的隔震效果與隔震支座的水平剛度有極大關系，采用低硬度橡膠的支座更加適用于高層建筑。

1 基礎隔震結構體系分析

建筑結構基礎隔震屬于結構被動控制技術，其基本思想是在上部結構與基礎頂面之間設置足夠可靠、水平剛度小的隔震層，并通過隔震層的阻尼器來吸收地震傳入結構的能量，減小結構的地震響應，提高建筑的可靠性。

基礎隔震結構目前多用于30層以下﹑高寬比較小﹑上部結構水平層剛度比較大的建筑結構。如果上部結構層數較多﹑高寬比較大﹑層間剛度較小，則上部結構須視為多質點體系，采用多質點模型，并需要考慮結構的傾覆﹑扭轉等因素。

在高烈度區地震波激勵下，高層隔震結構體系的上部結構彎曲變形已開始占了較大部分，在高烈度地區應用橡膠隔震結構，結構中的隔震支座可能會出現一定的拉應力或者非線性變形，但是結構整體是安全的。對于高層隔震結構體系，上部結構的傾覆彎矩較大，水平地震作用會引起隔震層的轉動，結構的垂直荷載比較大，隔震層可能產生明顯的堅向變形。對于這種情況，隔震結構的地震反應不僅要按多質點平動體系進行分析，并且要考慮結構的擺動。因此應采用多質點平動加擺動計算模型，如圖1所示。

圖1基礎隔震體系多質點平動加擺動動力分析模型

2 高層建筑結構隔震設計

在隔震結構的設計中，應通過對結構的整體特性、結構布置、結構剛度的分布等情況進行合理設置，控制結構在地震發生時的反應性能，達到減小地震反應的目的。

2.1隔震設計要求

（1）采用隔震設計的房屋建筑，其抗震設防目標應高于抗震建筑。在水平地震方面，隔震結構具有比抗震結構至少高0.5個設防烈度的抗震安全儲備。堅向抗震措施不應降低。合理設計的隔震建筑均可達到“小震不壞，中震不壞或輕微破壞，大震不喪失使用功能”的設防目標。

（2）建筑結構的隔震設計，應根據建筑抗震設防類別﹑抗震設防烈度﹑場地條件﹑建筑結構方案和建筑使用要求，與建筑抗震的設計方案進行技術﹑經濟可行性的對比分析后，確定其設計方案。

（3）由于建筑隔震技術的特點，軟弱場地固有周期長，對自振周期較長的隔震結構不利，易引起共振，所以不推薦軟弱場地上進行基礎隔震設計，宜選用I、II 類場地，并且在結構設計中選用剛性較好的基礎類型，以保證隔震層的穩定性和在地震中運動的一致性。

（4）設計文件上應注明對隔震的性能要求；隔震部件的設計參數和耐久性應由試驗確定；并在安裝前對工程中所有各種類型和規格的部件原型進行抽樣檢測，每種類型和每一規格的數量不應少于3個，抽樣檢測的合格率應為100%。

（5）隔震建筑隔震層的抗拉能力比較弱，根據剪切型結構的特點，為了保證隔震結構的穩定性，確保隔震結構的傾抗覆能力，應對隔震結構的高寬比加以控制。隔震結構的高寬比應滿足表1的要求。當高寬比不滿足要求時，應進行罕遇地震下的抗傾覆驗算。

表1隔震建筑最大高寬比

（6）建筑隔震橡膠支座和隔震層的其他部件尚應根據隔震層所在位置的耐火等級采取相應的防火措施。

（7）對于體型復雜或有特殊要求的結構采用隔震技術，應進行模型試驗。

2.2隔震設計步驟

（1）依據設防烈度或地震危險性場地條件以及工程的重要性，確定設防標準。

（2）確定上部結構方案與結構布置，初步確定上部結構構件尺寸及材料強度等級。由于設置了隔震層，上部結構所受地震作用降低很多。因此，對柱子軸壓比的限制可適當降低，柱子的載面也可適當減少。

（3）根據隔震裝置的承載力﹑剛度﹑變形等性能要求和規定，確定隔震支座的類型﹑個數和隔震支座的尺寸，布置并進行隔震支座設計。

（4）選擇隔震結構動力計算分析模型，確定結構的剛度﹑自振周期﹑阻尼比等動力參數。

（5）合理設置隔震結構的基本周期，避開場地周期和上部結構的周期，有效地發揮隔震技術的效用。

（6）計算結構地震作用和結構的加速度﹑速度﹑位移﹑隔震的水平位移﹑支座軸力等地震反應，確認是否滿足設防標準。

（7）包括隔震層與上部結構的連接構造﹑隔震支座和阻尼器的連接構造﹑穿過隔震層的設備配管﹑配線的連接及其措施。

（8）隔震層的平面布置：隔震層位置宜設置在第一層以下部位，隔震層在罕遇地震下應保持穩定，且不出現不可恢復的變形?？刂聘粽鸾Y構的節點構造，保證隔震層在地震時有效發揮作用。隔震層的平面布置應力求具有良好的對稱性，應設置在受力較大的位置，間距不宜過大。

（9）水平地震作用下隔震層驗算：根據隔震層力學參數，隔震層在小震時的等效剛度﹑等效阻尼比，大震時的等效剛度﹑等效阻尼比，采用動力時程分析法，選用適合的計算模型和符合場地頻譜特征的實際地震波及符合抗震規范反應譜要求的人工模擬地震波，分別對隔震和不隔震結構在多遇地震下和罕遇地震下的地震反應進行對比分析。

用幾條地震波作用下各自最大值的平均值作為時程分析結果的代表值，驗證時程分析計算結果是否滿足要求，具體包括多遇地震下結構水平向減震系數的計算，確定減震效果，要求見表3；罕遇地震下隔震支座堅向應力的驗算；罕遇地震下隔震支座水平位移的驗算等。另外還有一些隔震層設計的構造措施，這里就不再贅述。

表3確定水平向減震系數的比值劃分

2.3隔震裝置的選取。

（1）隔震裝置應具有足夠的堅向承載力和水平變形能力，在發生大震時，可安全穩定地支撐建筑物，不會出現失穩破壞，能發揮隔震功能。橡膠隔震支座平均壓應力限值和拉應力的規定是隔震層設計的關鍵之一，隔震支座在永久變荷載作用下組合的堅向平均壓應力設計值不應超過表2列出的限值。同時，隔震中支座出現拉應力，意味著上部結構存在傾覆危險，這對高層建筑結構隔震尤為主要。

建筑類別 甲類建筑 乙類建筑 丙類建筑

平均壓應力限值（Pa） 10 12 15

表2橡膠隔震支座平均壓應力限值

（2）隔震支座應具有適當水平剛度和較大的水平變形能力，在較大地震作用時，隔震支座產生柔性變形，能釋放部分水平地震作用。

（3）應控制隔震支座的布置及結構的剛度，使其分布均勻。盡量使結構剛度中心與上部結構的質量中心的偏移小一些，這樣做可以保證結構不致因為太大的扭轉作用而發生意外破壞。

（4）隔震裝置應具有彈性復位功能，應便于施工、檢查和替換。

（5）隔震裝置應具有很強的豎向承載能力和很小的壓縮變形，確保建筑物的正常使用。

（6）隔震裝置的剛度和阻尼具有較好的穩定性，在可能出現的荷載和溫度變化以內，其變化較小。具有良好的耐久性﹑抗低周疲勞性、抗熱空氣老化性、抗臭氧老化性、耐酸性、耐水性等性能，其壽命可與建筑物使用壽命相同，在建筑物使用期內能有效發揮隔震作用。

