時(shí)間：2023-09-08 17:00:35
序論：在您撰寫(xiě)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開(kāi)闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
關(guān)鍵詞 高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)分析
中圖分類(lèi)號(hào) TU973 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-(2012)071-0094-01
當(dāng)前高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師面臨的一個(gè)首要問(wèn)題就是怎樣才能設(shè)計(jì)出安全、舒適、經(jīng)濟(jì)、美觀，并能滿足人們精神及物質(zhì)生活要求的高層建筑。因此，對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)的熟練掌握，是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的必備基本素質(zhì)。筆者將多年從事高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)做了一個(gè)總結(jié)，提出了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一些需要注意的問(wèn)題，并對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的體系作了分析，以供參考。
1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)分析
1.1 水平荷載是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中的決定因素
高層建筑所承受的樓面荷載及其自身重量于豎向構(gòu)件當(dāng)中的彎矩及軸力數(shù)值與高層建筑的實(shí)際高度成正比；高層建筑結(jié)構(gòu)中傾覆力矩的產(chǎn)生與水平荷載相關(guān)，結(jié)構(gòu)的軸力也由豎向構(gòu)件所引起，傾覆力矩及軸力都與高層建筑本身的實(shí)際高度成正比；對(duì)于具有特定高度的建筑來(lái)說(shuō)，豎向荷載在一般情況下是一個(gè)定值；而高層建筑結(jié)構(gòu)中的水平荷載數(shù)值由結(jié)構(gòu)動(dòng)力的特性決定，隨動(dòng)力特性變化而變化，尤其是水平荷載當(dāng)中的風(fēng)荷載。
1.2 軸向變形在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中是不可忽視的因素
如高層建筑所承受的豎向荷載值較大，可引起柱中出現(xiàn)軸向變形的現(xiàn)象，且幅度較大，從而影響連續(xù)梁的彎矩，對(duì)連續(xù)梁中部的支座處負(fù)彎矩值產(chǎn)生了減小作用，而對(duì)端支座的負(fù)彎矩值及跨中正的彎矩值則是產(chǎn)生了增大作用。較大的豎向荷載值還會(huì)影響預(yù)制構(gòu)件下料的長(zhǎng)度；在這樣的情況下，就需要以軸向變形作為依據(jù)的計(jì)算值，調(diào)整下料長(zhǎng)度。此外，豎向荷載值對(duì)構(gòu)件側(cè)移及剪力產(chǎn)生的影響也不可忽視，因其與構(gòu)件豎向的變形相比較考慮，會(huì)產(chǎn)生與不安全結(jié)果不相符合的現(xiàn)象。
1.3 側(cè)移是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的控制指標(biāo)
高層建筑與低矮的樓房不一樣，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，關(guān)鍵的影響因素為結(jié)構(gòu)側(cè)移；隨建筑本身實(shí)際高度的增大，水平荷載之下的建筑結(jié)構(gòu)側(cè)移的變形會(huì)迅速增大?？梢园l(fā)現(xiàn)，在水平荷載的作用下，需要對(duì)結(jié)構(gòu)側(cè)移進(jìn)行控制，使其保持在一定的限度之內(nèi)。
1.4 結(jié)構(gòu)延性為高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要指標(biāo)
高層建筑的結(jié)構(gòu)要比低矮樓房的結(jié)構(gòu)更柔，在地震的作用下，出現(xiàn)的變形幅度會(huì)更大，減少了倒塌的現(xiàn)象。在高層建筑的構(gòu)造方面可采取相應(yīng)的措施，使之進(jìn)入到塑性變形的階段后，仍具有足夠延性，保持較強(qiáng)變形能力。
2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系分析
2.1 剪力墻-框架體系的設(shè)計(jì)
在高層建筑結(jié)構(gòu)中的框架體系剛度及強(qiáng)度均不能達(dá)到要求時(shí)，常常需要在高層建筑的平面內(nèi)適當(dāng)?shù)奈恢茫⒓袅σ源娼Y(jié)構(gòu)中的部分框架，將剪力墻-框架結(jié)構(gòu)體系應(yīng)用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中[3]。當(dāng)建筑物承受來(lái)自水平方向的壓力時(shí)，剪力墻及框架可以通過(guò)剛度足夠強(qiáng)的連梁及樓板共同組成相互協(xié)同結(jié)構(gòu)工作體系。在剪力墻-框架設(shè)計(jì)體系中，承受來(lái)自垂直方面荷載的主體為框架體系，水平剪力的承受主體為剪力墻；在剪力墻-框架體系中，位移曲線為彎剪型。結(jié)構(gòu)側(cè)向的剛度由于剪力墻的作用而增大，建筑在水平方向上的位移得以減小；框架所承受的水平方向上的剪力出現(xiàn)明顯下降的趨勢(shì)，豎向的內(nèi)力分布變得均勻。
2.2 剪力墻結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)
剪力墻結(jié)構(gòu)體系是指由平面的剪力墻結(jié)構(gòu)組成的建筑主體受力結(jié)構(gòu)。在剪力墻結(jié)構(gòu)體系當(dāng)中，全部的水平力及垂直荷載由單片的剪力墻所承受。剪力墻結(jié)構(gòu)體系是一種剛性的結(jié)構(gòu)，位移曲線是一種彎曲型結(jié)構(gòu)。剪力墻結(jié)構(gòu)體系的剛度及強(qiáng)度均相對(duì)較高，具有一定延性，在傳力時(shí)具有直接及均勻的優(yōu)點(diǎn)，整體性好，且抗倒塌的能力較強(qiáng)，不失為一種優(yōu)良的建筑結(jié)構(gòu)體系，其可建的高度一般大于剪力墻-框架體系。
2.3 筒體結(jié)構(gòu)體系
筒體結(jié)構(gòu)體系指的是以筒體作為抗側(cè)力的構(gòu)件建筑結(jié)構(gòu)體系，筒體結(jié)構(gòu)體系主要包括筒體-框架、單筒體、多束筒及筒中筒等其他多種形式?？蓪⑼搀w分為空腹筒及實(shí)腹筒兩個(gè)大類(lèi)。筒體為空間受力的結(jié)構(gòu)構(gòu)件與三維豎向的結(jié)構(gòu)單體，由曲面墻或平面墻圍成；也可由窗裙梁、密排柱及開(kāi)孔鋼筋外墻等構(gòu)成。筒體結(jié)構(gòu)體系的強(qiáng)度及剛度均相對(duì)較高，在大空間、大跨度等特殊類(lèi)型的高層建筑中被廣泛應(yīng)用
3 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本假定分析
由剪力墻及簡(jiǎn)體框架組成了高層建筑主體結(jié)構(gòu)，組成的方式為平樓板水平連接。因此，在三維空間中精確及完善的分析高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)是存在難度的，特別是不同的實(shí)用分析方法，要引入不同程度的簡(jiǎn)化計(jì)算模型。以下四種假定是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中比較常見(jiàn)的計(jì)算模型。
3.1 小變形基本假定
在一般情況下，小變形基本假定在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析中被應(yīng)用得最多。很多從幾何方面入手的研究人員對(duì)P—效應(yīng)進(jìn)行了詳細(xì)研究，并得出以下注意事項(xiàng)：在建筑高度與頂點(diǎn)的水平位移的比值大于0.2%的情況下，需高度重視建筑結(jié)構(gòu)受到P—效應(yīng)影響的程度。
3.2 剛性樓板基本假定
在分析高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，存在的問(wèn)題主要是過(guò)于注重平面內(nèi)剛度，而忽視了平面外剛度。采用剛性樓板基本假定的分析法不僅能將結(jié)構(gòu)的位移自由度減少，計(jì)算的方法簡(jiǎn)化，而且能為筒體結(jié)構(gòu)空間薄壁的桿件理論創(chuàng)造良好的計(jì)算及使用條件。在一般的情況下，在剪力墻結(jié)構(gòu)體系及框架結(jié)構(gòu)體系當(dāng)中運(yùn)用剛性樓板基本假定是可行的。但是，就豎向剛度結(jié)構(gòu)出現(xiàn)突變的情況而言，受到樓板變形的影響較大，如有些樓板的層數(shù)不多、剛度不大及抗側(cè)力構(gòu)件的間距過(guò)大等情況，尤其是結(jié)構(gòu)底部及每層頂部?jī)?nèi)力的影響更為顯著。對(duì)于以上問(wèn)題，要采取一些適當(dāng)?shù)恼{(diào)整措施進(jìn)行解決。
3.3 彈性基本假定
目前，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分析方法當(dāng)中，彈性基本假定
計(jì)算方法被運(yùn)用的范圍較廣。尤其在垂直荷載的計(jì)算當(dāng)中，因高層建筑結(jié)構(gòu)長(zhǎng)時(shí)間處于彈性的工作階段，實(shí)際工作情況與彈性基本假設(shè)的情況相吻合。但如果遭到較嚴(yán)重的自然災(zāi)害，如較大強(qiáng)風(fēng)及地震等，建筑結(jié)構(gòu)會(huì)因較大的位移幅度而產(chǎn)生裂縫，從而進(jìn)入到彈塑性的工作階段。在這樣的情況下，為了能使高層建筑結(jié)構(gòu)狀態(tài)得到真實(shí)的反應(yīng)，只能在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中運(yùn)用彈塑性分析方法。
3.4 計(jì)算圖形基本假定
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中三維空間的分析方法主要為計(jì)算圖形基本假定。二維協(xié)同分析沒(méi)有將側(cè)力構(gòu)件中公共的節(jié)點(diǎn)在外位移納入到分析的范圍當(dāng)中；側(cè)力構(gòu)件外的剛度及扭轉(zhuǎn)剛度并沒(méi)有受到高度重視。分析精通桿的三維空間中每一節(jié)點(diǎn)時(shí)，自由度只有六個(gè)，不足以完成分析，使用計(jì)算圖形基本假定分析法，可以彌補(bǔ)這一缺陷。
4 結(jié)束語(yǔ)
高層建筑的快速發(fā)展增加了對(duì)其力學(xué)及結(jié)構(gòu)分析模型等方面的諸多要求。因此，尋找新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式與正確的力學(xué)分析模型，是當(dāng)前高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作人員的主要奮斗目標(biāo)；只有找到新型建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式與正確的力學(xué)分析模型，才能使高層建筑獲得更好的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]都鳳強(qiáng).高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)踐探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2009,21(8):942-943.
