導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：超高層；復(fù)雜高層；建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1超高層及復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求

（1）科學(xué)分析構(gòu)造。在設(shè)計(jì)超高層及復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)過程中，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)建筑的整體構(gòu)造進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，嚴(yán)格遵循實(shí)用性與穩(wěn)定性的原則，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)加以高度重視，加固設(shè)計(jì)部分應(yīng)力符合集中的部位。同時(shí)設(shè)計(jì)人員需要綜合分析外界的環(huán)境因素，如風(fēng)向風(fēng)力、溫度變化等，以免建筑物出現(xiàn)形變和側(cè)移等問題，確保構(gòu)造的穩(wěn)定性[1]。此外，設(shè)計(jì)人員需要準(zhǔn)確把握建筑材料的性能，尤其是材料的形變能力和延展性，以便因材料質(zhì)量問題而影響建筑構(gòu)造的使用性能。（2）優(yōu)選結(jié)構(gòu)方案。結(jié)構(gòu)方案的選擇是超高層及復(fù)雜高層建筑建設(shè)的前提與基礎(chǔ)，因此設(shè)計(jì)人員需要以工程實(shí)際情況為依據(jù)，科學(xué)確定結(jié)構(gòu)方案，在確保結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，協(xié)調(diào)好建筑成本投入及結(jié)構(gòu)優(yōu)化之間的關(guān)系。同時(shí)構(gòu)建系統(tǒng)科學(xué)的評(píng)價(jià)方案，在評(píng)價(jià)體系中納入相關(guān)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，如自然因素、施工工藝、工程材料和設(shè)計(jì)要求等，然后分析和對(duì)比超高層及復(fù)雜高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，優(yōu)選出最佳方案，保證工程的有序?qū)嵤?。?）完善計(jì)算簡(jiǎn)圖。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，計(jì)算簡(jiǎn)圖的目的就是為方案的選擇提供數(shù)據(jù)支撐，達(dá)到結(jié)構(gòu)精細(xì)化分析的目的。由于計(jì)算簡(jiǎn)圖的完善與否直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)合理，因此在實(shí)際工作中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)體現(xiàn)出計(jì)算簡(jiǎn)圖的全面性與直觀性特征，對(duì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖的繪制誤差進(jìn)行科學(xué)控制，以便獲得關(guān)鍵性的內(nèi)容，真實(shí)準(zhǔn)確反映出工程的結(jié)構(gòu)信息，便于工程的順利開展。

2超高層及復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

超高層及復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)具體表現(xiàn)為以下幾方面：（1）注重概念設(shè)計(jì)。在超高層及復(fù)雜高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要高度注重概念設(shè)計(jì)，適當(dāng)提高結(jié)構(gòu)的均勻性、完整性、規(guī)則性，保證結(jié)構(gòu)抗側(cè)力與豎向的傳力路徑相對(duì)直接與清晰；同時(shí)在設(shè)計(jì)中適當(dāng)融合節(jié)能和環(huán)保的理念，構(gòu)建切實(shí)可行的耗能機(jī)制，關(guān)注材料與結(jié)構(gòu)的利用率，保證結(jié)構(gòu)受力的完整性。（2）加強(qiáng)抗震設(shè)計(jì)。抗震設(shè)計(jì)保證超高層及復(fù)雜高層建筑安全性的前提與基礎(chǔ)，要想做好抗震設(shè)計(jì)應(yīng)做好如下幾點(diǎn)：①關(guān)注抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法和質(zhì)量。由于地震作用方向的隨機(jī)性強(qiáng)，對(duì)地震荷載進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算后，需要從構(gòu)件與結(jié)構(gòu)等方面出發(fā)，科學(xué)選用抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，使剛心與形心相重合，提高結(jié)構(gòu)安全性能[2]。②認(rèn)真考慮抗震設(shè)防烈度?？拐鹪O(shè)防烈度是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，在烈度設(shè)計(jì)中應(yīng)以建筑物最大承受強(qiáng)度大小為主，以此增強(qiáng)建筑物的安全性與經(jīng)濟(jì)性，有效減少建設(shè)誤差，保證人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。③科學(xué)選擇建材。抗震設(shè)計(jì)材料應(yīng)具備材質(zhì)均勻、高強(qiáng)輕質(zhì)等特點(diǎn)，并且構(gòu)件連接應(yīng)有良好的延性、連續(xù)性、整體性，這樣才能有效消耗地震的能力，降低地震反應(yīng)，減少因地震造成的損失。④加強(qiáng)構(gòu)件強(qiáng)度。為了增強(qiáng)超高層及復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)的抗變形能力和抗震性能，可以選擇強(qiáng)度較大的結(jié)構(gòu)，如鋼結(jié)構(gòu)、型鋼混凝土結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)等。（3）合理選擇結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系。要想保證建筑的安全性，必須要對(duì)結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系進(jìn)行科學(xué)選擇，但是在選擇過程中需要注意幾點(diǎn)：①在實(shí)際設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，應(yīng)該高度重視相關(guān)結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件的聯(lián)系，使其形成統(tǒng)一和完整的整體。②如果建筑結(jié)構(gòu)中涉及諸多抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，則需要對(duì)其進(jìn)行認(rèn)真分析，科學(xué)評(píng)判其貢獻(xiàn)程度，對(duì)其效用進(jìn)行詳細(xì)考察[3]。③從建筑物實(shí)際高度出發(fā)，對(duì)所學(xué)的結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行確定，如建筑物高度不超過100m，框架剪力墻、框架、剪力墻為最佳體系構(gòu)成；高度保持在100~200m的范圍內(nèi)，剪力墻和框架核心筒為最佳體系構(gòu)成；蓋度在200~300m的范圍內(nèi)，框架核心筒和和框架核心筒伸臂為最佳體系構(gòu)成；高度低于600m時(shí)，銜架、斜撐、組合體、筒中筒伸臂、巨型框架為最佳體系構(gòu)成。

3結(jié)束語(yǔ)

在超高層及復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，需要對(duì)其設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確掌握，從施工過程、抗震設(shè)防烈度和結(jié)構(gòu)方案等方面處罰，做到科學(xué)分析構(gòu)造、優(yōu)選結(jié)構(gòu)方案、完善計(jì)算簡(jiǎn)圖，并加強(qiáng)抗震設(shè)計(jì)，注重概念設(shè)計(jì)，合理選擇結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系。這樣才能提高材料的利用率，保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性和安全性，增強(qiáng)建筑的整體質(zhì)量和使用性能，達(dá)到良好的設(shè)計(jì)效果。

參考文獻(xiàn)

[1]吳榮德，李國(guó)方.復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)探析[J].住宅與房地產(chǎn)，2015，28：40.

[2]胡先林.試論復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J].建材與裝飾，2016，10：124~125.

篇2

關(guān)鍵詞：高層；超高層；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；風(fēng)載荷

0、引言

隨著城市化進(jìn)程的加快，高層和超高層建筑數(shù)量不斷增加，在滿足城市發(fā)展需要的同時(shí)，也在一定程度上對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的可靠性、安全性、持久性以及安全性提出了更高的要求。由于建筑結(jié)構(gòu)直接關(guān)系到高層建筑的整體性能及使用功能，因此在設(shè)計(jì)過程中必須對(duì)之予以重視。在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中必須通過多種技術(shù)手段，從多個(gè)途徑突出混凝土建筑結(jié)構(gòu)施工的整體效果。

1、復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要控制因素

建筑載荷的選取是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的首要工作，對(duì)于大多數(shù)高層建筑而言，可以根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)載荷規(guī)范中的相關(guān)要求予以確定。其次則需要對(duì)其他的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)影響因素進(jìn)行分析，確定對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)措施。

1.1 風(fēng)載荷

對(duì)于復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，由于其高層容易受到風(fēng)載荷的影響，尤其是一些超高層建筑，其主要控制的因素就是風(fēng)載荷。例如，臺(tái)北的101大樓設(shè)計(jì)過程中，不但參考了當(dāng)?shù)氐南嚓P(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，而且還委托加拿大相關(guān)設(shè)計(jì)公司進(jìn)行了相關(guān)的風(fēng)洞試驗(yàn)，以提高該建筑的抗風(fēng)載能力。在試驗(yàn)過程中，設(shè)計(jì)了一個(gè)以1：500為比例的模型在半徑為600m的風(fēng)場(chǎng)環(huán)境中進(jìn)行試驗(yàn)，驗(yàn)證建筑在不同風(fēng)況下的受力情況。

1.2 地震力

對(duì)于地震力的預(yù)測(cè)，當(dāng)前的技術(shù)條件存在一定的限制，難以對(duì)之進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)算。即使對(duì)地震有深入研究的日本，以無法準(zhǔn)確的預(yù)算地震的發(fā)生時(shí)間、地點(diǎn)。所以，高層建筑設(shè)計(jì)過程中尤其要注意抗地震力的設(shè)計(jì)。同時(shí)，還需要考慮建筑主樓、裙樓在地震力作用下的不同反應(yīng)。

1.3 地基基礎(chǔ)

