多高層建筑結構設計范文

導語：如何才能寫好一篇多高層建筑結構設計，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。

篇1

【關鍵詞】預應力；轉換層；高層建筑；設計

引言：

轉換層對于整個的高層建筑來說正是處在一個比較關鍵的受力部位，由于高層建筑當中轉換層的存在打破了沿著建筑物高度的方向原有的那種均勻性的高度，這也就導致了高層建筑當中力的傳遞途徑被大大的改變了。所以說在進行高層建筑轉換層的設計的時候不能夠采用均勻的結構來進行設計，隨著預應力混凝土在建筑工程當中的廣泛應用，從預應力混凝土在建筑工程的應用當中我們能夠看出，預應力混凝土結構具有著十分高的承載力以及抗裂性，并且預應力混凝土的自重是比較輕的，相對于建筑工程當中的傳統做法來說能夠更好的節省鋼筋以及混凝土，在對建筑物的質量進行保證的前提之下能夠幫助工程創造出更好的經濟以及社會效益。

一、布置原則概述

通過很多的工程實踐當中我們能夠看出，在進行預應力轉換桁架的設計的時候通常來說都是需要結合高層建筑的功能要求以及結構傳力的實際，一處或者是多處的不止在高層建筑物的高度的方向上，具體的要求上必須要滿足規范中要求的桁架轉換層上、下層剪切剛度比，保證高層建筑豎向剛度的連續性。同時還需要進行考慮的就是要盡量的去避免抗震建筑設計上的高位轉換。如果說在在高層建筑的建筑功能上必須要求繼續擰高位轉換的話，那么桁架轉換層結構就是首選的結構了，這個結構能夠有效的減少震害。從實踐經驗當中我們能夠看出，在高層建筑轉換桁架的要求必須為豎向承重構件，并且還需要滿足的就是必須是抗側力構件。在平面上進行相應的布置的時候應該遵守的原則就是均勻、分散、對稱、周邊，需要保證的就是切實的避免因為扭轉對建筑物造成傷害。

二、結構設計與構造要求

（一）設計的原則分析

在預應力混凝土桁架轉換層的高層建筑結構設計中的設計原則主要可以總結到一下幾點：第一，強化轉換層及其下部，弱化轉換層上部；第二，強斜腹桿、強節點；第三，強柱弱梁、強邊柱、弱中柱。

上面說的幾點設計原則都是經過了多次的實驗以及實踐進行證明了的結果，如果在高層建筑結構設計當中按照上面的設計原則進行設計的話，帶桁架轉換層結構在高層建筑當中的應用是具有著非常好的延性的，能夠有效的進行工程抗震。應用第三條原則“強柱弱梁、強邊柱、弱中柱”的原則進行轉換層結構的實際，能夠很好的確保塑性鉸在梁端的出現，轉換層以上柱底應該避免邊柱出現塑性鉸，這樣進行設計的話能夠很好的保證柱比梁的安全儲備更大。為了能夠更好的實現“強柱弱梁”的設計目標，在對轉換梁的上部結構梁進行截面的設計的時候必須要使其先打到屈服，但是在實際進行施工的時候還需要對整體結構空腹桁架的工作特性進行注意，從受拉鋼筋的要求進行設計。從連接處對整個設計進行優化，確保整個的結構能夠有更好的延性。

（二）斜腹桿桁架設計

經過大量的實踐表明，在進行預應力桁架轉換層的設計的時候必須要保證的就是強受斜腹桿和強節點。在斜腹桿桁架的上下弦節點的截面必須要滿足規范中抗剪的相關的要求，科學設計需要做到的就是保證整體的桁架結構延性好并且在使用的過程當中不容易發生脆性破壞。

（三）斜腹桿桁架構造要求

在受壓弦非預應力縱向鋼筋在設計的時候最好都是沿著周邊進行對稱均勻布置的，這些鋼筋當中的含鋼率必須要保證滿足相關的要求，并且適宜全部貫通桁架。受壓弦桿箍筋需要進行全桿段的加密，并且他的體積還需要嚴格控制按照相關規范當中的具體要求進行相關的設計。前面說受拉弦桿非預應力縱向鋼筋最好的處理就是要沿著周邊進行對稱均勻的不止，并且在進行設計的時候需要按照正常狀態之下裂縫的寬度是零點二毫米進行嚴格的施工控制。對于受拉弦桿箍筋的最小面積配箍率來說需要做到的就是必須符合相關規范當中的具體的要求。在桁架的受拉以及受壓弦桿的非預應力受力鋼筋的結構的位置需要根據實際的情況結合相關的技術規范要求進行接頭的焊接。在進行實際的操作實施過程當中可以優先的采用閃光接觸對焊的方式進行焊接，除此之外，桁架弦桿的非預應力鋼筋最好還需要與支撐錨具的鋼墊板進行連接。在對桁架節點進行設計的時候需要采用的就是封閉式箍筋，并且需要對箍筋進行加密同時還需要垂直于弦桿的軸線位置，在進行設計的時候一般都是通過增加拉筋的方法來保證節點能夠對混凝土產生有效的約束性能。如果說在高層建筑的轉換層的設計當中涉及到了桁架節點尺寸比較大的情況，在進行具體的設計的時候可以參照剪力墻的配筋方式設計水平以及垂直的箍筋，并且還需要做到的就是在箍筋的交點的地方還需要進行隔點布置拉筋。

三、施工建議

從大量的施工經驗當中能夠看出，預應力桁架在通常的情況下，施工張拉階段以及使用階段的受力狀態總是會存在著一定的差異的，為了能夠有效的減少施工張拉階段以及試用階段預應力桁架受力狀況的差異，有效的解決因為超靜定結構的受力的狀態發生變化從而造成的構件之間的變形甚至是開裂的問題，在具體的預應力桁架轉換層結構的實施過程當中最好要采取一種名叫“擇期張拉”的施工工藝。經過大量的實踐驗證表明，擇期張拉施工技術主要就是采用的分期以及分批的施加預應力，或者是選取經過計算比較適合進行張拉施工的施工樓層來進行張拉工序的實施，但是在進行張拉工序的施工之前必須要做的就是要加強轉換桁架下方的支撐工作。

在通常的情況之下，預應力桁架轉換層結構在桁架的節點的區域鋼筋的分布都是比較稠密的，這種情況再預應力的錨固區表現的更加的突出，所以說在具體的施工過程當中必須要將混凝土進行充分的搗實，只有將混凝土進行充分的搗實才能夠有效的避免錨固區混凝土出現局部的破壞或者是節點的破壞。在進行具體的施工的時候必須要對典型節點鋼筋按照施工圖紙進行試綁。這樣能夠有效的避免節點處的鋼筋發生“打架”的現象，在進行試綁實驗成功之后才能夠進行成批的下料，全面進行施工。

結語

隨著現在人口數量的不斷增多以及商業模式的改變，高層建筑在人們日常生活中顯得越來越重要。越來越多的高層建筑出現在了人們的生活工作當中，本文主要就帶預應力混凝土桁架轉換層的高層建筑結構設計進行了一定的分析，并且提出了一定的施工建議。

參考文獻

[1]唐興榮，蔣永生，孫寶俊，丁大鈞，樊得潤，郭澤賢. 帶預應力混凝土桁架轉換層的多高層建筑結構設計和施工建議[J]. 建筑結構學報，2000，05：65-74.

[2]唐興榮，蔣永生，丁大鈞. 預應力混凝土桁架轉換層結構的試驗研究和設計建議[J]. 土木工程學報，2001，04：32-40.

[3]陽春明. 分析帶預應力混凝土桁架轉換層的高層建筑結構設計和施工建議[J]. 民營科技，2013，05：97.

篇2

【關鍵詞】大底盤多塔樓；高層建筑；結構設計

目前,高層建筑正日益向多功能方向發展,為滿足建筑體型多樣化和建筑多功能要求,大底盤多塔樓結構形式越來越多地被采用。通常整個小區為多棟高層或小高層建筑,為滿足使用功能要求,在地下通過一層或兩層地下車庫連為整體構成大底盤結構。結構整體分析時嵌固端的確定、地基基礎設計中的差異沉降控制、超長地下室的防開裂措施,是大底盤多塔高層設計中的重要性技術問題。

1 嵌固端的選擇與相關措施

高層建筑在結構分析計算之前必須首先確定結構嵌固端所在位置。當結構剛度較大,地下室層數較少時,對嵌固端以上部分進行單獨的結構分析,除周期以外的結構控制指標以及相應地上部分的受力分析結果和實際情況差別并不大。而在多層地下室情況下,若忽略地下室影響單獨取各塔結構分析,其計算結果和配筋數據是偏于不安全的,則要以整體模型為工程設計依據。

對于地下室層數較少的情況,最好的辦法是使各單體在地下室頂面嵌固,避免成為多塔復雜結構。

《高層建筑混凝土結構技術規程》中關于嵌固端的要求:“高層建筑結構計算中,當地下室頂板作為上部結構嵌固時,地下室的樓層側向剛度不應小于相鄰結構樓層側向剛度的2倍?！盵1]《建筑結構抗震規范》要求:“地下室頂板作為上部結構的嵌固部位時,應避免在地下室頂板開洞口,并應采用現澆結構,其樓板厚度不宜小于180mm,混凝土強度等級不宜小于C30,應采用雙層雙向配筋;且每層每個方向的配筋率不宜小于0.25%?！盵2]由規范可知:將地下室頂板作為上部結構的嵌固部位需要考慮兩個方面的問題,一是地下室與地上1層的側向剛度比要求,另一方面是地下室頂板的剛性要求。