（7）隔震結構設計時，隔震層及隔震墊的受力和變形控制指標應滿足指定要求。

3 隔震建筑的經濟效益分析

隔震結構與一般結構相比,費用增加的部分包括:隔震構件、隔震層上面的樓面、設備管道的柔性接頭及相應的設計費用和施工費用。如果上部結構仍然按傳統的抗震設計,其總工程費用略有增加。如果上部結構設防烈度降低，則節約的造價，可用于抵消隔震層的造價。

因此，對整個隔震建筑的工程造價來說，和同類非隔震建筑相比，基本持平或略有降低。隔震建筑在振動性能和抗震安全性方面提高了建筑結構的附加價值。如果把地震時建筑結構的破壞、內部財產的損失、人員傷亡以及建筑物損壞造成的停工停產所帶來的損失加起來，該基礎隔震體系的經濟效益和社會效益十分巨大，是一種極具推廣和應用的換代新產品、新技術。

4 結束語

隔震技術不僅可以保證結構的整體安全,防止非結構部件的破壞,避免建筑物內部裝修、室內設備的損壞以及由此引起的次生災害，并且隔震橡膠支座技術應用方便、隔震效果明顯。世界上已有20多個國家已開始在建筑物中使用橡膠墊隔震技術，橡膠墊隔震房屋經受了多次強烈地震的考驗，減震性能表現非常顯著。該技術對國計民生具有重要的意義。

未來高層建筑的發展趨勢，體型將更趨復雜，結構體系將更趨多樣化。出于對建筑藝術上的要求，高層建筑的體型將會更為復雜和多樣，許多高層建筑都是綜合性的和多用途的。因此對建筑結構必然提出新的更高的設計要求，各種先進的隔震技術也將大量應用到高層建筑中。

參考文獻:

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[2]曲哲．葉列平．潘鵬．高層建筑的隔震原理與技術．清華大學土木工程系． 北京

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[4]何永超．日本高層基礎隔震技術開發和應用．工業建筑．2002

篇5

1.高層建筑基坑工程的地質及水文地質資料

基坑工程的巖土勘探一般不單獨進行，應與主體建筑的地基勘探相結合，確定勘探要求，統一制定勘探方案。在初步勘察階段應搜集工程地質、水文地質資料，并進行工程地質調查。必要時可進行少量的補充和室內試驗，提出基坑支護的建議方案。詳細勘探階段基坑工程的勘探范圍應根據開挖深度及場地的巖土工程條件確定，并宜在開挖邊界外按開挖深度的1～2倍范圍內布置勘探點，當開挖邊界外無法布置勘探點時，應通過調查取得相應資料。對于軟土，勘探范圍尚宜擴大?？碧缴疃葢鶕ёo結構設計要求確定，不宜小于1倍開挖深度，軟土地區的勘探深度應穿越軟土層。勘探點間距應根據地層條件而定，可在15～30m內選擇。

2.基坑周邊環境情況與施工條件

基坑開挖、降水和支護結構位移引起的地面沉降和水平位移，會對周邊建筑物（構筑物）、道路和地下管線造成影響；同時，周邊的建筑物（構筑物）、道路、地下管線也對基坑施工帶來影響，故應在基坑支護方案制定以前，對基坑周邊環境進行詳細的調查。

基坑周邊環境主要調查影響范圍內建（構）筑物的結構類型、層數、基礎類型、埋深、基礎荷載大小及上部結構現狀；基坑周邊的各類地下設施，包括：上水、下水、電纜、煤氣、污水、雨水、供熱等管線或管道的分布和性狀；場地周圍和臨近地區地表水匯流、排泄情況、地下水管滲漏情況以及對基坑開挖的影響程度；基坑四周道路的距離及車輛載重情況。

支護結構設計應與擬建工程的建筑、結構和基礎設計相協調，以防止在支護結構施工完成后無法滿足主體結構施工的要求，造成事后處理的被動局面。在基坑設計時，應了解地下室外墻、底板、承臺邊緣尺寸及外墻模板安裝和外防水施工的要求，樓板標高、地下室出入口、管線接口位置及其他設計資料，以便合理確定基坑的尺寸、支撐、錨桿、腰梁的標高，并對出入口處進行特殊處理。

3.支護結構的選型的方法

支護結構選型是基坑支護結構設計的重要環節。在進行支護結構選型時，應根據基坑工程的具體情況，對各種支護結構類型進行技術經濟分析比較，選擇最合適的支護結構類型?；又ёo結構選型的主要依據為：各種支護結構型式的受力特點、適用范圍、技術經濟和工期等指標；基坑工程的現場條件――平面尺寸、開挖深度、工程地質與水文地質條件、周邊環境；施工機械設備和施工季節、造價、工期等。常用的基坑支護結構類型有：排樁或地下連續墻、水泥土墻、土釘墻等。

3.1排樁或地下連續墻

排樁或地下連續墻支護結構就是在基坑開挖前，沿基坑四周以一定間距（或連續）打入或就地澆注樁體（連續墻），形成樁體隊列（樁體隊列與支撐或拉錨組成的結構）抵抗外側土體和地下水的側壓力，形成擋土結構。常見的類型有鋼板樁、灌注樁、地下連續墻等。

3.1.1 樁墻

3.1.1.1 鋼板樁 鋼板樁就是在基坑開挖以前，在基坑四周連續打入鋼板樁，鋼板樁之間通過鎖口連接，形成連續樁體，利用樁體強度抵抗外側土體和地下水的側壓力，形成擋土結構。鋼板樁的截面形式較多，常用有U形、Z形、H形。近年來由于熱軋技術的發展，生產了一些寬度和高度較大的鋼板樁，鋼板樁的效率（截面模量／重量）大為提高，使其用途擴大。鋼板樁一次性投資大，施工中多以租賃方式租用，用后拔出歸還。鋼板樁的優點是材料質量可靠，在軟土地區打設方便，施工速度快而簡便；有一定的擋水能力；可多次重復使用；一般費用較低。其缺點是普通的鋼板樁剛度不夠大，用于較深的基坑時支撐（或拉錨）工作量大，否則變形較大；在透水性較好的土層中不能完全擋水；拔除時易帶土，如處理不當會引起土層移動，可能危害周圍環境。

3.1.1.2 型鋼橫擋板 型鋼橫擋板維護墻亦稱樁板式支護結構。這種維護墻由工字鋼（或H形鋼）樁和橫擋板（亦稱襯板）組成，再加上圍檁、支撐等形成一種支護結構體系。

施工時先按一定間距打設工字鋼或H形鋼，然后在開挖土方時邊挖邊加設橫擋板。施工結束拔出工字鋼或H形鋼鋼樁，并在安全允許條件下盡可能回收橫擋板。橫擋板直接承受土壓力和水壓力，并傳給鋼樁，再通過圍檁傳至支撐或拉錨。橫擋板長度取決于工字鋼樁的間距，厚度由計算確定，多用厚度為60mm的木板或預制鋼筋混凝土薄板。型鋼橫擋板維護墻適用于粘土、砂土等土質較好、地下水位較低的地區，例如，北京京城大廈，基坑開挖深度為23．76m，采用H形鋼樁，間距為1．1m，3層土層錨桿，豎向標高為－5m、－12m、－18m。

3.1.1.3 鉆孔灌注樁 鉆孔灌注樁維護墻是樁排式中應用最多的一種。通常采用直徑，5500～1000mm、樁長15～20m的鋼筋混凝土鉆孔灌注樁，其擋墻抗彎能力強、變形相對較小、經濟效益較好，適用于開挖深度為6～10m的基坑。鉆孔灌注樁施工很難做到樁與樁相切，多為間隔排列式，故不具備擋水功能，適用于地下水位較深、土質較好的地區。在地下水位較高的地區應用時，則需另做止水帷幕。例如，在上海地區常用1．0m厚的水泥土攪拌樁墻作為止水中佳幕。