對(duì)于復(fù)雜高層建筑與超高層建筑，地基基礎(chǔ)發(fā)揮了十分重要的作用。在實(shí)際的施工過程中藥根據(jù)不同的地基形態(tài)采取穩(wěn)定性強(qiáng)的地基結(jié)構(gòu)。例如，對(duì)于深厚的軟地基，高層建筑地基必須選擇使用樁筏基礎(chǔ)或者樁箱基礎(chǔ)。同時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際的地質(zhì)情況采取對(duì)應(yīng)的基礎(chǔ)措施：使用深度不大的年輕巖基，通過將現(xiàn)澆混凝土樁基深入巖層中的方式為建筑提供基礎(chǔ)支撐；對(duì)于深度較大的巖層，例如在地面100m以下，可以利用巖層上層常見的層狀沖積土，使用框格式的地下連續(xù)墻為建筑提供基礎(chǔ)支撐；對(duì)于地下基層條件較好的地層，可以采用筏形基礎(chǔ)即可。在地基設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)該根據(jù)不同的地質(zhì)情況選擇對(duì)應(yīng)的組合式基礎(chǔ)方案，最終確定一個(gè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性最高的方案。

1.4 建筑功能使用需求

所有的建筑都是以滿足其使用功能需要而建設(shè)的，因此建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須以此條件為基礎(chǔ)，這是一個(gè)不能忽視的問題。在設(shè)計(jì)過程中，需要考慮到建筑的藝術(shù)性、使用功能需要以及經(jīng)濟(jì)性等多個(gè)方面的要求。同時(shí)，在設(shè)計(jì)時(shí)還必須保證所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)能夠在既有施工技術(shù)條件下實(shí)現(xiàn)，而且保證當(dāng)前的建筑材料必須達(dá)到設(shè)計(jì)使用需求，這是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要控制的一個(gè)重要因素。

3、復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)策略

3.1 合理減小框架中的柱距與梁距

（1） 減小柱距

建筑框架是將梁、柱通過剛性連接的方式組合而成的剛性體系，整個(gè)結(jié)構(gòu)體系的抗推剛度受梁、柱截面與數(shù)量的直接影響，通過減小柱距能夠有效的提高整個(gè)結(jié)構(gòu)體系的剛度。

（2） 減小粱距

通過增加框架中梁的數(shù)量，不但可以減小框架在載荷作用下的總變形，而且還可以增加柱子在軸力作用下形成的力偶，使得其能夠更好的抵抗結(jié)構(gòu)體系的總力矩。

3.2 充分發(fā)揮梁柱的組合效果

通過簡(jiǎn)單的減小柱距、梁距，雖然能夠在一定程度上達(dá)到提高框架體系抗推剛度的目的，但是不能從根本上改善框架的整體效能。這時(shí)結(jié)合增加梁、柱數(shù)量的方式，不但能有效增加框架的整體抗推剛度，而且還能夠提高框架的抗風(fēng)載荷能力。

3.3 采用彎一剪雙重結(jié)構(gòu)體系

彎一剪雙重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，就是指通過采用彎曲型與剪切型兩種不同變形性質(zhì)的構(gòu)件形成一個(gè)完整的結(jié)構(gòu)體系。兩種不同類型的構(gòu)建通過在各個(gè)不同樓板中聯(lián)系起來進(jìn)行協(xié)同工作，明顯減小了整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)位移與下部各樓層的層間位移。

（1） 框一墻體系

在水平力的作用下，單獨(dú)的框架整體變形是典型的剪切變形，其上部層間側(cè)移相對(duì)較小，而下部的層間側(cè)移則較大。而單獨(dú)的剪力墻則是彎曲型變形，其層間側(cè)移為上部大、下部小。在采用框一剪雙重體系之后，可以將各樓層樓板聯(lián)系起來，使得框架與剪力墻能夠協(xié)同承受載荷，從而確保了框架與剪力墻變形的一致性，提高了結(jié)構(gòu)的抗載荷能力了。

（2） 框一撐體系

合理設(shè)計(jì)的框架一支撐體系同樣可以收到與框一墻體系相當(dāng)?shù)男Ч醋罱K達(dá)到減小結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)側(cè)移與最大層間位移的目的。

（3） 筒中筒體系

筒中筒體系的構(gòu)建原理與上述兩種結(jié)構(gòu)體系類似，但是其起到的結(jié)構(gòu)增強(qiáng)效果更好。

3.4 合理設(shè)置剛臂

對(duì)于建筑平面是方形布置的高樓，當(dāng)采用芯筒一框架體系時(shí)，因?yàn)榇蟛糠值膫?cè)向力是由芯筒來承擔(dān)的，這使得整棟建筑的側(cè)移曲線基本上是由芯筒的變形直接控制的。在水平載荷的作用下，芯筒以彎曲變形為主。同時(shí)，由于芯筒的平面尺寸還受到建筑的豎向服務(wù)性設(shè)施面積影響，直接造成了芯筒的高度與寬度比值較大的問題。為了達(dá)到減小建筑結(jié)構(gòu)側(cè)移的目的，可以在高層建筑中每相隔十來層布置一個(gè)設(shè)備層，在其中添加桁架，形成剛臂。這樣將能夠使得芯筒與的框架柱連接為一體，使得結(jié)構(gòu)的外柱也可以參與到結(jié)構(gòu)的整體抗彎體系中，有效的一直了芯筒各個(gè)水平截面，尤其是頂部截面的傾斜，有效減少了建筑各個(gè)島層建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移。

結(jié)語(yǔ)

復(fù)雜高層與超高層建筑設(shè)計(jì)過程中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是影響綜合性極強(qiáng)的工作，尤其是在滿足建筑使用功能需求的同時(shí)，還要滿足高層建筑的建設(shè)環(huán)境需要，通過全盤考慮的方式采取嚴(yán)格的設(shè)計(jì)措施和設(shè)計(jì)途徑，基于建筑混凝土整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的多項(xiàng)要求，提高建筑結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。除此之外，還必須重視施工過程中的材料選擇控制，例如鋼筋的合理配置等。另外，還必須考慮施工現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)輸條件以及養(yǎng)護(hù)作業(yè)技術(shù)水平等，確保施工條件能夠有效的支撐起建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系，使得建筑結(jié)構(gòu)體系達(dá)到對(duì)應(yīng)的要求。

參考文獻(xiàn)

篇3

您好，根據(jù)作者的專業(yè)，這篇論文我把電氣內(nèi)容放在前邊，結(jié)構(gòu)內(nèi)容放后邊了

關(guān)鍵詞：高層；鋼結(jié)構(gòu)建筑；消防；電氣；結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)要點(diǎn)

中圖分類號(hào)：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

前言：高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的電氣消防設(shè)計(jì)水平和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全、可靠，直接關(guān)系到高層建筑物和民用建筑建筑物的安全使用性能，建筑行業(yè)在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和消防電氣設(shè)計(jì)中應(yīng)該根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，做好建筑工程的消防電源及配電設(shè)計(jì)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的設(shè)計(jì)工作,通過優(yōu)化建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和消防電氣設(shè)計(jì)不僅可以有效避免安全隱患的出現(xiàn),防止重大安全事故的發(fā)生保障人員的人生安全。

一、高層鋼結(jié)構(gòu)建筑消防電氣設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的結(jié)構(gòu)本身在高溫下容易失去承載力，室內(nèi)裝修的材料也是可燃的，加上存在人員及貨物過于密集、樓層過多的問題，高層建筑存在著嚴(yán)重的安全隱患。高層鋼結(jié)構(gòu)建筑容易發(fā)生的“煙囪模式”是由于豎井內(nèi)電氣管線多、管道敷設(shè)彎曲、電梯間通風(fēng)設(shè)備多等多種原因造成的。煙囪模式在遇到明火的時(shí)候，會(huì)加快火勢(shì)的增大和蔓延。經(jīng)過對(duì)許多火災(zāi)事故和現(xiàn)場(chǎng)的分析，相關(guān)部門發(fā)現(xiàn)火災(zāi)發(fā)生十五分鐘之后，火勢(shì)會(huì)不斷加大并以極快的速度蔓延，煙霧的擴(kuò)散程度也會(huì)迅速加快。所以，高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的火災(zāi)撲救十分困難，假如發(fā)生火災(zāi)，就會(huì)對(duì)人民的身體健康和財(cái)產(chǎn)安全造成極大的損害。

二、高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的消防電氣設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1、供配電設(shè)計(jì)

高層建筑的防火規(guī)范必須按《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50045-95執(zhí)行。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50052-2009規(guī)定了供電負(fù)荷等級(jí)和供電要求。一級(jí)負(fù)荷應(yīng)由獨(dú)立的雙重電源供電，當(dāng)一電源發(fā)生故障時(shí)，另一電源不應(yīng)同時(shí)受到損壞。許多高層鋼結(jié)構(gòu)的建筑為一類高層建筑，所以它的供電負(fù)荷等級(jí)也應(yīng)該是一級(jí)。一類高層鋼結(jié)構(gòu)的消防控制室、消防水泵、消防電梯、防煙排煙設(shè)施、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警、漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、自動(dòng)滅火系統(tǒng)、應(yīng)急照明、疏散指示標(biāo)志和電動(dòng)的防火門、窗、卷簾、閥門等消防電氣的負(fù)荷應(yīng)該是一級(jí)負(fù)荷別重要的負(fù)荷供電。

