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篇1

關(guān)鍵詞：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)方法；教學(xué)手段

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程的教學(xué)內(nèi)容涉及混凝土結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、結(jié)構(gòu)抗震等知識(shí)的綜合應(yīng)用，作為培養(yǎng)從事土木工程設(shè)計(jì)、施工、預(yù)算、招投標(biāo)工作的高級(jí)工程技術(shù)人才的土木工程專業(yè)，一般將高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程設(shè)置為一門專業(yè)限選課。土木工程專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)方向主要有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工程施工技術(shù)管理、預(yù)算和招投標(biāo)等崗位，這些工作崗位都與高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有密切聯(lián)系。土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)崗位的主要工作內(nèi)容已由多層建筑設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邔咏ㄖO(shè)計(jì)；從事土木工程施工管理工作，必須掌握高層建筑結(jié)構(gòu)的識(shí)圖與讀圖等知識(shí)，清楚高層建筑中哪些是主要受力構(gòu)件，哪些是構(gòu)造構(gòu)件，在施工過(guò)程中遇到一些簡(jiǎn)單的高層事故應(yīng)如何處理，等等，這些都有賴于該課程的學(xué)習(xí)；土木工程預(yù)算和招投標(biāo)管理工作中大量的分析計(jì)算都要靠計(jì)算機(jī)來(lái)完成，要求工作人員要在看懂圖紙（很多是高層建筑圖紙）的基礎(chǔ)上建立分析模型，做到不多算、不漏算，這也有賴于該課程的學(xué)習(xí)。工程專業(yè)開(kāi)設(shè)該課程的意義由此可見(jiàn)。但是，由于種種因素的影響，目前該課程教學(xué)中還存在不少現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。鑒于此，本文擬從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)方法、教學(xué)過(guò)程等方面探討高層建筑結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)改革問(wèn)題，希望能為該課程教學(xué)質(zhì)量的提高提供參考。

一、課程教學(xué)內(nèi)容規(guī)劃

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，土建行業(yè)對(duì)人才的要求特別是對(duì)學(xué)生工程素質(zhì)的要求越來(lái)越高，企業(yè)歡迎的是具有完備知識(shí)結(jié)構(gòu)又具備較強(qiáng)工程能力的人才。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程涉及很多計(jì)算，教學(xué)內(nèi)容十分豐富，但該課程的學(xué)時(shí)往往十分有限，因此，合理選擇教學(xué)內(nèi)容就顯得尤為重要。該課程教學(xué)內(nèi)容的選擇應(yīng)以應(yīng)用型人才能力培養(yǎng)為目標(biāo)，理論與實(shí)踐并重，并注意兼顧不同學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的學(xué)生。土木工程專業(yè)一般將該課程安排在大學(xué)四年級(jí)第一學(xué)期，主要內(nèi)容包括緒論、高層建筑結(jié)構(gòu)的體系與布置、高層建筑結(jié)構(gòu)的荷載和地震作用、高層建筑結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析和設(shè)計(jì)要求、框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、框架―剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、高層建筑地下室和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等，與先修課程混凝土結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)與砌體結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)工程、工程結(jié)構(gòu)抗震等有緊密聯(lián)系，也存在一定的內(nèi)容重復(fù)現(xiàn)象。為了保持教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)性，教師處理與已開(kāi)設(shè)課程重復(fù)的內(nèi)容時(shí)，應(yīng)做到“重復(fù)的內(nèi)容講差別，相似的內(nèi)容講典型，突出重點(diǎn)”[1]。例如：荷載計(jì)算部分的一些內(nèi)容與混凝土結(jié)構(gòu)課程的相關(guān)內(nèi)容相似，按照相似的內(nèi)容講典型的原則，對(duì)該部分內(nèi)容，教師應(yīng)重點(diǎn)講解高層建筑結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載計(jì)算（考慮風(fēng)震系數(shù)），而活荷載計(jì)算可不考慮不利布置；框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分的一些內(nèi)容，與混凝土結(jié)構(gòu)與砌體結(jié)構(gòu)等課程的相關(guān)內(nèi)容存在重復(fù)現(xiàn)象，按照重復(fù)的內(nèi)容講差別的原則，對(duì)該部分內(nèi)容，教師應(yīng)重點(diǎn)講解在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中如何調(diào)整位移比、周期比、軸壓比、相鄰層剛度比、層間位移角、層間受剪承載力比等高規(guī)參數(shù)；高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)部分的一些內(nèi)容，與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)工程課程存在內(nèi)容重復(fù)現(xiàn)象，按照重復(fù)的內(nèi)容講差別的原則，教師可重點(diǎn)講解高層建筑“筏板基礎(chǔ)”“樁基+筏板”設(shè)計(jì)中的常見(jiàn)錯(cuò)誤及其原因。

二、課程教學(xué)模式

在開(kāi)設(shè)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程時(shí)，學(xué)生已具備一定的專業(yè)技能，但綜合能力還有待提高。采用多元化教學(xué)模式是近年來(lái)該課程教學(xué)的主要特點(diǎn)之一。根據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程實(shí)踐性和操作性強(qiáng)的特點(diǎn)，教師應(yīng)以促進(jìn)學(xué)生提高實(shí)踐技能、掌握關(guān)鍵知識(shí)為主線，整合課程各個(gè)單元的教學(xué)內(nèi)容開(kāi)展任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)和項(xiàng)目導(dǎo)向教學(xué)，將“教、學(xué)、做”有機(jī)結(jié)合，著力體現(xiàn)應(yīng)用性、實(shí)踐性和開(kāi)放性的課程理念。將“教、學(xué)、做”一體化的教學(xué)模式有機(jī)融入教學(xué)過(guò)程，有利于處理“懂”與“會(huì)”的關(guān)系，學(xué)生可以先懂后會(huì)，也可以先會(huì)后懂或邊懂邊會(huì)。此外，教師還可以把課堂搬進(jìn)實(shí)驗(yàn)室、建筑設(shè)計(jì)院、工程施工現(xiàn)場(chǎng)等場(chǎng)所，廣泛開(kāi)展直觀教學(xué)，實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)與實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)的一體化，從而有效提升學(xué)生的綜合能力。

三、課程教學(xué)方法與教學(xué)手段

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程的教學(xué)環(huán)節(jié)分為課堂教學(xué)、PKPM軟件應(yīng)用、工程設(shè)計(jì)實(shí)踐和考核[2]。以下從四個(gè)方面探討該課程的教學(xué)改革。

(一)課堂教學(xué)

課堂教學(xué)應(yīng)以講解高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本設(shè)計(jì)理論、抗震規(guī)范、高層混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程等內(nèi)容為主；要有明確的教學(xué)目標(biāo)、有效的教學(xué)策略和具體的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)指標(biāo)；要注重學(xué)生興趣的培養(yǎng)和潛能的發(fā)掘與提升，廣泛開(kāi)展探究性學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)；要注意培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的觀念，力促學(xué)生自主發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程教學(xué)中，還應(yīng)做到課堂講授、自學(xué)、討論相結(jié)合，課內(nèi)學(xué)習(xí)與課外學(xué)習(xí)相結(jié)合，理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐環(huán)節(jié)相結(jié)合[3]。第一，課堂講授與自學(xué)相結(jié)合。教師在課堂教學(xué)中應(yīng)重點(diǎn)講授基本概念、基本原理和難點(diǎn)，并向?qū)W生指定課外自學(xué)的內(nèi)容和思考題，以培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，化解教學(xué)內(nèi)容多而課時(shí)有限的矛盾。第二，開(kāi)展課堂討論，啟發(fā)學(xué)生開(kāi)展積極的思維活動(dòng)[4]。大學(xué)生思想獨(dú)立性強(qiáng)，思維靈活，喜歡獨(dú)立思考問(wèn)題。因此，在全班或小組內(nèi)圍繞一個(gè)問(wèn)題開(kāi)展討論，讓學(xué)生各抒己見(jiàn)，相互啟發(fā)，有利于發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，充分提高教學(xué)效果。如在高層結(jié)構(gòu)選型內(nèi)容的教學(xué)中，可讓學(xué)生以某“高層設(shè)計(jì)采用哪種結(jié)構(gòu)體系較合理”為題在班級(jí)范圍內(nèi)開(kāi)展討論，讓學(xué)生在愉快的氛圍下通過(guò)主動(dòng)思考掌握高層結(jié)構(gòu)體系的有關(guān)知識(shí)。就課堂討論的方式來(lái)講，教師可先提出問(wèn)題，讓學(xué)生在小組討論的基礎(chǔ)上，選出代表到黑板前陳述意見(jiàn)，這樣既可活躍課堂氣氛，提高教學(xué)效果，也可提高學(xué)生的表達(dá)能力。第三，課內(nèi)學(xué)習(xí)與課外學(xué)習(xí)相結(jié)合。在每次課結(jié)束前，教師都應(yīng)向?qū)W生明確課后的復(fù)習(xí)內(nèi)容、預(yù)習(xí)內(nèi)容及思考題。對(duì)于較抽象的教學(xué)內(nèi)容，教師應(yīng)組織學(xué)生開(kāi)展課堂討論或課外學(xué)習(xí)小組（宜以宿舍為單位）討論。教師還可結(jié)合單元教學(xué)內(nèi)容，組織開(kāi)展以高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本理論知識(shí)和常規(guī)應(yīng)用為基礎(chǔ)的小型競(jìng)賽活動(dòng)，如PKPM建模大賽等，以鍛煉提高學(xué)生的知識(shí)運(yùn)用能力。第四，理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合。筆者的調(diào)查表明，很多學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中都感覺(jué)到“高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程”難以理解，難以聯(lián)系具體工程實(shí)例；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)只是停留在單個(gè)構(gòu)件上，不明確結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)的思路。因此，教師在教學(xué)中應(yīng)結(jié)合具體教學(xué)內(nèi)容引入工程實(shí)例，通過(guò)對(duì)工程實(shí)例的詳細(xì)講解，使學(xué)生加深對(duì)理論知識(shí)的理解，提高應(yīng)用能力。比如，對(duì)高層建筑常用的三種結(jié)構(gòu)，即框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架―剪力墻結(jié)構(gòu)，教師可借助實(shí)際工程項(xiàng)目，依次詳細(xì)講解抗側(cè)力構(gòu)件的布置、主要高規(guī)參數(shù)的控制、平面的布置、施工圖的繪制，通過(guò)實(shí)例講解使學(xué)生理清結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體思路，加深對(duì)規(guī)范條文的理解。需要說(shuō)明的是，教師教學(xué)中選用的案例可以來(lái)自企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐，也可來(lái)自教師指導(dǎo)學(xué)生完成的工程設(shè)計(jì)實(shí)踐項(xiàng)目。教師指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行工程設(shè)計(jì)實(shí)踐（包括結(jié)構(gòu)選擇、結(jié)構(gòu)建模、施工圖繪制等），是提高高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程教學(xué)質(zhì)量的有效手段。

(二)PKPM軟件應(yīng)用教學(xué)

PKPM軟件應(yīng)用教學(xué)的重點(diǎn)是理解和掌握高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本過(guò)程，主要有以下三個(gè)教學(xué)步驟：(1)結(jié)構(gòu)布置的講解與練習(xí)。在此步驟中，要通過(guò)講解和練習(xí)，使學(xué)生掌握運(yùn)用PKPM軟件建模的技巧，理解“抗規(guī)”關(guān)于結(jié)構(gòu)平面和豎向布置的基本要求。結(jié)構(gòu)平面布置要求平面形狀簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱、質(zhì)心和剛心重合[5]30−31；結(jié)構(gòu)豎向布置的要求主要是抗側(cè)力構(gòu)件沿豎向不突變等。(2)PKPM基本計(jì)算參數(shù)輸入練習(xí)。在此步驟中，應(yīng)要求學(xué)生按照相關(guān)要求，結(jié)合工程結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況輸入PKPM相關(guān)參數(shù)，并理解基本風(fēng)壓、基本雪壓、設(shè)計(jì)地震分組、抗震設(shè)防烈度、連梁剛度折減系數(shù)等參數(shù)的含義。(3)PKPM計(jì)算結(jié)果的分析判斷和參數(shù)調(diào)整。在此步驟中，應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)對(duì)計(jì)算結(jié)果的分析，判斷結(jié)構(gòu)的周期比、位移比、剪重比、相鄰層剛度比、軸壓比、整體穩(wěn)定是否滿足要求，并對(duì)不滿足要求的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。