一般情況下,這些控制條件較容易滿足。當地下室不能滿足嵌固部位的樓層側向剛度比規定時,可通過增大豎向構件的截面和增加構件的數量來加大地下室樓層的側向剛度。如主樓范圍以內的側向剛度無法滿足時,把地下室向兩個水平方向分別取地下室一層層高的2倍作為計算地下室剛度的有效范圍是可行的,引起的誤差處于工程允許的范圍內[3]。一般情況下,可近似地計入沿主樓周邊外擴一跨,或45°線延伸至底板范圍內的豎向構件的抗側剛度。

當地下室側向剛度達到一定要求以后,對上部結構的嵌固作用還取決于地下室頂板的剛性條件,厚度與開洞率都影響著頂板的剛性。當樓板厚度大于180mm以上,可按剛性假定計算;當地下室頂板的開洞率超過30%,自身剛度會有明顯的削弱,樓板彈性和剛性的計算結果差異增大,不宜采用樓板剛性假定來計算結構內力與位移,因此,尚應保證地下室頂板的開洞率不大于30%。

由于室外地面綠化的需要,主樓以外的地下室頂板往往因建筑需要而降低,導致主樓內外地下室頂板標高不一致。對此,如果能滿足側向剛度且地下室的樓板及梁、柱及剪力墻滿足地下室頂板作為上部結構嵌固部位的要求的前提下,可以按嵌固來考慮,但應保證剪力的傳遞以及注意錯平處梁的受扭問題。采用圖1所示的處理措施一可有效地避免抗震薄弱部位的出現,特別是地下室高差交接處柱剪力會大大降低。如室內外高差過大,應用于工程中的做法有圖2所示的處理措施二,沿周邊一跨抬升地下室頂面梁板,使與主樓區域頂板高差不大于一個梁高。對于此做法的有效性可作進一步研究。

圖1處理措施一圖2處理措施二

2 地基基礎設計的差異沉降控制

土體是一種非彈性勻質擴散體,大底盤多塔樓結構主樓的荷載傳遞于相鄰處基礎,以塔樓區域為中心,通過基礎沿徑向向外擴散,但擴散范圍有限,傳遞的數值自一跨外明顯降低。

在高層建筑、地基與基礎的相互作用下,由于基礎對高層建筑荷載的擴散作用,存在一個以塔樓為中心的“共同作用有效范圍”。以各塔樓下面一定范圍的區域為沉降中心,基礎沉降變形各自沿徑向向外衰減,并在共同的影響范圍內相互疊加;地基反力也是以各塔樓下面某一區域為中心,通過塔樓的裙房基礎沿徑向向外擴散,并在共同的荷載擴散范圍內相互疊加。當需要減薄裙房筏板厚度以節省材料時,或者設置后澆帶以調節基礎筏板變形時,變截面位置或后澆帶位置應設在“有效共同作用范圍”外,通常將該范圍界定在主樓沿周邊擴一跨外。

大底盤多塔樓結構由于高層主樓與裙房或地下車庫的基礎連接成整體時,相互間的差異沉降是關系到結構安全的關鍵性問題?！陡邔咏ㄖ炷两Y構技術規程規定高層建筑的基礎和與其相連的裙房基礎當不設沉降縫時,應采取有效措施減少差異沉降及其影響[1]。

針對工程具體情況,如高層主樓和裙房或地下車庫基礎均采用樁基時,則按照變形調整原則或承載力計算確定各自樁的直徑、長度和數量,通過調整盡量使主樓和裙房的沉降一致,減小其差異沉降值;如高層主樓采用樁基,裙房或地下車庫可采取滿堂基礎的天然地基,使其與主樓沉降值接近。

在徐州及周邊軟土地區,高層建筑一般采用樁基,沉降計算值一般在7~15 cm之間;而單層地下室,盡管頂板以上有一定量的覆土,在正常使用工況下一般仍為抗浮設計,對應于荷載效應準永久組合時基礎地面的附加壓力較小并可能為負值,也就是說基本不產生沉降。即使考慮土體沉降變化的連續性,由于高層與單層地下室兩者之間上部荷載的懸殊,較大的沉降差在所難免。

對這種情況,一方面,沿主樓周邊,在高層主樓和裙房或地下車庫基礎之間應設置沉降后澆帶,其目的在于消除施工期間相互間產生的不均勻沉降,待高層部分主體結構完成時再連接成整體。根據工程經驗,一般認為主體施工完成可實現60% ~80%的沉降。應通過計算與實測相結合確定主體的沉降完成量,沿底板后澆帶每隔10m布置沉降觀測點,觀測期為底板施工完成后至后澆帶澆筑完成,期間每半個月觀測一次,根據實測沉降值情況并計算后期沉降差來確定沉降后澆帶的澆灌時間。另一方面,采用天然基礎的地下室應盡可能減小基礎底面積以加大沉降,在滿足施工工況及低水位使用工況下抗壓承載力的基礎上,盡量采用柱下獨立基礎或條形基礎,不宜采用滿堂基礎。

3 超長地下室防裂設計

大多數的大底盤地下室不設置永久性沉降縫或伸縮縫,地下室的平面長度和寬度超過100m甚至200m以上,遠遠超過伸縮縫最大間距。對此結構設計中還必須考慮超長地下室的基礎及地下室外墻的防裂問題。

工程實踐證明,留縫與否并不是決定結構變形開裂與否的唯一條件,混凝土裂縫產生的原因與許多因素有關,以下對超長地下室控制混凝土裂縫的措施應同時采用: (1)混凝土強度等級不宜太高,在滿足承載力和防水要求條件下,宜在C25~C35強度之間;選用水化熱低的礦渣硅酸鹽水泥時,嚴格控制砂石骨料含泥量和級配,控制降溫和加強養護,為減少混凝土硬化過程中的收縮應力。(2)設置施工后澆帶以釋放基礎在混凝土硬化過程中的收縮應力,沿基礎長度每間隔20m到40m留一道伸縮后澆帶,與沉降后澆帶搭配設計,帶寬800~1000mm,宜設在柱距三等分的中間范圍內,梁、板鋼筋貫通不斷。在后澆帶部位加設附加鋼筋的做法沒有必要,因為后澆帶再附加水平鋼筋反而達不到采用后澆帶釋放混凝土收縮應力的目的。伸縮后澆帶應在兩側混凝土澆灌的兩個月后,且上一層結構的混凝土澆灌一個月后,再采用比底板混凝土設計強度等級提高一級的補償收縮混凝土進行灌填,并加強養護。(3)大體積基礎底板混凝土,采取分層澆注,階梯式推進,每層混凝土在初凝前完成上層澆注。(4)采用膨脹劑配制混凝土,利用膨脹劑的補償收縮功能解決混凝土硬化過程中的收縮開裂。(5)地下室墻板優先采用變形鋼筋,配筋應細而密,網片鋼筋間距應小于150mm,分布應均勻,對水平斷面較大變化處,宜增設抗裂鋼筋。

4 結論

總之,在大底盤多塔高層的結構設計中,應根據工程具體情況,合理地確定計算模型的嵌固端;通過對主樓和裙房及地下室荷載和地質條件采用不同的基礎類型或不同的樁長來控制差異沉降,設置沉降后澆帶在施工階段調整沉降差;同時采用多項措施來解決超長地下室的基礎及地下室外墻的防裂問題。在以上技術措施采用的基礎上,可以圓滿地完成大底盤多塔高層建筑的設計任務。

參考文獻

[1]徐培福,黃小坤,容柏生,等. JGJ3-2002高層建筑混凝土結構技術規程[S].北京:中國建筑工業出版社, 2002.

篇3

關鍵詞：民用建筑；多塔大底盤；后澆帶；膨脹加強帶；多塔定義；分塔計算

Abstract: many big chassis construction because of the tower of the complexity of the foundation design, design personnel to put forward the higher requirements for how to do it safe and economical unification, is each design personnel should be thinking about. This paper introduces the design of structure and basement structure seismic pouring belt, expansion strengthening belt arrangement of crack control method, through the whole calculation and points the calculation results of the tower data comparison were summarized, many big chassis design method of tower.

Keywords: civil building construction; Many big chassis tower; Of the pouring belt; Expansion strengthening belt; Many definition tower; Points tower calculation

中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：

隨著房地產建設的高度發展，多塔大底盤結構的應用越來越廣泛，尤其是在住宅小區的建設中大量應用。大底盤地下室主要用于地下停車庫或人防地下室，以及沿街商鋪等公共建筑輔助用房。幾年來，筆者主持設計了多種結構類型的多塔大底盤結構，其上部結構類型主要分：抗震墻結構（主樓25層左右加1層地下室）；短肢剪力墻結構（主樓18層左右加1層地下室）；框架－抗震墻結構（主樓12層左右加1層地下室）；框架結構（主樓6層左右加1層地下室），多塔大底盤結構的設計比單塔結構要復雜得多。

1大底盤地下室的結構設計

大底盤地下室作為上部多塔的結合部，將上部結構與地下室作為一個整體考慮，地下室頂部覆土1。0 m，地下室層高4。6 m，在計算中采用了彈簧剛度法，在SATWE選項“回填土對地下室約束相對剛度比”取值為3。因地下室上1層的側向剛度有劇烈變化，上部結構突然收進，屬于豎向不規則結構，塔樓與地下室結合部位為結構薄弱部位，應加強抗震構造措施。首先在SATWE計算中，把地下室上1層自行車庫層定義為薄弱層，而且對地下室頂板的厚度及配筋均應加厚加強（頂板厚度取值180 mm），板鋼筋雙層雙向拉通，對汽車坡道入口等大開洞邊樓板應進行彈性板定義計算。因地下室停車庫功能要求，局部上部結構的柱子不能伸入地下室，在地下室頂板層進行梁上立柱轉換，計算中需要梁上立柱的梁進行轉換梁定義。SATWE軟件對于梁上立柱構件的計算有些缺陷，對于立柱荷載能導入轉換梁并準確計算梁上有立柱的轉換梁的內力和配筋，但是對轉換梁局部抗剪的計算不精確，對于梁上立柱部位的附加箍筋和吊筋嚴重不足，設計人員必須根據立柱的荷載自己計算附加箍筋和吊筋，而且在梁平面表示法中，不能自動形成梁上立柱的位置，無梁上立柱附加箍筋和吊筋的表示，所以施工圖設計過程中一定要注意梁上立柱位置的表示以及附加箍筋和吊筋的標注，以免造成施工過程中柱插筋遺漏等問題。

