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高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)范文第1篇

1、影響結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要因素是建筑物的水平力。以重力為代表的豎向荷載控制，在建設(shè)底層房屋、多層房屋及高層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中都起到了至關(guān)重要影響。雖然豎向荷載控制對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生重要影響，但是水平荷載控制在高層建筑中起到?jīng)Q定性的作用。這是因?yàn)楦邔咏ㄖ谪Q向構(gòu)件中，建筑物本身的重量和樓面使用荷載所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，比水平荷載對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩，以及在豎向構(gòu)件中由此所引起的軸力數(shù)值比例大出了一倍。

2、影響結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的另一個(gè)關(guān)鍵因素是建筑物的側(cè)移。建筑物的側(cè)移在高層和底層建筑物中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)區(qū)別在于控制重點(diǎn)不同，高層側(cè)重于側(cè)移的控制。隨著建筑物的建筑高度增加側(cè)移的速度和變形而迅速而加快。所以一定要在規(guī)定的高度范圍內(nèi)控制住水平荷載下的建筑物的結(jié)構(gòu)側(cè)移。

二、高層建筑在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題

1、設(shè)計(jì)質(zhì)量下降

進(jìn)行高層建筑設(shè)計(jì)所需的人力和物力資源比一般的建筑方案設(shè)計(jì)要大得多，而且其設(shè)計(jì)時(shí)間期限一般較短，所給予的設(shè)計(jì)經(jīng)費(fèi)較少，設(shè)計(jì)任務(wù)量又較大，因此，高層建筑設(shè)計(jì)任務(wù)經(jīng)常出現(xiàn)無人接收問題，就算設(shè)計(jì)任務(wù)被接受，其設(shè)計(jì)質(zhì)量也往往是差強(qiáng)人意。施工單位在承包一項(xiàng)工程后，往往會(huì)將這個(gè)工程的高層建筑設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行轉(zhuǎn)包，因?yàn)槭┕挝缓苌儆芯邆鋵I(yè)高層建筑設(shè)計(jì)資格的，但是由于工程轉(zhuǎn)包的設(shè)計(jì)單位可能也缺乏相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)和人才，此情況下往往會(huì)因?yàn)榻ㄖ袌?chǎng)的混亂而造成高層建筑設(shè)計(jì)工作的失敗。

2、參與建設(shè)人員的素質(zhì)相對(duì)不高

高層建筑設(shè)計(jì)工作本身就是一項(xiàng)任務(wù)繁重的工作，而當(dāng)前建筑高層建筑設(shè)計(jì)行業(yè)又普遍存在設(shè)計(jì)人員專業(yè)素質(zhì)缺乏的現(xiàn)象，這更加突出了高層建筑設(shè)計(jì)的問題。除了設(shè)計(jì)人員的專業(yè)素質(zhì)缺乏之外，施工單位往往也存在施工人員和高層管理人員缺乏專業(yè)素質(zhì)和職業(yè)素養(yǎng)的現(xiàn)象。

3、高層建筑的設(shè)計(jì)方案存在問題

由設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)人員等原因造成柱腳設(shè)計(jì)不符合原來的要求，柱腳設(shè)計(jì)按高層和底層建筑的不同要求分外包設(shè)計(jì)、埋入設(shè)計(jì)和外露設(shè)計(jì)三種。底層和民宅房屋常采用外露設(shè)計(jì)。在高層建筑中柱腳的剛度由底板的彈性和塑性變形決定，如果底板出現(xiàn)變形就會(huì)導(dǎo)致高層建筑的變形，建筑物的結(jié)構(gòu)就會(huì)遭到破壞。所以設(shè)計(jì)人員必須對(duì)這些問題充分考慮或者是在進(jìn)行內(nèi)力分析時(shí)就要重點(diǎn)防止柱腳節(jié)點(diǎn)受到破壞。

三、提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的措施研究

1、加強(qiáng)監(jiān)督機(jī)制對(duì)設(shè)計(jì)要求的管理

高層建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)之前需要對(duì)承包商和設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)合法資質(zhì)進(jìn)行審查，對(duì)高層建筑的構(gòu)件質(zhì)量合格性和相關(guān)單位對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)制作的保證能力、施工安裝能力進(jìn)行檢查和評(píng)價(jià)。由于高層建筑設(shè)計(jì)存在特殊性和熱屬性，工程主管部門必需加強(qiáng)高層建筑設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)管理嚴(yán)格進(jìn)行審查，做好施工前準(zhǔn)備工作。對(duì)于承包企業(yè)的房屋結(jié)構(gòu)的施工安裝能力和結(jié)構(gòu)件的制作能力進(jìn)行監(jiān)督和評(píng)。高層建筑符合作業(yè)要求:需要設(shè)計(jì)安裝資質(zhì)符合規(guī)定，并保證承包企業(yè)能按照高層建筑工程建設(shè)的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行嚴(yán)格施工。

2、提高高層建筑設(shè)計(jì)圖紙的深淺程度

在多層次、跨度較大、體型復(fù)雜還有大幅震動(dòng)和高溫密閉的設(shè)計(jì)時(shí)都會(huì)采用高層建筑設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)資料必須滿足高層建筑設(shè)計(jì)的要求。設(shè)計(jì)人員對(duì)設(shè)計(jì)的要求不斷改進(jìn)、盡心竭力態(tài)度決定圖紙的質(zhì)量。這樣才能保障建筑工程的施工質(zhì)量。建筑設(shè)計(jì)的工程師作為建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案主要負(fù)責(zé)人，必須要對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行嚴(yán)格審查，把好建筑設(shè)計(jì)關(guān)，確保建筑施工的順利進(jìn)行，保證能預(yù)定的時(shí)間內(nèi)開始動(dòng)工。提高建筑設(shè)計(jì)的安全性、經(jīng)濟(jì)性，保障有效發(fā)揮設(shè)計(jì)的科學(xué)性，使得建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量得到提高。高層建筑由于長時(shí)間暴露在空氣中，沒有深度的防腐設(shè)計(jì)，會(huì)導(dǎo)致建筑中的鋼材出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，由于被腐蝕的鋼材在用于建筑結(jié)構(gòu)中促使構(gòu)件截面的面積逐漸變小，使建筑物的建筑質(zhì)量出現(xiàn)嚴(yán)重的問題。所以負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對(duì)高層建筑腐蝕問題和實(shí)際情況做出有效的有深度防腐蝕設(shè)計(jì)，一定實(shí)施最優(yōu)的解決對(duì)策與最佳的設(shè)計(jì)方案來提高建筑經(jīng)濟(jì)性與安全性能。