3.1.1.4 地下連續墻 在基坑開挖之前，沿基坑四周用特殊挖槽設備、在泥漿護壁的條件下開挖出一定長度的深槽，然后下鋼筋籠澆筑混凝土形成單元混凝土墻，各單元利用特制的接頭連接，從而形成地下連續墻。地下連續墻具有擋土、防水抗滲和承重三種功能，能適應任何土質，特別是軟土地基，且對周圍環境影響小，但其造價高。當基坑深度大、周圍環境復雜并要求嚴格時，地下連續墻是首選支護形式。地下連續墻施工如與逆筑法結合使用，則基坑維護墻與主體結構外墻合一，能降低工程總成本。

3.1.2 支撐（拉錨） 隨著基坑深度的增加，如采用懸臂結構，圍護結構的內力和變形急劇增大，致使圍護構件截面迅速加大，會增加圍護造價。為使圍護墻經濟合理且受力后的變形控制在一定范圍內，可沿圍護墻豎向增設支撐點，以減小構件跨度，降低構件內力和變形，避免因構件截面的迅速加大而引起的圍護結構造價的增加。如在坑內對圍護墻加設支撐稱為內支撐；如在坑外對圍護墻拉設支撐，則稱拉錨（土錨）。

內支撐受力合理、安全可靠、易于控制圍護墻的變形，但內支撐的設置給基坑內挖土和地下室結構的支模和澆筑帶來不便。用土錨拉結圍護墻，坑內施工無任何阻擋，但在軟土地區土錨的變形較難控制，且土錨有一定長度，在基坑外必須有一定的范圍才能應用。因而在土質好的地區，如具備錨桿施工設備和技術，應發展土錨；而在軟土地區，為便于控制圍護墻的變形，應以內支撐為主。

3.2水泥土墻

水泥土墻支護結構是指由水泥土樁相互搭接形成的格柵狀、壁狀等形式的重力式結構。常用的水泥土樁有水泥土攪拌樁（包括加筋水泥土攪拌樁）、高壓噴射注漿樁等。

3.2.1 深層攪拌水泥土圍護墻 深層攪拌水泥土圍護墻是采用深層攪拌機就地將土和輸入的水泥漿強行攪拌，利用水泥和軟土之間所產生的物理化學反應，形成連續搭接的水泥土柱狀加固體擋墻，利用其本身的重量和剛度來進行擋土的圍護墻。同時水泥土加固體的滲透系數一般不大于10－7cm／s，能止水防滲，因此水泥土圍護墻具有擋土和防滲的雙重作用可兼做隔水帷幕。水泥圍護墻的優點是：由于坑內一般無支撐，便于機械化快速挖土；具有擋土、防滲的雙重功能；一般情況下較經濟。其缺點是：首先位移相對較大，尤其在坑基長度大時更是如此；其次厚度較大；最后在水泥土攪拌施工時可能影響周圍環境。

3.2.2 高壓旋噴注漿樁 高壓旋噴注漿樁是利用高壓經過旋轉的噴嘴將水泥漿噴入土層內與土體混合形成水泥土加固體，相互搭接形成樁排，用來擋土和止水。其施工費用高于深層攪拌樁，但它可以用于空間較小處。施工時要控制好上提速度、噴射壓力和水泥噴射量。

4.結語

在高層建筑基坑工程中，技術人員一定要先對施工范圍內的地質情況及周邊的土壤情況進行詳細的勘察，然后再根據不同的支護結構進行不同的施工方法，這樣才能保證建筑施工的質量與安全。

參考文獻

[1] 朱兵見，張維炎，潘國華，胡科技. 軟土地區基坑支護施工與監測實例分析[J]. 《鐵道建筑》，2008（9）.

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關鍵詞:現代高層建筑；型鋼砼組合結構技術；建筑施工。

中圖分類號：[TU208.3] 文獻標識碼：A 文章編號：

一、工程概況

本文所述的成都希頓國際廣場由成都喬治希頓房地產開發有限公司投資興建。該項目位于成都市雙土村1、3組，在成都市新中心“天府新區”大源商務組團內，臨天府大道地鐵1號線出口。

希頓國際廣場聘請了世界著名的ATKINS（阿特金斯，迪拜七星級“帆船酒店”設計公司）進行規劃及建筑設計,四川省建筑設計院進行結構設計。希頓國際廣場由三幢塔樓組成，其功能分別為五星級酒店（希爾頓酒店入駐）、超甲級寫字樓、公寓式辦公。該項目建成后168米高的水晶造型的建筑群，成為成都新中心地標性建筑。

成都希頓國際廣場由中國華西企業有限公司施工總承包，四川省川建院工程項目管理公司對該項目進行監理。

希頓國際廣場總建筑面積238465.78 m2，其中地下53005.83 m2（含人防7034 m2），地上185459.95 m2。為一個地下室相連，上部為三棟塔樓的綜合體項目,由37層五星級希爾頓酒店、39層甲級寫字樓、42層高檔次公寓式辦公和四層地下室組成。

地下室：為地下4層，層高大部份為5m, 局部為6m，其主要功能為車庫，設備用房以及其它功能用房等。

裙房：5層，層高5m,局部為4.9m、6m。其主要功能為辦公會議，餐飲，物業，員工食堂等。

酒店：37層，標準層層高3.6m,建筑總高165.5m。

辦公樓：39層，標準層層高3.9m，建筑總高165.5m。

公寓式辦公:42層，標準層層高3.6m，建筑總高165.5m。屋面：為上人屋面，屋頂為鋼結構玻璃棚。

外墻：為玻璃幕墻。

效果圖

本工程主要構件類別為雙十字柱，十字柱，斜桿十字柱，H型鋼柱、梁，如下表。

截面型式 名稱 使用部位

1 雙十字柱

截面最大高度1.6m，最大寬度0.9m。 公寓式辦公樓，酒店,辦公樓平面角柱，共14根。

2 十字柱

截面最大高度1.8m，最大寬度1.0m。

各棟筒體剪力墻內，外框架柱內，裙樓框架柱內，110根。

3 斜桿十字柱

截面最大高度1.8m，最大寬度1.0m。

各棟樓層平面銳角處大斜柱內，共14根。

4 H型鋼梁

截面最大H1900*450*40*40,最大跨度27m。 各棟結構柱、梁；各棟及裙樓部分結構梁內勁性鋼梁；酒店夾層結構內勁性鋼柱、梁。

本工程勁鋼總量約為9000t，所有鋼材型號均為Q345B，凡是板厚大于或等于40mm的鋼板Z向性能不低于Z15。

焊接質量要求:裙房以下所有焊縫及各棟斜柱焊縫均為全熔透一級焊縫，鋼牛腿與翼緣板、翼緣與腹板、腹板與腹板(水平)、型鋼柱拼接為一級焊縫，其余為全熔透二級焊縫。

二、梁柱節點二次深化設計

梁柱節點處為施工過程中控制的重點、難點。尤其要解決柱筋、梁筋與型鋼柱的連接及穿插施工問題。在設計圖的基礎上進行梁柱節點二次深化設計,可較好地解決型鋼柱與框架梁主筋連接。二次深化設計應分層、分柱進行，本工程主要采用以下 4 種方式解決。

梁主筋應盡量繞過鋼柱或穿過腹板且貫通，當鋼柱腹板鉆孔削弱達到25G時，需進行補強。深化時，要充分考慮梁主筋集中交于節點時，其主筋要每層交叉布置（如數字軸梁一排筋在最上層，則字母軸一排筋在第二層，再下就是數字軸二排筋在第三層，以此類推。即每排梁筋預留孔需要錯開交叉方向的梁筋孔）