(三)工程設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)

開(kāi)展高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程實(shí)踐教學(xué)，有利于學(xué)生強(qiáng)化工程概念和感性認(rèn)識(shí)，激發(fā)學(xué)習(xí)主動(dòng)性，提高創(chuàng)新能力。在工程設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)中，教師可以組織學(xué)生分組參觀調(diào)查當(dāng)?shù)匾呀ǜ邔咏ㄖ?，了解其?gòu)型、結(jié)構(gòu)體系、存在的施工問(wèn)題等；可以讓學(xué)生以小組為單位完成高層建筑的建模，如15層以下教學(xué)樓、辦公樓、賓館等框架結(jié)構(gòu)的建模，20層以下住宅樓等剪力墻結(jié)構(gòu)的建模，20層以下寫(xiě)字樓、公寓等框架―剪力墻結(jié)構(gòu)的建模。

(四)課程考核

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程的常規(guī)考核方法是筆試成績(jī)與平時(shí)成績(jī)相結(jié)合，但筆試成績(jī)一般占總成績(jī)的80%，這容易導(dǎo)致學(xué)生只重視理論而忽視實(shí)踐，不利于學(xué)生應(yīng)用能力的提高。該課程的考核應(yīng)著重考核學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，可采用筆試、上機(jī)操作、實(shí)踐環(huán)節(jié)相結(jié)合的考核方式。其中，筆試成績(jī)占總成績(jī)的50%，試卷的制作可參考國(guó)家“注冊(cè)結(jié)構(gòu)工程師專業(yè)資格”考試；上機(jī)操作成績(jī)占總成績(jī)的20%，可以給定房屋建筑平面圖和立面圖，讓學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)運(yùn)用PKPM軟件完成滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范要求的結(jié)構(gòu)建模；實(shí)踐環(huán)節(jié)成績(jī)占總成績(jī)的30%，內(nèi)容包括考察報(bào)告的撰寫(xiě)情況、在分組建模實(shí)踐教學(xué)中的表現(xiàn)等。

四、教學(xué)過(guò)程的組織

如前所述，在每次課結(jié)束前，教師都應(yīng)向?qū)W生明確課后的復(fù)習(xí)內(nèi)容、預(yù)習(xí)內(nèi)容及思考題，其中預(yù)習(xí)的內(nèi)容可以是參觀現(xiàn)有高層建筑結(jié)構(gòu)，調(diào)查了解其結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工中存在的問(wèn)題等，并形成文字。導(dǎo)入新課時(shí)，教師可用5分鐘左右的時(shí)間了解學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，并通過(guò)總結(jié)引出新課題。在講授新課的過(guò)程中，教師應(yīng)突出重點(diǎn)，把握難點(diǎn)，可按照理論講授―例題解析―學(xué)生練習(xí)―歸納總結(jié)的步驟組織教學(xué)。如在講解高層建筑的結(jié)構(gòu)體系時(shí)，可先分述每種結(jié)構(gòu)體系的概念，再舉例分析典型的結(jié)構(gòu)體系布置，然后讓學(xué)生畫(huà)出附近教學(xué)樓等高層建筑的結(jié)構(gòu)，最后歸納總結(jié)常見(jiàn)建筑結(jié)構(gòu)體系的選擇。課堂討論教學(xué)環(huán)節(jié)一般可采取學(xué)生自由發(fā)言與教師總結(jié)相結(jié)合的方式，而在安排有小組前期調(diào)研的情況下，應(yīng)緊緊圍繞小組代表的匯報(bào)發(fā)言開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)提問(wèn)。另外，教師在課堂教學(xué)中還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)到建筑設(shè)計(jì)院、工作室參觀實(shí)踐，以實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用，不斷提高學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力。例如，為了提高應(yīng)用型技術(shù)人才培養(yǎng)質(zhì)量，黃淮學(xué)院在其大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)園設(shè)置了建筑設(shè)計(jì)院校內(nèi)實(shí)踐基地，為土木工程、建筑工程等專業(yè)學(xué)生的工程實(shí)踐提供了良好的平臺(tái)，教師引導(dǎo)學(xué)生到這里結(jié)合教學(xué)內(nèi)容參觀實(shí)踐，無(wú)疑能夠有效地促進(jìn)學(xué)生實(shí)現(xiàn)所學(xué)理論知識(shí)的內(nèi)化和實(shí)踐應(yīng)用能力的提升。

作者:邵蓮芬 單位:黃淮學(xué)院

參考文獻(xiàn)：

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篇2

1.1樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與工程應(yīng)用現(xiàn)狀

樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是整個(gè)高層建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)部分，所以只有在樁基礎(chǔ)施工完成后，才能夠進(jìn)行上層建筑的施工，樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)不僅關(guān)乎整個(gè)工程的施工質(zhì)量、安全性，對(duì)于施工進(jìn)度還有很大的影響。目前使用比較多的是豎向荷載作用下的樁基礎(chǔ)，在豎向荷載的作用下，樁與土之間會(huì)相互作用，對(duì)于樁基的設(shè)計(jì)會(huì)產(chǎn)生很大的影響。在以往的樁基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)中，試樁和靜載試驗(yàn)的結(jié)果都無(wú)法滿足設(shè)計(jì)的要求標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)師在對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整之后，意圖通過(guò)加密樁的方式來(lái)進(jìn)行調(diào)整，這種情況下，靜載的試驗(yàn)結(jié)果會(huì)高于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)很多，雖然在安全性方面可以保證，但是經(jīng)濟(jì)系數(shù)卻大大的提高。這種矛盾的現(xiàn)象需要不斷的改善，如果超過(guò)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)太多就需要重新進(jìn)行試樁，但是建設(shè)的周期也相應(yīng)的延長(zhǎng)，會(huì)影響到整個(gè)工程的建設(shè)進(jìn)度。如果在靜載試驗(yàn)結(jié)果出來(lái)之后再進(jìn)行樁基的設(shè)計(jì)工作，既不利于建設(shè)周期，同時(shí)也無(wú)法滿足建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)。所以目前急需解決的就是如何縮短靜載試驗(yàn)與試樁設(shè)計(jì)之間的差距，并且對(duì)單樁靜載試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步研究，盡量將各項(xiàng)參數(shù)預(yù)估的更加精確。

1.2樁基礎(chǔ)簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)分析

由于高層建筑龐大的工程會(huì)對(duì)基礎(chǔ)部分造成巨大的作用，所以基礎(chǔ)工程需要能夠程序較大的荷載，埋深都較大。而在現(xiàn)階段，在很多的高層建筑中，都會(huì)有人防工程或者是地下停車場(chǎng)等結(jié)構(gòu)需求，所以在進(jìn)行基礎(chǔ)工程施工時(shí)，需要耗費(fèi)大量的材料，并且施工技術(shù)比較復(fù)雜，耗費(fèi)的工期較長(zhǎng)。一般情況下，能夠直接建設(shè)在堅(jiān)硬巖石上的建筑并不多，所以大部分的基礎(chǔ)工程都會(huì)采用鋼筋混凝土片筏式基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)以及樁基礎(chǔ)。由于樁基礎(chǔ)的承載力較大，具有良好的穩(wěn)定性，并且在沉降差較小的情況能夠保持的比較均勻，這些特點(diǎn)都決定了其能夠承受較強(qiáng)的水平力以及上拔力，在動(dòng)荷載方面的性能較好，所以在基礎(chǔ)工程中應(yīng)用的比較廣泛。在高層建筑結(jié)構(gòu)中，上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)之間會(huì)相互產(chǎn)生作用力，從這個(gè)問(wèn)題來(lái)看，在傳統(tǒng)的計(jì)算中存在很多的假定，都可以利用在樁和土之間的作用力上。在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)算法中有一種Winker的假定，這種假定主要是針對(duì)地基的反力系數(shù)法，其中把土體對(duì)樁造成的反力作用簡(jiǎn)化成單純的反力系數(shù)作用于樁上，這是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)算法中針對(duì)于樁土作用力問(wèn)題在理論層面從沒(méi)有通過(guò)的。高層建筑中各個(gè)部分之間產(chǎn)生的作用力，應(yīng)該將樁、土以及結(jié)構(gòu)作為一個(gè)整體來(lái)進(jìn)行考慮。通過(guò)上述分析可知，如果利用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)算計(jì)來(lái)解決現(xiàn)實(shí)中的這些問(wèn)題還具有很大的困難。而從目前的現(xiàn)狀來(lái)看，就分析的手法而定，還有有限元法的前景比較廣闊，通過(guò)有限元數(shù)值模型能夠?qū)ν馏w材料性質(zhì)的空間差異性、力學(xué)響應(yīng)的非線性，復(fù)雜的幾何邊界條件等進(jìn)行詳細(xì)的分析，并且還可以通過(guò)數(shù)值技術(shù)對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行模擬，將施工過(guò)程中可能會(huì)遇到的各種耦合性因素都模擬出來(lái)，在編程以及電算方面都具有較強(qiáng)的效率，并且簡(jiǎn)化了樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的工作量，具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。

2高層建筑結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)措施

2.1“樁土分離模式”進(jìn)行單樁簡(jiǎn)化

在進(jìn)行單樁計(jì)算時(shí)，可以通過(guò)有限元分析來(lái)達(dá)到簡(jiǎn)化的目的。因?yàn)閭鹘y(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算方法采用的都是不同程度回避樁土結(jié)構(gòu)間的相互作用，對(duì)其不做過(guò)多的考慮。比如使用地基反力系數(shù)法把土地對(duì)樁的反作用力等復(fù)雜因素通過(guò)Winker進(jìn)行假定，認(rèn)為其僅僅為單純的反力系數(shù)作用于樁上。而有限元分析卻可以綜合考慮這些客觀存在的事實(shí)條件。它可以對(duì)力學(xué)響應(yīng)的非線性、土地材料性質(zhì)的空間差異性和比較復(fù)雜的幾何邊界條件進(jìn)行綜合分析等，不僅求解力學(xué)問(wèn)題簡(jiǎn)便，同時(shí)便于二次開(kāi)發(fā)，相較傳統(tǒng)的計(jì)算理論有明顯的優(yōu)勢(shì)。因此，對(duì)單樁的簡(jiǎn)化分析采取的是將樁和土分別劃分單元的方法，要注意這兩種單元也不是固定不變的，在它們其中還可以細(xì)化設(shè)置單元。在利用有限元進(jìn)行單樁簡(jiǎn)化分析時(shí)，要特別注意單元尺寸的選取對(duì)計(jì)算結(jié)構(gòu)的影響。其實(shí)有時(shí)候，單元數(shù)量會(huì)劃分的特別巨大，從而造成計(jì)算的困難，因此在實(shí)際操作中，可以適當(dāng)刪繁就簡(jiǎn)，抓住主要部分，以提高工作效率。

2.2“樁土復(fù)合模式”進(jìn)行群樁簡(jiǎn)化

在進(jìn)行計(jì)算時(shí)，可以通過(guò)有限元分析的方法來(lái)模擬樁的沉降和荷載關(guān)系，以達(dá)到簡(jiǎn)化算法的目的。在實(shí)際中，通過(guò)群樁基礎(chǔ)規(guī)范法計(jì)算出來(lái)的沉降和實(shí)際荷載作用下的沉降相比，其值要大得多。為了盡量使其值接近且簡(jiǎn)化運(yùn)算，可以采用將垂直于樁軸線的樁同作用的平面作為各向同性的面，把樁土三維結(jié)構(gòu)體系作為橫觀各向同性體。依據(jù)樁土各自的彈性模量和泊松比以及樁土這兩種材料復(fù)合成新的橫觀各向同性體的九個(gè)材料參數(shù)（其中只有五個(gè)材料參數(shù)是獨(dú)立的），用等效復(fù)合體模型計(jì)算樁土荷載沉降反應(yīng)分析。同時(shí)要注意群樁上面作用荷載的特點(diǎn)與單樁靜力試樁有很大的差別，這點(diǎn)不在贅述。對(duì)計(jì)算的簡(jiǎn)化，可以通過(guò)下面的方法來(lái)達(dá)到：把等效復(fù)合體模型的參數(shù)計(jì)算編成程序，修改樁、土的五個(gè)參數(shù)，在matlab軟件上運(yùn)行即可得到復(fù)合模型的九個(gè)參數(shù)。計(jì)算時(shí)需注意xoz平面是各向同性的平面。因此，在實(shí)際中可以證明，該種方法模擬的樁基沉降，比著規(guī)范上要精確許多，在工程實(shí)測(cè)中有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