2地基基礎設計的差異沉降控制

在高層建筑、地基與基礎的相互作用下，由于基礎對高層建筑荷載的擴散作用，存在一個以塔樓為中心的“共同作用有效范圍”。以各塔樓下面一定范圍的區域為沉降中心，基礎沉降變形各自沿徑向向外衰減，并在共同的影響范圍內相互疊加；地基反力也是以各塔樓下面某一區域為中心，通過塔樓的裙房基礎沿徑向向外擴散，并在共同的荷載擴散范圍內相互疊加。

大底盤多塔樓結構由于高層主樓與裙房或地下車庫的基礎連接成整體時，相互間的差異沉降是關系到結構安全的關鍵性問題?！陡邔咏ㄖ炷两Y構技術規程》規定：高層建筑的基礎和與其相連的裙房基礎，當不設沉降縫時，應采取有效措施減少差異沉降及其影響針對工程具體情況，如高層主樓和裙房或地下車庫基礎均采用樁基時，則按照變形調整原則或承載力計算確定各自樁的直徑、長度和數量，通過調整盡量使主樓和裙房的沉降一致，減小其差異沉降值；如高層主樓采用樁基，裙房或地下車庫可采取滿堂基礎的天然地基，使其與主樓沉降值接近。

對這種情況，一方面，沿主樓周邊，在高層主樓和裙房或地下車庫基礎之間應設置沉降后澆帶，其目的在于消除施工期間相互間產生的不均勻沉降，待高層部分主體結構完成時再連接成整體。根據工程經驗，一般認為主體施工完成可實現60％￣80％的沉降。

應通過計算與實測相結合確定主體的沉降完成量，沿底板后澆帶每隔10m布置沉降觀測點，觀測期為底板施工完成后至后澆帶澆筑完成，期間每半個月觀測一次，根據實測沉降值情況并計算后期沉降差來確定沉降后澆帶的澆灌時間。另一方面，采用天然基礎的地下室應盡可能減小基礎底面積以加大沉降，在滿足施工工況及低水位使用工況下抗壓承載力的基礎上，盡量采用柱下獨立基礎或條形基礎，不宜采用滿堂基礎。

3多塔的結構設計

1）多塔結構必須在SATWE中進行多塔結構補充定義，可以用圍區方式依次指定各個塔樓的范圍，輸入各塔樓的起始層號、終止層號和塔號，一般定義塔號根據樓層高低從高到低順序定義，建筑伸縮縫兩邊分別定義多塔，縫隙兩邊的墻體還應執行“遮擋定義”，使該墻面成為風荷載遮擋面，其風荷載體型系數按設縫多塔背風面體型系數取值。定義多塔時，不能將同一個構件定義在兩個塔內，也不能有些構件不屬于任何一個塔，可以用多塔檢查命令檢查定義的多塔是否正確。

2）多塔結構的各個塔樓可以有不同的結構形式，根據結構高度和結構型式確定不同的構件抗震等級，也可以有不同的混凝土等級，這些操作可以在特殊構件補充定義中進行。比如上部共分七個塔樓，其中三個塔樓為高度大于30 m的框架結構，三個塔樓為高度小于60 m的框架－抗震墻結構，還有一個為3層框架結構會所，根據抗震規范，會所部分抗震等級為三級，其它塔樓抗震等級為二級，應分開定義?？蚣埽拐饓λ侵校驗榭蚣懿糠殖惺艿牡卣饍A覆力矩大于結構總傾覆力矩的50％，其框架部分的抗震等級按框架結構確定，該數據可以在多塔結構切分后，根據各個塔樓分開計算值，查框架柱地震傾覆彎矩百分比輸出文件。

3）在地下室的設計中，將各塔樓和底盤綜合在一起，作為一個整體結構模型計算分析，進行全樓構件內力和配筋計算后，將整體計算的有關數據，在分析結果圖形和文本顯示中，把位移比，層間位移比，層間側移剛度比，層間受剪承載力，剪重比等大多數控制系數分塔輸出，把上部結構荷載與剛度傳給基礎，再進行JCCAD設計，但是整體模型中對周期比的輸出是不正確的，必須將多塔各自獨立切分，分開進行抗震計算。根據建筑平面布置分別切分了6個單體，每個單塔在地下室部分保留1￣2個柱距，使塔樓與地下室頂交界處作45°向外斜線交于地下室底部的范圍內構件保留。切分過程中還發現了2005。8版SATWE軟件必須保留底層所有整體計算輸入的所有節點，底層不能進行節點清理這一步驟的操作，否則上部結構的梁荷載會全部丟失。

4結語

多塔大底盤結構有其復雜性，設計過程中應注意分析判斷計算軟件各種參數的選取，對計算輸出結果加以認真分析和比較，在一些特殊部位的結構還需要根據經驗加強構造措施，才能保證結構的安全性和經濟性。

參考文獻

[1]JGJ 32002高層建筑混凝土結構技術規程[S].

篇4

【關鍵詞】高層建筑；結構設計；問題分析

中圖分類號： TU208 文獻標識碼： A

一、高層建筑結構設計

近年來，高層建筑的迅速發展，高層建筑是一個復雜的結構模型。但建筑結構設計效果不理想，從而在結構設計過程中，建筑結構設計人員應根據建筑結構特點，認真研究建筑實踐，合理設計，保證建筑的安全性和穩定性，發揮施工效率，以滿足建設的使用要求。對高層建筑超高的問題，高層建筑結構的高度有嚴格的規定，不僅有限制規定的高度，并增加了對高層建筑結構設計的方法和措施，為了避免施工設計階段后的更改，高層建筑結構設計必須遵循嚴格的約束規范。在高層建筑結構的設計，工程結構設計人員應考慮固定端設置，考慮嵌入地板端的設計，必須盡量減少或避免剪力的應用。與此同時隨著建筑物高度的增加，高層建筑結構載荷不僅承擔水平方向的受力，而且也承受著垂直方向上的載荷，這也是抗震的一種要求。在高層建筑結構設計過程中，不僅要考慮豎向荷載，同時還要考慮水平荷載作用。此外，在外力的情況下，建筑結構有一定的位移，包括彎曲，軸向變形和剪切變形。高層建筑軸向力較大，軸向變形產生顯著，在建筑結構設計中要充分考慮軸向變形。

二、高層建筑結構設計過程存在問題分析

在一般情況下，高層建筑結構需要體現建筑結構水平，高層建筑結構設計是延性設計的重要指標，由于高層建筑具有樓層高的特點，從而高層建筑更容易發生變形，因此，在施工過程中，必須充分考慮如何保證高層建筑的延性，應該在建筑設計階段采取相應的措施保證結構延性。所以從高層建筑結構設計過程的影響因素來分析，影響高層建筑結構設計過程的問題主要有：一方面是只注重優化結構尺寸。在高層建筑結構設計過程中，往往只注重幾何結構最優截面約束條件的優化，而忽視整體結構的優化，但是有時形狀優化比尺寸優化更有意義，尺寸優化根本無法接近最優的結果，因而為了改善應力狀態，增加材料消耗，但是增加構件截面沒有明顯改善所存在的狀況。在工程設計中，忽略了對高層建筑超高和建筑類型結構變化的問題，導致建筑方案審批不予采用，在這種情況下，整個建筑成本好項目建設期會受到很大的影響。另一方面是結構設計優化存在薄弱環節。由于實際結構往往是很復雜的，有許多設計變量和約束條件等因素的制約，甚至不確定因素使目標函數在成立后只能是相對最優解。目前高層建筑實際優化沒有軟件分析，因此這種優化方法的實現更加困難。許多高層建筑方案設計，結構和布局合理，同類型的結構構件截面也是常用的尺寸，但結果仍然存在一些薄弱環節。

三、提升高層建筑結構設計水平的措施

（一）合理設計高層建筑計算圖

高層建筑設計計算需要基于結構計算圖，才能確保高層建筑結構設計合理，如果計算圖的選擇不科學，那么就比較容易導致高層建筑出現意外事故，所以在一定程度上，高層建筑結構計算簡圖是確保高層建筑理性選擇的安全設計。同時，建立相應的高層建筑計算圖方法應保證建筑安全性設計。另外，高層建筑結構設計的原則是強剪弱彎，合理分配強弱壓力，根據高層建筑工藝設計原則和結構要求，加強薄弱環節的加固，并把重點放在對構件的延伸性能和溫度應力的要求上。

（二）確保高層建筑地基基礎設計

高層建筑的地基基礎設計是高層建筑的基本設計選擇之一，根據高層建筑的地質條件進行合理選擇，對高層建筑的結構類型和荷載分布進行綜合分析，并綜合考慮高層建筑的施工條件，研究相鄰建筑物的影響因素，最終確定科學、合理的基礎設計方案。基于程序的選擇可以充分保障高層建筑地基基礎設計的有效性，能夠滿足路基變形的檢驗要求。此外，在對高層建筑設計中需要進行詳細的地質調查，確保高層建筑地基的基礎設計。