【關(guān)鍵詞】高層；建筑；結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)； 要點(diǎn)
但是就目前來(lái)說(shuō)，在其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中還具有一定的問(wèn)題。下面本文分析高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題和對(duì)策，并探討其改進(jìn)措施。
1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題
1.1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，沒(méi)有處理好高層建筑結(jié)構(gòu)的均衡關(guān)系
在目前一些高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，過(guò)分地追求美觀度和個(gè)性化，從而忽略了其設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性。同時(shí)高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是多種多樣的，框架結(jié)構(gòu)體系、剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系、筒體結(jié)構(gòu)體系等等，在選擇過(guò)程中存在一定的不合理性。另外在高層建筑的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要注重考慮水平載荷中的風(fēng)荷載以及地震作用，做好抗震設(shè)防系統(tǒng)，以能夠提高建筑安全性，但是在實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，還存在對(duì)這些問(wèn)題不注重問(wèn)題，考慮不全面問(wèn)題，從而導(dǎo)致高層建筑存在一定的安全隱患。一個(gè)造型完美的高層建筑必須很好地均衡主體、裙房和頂部的尺度關(guān)系。高層建筑是城市形態(tài)的關(guān)鍵因素和重要景點(diǎn)，因此要規(guī)劃好城市的結(jié)構(gòu)中高層建筑的位置，以及高層建筑與城市街道的關(guān)系，保證高層建筑不能對(duì)街道行人和正?；顒?dòng)造成影響，也不能造成視覺(jué)上的影響。目前高層建筑在這一方面還具有一定的薄弱性，沒(méi)有處理好高層建筑結(jié)構(gòu)的均衡關(guān)系。
1.2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)其受力情況和水平荷載的考慮不夠完善
在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，其高度不同，那么其受力情況也就不同，其水平荷載跟豎向荷載共同作用，是對(duì)高層建筑整體設(shè)計(jì)效果進(jìn)行控制的主要因素。但是隨著建筑高度的不斷增加，其側(cè)向位移增加的速度也越來(lái)越快，底部彎矩也隨之加大，其側(cè)向變形過(guò)度會(huì)導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)在橫向荷載下，附加應(yīng)力明顯增加，從而引起了填充墻裂縫的出現(xiàn)；導(dǎo)致電梯軌道以及裝修等服務(wù)設(shè)施，出現(xiàn)變形或者裂縫問(wèn)題，嚴(yán)重危及了高層建筑結(jié)構(gòu)的正常使用和耐久性。
2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
2.1 高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中注意事項(xiàng)
在高層樓宇根基策劃中要關(guān)注的情況劃分為三類(lèi)：第一類(lèi)，高層樓宇根基一定要持久耐用，由于高層樓宇根基在地下部分，地下水分含量高，根基大多處在比較潮濕的環(huán)境中，因此建筑高層樓宇的根基一定要使用持久耐用的材料，如增加根基中鋼筋混凝土的鋼筋結(jié)構(gòu)；第二類(lèi)，高層樓宇的根基要足夠厚實(shí)，才能夠確保承擔(dān)住上層構(gòu)造傳遞下來(lái)的重量，同時(shí)勻稱(chēng)的傳遞到高層樓宇的根基中；第三類(lèi)，高層樓宇根基計(jì)劃一定要進(jìn)行整體的考慮，不能只想到建筑樓宇自身的高度以及對(duì)附近建筑物的作用，還要想到高層樓宇在承受沖擊之后是不是形狀能夠不改變，符合科學(xué)、經(jīng)濟(jì)的建筑環(huán)境。
2.2 高層樓宇構(gòu)造策劃中的共振情況
共振形成的環(huán)境是，高層樓宇的自震時(shí)間以及出現(xiàn)地震位置的特性一致抑或相當(dāng)，因此能夠使用具有目的性的預(yù)測(cè)樓宇出現(xiàn)地震時(shí)的特點(diǎn)情況，之后加強(qiáng)高層樓宇的自震時(shí)間和樓宇所建筑地區(qū)地震特點(diǎn)之間的距離，來(lái)防止形成共振的可能性。
2.3 高層樓宇構(gòu)造策劃中的水平挪動(dòng)情況
高層樓宇構(gòu)造策劃中水平挪動(dòng)不能僅以達(dá)到高層樓宇建筑標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，還要結(jié)合所建位置的地震周期等情況。如在高層樓宇構(gòu)造低于地震策劃時(shí)，因?yàn)榭拐鹎闆r和構(gòu)造剛度有關(guān)，是正比的關(guān)系，所以策劃的構(gòu)造剛度小，不過(guò)出現(xiàn)的挪動(dòng)在允許的范疇內(nèi)，構(gòu)造周期長(zhǎng)，抗震力不大，因此這種構(gòu)造策劃是不科學(xué)的。
2.4 選取適宜的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖
設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖一定要確保有相關(guān)的高層樓宇結(jié)構(gòu)技術(shù)，并且有對(duì)高層樓宇構(gòu)造的設(shè)計(jì)方式，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖如果選取的不適合甚至對(duì)高層樓宇構(gòu)造的安全產(chǎn)生不良影響，所以保證高層建筑構(gòu)造穩(wěn)定的關(guān)鍵是選取適宜的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖。還要留意的是設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖存在錯(cuò)誤是很正常的，不過(guò)差錯(cuò)一定要在高層施工構(gòu)造策劃準(zhǔn)許的范疇內(nèi)。
2.5 選取科學(xué)實(shí)用的構(gòu)造方法
科學(xué)的高層樓宇策劃一定憑借經(jīng)濟(jì)實(shí)用的構(gòu)造方法，也就是說(shuō)在高層樓宇構(gòu)造策劃中要選取實(shí)際可行的構(gòu)造系統(tǒng)以及構(gòu)造方式。針對(duì)構(gòu)造系統(tǒng)，在同一個(gè)構(gòu)造單位中最好不要使用不一樣的構(gòu)造系統(tǒng)結(jié)合在一起運(yùn)用，構(gòu)造系統(tǒng)一定要簡(jiǎn)單便利，受力確定。在對(duì)高層樓宇構(gòu)造策劃程序中，要全面的對(duì)各種會(huì)存在影響的要素進(jìn)行解析，和有關(guān)部門(mén)商定，之后敲定詳細(xì)的最科學(xué)的高層樓宇構(gòu)造策劃方案。高層建筑中，由于豎向負(fù)荷較大的原因，可能會(huì)引起在柱中較大程度上的變形，從而對(duì)連續(xù)梁、彎矩產(chǎn)生比較大的影響，該影響包括兩個(gè)方面：一方面是，會(huì)增大端支座負(fù)彎矩的數(shù)值或者是增大跨中正彎矩的數(shù)值，另一方面是，減小連續(xù)梁中間支座的負(fù)彎矩值。
2.6 準(zhǔn)確解析、核實(shí)設(shè)計(jì)結(jié)果
在高層樓宇構(gòu)造策劃程序中大多使用電腦，不過(guò)因?yàn)楝F(xiàn)在市場(chǎng)中存在的電腦軟件類(lèi)型繁多，不一樣的電腦程序設(shè)計(jì)的結(jié)果也是不一樣的，因此這就需要高層樓宇構(gòu)造設(shè)計(jì)工作者要全面熟悉電腦的程序所適合使用的范疇，避免在借助電腦設(shè)計(jì)的過(guò)程中，因?yàn)槌绦蜃陨淼牟蛔?，軟件中的設(shè)計(jì)方式不適合構(gòu)造的實(shí)際設(shè)計(jì)狀況因?yàn)殡娔X程序?qū)?xiàng)目施工構(gòu)造策劃產(chǎn)生不良影響。還有，要避免電腦協(xié)助設(shè)計(jì)構(gòu)造策劃中操作者的失誤，在輸入資料時(shí)一定要嚴(yán)謹(jǐn)仔細(xì)，并且操作者在后續(xù)作業(yè)中，對(duì)資料也要嚴(yán)格的進(jìn)行審核，科學(xué)解析，做出最正確的判定。高層建筑和低層建筑的區(qū)別之一就是：在建筑結(jié)構(gòu)方面，高層建筑的結(jié)構(gòu)較柔和，同時(shí)也就保障在地震作用下高層建筑的變形更大。為了避免高層建筑在遭受較大沖擊后，在進(jìn)入高層建筑塑性變形階段的前提下，高層建筑仍可以具有較強(qiáng)的變形能力，也就是避免高層建筑的倒塌，需要在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)采取恰當(dāng)合理的措施，達(dá)到保障高層建筑結(jié)構(gòu)具有應(yīng)對(duì)較大沖擊的延性。
2.7 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)盡量減輕自重
在同樣的地基情況下，減輕自重更有利于加大樓層的高度，同時(shí)可以獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。減輕自重在一定程度上可以減少地震的破壞性，是提高結(jié)構(gòu)抗震能力的有效辦法。如果高層建筑的質(zhì)量很大，作用在結(jié)構(gòu)上的地震剪力大，而且高層建筑重心高地震造成的傾覆力矩大，破壞性也就越強(qiáng)。因此，在高層建筑房屋中，結(jié)構(gòu)構(gòu)件在保證高強(qiáng)度材料的條件下，各種非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和圍護(hù)墻體都應(yīng)當(dāng)采用輕質(zhì)材料以減輕房屋自重。這樣有利于減小結(jié)構(gòu)剛度和地震破壞強(qiáng)度，節(jié)省材料，降低成本，充分利用有限的土地面積創(chuàng)造更大的建筑面積。
2.8 使結(jié)構(gòu)具有足夠的抵抗側(cè)向力和剛度的能力
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，不僅要求整體結(jié)構(gòu)能夠承受足夠的垂直負(fù)荷，而且必須使結(jié)構(gòu)具有足夠的抵抗側(cè)向力和剛度的能力，不至于因受到側(cè)向力時(shí)而發(fā)生超出允許范圍的側(cè)向偏移。如果側(cè)向位移太大，會(huì)使樓層重心偏移，造成居民的驚慌，影響樓層內(nèi)居民的正常學(xué)習(xí)、工作和休息。甚至還會(huì)是家居的墻體出現(xiàn)傾斜，裝飾脫落或出現(xiàn)裂紋，整個(gè)樓層里的水氣管道、電梯發(fā)生異常，框架結(jié)構(gòu)破壞等。