2、火災(zāi)事故照明和疏散指示照明

高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的樓梯間、前室、配電室、消防控制室、消防水泵房、防煙排煙機(jī)房、供消防用電的蓄電池室、自備發(fā)電機(jī)房、電話總機(jī)房以及發(fā)生火災(zāi)時(shí)仍需堅(jiān)持工作的其它房間、人員密集的場(chǎng)所、公共建筑內(nèi)的疏散走道和居住建筑內(nèi)走道長(zhǎng)度超過20m的內(nèi)走道應(yīng)設(shè)置應(yīng)急照明。疏散用的應(yīng)急照明，其地面最低照度不應(yīng)低于0.5Lx，疏散照明最少持續(xù)供電時(shí)間為30min。

3、先進(jìn)可靠的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警控制系統(tǒng)

高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)按《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50116-98的要求執(zhí)行，將火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)分為三種基本形式：區(qū)域報(bào)警系統(tǒng)，集中報(bào)警系統(tǒng)和控制中心報(bào)警系統(tǒng)?；馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的保護(hù)對(duì)象應(yīng)根據(jù)其使用性質(zhì)、火災(zāi)危險(xiǎn)性、疏散和撲救難度等分為特級(jí)、一級(jí)和二級(jí)。鋼結(jié)構(gòu)的高層建筑的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)基本上采用控制中心報(bào)警系統(tǒng)?？刂浦行膱?bào)警系統(tǒng)中至少應(yīng)設(shè)置一臺(tái)集中火災(zāi)報(bào)警控制器、一臺(tái)專用消防聯(lián)動(dòng)控制設(shè)備和兩臺(tái)及以上區(qū)域火災(zāi)報(bào)警控制器；或至少設(shè)置一臺(tái)火災(zāi)報(bào)警控制器、一臺(tái)消防聯(lián)動(dòng)控制設(shè)備和兩臺(tái)及以上區(qū)域顯示器，應(yīng)能集中顯示火災(zāi)報(bào)警部位信號(hào)和聯(lián)動(dòng)控制狀態(tài)信號(hào)，系統(tǒng)中設(shè)置的集中火災(zāi)報(bào)警控制器或火災(zāi)報(bào)警控制器和消防聯(lián)動(dòng)控制設(shè)備在消防控制室內(nèi)的布置應(yīng)滿足規(guī)范要求，宜用于特級(jí)和一級(jí)保護(hù)對(duì)象。

4、火災(zāi)漏電探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)

高層鋼結(jié)構(gòu)建筑內(nèi)火災(zāi)危險(xiǎn)性大、人員密集，根據(jù)《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50116-98的要求需設(shè)置漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。火災(zāi)漏電探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)主要探測(cè)線路的漏電電流、過電流等信號(hào)，發(fā)出聲光信號(hào)報(bào)警，準(zhǔn)確報(bào)出故障線路地址，監(jiān)視故障點(diǎn)的變化，并儲(chǔ)存各種故障和操作試驗(yàn)信號(hào)不應(yīng)少于12個(gè)月。火災(zāi)漏電的探測(cè)模塊安裝在供配電的每一個(gè)回路的空氣開關(guān)下端，探測(cè)每一路需要檢測(cè)回路的漏電電流、過電流情況。每一個(gè)探測(cè)回路只發(fā)出聲光信號(hào)報(bào)警，準(zhǔn)確報(bào)出故障線路地址，監(jiān)視故障點(diǎn)的變化，不切斷回路的電源。火災(zāi)漏電探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的主機(jī)安裝在消防控制中心的墻上，給值班人員提供準(zhǔn)確的報(bào)警信號(hào)和故障點(diǎn)位置。

5、做好建筑物的防雷與接地

高層建筑的火災(zāi)中，由雷擊造成的原因占一定的比例。所以建筑設(shè)計(jì)時(shí)必須計(jì)安全可靠的防雷和接地裝置 ，防止直擊雷、側(cè)擊雷的直接破壞和雷電波的浸入造成的破壞。鋼材是良好的導(dǎo)電體，鋼結(jié)構(gòu)的高層建筑像一個(gè)導(dǎo)電的鐵籠子，所以更要做好建筑物的防雷和接地，還應(yīng)及時(shí)與結(jié)構(gòu)等專業(yè)溝通，合理確定位置，使其滿足規(guī)范要求，減少和預(yù)防由于雷擊造成的安全事故。

三、高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題

1、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要安全可靠

鋼結(jié)構(gòu)要做到安全合理、符合電氣專業(yè)相關(guān)要求、節(jié)點(diǎn)構(gòu)造方便可靠，并為構(gòu)件生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝提供保障。 結(jié)構(gòu)方案盡可能節(jié)約鋼材，減輕鋼結(jié)構(gòu)重量；鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)生產(chǎn)盡可能縮短制造、安裝時(shí)間，節(jié)約勞動(dòng)工日；鋼結(jié)構(gòu)必須有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，保證整個(gè)結(jié)構(gòu)安全可靠，符合建筑物的使用要求，有良好的耐久性；結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)便于運(yùn)輸、便于維護(hù)。而且還要注意鋼結(jié)構(gòu)使用價(jià)值和觀賞價(jià)值兼?zhèn)洹?/p>

2、鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)要實(shí)用、安全

鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)要發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，滿足電氣消防設(shè)計(jì)規(guī)范，建筑鋼結(jié)構(gòu)的平面布置應(yīng)力求規(guī)則、對(duì)稱，而且避免鋼結(jié)構(gòu)帶來的建筑平、立面單調(diào)呆板；注意設(shè)計(jì)深度，保證達(dá)到有關(guān)的規(guī)定要求；注意解決鋼結(jié)構(gòu)建筑建筑防腐蝕、防火、防震問題。做好鋼結(jié)構(gòu)防銹、防腐處理，使結(jié)構(gòu)布置符合規(guī)則性要求，提高防震能力，保證鋼結(jié)構(gòu)建筑的實(shí)用安全性統(tǒng)一。

四、高層鋼結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)要點(diǎn)

1、判斷鋼結(jié)構(gòu)在建筑設(shè)計(jì)中的適用性

在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)、選用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案之前，要充分考察建筑項(xiàng)目建設(shè)是否適合用鋼結(jié)構(gòu) 。鋼結(jié)構(gòu)通常用于大跨度、高層、荷載、體型復(fù)雜或有較大振動(dòng)、密封性要求高、吊車起重量大、要求能便于安裝拆卸的結(jié)構(gòu)。為了避免不必要的經(jīng)濟(jì)損失，要認(rèn)真考察鋼結(jié)構(gòu)在建筑設(shè)計(jì)中的適用性。

2、確定結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置

“概念設(shè)計(jì)”這一理念應(yīng)貫穿于在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體過程中，運(yùn)用概念設(shè)計(jì)可以在早期迅速、有效地進(jìn)行構(gòu)思、比較與選擇，它在結(jié)構(gòu)選型與布置階段尤其重要。國(guó)內(nèi)常見的鋼結(jié)構(gòu)類型主要有：框架、塔桅索膜、網(wǎng)架、平面架、輕鋼等。在鋼結(jié)構(gòu)選型環(huán)節(jié)，要注意依據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中主體系與分體系之間試驗(yàn)現(xiàn)象、破壞機(jī)理、工程經(jīng)驗(yàn)、力學(xué)關(guān)系與震害等因素的綜合深入分析，從而全面性整體性的選擇最為科學(xué)、合理的結(jié)構(gòu)，并且注意合理布置細(xì)節(jié)。

3、分析結(jié)構(gòu)、預(yù)估截面

建筑設(shè)計(jì)在確定鋼結(jié)構(gòu)選型和布置后要注意對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，以便鋼結(jié)構(gòu)于在實(shí)際設(shè)計(jì)中的合理應(yīng)用，例如利用線彈性分析鋼結(jié)構(gòu)。另外還需對(duì)構(gòu)件截面作初步估算，包括梁柱和支撐等的斷面形狀與尺寸的假定。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)及時(shí)與電氣等專業(yè)溝通，使設(shè)計(jì)更加優(yōu)化，這些也是鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。

結(jié)語(yǔ)：綜上所述，在高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的消防電氣設(shè)計(jì)以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，深入了解其消防電氣的設(shè)計(jì)特點(diǎn)以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)是關(guān)鍵，做好電氣和結(jié)構(gòu)兩個(gè)專業(yè)間的相互配合工作，這既是現(xiàn)代化高層建筑物得到安全保障的體現(xiàn)，也是建筑火災(zāi)得到有效控制的體現(xiàn)，極大地保障了人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。并且隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展的同時(shí)，促進(jìn)人們不斷在建筑電氣消防技術(shù)中引入了很多新型的現(xiàn)代化設(shè)備，不斷的完善結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)而大幅度地提升了超高層建筑物的安全穩(wěn)定功能，使其更加符合現(xiàn)代化超高層建筑設(shè)計(jì)的新要求。

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篇4

關(guān)鍵詞：超高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

Abstract: to a tall building for, and to adapt the building structure system, structure and arrangement of the conceptual design is not absolute but reasonable structure design should be the only. Based on many years of work experience, and structure design of a high-rising structure is analyzed, in order to offer reference for the same.