（三）合理選擇高層建筑整體結構

高層建筑的合理結構設計必須滿足經濟要求，并滿足系統的結構形式要求。高層建筑的整體要求是受力明確，傳力簡單。在同一個建筑結構單元，應選擇相同的系統結構，建設高層建筑需要符合當地的地理地形條件，滿足工程設計要求，并且充分考慮施工條件，對建筑材料進行綜合分析，實現整體結構的相協調，以確定該方案的結構合理科學。

（四）準確分析高層建筑結構計算結果

隨著科學技術的不斷進步，計算機技術已廣泛應用于建筑結構設計之中，但是在目前的市場上，有許多形形的結構設計計算軟件，通過使用不同的軟件得到的結果可能不同，因此，高層建筑結構設計中應采取相應的施工措施，需要全面了解建筑設計軟件的使用前提條件和建筑結構的設計范圍是否相互匹配，科學合理的選擇計算軟件，同時由于高層建筑實際情況和建筑結構的計算機程序不一致，所以需要結合計算機進行輔助設計，避免軟件本身所導致的缺陷，對計算機軟件工程的結構設計應進行檢查，確保得到高層建筑結構計算的精確結果。

四、結語

社會經濟的迅速發展促進了高層建筑的迅速發展。高層建筑結構設計在建筑設計中起著非常重要的作用和意義。隨著我國高層建筑的不斷發展，高層建筑結構設計要求越來越高，本文對高層建筑的結構特征分析，探討了高層建筑結構的設計原則，闡述了高層建筑結構體系的選擇，并著重對高層建筑結構設計存在的問題及對策分析，可為建筑結構的頂層設計提供參考和依據。

參考文獻：

[1]吳大煒.高層建筑的結構優化設計研究[J].四川建筑科學研究,2006(04):127-130.

[2]容柏生.國內高層建筑結構設計的若干新進展[J].建筑結構,2007(09).

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關鍵詞：高層建筑；結構設計；要點分析

1前言

隨著當前城市用地緊張局勢的日益加重隨著當前城市用地緊張局勢的日益加重，在城市建設中高層建筑越來越多高層建筑越來越多，因此，加強高層建筑結構的討論，如何進一步提升建筑結構的整體質量一步提升建筑結構的整體質量，成為當前許多建筑企業需要認真探索的問題認真探索的問題。

2高層建筑結構設計要點

2.1加強高層建筑結構荷載設計高層建筑的荷載問題是結構設計中的重要部分高層建筑的荷載問題是結構設計中的重要部分，其好壞對建筑物結構穩定性有直接影響對建筑物結構穩定性有直接影響。因此，要加強豎向荷載和橫向荷載的問題的研究橫向荷載的問題的研究。對豎向荷載，建筑物高度的確定是保證建筑穩定性的關鍵保證建筑穩定性的關鍵；對于橫向荷載，應盡可能控制傾覆力矩的出現矩的出現，防止建筑物結構的破壞。2.2建筑的基礎方案在高層建筑結構基礎設計中在高層建筑結構基礎設計中，不僅要重視高層建筑的地質條件質條件、荷載分布情況及施工場地條件等問題。同時，還要考慮地基的基礎問題慮地基的基礎問題，因此在結構設計過程中，需要充分了掌握項目的地質勘察報告及其相關技術參數項目的地質勘察報告及其相關技術參數，為研究高層建筑的地基基礎方案提高可靠數據地基基礎方案提高可靠數據。2.3短肢剪力墻的設置根據相關規范及標準表面根據相關規范及標準表面，在剪力墻設置中墻截面高度與厚度之比55~8間為短肢剪力墻間為短肢剪力墻，必須嚴格結合項目情況，來設置短肢剪力墻設置短肢剪力墻。根據短肢墻的標準設置，盡可能在局部地區錯開區錯開，設置合理的壁厚，盡量避免不均勻的現象，用于高層建筑施工的方便和保證短肢結構穩定性剪力墻厚度應在22m~33m范圍圍，對剪力墻和長墻或柱組合部分。2.4抗震結構設計地震作用力影響地震作用力影響，對高層建筑來講是十分關鍵，因此在高層建筑結構設計工作中抗震問題需引起重視層建筑結構設計工作中抗震問題需引起重視。由于建筑的高度度，使得對建筑的結構設計要有高要求，要加強建筑結構構件的優化設計的優化設計，使每個構件的結構能夠在地震中發揮其作用。在高層建筑抗震結構設計中在高層建筑抗震結構設計中，基礎的選擇和設計工作是十分關鍵關鍵，設計好壞直接影響整體結構的質量。

3高層建筑結構設計中的具體問題

3.1挑梁裂縫問題在高層建筑中為了滿足建筑功能會存在多種結構類型在高層建筑中為了滿足建筑功能會存在多種結構類型。通常通常，在一些街道的辦公樓、旅館等空間較大的建筑物，主要采用底層框架剪力墻砌體結構類型來為滿足經濟價值的需求會設置出眾多的小空間會設置出眾多的小空間，因此，在上部結構主要采用多層砌體結構結構，并在下部主體采用鋼筋混凝土框架-剪力墻結構剪力墻結構。然而而，在高層建筑設計中，設計師一味重視立面效果，在兩層以上設置的墻上設置的墻，墻上掛在梁、懸臂梁導致壓力增大，容易產生裂縫縫，從而影響整體的穩定和高層建筑的質量。33.2結構計算與分析問題在建筑結構設計工作中在建筑結構設計工作中，精確的結構計算和分析是項目設計質量好壞的關鍵影響因素設計質量好壞的關鍵影響因素。（1）考慮建筑隔墻等對自振周期的影響考慮建筑隔墻等對自振周期的影響。在新的規范中，增加了一個模態參與系數的概念增加了一個模態參與系數的概念，并定義了參數的限制。因為在舊的標準設計為在舊的標準設計，沒有提出振型參與系數的概念，因此，必須對相位來判斷和決定是否值的計算和分析結果計算結果的參數參數，調整模式的取值。（2）計算軟件的選擇計算軟件的選擇。在對建筑整體結構計算和分析過程中需要根據項目實際情況來合理選擇計算軟件程中需要根據項目實際情況來合理選擇計算軟件，并從不同計算軟件中選出最科學最合理最精確的結果計算軟件中選出最科學最合理最精確的結果。33.3嵌固端的設計問題在高層建筑結構設計中嵌固端的設計十分重要在高層建筑結構設計中嵌固端的設計十分重要。當前在嵌固端的設計中主要存在嵌固端的設計中主要存在：（1）嵌固端位置選擇不合理嵌固端位置選擇不合理。如果在高層建筑的地下室在高層建筑的地下室，高層嵌固端沒有設置在剛度大的地下室頂板室頂板，而是設置在地下室上帶夾層頂板上，從而留下了一些安全隱患安全隱患；（2）當嵌固端設置在局部錯層的地下室頂板時當嵌固端設置在局部錯層的地下室頂板時。設計師不了解標準的固定端不能打開計師不了解標準的固定端不能打開，并具有很大的實際意義的入口的入口，有可能是交錯地下室屋頂的固定端沒有合理理解，存在安全隱患在安全隱患。33.4軸壓比與短柱的問題由于高層建筑的整體結構具有塑性特點由于高層建筑的整體結構具有塑性特點，假如柱的塑性變形能力較小變形能力較小，那么整體結構的延性就差，在遇到地震等情況時時，就無法有效的緩解地震作用力，進而導致建筑物的整體質量受到影響量受到影響。因此，高層建筑結構，為了控制柱軸壓比，會選擇較大的擇較大的，且縱向鋼柱一般是用這種方式，即使它不是高強度混凝土柱截面尺寸控制在一個較小的尺寸混凝土柱截面尺寸控制在一個較小的尺寸。此外，對于短柱，不能根據柱的長度來確定不能根據柱的長度來確定，但應根據剪跨比小于2來確定短柱柱，概念清晰，更有利于控制軸壓比。

4高層建筑結構設計注意事項

4.1合理選擇高層建筑結構設計方案加強選擇科學合理的結構設計方案加強選擇科學合理的結構設計方案，對于高層建筑的整體質量有著關鍵的影響體質量有著關鍵的影響：（1）施工單位應認真考慮實際情況和項目建設地點的程度的結構和高層建筑工程的規模和基本條件件，對施工現場進行詳細的調查和測量，然后選擇最科學合理的結構設計的結構設計。（2）設計過程張要嚴格按照相關的建筑標準和規定進行定進行，只有這樣才可以有效避免制定高層建筑結構設計方案不合理的現象案不合理的現象。44.2轉換層的結構布置設計在框架-剪力墻結構中剪力墻結構中，一層最好不轉換層的側孔在梁的附近附近，它不在柱上被設置在任何孔。這是為了避免剪力墻的剪力墻的增加而增加剪力墻的增加而增加，并引起應力集中現象，使轉換層的墻體結構被破壞結構被破壞。如果必須設置門，最好設置在墻中間門，這可以使每個結構的一部分是力平衡使每個結構的一部分是力平衡。44.3結構的抗震設計在抗震設計過程中在抗震設計過程中，高位轉換不利于建筑結構受力的穩定性定性。計算結果表明，在水平地震作用下的傾覆力矩分布曲線線，轉折在轉換層，第四層是剪力墻，剪力墻框架結構，由第四層增加的速度剪切下的傾覆力矩壁分布層增加的速度剪切下的傾覆力矩壁分布，和支撐框架傾覆彎矩增加少矩增加少。因此，為了保證抗震設計的穩定性，框架—剪力墻底部的抗震等級必須滿足相關規定底部的抗震等級必須滿足相關規定。44.4重視工程資料收集整理工作建筑結構設計的關鍵依據在于工程勘察資料的精確建筑結構設計的關鍵依據在于工程勘察資料的精確，因此此，我們要加強重視工程資料的整理和收集。通常有專人負責相關工程文件的收集責相關工程文件的收集、整理和存儲；同時，制定出相應的借用用、檢查制度。在項目竣工后，按照項目檔案管理制度，提交有關檔案的專業管理部門或機構有關檔案的專業管理部門或機構，不得自行銷毀。

5結語

總之，在進行建筑結構設計時，我們一定要根據項目的實際情況和當地的抗震等級進行合理設計際情況和當地的抗震等級進行合理設計，進而保障高層建筑在滿足基本的建筑設計要求和抗震性能要求下在滿足基本的建筑設計要求和抗震性能要求下，使得經濟效益和功能作用最大化益和功能作用最大化。

參考文獻：

[1]GB]5001150011—2010.建筑抗震設計規范[S].