3 結(jié)語(yǔ)
隨著社會(huì)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，高層建筑的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)技術(shù)也在不斷地更新，對(duì)其設(shè)計(jì)風(fēng)格也進(jìn)行了積極的探索和改變，這都將推動(dòng)現(xiàn)代高層建筑的迅速發(fā)展。高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)綜合性的技術(shù)工作，是建造建筑物的基礎(chǔ)工，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣對(duì)建筑物的安全性、經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性有著重要的意義。因此工程技術(shù)人員要結(jié)合專(zhuān)業(yè)知識(shí)、施工技術(shù)要求、地質(zhì)情況、開(kāi)發(fā)商設(shè)計(jì)要求等，合理設(shè)計(jì)建筑物高度和建筑結(jié)構(gòu)。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)換層；高層建筑；梁式；豎向；抗震
中圖分類(lèi)號(hào)：TU208文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
一、轉(zhuǎn)換層的功能與設(shè)計(jì)原則
（一）轉(zhuǎn)換層的功能
1、建筑功能
利用轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)可以為高層建筑提供寬闊的室內(nèi)空間和出入口。
2、結(jié)構(gòu)功能
高層建筑利用轉(zhuǎn)換層可以實(shí)現(xiàn)上下部結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換，上部的剪力墻結(jié)構(gòu)更適合于民用住宅結(jié)構(gòu)，而下部框架結(jié)構(gòu)由于可以具有較大的內(nèi)部空間，更適宜商用。通過(guò)轉(zhuǎn)換層將兩者有效的融合為一體，確保了高層建筑結(jié)構(gòu)的多樣化。
3、軸線及上下層柱網(wǎng)轉(zhuǎn)換
利用轉(zhuǎn)換層進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，在其不改變上下結(jié)構(gòu)形式的情況下，可以通過(guò)對(duì)軸線及上下層柱網(wǎng)的改變，實(shí)現(xiàn)下部柱距的擴(kuò)大，以大柱網(wǎng)的形式滿足下部大空間的需求。
4、錯(cuò)位布置
在進(jìn)行上下結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換時(shí)，可以對(duì)上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的軸線和柱網(wǎng)軸線進(jìn)行錯(cuò)位布置。
（二）設(shè)計(jì)原則
高層建筑由于自身重量較大，所以對(duì)其穩(wěn)定性和抗震性具有較高的要求，但在進(jìn)行轉(zhuǎn)換層設(shè)置時(shí)，極易導(dǎo)致豎向剛度突變的發(fā)生，從而導(dǎo)致高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能受到較大的影響，所以在進(jìn)行轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)時(shí)需要遵循利用直接落地的豎向構(gòu)件、宜低不宜高、宜小不宜大的諸多原則。即在進(jìn)行轉(zhuǎn)換層設(shè)置時(shí)，由于豎向構(gòu)件會(huì)對(duì)剛度和結(jié)構(gòu)的抗震性能帶來(lái)突變，所以需要選擇直接落地的豎向構(gòu)件來(lái)進(jìn)行設(shè)置；在進(jìn)行轉(zhuǎn)換層設(shè)置時(shí)，盡量選擇高層建筑豎向位置較低的地方；同時(shí)為了確保所設(shè)置的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)型式能夠具有更明確的傳力路徑，所以需要對(duì)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，這樣對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工都會(huì)有一定的益處；在轉(zhuǎn)換時(shí)需要對(duì)剛度進(jìn)行適度的控制，不宜過(guò)大，這樣不僅有利于建筑物的安全性，而且也會(huì)帶來(lái)較好的經(jīng)濟(jì)性。
二、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的類(lèi)型及設(shè)計(jì)方法論述
高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層可以分為四種類(lèi)型：梁式轉(zhuǎn)換層、厚板式轉(zhuǎn)換層、箱式轉(zhuǎn)換層和桁架式轉(zhuǎn)換層。
（一）梁式轉(zhuǎn)換層
特點(diǎn)：梁式轉(zhuǎn)換層分為托柱形式轉(zhuǎn)換梁截面設(shè)計(jì)和托墻形式轉(zhuǎn)換梁截面設(shè)計(jì)，這兩者是按功能不同來(lái)進(jìn)行劃分的。
1、托柱形式轉(zhuǎn)換梁截面設(shè)計(jì)
當(dāng)轉(zhuǎn)換梁承接的是上部的普通框架時(shí)，可以按照普通的截面設(shè)計(jì)進(jìn)行配筋計(jì)算，因?yàn)檫@時(shí)的轉(zhuǎn)換梁承受的力基本上和普通梁承受的力是一樣的，但是，當(dāng)轉(zhuǎn)換梁承受的是上部斜桿框架時(shí)，就應(yīng)該按偏心受拉構(gòu)件進(jìn)行截面尺寸設(shè)計(jì)，因?yàn)?，此時(shí)的轉(zhuǎn)換面承受的是軸向拉力。
2、托墻形式轉(zhuǎn)換梁截面設(shè)計(jì)
在轉(zhuǎn)換梁的施工過(guò)程中，力學(xué)問(wèn)題是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，必須要予以重視，當(dāng)轉(zhuǎn)換梁承受上部的墻體是小墻體時(shí)，要采取普通梁的截面設(shè)計(jì)方法進(jìn)行配筋計(jì)算，且縱向的鋼筋也可以放置在轉(zhuǎn)換梁的底部，像普通梁那樣布置就可以了；當(dāng)轉(zhuǎn)換梁承受的是上部墻體且滿跨不開(kāi)洞時(shí)，轉(zhuǎn)換梁應(yīng)采取的截面設(shè)計(jì)方法是深梁截面設(shè)計(jì)方法，它的受力特點(diǎn)和破壞形態(tài)表現(xiàn)為深梁，不過(guò)此時(shí)的轉(zhuǎn)換梁跨中較大范圍的內(nèi)力較大，所以其縱向的鋼筋就不應(yīng)該彎曲或者截?cái)嗔?；?dāng)轉(zhuǎn)換梁承托上部墻體滿跨或者不滿跨時(shí)，但是剪力墻長(zhǎng)度比較大時(shí)，應(yīng)該采取的轉(zhuǎn)換梁設(shè)計(jì)方法是深梁截面設(shè)計(jì)方法。
（二）箱型轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)
當(dāng)轉(zhuǎn)換梁的截面較大時(shí)，可以在轉(zhuǎn)換梁的梁頂和梁底同時(shí)設(shè)置一層樓板，遍布全層，使得整個(gè)樓層都構(gòu)成“箱子”形式，也因此被稱(chēng)為“箱型轉(zhuǎn)換層。
箱型轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)也是高層建筑設(shè)計(jì)中較為常用的一種結(jié)構(gòu)形式，在設(shè)計(jì)過(guò)程中主要要注意支撐體系的合理設(shè)置，這是保證建筑施工質(zhì)量的重要前提，主要特點(diǎn)有：層高大、自重大、混凝土強(qiáng)度高、結(jié)構(gòu)受力比較復(fù)雜、墻柱模板支設(shè)困難等，主要優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)換層本身的整體性非常好，但是，它也有其缺點(diǎn)，就是它直接占用了整個(gè)樓層的面積，使得這個(gè)樓層不能再有其他用途，只能當(dāng)做設(shè)備層使用，還有一個(gè)缺點(diǎn)就是上面所提出的自重大、造價(jià)高，這也是在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中很少使用的原因。
（三）厚板式轉(zhuǎn)換層
這種厚板厚梁式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)主要優(yōu)點(diǎn)是布置靈活，整體性比較好，當(dāng)上、下柱網(wǎng)線錯(cuò)開(kāi)比較多很難用梁來(lái)承托時(shí)就需要采取這種形式，做成厚板，厚板的厚度也可以根據(jù)上下的結(jié)構(gòu)以及柱網(wǎng)尺寸而定，但是這種厚板式轉(zhuǎn)換層的自重很大，地震作用大，耗費(fèi)材料多，不僅耗費(fèi)資金而且還容易發(fā)生震害，所以這種方法采用的也不是很多。
厚板式轉(zhuǎn)換層可以采用T B SA 等的三維空間分析程序?qū)φw進(jìn)行內(nèi)力分析，主要是轉(zhuǎn)換板的不規(guī)則邊界，這樣一般會(huì)采用有效單元法進(jìn)行內(nèi)力分析，還可以采用復(fù)雜樓板有限元分析軟件進(jìn)行進(jìn)一步計(jì)算，還可以對(duì)板進(jìn)行在豎向壓力荷載作用下的受彎和局部壓力等的計(jì)算。
（四）桁架式轉(zhuǎn)換層
桁架可以分為兩種，一種是空腹桁架，另一種是實(shí)腹桁架，這種桁架式轉(zhuǎn)換層主要是由梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換而來(lái)的，與梁式轉(zhuǎn)換層相比它的受力更加明確、整體性好、抗震能力強(qiáng)、框支柱柱頂彎矩和剪力更加小一點(diǎn)，這是它主要的優(yōu)點(diǎn)，但是缺點(diǎn)也比較明顯，施工難度大，更加復(fù)雜、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)難度大。可以對(duì)其進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析，當(dāng)高層建筑的下部為大商場(chǎng)時(shí)，需要的空間必須要大，上部則是居住辦公等的小空間，這時(shí)就可以采用桁架式轉(zhuǎn)換層，特別是在需要設(shè)置管道時(shí)，更要采取這種方式，一般采用桁架式轉(zhuǎn)換層時(shí)應(yīng)該滿層進(jìn)行布置，而且上弦節(jié)點(diǎn)要與上部密柱中心對(duì)齊。桁架式轉(zhuǎn)換層的重量比較小，所以也減小了下部框架的承重負(fù)荷。
三、帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