梁柱節點處增設鋼牛腿，梁主筋與鋼柱翼緣相交處就與牛腿板焊接連接。

在型鋼柱翼緣對應部位焊接直螺紋套筒與梁主筋（二排及三排筋）連接。

因本工程結構為三棟倒三角形，許多框架梁與柱是斜交形式，因此在深化設計時，要求對斜梁準確定位，在斜梁對應位置設置上下梁縱筋連接板，用于斜梁第一排鋼筋的焊接。斜梁二排鋼筋則緊靠鋼柱腹板彎錨。

三、吊裝方案

工程制定鋼柱及材料的吊裝方案應重點考慮如下因素:

1）施工場地狹小，材料堆放及加工區嚴重受限。

2）工程場地地處繁華地帶，周邊環境異常敏感，南、北及東側均無交通道路，僅西側道路可通行,而東側道路屬交通干道，在高峰期交通擁堵狀況嚴重。

3）塔吊端部起吊能力有限。

3.1 塔吊的選擇。

本工程項目部充分考慮吊裝荷載及施工場地的要求，同時著眼于施工成本的節約, 綜合分析后選用了 兩臺H3/36B 型內爬式塔吊（用于酒店及辦公樓），一臺JC7030型外墻式塔吊（用于公寓）。主要技術參數見表 2。

表 2 塔吊主要技術參數表

3.2 型鋼柱吊裝分節細化

工程中型鋼柱吊裝按樓層分節(每 1 層或 2 層作為一個吊裝節)，每米型鋼柱質量約為 1.16 t,單節重約 6.7 t,即 1 層為一個吊裝節；裙房以上（標準層）2 層為一個吊裝節,重約9t。具體分節按樓層高度、塔吊與型鋼柱的分布情況及塔吊在相應工作幅度范圍內的起吊能力分節。在裙房及地下室，6米層高鋼柱約 9 t,滿足塔吊吊裝要求。

3.3 吊裝

采用塔吊一點式吊裝方案，鋼結構在加工廠加工制作完畢后，運輸車輛晚上運至施工現場，臨時?？吭谖鱾鹊缆?，用塔式起重機將型鋼柱及所需材料水平吊裝在道路上,再轉換吊裝方式垂直吊裝到施工樓層，可解決西側道路交通及施工場地問題。

四、型鋼混凝土工序組織

型鋼混凝土結構施工過程中各工序工種穿插作業，相互協調，同時不斷總結經驗，劃分施工段的流水施工、調整各工序之間的關系，并按工程量重新確定勞動力數量,在加快施工進度的同時節約了近 1/3 的勞動力成本，效果理想。

4.1 前期施工階段工序組織

在地下室及裙房施工階段,整層樓面作為一個施工段，鋼筋、模板、混凝土及安裝工程、幕墻預埋的勞動力數量均按一個施工段配置，勞動力需求量大。 在樓面混凝土澆筑完畢后統一吊裝、焊接型鋼柱。此時鋼筋工、木工均無工作面，勞動力出現窩工現象，造成施工進度緩慢。

混凝土澆筑放線、驗收型鋼柱吊裝、焊接驗收豎向鋼筋綁扎豎向模板施工平臺模板施工平臺鋼筋綁扎驗收上層混凝土澆筑。以上為施工工序之間的邏輯關系，施工過程中勞動力需求量大，且時常出現窩工現象，對施工成本的節約不利，同時工序之間間隔時間較長，不利于施工進度的控制。

4.2 工序邏輯關系的調整

通過對前期施工過程的不斷總結，為方便流水施工，合理解決各工序工種的穿插施工,遂將±0以下按后澆帶分為10個施工段，根據各施工段的工程量重新確定勞動力數量。最大限度的縮短各工序之間的時間間隔，對各工序之間的邏輯關系進行調整,縮短了工期，提高了效率，節約了成本。

4.2.1 關鍵工序控制圖技術

為科學合理組織施工，最大限度的提高施工進度，基于工程橫道圖原理,編制了能夠直觀地體現關鍵工序邏輯關系的調整控制技術方案。

4.2.2 工序邏輯關系網絡圖

在±0以上，三棟塔樓按三個施工段進行施工。在當層混凝土澆筑完成，軸線放完，豎向模板施工的同時(模板準備啟動及小面積展開階段)穿行型鋼柱的精確校正及焊接工序，之后對柱體箍筋快速調整到位。平臺模板工序結束后，后續工作由單一的鋼筋綁扎調整為鋼柱吊裝、初步校正與鋼筋綁扎同期展開(與鋼柱平行施工)。為了縮短工期，在平臺鋼筋施工的同時進行上一層豎向鋼筋的施工。此種施工方式優勢為同一工種連續施工，受其它工序、工種的影響較小， 同時也可為梁、板混凝土澆筑完畢后迅速進入模板施工工序提供工作面?，F僅截取一個施工段作為研究對象(Ⅰ段)，工序邏輯關系調整后網絡圖，如圖 2 所示。

圖 2 工序調整后施工網絡圖

A-鋼柱校正、焊接 ；B-墻、梁底模;C-柱箍筋調整；D-梁筋綁扎；E-平臺模板；F-梁筋焊接；G-平臺底筋；H-鋼柱吊裝；I-接Ⅱ段模板；K-下一層墻筋；L-下一層柱筋；M-GBF管安裝；N-混凝土泵管；P-平臺上排筋；Q-混凝土澆筑；R-下一層模板。

4.2.3 關鍵線路

Ⅰ段墻、梁底模Ⅰ段平臺模板Ⅰ段平臺底筋下一層墻筋GBF 管安裝平臺上排筋混凝土澆筑

施工工序邏輯關系的調整是對傳統施工模式的轉變，其主要特點如下:

1）模板后續工序為型鋼柱吊裝、初步校正(鋼筋綁扎)同步進行。

2）平臺鋼筋施工的同時進行下一層豎向鋼筋施工。

3）型鋼柱的吊裝與焊接分別與鋼筋、模板工序平行施工,由關鍵工序轉變為非關鍵工序。

五、結束語

本項目在施工機械的合理選擇、型鋼柱與土建梁柱節點的二次深化設計的過程中,充分發揮了網絡圖的優點。通過對施工工序邏輯關系的調整，采用平行施工與穿插施工相結合，加快了施工速度，最大限度地縮短了工期，在工期目標內完成了施工任務。并在加快施工進度的同時大幅提高材料(如木方、模板、腳手架等)的周轉速度，進而達到節約施工成本的目的。

本文以成都市希頓國際廣場為例，用圖文并茂的形式比較詳盡的介紹了高層建筑施工中的型鋼砼組合技術，特別是梁柱節點處鋼筋與型鋼的連接方式及施工工序的合理調節，對類似工程具有一定的指導意義和參考價值。

參考文獻：

1）04SG23型鋼混凝土組合結構構造

2）01SG519 多、高層民用建筑鋼結構節點構造詳圖

3）超高層鋼結構制作工藝介紹

4）JGJ99-98 高層民用建筑鋼結構技術規程

5）JGJ81-2002 建筑鋼結構焊接技術規程

篇7

關鍵詞高層建筑，結構設計、結構體系、結構類型

中圖分類號：[TU208.3] 文獻標識碼：A 文章編號：

0 概述

近年來，隨著國內國內人口以及城市化進程的不斷加快，導致城市人口數量激增，城市土地建設資源日趨緊張。為了滿足不斷膨脹的建筑需求，適應現代社會高效率、快節奏的要求，建筑層數在不斷增加，高層建筑群也猶如雨后春筍一般。高層建筑的結構形式不斷創新，一系列新興結構設計方案迅猛呈現。同時其結構體系也越來越復雜，建筑的使用功能等趨于多樣化。結構設計關系到整個建筑的經濟性與安全性，也決定了建筑的感官特點，成為高層建筑設計的重中之重。