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關鍵詞：高層；商業建筑；結構設計

中圖分類號：TU208 文獻標識碼： A

引言

改革開放以來，隨著城市規模的不斷擴大，為了節約土地資源，興建高層建筑逐漸成為了建筑行業的大勢所趨。而高層建筑與低層相比，其在建筑結構的設計方面更為復雜，對建筑結構設計的要求也更高。當前我國在高層建筑的建筑結構設計中還存在很多問題，本人結合多年實際工作的經驗對這些問題進行了分析和總結，并嘗試提出了一些解決措施。

一、高層商業建筑結構施工的主要特點

1、所謂“高”就是建筑的垂直方向較長

基于高層商業建筑高度高這一明顯特點，必然會給建筑附于工程量大、技術復雜、危險系數高等特點，因此，高層商業建筑施工過程之中必須注意防火、防電、通信聯絡、垃圾處理等相關問題，認真貫徹科學管理理念，真正落實建筑質量至上、安全第一的原則。

2、高層商業建筑的“高”與“深”

高層商業建筑“高”的特點決定了堅實建筑物基礎的埋置深度較深，為了滿足地下埋深嵌固的要求，保證高層商業建筑施工整體的穩定性，同時也為了滿足市民對車庫、庫房等相關空間的要求，高層商業建筑結構一般至少具有一層地下室，埋深均在地面以下5m。

3、“長”指的是建筑施工周期較長

高層商業建筑一般是大中型項目，施工工期一般為2a左右，整個工期不可避免的經歷越冬、雨期等不利施工的時節，所以為了縮短工期，提高工程效益，在整個工期中必須細致的進行施工方案、監理方案的分析的選擇，進行合理的布置和安排。

4、“密”是指高層商業建筑的施工區域相對集中

高層商業建筑一般在經濟繁榮的城市地帶比較集中，周邊環境復雜、人口密集，為了保證施工進度，需要合理安排現場臨時設施工程，盡量節約空間，做到減少在施工現場囤積建筑材料、停放運輸設備等。充分利用商品砼和預制構配件等到半成品材料。

二、當前高層建筑結構設計中出現的問題

1、對高層建筑抗側力結構的設計

與多層建筑相比，高層建筑在高度和層數上都有一個明顯的突破。從結構設計的角度，高層建筑與多層建筑在設計方法以及設計原理上基本是一致的。兩者的區別主要體現在水平荷載作用，高層建筑的結構材料必須能夠抵抗更大的水平荷載，對于高層建筑特別是帶高位轉換層、多塔樓和大底盤的高層建筑，都很容易在抗側力結構上出現問題。

2、高層建筑地基基礎設計的問題

高層建筑的地基基礎設計要求很高，有很多高層建筑的地基基礎設計沒有對荷載進行全面的考慮，在進行局部填土、隔墻設置等都沒有對荷載偏心的影響進行考慮。在地基基礎設計中，沒有進行沖切、抗剪和抗彎的處理。

3、高層建筑在軸壓比的控制上的問題

軸壓比的限制比在高層建筑中有著嚴格的規定，很多高層建筑的設計難以滿足軸壓比的規范要求，很多構件的截面受到了限制。軸壓比的限制對高層建筑的質量會產生很大的影響。

4、高層建筑對連梁的結構設計

高層建筑的連梁設計包括截面的尺寸、剪壓比的限制、連梁的剪力設計取值等等。如果高層建筑中對連梁的設計不準確，截面高度過大，跨度過小，就會影響高層建筑的抗震效果。一旦發生地震，連梁的剪力和彎矩過大，難以達到相應的抗震規范，影響高層建筑的使用安全。

5、高層建筑結構設計中對結構計算的結果難以判斷

對結構計算結果進行判斷并不容易，高層建筑結構計算所要考慮的因素眾多，不僅要對結構自振周期、振型曲線、水平位移特征等因素進行考慮，還要考慮其抗震設計的合理性。因此，很多高層建筑的設計中難以對結構計算的結果進行準確的判斷，往往遺漏一些影響因素，造成結構計算的不合理。

三、解決高層建筑結構設計問題的具體措施

1、如何對高層建筑結構地基基礎進行設計

（1）當高層建筑的設計中有地下室這一內容時，要對荷載進行全面的考慮，地下室的外挑部分、局部填土、停車、水池等都會受到荷載偏向的影響。

（2）在對筏基和箱基的梁板配筋進行計算時，必須對底板上直接作用的梁板自重和荷載進行相應的扣除，當箱筏的四邊邊區格和四角的地基反應力過大的時候要對其進行加強配筋。

（3）如果高層建筑的地面有中庭設計，就必須對基礎底沿的軸線上進行基礎梁的設置。在使用倒梁法進行內力分析時，注意不到頂的中間柱是不能夠作為支點的，在進行集中荷載計算時必須同時計算柱底反力。

（4）在對箱基進行結構設計時，要注意對洞口上下的連梁進行考慮，驗算其截面面積，如果洞口的大小或者位置出現修改，要對連梁抗剪強度和抗彎進行復核。

（5）如果采用的整體筏基和箱基的設計，就要對其樁土進行考慮，樁土的共同工作會產生一定的影響。在對基礎底板進行計算時，要對樁同作用的狀態或樁沉降狀態下的地基反力進行考慮。

2.、如何對高層建筑的軸壓比進行控制

一般來說提高混凝土的強度是對高層建筑軸壓比進行控制的直接方法。如果還不能達到相關標準，則還可以使用其他方法來對軸壓比進行控制。

（1）混凝土的變形能力受到柱的箍筋的影響，因此可以通過對混凝土的橫向變形進行約束，來對裂縫的擴展進行延緩，并對截面抗剪能力進行提高。增大配箍率、使用合適的配箍形式都可以實現結構延性的提高。在設計時，如果采用井字復合箍進行沿柱全高，且保持箍筋的直徑、間距和肢距，一般來說直徑在8毫米以上，間距在100毫米以內，肢距在100毫米以內。如果采用復合螺旋箍進行沿柱全高，則要保證8毫米以上的箍筋直徑，100毫米以內的螺距和100毫米以內的肢距。

（2）在彈性模量方面，鋼筋的彈性模量高于混凝土6倍有余，如果配置了較多的縱向鋼筋在柱中，有余軸向壓力的影響，鋼筋會承擔更多的壓力，從而降低混凝土承擔的壓力。在設計中可以在柱截面中部加入附加芯柱，另加的縱向鋼筋的總面積不少于柱截面面積的0.8%都必須加入縱向鋼筋。

（3）提高混凝土強度等級對軸壓比的控制有直接的效果，但混凝土的強度越高其脆性也越大，因此要控制混凝土強度等級不超過C60。

3、如何進行連梁設計

在《高層建筑混凝土結構設計規程》以及《建筑抗震設計規范》等相關設計規范當中都明確的規定了連梁的截面尺寸、剪壓比限制以及剪力設計取值等內容。在具體的工程設計過程當中，因為連梁具有較小的跨度以及高度較大的截面，因此在地震的作用下，彎矩和剪力在經過內力的計算之后都比較大，因此無法使規范的要求得到充分的滿足，在對其進行設計的時候必須要以不同的情況為根據從而采取不同的措施。在地震作用下，為了對連梁的延性進行保障，并對剪力和彎矩進行有效的傳遞，剛度折減的系數就要高于0.55；在風荷載的作用下，為了將連梁的裂縫控制在正常的適用范圍內，就要使剛度折減的系數高于0.80。此外，如果調整剛度折減系數后連梁仍然難以滿足要求，則可以采用內調幅，并配置足夠的箍筋。若連梁的超筋較多時，可以對連梁的高度進行減小，以減小剪力和彎矩。

4、合理的判斷結構計算結果

（1）結構自振周期：應該在下列的范圍之內針對高層建筑計算的自振周期進行控制：

框架結構T1=（0.1～0.15）NS；

框架-剪力墻結構T1=（0.08～0.12）NS；

剪力墻結構T1=（0.04～0.06）NS；

框架筒體結構T1=（0.1～0.15）NS（NS為建筑物的層數）。

應該在以下的范圍之內針對第二周期以及第三周期的結構進行控制：

第三周期T3=（1/5～1/7）T1；

第二周期T2=（1/3～1/5）T1。

（2）振型：振型曲線一般情況下必須要做到具有光滑連續的特點，不規則的凹凸以及突變的轉折點等都不應該在其中出現；通常情況下，應該在以下范圍內針對零點到底部在各振型曲線當中的高度進行控制：

第一振型：沒有出現零點；

第二振型：有一個零點點存在于（0.7～0.8）H處，其中H為的建筑物計算高度；

第三振型：有兩個零點分別存在于（0.8～0.9）H處以及（0.4～0.5）H處。

結束語

結構工程師在設計高層建筑結構的過程中，不僅要對結構計算的準確性進行重視，同時還要關注如何合理地選擇結構方案，設計界現在對概念設計進行了大力的提倡，然而在實際的工程設計當中卻具有千差萬別的情況，所以設計人員必須要以工程中遇到的實際情況為根據進行科學合理的設計。

參考文獻

[1]鄭紅.淺談高層商業建筑結構設計[J]. 《建筑設計管理》，2012，（5）.