3、加強(qiáng)高層建筑設(shè)計(jì)方案合理布局

設(shè)計(jì)方案應(yīng)該根據(jù)高層建筑幾個(gè)不同自身結(jié)構(gòu)形式，綜合考慮到建筑的形式特點(diǎn)。設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)出最好的設(shè)計(jì)方案。前期必須對(duì)建筑的實(shí)地情況和周邊的環(huán)境進(jìn)行匯總和分析。組織專業(yè)的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)和人員對(duì)設(shè)計(jì)圖紙可操作性進(jìn)行確認(rèn)。在進(jìn)行建筑圖紙編制中專業(yè)的設(shè)計(jì)人員要利用科學(xué)的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，反復(fù)進(jìn)行論證圖紙的可操作性，保證圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。

4、進(jìn)行高層建筑設(shè)計(jì)工作時(shí)不能只追求表面功能

要將其功能性深入化，提高其設(shè)計(jì)深度。要考慮建筑物所能遇到的多種環(huán)境狀況，并根據(jù)這些環(huán)境狀況來設(shè)計(jì)高層建筑的使用性能，以此提高建筑物的使用年限。這樣優(yōu)質(zhì)的高層建筑設(shè)計(jì)成果還能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)單位樹立品牌和提高信譽(yù)度。高層建筑設(shè)計(jì)方案完成后，不能立刻投入施工中，要對(duì)其進(jìn)行重重的審查，只有滿足多重審核之后，充分保證了設(shè)計(jì)方案的合理、科學(xué)性之后，才能將設(shè)計(jì)方案正式投入施工，這樣能夠避免設(shè)計(jì)施工的風(fēng)險(xiǎn)。

5、在進(jìn)行設(shè)計(jì)工作時(shí)

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)范文第2篇

關(guān)鍵詞：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)分析

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

引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人民物質(zhì)生活水平的不斷提高，居住條件的不斷改善，高層住宅如雨后春筍一座座拔地而起。一個(gè)優(yōu)秀的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)往往是適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀便于施工的最佳結(jié)合。

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

1.1水平力是設(shè)計(jì)主要因素

在低層和多層房屋結(jié)構(gòu)中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。而在高層建筑中， 盡管豎向荷載仍對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生重要影響，但水平荷載卻起著決定性作用。因?yàn)榻ㄖ灾睾蜆敲媸褂煤奢d在豎向構(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，僅與建筑高度的一次方成正比; 而水平荷載對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩、以及由此在豎向構(gòu)件中所引起的軸力，是與建筑高度的兩次方成正比。另一方面，對(duì)一定高度建筑來說， 豎向荷載大體上是定值， 而作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用，其數(shù)值是隨著結(jié)構(gòu)動(dòng)力性的不同而有較大的變化。

1.2側(cè)移成為控制指標(biāo)

與低層或多層建筑不同，結(jié)構(gòu)側(cè)移已成為高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵因素。隨著建筑高度的增加，水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形迅速增大，與建筑高度H 的4 次方成正比。另外，高層建筑隨著高度的增加、輕質(zhì)高強(qiáng)材料的應(yīng)用、新的建筑形式和結(jié)構(gòu)體系的出現(xiàn)、側(cè)向位移的迅速增大， 在設(shè)計(jì)中不僅要求結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度，還要求具有足夠的抗推剛度，使結(jié)構(gòu)在水平荷載下產(chǎn)生的側(cè)移被控制在某一限度之內(nèi)，否則會(huì)產(chǎn)生以下情況:

1.2.1因側(cè)移產(chǎn)生較大的附加內(nèi)力，尤其是豎向構(gòu)件，當(dāng)側(cè)向位移增大時(shí)，偏心加劇，當(dāng)產(chǎn)生的附加內(nèi)力值超過一定數(shù)值時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致房屋側(cè)塌。

1.2.2使居住人員感到不適或驚慌。

1.2.3使填充墻或建筑裝飾開裂或損壞 使機(jī)電設(shè)備管道損壞，使電梯軌道變型造成不能正常運(yùn)行。

1.2.4使主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)大裂縫，甚至損壞。

1.3減輕高層建筑自重比多層建筑更為重要

高層建筑減輕自重比多層建筑更有意義。從地基承載力或樁基承載力考慮， 如果在同樣地基或樁基的情況下， 減輕房屋自重意昧著不增加基礎(chǔ)造價(jià)和處理措施，可以多建層數(shù)， 這在軟弱土層有突出的經(jīng)濟(jì)效益。地震效應(yīng)與建筑的重量成正比，減輕房屋自重是提高結(jié)構(gòu)抗震能力的有效辦法。高層建筑重量大了，不僅作用于結(jié)構(gòu)上的地震剪力大，還由于重心高地震作用傾覆力矩大，對(duì)豎向構(gòu)件產(chǎn)生很大的附加軸力，從而造成附加彎矩更大。

1.4軸向變形不容忽視

采用框架體系和框架——剪力墻體系的高層建筑中， 框架中柱的軸壓應(yīng)力往往大于邊柱的軸壓應(yīng)力， 中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。當(dāng)房屋很高時(shí)， 此種軸向變形的差異將會(huì)達(dá)到較大的數(shù)值， 其后果相當(dāng)于連續(xù)梁中間支座沉陷， 從而使連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值減小， 跨中正彎矩值和端支座負(fù)彎矩值增大。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)分析

2.1高層建筑結(jié)構(gòu)分析的基本假定

高層建筑結(jié)構(gòu)是由豎向抗側(cè)力構(gòu)件（框架、剪力墻、筒體等）通過水平樓板連接構(gòu)成的大型空間結(jié)構(gòu)體系。要完全精確地按照三維空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析是十分困難的。各種實(shí)用的分析方法都需要對(duì)計(jì)算模型引入不同程度的簡化。下面是常見的一些基本假定：