（一）轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)布置
據(jù)相關(guān)研究已經(jīng)顯示，在底部的轉(zhuǎn)換層中，如果其位置越高，它的上下高度的突變就會(huì)越大，轉(zhuǎn)換層的上下內(nèi)力的傳遞途徑，其突變也會(huì)加劇，落地的剪力墻以及其他墻體就容易出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，框支柱內(nèi)力加大，使得轉(zhuǎn)換層的上部其附近的一些墻體就會(huì)被破壞。所以說(shuō)，轉(zhuǎn)換層的位置如果過(guò)于高，就會(huì)對(duì)抗震產(chǎn)生不利的影響。按照相關(guān)的研究結(jié)果顯示，轉(zhuǎn)換構(gòu)件能夠運(yùn)用箱形結(jié)構(gòu)、斜撐、厚板、轉(zhuǎn)換大梁等形式，在地震區(qū)對(duì)于一些轉(zhuǎn)換厚板的使用經(jīng)驗(yàn)是比較少的，可以在一些非地震區(qū)采用，在一些大空間的地下室中，因?yàn)槠渲車(chē)兄s束的作用，而地震的反應(yīng)也低于上部的框支結(jié)構(gòu)，所以，在 7 度到 8 度地區(qū)的地震設(shè)計(jì)的一些地下室就能夠采用這種厚板轉(zhuǎn)換層。
（二）轉(zhuǎn)換層豎向布置
轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)可以根據(jù)結(jié)構(gòu)的傳力以及建筑的功能需要，沿著層高的建筑方向靈活布置，也可以符合建筑功能要求的基礎(chǔ)上，能夠在樓層的局部來(lái)設(shè)置轉(zhuǎn)換層，而且自身的空間可以作為一種技術(shù)設(shè)備層，也可以作為一種正常的使用層，但是前提是要保證轉(zhuǎn)換層的剛度，這樣來(lái)防止剛度的過(guò)分懸殊。
（三）轉(zhuǎn)換層抗震設(shè)計(jì)
為了進(jìn)一步的保證設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性與安全性，規(guī)定在一些框支剪力墻其轉(zhuǎn)換層的位置如果是設(shè)置在第三層以上，那么框支柱以及剪力墻其底部的抗震等級(jí)要提高一級(jí)，如果已經(jīng)是特一級(jí)就不再需要提高，而對(duì)于底部的框架來(lái)說(shuō)，如果其為密柱框架，其抗震等級(jí)就不用再提高。轉(zhuǎn)換層其構(gòu)件在水平地震作用下的內(nèi)力要將其調(diào)整，如果是八度的抗震設(shè)計(jì)，就要對(duì)豎向地震的影響需要考慮。
（四）轉(zhuǎn)換層樓板設(shè)計(jì)
轉(zhuǎn)換層將框支剪力墻分成上下兩部分，對(duì)于這兩者來(lái)說(shuō)，其受力情況是有一定差距的，在上部的樓層中，因?yàn)橥夂奢d而產(chǎn)生的水平力，有自己的分配原則，它是根據(jù)剪力墻的剛度來(lái)進(jìn)行的。在下部樓層中，框支柱的剛度與落地的剪力墻的剛度也是不同的，后者承擔(dān)著水平剪力，也就是說(shuō)，在轉(zhuǎn)換層處荷載的分配不是很均勻。轉(zhuǎn)換層其樓板具有比較重的任務(wù)，轉(zhuǎn)換樓板其自身的變形大、受力大，應(yīng)該要保持足夠的剛度來(lái)完成對(duì)于自己任務(wù)的支撐。
參考文獻(xiàn)
[1]李多龍. 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本流程分析[J]. 江西建材. 2013(06)
關(guān)鍵字：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；要點(diǎn)分析
1高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則
1.1結(jié)構(gòu)方案合理化原則。高層建筑結(jié)構(gòu)方案的合理化是指高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案必須與結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)形式的要求保持一致，同時(shí)應(yīng)滿足經(jīng)濟(jì)性的要求，其中結(jié)構(gòu)體系的具體要求為傳力簡(jiǎn)單化、受力明確化。針對(duì)某些結(jié)構(gòu)單元相同的高層建筑物，其結(jié)構(gòu)體系應(yīng)相同。1.2計(jì)算簡(jiǎn)圖合理化原則。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是計(jì)算簡(jiǎn)圖，計(jì)算簡(jiǎn)圖的合理性直接關(guān)乎高層建筑結(jié)構(gòu)的安全，由此可見(jiàn)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須堅(jiān)持簡(jiǎn)圖合理的原則。高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)的簡(jiǎn)化可以有多種選擇，但必須把計(jì)算結(jié)果的誤差控制在合理的范圍內(nèi)，以免對(duì)建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生負(fù)面的影響，從而影響建筑結(jié)構(gòu)的安全。1.3結(jié)果分析精準(zhǔn)化原則。伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，當(dāng)前很多領(lǐng)域都開(kāi)始應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，并且發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，而在建筑結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)中，通過(guò)應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)能夠?qū)ο嚓P(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)更加科學(xué)的分析，不僅能夠有效的降低人工計(jì)算存在的失誤，而且還能確保建筑結(jié)構(gòu)方案的準(zhǔn)確與合理。
2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)
2.1水平荷載。建筑同時(shí)承受豎向荷載和地震及風(fēng)產(chǎn)生的水平荷載，在多層建筑中，因水平荷載產(chǎn)生的內(nèi)力和位移相對(duì)較小，對(duì)建筑建構(gòu)設(shè)計(jì)的影響不大，主要是以重力為代表的豎向荷載著建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)起控制作用。而在高層建筑中，很多時(shí)候是水平荷載對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)起決定性作用，盡管豎向荷載對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會(huì)產(chǎn)生重要的影響，但相對(duì)于水平荷載來(lái)說(shuō)，影響相對(duì)較小。2.2軸向變形。對(duì)于多層建筑軸力項(xiàng)相對(duì)于彎矩項(xiàng)來(lái)說(shuō)，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生的影響不是很大，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)可只考慮彎矩項(xiàng)而忽略軸力的影響。但是對(duì)高樓層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析所要考慮的因素就不太一樣了，需充分考慮到高層建筑的層數(shù)、高度對(duì)豎向構(gòu)件軸力值的影響。隨著高度的不斷增加，豎向構(gòu)件的軸力變形也會(huì)變得特別明顯，當(dāng)豎向構(gòu)件軸向變形達(dá)到一定的程度，會(huì)使高層建筑的結(jié)構(gòu)內(nèi)力數(shù)值和分布產(chǎn)生變化。2.3建筑側(cè)向位移。隨著建筑樓層及高度的增加，在水平荷載的作用下產(chǎn)生的側(cè)向位移也會(huì)不斷的增大。高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)，需要保證足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，在應(yīng)對(duì)風(fēng)荷載及地震作用產(chǎn)生的內(nèi)力作用時(shí)，才能有足夠大的力量去抵御。為了能夠?qū)L(fēng)荷載及地震作用下產(chǎn)生的側(cè)移距離控制在一定的限度之內(nèi)，就必須擁有足夠的抗側(cè)剛度能力，才能較好的保障結(jié)構(gòu)安全及正常使用的舒適度。
3高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題分析
3.1建筑短肢剪力墻設(shè)置存在問(wèn)題。隨著人們對(duì)住宅平面與空間的要求越來(lái)越高，高層住宅建筑中短肢剪力墻的運(yùn)用越來(lái)越多。在一般情況下，建筑結(jié)構(gòu)的短肢剪力墻是指墻肢的高度、厚度比例為5-8的墻體。短肢剪力墻與普通剪力墻相比承擔(dān)較大軸力與剪力，抗震性能較差，從受力特性及構(gòu)件的安全儲(chǔ)備有別普通剪力墻，為安全起見(jiàn)，在高層住宅結(jié)構(gòu)中短肢剪力墻布置不宜過(guò)多，不應(yīng)采用全部為短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)，在某些情況下還要限制建筑高度。3.2抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中很重要的內(nèi)容是結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)。受高層建筑高度過(guò)高、荷載過(guò)大的影響，一旦出現(xiàn)了地震，就會(huì)誘發(fā)出各種不可估計(jì)的問(wèn)題?，F(xiàn)階段我國(guó)建筑工程建設(shè)要求高層建筑最低要保證五十年的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期，并對(duì)高層建筑的抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行了明確的規(guī)定。但是在實(shí)際結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，存在設(shè)計(jì)人員對(duì)規(guī)范理解不透、概念設(shè)計(jì)模糊等問(wèn)題。如果高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員沒(méi)有充分認(rèn)識(shí)到上述問(wèn)題，就會(huì)給高層建筑留下安全隱患。3.3扭轉(zhuǎn)問(wèn)題。質(zhì)量中心、剛度中心和幾何中心是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的“三心”，“三心合一”也是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中需要盡量達(dá)到的目標(biāo)。但是在實(shí)際設(shè)計(jì)中存在“三心”偏離較大的問(wèn)題。在三心偏離較大的情況下，受較大水平力的影響就會(huì)出現(xiàn)高層建筑扭轉(zhuǎn)震動(dòng)的問(wèn)題，影響高層建筑的安全。