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1．1重點加強結構延展性設計

由于高層建筑物高度較高，地震發生時更容易受到影響，可能出現變形、倒塌等問題，因此，結構設計方面必須加強其結構柔和度，在設計過程中需要著重對結構實施特別的工藝和方法，使結構能夠發揮良好的延展性、彈，這樣才能有效克服地震災害后的變形等問題。

1．2積極重視軸向變形問題

由于高層建筑物是在豎直方向較大，因此其所承受的豎向載荷也較大，這難免會對連續梁彎矩帶來巨大負擔，容易造成柱中軸向變形類似問題，可能引發跨中正彎矩與端支座負彎矩值上升，同時，也可能對側移、構建剪力等帶來不良危害，引發諸多結構不安全的問題，特別是預計的下料長度要參照軸向變形的數值范圍來科學加以計算、變化和調整。

1．3科學設計水平力

對于高度較高、樓層數較多的高層建筑，必須將水平力設計納入特殊考慮范圍，雖然這類建筑的豎向載荷力與結構密切相關，然而，水平載荷的影響卻也是不可忽視的，甚至可以說是這種影響是決定性的，這是因為水平載荷能夠對結構帶來某種傾覆力矩與軸向力，而且相對已經確定下來、靜態的豎向載荷，水平載荷則會根據建筑物結構的變化而變化，可見水平力設計的重要性。

2高層建筑結構設計問題與對策

2．1不合理增設短肢剪力墻

一些高層建筑物結構設計中增設了短肢剪力墻，從多年的高層建筑建設工作來看，此類剪力墻的設置對建筑結構的牢固度、穩定性以及抗震能力產生不利作用，因此，井蓋盡量減少對這種墻體的使用，只有這樣才能有效提升高層建筑結構質量。

2．2不科學的嵌固端設置

一般來說，現代高層建筑都設有多層地下室以及人防，而且通常習慣將嵌固端修筑在地下室，以及人防頂板地區，然而，這樣的設計實質上并不完全穩妥，相關設計工作者必須細致深入地分析嵌固端位置布局欲將引發的諸多問題，容易造成的不良影響等等，而且要重點思考嵌固端的樓板設計等重要方面，重點綜合、精細、全方位地分析嵌固端上下層的剛度比例，而且要將嵌固端的方位布局納入高層建筑計算運算工作中，特別引起注意的是，嵌固端的布局需要同抗震縫隙保持和諧，注重二者之間的平衡。

2．3建筑結構超高問題

高層建筑在建設施工過程中容易出現高度超標的問題，凡是超過規定科學標準的高層建筑，無論在結構穩定性、建筑安全度，還是抵御自然災害能力方面都會受到負面影響，一些建筑施工企業無視高層建筑超高問題，對高層建筑實行無限度增高，面對這一問題，相關部門必須出臺一套科學的法規制度，科學規范高層建筑的高度，當前的高層建筑高度從起初的A級上升到了B級，而且對應的高層建筑的設計模式也得到了發展和更新，當前的高層建筑高度設計必須嚴格依照國家相關法律法規規定進行科學控制，同時也要將其抗震性能、防火性能等納入考慮范圍。

2．4不科學的高層建筑結構設計

高層建筑物由于具有特殊的性質和功能，要重點加強對其結構設計，然而，客觀現實條件下，很多高層建筑設計者不是專業水平不合格，就是不了解相關的技術法規規定，在設計過程中沒能將高層建筑物的抗震性、安全度、牢固度等納入結構設計考慮范圍，一些不負責任的設計人員甚至盲目聽從業主的指導，無視技術規定胡亂設計建筑結構，這樣無疑會影響高層建筑的安全度與穩定性。對于高層建筑結構布置與設計不科學這一嚴重問題，必須有效把握、積極控制、全面加強，因為只有打造出科學、合理的結構設計，才能從整體上維護高層建筑的建設質量，在實際的布置與設計過程中，要重點從建筑物抗側力、平面大小、結構質量、抗震能力等方面出發，進行優化布置與設計，從而全面維護高層建筑的設計水平，提高其安全度與穩定性。

3高層建筑結構科學設計的有效途徑

3．1優選計算簡圖

計算簡圖是高層建筑結構設計的數據依據，必須注重對計算簡圖的科學選擇與運用，從而確保建筑結構設計朝著安全、合理方向發展，要想確保計算簡圖的選擇科學、合理，就必須采用科學的構造方法，確保計算的精準、真實、客觀，要確保計算簡圖被控制在合理范圍內。

3．2做好基礎設計工作

必須嚴格根據高層建筑所在地的地質狀況來科學優選基礎設計，必須加強對高層建筑上端結構特點、荷載分布等加以分析，也要顧及周圍建筑物的分布、布局特點進行實地考察與分析，在做出綜合、全面、細致的分析后，最終優選出最合適的基礎設計方案，這其中要明確的重點項目為:要從地基的承受力、承重潛能等方面出發，確保地基這些方面的能力得到徹底發揮，而且也要做好地基變形的檢查、測算。

3．3做好結構方案的選擇

結構方案的選擇與使用直接關系到建筑物的結構質量，一個科學的結構方案具有以下方面特征:第一，能夠達到高層建筑設計的結構形式、結構體系的規定標準;第二，方案的經濟性、科學性、能夠以最小的成本收獲最優設計方案，能夠明確各部分的受力情況，各部分之間力量傳遞相對簡明，只有這樣才能達到科學的設計標準。要確保在同一個結構中，使用同樣的結構系統。

4總結

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關鍵詞：高層；住宅建筑；結構設計；問題

中圖分類號：TU208文獻標識碼：A

一、當前我國高層建筑結構設計現狀分析

以住宅建筑來看，由于建筑高度不斷攀升，從經濟適用性和應用普及來看，近幾年來，與大多高層商業建筑采用鋼結構不同的是：高層住宅建筑結構主體更多采用鋼-混結構進行高層建筑的建造和設計。而近幾年針對民用高層建筑采用主體結構的是以鋼結構還是鋼-混結構為主攻方向的爭議就沒有停止過。推崇鋼結構為主攻方向的一部分學者認為：在當前住宅產業化趨勢之下推行鋼結構具有：材料強度高、自重輕、施工速度快、防潮、抗震性能好，便于安裝和拆卸（便于實施產業化住宅實施以及二次優化設計） ，但鋼結構存在防火和腐蝕的典型問題，而作為民用建筑住宅的成本來看，鋼結構的經濟成本較高。

隨著近年我國房地產業發展以及國家對抗震等硬性指標的規范，以往磚混結構的住宅正在逐漸被鋼-混結構所替代，雖然鋼-混結構較之磚混結構成本會高出很多，但在抗震等規范指標下與鋼結構主體比較成本要低出許多。這也是近年來我國民用高層住宅建筑多采用鋼-混住宅結構的因素之一。

二、高層住宅建筑結構的設計原則

1.結構堅固、耐久

除按荷載大小及結構要求確定構件的基本斷而尺寸外，對陽臺、樓梯欄桿、頂棚、門窗與墻體的連結等構造設計，都必須保證建筑物構、配件在使用時的安全。

2.應用先進技術

在進行建筑構造設計時、應大力改進傳統的建筑方式，從材料、結構、施工等方面引入先進技術、并注意因地制宜。

3.合理降低造價

各種構造設計，均要注重整體建筑物的經濟、社會和環境的三個效益，即綜合效益。在經濟上注意節約建筑造價，降低材料的能源消耗，又要有利于降低經常運行、維修和管理的費用。還須保證工程質量，不能單純追求效益而偷工減料，降低質量標準，應做到合理降低造價。

4.注意美觀大方

建筑物的形象除了取決于建筑設計中的體型組合和立面處理外，一些建筑細部的構造設計對整體美觀也有很大影響。例如欄桿的型式、陽臺的凸凹、室內外的細部裝修，各種轉角、收頭、交接處的接頭設計.都應合理處理.并相互協調，注意美觀大方。

三、影響高層民用建筑結構設計的主要因素

1.外力作用的影響

作用在建筑物上的各種外力統稱為荷載。荷載可分為恒荷載（如結構自重）和活荷載（如人群、家具、風雪及地震荷載）兩類。荷載的大小是建筑結構設計的主要依據。也是結構選型及構造設計的重要基礎，起著決定構件尺度、用料多少的重要作用。風載是高層建筑水平荷載的主要因素，風力隨著地面的不同高度而變化，在沿江沿海地區，風力影響更大，設計時必須遵照有關設計規范執行。

地震荷載也是主要荷載。地基土的縱波使建筑物產生上下顫動；橫波使建筑物產生前后或左右的水平方向的晃動。但這三個方向的運動并不同時產生，其中橫波的振動往往超過風力的作用，所以地震力產生的橫波是建筑物的主要側向荷載。地震的大小用震級表示，震級的高低是根據地震時釋放能量的多少來劃分的，釋放能量愈多，地震越大，震級也愈高。故震級是地震的大小指標。

在進行建筑物抗震設計時，是以該地區所定地震烈度為依據，地震烈度是指地震引起的地面震動及其影響的強弱程度。

2.氣候條件的影響

我國各地區地理位置及環境不同，從炎熱的南方到寒冷的北方，氣候條件有許多差異。太陽的輻射熱、自然界的風、雨、雷、霜、地下水等構成了影響建筑物的多種因素。有的構、配件因熱脹冷縮而開裂；有的部位出現滲漏水現象；有的因室內過冷或過熱而妨礙工作等等.放在進行構造設計時，應該針對建筑物所受影響的性質與程度，對各有關構、配件及部位采取必要的防范措施.如防潮、防水、保溫、隔熱、設伸縮縫、設隔蒸汽層等等。以防患于未然。