3結(jié)束語(yǔ)

篇3

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

1 引言

目前隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及人口數(shù)量的日益激增，城市化進(jìn)程不斷加快，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，而且城鎮(zhèn)居民對(duì)住房要求也在不斷提高。因此為了節(jié)約稀缺的土地資源城市建筑開(kāi)始向高空和地下方向發(fā)展，由于采光性好、通風(fēng)順暢、公用設(shè)施和市政管網(wǎng)的開(kāi)發(fā)周期短、市政投資少等優(yōu)點(diǎn)，高層建筑日益成為城市建筑的主流方向。然而當(dāng)前在我國(guó)高層建筑工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于設(shè)計(jì)人員短缺，缺乏扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)、豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、基本的道德素質(zhì)等原因，往往造成高層建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)建筑的高寬比過(guò)大，底層層高太高而二層及以上各層層高均較小，樓板不連續(xù)，縱橫兩個(gè)方向剛度差異較大，單棟建筑的長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，呈T字型或Y字型不規(guī)則平面且連接處（腰部）樓板有效寬度很小，樓層局部托柱轉(zhuǎn)換，頂層樓中樓無(wú)剪力墻，躍層樓板開(kāi)洞率較大，局部地下室出露地面，地下室頂板開(kāi)大洞，地下室頂板存在較大高差，局部樓層挑空無(wú)樓板等問(wèn)題，繼而給高層建筑結(jié)構(gòu)埋下了安全隱患，危害到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此為了避免上述問(wèn)題的發(fā)生，必須加強(qiáng)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題的分析與研究。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)

由于高層建筑結(jié)構(gòu)建筑面積大，高度較高還具有地下室等特點(diǎn)，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮水平荷載、軸向和側(cè)向變形以及結(jié)構(gòu)延性等問(wèn)題。

2.1 水平荷載為主導(dǎo)性因素

一般來(lái)說(shuō)在水平荷載作用下，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩和軸力，都是與建筑結(jié)構(gòu)高度的兩次方成正比。因此對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，當(dāng)受到水平荷載，如風(fēng)荷載和地震作用時(shí)，其傾覆力矩和軸力等數(shù)值會(huì)發(fā)生較大幅度的變化，繼而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的失效破壞。

2.2 軸向與側(cè)向變形大

由于高層建筑的自重和樓面使用荷載較大，因此高層建筑的柱子要承受很大的豎向荷載，在柱中產(chǎn)生較大的軸向變形，繼而影響結(jié)構(gòu)體系中連續(xù)梁彎矩值、構(gòu)件剪力和側(cè)移、預(yù)制構(gòu)件的下料長(zhǎng)度等值的大小，比如連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值減小，跨中正彎矩之和端支座負(fù)彎矩值增大。

高層建筑的高度較大，在較小的水平荷載作用下結(jié)構(gòu)都會(huì)產(chǎn)生較大的側(cè)向變形，因此高層建筑的側(cè)向變形也不容忽視。

2.3 高層建筑結(jié)構(gòu)的延性要求

由于高層建筑結(jié)構(gòu)相對(duì)于較低的建筑結(jié)構(gòu)具有較大的軸向和側(cè)向變形，因此為了避免結(jié)構(gòu)在較小的荷載作用下就發(fā)生破壞，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到高層建筑結(jié)構(gòu)的延性要求，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，避免結(jié)構(gòu)整體發(fā)生倒塌。

3 優(yōu)化高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要措施

鑒于高層建筑結(jié)構(gòu)體系的特殊性與復(fù)雜性，在對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)時(shí)要充分依據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)的基本特點(diǎn)，進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

3.1高層建筑要選擇合理的結(jié)構(gòu)類型

一般來(lái)說(shuō)高層建筑主要有框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)、框筒結(jié)構(gòu)以及筒中筒結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)類型，在對(duì)高層建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要確保結(jié)構(gòu)的安全首先必須選擇合理的結(jié)構(gòu)類型。

一、剪力墻體系

剪力墻體系是一種抵抗豎向荷載引起的軸向作用，和風(fēng)、地震等水平荷載引起的剪切彎曲作用的結(jié)構(gòu)單元，即結(jié)構(gòu)體系的受力主體為平面剪力墻。一般來(lái)說(shuō)剪力墻體系整體性好、剛度大，傳力直接均勻，抗倒塌能力強(qiáng)，在水平荷載作用下側(cè)向變形小，承載力要求較容易滿足，房屋內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)梁、柱外露的情況，但是平面布置不靈活，結(jié)構(gòu)自重比較大。

一般來(lái)說(shuō)，高層住宅建筑由于其使用功能上的特點(diǎn)，要求在平面內(nèi)布置許多縱、橫內(nèi)隔墻，而剪力墻結(jié)構(gòu)由于其承重和抗側(cè)力功能與建筑使用功能自然地適應(yīng)，使發(fā)揮結(jié)構(gòu)作用的剪力墻與發(fā)揮分隔作用的縱、橫內(nèi)隔墻有可能統(tǒng)一在一起，所以剪力墻結(jié)構(gòu)體系是一種非常適合高層建筑的結(jié)構(gòu)形式。

二、框架-剪力墻體系

為了充分發(fā)揮框架結(jié)構(gòu)平面布置靈活和剪力墻結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度大的特點(diǎn)，當(dāng)建筑物需要有較大空間，且高度超過(guò)了框架結(jié)構(gòu)的合理高度時(shí)，可采用框架和剪力墻共同工作的結(jié)構(gòu)體系?？蚣?剪力墻體系以框架結(jié)構(gòu)為主，以剪力墻為輔助補(bǔ)救框架結(jié)構(gòu)的不足的半剛性結(jié)構(gòu),剪力墻承擔(dān)大部分的水平荷載，框架以負(fù)擔(dān)豎向荷載為主?？蚣芤患袅w系的位移曲線呈彎剪型。剪力墻的設(shè)置，增大了結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度，使建筑物的水平位移減小，同時(shí)框架承受的水平剪力顯著降低且內(nèi)力沿豎向的分布趨于均勻，所以框架一剪力墻體系的能建高度要大于框架體系。

三、筒體結(jié)構(gòu)

筒體結(jié)構(gòu)就是將筒體作為結(jié)構(gòu)體系的抗側(cè)力構(gòu)件，根據(jù)筒體形式的不同可以分為單筒體、筒體一框架、筒中筒、多束筒等多種型式。筒體結(jié)構(gòu)是由框剪結(jié)構(gòu)與全剪結(jié)構(gòu)演變發(fā)展出來(lái)的，它將剪力墻集中到房屋的內(nèi)部或外部，形成封閉的筒體。筒體體系具有很大的剛度和強(qiáng)度，在水平荷載作用下好像一個(gè)豎向懸臂空心柱體，各構(gòu)件受力比較合理，抗扭性能、抗風(fēng)、抗震能力很強(qiáng)，往往能夠應(yīng)用于大跨度、大空間或超高層建筑中。

3.2 結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具有合理的荷載傳遞途徑

在對(duì)高層建筑的樓面、屋面、梁板以及柱子、墻體等結(jié)構(gòu)的布置時(shí)，要考慮荷載的傳遞路徑，盡量傳力直接，盡量貫通連續(xù)，做到荷載的傳遞路徑最短，使荷載只經(jīng)歷一到兩次轉(zhuǎn)換就能傳遞到下部結(jié)構(gòu)，進(jìn)而避免柱子、承重墻等豎向構(gòu)件之間，由于重力等荷載作用發(fā)生應(yīng)力的二次轉(zhuǎn)移。

3.3 提高高層建筑結(jié)構(gòu)的承載能力和變形能力

高層建筑結(jié)構(gòu)不僅要滿足規(guī)范規(guī)定的整體穩(wěn)定、水平位移、強(qiáng)度延性等要求，在條件允許的情況下還要盡量提高其承載能力和變形能力。因此對(duì)高層建筑來(lái)說(shuō)，在合理選擇結(jié)構(gòu)形式的同時(shí)，還要做好鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、組合結(jié)構(gòu)等建筑材料的選擇，保證高層建筑的用材塑性內(nèi)力重分布能力較好，能在一定程度上吸收和耗散地震能量，且變形能力應(yīng)足夠好，以保證在剪力墻發(fā)揮抗震作用前不失效。

此外，高層建筑結(jié)構(gòu)體系還要有必要的贅余度和內(nèi)力重分配的功能，即在整體結(jié)構(gòu)或部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件已經(jīng)發(fā)生破壞，退出工作的情況下，其余構(gòu)件仍具有較好的抗震能力或承載能力，能夠承擔(dān)部分甚至全部的豎向和水平荷載，防止整體結(jié)構(gòu)失效或失穩(wěn)。

篇4

建筑設(shè)計(jì)在進(jìn)行高層居民建筑墻建筑時(shí)，在建筑斷肢結(jié)構(gòu)墻之前，必須滿足以下的幾個(gè)條件：一方面，在對(duì)結(jié)構(gòu)墻進(jìn)行地震設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該確保斷肢結(jié)構(gòu)墻所承擔(dān)的最低層振底部地震的破壞力不能超過(guò)種地不的一半；另一方面，對(duì)于斷肢結(jié)構(gòu)墻的下限，在斷肢結(jié)構(gòu)墻數(shù)量較少的情況下，如果不能滿足底部地震抗拒力，應(yīng)該把斷肢結(jié)構(gòu)墻當(dāng)作一般結(jié)構(gòu)墻來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)；最后，如果在結(jié)構(gòu)墻的結(jié)構(gòu)中，只存在少數(shù)的小墻枝，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該對(duì)小墻枝進(jìn)行一半的結(jié)構(gòu)墻處理。

2高層居民建筑短肢結(jié)構(gòu)墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

對(duì)高層建筑斷肢結(jié)構(gòu)墻進(jìn)行結(jié)構(gòu)墻的設(shè)計(jì)之前，首先要對(duì)建筑的整體的結(jié)構(gòu)墻進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)劃，以確保合理、足夠長(zhǎng)度的長(zhǎng)肢結(jié)構(gòu)墻與短肢結(jié)構(gòu)墻共同構(gòu)建高層建筑。設(shè)計(jì)師在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該對(duì)短肢墻進(jìn)行異形柱的設(shè)計(jì)，也就是斷肢結(jié)構(gòu)墻的變形特征框剪結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)師在經(jīng)過(guò)準(zhǔn)確的計(jì)算以及測(cè)量后，僅僅只有結(jié)構(gòu)墻的結(jié)構(gòu)形式符合短肢架構(gòu)墻的條件而且應(yīng)該將結(jié)構(gòu)墻的參數(shù)設(shè)定為段式結(jié)構(gòu)強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)。由于是在居民建筑房間的間隔墻教會(huì)胡設(shè)置成斷肢結(jié)構(gòu)墻，因?yàn)槭且罁?jù)建筑間隔墻的位置進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)所以斷肢結(jié)構(gòu)強(qiáng)對(duì)建筑產(chǎn)生不了阻礙。在短肢墻輸兩天不變的情況下，應(yīng)該根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的抗壓力進(jìn)行確定。不要把斷肢結(jié)構(gòu)墻設(shè)計(jì)的過(guò)多或者過(guò)少，這樣都會(huì)使建筑變得太過(guò)軟或硬，要堅(jiān)持適度的原則，而且短肢墻的布置要均勻，以保障建筑結(jié)構(gòu)鋼心與質(zhì)心相統(tǒng)一。在某些情況下，往往會(huì)出現(xiàn)高層民居進(jìn)駐負(fù)荷過(guò)重或者是造型不規(guī)則的情況，斷肢結(jié)構(gòu)強(qiáng)應(yīng)該被設(shè)計(jì)在平面之外的邊角或者是建筑結(jié)構(gòu)的周邊，進(jìn)而使建筑架構(gòu)的整體性穩(wěn)固，保持結(jié)構(gòu)剛度的適度。另外，應(yīng)該保證墻肢的厚度薄厚適宜，使間隔墻的表面沒(méi)有突出的墻肢。最后，設(shè)計(jì)師要按照高層居民建筑平面抗側(cè)剛度的標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)適合的中心剪力搶在高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)中。