因此，我們只有掌握了建筑結構體系的特點，才能更好使設計達到最理想標準。本文就高層建筑結構的結構體系類型以及高層建筑結構設計的特點進行說明，對高層結構選型、建筑基礎、變形縫的設置以及剪力墻的構造等相關問題進行初步分析，為實際高層建筑結構設計提供一定參考。

1 高層建筑的結構類型及特點

目前，世界各國對高層建筑的高度標準還未形成統一的規定。我國《民用建筑設計通則》（GB50352-2005）將10 層及 10 層以上的建筑與高度超過 24m 的公共建筑和綜合性建筑稱為高層建筑。隨著高層建筑迅速發展，結構形式不斷豐富。，目前主要結構形式及特點如下：

（1）框架結構

框架結構是高層建筑最初采用的結構類型。結構體系由梁和柱以剛接或者鉸接相連接而成。由梁柱組成的單元抵抗建筑所承受的水平、豎向荷載，屬于一種平面受力體系。框架結構體系可以構建靈活的建筑空間，但由于框架梁柱截面較小，在抗震方面表現較差，主要應用于對于抗震設防要求低、高度較小的建筑。

（2）剪力墻結構

剪力墻結構是用鋼筋混凝土墻承受豎向和側向力的鋼筋混凝土結構體系。由于豎向的鋼筋混凝土墻板具有很好的整體性及側向穩定性，可以適用于較高建筑。剪力墻結構的受力體系為剪力墻，要滿足間距的要求，限制了建筑的空間靈活性。

（3）框剪結構

框剪結構是框架于剪力墻結構的融合體，在一定程度上彌補了框架結構受力性能差和剪力墻結構空間布置不夠靈活的缺點。目前在我國的較高層建筑中得到了廣泛應用。

（4 ）筒體結構

筒體結構由豎向筒體承受豎向、和水平荷載的結構體系，是框架和剪力墻體系的演變體。框架或剪刀墻所圍成的筒狀封閉體系在受力方面具有更強的優越性，使建筑的高度進一步得到增大。

（5）其它巨型結構和組合結構

為了滿足建筑高度的不斷提高和建筑使用功能的要求，特巨型結構( 巨型梁 巨型柱和巨型支撐)被研究應用。另外，隨著建筑體系的不斷完善，不同結構形式相互融合取長補短，形成了基本結構體系的組合結構體系，如框架-核心筒結構等。

2 高層建筑結構設計的特點

從所受荷載角度而言多層結構與高層結構沒有分別，但是由于高層結構體系的復雜性，構造特性有其獨特的特點，從而其設計原理及設計方法側重點等也不相同。

2.1 水平荷載是設計關鍵因素

豎向力與建筑高度成線性比例關系，而水平荷載對建筑產生的傾覆彎矩卻成級數增長。高層建筑高度較大，風荷載和地震作用所產生的水平荷載，將會引起建筑結構構件內力的激增，并造成建筑整移很大。這就要求構件具有更高的承受荷載的能力。結構形式不同，建筑自身的結構動力特性等也有很大變化。因此，隨著高度的增加，水平荷載將成為控制因素。

2.2 考慮軸向變形的影響

建筑高度越大產生的豎向荷載越大，作為豎向荷載的受力構件，柱子會發生較大的豎向變形。而梁柱做為受力體系，變形的發生會造成內力的重分布。連續梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩和端支座負彎矩值增大，這種影響同時會使梁的長度發生變化。因此在進行構件截面以及預制構件尺寸設計時，如果忽略軸向變形的影響將會偏于危險。

2.3 側移成為設計的控制指標

建筑樓層較少時，總體移動較小。而當建筑高度達到一定程度，結構的整體剛度降低，在水平荷載的影響下，整體會產生很大側移，這會大大影響人們的使用舒適感。另外，由于建筑側移所產生的結構內力會使建筑產生裂縫以及結構損傷。因而，應高層建筑結構設計中藥對結構的側移進行控制。

2.4 結構延性是結構設計的重要指標

在豎向長度的增加造成高層建筑柔度大，在相同的荷載作用下，其水平和豎向變形都將不可忽視。為了避免結構在遭受高強荷載作用時，由于變形較大而發生倒塌，在結構設計時采取合理的構造措施，使塑性階段后期建筑仍能承受較強的延性。

3. 高層建筑設計相關問題分析

高層建筑設計時，需要根據建筑所處的場地類型、所受荷載以及水文地質等工程狀況，合理選用建筑形式、基礎類型以及變形縫設置等進行研究，以確定合理可行且經濟的方案。

3.1 結構選型

結構體系是抵抗豎向荷載和水平荷載時的傳力途徑及構件的組成方式。不同結構形式具有不同的結構體系已經做上一節做了簡要介紹，根據不同使用要求，應該選用不同的建筑結構體系。

在高層建筑選型方面有幾個問題需要認真考慮：（1）結構的規則性問題 結構是否規則對結構受力有很大影響，我國建筑規范中對建筑結構的規則性做了明確的規定；（2）結構高度問題 建筑造價會隨著高度的增加而非線性增長，且對工程工期、造價等整體規劃的影響相當大。另外需要考慮嵌固端的設置等問題。結構形式選擇涉及到整個建筑的受力體系是高層建筑結構設計的首要考慮及決策重點。

3.2 基礎選型

地基基礎是上部結構直接承載體，承擔著將上部荷載傳遞到地層內部的作用。高層建筑的基礎類型有很多種，按基礎的構造形式可分為條形基礎、獨立基礎、滿堂基礎和樁基礎。基礎類型的選擇不僅與建筑高度、工程地質條件相關，還受到施工技術和工程投資方面的影響。

因此，地基基礎形式選取要對以下幾點進行考慮：（1）上部結構高度 上部結構的高度與建筑的自重荷載緊密相關，當建筑體型及高度較大時對基礎的承載力和剛度等多方面要求相應提高；（2）上部結構形式 不同結構形式所產生的結構變形響應不同，引起不同區域地基變形程度出現差異，上部結構對地基不均勻變形越敏感，就越應盡可能提高基礎的總體剛度。

綜上所述，基礎型式的選用應進行必要的技術和經濟方案比較，合理選用相應的基礎設計方案。

3.3 變形縫設置

當建筑體型到達一定程度就會產生不均勻沉降以及受到溫度影響變形量不可忽略等問題，這時需要在高層建筑內部設置多種變形縫來避免建筑整體遭受破壞。主要需要進行設置的變形縫有：沉降縫、伸縮縫、防震縫等。

4. 結語

隨著現代化建筑事業的發展，高層建筑應用普及型越來越廣?，F代高層建筑結構設計是一項綜合性技術工作，只有綜合考慮高層建筑的安全性，經濟性和合理性，才能實現高層建筑設計的完美設計。作為建筑結構設計人員必須不斷的提升專業技能，才能為祖國的建筑事業貢獻個人一份薄力。

參考文獻：

[1] 劉偉瓊. 關于高層建筑結構設計探析[J].中國新技術新產品，2011，3.