3.各種人為因素的影響

人們在生產和生活活動中，往往遇到火災、爆炸、機械振動、化學腐蝕、噪聲等人為因素的影響。故在進行建筑構造設計時，必須針對這些影響因素，采取相應的防火、防爆、防振、防腐、隔聲等構造措施，以防止建筑物遭受不應有的損失。

四、高層民用建筑結構設計中的主要問題分析

1.框架柱剪力調整

受力需要：框剪結構在小震作用下彈性計算變形協調所得的框架柱剪力較小大震作用下剪力墻筒體及連梁出現裂縫后剛度退化框架柱剪力將大大增加?？拐鹦枰禾岣呓Y構二道防線的抗震能力。問題：是否需滿足節點力系平衡――調整相連框架梁梁端剪力彎矩。

分析： （1）框架柱偏壓，軸壓比控制，配筋一般由構造控制，剪力調整――柱承載能力未能得到有效提高； （2）框架梁純彎，梁端彎矩調整，配筋成比例調整，增大剪力調整――梁承載能力得到明顯提高； （3）實際結構承載能力向強梁弱柱方向發展，不利于整體結構強柱弱梁延性抗震； （4）臺灣、日本、美國震害表明，整澆樓蓋的鋼筋混凝土結構的豎向構件墻柱破壞嚴重，樓蓋梁板一般未出現破壞。

建議和對策：

（1）小震作用下柱剪力調整十分必要； （2）不必拘泥于地震作用下框架節點力系平衡； （3）不必調整相連框架梁梁端彎矩剪力。

2.框架柱軸壓比控制

抗震受力延性需要：避免大震作用下框架柱壓屈脆性破壞?，F行規范框架柱軸壓比限值(抗震規范6.3.6條或高規6.4.2條)：

分析：地震作用下，中柱所受軸力較小，邊柱、角柱所受軸力較大，尤其角柱迭加斜向扭轉作用所受軸力最大。建議和對策：框架中邊、角柱軸壓比控制宜參照1984年高層建筑結構學組《高層建筑結構設計建議》區別對待適當調整，中柱適當放松，邊柱不變，角柱適當從嚴。建議框架柱軸壓比限值：

3.框支框架傾覆彎矩控制

背景：現行規范規定框剪結構，控制框架結構承受傾覆彎矩≤50%整體結構傾覆彎矩?，F行規范尚未提及框支框架結構承受傾覆彎矩的控制。美國、日本、臺灣震害表明帶轉換層結構主要破壞形態為大震[5]。作用下筒體剪力墻連梁開裂后，框支柱承受軸力過大，壓屈破壞。建議及對策：對帶轉換層高層建筑結構，增加地震作用下框支柱軸力。水平量化控制――控制框支框架結構承受傾覆彎矩≤50%整體結構傾覆彎矩。效果：有利于落地墻，筒體加強。有利于減輕框支柱受力，提高結構抗震，抗倒塌能力。

4.地基基礎設計

地基基礎設計控制的要素：控制長期重力荷載作用下地基基礎的變形及其差異變形；滿足重力荷載水平荷載組合作用下地基基礎承載能力要求。建議和對策：強化中央區，弱化邊緣區。減小重力荷載作用下地基基礎最大沉降及盤式差異。沉降斜率，改善結構工作性能，提高結構安全度。經濟合理。

5.結構扭轉變形控制

計算原則：采用材料彈性，樓蓋剛性的計算假定。采用水平地震作用下樓蓋角點豎向構件水平層間位移。建議和對策：宜用第1振型，不宜用振型組合。雙向作用宜參考IBC采用另向效應的30%計，不宜采用均方根法。

篇9

關鍵詞：高層建筑結構；設計特點；措施

Abstract: With the rapid development of high building in our country, the increasing height of the building, building types and function also change rapidly, difficulty is relatively bigger. Every kind of structural system, structural design of high-rise building is now mainly focus and difficult engineering design personnel in the design. This paper mainly analyzes the characteristics of the high-rise building structure, and puts forward the improving structure design quality measures, in order to ensure the safety of construction.

Key words: high-rise building structure design; measures;

中圖分類號：[TU355]文獻標識碼：A文章編號：

1 高層建筑結構設計的意義及依據

1.1 概念設計的意義。高層建筑能做到結構功能與外部條件一致，充分展現先進的設計，發揮結構的功能并取得與經濟性的協調，更好地解決構造處理，用概念設計來判斷計算設計的合理性。

1.2 概念設計的依據。高層建筑結構總體系與各分體系的工作原理和力學性質，設計和構造處理原則，計算程序的力學模型和功能，吸取或不斷積累的實踐經驗。

2高層建筑結構設計特點

2.1水平荷載成為決定因素。一方面，因為樓房自重和樓面使用荷載在豎向構件中所引起的軸力和彎矩的數值，僅與樓房高度的一次方成正比；而水平荷載對結構產生的傾覆力矩，以及由此在豎向構件中引起的軸力，是與樓房高度的兩次方成正比；另一方面，對一定高度樓房來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風荷載和地震作用，其數值是隨結構動力特性的不同而有較大幅度的變化。

2.1 軸向變形不容忽視。高層建筑中，豎向荷載數值很大，能夠在柱中引起較大的軸向變形，從而會對連續梁彎矩產生影響，造成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；還會對預制構件的下料長度產生影響，要求根據軸向變形計算值，對下料長度進行調整；另外對構件剪力和側移產生影響，與考慮構件豎向變形比較，會得出偏于不安全的結果。

2.3 側移成為控制指標。與較低樓房不同，結構側移已成為高層建筑結構設計中的關鍵因素。隨著樓房高度的增加，水平荷載下結構的側移變形迅速增大，因而結構在水平荷載作用下的側移應被控制在某一限度之內。

2.4 結構延性是重要設計指標。相對于較低樓房而言，高層建筑結構更柔一些，在地震作用下的變形更大一些。為了使結構在進入塑性變形階段后仍具有較強的變形能力，避免倒塌，特別需要在構造上采取恰當的措施，來保證結構具有足夠的延性。

3 高層建筑結構分析

3.1 高層建筑結構分析的基本假定。

3.1.1彈性假定。目前，工程上使用的高層建筑結構分析方法均采用彈性的計算方法。在垂直荷載或一般風力作用下，結構通常處于彈性工作階段，這一假定基本符合結構的實際工作狀況。但是，在遭受地震或強臺風作用時，高層建筑結構往往會產生較大的位移而出現裂縫，進入到彈塑性工作階段。

3.1.2 小變形假定。小變形假定也是各種方法普遍采用的基本假定。

3.1.3 剛性樓板假定。許多高層建筑結構的分析方法均假定樓板在自身平面內的剛度無限大，而平面外的剛度則忽略不計。這一假定大大減少了結構位移的自由度，簡化了計算方法，并為采用空間薄壁桿件理論計算筒體結構提供了條件。

3.1.4 計算圖形的假定。高層建筑結構體系整體分析采用的計算圖形主要是三維空間分析。二維協同分析并未考慮抗側力構件的公共節點在樓面外的位移協調（豎向位移和轉角的協調），而且忽略了抗側力構件平面外的剛度和扭轉剛度，對于具有明顯空間工作性能的筒體結構也是不妥的。

3.2 高層建筑結構靜力分析方法。

3.2.1 框架———剪力墻結構?？蚣堋袅Y構內力與位移計算的方法很多，大多采用連梁連續化假定。由剪力墻與框架水平位移或轉角相等的位移協調條件，可以建立位移與外荷載之間的微分方程來求解。由于采用的未知量和考慮因素的不同，各種方法解答的具體形式也不相同。框架-剪力墻的機算方法，通常是將結構轉化為等效壁式框架，采用桿系結構矩陣位移法求解。

3.2.2 剪力墻結構。剪力墻的受力特性與變形狀態主要取決于剪力墻的開洞情況。按受力特性的不同，單片剪力墻可分為單肢墻、小開口整體墻、聯肢墻、特殊開洞墻、框支墻等各種類型。剪力墻的類型不同，其截面應力分布也不同，計算內力與位移時需采用相應的計算方法。剪力墻結構的機算方法是平面有限單元法，此法較為精確，而且適用于各類剪力墻。但由于其自由度較多，機時耗費較大，目前一般只用于特殊開洞墻、框支墻的過渡層等應力分布復雜的情況。

3.2.3 筒體結構。按照對計算模型處理手法的不同，筒體結構的分析方法可分為3 類：等效連續化方法、等效離散化方法和三維空間分析。等效連續化方法是將結構中的離散桿件作等效連續化處理。

4提高建筑結構設計質量的措施

4.1 重視概念設計

4.1.1所謂的概念設計就是運用清晰的結構概念, 不經數值計算, 依據整體結構體系與分體系之間的力學關系、結構破壞機理 、震害、實驗現象和工程經驗所獲得的基本設計原則和設計思想，對結構及計算結果進行正確的分析，并考慮結構實際受力狀況與計算假設間的差異，對結構和構造進行設計，使建筑物受力更合理、安全、協調。在建筑設計的方案階段，根據經驗和專業設計理論，在腦海中進行一個“ 優化”過程，運用概念設計方法可以迅速、有效地對結構體系進行構思、比較與選擇，同時幫助建筑師開拓或實現建筑物所想要的空間形式及其使用、構造與形象功能，并以此為目標與建筑師一起確定建筑的總體結構體系，明確總體結構體系與分體結構體系的最優受力方案。所得方案往往概念清晰、定性正確，避免了后期設計階段一些不必要的煩瑣運算，具有較好的經濟可靠性。同時，這也是判斷計算機內力分析輸出數據可靠與否的主要依據。概念設計是結構設計的核心和靈魂，它統領結構設計的全過程，貫穿著設計工程師的知識水平和設計水平。運用結構概念設計從整體上把握結構的各項性能，這樣才能對計算分析結果進行科學的判斷、合理的采用，保證了工程師在設計中的主導地位。