Keywords: tall building; Structure design

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

一、超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

超高層的結(jié)構(gòu)體系選擇與低層、多層的建筑相比，超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)顯得十分重要。不同的建筑結(jié)構(gòu)體系選擇可以對(duì)建筑的樓層數(shù)目、平面布置、施工技術(shù)要求、各種管道的布置及投資多少等產(chǎn)生最為直接的影響。超高層的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

1 水平力是超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要因素。有研究證明，樓房的自重與樓面的載荷在豎向放人構(gòu)件中所產(chǎn)生的彎矩與軸力大小僅僅是與樓房的高度一次方形成正比，但是水平載荷對(duì)與建筑所產(chǎn)生的傾覆力矩以及軸力的大小則是與樓房的高度二次方形成正比。因此在超高層的建筑設(shè)計(jì)中，水平力是設(shè)計(jì)主要因素。

2 軸向變形是不可忽視的。當(dāng)樓層十分高時(shí)，由于樓房的自重而產(chǎn)生的軸向壓應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致樓房的中柱產(chǎn)生出較大軸向變形，會(huì)直接導(dǎo)致連續(xù)梁的中間支座處負(fù)彎矩值直接減小，從而導(dǎo)致跨中正彎矩值與端支座的負(fù)彎矩值增大。

3 側(cè)移做為控制指標(biāo)。超高層的建筑結(jié)構(gòu)側(cè)移隨著高度增加會(huì)迅速的增大(側(cè)移量和樓層之間高度四次方是正比關(guān)系)，所以結(jié)構(gòu)側(cè)移是超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素。

4 抗震設(shè)計(jì)的要求更高。超高層的建筑抗震設(shè)計(jì)必須要做到“三水準(zhǔn)”要求，即“小震不壞，中震可修，大震不倒”。

二、工程概況

某大廈由一棟30層寫字樓、一棟2層商業(yè)附樓和4層地下室組成，總建筑面積90149m2，屋面結(jié)構(gòu)高度18280m、停機(jī)坪結(jié)構(gòu)高度19320m。

三、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1 結(jié)構(gòu)選型

本工程采用鋼筋混凝土框架一核心筒結(jié)構(gòu)，雖然其結(jié)構(gòu)承載能力和抗變形能力比筒中筒結(jié)構(gòu)差，但避免了結(jié)構(gòu)豎向抗側(cè)力構(gòu)件的轉(zhuǎn)換，滿足了建筑立面效果和使用要求。為解決建筑首層層高120m、結(jié)構(gòu)高度超限及減小柱截面等問題，下部若干層采用鋼管混凝土組合柱，樓蓋采用現(xiàn)澆普通鋼筋混凝土梁板體系。

承載力和水平位移計(jì)算時(shí)，基本風(fēng)壓均按重現(xiàn)期為100年的0．90kN／m3取值，(廣東省實(shí)施《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JG13―2002補(bǔ)充規(guī)定DBJ/Tl5―46―2005尚未頒布)。由于結(jié)構(gòu)側(cè)向位移不滿足限值要求，在第3O層利用建筑避難層，設(shè)置了鋼筋混凝土桁架的結(jié)構(gòu)加強(qiáng)層，結(jié)構(gòu)加強(qiáng)層是一把雙刃劍，雖然可提高結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度，也使得結(jié)構(gòu)豎向剛度突變，所以結(jié)構(gòu)加強(qiáng)層及相鄰層按《高規(guī)》要求進(jìn)行了加強(qiáng)處理。

2 超限措施

本工程結(jié)構(gòu)平面形狀規(guī)則、剛度和承載力分布均勻，豎向體型也規(guī)則和均勻、結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件上下連續(xù)貫通(如圖1)，除結(jié)構(gòu)高度超過適用限值外，其它指標(biāo)通過調(diào)整后均達(dá)到未超限。

圖1 結(jié)構(gòu)布置平面圖

由于結(jié)構(gòu)高度超限、而且首層層高12.0m，超限應(yīng)對(duì)措施把首層及下部若干層的結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件作為加強(qiáng)的重點(diǎn)：l～15層框架柱采用鋼管混凝土組合柱、1～2層核心筒剪力墻四角附加型鋼暗柱、首層抗震等級(jí)提高一級(jí)。鋼管混凝土柱有著卓越的承載能力和變形能力，但其防腐和防火材料不僅造價(jià)較高還有時(shí)效性，需考慮今后的維修保養(yǎng)，鋼管混凝土疊合柱及鋼管混凝土組合柱可彌補(bǔ)這方面的缺陷。核心筒剪力墻四角附加型鋼暗柱，以解決由于首層層高較大，使得剪力墻端部應(yīng)力集中的問題，并提高剪力墻的承載能力和抗變形能力。

四、鋼管混凝土組合柱的梁柱節(jié)點(diǎn)

在工程中往往僅在框架柱中采用鋼管混凝土，而框架梁則采用普通鋼筋混凝土，鋼管混凝土柱和鋼筋混凝土梁的連接節(jié)點(diǎn)成為工程中難點(diǎn)之一。目前常用的連接節(jié)點(diǎn)有：鋼牛腿法、雙梁法、環(huán)梁法、鋼管開大洞后補(bǔ)強(qiáng)法及純鋼筋混凝土節(jié)點(diǎn)法等，本工程采用在鋼管上開穿鋼筋小孔的連接節(jié)點(diǎn)，為連接節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)提供多一種選擇。

1 鋼管開小孔的連接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造(如圖2)。鋼管上開穿鋼筋小孔的連

接節(jié)點(diǎn)做法要點(diǎn)如下：

圖2鋼筋穿鋼管立面圖

① 鋼管開小孔：小孔直徑D=鋼筋直徑+10mm，小孔水平間距：3×D，小孔垂直間距=2×D；

②鋼管水平加強(qiáng)環(huán)：梁頂面和梁底面各設(shè)置一道，環(huán)板寬度：鋼管混凝土柱時(shí)，取0.10倍鋼管直徑、鋼管混凝土疊合柱時(shí)，取65~100mm；環(huán)板厚度=0.5t且≥16mm(t為鋼管壁厚)；

③鋼管豎向短加勁肋：緊貼水平加強(qiáng)環(huán)，肋寬=環(huán)板寬一15mm，肋厚=環(huán)厚，長(zhǎng)度為200mm，布置在梁開孔部位的兩側(cè)和中間；

④梁鋼筋盡量采用直徑較大的HRB400級(jí)鋼筋，以減少鋼管開孔數(shù)量。在鋼管混凝土疊合柱時(shí)，部分梁鋼筋可以在鋼筋混凝土柱區(qū)域穿過。

2 鋼管開小孔連接節(jié)點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)

①鋼管開小孔后對(duì)鋼管截面削弱不大，梁鋼筋穿過小孔后剩余的縫隙很小，鋼管對(duì)管芯混凝土的約束力基本沒減少，不影響鋼管混凝土柱的承載能力和變形能力；②梁鋼筋直接穿過鋼管后，梁可以可靠的傳遞內(nèi)力，梁長(zhǎng)范圍內(nèi)的剛度保持不變，結(jié)構(gòu)受力分析與實(shí)際相同。(鋼牛腿法和鋼管開大洞后補(bǔ)強(qiáng)法，在梁端范圍內(nèi)有相當(dāng)長(zhǎng)度的型鋼，使得梁剛度急劇變化)；③在設(shè)置水平加強(qiáng)環(huán)和豎向短加勁肋補(bǔ)強(qiáng)后，鋼管在節(jié)點(diǎn)區(qū)是連續(xù)的，節(jié)點(diǎn)的剛性不受影響，滿足“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”的要求；④ 現(xiàn)場(chǎng)施工較方便，即使圓弧形梁鋼筋也可順利穿過；⑤節(jié)點(diǎn)補(bǔ)強(qiáng)所用材料比鋼牛腿法和鋼管開大洞法減少很多，造價(jià)較低。

五、剪力墻平面外對(duì)梁端嵌固作用的分析

對(duì)于框架一核心筒結(jié)構(gòu)，部分框架粱要支撐在剪力墻平面外方向，剪力墻平面外對(duì)梁端嵌固作用究竟如何，其研究文獻(xiàn)較少，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范也沒有涉及。影響剪力墻平面外對(duì)梁端嵌固作用的主要因素：墻平面外對(duì)粱端嵌固作用的有效長(zhǎng)度、墻線剛度與梁線剛度之比和墻在該層的軸壓力等等。目前常用的計(jì)算分析軟件雖然具有墻元平面外剛度分析功能，但未考慮墻平面外對(duì)梁端嵌固作用的有效長(zhǎng)度，當(dāng)遇到墻肢很長(zhǎng)或筒體墻肢空間剛度很大情況時(shí)，計(jì)算分析軟件會(huì)高估了墻平面外對(duì)梁端的嵌固作用，使得梁端負(fù)彎矩計(jì)算值要大于實(shí)際值，本工程應(yīng)對(duì)措施如下：

1 采用梁端增加水平腋方法，用以直接增加墻平面外對(duì)梁端嵌固作用有效長(zhǎng)度；

2 采用增加墻邊框梁方法(如圖3)，用以增加墻平面外對(duì)梁端嵌固的局部剛度。墻邊框梁截面寬度應(yīng)不小于0．4倍梁縱筋錨固長(zhǎng)度，墻邊框梁截面高度應(yīng)大于樓面梁截面高度，為保證梁端剪力通過墻邊框梁均勻傳遞到墻上，墻邊框梁寬出墻厚處用斜角過渡；