3高層居民建筑短肢結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)

3.1對(duì)短肢墻的軸壓比進(jìn)行合理的控制

現(xiàn)階段，在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中，如果短肢結(jié)構(gòu)墻在負(fù)荷的作用下，小偏差的條件下，說(shuō)明短肢結(jié)構(gòu)墻的延差，如果是大的偏壓就是在大的軸壓的情況下。因此，在進(jìn)行施工建筑時(shí)，要特別關(guān)注混凝土的約束力以及裂縫情況。

3.2提高短肢結(jié)構(gòu)墻的抗震性能

高層居民的建筑結(jié)構(gòu)中，建筑的外邊緣、角點(diǎn)的短肢結(jié)構(gòu)墻的抗震性能相對(duì)較弱，在地震來(lái)臨的時(shí)候就會(huì)遭到破壞。在高層短肢結(jié)構(gòu)發(fā)生變形時(shí)，結(jié)構(gòu)墻原有的變形就會(huì)得到加劇，進(jìn)而導(dǎo)致墻體的裂縫。在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，設(shè)計(jì)師應(yīng)該著重注意短肢結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)性能，采取科學(xué)合理的措施進(jìn)行有效的防范。比如：設(shè)計(jì)師應(yīng)該減少高層建筑邊角周圍短肢結(jié)構(gòu)墻的軸壓比例，增加鋼筋的配筋率，適當(dāng)?shù)膶?duì)小墻肢的抗震能力進(jìn)行加強(qiáng)，以保障建筑結(jié)構(gòu)的安全與實(shí)用。

3.3正確判斷短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)內(nèi)梁的屬性

在短肢結(jié)構(gòu)墻的墻梁設(shè)計(jì)過(guò)程中，假如墻開(kāi)洞時(shí)墻梁的跨高比小于五，應(yīng)該依據(jù)梁的實(shí)行對(duì)梁進(jìn)行設(shè)計(jì)。在墻梁跨高比大于五的情況下，應(yīng)該依據(jù)框架梁進(jìn)行設(shè)計(jì)。因?yàn)楦邔蛹抑鹘Y(jié)構(gòu)的整個(gè)剛度以及抗側(cè)度都是受到短肢墻墻梁的剛度影響的，因此，有關(guān)短肢墻梁的截面選擇、梁的配筋以及設(shè)計(jì)都必須科學(xué)合理，進(jìn)而提高建筑結(jié)構(gòu)抗震性能。在高層居建筑短肢結(jié)構(gòu)墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，建筑設(shè)計(jì)師可以對(duì)短肢墻的剛度進(jìn)行適當(dāng)?shù)臏p少，使短肢墻的設(shè)計(jì)符合梁截面的要求，以保障短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性。

4結(jié)語(yǔ)

篇5

一是層數(shù)和高度的增加，豎向荷載也不斷加大，墻、柱結(jié)構(gòu)面積也隨之相應(yīng)的增加。二是由于高度的增加，超限結(jié)構(gòu)的水平荷載急劇增長(zhǎng)，風(fēng)力隨著各層作用點(diǎn)高度的增加而不斷加大，重力荷載代表值、各層作用點(diǎn)高度及構(gòu)件截面剛度也會(huì)導(dǎo)致地震作用的加大，結(jié)構(gòu)受力的主要思想因素來(lái)自于水平荷載。三是隨著高層建筑層數(shù)的增加，所累加的效應(yīng)也會(huì)越來(lái)越明顯。而且在這其中還會(huì)由于壓縮變形差而導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)附加彎矩、傾覆彎矩所產(chǎn)生附加軸力，這也是超限結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)不可忽視的重要因素。四是層數(shù)的增加，導(dǎo)致需要調(diào)整的系數(shù)也加大，構(gòu)件內(nèi)力變形、位移值和位移比的控制難度都會(huì)有所增加，從而需要對(duì)其抗震等級(jí)進(jìn)行提高。

2高層建筑結(jié)構(gòu)超限設(shè)計(jì)的主體因素

2.1基于性能的抗震設(shè)計(jì)能否滿足抗震性能目標(biāo)

在高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，通常分為小震、中震和大震作用下的抗震設(shè)計(jì)，計(jì)算分析方法也具有一定的區(qū)別。通常利用振型分解反應(yīng)法或是彈性動(dòng)力時(shí)程法來(lái)對(duì)小震作用進(jìn)行計(jì)算分析；而中震則利用彈性計(jì)算和結(jié)構(gòu)構(gòu)件屈服判斷分析法來(lái)對(duì)其抗震性能進(jìn)行計(jì)算；在大震設(shè)計(jì)時(shí)，則利用靜力彈塑性一Pushover推覆分析及動(dòng)力彈塑性來(lái)對(duì)進(jìn)行計(jì)算。利用這些計(jì)算方法可以有效的對(duì)各階段所要實(shí)現(xiàn)的抗震目標(biāo)進(jìn)行判斷，確保結(jié)構(gòu)的安全性。

2.2考慮可能的風(fēng)載作用控制并驗(yàn)算風(fēng)作用下舒適度

通常情況下在對(duì)抗震超限審查項(xiàng)目中并不包括風(fēng)荷載作用。但對(duì)于高層超限結(jié)構(gòu)工程來(lái)講，由于其高度與正常高層建筑的高度超出較多，這就會(huì)導(dǎo)致風(fēng)起到較大的控制作用。所以需要在高層超限結(jié)構(gòu)中對(duì)風(fēng)載進(jìn)行必要的分析。在具體分析過(guò)程中，需要通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)的數(shù)據(jù)對(duì)超高層建筑受相鄰超高層建筑物風(fēng)擾的影響進(jìn)行分析，根據(jù)其橫風(fēng)作用的大小來(lái)采取必要的控制措施。在對(duì)橫風(fēng)和順風(fēng)作用進(jìn)行超限計(jì)算時(shí)，需要將兩個(gè)方向的風(fēng)壓值都要與放大系數(shù)1.3相乘，從而計(jì)算出相應(yīng)的位移和強(qiáng)度，從而進(jìn)一步對(duì)可能起控制的橫向風(fēng)作用進(jìn)行有效控制，確保在風(fēng)作用下高層超限結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最佳舒適度。

2.3根據(jù)高層超限結(jié)構(gòu)構(gòu)件和剛度需求分析溫差效應(yīng)

目前高層結(jié)構(gòu)采用的都為豎向構(gòu)件筒體，樁截面和剛度都較大，這就導(dǎo)致就會(huì)導(dǎo)致在混凝土澆筑過(guò)程中樓蓋梁板在水平方向上溫差變形會(huì)有較大的約束力產(chǎn)生。從而導(dǎo)致相應(yīng)約束力產(chǎn)生，即水平溫差效應(yīng)。所以在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中需要對(duì)混凝土終凝時(shí)的溫度差值所可能對(duì)結(jié)構(gòu)帶來(lái)的附加內(nèi)力影響進(jìn)行充分的考慮。

2.4針對(duì)超限分析要考慮混凝土徐變收縮對(duì)結(jié)構(gòu)的影響

混凝土自身固徐變收縮的特性，但鋼結(jié)構(gòu)則不存在這個(gè)問(wèn)題，但當(dāng)混凝土附著在鋼結(jié)構(gòu)上時(shí)，隨著時(shí)間的持續(xù)，則會(huì)導(dǎo)致徐變變形的發(fā)生。同時(shí)作為超限高層建筑，由于其豎向構(gòu)件高度較大，這就會(huì)導(dǎo)致其徐變變形累計(jì)數(shù)量較大，而且同時(shí)還會(huì)有收縮變形發(fā)生，在這兩種疊加變形的作用下，會(huì)導(dǎo)致超高層建筑豎向構(gòu)件后期的塑性變形達(dá)到較大的一個(gè)量級(jí)，導(dǎo)致其超出荷載直接發(fā)生彈性變形，從而對(duì)部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件或是非結(jié)構(gòu)構(gòu)件帶來(lái)較大的影響。所以在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要對(duì)這種徐變收縮進(jìn)行量化分析，對(duì)其可能導(dǎo)致的不利影響進(jìn)行評(píng)估，根據(jù)分析的結(jié)果來(lái)對(duì)是否需要采用相應(yīng)的對(duì)策進(jìn)行判斷，確保超限高層建筑的質(zhì)量。

3高層建筑結(jié)構(gòu)超限設(shè)計(jì)中主體問(wèn)題的解決措施

對(duì)于超限高層建筑，其對(duì)于抗震性能進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要采用科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方法從而對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)在大、中、小三個(gè)地震級(jí)別的抗震性能進(jìn)行具體的分析和判斷，對(duì)于豎向荷載及風(fēng)載的作用，則需要在設(shè)計(jì)和計(jì)算時(shí)確保所選擇的方法的規(guī)范性。從而有效的確保結(jié)構(gòu)構(gòu)件的彈性，確保其在小需作用下結(jié)構(gòu)具有良好的彈性和完好性，不會(huì)有損傷發(fā)生，使結(jié)構(gòu)在小震中具有較好的抗震性能。在對(duì)中震作用下結(jié)構(gòu)的彈性進(jìn)行計(jì)算時(shí)，需要利用地震反應(yīng)譜曲線來(lái)對(duì)中震彈性進(jìn)行計(jì)算，由于需要在計(jì)算中對(duì)各項(xiàng)系數(shù)進(jìn)行確定，所以可以將荷載、材料及城市承載力調(diào)整等各項(xiàng)系數(shù)都取1.0為準(zhǔn)，而在計(jì)算過(guò)程中可以不對(duì)地震作用下內(nèi)力放大調(diào)整進(jìn)行考慮，其標(biāo)準(zhǔn)值可以根據(jù)材料的強(qiáng)度來(lái)進(jìn)行選取，以構(gòu)件地震作用組合效應(yīng)小于強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的抗震承載力為標(biāo)準(zhǔn)，在這種情況下，則可以做到中震作用下，高層超限結(jié)構(gòu)具有良好的不屈服性，具有較好的抗震性能。豎向構(gòu)件及與外框柱及內(nèi)筒剪力墻面內(nèi)相交的主要框架梁均不出現(xiàn)屈服，梁均不出現(xiàn)受剪屈服，在小震及屈服判別地震作用1時(shí)，所有梁不出現(xiàn)受彎屈服；在判別地震作用2及中震時(shí)，核心筒連梁僅出現(xiàn)程度較輕的屈服（主要表現(xiàn)為面筋配筋率略>2.5%），可判斷為輕微的損傷；另，右側(cè)的邊框架梁在中震下也出現(xiàn)輕微屈服，經(jīng)將梁寬度適當(dāng)加大后，即可滿足該梁中震不屈服。實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，將按小震和中震兩者的較大值對(duì)構(gòu)件進(jìn)行配筋，這樣則能實(shí)現(xiàn)中震作用下結(jié)構(gòu)“重要構(gòu)件不屈服，其他構(gòu)件部分允許受彎屈服，可修復(fù)使用”的第二階段抗震性能水準(zhǔn)。對(duì)大震作用，則可以采用相應(yīng)軟件對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力彈塑性分析（Pushover）及用接口程序BEPTA進(jìn)行模型的前處理和準(zhǔn)備工作后通過(guò)分析軟件對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力彈塑性分析。按彈塑性程序計(jì)算所反映的塑性發(fā)展程度來(lái)對(duì)構(gòu)件以至整個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的性能評(píng)價(jià)。高層建筑超限結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，為了確保其安全性，在對(duì)其抗震進(jìn)行超限審查時(shí)，還需要通過(guò)對(duì)風(fēng)載、溫差和混凝土徐變收縮可能帶來(lái)的影響進(jìn)行深入的分析，確保真正實(shí)施高層超限結(jié)構(gòu)時(shí)其性能能夠得到有效的保障。