2.1.1彈性假定。目前工程上實(shí)用的高層建筑結(jié)構(gòu)分析方法均采用彈性的計(jì)算方法。在垂直荷載或一般風(fēng)力作用下，結(jié)構(gòu)通常處于彈性工作階段，這一假定基本符合結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀況。但是在遭受地震或強(qiáng)臺(tái)風(fēng)作用時(shí)，高層建筑結(jié)構(gòu)往往會(huì)產(chǎn)生較大的位移，出現(xiàn)裂縫，進(jìn)入到彈塑性工作階段。此時(shí)仍按彈性方法計(jì)算內(nèi)力和位移時(shí)不能反映結(jié)構(gòu)的真實(shí)工作狀態(tài)的，應(yīng)按彈塑性動(dòng)力分析方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.1.2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。但有不少人對(duì)幾何非線性問題（P－Δ效應(yīng)）進(jìn)行了一些研究。一般認(rèn)為，當(dāng)頂點(diǎn)水平位移Δ與建筑物高度H的比值Δ/H>1/500時(shí)，P－Δ效應(yīng)的影響就不能忽視了。

2.1.3剛性樓板假定。許多高層建筑結(jié)構(gòu)的分析方法均假定樓板在自身平面內(nèi)的剛度無限大，而平面外的剛度則忽略不計(jì)。這一假定大大減少了結(jié)構(gòu)位移的自由度，簡化了計(jì)算方法。并為采用空間薄壁桿件理論計(jì)算筒體結(jié)構(gòu)提供了條件。一般來說，對(duì)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(duì)于豎向剛度有突變的結(jié)構(gòu)，樓板剛度較小，主要抗側(cè)力構(gòu)件間距過大或是層數(shù)較少等情況，樓板變形的影響較大。特別是對(duì)結(jié)構(gòu)底部和頂部各層內(nèi)力和位移的影響更為明顯。可將這些樓層的剪力作適當(dāng)調(diào)整來考慮這種影響。

2.1.4計(jì)算圖形的假定。高層建筑結(jié)構(gòu)體系整體分析采用的計(jì)算圖形有三種：

①一維協(xié)同分析。按一維協(xié)同分析時(shí)，只考慮各抗側(cè)力構(gòu)件在一個(gè)位移自由度方向上的變形協(xié)調(diào)。在水平力作用下，將結(jié)構(gòu)體系簡化為由平行水平力方向上的各榀抗側(cè)力構(gòu)件組成的平面結(jié)構(gòu)。根據(jù)剛性樓板假定，同一樓面標(biāo)高處各榀抗側(cè)力構(gòu)件的側(cè)移相等，由此即可建立一維協(xié)同的基本方程。在扭矩作用下，則根據(jù)同層樓板上各抗側(cè)力構(gòu)件轉(zhuǎn)角相等的條件建立基本方程。一維協(xié)同分析是各種手算方法采用最多的計(jì)算圖形。

②二維協(xié)同分析。二維協(xié)同分析雖然仍將單榀抗側(cè)力構(gòu)件視為平面結(jié)構(gòu)，但考慮了同層樓板上各榀抗側(cè)力構(gòu)件在樓面內(nèi)的變形協(xié)調(diào)。縱橫兩方向的抗側(cè)力構(gòu)件共同工作，同時(shí)計(jì)算；扭矩與水平力同時(shí)計(jì)算。在引入剛性樓板假定后，每層樓板有三個(gè)自由度u，v，θ（當(dāng)考慮樓板翹曲是有四個(gè)自由度），樓面內(nèi)各抗側(cè)力構(gòu)件的位移均由這三個(gè)自由度確定。剪力樓板位移與其對(duì)應(yīng)外力作用的平衡方程，用矩陣位移法求解。二維協(xié)同分析主要為中小微型計(jì)算機(jī)上的桿系結(jié)構(gòu)分析程序所采用。

③三維空間分析。二維協(xié)同分析并沒有考慮抗側(cè)力構(gòu)件的公共節(jié)點(diǎn)在樓面外的位移協(xié)調(diào)（豎向位移和轉(zhuǎn)角的協(xié)調(diào)），而且，忽略抗側(cè)力構(gòu)件平面外的剛度和扭轉(zhuǎn)剛度對(duì)具有明顯空間工作性能的筒體結(jié)構(gòu)也是不妥當(dāng)?shù)摹?/p>

3 各類結(jié)構(gòu)體系采用的分析方法

3.1框架——剪力墻體系

框架——剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移計(jì)算的方法很多，大都采用連梁連續(xù)化假定。由剪力墻與框架水平位移或轉(zhuǎn)角相等的位移協(xié)調(diào)條件，可以建立位移與外荷載之間關(guān)系的微分方程來求解。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亦不相同。框架——剪力墻的計(jì)算方法，通常是將結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為等效壁式框架，采用桿系結(jié)構(gòu)矩陣位移法求解。

3.2剪力墻體系

剪力墻的受力特性與變形狀態(tài)主要取決于剪力墻的開洞情況。單片剪力墻按受力特性的不同可分為單肢墻、小開口整體墻、聯(lián)肢墻、特殊開洞墻、框支墻等各種類型。不同類型的剪力墻，其截面應(yīng)力分布也不同，計(jì)算內(nèi)力與位移時(shí)需采用相應(yīng)的計(jì)算方法。剪力墻結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法是平面有限單元法。此法較為精確，而且對(duì)各類剪力墻都能適用。伹因其自由度較多，計(jì)算資源耗費(fèi)較大，目前一般只用于特殊開洞墻、框支剪力墻的轉(zhuǎn)換層等應(yīng)力分布復(fù)雜的情況。

3.3簡體結(jié)構(gòu)

簡體結(jié)構(gòu)的分析方法按照對(duì)計(jì)算模型處理手法的不同可分類為：等效連續(xù)化方法、等效離散化方法。

等效連續(xù)化方法是將結(jié)構(gòu)中的離散桿件作等效連續(xù)化處理。一種是只作幾何分布上的連續(xù)化，以便用連續(xù)函數(shù)描述其內(nèi)力；另一種是作幾何和物理上的連續(xù)處理，將離散桿件代換為等效的正交異性彈性薄板，以便應(yīng)用分析彈性薄板的各種有效方法。具體應(yīng)用有連續(xù)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(xù)的墻體離散為等效的桿件，以便應(yīng)用適合桿系結(jié)構(gòu)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予結(jié)構(gòu)法等。具體應(yīng)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(jié)構(gòu)法。