3 為保證梁正截面設(shè)計(jì)更加符合實(shí)際受力情況，梁端計(jì)算彎矩可以采用“調(diào)幅再調(diào)幅”方法，即分析計(jì)算時(shí)設(shè)定梁端負(fù)彎矩調(diào)幅系數(shù)后，配筋時(shí)再局部手算調(diào)幅。“調(diào)幅再調(diào)幅”時(shí)，應(yīng)考慮構(gòu)件的剛度、內(nèi)力重分布的充分性、裂縫的開展及變形滿足使用要求。

圖3墻邊框梁的設(shè)置

六、核心筒外墻的連梁設(shè)計(jì)

核心筒外墻的連粱縱筋計(jì)算超筋是非常普遍的情況，《高規(guī)》對(duì)連粱超筋有專門的處理措施，而且研究文獻(xiàn)也少，但計(jì)算模型的選取也是重要因素之就一。

《高規(guī)》規(guī)定，跨高比小于5時(shí)按連梁考慮，即連梁屬于深彎粱和深粱的范疇，其正截面承載力計(jì)算時(shí)，已不能按桿系考慮，也就是已不符合平截面假定，但許多分析軟件仍然把連梁按桿系計(jì)算，其計(jì)算偏差當(dāng)然是很大了。

按“強(qiáng)墻弱梁”和“強(qiáng)剪弱彎”原則進(jìn)行連梁設(shè)計(jì)時(shí)，雖然《高規(guī)》對(duì)連梁設(shè)計(jì)有具體要求，但這個(gè)“弱”要到什么程度，還是取決于設(shè)計(jì)者的理解和經(jīng)驗(yàn)。

本工程核心筒外墻的連梁按《高規(guī)》要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，除連梁均配置了交叉暗撐外，對(duì)非底部加強(qiáng)部位剪力墻的邊緣構(gòu)件也進(jìn)行了加強(qiáng)處理，以滿足“多道抗震防線’和“強(qiáng)墻弱梁”的要求。

七、結(jié)束語(yǔ)

篇5

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)于水平荷載來說，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)來說，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)存在的問題分析

3.1建筑短肢剪力墻設(shè)置存在問題。隨著人們對(duì)住宅平面與空間的要求越來越高，高層住宅建筑中短肢剪力墻的運(yùn)用越來越多。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，在高層住宅結(jié)構(gòu)中短肢剪力墻布置不宜過多，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)。受高層建筑高度過高、荷載過大的影響，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)模糊等問題。如果高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員沒有充分認(rèn)識(shí)到上述問題，就會(huì)給高層建筑留下安全隱患。3.3扭轉(zhuǎn)問題。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，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叱龊芏啵嘁云鋵?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)是近年來比較常見的設(shè)計(jì)方式，可以有效解決工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的各種問題。當(dāng)前工程設(shè)計(jì)問題變化比較多，有許多因素都會(huì)影響到結(jié)構(gòu)效應(yīng)，各種問題盤根錯(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)投入來獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益，并解決工程項(xiàng)目存在的問題。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)建筑周圍的環(huán)境進(jìn)行綜合的考慮，由此來提高設(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

參考文獻(xiàn)：

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篇6

關(guān)鍵詞：超高層；設(shè)計(jì)；方法

高層建筑英語(yǔ)稱摩天樓（skyscraper），德語(yǔ)稱凌云廈（wolkenkra-tzer），她們以不同的意味來描述高樓大廈的含義。古今中外都有憧憬高處的想法。從高處向下看，精神爽快，視界開闊。就建筑發(fā)展而言，摩天樓是時(shí)代的里程碑，是打破傳統(tǒng)高度限界實(shí)現(xiàn)人類往高處發(fā)展的宏愿的途徑，她成為本世紀(jì)中最令人眼花繚亂的建筑特有現(xiàn)象。

本文結(jié)合公司做的兩個(gè)高層實(shí)際項(xiàng)目，從幾個(gè)方面論述超高層設(shè)計(jì)的要點(diǎn)和總結(jié)實(shí)踐中的一些經(jīng)驗(yàn)。

廣州天河城廣場(chǎng) 深圳萬象城

廣晟國(guó)際：360米（在建寫字樓項(xiàng)目） 東山領(lǐng)匯廣場(chǎng)：128.7米（在建商住樓項(xiàng)目）

項(xiàng)目簡(jiǎn)介

廣晟國(guó)際大廈：位于廣州珠江大道西和金穗路交界處的珠江新城B1-6地塊，位于廣州新中軸線兩側(cè)，占地面積7907平方米，總建筑面積近16萬平方米，是一座仍然在建的寫字樓項(xiàng)目。該項(xiàng)目總投資約20億元人民幣，于2007年12月28日奠基動(dòng)工，并計(jì)劃于2010年年中完成結(jié)構(gòu)封頂，2011年3月正式交付使用。建成后其高度將達(dá)到360米，其中地下6層、地上59層，為廣州第三高樓。

東山領(lǐng)匯廣場(chǎng)：地鐵1號(hào)線與5號(hào)線的交匯點(diǎn)“楊箕站”上蓋，樓高128.7米，為一綜合性超高層商住項(xiàng)目。項(xiàng)目占地1萬多平方米，總建筑面積約5.6萬平方米，將分別建有280多套精品住宅和約2萬平方米的商業(yè)。今年年中正式推出市場(chǎng)，商業(yè)也將于年內(nèi)啟動(dòng)招商工作。

城市環(huán)境與超高層建筑的規(guī)劃布局

廣晟國(guó)際位于廣州新中軸線旁，可能是由于此區(qū)域位置比較重要，造成了地價(jià)高昂。發(fā)展商購(gòu)入的地塊面積相當(dāng)有限?？偲矫嬷蓄悎A形的建筑基底也許是一個(gè)最好的解決方案。圓形基底的兩側(cè)留有兩條地下車庫(kù)出入口車道，再加一定的綠化廣場(chǎng)。整個(gè)平面的布局十分緊湊。360米的建筑高度，在此區(qū)域中其實(shí)是和諧的構(gòu)成部分。因?yàn)閺V州新中軸線中的末端廣州電視塔高度達(dá)到600米，在同區(qū)域的廣州西塔高度有432米，本案后面的廣州煙草大廈（見實(shí)拍圖片）也有309米的高度。所以整個(gè)中軸線兩旁的超高層建筑，是廣州市規(guī)劃局的精心安排，為的是營(yíng)造中軸線的雄偉氣勢(shì)。只是美中不足的是本案與廣州煙草大廈似乎挨得太近了點(diǎn)。下次做規(guī)劃方案的時(shí)候其實(shí)可以把問題處理得更好。

東山領(lǐng)匯廣場(chǎng)位于廣州市中山一路，整個(gè)地塊分為東西兩個(gè)區(qū)。超高層的塔樓和裙樓以及地下車庫(kù)主要集中在右手邊的東區(qū)。西區(qū)布置了一些配套用房和地鐵出入口以及西區(qū)的地下車庫(kù)。中間部分到時(shí)會(huì)建設(shè)一條規(guī)劃路。東區(qū)的布置還是相當(dāng)合理的，北面預(yù)留一定的集散廣場(chǎng)空間。西面的密度相對(duì)較低，規(guī)劃路開通以后西面將作為日后的主要入口和集散、景觀空間。這種布局方式對(duì)于人流動(dòng)線組織、城市空間的過渡還是相對(duì)協(xié)調(diào)的。

整體造型設(shè)計(jì)

廣晟國(guó)際大廈造型主要以新古典風(fēng)格為主，造型簡(jiǎn)潔大氣。三段式，樓頂層層退臺(tái)的慣用造型手法用得恰到好處。超高層外形設(shè)計(jì)一般在垂直高度上不會(huì)有太多的變化，中端保持平直，這樣可以增加建筑物的高度感。從片區(qū)整體景觀分析，在本案的對(duì)面也有一農(nóng)業(yè)銀行大廈和中國(guó)海關(guān)大樓為新古典設(shè)計(jì)風(fēng)格。雖然周邊還有其他相鄰的建筑是現(xiàn)代主義的玻璃幕墻、鋼結(jié)構(gòu)建筑，但這并不影響整體的和諧感覺。就好像著名帝國(guó)大廈和她周邊建筑的和諧共存一樣。

東山領(lǐng)匯廣場(chǎng)立面造型可以分為兩部分，上部的住宅造型還是比較規(guī)整的，下部商業(yè)部分主要以構(gòu)成的變化手法烘托出商業(yè)氣氛。上部的住宅造型雖說比較規(guī)整，但是細(xì)部變化還是有的，只是沒有整體大體量的外形變化。以筆者幾年來淺薄的住宅工程經(jīng)驗(yàn)來說，其實(shí)住宅部分的變化真的不需要太多。很多時(shí)候住宅樓的腳手架還沒拆，樓已經(jīng)賣完了。住宅買家關(guān)心的是住宅的戶型，實(shí)用率，地段以及周邊的配套為主。建筑的造型只是看一個(gè)大的感覺。豐富的造型，有時(shí)候可能是建筑師或業(yè)主的一種美學(xué)的追求。但是如果要犧牲買家的使用效果來完成這種追求，筆者認(rèn)為是不太可取的。畢竟買家才是真正的長(zhǎng)期使用者。而商業(yè)的造型豐富一點(diǎn)，渲染氣氛，吸引途人入內(nèi)購(gòu)物，是正確的。

平面設(shè)計(jì)