4結(jié)束語(yǔ)

篇6

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(lái)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(lái)說(shuō)，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用，其數(shù)值是隨結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的不同而有較大幅度的變化。

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(zhǎng)度產(chǎn)生影響，要求根據(jù)軸向變形計(jì)算值，對(duì)下料長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整；另外對(duì)構(gòu)件剪力和側(cè)移產(chǎn)生影響，與考慮構(gòu)件豎向變形比較，會(huì)得出偏于不安全的結(jié)果。

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?，?lái)保證結(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(wú)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(jiǎn)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(lái)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?？蚣?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(kāi)洞情況。按受力特性的不同，單片剪力墻可分為單肢墻、小開(kāi)口整體墻、聯(lián)肢墻、特殊開(kāi)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(kāi)洞墻、框支墻的過(guò)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(guò)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(kāi)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(guò)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(lái)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(lái)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?jī)?yōu)劣直接與后期設(shè)計(jì)工作是否能夠順利開(kāi)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(guó)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(yǔ)

篇7

【關(guān)鍵詞】結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層 高層建筑 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 高層建筑設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)： TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

一．引言

隨著我國(guó)現(xiàn)代高層建筑高度的不斷增加，建筑的功能也日趨復(fù)雜，在高層建筑豎向立面上的造型也呈現(xiàn)多樣化。在某些建筑結(jié)構(gòu)中，通常會(huì)要求上部的框架柱或是剪力墻不落地，在建筑結(jié)構(gòu)中需要設(shè)置較大的橫梁和桁架來(lái)作為支撐，甚至有時(shí)要改變豎向的承重體系，此時(shí)就要求設(shè)置轉(zhuǎn)換構(gòu)件，將上部和下部?jī)煞N不同的豎向結(jié)構(gòu)進(jìn)行過(guò)度和轉(zhuǎn)換，通常這種轉(zhuǎn)換構(gòu)件占據(jù)約為一至二層，這種轉(zhuǎn)換構(gòu)件即為轉(zhuǎn)換層。結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層在很大程度上改變了建筑的結(jié)構(gòu)體系，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要慎重考慮。

二.轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)施工特點(diǎn)

由于高層建筑結(jié)構(gòu)下部樓層受力很大,上部樓層受力較小,正常的結(jié)構(gòu)布置應(yīng)是下部剛度大、墻體多、柱網(wǎng)密,而到上部則逐漸減少墻體及柱的布置,以擴(kuò)大柱網(wǎng)。這樣,結(jié)構(gòu)的正常布置與建筑功能對(duì)空間的要求正好相反。因此,為了適應(yīng)建筑功能的變化,就必須在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的樓層設(shè)置水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件,部分豎向構(gòu)件在轉(zhuǎn)換層處被打斷,使豎向力的傳遞被迫發(fā)生轉(zhuǎn)折,而轉(zhuǎn)換層就是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)折功能的大型水平構(gòu)件。轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)形式一般有以下幾種構(gòu)成：箱式轉(zhuǎn)換、梁式轉(zhuǎn)換、空腹桁架式轉(zhuǎn)換、桁架式轉(zhuǎn)換、板式轉(zhuǎn)換和斜撐式轉(zhuǎn)換等。 帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑是一受力復(fù)雜、不利抗震的結(jié)構(gòu)體系,該結(jié)構(gòu)及其支撐系統(tǒng)有自身的特點(diǎn)。眾多高層建筑采用梁式轉(zhuǎn)換層進(jìn)行結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換,這主要是由于:

1.轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)帶轉(zhuǎn)換層的多高層建筑,轉(zhuǎn)換層的下部樓層由于設(shè)置大空間的要求,其剛度會(huì)產(chǎn)生突變,一般比轉(zhuǎn)換層上部樓層的剛度小,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取措施減少轉(zhuǎn)換層上、下樓層結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度及承載力的變化,以保證滿足抗風(fēng)、抗震設(shè)計(jì)的要求。轉(zhuǎn)換構(gòu)件為重要傳力部位,應(yīng)保證轉(zhuǎn)換構(gòu)件的安全性。2.8度抗震設(shè)計(jì)時(shí)除考慮豎向荷載、風(fēng)荷載或水平地震作用外。還應(yīng)考慮豎向地震作用的影響,轉(zhuǎn)換構(gòu)件的豎向地震作用,可采用反應(yīng)譜方法或動(dòng)力時(shí)程分析方法計(jì)算;作為近似考慮,也可將轉(zhuǎn)換構(gòu)件在重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的內(nèi)力乘以增大系數(shù)1.1。

2.經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

從抗剪和抗沖切的角度考慮,轉(zhuǎn)換板的厚度往往很大。一般可2.0m~2.8m 。這樣的厚板一方面重量很大,增大了對(duì)下部垂直構(gòu)件的承載力設(shè)計(jì)要求,另一方面本層的混凝土用量也很大。

轉(zhuǎn)換梁常用截面高度為1.6~4.0m,只有在跨度較小以及承托的層數(shù)較少時(shí)才轉(zhuǎn)換梁常用截面高度0.9~1.4m,而跨度較大且承托較大且承托的層數(shù)較多時(shí),或構(gòu)件條件特殊時(shí)才采用較大的截面高度4.0~8.2m 。

3.抗震性能

由于厚板集中了很大的剛度和質(zhì)量,在地震作用下,地震反應(yīng)強(qiáng)烈。不僅板本身受力很大,而且由于沿豎向剛度突然變化,相鄰上、下層受到很大的作用力,容易發(fā)生震害。以往的模型振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究表明,厚板的上、下相鄰層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)明顯裂縫和混凝土剝落。另外,試驗(yàn)還表明,在豎向荷載和地震力共同作用下,板不僅發(fā)生沖切破壞,而且可能產(chǎn)生剪切破壞,板內(nèi)必須三向配筋。

4.轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的基本功能

從結(jié)構(gòu)角度看，轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的功能主要有：

(1)上、下層結(jié)構(gòu)形式的轉(zhuǎn)換

這種轉(zhuǎn)換層廣泛用于剪力墻結(jié)構(gòu)和框架--剪力墻結(jié)構(gòu)，將上部的剪力墻轉(zhuǎn)換為下部的框架。

(2)上、下層結(jié)構(gòu)軸網(wǎng)的轉(zhuǎn)換

轉(zhuǎn)換層上下結(jié)構(gòu)形式?jīng)]有改變，但通過(guò)轉(zhuǎn)換層使下層柱的柱距擴(kuò)大，形成大柱網(wǎng)，這種形式常用于外框筒的下層以形成較大的入口。

(3)下、下層結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)軸網(wǎng)同時(shí)轉(zhuǎn)換

上部樓層剪力墻結(jié)構(gòu)通過(guò)轉(zhuǎn)換層改變?yōu)橄虏靠蚣芙Y(jié)構(gòu)的同時(shí)，下部柱網(wǎng)軸線與上部剪力墻的軸線錯(cuò)開(kāi)，形成下、下結(jié)構(gòu)不對(duì)齊的布置。

5.轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法存在的問(wèn)題

目前在多、高層建筑中，絕大多數(shù)的開(kāi)發(fā)商都會(huì)要求建筑物具有完備的建筑功能，建筑師在建筑設(shè)計(jì)中也往往首先想到采用結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層來(lái)完成上、下層建筑物功能的轉(zhuǎn)換。但一些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在實(shí)際進(jìn)行轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)時(shí)顯得無(wú)從下手，沒(méi)有可操作、可遵循的設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)原則來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。造成這種現(xiàn)象的主要原因是當(dāng)前轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)沒(méi)有相關(guān)的可遵循的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，使設(shè)計(jì)人員難以進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型、截面確定、計(jì)算模型確定、計(jì)算方法確定，計(jì)算結(jié)果應(yīng)用以及配筋方法的實(shí)施等一系列結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟。這種現(xiàn)狀與我國(guó)當(dāng)前高層建筑的迅猛發(fā)展足不適應(yīng)的。轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)層具有與一般結(jié)構(gòu)層相比結(jié)構(gòu)重量大、結(jié)構(gòu)層剛度大、幾何尺寸超大、受力復(fù)雜等特點(diǎn)。這樣的尺寸和重量意味著轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)組成了建筑物的主要構(gòu)件。它們?cè)O(shè)計(jì)的是否合理、安全、經(jīng)濟(jì)對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全性、結(jié)構(gòu)造價(jià)、施工費(fèi)用等有著重要影響。現(xiàn)有的轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)方法，主要是針對(duì)形式簡(jiǎn)單、受力相對(duì)簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)換梁，對(duì)于受力復(fù)雜的轉(zhuǎn)換梁還沒(méi)有深入研究。即便是對(duì)于形式簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)換梁，其受力性能也沒(méi)有完全清楚，而往往是互相混淆，設(shè)計(jì)概念小明確，設(shè)計(jì)原則不準(zhǔn)確。

三. 帶結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1. 帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

高層建筑中轉(zhuǎn)換層的設(shè)置造成建筑物豎向剛度的突變，地震作用時(shí)在轉(zhuǎn)換層上下容易形成薄弱環(huán)節(jié)，對(duì)結(jié)構(gòu)抗震不利，故轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循以下原則：

（1）為防止沿豎向剛度變化過(guò)于懸殊形成薄弱層，設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮使上、下層剛度比γ≤2，盡量接近1。這樣才能保證結(jié)構(gòu)豎向剛度的變化不至于太大，使上柱有良好的抗側(cè)力性能，減少豎向剛度變化，有利于結(jié)構(gòu)整體受力。

（2）盡可能減少需結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的豎向構(gòu)件，直接落地的豎向構(gòu)件越多，轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)越少，轉(zhuǎn)換層造成的剛度突變就越小，對(duì)結(jié)構(gòu)抗震更有利。

（3）設(shè)計(jì)中應(yīng)保證轉(zhuǎn)換層有足夠的剛度，一般應(yīng)使梁高度不小于跨度的1/6，才能保證內(nèi)力在轉(zhuǎn)換層及其下部構(gòu)件中分配合理，轉(zhuǎn)換梁、剪力墻柱有良好的受力性能，能較好的起到結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換作用。

（4）必須控制框支剪力墻與落地剪力墻的比例，當(dāng)剪力墻較多且考慮抗震時(shí)，橫向落地剪力墻數(shù)目與橫向墻總數(shù)之比不宜少于50%，非抗震時(shí)不宜少于30%。

（5）轉(zhuǎn)換層以上的剪力墻和柱子應(yīng)盡量對(duì)稱布置，梁上立柱應(yīng)盡量設(shè)在轉(zhuǎn)換梁跨中，以免轉(zhuǎn)換梁變形時(shí)，在梁上立柱的柱腳處產(chǎn)生較大轉(zhuǎn)角，帶動(dòng)立柱柱腳產(chǎn)生較大變形，引起柱的彎曲及剪切，使立柱產(chǎn)生很大的內(nèi)力而超筋。

（6）轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)在高層建筑豎向的位置宜低不宜高。轉(zhuǎn)換層位置較高時(shí)，易使框支剪力墻結(jié)構(gòu)在轉(zhuǎn)換層附近的剛度、內(nèi)力和傳力途徑發(fā)生突變，并易形成薄弱層，對(duì)抗震設(shè)計(jì)不利，其抗震設(shè)計(jì)概念與底層框支剪力墻結(jié)構(gòu)有較大差異。當(dāng)必須采用高位轉(zhuǎn)換時(shí)，應(yīng)控制轉(zhuǎn)換層下部框支結(jié)構(gòu)的等效剛度，即考慮彎曲、剪切和軸向變形的綜合剛度，這對(duì)于減少轉(zhuǎn)換層附近的層間位移角及內(nèi)力突變是十分必要的，效果也很顯著。另外，對(duì)落地剪力墻間距的限制應(yīng)比底層框支剪力墻結(jié)構(gòu)更嚴(yán)一些。對(duì)平面為長(zhǎng)矩形的建筑，落地剪力墻的數(shù)目應(yīng)多于全部橫向剪力墻數(shù)目的一半。