4 結(jié)語

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是個(gè)系統(tǒng)的，全面的工作。現(xiàn)如今，隨著高度的增加，豎向結(jié)構(gòu)體系成為設(shè)計(jì)的控制因素：一個(gè)是較大的豎向荷載要求有較大的柱、墻和井筒；另一個(gè)更重要的是，側(cè)向力所產(chǎn)生的傾覆力矩和剪切變形要大得多，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員必須以精心設(shè)計(jì)來保證。因此，在設(shè)計(jì)過程和設(shè)計(jì)管理過程中，對(duì)此必須給予高度重視

參考文獻(xiàn)

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)范文第3篇

關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；特點(diǎn)；優(yōu)化措施

中圖分類號(hào)：TU208文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

隨著城市的快速發(fā)展，高層建筑已經(jīng)成為現(xiàn)代城市發(fā)展的主要方向，并且也成為反映現(xiàn)代城市繁榮與進(jìn)步的重要標(biāo)志。現(xiàn)代建筑功能越來越多，結(jié)構(gòu)體系也日趨復(fù)雜，因此建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也必須與時(shí)俱進(jìn)，以保證設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性、合理性。

1高層建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1.1結(jié)構(gòu)延性是重要設(shè)計(jì)指標(biāo)。高樓層因?yàn)槠洫?dú)特的特性在很多方面都比低層樓房有優(yōu)勢(shì)，其最顯著的特點(diǎn)就是高層樓房擁有較好的柔韌性，正是因?yàn)檫@種特性，使得這種高層樓房在發(fā)生地震的時(shí)候容易出現(xiàn)變形等情況。因此想要保證高層建筑的延性，建造樓房的時(shí)候通常都會(huì)在建造過程別是在其進(jìn)人塑性變形階段之后，其仍然能夠保持很強(qiáng)的變形力，這樣就能保證樓房在遇見晃動(dòng)的情況之下不會(huì)出現(xiàn)坍塌的現(xiàn)象，因此在設(shè)計(jì)的時(shí)候需要針對(duì)這種情況采取專門的措施進(jìn)行防護(hù)。

1.2軸向變形不容忽視。剪力墻結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代建筑中應(yīng)用較為廣泛的一種結(jié)構(gòu)形式，這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是建筑中心軸受到的壓力比建筑四周的支柱受到的壓力要大的很多，因此建筑物中軸受到壓力產(chǎn)生形變的可能性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)地大于周圍支柱軸。通常如果建造的建筑高度越高，那么其產(chǎn)生形變的可能性也就越大，在這種情況之下很容易導(dǎo)致建筑的中心支柱因?yàn)槭艿捷^大的壓力而出現(xiàn)坍塌的現(xiàn)象。如果說在建造較高樓層的建筑時(shí)候不能夠很好的進(jìn)行設(shè)計(jì)，那么建筑完工之后，中軸就會(huì)承擔(dān)過多的壓力，這樣很容易使中軸出現(xiàn)形變的情況，一旦中軸出現(xiàn)形變之后，整個(gè)建筑的連續(xù)彎矩就會(huì)受到較大的影響，中軸承擔(dān)了過多的壓力使得中軸底座的負(fù)彎矩變得很小，跨中正彎矩和端支座負(fù)彎矩值增大；如果設(shè)計(jì)的不夠合理這種軸向變形還會(huì)對(duì)建筑構(gòu)件的下料長度等產(chǎn)生非常大的影響；軸向變形還能造成構(gòu)件剪力受到影響，這樣就會(huì)大大加劇建筑的不安全性。

1.3水平荷載成為決定因素。高層樓房的設(shè)計(jì)以及建造和底層樓房不同，在考慮豎向荷載的同時(shí)還需要考慮建筑的水平荷載能力，因?yàn)樵诮ㄔ旄邔訕欠康臅r(shí)候水平荷載往往能對(duì)建筑產(chǎn)生非常重要的作用。水平荷載能夠產(chǎn)生如此重要的影響主要有以下幾個(gè)原因：第一點(diǎn)就是如果在設(shè)計(jì)的時(shí)候僅僅考慮豎向荷載，那么其相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)高度成一次方關(guān)系，這在設(shè)計(jì)的時(shí)候是不夠的，但是水平荷載相關(guān)的數(shù)據(jù)能夠保證其和高度成二次方關(guān)系；第二點(diǎn)就是建筑物設(shè)計(jì)的時(shí)候關(guān)于豎向荷載是相對(duì)固定的，但是水平荷載卻受到眾多因素的影響，在設(shè)計(jì)的時(shí)候還需要考慮到地震等能夠?qū)ㄖ镌斐善茐牡囊蛩亍?/p>

2高層建筑結(jié)構(gòu)體系及分析

在設(shè)計(jì)不同的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的時(shí)候，用到的鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)也是不同的，該結(jié)構(gòu)主要有框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)體系，不同的結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)的時(shí)候有這不同的作用，因此建筑師在設(shè)計(jì)的時(shí)候需要根據(jù)建筑的實(shí)際情況合理的進(jìn)行選擇和利用。

2.1框架結(jié)構(gòu)體系。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)以及鋼結(jié)構(gòu)中使用最多的就是框架結(jié)構(gòu)，其在構(gòu)建的時(shí)候非常的靈活，能夠提供較大的空間，在構(gòu)建的時(shí)候了，將梁和柱進(jìn)行完美的融合，構(gòu)建出建筑的整體構(gòu)架。在構(gòu)建框架結(jié)構(gòu)體系的時(shí)候需要對(duì)位移以及框架―剪力墻機(jī)構(gòu)的內(nèi)力等進(jìn)行測(cè)量，在測(cè)量的時(shí)候使用較多的就是連梁連續(xù)化假定法。在計(jì)算的時(shí)候?qū)⒓袅σ约翱蚣芩竭M(jìn)行位移，然后再計(jì)算各種參數(shù)，最終得到結(jié)果。

2.2剪力墻結(jié)構(gòu)：構(gòu)建剪力墻結(jié)構(gòu)的時(shí)候通常都是根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，合理的利用建筑物的墻體來承受一部分壓力。剪力墻結(jié)構(gòu)通常都是在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中使用的，在設(shè)計(jì)的時(shí)候利用墻體來承載來自于建筑的全部水平以及豎向荷載。剪力墻在構(gòu)建的時(shí)候起開洞情況決定了剪力墻結(jié)構(gòu)在整個(gè)建筑物種起到的作用。在構(gòu)建剪力墻的時(shí)候，不同的剪力墻結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生不同的作用效果。