廣晟國(guó)際大廈采用了圓形的平面布局方式，這種布局方式有以下的優(yōu)點(diǎn)：她以最少的外墻長(zhǎng)度得到較大的面積，比同面積方形平面外墻長(zhǎng)度減少10%；在體積相等時(shí)，圓柱體體積比正方體體形建筑外墻面積減少8%左右。她是一種節(jié)能型平面。圓形平面空間構(gòu)成時(shí)，其走廊面積可減至最短，平面使用效率高，較為經(jīng)濟(jì)；圓形平面及圓柱體的受力性能比其他平面形式好，所受風(fēng)力比類似矩形或方形平面約少30%，此外，圓筒形建筑形體簡(jiǎn)潔而優(yōu)美，具有強(qiáng)烈的標(biāo)志感和誘目性。

東山領(lǐng)匯廣場(chǎng)住宅標(biāo)準(zhǔn)層平面以南塔、北塔兩個(gè)塔樓組成，兩塔平面形式基本相同。但關(guān)鍵點(diǎn)是北塔末端戶型比南塔要小，這個(gè)主要原因是因?yàn)楸泵媾R近中山一路主干道和內(nèi)環(huán)路，景觀和環(huán)境條件不太理想，所以在容積率固定的情況下，將主要的戶型安排在了南面。還有一點(diǎn)是中間有四個(gè)戶型采用旋轉(zhuǎn)45度的擺法，這樣就可以爭(zhēng)取到三個(gè)戶型有西南的朝向。畢竟在住宅設(shè)計(jì)中，朝向和景觀是十分重要的，這個(gè)直接會(huì)影響到住宅的銷售情況。

交通運(yùn)輸設(shè)計(jì)

由于地塊大小非常有限，而且超高層辦公樓的車輛停放需求又非常的大，廣晟國(guó)際大廈地下車庫(kù)共有地下六層。這個(gè)深度的地下車庫(kù)在國(guó)內(nèi)還是比較少見的。但其實(shí)從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的角度來說，地下室深入地面，還是比較有利的。坡道形式采用螺旋式坡道。布局簡(jiǎn)潔，交通路線明確。在本案中是一個(gè)合理的選擇。

在東山領(lǐng)匯的建筑設(shè)計(jì)中，東西兩個(gè)區(qū)都是有地下室的。其中大部分的車輛停放都分布在西區(qū)地下室，而東區(qū)由于地下一層和二層都和地鐵連接，商業(yè)價(jià)值比較大。業(yè)主將負(fù)一二層開發(fā)為地下商業(yè)空間，只在負(fù)三層停放車輛。值得一提的是，東區(qū)負(fù)三層的車庫(kù)由于面積的限制，是沒有汽車坡道的。車輛進(jìn)出只靠中部的兩部車載電梯。在規(guī)范中，不超過50輛車的地下車庫(kù)，是允許這樣操作的。但是這種情況，筆者還是第一次碰到。

由于樓層較高，廣晟國(guó)際大廈采用多區(qū)電梯系統(tǒng)，樓內(nèi)豎向交通分成幾區(qū)，各區(qū)由不同容量與速度的電梯服務(wù)。每十層或十幾層左右分作一區(qū)。首層至六層共有30臺(tái)電梯，七層到十七層共有26臺(tái)電梯，十八層到二十六層共有22臺(tái)電梯，二十七層到三十六層共有18臺(tái)電梯，三十七層到四十四層共有14臺(tái)電梯，四十五層到六十層共有10臺(tái)電梯，與標(biāo)準(zhǔn)層的面積一樣，層層遞減。這樣可符合底層人多面積大，電梯多，高層人少面積小，電梯相對(duì)少的運(yùn)輸優(yōu)化配置。而且高層區(qū)電梯速度比中低區(qū)的為快。

按照規(guī)范規(guī)定，以電梯為主要垂直交通的高層公共建筑和12層及12層以上的高層住宅，每棟樓設(shè)置電梯的臺(tái)數(shù)不應(yīng)少于2臺(tái)；由之前東山領(lǐng)匯廣場(chǎng)的標(biāo)準(zhǔn)層平面圖可看出，兩棟塔樓按了規(guī)范最經(jīng)濟(jì)的標(biāo)準(zhǔn)做了2臺(tái)電梯。因?yàn)樽≌娜藬?shù)遠(yuǎn)沒有寫字樓那么多，所以電梯也就沒有分區(qū)了。其實(shí)住宅電梯的數(shù)量滿足規(guī)范最低標(biāo)準(zhǔn)以后，就沒有其他的硬性規(guī)定了。最要是看樓盤的檔次要求和業(yè)主的意愿了。

避難層設(shè)計(jì)

廣晟國(guó)際大廈避難層結(jié)合了設(shè)備層設(shè)計(jì)，在10層留出了1250.7平方米作為避難區(qū)，其余作為消防水箱設(shè)備間，在27層留出了1488.3平方米作為避難區(qū)，其余作為設(shè)備間，在44層留出了1251.8平方米作為避難區(qū)，其余作為設(shè)備間，而28層則單獨(dú)作為設(shè)備間，在避難區(qū)不放置任何東西，在以上各層設(shè)一排通風(fēng)百葉，以實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)。

東山領(lǐng)匯廣場(chǎng)的避難間分別設(shè)置在六層和二十一層，其中六層是裙樓頂層的綠化架空層，作為避難間問題不大，難點(diǎn)是在二十一層住宅層。這個(gè)區(qū)域的估計(jì)售價(jià)在3萬元/平米左右。業(yè)主只想在每一塔中只抽調(diào)一個(gè)戶型作為避難間，因?yàn)閮伤级嘁婚g避難間的話。他們會(huì)大概少賺800萬。但對(duì)于設(shè)計(jì)而言，在這么小的空間內(nèi)，要完成避難的功能，還要與上下的樓梯錯(cuò)開或斷開，還是有點(diǎn)難度的。但是最后還是克服了，業(yè)主還是比較滿意的。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

廣晟國(guó)際大廈采用的是框筒――框架+筒體結(jié)構(gòu)體系。而且是內(nèi)筒外框架結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)不布置體系的優(yōu)點(diǎn)是：在超高層寫字樓的設(shè)計(jì)中，電梯和管井必不可少，電梯井和管井本身往往就是一個(gè)很好的筒體。她通過樓面梁板與四周柱子相連，即形成了內(nèi)筒外框架結(jié)構(gòu)。其建筑平面利用系數(shù)較高，建筑平面分隔比較靈活，景觀視野開闊，中央核心筒結(jié)合電梯、廁所、設(shè)備管井布置。且隨著電梯數(shù)量減少，上部樓層適當(dāng)減小核心筒，進(jìn)一步擴(kuò)大有效建筑使用面積。

而東山領(lǐng)匯廣場(chǎng)則采用框剪+轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。在同一豎直線上。塔樓為住宅空間，下部作為商業(yè)廣場(chǎng)。上部開間較小，采用框架――剪力墻結(jié)構(gòu)。下部商業(yè)需要大空間要用大跨度框架結(jié)構(gòu)。所以在六層設(shè)置了轉(zhuǎn)換層，在上部樓層剪力墻結(jié)構(gòu)通過轉(zhuǎn)換層改變?yōu)榭蚣艿耐瑫r(shí)，其下部樓層柱網(wǎng)軸線與上部樓層柱網(wǎng)軸線錯(cuò)開，形成上下結(jié)構(gòu)不對(duì)齊的結(jié)構(gòu)方式，在此過程中，還出現(xiàn)了斜梁轉(zhuǎn)換等復(fù)雜情況，由于建筑形體比較復(fù)雜，還要做超限審查，但最后還是通過了。

結(jié)語(yǔ)

隨著中心城區(qū)的不斷開發(fā)，和土地稀缺資源的不可再生性。在中國(guó)未來的發(fā)展中，超高層建筑將擔(dān)任越來越重要的角色。對(duì)于建筑設(shè)計(jì)師來說，這是機(jī)遇同時(shí)又是挑戰(zhàn)，掌握超高層建筑設(shè)計(jì)方法的要領(lǐng)，在日后的設(shè)計(jì)生涯中大有裨益。希望讀者可以閱讀本文淺薄的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)后，對(duì)超高層建筑設(shè)計(jì)有所收獲。

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[4]雷春濃 編著《高層建筑設(shè)計(jì)手冊(cè)》 中國(guó)建筑工業(yè)出版社 2002.8

篇7

1、高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)以及相關(guān)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1．1重力荷載迅速增大，控制建筑物的水平位移成為主要矛盾

由于高層建筑相對(duì)于其他類型的建筑具有不同的特性，使得其建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也具有自身的一些特點(diǎn)。首先，高層建筑在高度上具有其他建筑所不可比擬的特性。因此，隨著建筑物的高度不斷上升，其重力荷載也呈直線上升的趨勢(shì)，作用在豎向構(gòu)件柱以及墻上的軸壓力也隨之增加。在這樣的條件下對(duì)于基礎(chǔ)的承載力也就提出了更高的要求。與此同時(shí)，控制建筑物的水平位移也成為了主要矛盾，這種情況主要是由兩方面原因所造成的。一方面，高層建筑的高度較高，使得風(fēng)作用效應(yīng)加大;而風(fēng)力的加大也就使得合力作用點(diǎn)的位置變高，從而使其對(duì)于建筑物產(chǎn)生的作用效應(yīng)也就變得更大。另一方面，高層建筑的高度過高使得其自身的重心位置也相應(yīng)的被升高，建筑的結(jié)構(gòu)自重也相應(yīng)的加大，此時(shí)在地震作用下就將導(dǎo)致薄弱部位加速破壞。