2.轉(zhuǎn)換層的應(yīng)用

（1）梁式轉(zhuǎn)換層

作為目前高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層中應(yīng)用最廣的結(jié)構(gòu)形式，它具有傳力直接明確及傳力途徑清晰，同時(shí)受力性能好、工作可靠、構(gòu)造簡(jiǎn)單、計(jì)算簡(jiǎn)便、造價(jià)較低及施工方便等優(yōu)點(diǎn)。轉(zhuǎn)換梁不宜開(kāi)洞，若必須開(kāi)洞則洞口宜位于梁中和軸附近。轉(zhuǎn)換梁有托柱與托墻兩種形式，其截面設(shè)計(jì)有4種方法，即普通梁截面設(shè)計(jì)法、偏心受拉構(gòu)件截面設(shè)計(jì)法、深梁截面設(shè)計(jì)法和應(yīng)力截面設(shè)計(jì)法。轉(zhuǎn)換梁的截面尺寸一般由剪壓比（mv=Vmax/febh0）計(jì)算確定，應(yīng)具有合適的配箍率，以防發(fā)生脆性破壞，其截面高度在抗震和非抗震設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)分別小于計(jì)算跨度的16和18。（2）厚板轉(zhuǎn)換層 當(dāng)轉(zhuǎn)換層上、下柱網(wǎng)軸線錯(cuò)開(kāi)較多而難以用梁直接承托時(shí)，可采用厚板轉(zhuǎn)換層，但厚板的巨大荷載會(huì)集中作用于建筑物中部，振動(dòng)性能復(fù)雜，且該層剛度很大、下層剛度相對(duì)較小，容易產(chǎn)生底部變形集中，其傳力途徑十分復(fù)雜，是一種對(duì)抗震十分不利的復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系，應(yīng)進(jìn)行整體內(nèi)力分析、動(dòng)力時(shí)程分析及板的內(nèi)力分析等。厚板的厚度可由抗彎、抗剪、抗沖切計(jì)算確定；可局部做成薄板，厚薄交界處可加腋或局部做成夾心板，一般厚度可取2.0～2.8m，約為柱距的1/3～1/5。厚板應(yīng)沿其主應(yīng)力方向設(shè)置暗梁，一般可在下部柱墻連線處設(shè)置。轉(zhuǎn)換層厚板上、下一層的樓板應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)，樓板厚度不宜小于150mm。

(3）箱式轉(zhuǎn)換層

當(dāng)需要從上層向更大跨度的下層進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)，若采用梁式或板式轉(zhuǎn)換層已不能解決問(wèn)題，這種情況下，可以采用箱式轉(zhuǎn)換層。

它很像箱形基礎(chǔ)，也可看成是由上、下層較厚的樓板與單向托梁、雙向托梁共同組成，具有很大的整體空間剛度，能夠勝任較大跨度、較大空間、較大荷載的轉(zhuǎn)換。

(4)桁架式轉(zhuǎn)換層

這種形式的轉(zhuǎn)換層受力合理明確，構(gòu)造簡(jiǎn)單，自重較輕，材料節(jié)省，能適應(yīng)較大跨度的轉(zhuǎn)換，雖比箱式轉(zhuǎn)換層的整體空間剛度相對(duì)較小，但比箱式轉(zhuǎn)換層少占空間。

(5)空腹桁架式轉(zhuǎn)換層

這種形式的轉(zhuǎn)換層與桁架式轉(zhuǎn)換層的優(yōu)點(diǎn)相似，但空腹桁架式轉(zhuǎn)換層的桿系都是水平、垂直的，而桁架式轉(zhuǎn)換層則具有斜撐竿?？崭硅旒苁睫D(zhuǎn)換層在室內(nèi)空間上比桁架式轉(zhuǎn)換層好，比箱式轉(zhuǎn)換層更好。

四．結(jié)束語(yǔ)

高層建筑的迅速發(fā)展，從以往的簡(jiǎn)單體型和功能單一的時(shí)代開(kāi)始走向體型復(fù)雜，建筑的功能呈現(xiàn)多樣化發(fā)展。在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，帶轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不能簡(jiǎn)單設(shè)置成“承上啟下”，而要在實(shí)際結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的過(guò)度和轉(zhuǎn)換。

參考文獻(xiàn)：

[1] 熊進(jìn)剛 李艷 帶結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[期刊論文] 《南昌大學(xué)學(xué)報(bào)(工科版)》 ISTIC -2002年4期

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篇8

關(guān)鍵詞：建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；問(wèn)題

中圖分類號(hào)： TU8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

0 引言

隨著科技和社會(huì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，自從19 世紀(jì)以來(lái)出現(xiàn)了代高層建筑，高層建筑越來(lái)越廣泛的出現(xiàn)在人們的生活中。作為一個(gè)龐大復(fù)雜的系統(tǒng)，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，一方面要滿足包括抗震，抗風(fēng)等在內(nèi)的安全性能的要求，另一方面，也要滿足高層建筑結(jié)構(gòu)的科學(xué)性和合理性

1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該及早介入建筑的概念設(shè)計(jì)

建筑的概念設(shè)計(jì)在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程了起著舉足輕重的作用，一幢建筑物的設(shè)計(jì)，如果沒(méi)有事先經(jīng)過(guò)全盤(pán)正確的概念設(shè)計(jì)，以后的計(jì)算模式再準(zhǔn)確、計(jì)算再精確、配筋再合理，也不可能是一個(gè)經(jīng)濟(jì)、合理的優(yōu)秀設(shè)計(jì)工程。所謂的概念設(shè)計(jì)一般指不經(jīng)數(shù)值計(jì)算，尤其在一些難以作出精確理性分析或在規(guī)范中難以規(guī)定的問(wèn)題中，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、試驗(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，從整體的角度來(lái)確定建筑結(jié)構(gòu)的總體布置和抗震細(xì)部措施的宏觀控制。運(yùn)用概念性近似估算方法，可以在建筑設(shè)計(jì)的方案階段迅速、有效地對(duì)結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行構(gòu)思、比較與選擇，易于手算。所得方案往往概念清晰、定性正確，避免后期設(shè)計(jì)階段一些不必要的繁瑣運(yùn)算，具有較好的的經(jīng)濟(jì)可靠性能。同時(shí)，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)。為此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員必須及早介入建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)，否則，將會(huì)導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理，給以后的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來(lái)難度。為在建筑物的方案設(shè)計(jì)階段正確把握建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)，應(yīng)對(duì)不同形式的住宅建筑，掌握各自概念設(shè)計(jì)中容易疏忽的問(wèn)題：

1.1 對(duì)一般多層砌住宅結(jié)構(gòu)，應(yīng)按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ11-89）要求做到：優(yōu)先

采用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結(jié)構(gòu)體系：縱橫墻的布置宜均勻?qū)ΨQ，沿平面內(nèi)宜對(duì)齊，沿豎向應(yīng)上下連續(xù)；樓梯間不宜設(shè)置在房屋的盡端和轉(zhuǎn)角處；不宜采用無(wú)錨固的鋼筋砼預(yù)制挑檐。

1.2 對(duì)鋼筋砼多、高層結(jié)構(gòu)住宅，力求做到：

1.3 結(jié)構(gòu)布置應(yīng)盡量采用規(guī)則結(jié)構(gòu)。對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)，可以設(shè)置防震縫，把它分割成各自規(guī)則的結(jié)構(gòu)單元，結(jié)構(gòu)布置以少設(shè)縫為宜，一旦設(shè)縫，則應(yīng)使防震縫的設(shè)置與伸縮縫、沉降縫相統(tǒng)一。

1.4 框架與抗震墻等抗側(cè)力結(jié)構(gòu)應(yīng)雙向布置，以便各自承擔(dān)來(lái)自平行于該抗側(cè)力結(jié)構(gòu)平面方向的地震力。

1.5 框剪體系的各抗側(cè)力結(jié)構(gòu)要形成空間共同工作狀態(tài)，除了控制抗震墻之間樓、

屋蓋的長(zhǎng)寬比及保證抗震墻本身的剛度外，還需采取措施，保證樓、屋蓋的整體性及其與

抗震墻的可靠連接。

2 防止由于地基沉降或不均勻沉降引起的構(gòu)件開(kāi)裂或破壞

預(yù)防或減少不均勻沉降的危害，可以從建筑措施、結(jié)構(gòu)措施、地基和基礎(chǔ)措施方面加以控制。諸如：避免采用建筑平面形狀復(fù)雜、陰角多的平面布置；避免立面體形變化過(guò)大；將體形復(fù)雜、荷載和高低差異大的建筑物分成若干個(gè)單元；加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的剛度；同一建筑物盡量采用同一類型基礎(chǔ)并埋置于同一土層中等一系列措施。應(yīng)該引起重視的是：對(duì)高層建筑來(lái)說(shuō)，由于需要一定的埋置深度，從經(jīng)濟(jì)的角度考慮，基礎(chǔ)一般采用樁箱或樁筏結(jié)合的形式，此時(shí)應(yīng)保證箱體的整體剛度，群樁布置的形心應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)重心相吻合。當(dāng)土層有較大起伏時(shí)，應(yīng)使用同一建筑結(jié)構(gòu)下的樁端位于同一土層中，并應(yīng)考慮可能產(chǎn)生的液化影響。而對(duì)多層建筑而言，從經(jīng)濟(jì)的角度考慮，一般不愿意采用長(zhǎng)樁的方案，但上海地區(qū)的軟土層覆蓋層厚度較大，一般都需要經(jīng)過(guò)地基處理的方式來(lái)達(dá)到控制建筑物沉降的目的。常用的

軟土地基處理方式類型較多，但在選擇地基處理方案前，必須認(rèn)真研究上部結(jié)構(gòu)和地基兩方面的特點(diǎn)及環(huán)境情況，并根據(jù)工程設(shè)計(jì)要求，確定地基處理范圍和處理后要求達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)，以及各種處理方面的適用性，同時(shí)綜合考慮處理方案的成熟程度及施工單位的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行多方案比較，最終選定安全實(shí)用、經(jīng)濟(jì)合理的處理方案。地基經(jīng)處理后，還必須滿足規(guī)范所規(guī)定的強(qiáng)度和變形要求

3 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則

3.1 選擇合理的高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖在計(jì)算簡(jiǎn)圖基礎(chǔ)上進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算，如果選擇不合理的計(jì)算簡(jiǎn)圖，那么就比較容易造成由于結(jié)構(gòu)安發(fā)生的事故，基于此，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全保證的前提是合理的計(jì)算簡(jiǎn)圖的選擇。同時(shí)，計(jì)算簡(jiǎn)圖應(yīng)該采用相應(yīng)的構(gòu)造方法保證安全。在實(shí)際的結(jié)構(gòu)中，其結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)不單是鋼節(jié)點(diǎn)或者餃節(jié)點(diǎn)，保證和計(jì)算簡(jiǎn)圖的誤差在規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)。

3.2 選擇合理的高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)按照高層建筑地質(zhì)條件進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的選擇。綜合分析高層建筑上部的結(jié)構(gòu)類型與荷載分布情況，考慮施工條件，相鄰的建筑物的影響等各個(gè)因素，在此基礎(chǔ)上選擇科學(xué)合理的基礎(chǔ)方案。基礎(chǔ)方案的選擇應(yīng)該使得地基的潛力得到最大程度的發(fā)揮，必要的時(shí)候要求進(jìn)行地基變形的檢驗(yàn)。高層建筑設(shè)計(jì)要有詳細(xì)的地質(zhì)勘查報(bào)告，如果缺失，那么應(yīng)該進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查并參考相鄰建筑物的有關(guān)資料。一般情況下，相同結(jié)構(gòu)單元應(yīng)該采用相同的類型。