[2] 譚文銳,李達能. 高層建筑結構設計中問題之探究[J].廣東科技,2007，（6）

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關鍵詞：高層建筑；轉換層；混凝土施工技術

高層建筑具有使用功能復雜、多樣的特點，加上高層建筑不斷向上發展的趨勢，使得建筑物上部荷載不斷增加，這就進一步加大了高層建筑轉換層施工的難度，同時也對轉換層施工技術提出了更高的要求。因此，作為新形勢下的高層建筑施工企業必須加強研究轉換層施工技術，并著力提高自身施工技術水平，結合高層建筑工程設置的轉換層結構形式選擇合理的轉換層施工工藝，以此確保轉換層施工質量，從而為高層建筑整體質量和使用功能的合格達標奠定堅實的基礎。

1.高層建筑轉換層概述

隨著建筑行業的不斷發展，高層建筑也得到了快速發展，其發展趨勢也逐漸朝著高度更高，使用功能更多樣、結構形式更復雜的方向發展。高層建筑使用功能多樣性、結構復雜性，使得高層建筑轉換層結構應運而生。高層建筑轉換層結構的出現對于高層建筑的發展起到重要的轉折作用，不僅更好的滿足了高層建筑發展要求，同時也進一步實現了高層建筑現代化。經過一定時間的發展，當前高層建筑轉換層結構形式也是多種多樣，主要有梁式、板式、桁架式、空腹析架式等幾種。其中梁式轉換層結構應用最為廣泛。相較于其他形式的轉換層結構，梁式轉換層結構具有經濟適用、傳力性能好的特點。高層建筑的發展，使得轉換層結構得以廣泛應用，同時也要求轉換層施工技術必須不斷革新，緊跟時展需求。

1.1高層建筑轉換層結構形式

由于工作實踐需要，本文主要就柱網結構形式的轉換層進行分析探討。柱網結構形式的轉換層主要分為兩種：一是轉換層底部空間較大的結構形式。在高層建筑中將底部幾層設置為大空間的情況十分常見，對于這種情況設置的轉換層宜采取橋式結構，即將轉換層結構跨越建筑底層平面的兩端，從而使荷載均衡傳遞到底層結構的受力支點上；還有就是在轉換層中部，設置一個牢固的支撐體，例如圓形或方形鋼筋混凝土柱，以此為中心點向四周進行懸挑，從而創造使建筑底部形成較大的空間層，可以作為商場、停車場等。二是外部形成大柱網的轉換層。若是建筑為筒中筒結構，則其內筒結構很少需要變化，外筒結構必須進行轉換。在轉換建筑外筒時，主要采用轉換梁、轉換拱、合柱、轉換析架等轉換結構形式[1]。

1.2高層建筑轉換層結構分類

按照高層建筑結構形式和使用功能，轉換層能夠分為三類：第一類，上、下層結構類型轉換。主要應用于建筑中的剪力墻結構和框架結構，能夠將上層剪力墻轉換為下層框架，這樣能夠建筑內部空間更大。第二類，改變上、下層柱網和軸線。主要應用于建筑外框筒下層存在大入口處，不會對轉換層的上部和下部結構形式作出改變，但是通過利用轉換層擴大下層柱網中的柱距，從而形成一個大型的柱網。第三類，同時對建筑樓層結構形式和結構軸線進行轉換。利用轉換層將建筑上部樓層的剪力墻結構轉換為框架，同時錯開上部樓層軸線與柱網軸線，從而形成不對齊的建筑樓層上下結構布置形式。

1.3高層建筑轉換層設計應力分析

隨著社會的發展，人們對于高層建筑使用功能的需求也在不斷發生變化，促使著高層建筑結構形式越來越多樣化、復雜化。高層建筑結構形式通常是下部樓層空間大于上部樓層空間，為了避免在進行轉換層施工時出現突況，在進行高層建筑轉換層設計時，應充分考慮高層建筑上下樓層結構的應力情況，以此合理設計轉換層，充分發揮轉換層的傳力作用，從而滿足高層建筑使用功能需求，進一步確保高層建筑質量。在高層建筑轉換層設計中轉換層應力設計是非常重要的環節，在具體進行轉換層應力設計時，必須對高層建筑的豎向受力荷載、地震作用等情況進行充分全面的考慮，并采取科學的方法進行計算，以此為高層建筑轉換層的應力設計提供保障[2]。

2.工程概況

本工程是一棟總層數為27層（包括二層地下室）的高層建筑，總高度為95.5米，建筑面積約為50000平方米，地下室二層，每層高4米，地下一層主要作為停車場用，地下二層為箱基，主要作為儲藏室使用。高層建筑的地表一、二層采用框剪結構形式，柱網尺寸為6.5×8.4米，以便形成較大的自由空間，主要使用強度等級為C40的混凝土，可作為商場、娛樂場所使用。上面的23層作為標準住宅層使用，每層層高3.5米，采用剪力墻結構，前面8層（3至10層）主要采用強度等級為C35的混凝土，后面15層（11至25層）主要采用強度等級為C30的混凝土，住宅層的房間沒有梁、柱，空間更大、使用更方便。由于該工程結構形式復雜，所以采用的轉換層也不同，從第三層開始采用預應力厚板轉換層，厚板轉換層厚度為1.7米，采用強度等級為C45的混凝土，該轉換層具有能夠靈活布置上下層柱網、軸線的優點。針對該工程所采用的預應力厚板轉換層，宜采用混凝土施工技術[3]。

3.高層建筑厚板轉換層混凝土施工技術

3.1配合比設計

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關鍵詞：高層建筑；結構設計；結構體系

引言

隨著科技和社會的不斷發展和進步,高層建筑在城市化建筑中的比例也越來越大。高層建筑結構設計也越來越成為高層建筑結構工程設計工作的難點與重點。因此要重點對高層建筑的結構設計進行研究，高層建筑結構設計人員應根據具體情況進行具體分析,運用掌握的知識處理實際建筑設計中遇到了各種問題。

1高層建筑結構的特征

高層建筑結構不但承受著垂直方向的荷載，同時也承受著由外界的風產生的水平方向的風荷載，并且對于抵抗地震的能力也有相當高的要求。一般情況下的低層建筑受到結構水平方向上的風荷載的影響比較小，然而在高層建筑中，外界水平地震和風產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，高層建筑在風荷載作用下的水平位移增加較快，但是高層建筑過大的側移不但影響人的舒適度，同時使得建筑物的使用受到影響，并且容易損壞結構構件以及非結構構件。基于此，在進行高層建筑結構設計時，首先要控制側向位移在規定的范圍之內，所以，高層建筑結構設計的核心是抗側力結構的設計。

2高層建筑結構設計的原則

2.1選擇合理的高層建筑結構計算簡圖

在計算簡圖基礎上進行高層建筑結構設計的計算，如果選擇不合理的計算簡圖，那么就比較容易造成由于結構設計不合理而發生事故，基于此，高層建筑結構設計安全保證的前提是合理的計算簡圖的選擇。同時，結構設計應該采用相應的構造方法保證安全。在實際的結構中，其結構節點不再是簡單的鋼節點或者餃節點，我們要保證和計算簡圖的誤差在規范規定的范圍內。

2.2選擇合理的高層建筑結構基礎設計

按照高層建筑地質條件進行基礎設計的選擇。綜合分析高層建筑上部的結構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因素，在此基礎上選擇科學合理的基礎方案。基礎方案的選擇應該使得地基的潛力得到最大程度的發揮，必要的時候要求進行地基變形的檢驗。高層建筑設計要有詳細的地質勘查報告，如果缺失，那么應該進行現場勘查并參考相鄰建筑物的有關資料。一般情況下，相同結構單元應該采用相同的基礎類型。

2.3選擇合理的高層建筑結構方案

合理的結構設計方案在滿足安全的前提下必須滿足經濟性的要求，并且要滿足結構形式和結構體系的要求。結構體系的要求是受力明確，傳力簡單。在相同的結構單元當中，應該選擇相同結構體系，如果高層建筑處于地震區，那么應力需要平面和豎向的規則。在進行了地理條件，工程設計需求，施工條件，材料等的綜合分析的基礎上，并和建筑包括水，暖，電等各個專業的相協調的情況下，選擇合理的結構，從而確定結構的方案。