1．2豎向構(gòu)件產(chǎn)生的縮短變形差對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響增大

受力變形、干縮變形以及徐變變形都是豎向構(gòu)件總壓縮量的構(gòu)成部分。通常情況下，受力變形都會(huì)在瞬時(shí)間完成，并且變形量能夠根據(jù)胡克定律進(jìn)行大致的測(cè)量。而干縮變形所需要的時(shí)間則相對(duì)較長(zhǎng)，通過相關(guān)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，在一般條件下干縮變形量大致占總壓縮量的三分之一左右。而耗時(shí)最長(zhǎng)的就是徐變變形量，線性徐變能夠通過公式進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算。而受到構(gòu)件的總壓縮量隨著高度的不斷上升而增大的影響，使得在高層建筑中豎向構(gòu)件產(chǎn)生的縮短變形差對(duì)于結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響也逐漸變大。

1．3傾覆力矩增大，整體穩(wěn)定性要求提高

高層建筑由于在建設(shè)的過程中，高度不斷上升使得側(cè)向風(fēng)力引起的傾覆力矩也會(huì)不斷增加，隨之而來的是抗傾覆力的要求也隨之升高。許多具體的工程施工中都會(huì)采用增加基礎(chǔ)埋深以及加大基礎(chǔ)寬度或者是采取抗拔樁基等手段來達(dá)到保證整體穩(wěn)定性的需求，來強(qiáng)化整體的穩(wěn)定性。

1．4防火防災(zāi)的重要性顯現(xiàn)，建筑物的重要性等級(jí)升高

與此同時(shí)，在進(jìn)行高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)著重考慮防火防災(zāi)的功效，凸顯出防火放防災(zāi)的重要作用。這是由于高層建筑的一些建筑材料雖然具有耐熱的特性，但是耐火的功效卻不甚理想，一旦放生火災(zāi)的話極易造成重大的損失。并且由于高層建筑與地面之間的空間距離較大，高層中的人們很難找到有效的逃生途徑也容易造成大的人員傷亡。此外，在出現(xiàn)地震等坍塌性事故時(shí)，需要較長(zhǎng)的疏散時(shí)間，但高層建筑大多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在長(zhǎng)時(shí)間的疏散過程中極易發(fā)生其他的安全事故。與此同時(shí)，高層建筑的投資一般都比較巨大，并且在所屬區(qū)域一般都應(yīng)是當(dāng)做代表性建筑來建造的。所以高層建筑無論是在經(jīng)濟(jì)上，還是在文化乃至政治上都具有較強(qiáng)的影響。為此，在進(jìn)行高層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)務(wù)必要強(qiáng)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性，強(qiáng)化建筑的整體性能質(zhì)量。

1．5控制風(fēng)振加速度符合人體舒適度要求

一般情況下，風(fēng)力的作用效果都會(huì)隨著高度的升高而不斷加強(qiáng)，在高層建筑中風(fēng)力的作用效果尤為明顯。但是風(fēng)振作用過于顯著會(huì)影響到人們的舒適度，不利于人們的工作和生活，因此如何處理好風(fēng)振及速度與人體舒適度之間的平衡成為了超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要問題。為此，必須控制好頂層的最大加速度，使其滿足規(guī)定的限值。此外還要掌控好由風(fēng)振帶來的扭轉(zhuǎn)加速度，通常情況下不應(yīng)該超過標(biāo)定的限值。與此同時(shí)，鑒于高層建筑的高度較大，使得垂直于圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面上的風(fēng)載標(biāo)準(zhǔn)也迅速增大，所以圍護(hù)結(jié)構(gòu)必須進(jìn)行抗風(fēng)設(shè)計(jì)。

2、高層建筑設(shè)計(jì)理念的實(shí)踐應(yīng)用

篇8

關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TU2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言

隨著我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的日益深入，建筑行業(yè)的發(fā)展也在蒸蒸日上，在數(shù)量上越來越多的情況下，如何控制好質(zhì)量的問題成為建筑行業(yè)甚為關(guān)注的問題。作為高層建筑施工中的重點(diǎn)工作，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)建筑質(zhì)量有著直接性的影響。如何控制好其設(shè)計(jì)質(zhì)量、其主要內(nèi)容和涉及到的要點(diǎn)有哪些，下文筆者將結(jié)合自己多年來對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)對(duì)這些問題做相關(guān)探討。

一、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性

（一）、高層建筑與城市社會(huì)的發(fā)展息息相關(guān)

近年來，隨著我國(guó)城市化建設(shè)進(jìn)程以及人口的持續(xù)增長(zhǎng)導(dǎo)致城市的人口數(shù)量上升的非?？臁３鞘芯幼?、辦公等用地日益緊張，為了盡可能的減少城市土地的不必要浪費(fèi)、更加充分的發(fā)揮出城市土地的利用率、最大程度緩解城市住房緊張等問題，高層建筑的需求增長(zhǎng)十分迅速。而且建筑的高度、復(fù)雜性以及建設(shè)速度也都在不斷的上升。

（二）、高層建筑結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性

現(xiàn)如今，建筑的體形及其平立面的空間設(shè)置愈趨復(fù)雜、建筑難度以及成本投入日益增大。這就要求建筑物的結(jié)構(gòu)性能要更加優(yōu)良，同時(shí)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)形式適應(yīng)性方面也要求的更加嚴(yán)格。為了適應(yīng)現(xiàn)如今社會(huì)愈趨多元化的發(fā)展趨勢(shì)，高層建筑的設(shè)計(jì)方案也向著多樣化復(fù)雜化的方向不斷發(fā)展。很多的高層建筑為了在最大程度上增大凈空高度，致使很多建筑本身以及施工過程當(dāng)中出現(xiàn)了很多的問題以及矛盾。因此，提高對(duì)建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)形式的要求勢(shì)在必行。

二、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

（一）、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。

（二）、側(cè)移成為控制指標(biāo)

與較低樓房不同，結(jié)構(gòu)側(cè)移已成為高樓結(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)。

（三）、水平荷載成為決定性因素

建筑物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，僅與建筑物高度成線性關(guān)系；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，是與建筑物高度的二次方成正比。

（四）、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，高樓結(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。

三、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要問題

（一）、建設(shè)的高度問題

目前我國(guó)對(duì)于高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)開始向超高層方向發(fā)展，對(duì)于高層建筑的高度，我國(guó)的根據(jù)當(dāng)前我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和施工技術(shù)水平進(jìn)行了全面的規(guī)定，但在實(shí)際設(shè)計(jì)中出現(xiàn)許多超高度的情況。國(guó)家并不提倡超過高度限制的高層建筑，因?yàn)樵诟叨炔粩嗌叩那闆r下，對(duì)建筑整體的抗震性能會(huì)帶來一定的影響，一旦發(fā)生地震，對(duì)超高層建筑具有較大的危害性。特別是在建筑不斷升高的情況下，建筑會(huì)有更多的質(zhì)變發(fā)生，使建筑本身各項(xiàng)性能受到較大的影響，不利于建筑的安全性。

（二）、扭轉(zhuǎn)的問題

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，建筑結(jié)構(gòu)的三心（幾何形心、剛度中心、結(jié)構(gòu)重心）要盡可能的匯集在一點(diǎn)上。所謂的結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)問題，就是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)三心沒有做到合一，使水平荷載下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)效應(yīng)。為了避免建筑發(fā)生扭轉(zhuǎn)破壞，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該選擇的合理的形式及平面布局，盡量做到三心合一。在水平荷載作用下，高層建筑的質(zhì)量分布是其扭轉(zhuǎn)作用大小的決定性因素。建筑的平面應(yīng)該盡量設(shè)計(jì)成方形、矩形、圓形或正多邊形等簡(jiǎn)單的平面形式。很多情況下高層建筑由于各種因素干擾，不可能全部采用相對(duì)簡(jiǎn)單的平面形式，當(dāng)需要采用較為復(fù)雜的平面形式時(shí)，需要控制好凸出部分的厚度與寬度比值，保證其在允許范圍內(nèi)。

（三）、水平荷載問題

垂直荷載、風(fēng)力產(chǎn)生的水平荷載、地震抵抗力等都是在建筑工程施工的過程中能夠影響到建筑質(zhì)量的因素。水平荷載是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要控制因素，其對(duì)建筑質(zhì)量發(fā)揮著決定性的作用。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員需要分析水平荷載的方向和大小，預(yù)防、控制水平荷載可能會(huì)導(dǎo)致的高層建筑結(jié)構(gòu)問題，加強(qiáng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的強(qiáng)化效果，從而減少水平荷載導(dǎo)致的建筑結(jié)構(gòu)問題。