3.3 選擇合理的高層建筑結(jié)構(gòu)方案合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案必須滿足經(jīng)濟(jì)性的要求，并且要滿足結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系的要求。結(jié)構(gòu)體系的要求是受力明確，傳力簡(jiǎn)單。在相同的結(jié)構(gòu)單元當(dāng)中，應(yīng)該選擇相同結(jié)構(gòu)體系，如果高層建筑處于地震區(qū)，那么應(yīng)力需要平面和豎向的規(guī)則。在進(jìn)行了地理?xiàng)l件，工程設(shè)計(jì)需求，施工條件，材料等的綜合分析的基礎(chǔ)上，并和建筑包括水，暖，電等各個(gè)專業(yè)的相協(xié)調(diào)的情況下，選擇合理的結(jié)構(gòu)，從而確定結(jié)構(gòu)的方案。

3.4 對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確的分析隨著科技的不斷進(jìn)步，計(jì)算機(jī)技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中。當(dāng)前市場(chǎng)上存在著形形的計(jì)算軟件，采用不同的軟件得到的結(jié)果可能不同，所以，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在全面了解的軟件使用的范圍和條件的前提下，選擇合適的軟件進(jìn)行計(jì)算。由于建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況和計(jì)算機(jī)程序并不一定完全相符，所以進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的時(shí)候，出現(xiàn)人工輸入誤差或者因?yàn)檐浖旧泶嬖谥毕菔沟糜?jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確的問(wèn)題，基于此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師在得到了通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件得到的結(jié)果以后，應(yīng)該進(jìn)行校核，進(jìn)行合理判斷，得出準(zhǔn)確結(jié)果。

3.5 高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要采用相應(yīng)構(gòu)造措施高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則是強(qiáng)剪切力弱彎變，強(qiáng)壓力弱拉力，強(qiáng)柱弱梁。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中把握上述原則，加強(qiáng)薄弱部位，對(duì)鋼筋的執(zhí)行段錨固長(zhǎng)度給予重視，并且要重點(diǎn)考慮構(gòu)件延性的性能和溫度應(yīng)力對(duì)構(gòu)件的影響。

4 從構(gòu)造角度看應(yīng)注意的問(wèn)題：

4.1 注意構(gòu)件最大配筋率和最小配筋率的限值。尤其是在抗震設(shè)計(jì)中既要保證建筑結(jié)構(gòu)在地震發(fā)生時(shí)具有一定的延性，又必須滿足最小配筋的要求。

4.2 嚴(yán)格按照規(guī)范要求，保證鋼筋在各個(gè)部位所需滿足的錨固、延伸和搭接長(zhǎng)度，材料選用也必須滿足強(qiáng)度要求。

4.3 為了防止屋面溫度應(yīng)力引起的墻體開(kāi)裂，必須采取有效的通風(fēng)融熱措施。

4.4 按抗震構(gòu)造要求設(shè)置的構(gòu)造柱，應(yīng)在整個(gè)建筑物高度內(nèi)上下對(duì)準(zhǔn)貫通，上至女兒墻壓頂，下至淺于500 毫米基礎(chǔ)圈梁，或伸入室外地面以下500 毫米，構(gòu)造柱與圈梁、樓板和墻體的拉接必須符合規(guī)范要求。

5 結(jié)束語(yǔ)

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，對(duì)于建筑的設(shè)計(jì)有著非常重要的作用和意義。隨著我國(guó)高層建筑的不斷發(fā)展，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求越來(lái)越高，分析了高層建筑的結(jié)構(gòu)特征，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則，闡述了高層建筑結(jié)構(gòu)體系的選型問(wèn)題，并重點(diǎn)分析了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題及對(duì)策，可以為高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供參考和依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

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篇9

關(guān)鍵詞：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)分析；概念設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

1. 引言

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)設(shè)計(jì)出安全、經(jīng)濟(jì)的建筑，同時(shí)還應(yīng)符合人們對(duì)精神生活的追求，這些都要求設(shè)計(jì)師擁有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，充分掌握高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)問(wèn)題，能夠合理有效的處理設(shè)計(jì)中可能出現(xiàn)的問(wèn)題。下面筆者將結(jié)合多年的工作經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)具體工程的設(shè)計(jì)分析，提出在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的問(wèn)題，希望對(duì)讀者有一定的借鑒作用。

2. 工程概況

本工程為一座綜合樓工程，處于城市中央商務(wù)區(qū)，四周環(huán)繞著城市道路。房屋總高度為89m，上部樓房層數(shù)為19層，有一層屋面結(jié)構(gòu)局部突出，并附有2層地下室。一層地下室為汽車庫(kù)，同時(shí)用于各類設(shè)備的放置，二層地下室主要為汽車庫(kù)，同時(shí)部分空間兼有人防的功能。裙房用于銀行的辦公，包括營(yíng)業(yè)大廳，辦公區(qū)、業(yè)務(wù)區(qū)、計(jì)算機(jī)房、檔案室、職工之家和花園等。主樓主要用于公司辦公，包括辦公大堂、兩層共享空間、物業(yè)辦公用房、員工餐廳和會(huì)議室等。

3. 設(shè)計(jì)分析

3.1 地質(zhì)條件和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)水位

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況的勘查，本工程環(huán)境類別為Ⅱ類，地下水位的穩(wěn)定埋深為3.33~8.50m，穩(wěn)定標(biāo)高為14.17~14.44m，按A類水進(jìn)行設(shè)計(jì)。場(chǎng)地孔隙潛水水質(zhì)良好，只具有輕微的腐蝕性，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)有較弱的影響，但對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)基本無(wú)影響。粉質(zhì)粘土對(duì)鋼結(jié)構(gòu)也有輕微的腐蝕性，但對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋基本無(wú)腐蝕作用。設(shè)防水位的選擇要考慮抗浮和抗?jié)B的因素，綜合考慮之后選用的設(shè)防水位為場(chǎng)地標(biāo)高21.00m。

3.2 基礎(chǔ)方案的選擇

本工程中地基基礎(chǔ)的底部標(biāo)高大約為-11.10m~-12.20m之間，基礎(chǔ)的持力層為細(xì)砂層和粗砂層，經(jīng)測(cè)定，這兩者的承載力特征值分別為150kpa和200kpa。對(duì)于部分純地下室和裙房地基，這兩層持力層已基本能夠滿足承載力要求，因此采用天然地基即可抵抗上部荷載的作用，基礎(chǔ)的形式采用平板式筏型基礎(chǔ)，但對(duì)于部分高層地基，持力層的承載力還無(wú)法抵抗上部荷載的作用，因此考慮使用樁筏基礎(chǔ)作為高層部分的基礎(chǔ)，樁采用鉆孔灌注樁。本工程中另一個(gè)需要考慮的重要影響因素是抗浮設(shè)防水位，由于其水位很高，需要采取相應(yīng)的抗浮措施，針對(duì)本工程的特點(diǎn)，采用的抗浮措施為抗拔樁。

3.3 抗震等級(jí)

本工程的結(jié)構(gòu)形式為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，地下2層框架抗震等級(jí)為四級(jí)，剪力墻等級(jí)為四級(jí)，地下1層框架抗震等級(jí)為二級(jí)，剪力墻等級(jí)為三級(jí)，地上1層~地上2層框架抗震等級(jí)為二級(jí)，剪力墻等級(jí)為三級(jí)，地上2層~頂層框架抗震等級(jí)為三級(jí)，剪力墻等級(jí)為三級(jí)。標(biāo)高為±0.00的樓板處通常兼做上部結(jié)構(gòu)的嵌固層，剪力墻的底部應(yīng)進(jìn)行局部加強(qiáng)，本工程對(duì)地下1~3層進(jìn)行了加強(qiáng)。

3.4 屋蓋及樓蓋結(jié)構(gòu)的確定

在本工程中經(jīng)過(guò)綜合考慮之后，上部結(jié)構(gòu)的部分樓面采用的樓蓋結(jié)構(gòu)為以現(xiàn)澆主框架梁為主配以次梁的樓蓋，而地下部分結(jié)構(gòu)采用的樓面體系為以現(xiàn)澆主框架梁為主配以厚板的樓蓋。在樓面中有時(shí)出于需要，樓面中會(huì)設(shè)置面積較大的孔洞，這往往會(huì)降低建筑物的整體剛度，因此為了避免整體剛度的減弱，設(shè)計(jì)中采取的措施為：對(duì)孔洞周圍樓板的厚度進(jìn)行加強(qiáng)，同時(shí)增加周圍樓板的配筋和加大孔洞邊梁的截面尺寸等。在三層的大堂頂板由于其特殊的結(jié)構(gòu)形式，在設(shè)計(jì)時(shí)為重點(diǎn)考慮的問(wèn)題，由于大堂空間的需要，對(duì)大堂進(jìn)行了抽柱，造成了托柱轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換梁的跨度過(guò)大，已達(dá)到17.4m，在這種情況下，一般的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)已經(jīng)無(wú)法解決這個(gè)問(wèn)題了，進(jìn)過(guò)分析考慮，本工程在大堂位置采用了鋼骨混凝土梁，最終解決了這個(gè)問(wèn)題。

3.5 結(jié)構(gòu)縫的設(shè)置

鑒于本工程裙房部分的荷載較小，而高層部分的荷載較大，這其中存在的較大的荷載差異會(huì)造成地基不均勻的沉降，但由于本工程中為了承受高層部分較大荷載的作用，所采用的基礎(chǔ)形式為樁基，樁基的使用大大減少了兩部分結(jié)構(gòu)之間差異沉降，滿足設(shè)計(jì)對(duì)沉降的要求，因此本工程只需設(shè)置施工后澆帶即可滿足要求，無(wú)需設(shè)置永久后澆帶，施工后澆帶的設(shè)置能夠避免混凝土的收縮變形所引起的開(kāi)裂問(wèn)題。

在本工程中，由于混凝土的收縮和溫度應(yīng)力在較長(zhǎng)的地下室混凝土結(jié)構(gòu)中所引起不利影響往往較大，為了減弱這種影響，設(shè)置了后澆帶，同時(shí)還采取了以下措施：（1）在設(shè)計(jì)中，部分結(jié)構(gòu)在配筋時(shí)合理的提高了最小配筋率，包括基礎(chǔ)外墻和地下室頂板等，頂板的鋼筋采用了雙層雙向貫通整個(gè)頂板。（2）在選用水泥時(shí)，考慮的原則為較小的水化熱和收縮變形。在選擇混凝土的強(qiáng)度等級(jí)時(shí)，對(duì)于基礎(chǔ)外墻和地板，應(yīng)合理的控制混凝土的強(qiáng)度等級(jí)，以60天的混凝土強(qiáng)度指標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于抗裂要求較嚴(yán)格的結(jié)構(gòu)部位，加入一定量的抗裂纖維，基礎(chǔ)外墻、頂板和主樓頂層的混凝土在采取這種措施之后均可滿足抗裂要求。在混凝土中往往有外加劑的使用，對(duì)于這些外加劑，在使用過(guò)程中應(yīng)正確搭配，并嚴(yán)格控制其用量和質(zhì)量。

4. 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

顯然，相對(duì)于普通建筑而已，高度上較大的高層建筑結(jié)構(gòu)受風(fēng)荷載和地震的影響較大，而且這兩種荷載都是隨機(jī)振動(dòng)的，這加大了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難度和復(fù)雜性。因此，在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮采取概念設(shè)計(jì)輔助力學(xué)分析。

概念設(shè)計(jì)是從結(jié)構(gòu)的整體角度出發(fā)，立足于整體和局部結(jié)構(gòu)體系之間的力學(xué)關(guān)系和相互反應(yīng)，運(yùn)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理和思想解決設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題。概念設(shè)計(jì)即注重總體布置，又關(guān)注局部的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，統(tǒng)籌兼?zhèn)鋸亩_(dá)到合理有效的設(shè)計(jì)。