2.4對計算結果進行準確的分析

隨著科技的不斷進步，計算機技術被廣泛的應用在建筑結構的設計中。當前市場上存在著形形的計算軟件，采用不同的軟件得到的結果可能不同，所以，建筑結構設計人員在全面了解的軟件使用的范圍和條件的前提下，選擇合適的軟件進行計算。由于建筑結構的實際情況和計算機程序并不一定完全相符，所以進行計算機輔助設計的時候，出現人工輸入誤差或者因為軟件本身存在著缺陷使得計算結果不準確的問題，基于此，結構設計工程師在得到了通過計算機軟件得到的結果以后，應該進行校核，進行合理判斷，得出準確結果。

2.5高層建筑的結構設計要采用相應構造措施

高層建筑結構設計的原則是強剪切力弱彎變，強壓力弱拉力，強柱弱梁。高層建筑結構設計過程中把握上述原則，加強薄弱部位，對鋼筋的執行段錨固長度給予重視，并且要重點考慮構件延性的性能和溫度應力對構件的影響。

3高層建筑結構體系的選型

建筑的結構在抵抗來自于水平方向和豎直方向的荷載時構件的組成形式和傳力的路徑就是高層建筑的結構體系。通過包括墻，柱等的豎向構件和樓蓋等水平構件將豎向荷載傳遞到基礎，利用抗側力體系將水平荷載傳遞到基礎。

根據高層建筑結構的材料將高層建筑的結構體系分為鋼筋混凝土結構體系，鋼結構體系，鋼-混凝土混合結構體系以及鋼-混凝土組合結構體系。鋼筋混凝土結構體系被廣泛的應用在各類的工程結構中，具有混凝土和鋼筋兩種材料的協同受力性能特征，造價低廉，耐久耐火，成本低，整體性能優良，但存在著自重大，延性差，施工慢等缺點；鋼結構體系的強度高，抗震性能比較好，施工方便，跨度大，用途多，但是存在著費用高，防火性能差，施工復雜等不足；鋼-混凝土混合結構結合了鋼筋混凝土構件和鋼構件的長處，不但增加了鋼構件的材料強度，同時具有較高的抗震性能，成本低廉，然而這兩種材料構件的連接技術還存在著不足；鋼-混凝土組合結構具有承載能力高，抗震性能強，比鋼結構具有更優良的耐火性，施工速度快，但是存在著節點的構造比較復雜的缺點，一般被用于小屁偏心受壓構件。

根據結構形式可以將高層建筑結構分為框架結構體系，剪力墻結構體系，框架-剪力墻結構體系。利用柱，梁等結構體系作為高層建筑豎向承重的結構，并且承受水平荷載，這種結構側向位移大，框架結構內力大，適于50m高度以下的建筑；通過高層建筑的墻體當做抵抗側力和豎向承重的結構體系，就是剪力墻結構體系。這種剪力墻結構的剛度大，整體性能好，不易受水平力作用發生變形，適應于高層建筑，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成的結構形式就是框架-剪力墻結構體系，這種結構形式不但具有實用性強，布局靈活的優點，同時承受水平負載的能力更高，在高層建筑中被廣泛使用。在框架-剪力墻結構體系中，需要注意考慮剪力墻的位置，設計合理的剪力墻的數量，以及滿足框架的設計要求。

4高層建筑結構的相關問題分析

4.1高層建筑結構存在著超高的問題

基于高層建筑抗震的要求，我國的建筑規范對高層建筑的結構的高度有嚴格的規定，針對高層建筑的超高問題，在新規范中不但把原來限制的高度規定為A級高度，并且增加了B級高度，使得高層建筑結構處理設計方法和措施都有了改進。實際工程設計中，對于建筑結構類型的改變對高層超高問題的忽略，在施工審圖時將不予通過，應該重新進行設計或者進行專家會議的論證等。在這種情況下，整個建筑工程的造價和工期都會受到極大的影響。

4.2高層建筑結構設計短肢剪力墻的設置問題

我國建筑新規范中，短肢剪力墻是指墻肢的截面的高度和厚度比在5~8的墻，按照實際經驗以及數據，高層建筑結構設計中增加了對短肢剪力墻的使用限制。所以，在高層建筑的結構設計中，必須盡可能的減少或者避免使用短肢剪力墻。

4.3高層建筑結構設計嵌固端的設置問題

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置在地下室的頂板或者人防的頂板等位置。因此，結構工程設計人員應該考慮嵌固端設置會可能帶來的問題?？紤]嵌固端的樓板的設計；綜合分析嵌固端上層和下層的剛度比，并且要求嵌固端上層和下層的抗震的等級是一致的；高層建筑的整體計算時充分考慮嵌固端的設置，綜合分析嵌固端位置和高層建筑結構抗震縫隙設置的協調。

4.4高層建筑結構的規則性問題

在關于高層建筑的新規范中，對于高層建筑結構的規則性做出了很多限制，比如規定了結構嵌固端上層和下層的剛度比，平面規則性等等，并且硬性規定了“高層建筑不能采用嚴重不規則的設計方案?！币虼耍瑸榱吮苊夂笃谑┕ぴO計階段的改動，高層建筑結構的設計必須嚴格遵循規范的限制條件。

5結束語

隨著我國高層建筑的不斷發展，高層建筑的結構設計的要求也越來越高，高層建筑的結構設計是一項綜合性的技術工作，對于建筑的設計有著非常重要的作用和意義。在高層建筑結構設計中,結構工程師要遵循結構設計的原則，重視結構計算的準確性和結構方案的合理性，做出符合具體實際情況的結構設計。

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關鍵詞：高層建筑；轉換層；設計；分析

Abstract: The author described the structural requirements of the structural system of steel truss transfer layer high-rise construction, engineering instance, the determination of structure selection for peer reference.Keywords: high-rise buildings; conversion layer; design; analysis

中圖分類號：TU7文獻標識碼：A文章編號：2095-2104（2012）

建筑結構常常需要采用結構轉換層來完成上、下層建筑物結構的轉換。一般結構層相比，轉換層結構具有結構重量大、結構層剛度大、幾何尺寸超大，受力復雜等特點，這意味著轉換結構組成了建筑物的主要構件，它們的設計是否合理、安全、經濟對整個結構的安全性、結構造價、施工費用等有著重要的影響。

1 帶鋼桁架轉換層高層建筑結構的構造要求

帶桁架轉換層的結構應按“強化轉換層及其下部、弱化轉換層上部”的原則，使轉換層上下主體結構的側向剛度盡量接近，平滑過渡?？拐鹪O計時?？刂妻D換層上下主體的結構側向剛度，當轉換層設置在3 層及 3 層以上時。其樓層側向剛度尚不應小于相鄰上部樓層側向剛度的60％。

將轉換桁架置于整體空間結構中進行整體分析。此時，腹桿作為柱單元。上、下弦桿作為梁單元，按空間協同工作玻三維空間分析程序計算整體的內力和位移。計算時，轉換桁架按實際桿件布置參與整體分析，但上、下弦桿的軸向剛度、彎曲剛度中應計入樓板的作用。整體結構計算需采用兩個以上不同力學模型的程序進行抗震計算。還應進行彈性時程分析并宜采用彈塑性時程分析校核。

帶桁架轉換層的結構設計中應按轉換層“強斜腹桿，強節點”。桁架轉換層上部框架結構接“強柱弱梁、強邊柱弱中柱”的原則，以保證轉換層的結構具有較好的延性，確保塑性餃在梁端出現，能夠滿足工程抗震的要求。轉換桁架的相鄰層樓板宜雙向雙層配筋，每個方向貫通鋼筋的配筋率不宜小于 0.25％，且在樓板邊緣、孔洞邊緣應結合邊粱設置予以加強。轉換桁架上、下弦桿的配筋應加上樓板平面內彎曲計算引起的附加鋼筋。