4高層建筑設(shè)計(jì)相關(guān)假定
4.1彈性假定。當(dāng)建筑處于一般風(fēng)力的、正常使用豎向荷載及低于設(shè)防烈度的地震的作用時(shí)，建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件一般處于彈性的工作階段，這一假定與實(shí)際的工作情況存在的差異不大。但當(dāng)遭遇強(qiáng)震作用或者強(qiáng)烈的臺(tái)風(fēng)天氣時(shí)，建筑產(chǎn)生的位移會(huì)比較大，結(jié)構(gòu)構(gòu)件會(huì)轉(zhuǎn)入彈塑性的工作階段。在這個(gè)時(shí)候就應(yīng)當(dāng)按照彈塑性動(dòng)力分析方法進(jìn)行分析，而不能只按照彈性假定的方法計(jì)算，否則就不能將結(jié)構(gòu)構(gòu)件的真實(shí)工作狀態(tài)反映出來(lái)，留下安全隱患。4.2小變形假定。小變形假定方法是除了彈性假定之外另一種比較常用的方法，但也有學(xué)者對(duì)幾何非線性問(wèn)題進(jìn)行研究。除了彈性假定，小變形假定方法也常被采用。但有不少學(xué)者對(duì)幾何非線性問(wèn)題（P-Δ效應(yīng)）做了一些研究。一般情況下，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)的影響就不能被忽視了。4.3剛性樓板假定。目前在我國(guó)對(duì)很多高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析時(shí)，都是將樓板的平面內(nèi)剛度設(shè)定為無(wú)限大，而將樓板平面外的剛度予以忽略。在這種假定下，建筑結(jié)構(gòu)體系的自由度在一定程度上減少，對(duì)計(jì)算方法進(jìn)行了簡(jiǎn)化。此外通過(guò)這種假定，使得在使用薄壁桿件的理論在對(duì)筒體體系的結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算時(shí)非常方便，但是一般情況下，因?yàn)槭艿接?jì)算方式以及其他因素的影響，使得這種假定通常比較適合對(duì)建筑的框架以及剪力墻體系的計(jì)算。4.4計(jì)算圖形的假定。在高層建筑架構(gòu)體系中，整體分析將采用的計(jì)算圖形分為一維、二維協(xié)同分析和三維空間分析三種。其中，三維空間分析的普通桿單元，每一節(jié)點(diǎn)含有6個(gè)自由度，按符拉索夫薄壁桿理論分析的桿端節(jié)點(diǎn)還應(yīng)該考慮截面翹曲，截面翹曲有7個(gè)自由度。
5高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
5.1建筑的載荷設(shè)計(jì)。在高層建筑的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，建筑的安全性以及穩(wěn)定性是設(shè)計(jì)的重中之重，而建筑的荷載直接影響著建筑的安全以及穩(wěn)定，因此在進(jìn)行建設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)一定要做好荷載的計(jì)算。相對(duì)于一般的建筑，高層建筑的荷載及其組合要復(fù)雜的多，相關(guān)的設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行建筑的荷載計(jì)算時(shí)需要考慮的內(nèi)容也多得多。在進(jìn)行高層建筑的荷載計(jì)算時(shí)，最主要的內(nèi)容是以下兩個(gè)方面：建筑的地震荷載以及風(fēng)荷載。在實(shí)際的設(shè)計(jì)中，復(fù)雜的超限高層建筑還應(yīng)當(dāng)進(jìn)行的風(fēng)洞試驗(yàn)及振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，以確保建筑的安全。5.2建筑抗震性能的設(shè)計(jì)。因?yàn)楦邔咏ㄖ母叨纫绕胀ńㄖ叱龊芏?，多以其?duì)應(yīng)力的承受能力也不一樣，因此當(dāng)?shù)卣饡r(shí)其產(chǎn)生的反應(yīng)程度也不是一樣的，因此對(duì)于高層建筑，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候必須要充分考慮抗震設(shè)計(jì)。而且抗震設(shè)計(jì)時(shí)，必須要對(duì)建筑所處的地形地質(zhì)條件都進(jìn)行充分的考慮，通常土地比較堅(jiān)硬的其抗震強(qiáng)度會(huì)比較大，所以要盡量選擇硬度比較大的土層，而避開(kāi)那些土質(zhì)疏松的地層，而對(duì)土層的變化進(jìn)行有效的把握成為抗震設(shè)計(jì)中的一個(gè)困難點(diǎn)。5.3高層建筑結(jié)構(gòu)的包絡(luò)設(shè)計(jì)。包絡(luò)設(shè)計(jì)是近年來(lái)比較常見(jiàn)的設(shè)計(jì)方式，可以有效解決工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的各種問(wèn)題。當(dāng)前工程設(shè)計(jì)問(wèn)題變化比較多，有許多因素都會(huì)影響到結(jié)構(gòu)效應(yīng)，各種問(wèn)題盤(pán)根錯(cuò)節(jié)，使用目前已經(jīng)掌握的只是或者軟件很難對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確的分析。學(xué)術(shù)科學(xué)和工程的不同點(diǎn)在于后者難以長(zhǎng)時(shí)間等待。因此要通過(guò)優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的形式，利用最少的經(jīng)濟(jì)投入來(lái)獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益，并解決工程項(xiàng)目存在的問(wèn)題。不同的工程條件可以用不同的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)原則來(lái)處理，在對(duì)待轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層或者連體結(jié)構(gòu)時(shí)，也可以用網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，對(duì)構(gòu)件進(jìn)行分析驗(yàn)算，取不利值包絡(luò)設(shè)計(jì)。
總之，高層建筑的復(fù)雜性不僅要求其設(shè)計(jì)人員必須具有較高的綜合素質(zhì)，而且還有掌握足夠的理論知識(shí)以及相關(guān)的法律知識(shí)，而且在對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)也要對(duì)對(duì)建筑周?chē)沫h(huán)境進(jìn)行綜合的考慮，由此來(lái)提高設(shè)計(jì)的質(zhì)量，同時(shí)降低建造的成本，促進(jìn)高層建筑的健康發(fā)展。
作者:崔惠林 單位:保定市城鄉(xiāng)建筑設(shè)計(jì)研究院
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【關(guān)鍵詞】高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)要點(diǎn)；對(duì)策
1高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)分析
（1）水平力是設(shè)計(jì)的決定性因素。在低層或者多層的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，常常用重力為代表的豎向荷載去控制建筑物的結(jié)構(gòu)。然而，在高層建筑中，雖然豎向荷載能起到一定的控制作用，但是水平荷載在其中卻起著決定性的作用，因而不能忽視。使得水平荷載比豎向荷載更起決定性作用的主要原因在于，高層建筑物的自身重量和使用荷載在豎向構(gòu)件中能夠引起的軸力和彎矩的數(shù)值，僅僅與建筑物的高度一次方成正比，而水平荷載對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩以及在豎向構(gòu)件中引起的軸力，與建筑高度兩次方成正比。
（2）側(cè)移是設(shè)計(jì)的重要控制指標(biāo)。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)側(cè)移是高樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要控制因素，這一點(diǎn)與低層建筑不一樣。當(dāng)樓房的高度不斷增加的時(shí)候，水平荷載下的結(jié)構(gòu)側(cè)移變形會(huì)逐漸拉大，這就給高層建筑的穩(wěn)定性造成了一定的影響。因此，在設(shè)計(jì)高層建筑結(jié)構(gòu)的時(shí)候，應(yīng)該將水平荷載作用下的側(cè)移控制在一個(gè)限度之內(nèi)。
（3）抗震設(shè)計(jì)要求較高。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對(duì)于抗震設(shè)計(jì)的要求顯得更高。一般來(lái)說(shuō)，除了要求抗震設(shè)防的高層建筑有普通的豎向荷載、風(fēng)荷載以外，還應(yīng)該促進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有良好的抗震性能，達(dá)到小震不壞，大震不倒的目的。
（4）軸向變形需加以重視。在高層建筑中，豎向荷載數(shù)值變大的時(shí)候，會(huì)在柱內(nèi)產(chǎn)生較大的軸向變形，使得連續(xù)梁彎矩發(fā)生變化，讓連續(xù)梁之間支座處的負(fù)彎矩值變小，還會(huì)對(duì)預(yù)制構(gòu)件的下料長(zhǎng)度造成影響。因此，在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，要對(duì)軸向變形的數(shù)據(jù)進(jìn)行仔細(xì)計(jì)算，對(duì)下料長(zhǎng)度進(jìn)行有效的調(diào)整，防止高層建筑的軸向變形數(shù)據(jù)不斷拉大。
2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則
高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜繁瑣的內(nèi)容，其中需要注意的內(nèi)容涉及也十分廣泛，根據(jù)多年的工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，主要集中在以下幾個(gè)方面：
2.1結(jié)構(gòu)方案的選擇