本工程的概念設(shè)計(jì)包括以下幾點(diǎn)：（1）設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選用簡(jiǎn)單規(guī)則的平面形式。簡(jiǎn)單規(guī)則的平面形式，其風(fēng)荷載的影響較小，有利于抵抗高層建筑的風(fēng)壓，同時(shí)簡(jiǎn)單規(guī)則的形式，有利于實(shí)現(xiàn)抗震的結(jié)構(gòu)平面布置，相對(duì)而言抗震性能較好。（2）高層建筑中所設(shè)計(jì)的豎向體型應(yīng)采取合理的形狀，其原則為經(jīng)濟(jì)合理、對(duì)側(cè)向力反應(yīng)較弱、較強(qiáng)的外荷載抵抗能力等。（3）建筑寬高比對(duì)結(jié)構(gòu)傳力體系的影響較大，在設(shè)計(jì)中應(yīng)按規(guī)范要求選擇寬高比，同時(shí)應(yīng)保證抗側(cè)剛度的均勻變化。（4）在設(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)構(gòu)應(yīng)始終保持連續(xù)性和整體性，構(gòu)件節(jié)點(diǎn)的承載力應(yīng)大于連接構(gòu)件的承載力。（5）高層建筑基礎(chǔ)承受著較大的荷載，結(jié)構(gòu)在整體穩(wěn)定性上受著較大的挑戰(zhàn)，因此應(yīng)合理的進(jìn)行基礎(chǔ)形式和埋深的選擇。（6）在材料的選擇上應(yīng)滿足均勻、各向同性、延性好等原則。（7）在抗震上盡量采取多道抗震設(shè)防措施。

5. 結(jié)語(yǔ)

筆者結(jié)合多年在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的理念，通過(guò)具體高層建筑的結(jié)構(gòu)分析，闡述了高層建筑中幾個(gè)重要方面的設(shè)計(jì)分析過(guò)程，并論述了概念設(shè)計(jì)中的幾個(gè)要點(diǎn)，提出了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)和可能遇到的問(wèn)題以及相應(yīng)的解決措施，希望能夠?qū)ψx者在今后的工程設(shè)計(jì)中有所幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1]夏卓文．高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)與剪力墻設(shè)計(jì)[J]．住宅科技．，2007,2：29～32

篇10

【關(guān)鍵詞】 高層建筑 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 問(wèn)題 對(duì)策

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

多層和高層結(jié)構(gòu)的差別主要是層數(shù)和高度。但是實(shí)際上，多層和高層建筑結(jié)構(gòu)沒(méi)有實(shí)質(zhì)性差別，它們都要抵抗豎向及水平荷載作用，從設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)方法而言，基本上是相同的。但是在高層建筑中，要使用更多結(jié)構(gòu)材料來(lái)抵抗外荷載，特別是水平荷載，因此抗側(cè)力結(jié)構(gòu)成為本工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要問(wèn)題，設(shè)計(jì)時(shí)要滿足更多的要求，尤其自身有別于多層建筑的特殊要求和設(shè)計(jì)特點(diǎn)。本工程系一個(gè)大地盤(pán)、多塔樓、帶高位轉(zhuǎn)換層的高層建筑，設(shè)計(jì)過(guò)程中主要把握以下幾個(gè)方面。

（l）水平荷載成為控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要因素。結(jié)構(gòu)內(nèi)力、位移與高度的關(guān)系，除軸向力與高度成正比之外，彎矩和位移隨高度都呈指數(shù)曲線上升，因此，隨著高度的增加，水平荷載將成為控制因素。水平力作用下結(jié)構(gòu)是否優(yōu)化，材料用量將有很大差別。

（2）特別是在地震區(qū)，隨著層數(shù)的增加，地震作用對(duì)高層建筑危害的可能性也比對(duì)多層建筑大，高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)應(yīng)受到加倍重視，本工程位于非地震區(qū)，無(wú)需進(jìn)行地震作用計(jì)算，仍需要考慮抗震的構(gòu)造措施。

（3）側(cè)移成為控制指標(biāo)。與多層建筑不同，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。隨著建筑高度的增加，水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形迅速增大，因而應(yīng)將結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的側(cè)移控制在某一限度之內(nèi)。

二 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在問(wèn)題

2.1 底層框架D剪力墻砌體結(jié)構(gòu)挑梁裂縫問(wèn)題

底層框架剪力墻砌體結(jié)構(gòu)房屋是指底層為鋼筋混凝土框架D剪力墻結(jié)構(gòu)，上部為多層砌體結(jié)構(gòu)的房屋。該類房屋多見(jiàn)于沿街的旅館、住宅、辦公樓，底層為商店，餐廳、郵局等空間房屋，上部為小開(kāi)間的多層砌體結(jié)構(gòu)。這類建筑是解決底層需要一種比較經(jīng)濟(jì)的空間房屋的結(jié)構(gòu)形式。部分設(shè)計(jì)者為追求單一的建筑立面造型來(lái)增加使用面積，將二層以上的部分橫墻且外層挑墻移至懸挑梁上，各層設(shè)計(jì)有挑梁，但實(shí)際結(jié)構(gòu)的底層挑梁承載普遍出現(xiàn)裂縫，該類挑梁的設(shè)計(jì)與出現(xiàn)裂縫在臨街砌體結(jié)構(gòu)房屋中比較常見(jiàn)。

2.2 樓層平面剛度的問(wèn)題

一些設(shè)計(jì)在缺乏基本的結(jié)構(gòu)觀念或結(jié)構(gòu)布置缺乏必要措施時(shí)，采用樓板變形的計(jì)算程序。盡管程序的編程在數(shù)學(xué)力學(xué)模型上是成立的甚至是準(zhǔn)確無(wú)誤的，但在確定樓板變形程度上卻很難做到準(zhǔn)確。作為計(jì)算的大前提都無(wú)法“準(zhǔn)確”，就不可能指望其結(jié)果會(huì)“正確”了。據(jù)此進(jìn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)肯定存在著結(jié)構(gòu)不安全成分或者結(jié)構(gòu)某些部位或構(gòu)件安全儲(chǔ)備過(guò)大等現(xiàn)象。

2.3 忽視了縱向框架 現(xiàn)行建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范要求水平地震作用應(yīng)按兩個(gè)主軸方向分別計(jì)算，各方面的地震和用應(yīng)由該方向的抗側(cè)力構(gòu)件來(lái)承擔(dān)。說(shuō)是說(shuō)，在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，縱向框架與橫向框架有同等的重要性。一些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者對(duì)以于非抗震設(shè)計(jì)，而縱向地按普通的連續(xù)梁進(jìn)行設(shè)計(jì)，梁柱的節(jié)點(diǎn)和框架中的縱筋、箍筋的配置無(wú)法不答合框架的構(gòu)造要求。由于沒(méi)有考慮地震的縱向作用，在實(shí)際設(shè)計(jì)中經(jīng)常出現(xiàn)梁的支座負(fù)筋，跨中縱筋及箍筋的配筋置均不足的現(xiàn)象。

三 保證高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的有效對(duì)策

3.1 主梁有次梁處加附加筋

一般應(yīng)優(yōu)先加箍筋，附加箍筋可認(rèn)為是：主梁箍筋在次梁截面范圍無(wú)法加箍筋或箍筋短缺，在次梁兩側(cè)補(bǔ)上，像板上洞口附加筋。附加筋一般要有，但也不是絕對(duì)的。規(guī)范中說(shuō)的比較清楚，位于梁下部或梁截面高度范圍內(nèi)的集中荷載，應(yīng)全部由附加橫向鋼筋承擔(dān)。也就是說(shuō)，位于梁上的集中力如梁上柱、梁上后做的梁如水箱下的墊梁不必加附加筋。位于梁下部的集中力應(yīng)加附加筋。但梁截面高度范圍內(nèi)的集中荷載可根據(jù)具體情況而定。當(dāng)主次梁截面相差不大，次梁荷載較大時(shí)，應(yīng)加附加筋。當(dāng)主梁高度很高，次梁截面很小、荷載很小時(shí)，如快接近板上附加暗梁，主梁可不加附加筋。還有當(dāng)主次梁截面均很大，如工藝要求形成的主次深梁，而荷載相對(duì)不大，主梁也可不加附加筋。總的原則，當(dāng)主梁上次梁開(kāi)裂后，從次梁的受壓區(qū)頂至主梁底的截面高度的混凝土加箍筋能承受次梁產(chǎn)生的剪力時(shí)，主梁可不加附加筋。梁上集中力，產(chǎn)生的剪力在整個(gè)梁范圍內(nèi)是一樣，所以抗剪滿足，集中力處自然滿足。主次深梁及次梁相對(duì)主梁截面、荷載較小時(shí)，也可滿足。

3.2 平面及立面形式的選擇

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡量使建筑的三心（幾何形心、剛度中心、結(jié)構(gòu)重心）盡可能匯于一點(diǎn)，達(dá)到三心合一。如若在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中沒(méi)有做到三心合一，由此就會(huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)問(wèn)題。扭轉(zhuǎn)問(wèn)題就是結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下發(fā)生的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)效應(yīng)。扭轉(zhuǎn)振動(dòng)效應(yīng)在風(fēng)載等水平荷載載荷情況下會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生危害，為避免其危害應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)選擇合理的結(jié)構(gòu)形式和平面布局，盡可能地使建筑物做到三心合一，所以平面和立面形式的選擇很關(guān)鍵。高層建筑的平面宜采用簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱的形狀，避免過(guò)于復(fù)雜的平面形式，大量震害的資料表明，高層建筑物平面布置不對(duì)稱、過(guò)多的外凸、內(nèi)凹等復(fù)雜形式都容易造成震害。在高層結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)體系的選擇、布置、構(gòu)造措施比軟件的計(jì)算結(jié)果是否精確更能影響結(jié)構(gòu)的安全，除了考慮結(jié)構(gòu)安全因素外，還要綜合考慮建筑美觀、結(jié)構(gòu)合理及便于施工和工程造價(jià)等多方面因素。資料和力學(xué)分析表明，在不對(duì)稱結(jié)構(gòu)中，結(jié)構(gòu)在凹凸拐角等處容易造成應(yīng)力集中而遭到破壞，所以應(yīng)盡量避免。而在完全對(duì)稱的結(jié)構(gòu)中，也應(yīng)注意凸出部分的尺寸比例。如凸出部分較長(zhǎng)，要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施。結(jié)構(gòu)的豎向布置要盡力做到剛度均勻且連續(xù)，避免結(jié)構(gòu)的剛度突變和出現(xiàn)軟弱層。剛度突變及軟弱層的出現(xiàn)往往是由于切斷剪力墻所致，如果在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須要切斷少數(shù)剪力墻時(shí)，其他剪力墻在該切斷層處應(yīng)給以加強(qiáng)?？傊瑯?biāo)新立異的平面及立面設(shè)計(jì)是以結(jié)構(gòu)的抗震和安全性能為代價(jià)的。

3.3 水平位移要求

水平位移滿足高層規(guī)程的要求，并不能說(shuō)明該結(jié)構(gòu)是合理的設(shè)計(jì)。同時(shí)還需要考慮周期及地震力的大小等綜合因素。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，地震力的大小與結(jié)構(gòu)剛度直接相關(guān)，當(dāng)結(jié)構(gòu)剛度小，結(jié)構(gòu)并不合理時(shí)，由于地震力小則結(jié)構(gòu)位移也小，位移在規(guī)范允許范圍內(nèi)，此時(shí)并不能認(rèn)為該結(jié)構(gòu)合理。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)周期長(zhǎng)、地震力小并不安全;其次，位移曲線應(yīng)連續(xù)變化，除沿豎向發(fā)生剛度突變外，不應(yīng)有明顯的拐點(diǎn)或折點(diǎn)。一般情況下剪力墻結(jié)構(gòu)的位移曲線應(yīng)為彎曲型;框架結(jié)構(gòu)的位移曲線應(yīng)為剪切型;框-剪結(jié)構(gòu)和框-筒結(jié)構(gòu)的位移曲線應(yīng)為彎剪型。

四 總結(jié)語(yǔ)

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是根據(jù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及人們對(duì)建筑物功能的要求而改變的，科技的進(jìn)步讓我們的想法得以實(shí)現(xiàn)。上面提到的問(wèn)題是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在工程設(shè)計(jì)的過(guò)程中相對(duì)容易失誤的地方，對(duì)于設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，他們要把提高設(shè)計(jì)質(zhì)量作為其終身奮斗的目標(biāo)，只有這樣才能夠確保建筑工程的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)