2.3筒體結(jié)構(gòu)。筒體建構(gòu)的分類比較多，主要包括實(shí)腹筒、框筒等。實(shí)腹筒主要是利用平面剪力墻結(jié)構(gòu)組成空間筒體；框筒在設(shè)計(jì)的時(shí)候主要是鍵框架的肢距減小；析筒在設(shè)計(jì)的時(shí)候通常都是用空間析架組成。不同的結(jié)構(gòu)在計(jì)算的時(shí)候往往采用不同的計(jì)算方式，現(xiàn)在的計(jì)算方式主要有以下幾種：一是等效連續(xù)化方法；第二種就是等效離散化方法；第三種則是三維空間分析。

3高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法

3.1優(yōu)化結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)方案的確定對(duì)于之后進(jìn)行的結(jié)構(gòu)計(jì)算以及施工圖制作有極大的影響，簡而言之，只有確定一種合理、科學(xué)的結(jié)構(gòu)方案后，之后兩步才能順利、有序地進(jìn)行。所以在對(duì)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)開展優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)當(dāng)充分重視這一部分的優(yōu)化。具體可以采取的優(yōu)化措施有三類，第一，在確定結(jié)構(gòu)方案時(shí)，讓結(jié)構(gòu)工程師參與其中。建筑師需要做到的就是確保建筑的外形美觀，而結(jié)構(gòu)工程師需要做到就是確保建筑的結(jié)構(gòu)安全。讓兩者同時(shí)參與到結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)中能讓兩種思想融會(huì)貫通，最終產(chǎn)生安全與美觀兼?zhèn)涞慕ㄖY(jié)構(gòu)方案。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要遵循的原則包括建筑外形的簡潔、美觀、規(guī)則以及對(duì)稱，盡量保證建筑機(jī)構(gòu)抗側(cè)剛度中心與建筑平面形心、建筑質(zhì)量中心三點(diǎn)重合，保證建筑立面形狀規(guī)則、并且分布規(guī)則、均勻，避免讓建筑外形上產(chǎn)生過多的外凸以及內(nèi)凹。第二，使建筑擁有直接、簡單的受力、傳力途徑。簡潔的受力、傳力途徑能減少建筑在建設(shè)過程中結(jié)構(gòu)構(gòu)件的使用量，完成對(duì)建筑造價(jià)成本的控制。過于復(fù)雜的受力、傳力結(jié)構(gòu)需要用到更多用于轉(zhuǎn)換力的結(jié)構(gòu)構(gòu)建，會(huì)造成建筑成本的大幅增加。第三，結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)。目前全球建筑都面臨著地震類地質(zhì)危害等問題，在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)時(shí)考慮建筑的抗震性能是十分必要的。結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)是建筑結(jié)構(gòu)工程師通過長時(shí)間的實(shí)踐以及總結(jié)得出的經(jīng)驗(yàn)，合理利用能保證建筑的實(shí)際抗震性能與預(yù)期抗震性能達(dá)到統(tǒng)一。

3.2優(yōu)化建筑圖紙制作

建筑施工圖紙直接用于指導(dǎo)施工現(xiàn)場(chǎng)的施工過程，所以在其設(shè)計(jì)過程中應(yīng)當(dāng)遵循三項(xiàng)原則，這里重點(diǎn)講解的是建筑的結(jié)構(gòu)施工部分。首先，施工圖紙面向的是施工現(xiàn)場(chǎng)，也就是說需要施工人員能對(duì)圖紙有正確的理解，這就要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過程中需要規(guī)范地進(jìn)行各類符號(hào)的標(biāo)記，同時(shí)建筑施工圖紙中的說明內(nèi)容中不能包含可能產(chǎn)生歧義的內(nèi)容，確保施工人員理解的準(zhǔn)確性。其次，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工前，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)與施工現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)人員以及施工人員進(jìn)行技術(shù)交底，將施工中需要注意的部分詳細(xì)地說明，并與施工技術(shù)人員進(jìn)行協(xié)商，保證各項(xiàng)施工過程的可操作性。最后，結(jié)構(gòu)施工盡量選用從業(yè)時(shí)間長，施工經(jīng)驗(yàn)多的施工人員進(jìn)行，保證施工質(zhì)量，從而保證建筑的整體安全。

3.3合理選用各類施工材料

在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，最常使用的兩種材料分別為鋼筋與混凝土。以下針對(duì)這兩方面進(jìn)行了詳細(xì)的說明。

1）鋼筋的選用。我國對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑中的鋼筋型號(hào)有明確規(guī)定，要求在進(jìn)行材料選用時(shí)要盡量使用HRB400、HRB500等普通熱軋帶肋鋼筋，避免HRB355熱軋帶肋鋼筋的使用。同時(shí)結(jié)構(gòu)施工中通過高強(qiáng)鋼筋的合理應(yīng)用能有效減少建筑施工中需要付出的結(jié)構(gòu)成本。

2）混凝土的選用。混凝土工藝經(jīng)過100多年的發(fā)展，在現(xiàn)代社會(huì)依然有極大的應(yīng)用空間，究其原因就是其根據(jù)現(xiàn)代建筑的需求進(jìn)行了大量的創(chuàng)新。在建筑結(jié)構(gòu)施工中選用現(xiàn)代高強(qiáng)度混凝土能在保證建筑安全的情況下完成對(duì)建筑結(jié)構(gòu)體積的縮小，并且此種混凝土還具有形變系數(shù)小，耐久度高的特點(diǎn)。

4結(jié)語

想要實(shí)現(xiàn)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，需要從建筑結(jié)構(gòu)的各方各面進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要對(duì)建筑的外形、功能以及安全各方面進(jìn)行全面的考慮，實(shí)現(xiàn)建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，滿足用戶使用需求、減少建筑建設(shè)成本的同時(shí)確保建筑使用過程中的穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

[1]趙騰，等.高層鋼結(jié)構(gòu)建筑施工技術(shù)研究的探析[J].城市建設(shè)理論研究，2013（14）.