合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案對(duì)于工程來(lái)講是十分關(guān)鍵的，好的設(shè)計(jì)方案在滿足結(jié)構(gòu)形式和體系的基礎(chǔ)上，還要充分考慮造價(jià)成本，把經(jīng)濟(jì)適用發(fā)揮到最大程度。結(jié)構(gòu)體系的最基本的原則是受力明確、傳力簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)方案在滿足使用、安全要求的基礎(chǔ)上，盡量的簡(jiǎn)潔。最終結(jié)構(gòu)方案的確定，需要對(duì)地理?xiàng)l件、工程設(shè)計(jì)需求、材料的選擇和施工條件等進(jìn)行全面的考量和整合，并且和建筑水、暖、電各個(gè)分項(xiàng)相互協(xié)調(diào)，綜合各方面因素進(jìn)行最后的確定。
2.2計(jì)算簡(jiǎn)圖的選擇
計(jì)算簡(jiǎn)圖是進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，是所有計(jì)算數(shù)據(jù)的出處和根源所在。關(guān)系到各環(huán)節(jié)的建筑尺寸和誤差。如果不能選擇合理的計(jì)算簡(jiǎn)圖，對(duì)于結(jié)構(gòu)安全就會(huì)埋下隱患。因此，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全保障前提，就是合理計(jì)算簡(jiǎn)圖的選擇。同時(shí)，在選擇了計(jì)算簡(jiǎn)圖之后，還應(yīng)該采用相應(yīng)的構(gòu)造方法保證其安全性。在結(jié)構(gòu)的實(shí)際施工中，結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)不單單是鋼節(jié)點(diǎn)或者鉸接點(diǎn)，要使得計(jì)算簡(jiǎn)圖的誤差在規(guī)定的允許范圍之內(nèi)。
2.3 計(jì)算結(jié)果要進(jìn)行準(zhǔn)確的分析
科技的發(fā)展也推動(dòng)建筑領(lǐng)域不斷的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)作為現(xiàn)在科技發(fā)展的集中產(chǎn)物，自然在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中也得到了廣泛的應(yīng)用。經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展，市場(chǎng)上的計(jì)算機(jī)軟件種類(lèi)和數(shù)量都大大提升，但問(wèn)題也隨之涌現(xiàn)出來(lái)，很多時(shí)候，統(tǒng)一種類(lèi)的計(jì)算數(shù)據(jù)在不用軟件中處理產(chǎn)生的結(jié)果并不一致。這就對(duì)計(jì)算數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確程度提出了嚴(yán)苛的校對(duì)要求，也對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的能力提出了更高水平的要求。在全面了解軟件的使用范圍和條件的基礎(chǔ)上，選擇最為合理準(zhǔn)確的軟件也成為設(shè)計(jì)人員必須完成的課題。與此同時(shí)，建筑結(jié)構(gòu)受到各種不可掌控的實(shí)際情況制約，與計(jì)算機(jī)得出的理想結(jié)果不能達(dá)到完全的吻合，因此在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的同時(shí)，設(shè)計(jì)人員的主導(dǎo)能力還是最為關(guān)鍵的。
3高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中關(guān)鍵要點(diǎn)分析
（1）扭轉(zhuǎn)問(wèn)題設(shè)計(jì)。要求高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須三心盡可能匯于一點(diǎn)，即建筑結(jié)構(gòu)的剛度中心、幾何形心、結(jié)構(gòu)重心三心合一。倘若在設(shè)計(jì)中未很好地做到三心匯聚一點(diǎn)，建筑易發(fā)生扭轉(zhuǎn)問(wèn)題，并在水平力作用下造成高層建筑結(jié)構(gòu)的毀壞。
（2）抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。高層建筑由于其具有樓層多，高度高的特點(diǎn)，因此相比較其他建筑，在建筑物表面更易改變風(fēng)的流動(dòng)性和空氣的動(dòng)力效應(yīng)。在樓層柔軟部分風(fēng)和空氣會(huì)產(chǎn)生動(dòng)力形式和靜力形式，并由此產(chǎn)生的震動(dòng)，會(huì)對(duì)樓層的墻體、裝飾結(jié)構(gòu)以及支撐結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，危害建筑的穩(wěn)定性，所以在進(jìn)行高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)該進(jìn)行抗風(fēng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，杜絕建筑物在自然因素的影響下留下隱患。
4高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題的有效對(duì)策
4.1合理設(shè)計(jì)平面布局
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，扭轉(zhuǎn)問(wèn)題出現(xiàn)的原因是由于三心未合一導(dǎo)致的建筑物質(zhì)量分布不均勻。所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員對(duì)高層建筑應(yīng)當(dāng)采用相對(duì)規(guī)則的圖形，例如正方形、矩形、圓形、正多邊形等較為簡(jiǎn)單、分布均衡的平面形式。盡量不采用L形、T形、十字形等復(fù)雜平面形式。在環(huán)境要求或結(jié)構(gòu)要求特殊情況下，應(yīng)當(dāng)根據(jù)相應(yīng)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，避免建筑結(jié)構(gòu)突出部分過(guò)大，同時(shí)盡量保證結(jié)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)性。
4.2優(yōu)化抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案
針對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)抗風(fēng)結(jié)構(gòu)存在的難點(diǎn)和問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化。一是基礎(chǔ)優(yōu)化。要保證高層建筑結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)性良好，首先要保證高層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)牢固。二是增加高層建筑耗能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)相應(yīng)非承重構(gòu)件利用耗能構(gòu)件如樓板、剪力墻等來(lái)抵消風(fēng)能對(duì)建筑的影響。三是減小水平荷載和風(fēng)力疊加對(duì)高層建筑的影響。四是增大結(jié)構(gòu)承載力和抗風(fēng)力。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)承載力驗(yàn)算和抗風(fēng)力驗(yàn)算，在此基礎(chǔ)上制定一個(gè)放大系數(shù)，進(jìn)一步保證高層結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)性能。
4.3優(yōu)化抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案
當(dāng)今高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)存在很多問(wèn)題和難點(diǎn)，結(jié)合相關(guān)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)了集中抗震結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方案。一是合理布置抗側(cè)力構(gòu)件。二是增加地基抗震能力。三是設(shè)計(jì)高性能剪力墻。高性能剪力墻的設(shè)計(jì)能夠有效地提高剪力墻在地震過(guò)程中吸收建筑內(nèi)力的能力，可以適當(dāng)增加墻體和樓板的剛度來(lái)控制建筑位移，達(dá)到抗震目的。四是進(jìn)行高層結(jié)構(gòu)構(gòu)件的簡(jiǎn)化和一體化。通過(guò)對(duì)扶壁、筒口、筒腳的簡(jiǎn)單化設(shè)置，達(dá)到相應(yīng)建筑物的對(duì)稱(chēng)。
4.4加強(qiáng)消防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
當(dāng)下很多大型火災(zāi)、恐怖襲擊等惡劣事件已經(jīng)讓高層建筑的消防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)面臨必須改善和加強(qiáng)的地步，但是消防設(shè)計(jì)應(yīng)該從消防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和使用期間消防規(guī)范來(lái)共同執(zhí)行。在高層建筑消防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)防火結(jié)構(gòu)間的距離控制，在符合當(dāng)?shù)氐牡匦螚l件基礎(chǔ)上，高層結(jié)構(gòu)在防火結(jié)構(gòu)間距離上可適當(dāng)加大處理。在材料使用上，可以盡量減少易燃材料的使用，同時(shí)增加耐火材料的運(yùn)用來(lái)達(dá)到防火目的。另外，良好的疏散系統(tǒng)是保證火災(zāi)發(fā)生之后減少人員損傷的重要保證。高層建筑的疏散系統(tǒng)呈垂直狀態(tài)，容易導(dǎo)致疏散效率不高的問(wèn)題出現(xiàn)。在消防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，可以通過(guò)設(shè)置雙通道疏散，增設(shè)防煙區(qū)、耐火區(qū)、避難層等設(shè)施來(lái)增加消防能力。同時(shí)，高層結(jié)構(gòu)可以通過(guò)設(shè)置相應(yīng)的隔離結(jié)構(gòu)來(lái)有效地控制火勢(shì)蔓延，增強(qiáng)建筑消防安全能力。
參考文獻(xiàn)：
[1]柳奕成.高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].江西建材，2014（04）：20-21.