2 帶鋼桁架轉換層商層建筑結構實例分析

對于大跨度的鋼桁架轉換層結構的受力。各方面的影響因素較多，導致結構受力情況比較復雜，對它的受力影響因素進行探討具有實際意義，可為實際工程的設計與施工提供理論依據。因此，通過對大跨度鋼桁架轉換層的受力影響因素進行分析，認識鋼桁架轉換層的受力特點。以期充分利用鋼結構構件受力性能好的特點，使其承擔較多的荷載作用。以調整端部混凝土結構的受力，減少混凝土結構的荷載作用，使整個結構體系的受力更為合理。下面結合工程實例分析高層轉換桁架的受力影響因素及其受力特點，某高層建筑為地上 24，層，地下 2 層，總建筑面積 72788㎡，其中地上 58300㎡，地下 14488㎡。平面長 92.1M，寬 49M。結構檐口標高為 108.80m，中間有電梯、樓梯、機房等的高層建筑。

2.1 梁式轉換與精架轉換的比較確定

與最為常見的轉換結構形式粱式轉換相比，本例中轉換粱的跨度很大而且上部荷載較大，采用梁式的轉換結構，轉換梁的截面必然很大，一方面導致轉換梁下部空間無法再利用、自重大、配筋多、不經濟等缺點；另一方面導致沿豎向結構質量和剛度分布在轉換層的變化不連續。發生突變，對結構的整體抗震性能不利。因此，需要另一種形式的轉換構件來解決這個問題，而轉換桁架具有傳力明確，傳力途徑清楚,雖構造和施工復雜，但轉換桁架不僅為開洞和設置管道創造了條件，而且它們的位置與大小都有很大的靈活性，可以充分利用該轉換層的建筑空間，而且桁架轉換層的節間采用輕質建筑材料填充甚至可以外露不填充，有利于減輕結構的自重；轉換桁架的抗側力剛度比轉換粱要小，也就是說。具有桁架轉換層的高層建筑其質量和剛度的突變要比帶轉換粱的高層建筑緩和。因此帶轉換桁架的高層建筑其地震反應要比帶轉換梁的高層建筑小得多，由此可見，在本例工程的三層轉換構件采用轉換大粱的結構形式是不合適的，而采用轉換桁架的結構形式將很好的避免了上述的多個問題且將節約混凝土用量近30％。將是一個較為合理正確的選擇。

2.2 轉換桁架的具體形式的確定

在本例工程的三層轉換構件采用確定桁架結構后，設計人員則需要進一步確定桁架的結構形式。根據前面的論述，轉換桁架的結構形式有多種，但是根據本例工程的三層轉換構件的具體情況，采用何種最合理的結構形式，則必須加以比較分析后方可確定。

a.單層轉換桁架與雙層轉換桁架的確定

采用精架結構作為高層建筑的轉換構件時，一般情況是取出一層層高的高度作為轉換桁架的高度。對于本項目，轉換桁架位于結構的邊緣，建筑師為了使轉換桁架對于立面的影響降至最小，希望桁架僅在中庭設置，即取一層高度(4.00m)作為轉換桁架的高度。在本例中各層的層高情況分別是：底層：6.44ml，二層：4.80m,三層以上：4.00mt,而結構的柱距為 9.0m，若僅取 4.00m 為桁架高度時，在柱與柱之間必須另設一個桁架節點以保證桁架斜腹桿與水平弦桿的角度在合理的450～550 之間。若取建筑的兩層層高即 8.00m 為轉換桁架的高度，則在柱與柱之間可以不必設置多余的桁架節點，使桁架的結構形式趨于簡單。

b.空腹桁架、斜桿桁架、無豎桿桁架的比較確定

作為高層建筑中的轉換結構一桁架結構有如下的主要結構形式：空腹桁架、交叉斜桿桁架、無豎桿的交叉斜桿桁架。作為一種相對獨立的結構形式，無論采用何種結構形式。應該說都是可以實現的。對于建筑師來說，空腹桁架如果在構件尺寸可以接受的條件下。當然是首選，當然，采用無豎桿的交叉斜桿桁架形式，結構上可以使桁架的構造節點趨于簡單，在建筑師看來，也可以接受。

c.單跨桁架與多跨桁架的確定

在確定了以交叉斜桿桁架作為本次項目的轉換結構的結構形式后，結構工程師尚發現在這個計算模型中的框架柱的內力較大。作為抗震設計“強柱弱梁”的一般設計原則，框架柱中的內力相對越大，則在柱中率先出現塑性鉸的可能性將越大。而在模型計算中同樣可以發現，Z2 的內力較大。而作為相鄰的柱 z1 的內力則相對較小，尚有較大潛力。

綜上所述，采用將轉換桁架向外延伸一跨的做法，可以使本次工程的轉換桁架各構件的內力分布更為合理，也即是說，采用向外延伸一跨轉換桁架的結構形式在本次工程中是較為合理的選擇。

3 轉換層高層建筑結構的抗震設計

抗震設計時，高位轉換對結構受力十分不利。計算分析說明，在水平地震作用下，傾覆力矩分布曲線在轉換層處呈現轉折，轉換層下部是以剪力墻為主的框架—剪力墻結構，落地剪力墻所分配的傾覆力矩由轉換層往下遞增較快，而支撐框架的傾覆力矩遞增很少。另外，轉換層處，框支剪力墻的大量剪力通過樓板傳遞給落地剪力墻，這也是傾覆力矩曲線呈現轉折的原因。當轉換層位置較高時，剪力分配和傳力途徑亦發生急劇的突變，落地剪力墻更容易產生裂縫，框支剪力墻在轉換層上部的墻體所受內力很大，易于破壞，轉換層下部的支承框架更易于屈服，從而容易形成幾個薄弱層。因此，為保證設計的安全性，規定部分框支剪力墻結構轉換層的位置設置在3層以上時，其框支柱、剪力墻底部加強部位的抗震等級應提高一級采用，已經為特一級時不再提高，提高其抗震構造措施，而對于底部帶轉換層的框架—核心筒結構和為密柱框架的筒中筒結構的抗震等級不必提高。

底部帶轉換層的高層建筑在我國已大量建造，但至今未經受到大地震的考驗。其轉換層上部樓層的部分豎向構件不能連續貫通至下部樓層，因此，轉換層是薄弱樓層，其地震剪力需乘以1.15 的增大系數。設計中不要誤認為只要樓層側向剛度滿足要求，該樓層就不是薄弱層。對轉換層的轉換構件水平地震作用的計算內力需調整增大；8度抗震設計時，還應考慮豎向地震作用的影響。轉換構件的豎向地震作用，可采用反應譜方法或動力時程分析方法計算：作為近似考慮，也可將轉換構件在重力荷載標準作用下的內力乘以增大系數1.1?？蛑е膬攘υ龃蠓缺容^高；轉換層位置在3 層及 3 層以上的結構對抗震更為不利，其內力增大幅度也適當提高。高層建筑轉換層結構是一種受力復雜的不利抗震的高層建筑結構，抗震設防烈度9度（0.4g） 時不應采用。帶轉換層高層建筑結構的抗震設計可根據設防烈度、結構類型、構件種類和房屋高度，采用相應抗震等級進行相應的計算和采取相應的構造措施。

4 結束語

本文對鋼桁架轉換層高層建筑結構體系進行了歸納，在此基礎上，通過對一鋼桁架轉換層高層建筑結構體系的工程實例分析，得到了以下結論：在大跨度、大荷載條件下應用桁架轉換結構將比采用梁式轉換更合理，且可以節約混凝土用量近 30％，用鋼量可節約20％。在采用桁架結構作為工程的轉換構件時，帶豎桿的斜桿桁架中各構件的內力較為接近，可以取得較為一致美觀而又經濟的截面，而不帶豎桿的斜桿桁架中各構件的內力差別較大，最大將達40％左右。

參考文獻：

[1] 茅於平，尤亞平．高層建筑形柱式結構轉換[J]．建筑科學，2011，17（1）：P38-41