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)范文第4篇

關(guān)鍵詞：高層建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)特點(diǎn)；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(hào)：[TU355]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)的意義及依據(jù)

1.1 概念設(shè)計(jì)的意義。高層建筑能做到結(jié)構(gòu)功能與外部條件一致，充分展現(xiàn)先進(jìn)的設(shè)計(jì)，發(fā)揮結(jié)構(gòu)的功能并取得與經(jīng)濟(jì)性的協(xié)調(diào)，更好地解決構(gòu)造處理，用概念設(shè)計(jì)來判斷計(jì)算設(shè)計(jì)的合理性。

1.2 概念設(shè)計(jì)的依據(jù)。高層建筑結(jié)構(gòu)總體系與各分體系的工作原理和力學(xué)性質(zhì)，設(shè)計(jì)和構(gòu)造處理原則，計(jì)算程序的力學(xué)模型和功能，吸取或不斷積累的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

2.1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，是與樓房高度的兩次方成正比；另一方面，對(duì)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(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。

2.1 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)件的下料長度產(chǎn)生影響，要求根據(jù)軸向變形計(jì)算值，對(duì)下料長度進(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。

2.3 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)。

2.4 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，高層建筑結(jié)構(gòu)更柔一些，在地震作用下的變形更大一些。為了使結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性變形階段后仍具有較強(qiáng)的變形能力，避免倒塌，特別需要在構(gòu)造上采取恰當(dāng)?shù)拇胧瑏肀ＷC結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。

3 高層建筑結(jié)構(gòu)分析

3.1 高層建筑結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)分析方法均采用彈性的計(jì)算方法。在垂直荷載或一般風(fēng)力作用下，結(jié)構(gòu)通常處于彈性工作階段，這一假定基本符合結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀況。但是，在遭受地震或強(qiáng)臺(tái)風(fēng)作用時(shí)，高層建筑結(jié)構(gòu)往往會(huì)產(chǎn)生較大的位移而出現(xiàn)裂縫，進(jìn)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(jié)構(gòu)的分析方法均假定樓板在自身平面內(nèi)的剛度無限大，而平面外的剛度則忽略不計(jì)。這一假定大大減少了結(jié)構(gòu)位移的自由度，簡化了計(jì)算方法，并為采用空間薄壁桿件理論計(jì)算筒體結(jié)構(gòu)提供了條件。

3.1.4 計(jì)算圖形的假定。高層建筑結(jié)構(gòu)體系整體分析采用的計(jì)算圖形主要是三維空間分析。二維協(xié)同分析并未考慮抗側(cè)力構(gòu)件的公共節(jié)點(diǎn)在樓面外的位移協(xié)調(diào)（豎向位移和轉(zhuǎn)角的協(xié)調(diào)），而且忽略了抗側(cè)力構(gòu)件平面外的剛度和扭轉(zhuǎn)剛度，對(duì)于具有明顯空間工作性能的筒體結(jié)構(gòu)也是不妥的。

3.2 高層建筑結(jié)構(gòu)靜力分析方法。

3.2.1 框架———剪力墻結(jié)構(gòu)。框架———剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移計(jì)算的方法很多，大多采用連梁連續(xù)化假定。由剪力墻與框架水平位移或轉(zhuǎn)角相等的位移協(xié)調(diào)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(jī)算方法，通常是將結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為等效壁式框架，采用桿系結(jié)構(gòu)矩陣位移法求解。

3.2.2 剪力墻結(jié)構(gòu)。剪力墻的受力特性與變形狀態(tài)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(lián)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(yīng)力分布也不同，計(jì)算內(nèi)力與位移時(shí)需采用相應(yīng)的計(jì)算方法。剪力墻結(jié)構(gòu)的機(jī)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(jī)時(shí)耗費(fèi)較大，目前一般只用于特殊開洞墻、框支墻的過渡層等應(yīng)力分布復(fù)雜的情況。

3.2.3 筒體結(jié)構(gòu)。按照對(duì)計(jì)算模型處理手法的不同，筒體結(jié)構(gòu)的分析方法可分為3 類：等效連續(xù)化方法、等效離散化方法和三維空間分析。等效連續(xù)化方法是將結(jié)構(gòu)中的離散桿件作等效連續(xù)化處理。

4提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的措施

4.1 重視概念設(shè)計(jì)

4.1.1所謂的概念設(shè)計(jì)就是運(yùn)用清晰的結(jié)構(gòu)概念, 不經(jīng)數(shù)值計(jì)算, 依據(jù)整體結(jié)構(gòu)體系與分體系之間的力學(xué)關(guān)系、結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理 、震害、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和工程經(jīng)驗(yàn)所獲得的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想，對(duì)結(jié)構(gòu)及計(jì)算結(jié)果進(jìn)行正確的分析，并考慮結(jié)構(gòu)實(shí)際受力狀況與計(jì)算假設(shè)間的差異，對(duì)結(jié)構(gòu)和構(gòu)造進(jìn)行設(shè)計(jì)，使建筑物受力更合理、安全、協(xié)調(diào)。在建筑設(shè)計(jì)的方案階段，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)設(shè)計(jì)理論，在腦海中進(jìn)行一個(gè)“ 優(yōu)化”過程，運(yùn)用概念設(shè)計(jì)方法可以迅速、有效地對(duì)結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行構(gòu)思、比較與選擇，同時(shí)幫助建筑師開拓或?qū)崿F(xiàn)建筑物所想要的空間形式及其使用、構(gòu)造與形象功能，并以此為目標(biāo)與建筑師一起確定建筑的總體結(jié)構(gòu)體系，明確總體結(jié)構(gòu)體系與分體結(jié)構(gòu)體系的最優(yōu)受力方案。所得方案往往概念清晰、定性正確，避免了后期設(shè)計(jì)階段一些不必要的煩瑣運(yùn)算，具有較好的經(jīng)濟(jì)可靠性。同時(shí)，這也是判斷計(jì)算機(jī)內(nèi)力分析輸出數(shù)據(jù)可靠與否的主要依據(jù)。概念設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的核心和靈魂，它統(tǒng)領(lǐng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的全過程，貫穿著設(shè)計(jì)工程師的知識(shí)水平和設(shè)計(jì)水平。運(yùn)用結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)從整體上把握結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)性能，這樣才能對(duì)計(jì)算分析結(jié)果進(jìn)行科學(xué)的判斷、合理的采用，保證了工程師在設(shè)計(jì)中的主導(dǎo)地位。

4.2 做好資料收集工作，認(rèn)真確定計(jì)算參數(shù)