【關(guān)鍵詞】高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；扭轉(zhuǎn)；受力性能；結(jié)構(gòu)方案；計(jì)算簡(jiǎn)圖
中圖分類(lèi)號(hào)：TU208 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
前言
高層建筑的出現(xiàn)是科技發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步、建筑行業(yè)提升的重要標(biāo)志，當(dāng)前，國(guó)家和城市發(fā)展越迅速，高層建筑的數(shù)量和層次就越高，很多大城市已經(jīng)開(kāi)始了超高層建筑的設(shè)計(jì)和施工，并已經(jīng)逐漸成為一種社會(huì)和行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。在這樣的趨勢(shì)下，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作就顯得尤為重要，在設(shè)計(jì)工作中要通過(guò)科學(xué)的手段、統(tǒng)籌的方法和高超的技巧將設(shè)計(jì)的合理性、安全性和需要的廣泛性和差異性有效地統(tǒng)合在一起，滿足從行業(yè)到社會(huì)，從個(gè)人到集體，從需要到發(fā)展等各方面的需要。當(dāng)前，各界為建筑行業(yè)提出了做好高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求，因此，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要了解高層建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，注意設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)，重點(diǎn)對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)和受力性能進(jìn)行關(guān)注，在堅(jiān)持安全、質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)的原則下，提升高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的水平。
一、高層建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
1、重視對(duì)待軸向變形。高層建筑中，由于豎向負(fù)荷較大的原因，可能會(huì)引起在柱中較大程度上的變形，從而對(duì)連續(xù)梁、彎矩產(chǎn)生比較大的影響，該影響包括兩個(gè)方面：一方面是，會(huì)增大端支座負(fù)彎矩的數(shù)值或者是增大跨中正彎矩的數(shù)值，另一方面是，減小連續(xù)梁中間支座的負(fù)彎矩值。除了這兩方面的影響外，還會(huì)影響預(yù)測(cè)構(gòu)件的側(cè)移和剪力，以及影響構(gòu)件的下料長(zhǎng)度，對(duì)于對(duì)構(gòu)件的側(cè)移和剪力的影響，將其和構(gòu)件豎向變形相比較，就會(huì)得出較為不安全的結(jié)果；對(duì)于對(duì)預(yù)測(cè)構(gòu)件下料長(zhǎng)度的影響，可以采取根據(jù)計(jì)算軸向變形數(shù)值，然后針對(duì)性的對(duì)下料長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整分配。
2、重要的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指標(biāo)是結(jié)構(gòu)延性。高層建筑和低層建筑的區(qū)別之一就是：在建筑結(jié)構(gòu)方面，高層建筑的結(jié)構(gòu)較柔和，同時(shí)也就保障在地震作用下高層建筑的變形更大。為了避免高層建筑在遭受較大沖擊后，在進(jìn)人高層建筑塑性變形階段的前提下，高層建筑仍可以具有較強(qiáng)的變形能力，也就是避免高層建筑的倒塌，需要在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)采取恰當(dāng)合理的措施，達(dá)到保障高層建筑結(jié)構(gòu)具有應(yīng)對(duì)較大沖擊的延性。
3、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的決定性因素是水平荷載。一方面，對(duì)于大多數(shù)的高層建筑樓房來(lái)說(shuō)，豎向荷載基本上是定值，而水平荷載，比如地震作用和風(fēng)負(fù)載，荷載值隨著高層建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的不同而發(fā)生較大程度上的浮動(dòng)變化；另一方面是，由于高層建筑樓房自身的重量和樓面引起的彎矩和軸力的數(shù)值，與建筑物的高度的一次方成正比，而水平荷載產(chǎn)生的傾覆力矩和引起的軸力與建筑物高度的二次方成正比。
三、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)
1、高層建筑的構(gòu)造措施
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要重點(diǎn)對(duì)剪力、壓力、柱體等相關(guān)結(jié)構(gòu)和特性進(jìn)行強(qiáng)化，同時(shí)要加強(qiáng)彎力矩的防護(hù)，提高拉力的大小，提升構(gòu)造梁的性能，要注意對(duì)薄弱部位的加強(qiáng)，特別重點(diǎn)考慮的構(gòu)造要點(diǎn)有：延性、溫度應(yīng)力、薄弱層厚度，鋼筋錨固長(zhǎng)度，抗震結(jié)構(gòu)層次等主要環(huán)節(jié)，要達(dá)到高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)合理化，就必須做好上述構(gòu)造方面的設(shè)計(jì)。
2、高層建筑結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖
計(jì)算簡(jiǎn)圖是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)的中要基礎(chǔ)，因此，需要選擇適宜的高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖。在計(jì)算簡(jiǎn)圖中要對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的剛節(jié)點(diǎn)和鉸節(jié)點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)把握，同時(shí)要控制計(jì)算簡(jiǎn)圖的誤差，使其限定在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的允許范圍中。在高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖的應(yīng)以中要對(duì)構(gòu)造的重點(diǎn)防護(hù)措施進(jìn)行強(qiáng)化，這樣有利于控制高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。
3、高層建筑結(jié)構(gòu)的方案
結(jié)構(gòu)方案的經(jīng)濟(jì)性、科學(xué)性和合理性是整個(gè)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，要采用高層建筑結(jié)構(gòu)的合理形式和經(jīng)濟(jì)形式，這樣可以使高層建筑結(jié)構(gòu)得主要性能和要求達(dá)到相應(yīng)的設(shè)計(jì)。在方案中要注意豎向和水平向的規(guī)則，同時(shí)，要注意在同一結(jié)構(gòu)單元內(nèi)不能應(yīng)用同樣結(jié)構(gòu)體系和方式，以避免高層建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問(wèn)題。
4、高層建筑的基礎(chǔ)方案
在高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)師要重點(diǎn)考慮高層建筑結(jié)構(gòu)的荷載分布、高層建筑工程的地質(zhì)條件、高層建筑的施工條件。設(shè)計(jì)高層建筑結(jié)構(gòu)時(shí)要重點(diǎn)考慮到對(duì)地基潛力的挖掘，因此，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段要對(duì)工程地質(zhì)勘查報(bào)告的內(nèi)容和技術(shù)參數(shù)進(jìn)行重點(diǎn)了解，以便形成具有科學(xué)性和合理性的高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)方案。
四、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求
1、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)則性
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)符合抗震概念設(shè)計(jì)的要求，應(yīng)采用規(guī)則的設(shè)計(jì)方案，不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的結(jié)構(gòu)體系。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該具備多道抗震防線；具有合理的承載力和剛度分布的結(jié)構(gòu)水平和豎向布置，避免因扭轉(zhuǎn)和突變效應(yīng)造成局部薄弱部位。
2、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的平面規(guī)則布置
高層建筑結(jié)構(gòu)平面布置需要能抵抗豎向和水平荷載，對(duì)稱(chēng)均勻，明確受力，傳力直接，減少扭轉(zhuǎn)的影響。在地震作用下，建筑的平面要簡(jiǎn)單規(guī)則，在風(fēng)力作用下可以適當(dāng)放寬要求。建筑的抗震設(shè)防要求建筑的平面形狀宜對(duì)稱(chēng)、簡(jiǎn)單、規(guī)則，才能達(dá)到減震的目的。
五、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題的防范和處理
1、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的扭轉(zhuǎn)問(wèn)題
在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，我們需要建筑的三心盡可能匯于一點(diǎn)，即三心合一。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的扭轉(zhuǎn)問(wèn)題就是指建筑的三心在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中未達(dá)到統(tǒng)一，結(jié)構(gòu)在水平荷載的作用下發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的效應(yīng)。
2、高層建筑結(jié)構(gòu)的受力性能
對(duì)于高層建筑物最初的方案設(shè)計(jì)，建筑師考慮更多的是應(yīng)該是它的受力性能，而不是詳細(xì)地確定它的具體結(jié)構(gòu)。沉降縫兩側(cè)單元層數(shù)不同時(shí)，由于高層的影響，低層的傾斜往往很大，因此沉降縫寬度可按高層單元的縫寬要求來(lái)確定。
3、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的其它問(wèn)題
一是，剪力墻的墻肢與其平面外方向的樓面梁連接時(shí)，應(yīng)采取在墻與梁相交處設(shè)置扶壁柱或暗柱，或在墻內(nèi)設(shè)置型鋼等至少一種措施，減小梁端部彎距對(duì)墻的不利影響。二是，對(duì)各抗震等級(jí)框支梁縱向鋼筋的最小配筋率提高了要求，同時(shí)增加了最小面積配箍率的要求。三是，嚴(yán)格要求各抗震等級(jí)剪力墻在各種情況下的厚度與層高。四是，地下室結(jié)構(gòu)的樓層側(cè)向剛度不應(yīng)小于相鄰上部結(jié)構(gòu)樓層側(cè)向剛度的2倍。
六、結(jié)束語(yǔ)