4.2 做好資料收集工作，認真確定計算參數

4.2.1對于建筑工程來講， 由于其所處的地理位置，決定了在進行結構設計時所涉及的具體參數會存在一定的特殊性。例如，不同地區具有不同的風壓、雪壓、地震強度、土壤類別等，因此，在進行參數的選取和計算時應充分考慮這些因素。另外，對于比較特殊的建筑，還必須根據試驗和以往類似工程的一些經驗來確定有關參數的取值。在進行建筑結構設計前，要盡量收集與設計相關的信息， 如工程資料、具體規范等，資料收集的越多，參數的確定也就越準確，同時，還可以避免因為參數不合理而導致返工情況的發生。

4.3 重視結構計算與地基基礎設計

4.3.1建筑結構計算結果是施工圖設計的重要依據，并且計算結果是否正確直接關系到建筑結構設計的可靠性和安全性，所以必須引起設計人員的高度重視。例如在樓板計算中應選用正確的計算方法進行樓板計算，對于連續板不能選用單向板的計算方法，對于雙向板計算應考慮材料泊松比對其的影響，以避免由于未調整跨中彎矩而造成計算值不準確 ；基于科學技術的不斷發展，大多數結構計算均采用計算程序進行計算，這種計算結果雖然精確度很高，但是缺少與必要的設計經驗相結合，所以必須對電算結果進行分析、評價，以此判斷其正確與否，可否作為建筑結構設計的依據。

4.3.2地基基礎設計是建筑結構設計中的重要環節，該環節的設計質量優劣直接與后期設計工作是否能夠順利開展息息相關。為使地基基礎設計更符合建筑所在地的地基基礎類型特點 ，設計人員應在熟知國家相關標準的前提下，對地方性的《地基基礎設計規范》加以深入學習 ，明確地基基礎特點，豐富地基基礎設計經驗，掌握設計處理的方法，使地基基礎設計更符合建筑工程的實際地理情況。

5 結語

篇10

關鍵詞：高層建筑結構設計 分析

中圖分類號： TU97 文獻標識碼： A 文章編號：

1我國的高層結構建筑的發展

1.1 鋼材的國產化 國內鋼鐵企業根據我國高層建筑鋼結構設計標準的要求，制訂我國第一部高層建筑鋼結構的鋼材標準《高層建筑結構用鋼板》(YB 4104-2000)，比目前仍在實施的《低合金高強度結構鋼》(GB/ T1591-94)又前進了一步，其性能指標優于國外同類產品。

1.2 鋼結構設計國產化 國家標準《高層民用建筑鋼結構技術規程》(JGJ99-98)和《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010)等有關高層建筑最大高度和最大高寬比的規定，在一般情況下，應遵守規范的規定，否則應進行專項論證或試驗研究。建設部第111號令《超限高層建筑工程抗震設防管理規定》和建質[2003]46號文《超限高層建筑工程抗震設防專項審查技術要點》，對加強高層建筑鋼結構設計質量控制意義重大，具有可操作性。

1.3 高層及超高層結構體系 對于高層建筑的劃分，建筑設計規范、建筑抗震設計規范、建筑防火設計規范沒有一個統一規定，一般認為建筑總高度超過24m為高層建筑，建筑總高度超過100m為超高層建筑。

對于結構設計來講，按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及擬建場地的抗震設防烈度以經濟、合理、安全、可靠的設計原則，選擇相應的結構體系，一般分為六大類：框架結構體系、剪力墻結構體系、框架—剪力墻結構體系、框—筒結構體系、筒中筒結構體系、束筒結構體系。

2高層建筑結構設計分析

2.1高層建筑結構受力性能

對于一個建筑物的最初的方案設計，建筑師考慮更多的是它的空間組成特點，而不是詳細地確定它的具體結構。建筑物底面對建筑物空間形式的豎向穩定和水平方向的穩定都是非常重要的，由于建筑物是由一些大而重的構件所組成，因此結構必須能將它本身的重量傳至地面，結構的荷載總是向下作用于地面的，而建筑設計的一個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系，所以，在建筑設計的方案階段，就必須對主要的承重柱和承重墻的數量和分布作出總體設想。

2.2高層建筑結構設計中的扭轉問題

建筑結構的幾何形心、剛度中心、結構重心即為建筑三心，在結構設計時要求建筑三心盡可能匯于一點，即三心合一。結構的扭轉問題就是指在結構設計過程中未做到三心合一，在水平荷載作用下結構發生扭轉振動效應。為避免建筑物因水平荷載作用而發生的扭轉破壞，應在結構設計時選擇合理的結構形式和平面布局，盡可能地使建筑物做到三心合一。

在水平荷載作用下，高層建筑扭轉作用的大小取決于質量分布。為使樓層水平力作用沿平面分布均勻，減輕結構的扭轉振動，應使建筑平面盡可能采用方形、矩形、圓形、正多邊形等簡面形式。在某些情況下，由于城市規劃對街道景觀的要求以及建筑場地的限制，高層建筑不可能全部采用簡面形式，當需要采用不規則L形、T形、十字形等比較復雜的平面形式時，應將凸出部分厚度與寬度的比值控制在規范允許的范圍之內，同時，在結構平面布置時，應盡可能使結構處于對稱狀態。

2.3高層建筑結構分析的基本假定

2.3.1彈性假定。目前工程上實用的高層建筑結構分析方法均采用彈性的計算方法。在垂直荷載或一般風力作用下,結構通常處于彈性工作階段,這一假定基本符合結構的實際工作狀況。但是在遭受地震或強臺風作用時,往往會產生較大的位移,進入到彈塑性工作階段。此時仍按彈性方法計算內力和位移時不能反映結構的真實工作狀態的,應按彈塑性動力分析方法進行設計。

2.3.2小變形假定。小變形假定也是各種方法普遍采用的基本假定。但有不少人對幾何非線性問題(P-Δ效應)進行了一些研究。一般認為,當頂點水平位移Δ與建筑物高度H的比值Δ/H > 1/500時, P-Δ效應的影響就不能忽視了。

2.3.3剛性樓板假定。許多高層建筑結構的分析方法均假定樓板在自身平面內的剛度無限大,而平面外的剛度則忽略不計。一般來說,對框架體系和剪力墻體系采用這一假定是完全可以的。但是,對于豎向剛度有突變的結構,樓板剛度較小,主要抗側力構件間距過大或是層數較少等情況,樓板變形的影響較大。特別是對結構底部和頂部各層內力和位移的影響更為明顯?？蓪⑦@些樓層的剪力作適當調整來考慮這種影響。

2.3.4計算圖形的假定。高層建筑結構體系整體分析采用的計算圖形有三種:①一維協同分析。②二維協同分析。③三維空間分析。三維空間分析的普通桿單元每一節點有6個自由度,按符拉索夫薄壁桿理論分析的桿端節點還應考慮截面翹曲,有7個自由度。

2.4高層建筑結構靜力分析方法

2.4.1框架-剪力墻結構?？蚣?剪力墻結構內力與位移計算的方法很多,由于采用的未知量和考慮因素的不同,各種方法解答的具體形式亦不相同?？蚣?剪力墻的機算方法,通常是將結構轉化為等效壁式框架,采用桿系結構矩陣位移法求解。

2.4.2剪力墻結構。剪力墻的受力特性與變形狀態主要取決于剪力墻的開洞情況。不同類型的剪力墻,其截面應力分布也不同,計算內力與位移時需采用相應的計算方法。剪力墻結構的機算方法是平面有限單元法。此法較為精確,而且對各類剪力墻都能適用。但因其自由度較多,機時耗費較大,目前一般只用于特殊開洞墻、框支墻的過渡層等應力分布復雜的情況。

2.4.3筒體結構。筒體結構的分析方法按照對計算模型處理手法的不同可分為三類:等效連續化方法、等效離散化方法和三維空間分析。

等效連續化方法是將結構中的離散桿件作等效連續化處理。一種是只作幾何分布上的連續化,以便用連續函數描述其內力;另一種是作幾何和物理上的連續處理,將離散桿件代換為等效的正交異性彈性薄板,以便應用分析彈性薄板的各種有效方法。具體應用有連續化微分方程解法、框筒近似解法、擬殼法、能量法、有限單元法、有限條法等。

等效離散化方法是將連續的墻體離散為等效的桿件,以便應用適合桿系結構的方法來分析。這一類方法包括核心筒的框架分析法和平面框架子結構法等。具體應用包括等代角柱法、展開平面框架法、核心筒的框架分析法、平面框架子結構法。

比等效連續化和等效離散化更為精確的計算模型是完全按三維空間結構來分析筒體結構體系,其中應用最廣的是空間桿-薄壁桿系矩陣位移法。這種方法將高層結構體系視為由空間梁元、空間柱元和薄壁柱元組合而成的空間桿系結構,這是目前工程上采用最多的計算模型。

3 結語

高層建筑目前在我們的城市建設當中所占的比例是越來越大，而建筑結構設計方面的變化也越來越多，很多新興的結構設計方案以迅猛的速度呈現在我們的城市建設中。建筑類型與功能越來越復雜，高層建筑的數量口漸增多，高層建筑的結構體系也是越來越多樣化，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。面對如此形勢，應該把高層建筑的結構設計放在首位加以研究。

參考文獻：

[1]梅洪元，付本臣．中國高層建筑創作理論發展研究[R]．高層建筑與智能建筑國際學術研討會，2002.