4.2.1對(duì)于建筑工程來講， 由于其所處的地理位置，決定了在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)所涉及的具體參數(shù)會(huì)存在一定的特殊性。例如，不同地區(qū)具有不同的風(fēng)壓、雪壓、地震強(qiáng)度、土壤類別等，因此，在進(jìn)行參數(shù)的選取和計(jì)算時(shí)應(yīng)充分考慮這些因素。另外，對(duì)于比較特殊的建筑，還必須根據(jù)試驗(yàn)和以往類似工程的一些經(jīng)驗(yàn)來確定有關(guān)參數(shù)的取值。在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前，要盡量收集與設(shè)計(jì)相關(guān)的信息， 如工程資料、具體規(guī)范等，資料收集的越多，參數(shù)的確定也就越準(zhǔn)確，同時(shí)，還可以避免因?yàn)閰?shù)不合理而導(dǎo)致返工情況的發(fā)生。

4.3 重視結(jié)構(gòu)計(jì)算與地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

4.3.1建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果是施工圖設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，并且計(jì)算結(jié)果是否正確直接關(guān)系到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性和安全性，所以必須引起設(shè)計(jì)人員的高度重視。例如在樓板計(jì)算中應(yīng)選用正確的計(jì)算方法進(jìn)行樓板計(jì)算，對(duì)于連續(xù)板不能選用單向板的計(jì)算方法，對(duì)于雙向板計(jì)算應(yīng)考慮材料泊松比對(duì)其的影響，以避免由于未調(diào)整跨中彎矩而造成計(jì)算值不準(zhǔn)確 ；基于科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，大多數(shù)結(jié)構(gòu)計(jì)算均采用計(jì)算程序進(jìn)行計(jì)算，這種計(jì)算結(jié)果雖然精確度很高，但是缺少與必要的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，所以必須對(duì)電算結(jié)果進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)，以此判斷其正確與否，可否作為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)。

4.3.2地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)質(zhì)量優(yōu)劣直接與后期設(shè)計(jì)工作是否能夠順利開展息息相關(guān)。為使地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)更符合建筑所在地的地基基礎(chǔ)類型特點(diǎn) ，設(shè)計(jì)人員應(yīng)在熟知國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，對(duì)地方性的《地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》加以深入學(xué)習(xí) ，明確地基基礎(chǔ)特點(diǎn)，豐富地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，掌握設(shè)計(jì)處理的方法，使地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)更符合建筑工程的實(shí)際地理情況。

5 結(jié)語

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)范文第5篇

【關(guān)鍵詞】:高層建筑；結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；

Abstract: The increase of the height of building, style diversity has put forward more new problems and requirements for high-rise buildings in the design and technology, this paper analyzes several problems existing in design structure characteristics, design principle and basic structure of the high-rise.

Key words: high-rise building; structure characteristics; foundation structure design

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

0 引言

隨著城市建設(shè)的不斷加快，建筑業(yè)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，建筑用地也不斷緊張，全國各地的高層建筑不斷涌現(xiàn)，近年來，我國已建成高層建筑萬棟，建筑面積達(dá)到2億多平方米。建筑高度的不斷增加, 風(fēng)格的變化多樣， 給高層建筑的設(shè)計(jì)提出了更新更高的要求。尤其是高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)越來越成為高層建筑結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)工作的難點(diǎn)與重點(diǎn)，給工程設(shè)計(jì)人員提出了更高的要求。下面就高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)、設(shè)計(jì)原則以及基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的幾個(gè)問題進(jìn)行探討。

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。首先，數(shù)據(jù)顯示樓房自重和樓面使用荷載在豎向構(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)件中引起的軸力與樓房高度的兩次方成正比。再者，對(duì)具有特定高度的樓房來說， 豎向荷載基本上是定值，而作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用， 其數(shù)值隨結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的不同而有較大幅度的變化。因此，水平荷載對(duì)高層建筑穩(wěn)定性的影響作用是很大的

1.2軸向變形不可忽視。高層建筑中，豎向載荷很大，能在柱中引起較大的軸向變形，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)彎矩減小，跨中正彎矩和端支座負(fù)彎矩值增大；此外還會(huì)對(duì)預(yù)測(cè)構(gòu)件的下料長度產(chǎn)生影響，要求根據(jù)軸向變形計(jì)算值，對(duì)下料長度進(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)。與低層或多層建筑不同，結(jié)構(gòu)側(cè)移已成為高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵因素。隨著建筑高度的增加，水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形迅速增大，與建筑高度H的4次方成正比（＝qH4/8EI）。 另外，高層建筑隨著高度的增加、輕質(zhì)高強(qiáng)材料的應(yīng)用、新的建筑形式和結(jié)構(gòu)體系的出現(xiàn)、側(cè)向位移的迅速增大，在設(shè)計(jì)中不僅要求結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度，還要求具有足夠的抗推剛度，使結(jié)構(gòu)在水平荷載下產(chǎn)生的側(cè)移被控制在某一限度之內(nèi)，否則會(huì)產(chǎn)生以下情況：

1.因側(cè)移產(chǎn)生較大的附加內(nèi)力，尤其是豎向構(gòu)件，當(dāng)側(cè)向位移增大時(shí)，偏心加劇，當(dāng)產(chǎn)生的附加內(nèi)力值超過一定數(shù)值時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致房屋側(cè)塌。

2.使居住人員感到不適或驚慌。

3.使填充墻或建筑裝飾開裂或損壞，使機(jī)電設(shè)備管道損壞，使電梯軌道變型造成不能正常運(yùn)行。

4.使主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)大裂縫，甚至損壞。

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， 高層建筑結(jié)構(gòu)更柔一些， 在地震作用下的變形更大一些。為了使結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性變形階段后仍具有較強(qiáng)的變形能力， 避免倒塌，特別需要在構(gòu)造上采取恰當(dāng)?shù)拇胧瑏肀ＷC結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。

1.5抗震設(shè)計(jì)要求更高。有抗震設(shè)防的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，除要考慮正常使用時(shí)的豎向荷載、風(fēng)荷載外，還必須使結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能，做到小震不壞、大震不倒。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原則

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則是：注重概念設(shè)計(jì)，重視結(jié)構(gòu)選型與平、立面布置的規(guī)則性，擇優(yōu)選用抗震和抗風(fēng)好且經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)體系，加強(qiáng)構(gòu)造措施。鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)與建筑、設(shè)備和施工密切配合，做到安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理，并積極采用新技術(shù)、新工藝和新材料。 在抗震設(shè)計(jì)中，應(yīng)保證結(jié)構(gòu)的整體性能，使整個(gè)結(jié)構(gòu)具有必要的承載力、剛度和延性。結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足下列基本要求：