綜合全文，近些年我國(guó)的高層建筑建設(shè)行業(yè)迅速發(fā)展，而高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是高層建筑建設(shè)行業(yè)的關(guān)鍵因素，高層建筑建設(shè)行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，使得對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的要求越來(lái)越高。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量好壞直接影響到整個(gè)高層建筑是否具有安全性，直接影響到高層建筑建設(shè)行業(yè)是否達(dá)到可持續(xù)發(fā)展。本文從高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則人手，對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的概述，進(jìn)而引出高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的問(wèn)題，并對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)單的概括。
[參考文獻(xiàn)]
[1]蔣最.淺探高層建筑設(shè)計(jì)和城市空間合理化[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）
關(guān)鍵詞：高層建筑，結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)，要點(diǎn)
前言
高層建筑本身的特點(diǎn)決定著建筑結(jié)構(gòu)的特殊性，比如結(jié)構(gòu)復(fù)雜，建筑施工的工作量很大，施工的周期較長(zhǎng)等，所以，如果在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面發(fā)生問(wèn)題，不但會(huì)使得經(jīng)濟(jì)造成巨大的損失，而且也會(huì)危及人們的生命以及財(cái)產(chǎn)的安全，因此，我們要對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)嚴(yán)格把握，并且對(duì)工程施工的各種相關(guān)因素全面考慮，詳細(xì)的分析及把握影響建筑質(zhì)量的潛在問(wèn)題，從而采取有效的方法及措施進(jìn)行防治。
一、高層建筑結(jié)構(gòu)體系
1.高層建筑的剪力墻體系
在高層建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)體系中，其重要組成部分就是剪力墻，在高層建筑承受風(fēng)荷載或高層建筑承受地震作用方面，剪力墻有著積極性的作用。因?yàn)槠洳粌H對(duì)結(jié)構(gòu)中水平構(gòu)件所產(chǎn)生的豎向荷載能夠承擔(dān)，而且對(duì)外部因素所引起的振動(dòng)作用也能夠承擔(dān)。
2.高層建筑的框架―剪力墻體系
高層建筑中常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)體系就是框架―剪力墻體系，垂直荷載的力量是框架所能承受的，而剪力墻所承受的則是水平剪力。剪力墻的設(shè)置不僅能夠在很大程度上增強(qiáng)建筑的側(cè)向剛度，使其水平位移變小，而且還能夠使框架所受的力實(shí)現(xiàn)均勻分布。
3.高層建筑的筒體體系
高層建筑筒體結(jié)構(gòu)體系由框架―剪力墻結(jié)構(gòu)與全剪力墻結(jié)構(gòu)綜合演變和發(fā)展而來(lái)。筒體結(jié)構(gòu)體系是將剪力墻或密柱框架集中到建筑的內(nèi)部和而形成的空間封閉式的筒體。其特點(diǎn)是剪力墻集中而獲得較大的自由分割空間，目前在高層建筑中被廣泛應(yīng)用。
二、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析
1.選擇合理的結(jié)構(gòu)方案
高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅要具有較高的經(jīng)濟(jì)性，更要滿足使用性及合理性，因此在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，首先就要選取一種既可行又滿足較好經(jīng)濟(jì)性的結(jié)構(gòu)形式及體系。其中要注意如下問(wèn)題：首先在同一結(jié)構(gòu)單元中，最好不要混合使用不同的結(jié)構(gòu)體系，同時(shí)還要綜合考慮使用要求、地理環(huán)境及施工條件等實(shí)際情況，還要協(xié)調(diào)好建筑電氣及水暖等配套設(shè)施的設(shè)計(jì)，從而選擇最優(yōu)的建筑結(jié)構(gòu)體系。
2.選擇合適的基礎(chǔ)方案
綜合考慮高層建筑物的上層結(jié)構(gòu)類(lèi)型和地基的承受能力，對(duì)建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。盡量充分利用地基的承受強(qiáng)度，建筑合理的高度，必要時(shí)要求進(jìn)行地基變形的檢驗(yàn)。根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)調(diào)查結(jié)果，對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。建筑設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須要根據(jù)當(dāng)?shù)氐脑O(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，由于我國(guó)各個(gè)地方都會(huì)有自己地區(qū)規(guī)劃制定的《地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》，各個(gè)地區(qū)制定的規(guī)范對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)時(shí)有著非常重要的幫助。
3.選用適當(dāng)?shù)挠?jì)算方法及簡(jiǎn)圖
在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要注重相關(guān)計(jì)算方法的選擇，以保證強(qiáng)度等計(jì)算結(jié)果能夠滿足真實(shí)情況，從而更好的為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。此外，由于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是在結(jié)構(gòu)計(jì)算的基礎(chǔ)上開(kāi)展的，一旦計(jì)算方式不準(zhǔn)確，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果有誤，就會(huì)嚴(yán)重影響高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量，更可能造成安全事故的發(fā)生，并帶來(lái)巨大的損失，因此在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要注意相關(guān)計(jì)算方法的選擇及計(jì)算簡(jiǎn)圖的選取。同時(shí)，計(jì)算簡(jiǎn)圖還應(yīng)有相應(yīng)的構(gòu)造措施來(lái)保證。實(shí)際結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)不可能是純粹的鉸結(jié)點(diǎn)和剛結(jié)點(diǎn)，但與計(jì)算簡(jiǎn)圖的誤差應(yīng)在設(shè)計(jì)允許范圍之內(nèi)。
4.正確分析計(jì)算結(jié)果。
計(jì)算機(jī)技術(shù)是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中普遍采用的技術(shù)，但是隨著目前軟件種類(lèi)繁多，軟件的不同往往也會(huì)導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果的不同。所以，設(shè)計(jì)師要對(duì)程序的適用范圍以及條件進(jìn)行全面的了解才可。設(shè)計(jì)師在拿到計(jì)算結(jié)果時(shí)一定要對(duì)其認(rèn)真分析，并且慎重的校核，其原因是計(jì)算機(jī)在輔助設(shè)計(jì)時(shí)常常會(huì)因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)實(shí)際情況與程序不相符合，或人工輸入有誤，或軟件本身有缺陷從而導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果錯(cuò)誤，這就需要設(shè)計(jì)師以此做出合理判斷。
5.采取相應(yīng)的構(gòu)造措施
“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)壓弱拉原則”是在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要牢記的，并且一定要注意構(gòu)件的延性性能；對(duì)薄弱部位加強(qiáng)；對(duì)鋼筋的錨固長(zhǎng)度也要注意，更要注意的就是鋼筋的執(zhí)行段錨固長(zhǎng)度；同時(shí)對(duì)溫度應(yīng)力的影響力等也要考慮。
6.高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)
由于高層建筑的樓層數(shù)較高，特別是某些超高層建筑，如果遇到如地震等災(zāi)害時(shí)，其抗震能力得不到有效的保證，就使其變形及破壞力都會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)的大于其它類(lèi)型的建筑，因此要綜合多方面因素，全面的提升高層建筑的抗震能力。
首先要注重地基的選擇及設(shè)計(jì)，高層建筑最好應(yīng)建筑在土地較硬的地區(qū)，并遠(yuǎn)離河岸，同時(shí)還要注意，不要在斷層或地陷等較易發(fā)生地震的地區(qū)建造，如果地基選擇不合理很可能影響到其抗震能力。其次，在設(shè)計(jì)階段還要注重建筑材料的選取，將鋼筋與混凝土結(jié)合在一起的建筑形式主要是利用鋼筋與混凝土具有相似的膨脹系數(shù)，在任何環(huán)境下都不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的應(yīng)力，同時(shí)這兩者之間的粘結(jié)性很好，特別是將鋼筋表面預(yù)置肋條或在鋼筋的端部彎起彎鉤，可大大的提高鋼筋與混凝土之間的拉力，可以更好的提高建筑的強(qiáng)度及抵抗外力的能力，從而更好的滿足人們的使用要求。而在高層建筑的設(shè)計(jì)施工中會(huì)在框架結(jié)構(gòu)中融入一定的剪力墻結(jié)構(gòu)，從而更好的實(shí)現(xiàn)不同建筑的功能及相應(yīng)的強(qiáng)度要求。
結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，我國(guó)城市化建設(shè)速度的不斷加快，使得提高城市土地利用率的相關(guān)問(wèn)題越來(lái)越被社會(huì)所重視，與此同時(shí)，各種形式的高層建筑拔地而起，從而緩解了城市居民住房緊張問(wèn)題，但是由于高層建筑本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，決定著其相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須滿足一定的強(qiáng)度及使用要求，這對(duì)建筑設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。要想保證高層建筑施工質(zhì)量，首先在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段就要保證其設(shè)計(jì)方案完全符合國(guó)家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合其實(shí)際用途，抓住設(shè)計(jì)要點(diǎn)，并對(duì)較易發(fā)生的潛在問(wèn)題的設(shè)計(jì)進(jìn)行及時(shí)排除，確保施工方案得以順利的展開(kāi)，從而保證整體高層建筑的施工質(zhì)量，為人們的正常使用提供較高質(zhì)量的保障。
參考文獻(xiàn)