( l ）應(yīng)具有必要的承載力、剛度和變形能力。

( 2 ）應(yīng)避免因局部破壞而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)破壞。

( 3 ）對(duì)可能的薄弱部位要采取加強(qiáng)措施。

( 4 ）結(jié)構(gòu)選型與布置合理，避免局部突變和扭轉(zhuǎn)效應(yīng)而形成薄弱部位。

( 5 ）宜具有多道抗震防線。

3 高層建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)基本要求

基礎(chǔ)是房屋結(jié)構(gòu)的重要組成部分，房屋所受的各種荷載都要經(jīng)過基礎(chǔ)傳至地基。由于高層建筑層數(shù)多、上部結(jié)構(gòu)荷載很大，導(dǎo)致使其基礎(chǔ)具有埋置深度大，材料用量多，施工周期長，工程造價(jià)高等特點(diǎn)。為此，高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足以下幾方面的要求：

(1) 高層建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，應(yīng)綜合考慮建筑場(chǎng)地的地質(zhì)狀況、上部結(jié)構(gòu)的類型、施工條件、使用要求，確保建筑物不致發(fā)生過量沉降戒傾斜，滿足建筑物正常使用要求。還應(yīng)注意與相鄰建筑的相互影響，了解鄰近地下構(gòu)筑物及各項(xiàng)地下設(shè)施的位置和標(biāo)高，確保施工安全。

（2）基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)上部結(jié)構(gòu)和地質(zhì)狀況進(jìn)行，宜考慮地基、基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)相互作用的影響。需要降低地下水位的，應(yīng)在施工時(shí)采取有效措施，避免因基坑降水而影響鄰近建筑物、構(gòu)筑物、地下設(shè)施等正常使用和安全。同時(shí)還應(yīng)注意降水的時(shí)間要求，以免停止降水后，水位過早上升，使建筑物發(fā)生上浮等問題。

（3）高層建筑應(yīng)采用整體性好、能滿足地基的承載力和建筑物容許變形要求并能調(diào)節(jié)不均勻沉降的基礎(chǔ)形式。宜采用筏形基礎(chǔ)，必要時(shí)可采用箱形基礎(chǔ)。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件好、荷載較小，且能滿足地基承載力和變形要求時(shí)，也可采用交叉梁基礎(chǔ)或其他基礎(chǔ)形式；當(dāng)?shù)鼗休d力或變形不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，可采用樁基或復(fù)合地基。

（4）高寬比大于4的高層建筑，基礎(chǔ)底面不宜出現(xiàn)零應(yīng)力區(qū)；高寬比不大于4的高層建筑，基礎(chǔ)底面與地基之間零應(yīng)力區(qū)面積不應(yīng)超過基礎(chǔ)底面面積的15%。計(jì)算時(shí)，質(zhì)量偏心較大的裙樓與主樓可分開考慮。

（5）在地震區(qū)，高層建筑宜避開對(duì)抗震不利的地段；當(dāng)條件不允許避開不利地段時(shí)，應(yīng)采取可靠措施，使建筑物在地震地不致由于地基失穩(wěn)而破壞，或者產(chǎn)生過量下沉或傾斜。

4 基礎(chǔ)的埋深問題

高層建筑的基礎(chǔ)應(yīng)該要有一定的埋深，埋置深度可以從室外地坪一直算到基礎(chǔ)底面，對(duì)于獨(dú)立的高層建筑而言，基礎(chǔ)埋深比較容易確定，但當(dāng)今多數(shù)高層建筑與地下車庫都是相互連接的，當(dāng)?shù)叵萝噹旎A(chǔ)采用筏板基礎(chǔ)或設(shè)有防水底板的獨(dú)立基礎(chǔ)（防水底板不宜太薄）時(shí)，高層建筑的基礎(chǔ)埋深可從室外地坪算起，此時(shí)高層建筑地下室頂板及地下車庫頂板應(yīng)按嵌固層要求設(shè)計(jì)，地下車庫應(yīng)有足夠的側(cè)向剛度作為高層建筑的側(cè)限。假如不滿足以上條件的時(shí)候，高層建筑的基礎(chǔ)埋深應(yīng)該要從地下車庫地面算起。高層建筑通常設(shè)地下室來滿足埋深要求，主要有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：

1．提高地基承載力。當(dāng)高層建筑采用天然地基時(shí)，地基承載力可進(jìn)行修正。隨著基礎(chǔ)埋深的增加，修正后的地基承載力隨之增大，從而可滿足高層建筑對(duì)地基承載力的要求。

2．有利于高層建筑上部結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定。高層建筑地下室外墻一般采用鋼筋鹼墻，地下室頂板厚不宜小于160mm，地下室具有較大的層間剛度，同時(shí)地下室外墻周邊土也提供了很大的側(cè)向剛度和約束。因此設(shè)地下室有利于上部結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定，有利于協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)整體變形，調(diào)整地基不均與沉降。

此外在確定埋置深度時(shí)，應(yīng)考慮建筑物的高度、體型、地基土質(zhì)、抗震設(shè)防烈度等因素。埋置深度可從室外地坪算至基礎(chǔ)底面，并宜符合下列要求：

1天然地基或復(fù)合地基，可取房屋高度的1/15；

2樁基礎(chǔ)，可取房屋高度的1/18（樁長不計(jì)在內(nèi)）。

當(dāng)建筑物采用巖石地基或采取有效措施時(shí)，在滿足地基承載力、穩(wěn)定性要求及本規(guī)程第12.1.6條規(guī)定的前提下，基礎(chǔ)埋深可不受本條第1、2兩款的限制。當(dāng)?shù)鼗赡墚a(chǎn)生滑移時(shí)，應(yīng)采取有效的抗滑移措施。

5 總結(jié)

近些年來，我國的高層建筑發(fā)展十分迅速，建筑造型新穎獨(dú)特，建筑物的高度與規(guī)模不斷增加。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，地基是大樓的基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，作出合理的結(jié)構(gòu)方案選擇。并能根據(jù)具體情況進(jìn)行具體分析采取適當(dāng)?shù)拇胧┙鉀Q實(shí)際問題。才能不斷地完善和發(fā)展高層建筑。

參考文獻(xiàn)

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