（四）、抗震及連梁?jiǎn)栴}

在進(jìn)行高層建筑抗震設(shè)計(jì)的過程之中，一般情況下，高層建筑不使用單純的框架結(jié)構(gòu)體系，而是會(huì)選取框架一剪力墻、剪力墻、筒體結(jié)構(gòu)等來實(shí)現(xiàn)對(duì)自身結(jié)構(gòu)的加固，提高其抗震性能。這以上方法可以有效地提高對(duì)地震的抵抗效果，從而提高建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性。在框架－剪力墻結(jié)構(gòu)中，設(shè)計(jì)人員可以降低連梁的剛度，折減剛度系數(shù)。如果在折減之后，建筑結(jié)構(gòu)仍然無法滿足設(shè)計(jì)的需要和設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)人員可以適當(dāng)內(nèi)調(diào)幅連梁，然而在實(shí)際調(diào)幅的過程中，還要保證調(diào)幅力度應(yīng)低于20個(gè)百分點(diǎn)。

（五）、結(jié)構(gòu)的剛度問題

在對(duì)高層建筑剛度設(shè)計(jì)時(shí)，由于設(shè)計(jì)人員理念的不同，所以在設(shè)計(jì)上也存在一定的差異，這就導(dǎo)致結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)過程中存在著較大的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)差異。高層建筑的抗震性能受其抗側(cè)移剛度影響較大，在土地較好巖基埋深較淺的地區(qū)，基礎(chǔ)多以樁基為主，這樣整體建筑的持力層就會(huì)落在微化的巖層當(dāng)中，地基具有較好的穩(wěn)定性和強(qiáng)度，這種情況下在對(duì)抗需剛度進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)就可以稍微低一些，其控制標(biāo)準(zhǔn)可以以結(jié)構(gòu)極限變形能力為主。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)剛度設(shè)計(jì)時(shí)，確保其在符合變形限值的情況下，結(jié)構(gòu)剛度盡可能設(shè)計(jì)得要小，這樣對(duì)于抗震性和減少共振的發(fā)生具有極其重要的作用。

（六）、結(jié)構(gòu)總體布置問題

高層建筑結(jié)構(gòu)的總體布置主要包括對(duì)高層建筑的高度、平面、立面和體型等方面進(jìn)行選擇，確保總體布置能夠完全滿足建筑、施工和結(jié)構(gòu)的具體要求。同時(shí)還要對(duì)建筑使用功能進(jìn)行充分的考慮，確保各項(xiàng)服務(wù)設(shè)施、開間、進(jìn)深、層數(shù)、層高以及平面關(guān)系和體型等都能夠滿足使用功能的需求。對(duì)于使用過程中的便利性、經(jīng)濟(jì)和美學(xué)需求也要進(jìn)行考慮。另外還要確保后期的維護(hù)費(fèi)用具有較好的經(jīng)濟(jì)性。在選擇先進(jìn)的施工技術(shù)，提高工業(yè)化程序，有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)工程造價(jià)的控制。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與其他工程存在著很大的不同，所以需要將結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行確定，確定了結(jié)構(gòu)體系后，則需要將總體布置與建筑設(shè)計(jì)有效地進(jìn)行結(jié)合，確保高層建筑的造型和傳力路線具有合理性。

結(jié)束語(yǔ)

因?yàn)楦邔咏ㄖ慕Y(jié)構(gòu)體系將會(huì)對(duì)建筑物本身的抗震能力產(chǎn)生直接的影響，因此在進(jìn)行建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候一定要注意以下幾點(diǎn)要求。第一，所選擇的建筑結(jié)構(gòu)模型一定要具備一定的承載能力、剛度以及必要的變形能力。最大程度上避免因?yàn)榻ㄖY(jié)構(gòu)局部的破壞致使整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的坍塌。第二，建筑結(jié)構(gòu)的豎向布置以及水平布置要將承載能力進(jìn)行合理的分布，避免因?yàn)榻ㄖY(jié)構(gòu)局部位置的突變和扭轉(zhuǎn)形成建筑的薄弱部位，這里最好要設(shè)計(jì)多道的抗震防線。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)問題對(duì)策

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

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

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與低層、多層建筑結(jié)構(gòu)相比較，結(jié)構(gòu)專業(yè)在各專業(yè)中占有更重要的位置，不同結(jié)構(gòu)體系的選擇，直接關(guān)系到建筑平面的布置、立面體形、樓層高度、機(jī)電管道的設(shè)置、施工技術(shù)的要求、施工工期長(zhǎng)短和投資造價(jià)的高低等。其主要特點(diǎn)有；

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。

2、側(cè)移成為控制指標(biāo)

與較低樓房不同，結(jié)構(gòu)側(cè)移已成為高樓結(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)。

3、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。

4、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，跨中正彎矩之和端支座負(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)得出偏于不安壘的結(jié)果。

5、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，高樓結(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?，來保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。

二、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中常見的問題及其對(duì)策分析

1、高度問題

按我國(guó)現(xiàn)行5高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程6 ( JGJ3-2002) 規(guī)定, 綜合考慮經(jīng)濟(jì)與適用的原則, 給出了各種常見結(jié)構(gòu)體系的最大適用高度, 詳見表1。

表1 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)高樓的最大適用高度( m )

這個(gè)高度是在我國(guó)目前建筑科研水平、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和施工技術(shù)水平下, 較為穩(wěn)妥的, 也是與目前整個(gè)土木工程規(guī)范體系相協(xié)調(diào)的?？蓪?shí)際上, 已有許多混凝土結(jié)構(gòu)高層建筑的高度超過了這個(gè)限制, 如: 采用組合結(jié)構(gòu)體系的金茂大廈, 高達(dá)4201 15 m ( 建筑高度); 采用混凝土結(jié)構(gòu)體系的中信廣場(chǎng), 也高達(dá)322 m ( 建筑高度)。對(duì)于超高限建筑物, 應(yīng)當(dāng)采取科學(xué)謹(jǐn)慎的態(tài)度。因?yàn)樵诘卣鹆ψ饔孟?超高限建筑物的變形破壞性態(tài)會(huì)發(fā)生很大的變化。隨著建筑物高度的增加, 許多影響因素將發(fā)生質(zhì)變, 即有些參數(shù)本身超出了現(xiàn)有規(guī)范的適宜范圍, 如安全指標(biāo)、延性要求、材料性能、荷載取值、力學(xué)模型選取等。

2、材料的選用和結(jié)構(gòu)體系問題

在地震多發(fā)區(qū), 采用何種建筑材料或結(jié)構(gòu)體系較為合理是工程技術(shù)人員非常重視的問題。我國(guó)150 m 以上的建筑, 采用了三種主要結(jié)構(gòu)體系: 框一筒、筒中筒和框架一支撐。這些也是其他國(guó)家高層建筑經(jīng)常采用的主要結(jié)構(gòu)體系。但國(guó)外在地震區(qū), 多是以鋼結(jié)構(gòu)為主, 而在我國(guó), 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及混合結(jié)構(gòu)占了90%。如此高的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及混合結(jié)構(gòu), 在國(guó)內(nèi)外都還沒有經(jīng)受較大地震作用的考驗(yàn)。混合結(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土內(nèi)筒往往要承受80%以上的地震作用剪力, 有的高達(dá)90% 以上。由于結(jié)構(gòu)以鋼筋混凝土核心筒為主, 變形控制要以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的位移限值為基準(zhǔn)。但因其彎曲變形的側(cè)移較大, 靠剛度很小的鋼框架協(xié)同工作減小側(cè)移, 不僅增大了鋼結(jié)構(gòu)的負(fù)擔(dān), 而且效果不大, 有時(shí)不得不加大混凝土筒的剛度或設(shè)置伸臂結(jié)構(gòu),形成加強(qiáng)層才能滿足規(guī)范側(cè)移限值。此外, 在結(jié)構(gòu)體系或柱距變化時(shí), 需要設(shè)置結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層。加強(qiáng)層和轉(zhuǎn)換層都在本層形成大剛度而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)剛度突變, 常常會(huì)使與加強(qiáng)層或轉(zhuǎn)換層相鄰的柱構(gòu)件剪力突然加大, 且加強(qiáng)層伸臂構(gòu)件或轉(zhuǎn)換層構(gòu)件與外框架柱連接處很難實(shí)現(xiàn)強(qiáng)柱弱梁。此在需要設(shè)置加強(qiáng)層及轉(zhuǎn)換層時(shí), 要慎重選擇其結(jié)構(gòu)模式, 盡量降低其本身剛度, 以減少不利影響。

在高層建筑中, 根據(jù)現(xiàn)在我國(guó)建筑鋼材的類型、品種和鋼結(jié)構(gòu)的加工制造能力, 建議盡可能采用鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土(柱) 結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu), 以減小柱斷面尺寸,并改善結(jié)構(gòu)的抗震性能。在超過一定高度后, 為減小風(fēng)振,鋼骨(鋼管) 混凝土通常作為首選。采用格構(gòu)式的型鋼時(shí),震害嚴(yán)重, 采用實(shí)腹式的熱軋型鋼或焊接工字鋼的, 則震害要減少許多。

3、軸壓比與短柱問題

在鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)中, 往往為了控制柱的軸壓比而使柱的截面很大, 而柱的縱向鋼筋卻為構(gòu)造配筋。即使采用高強(qiáng)混凝土, 柱斷面尺寸也不能明顯減小。限制柱的軸壓比是為了使柱子處于大偏壓狀態(tài), 防止受拉鋼筋未達(dá)屈服而混凝土被壓碎。柱的塑性變形能力小, 則結(jié)構(gòu)的延性就差, 當(dāng)遭遇地震時(shí), 耗散和吸收地震能量少, 結(jié)構(gòu)容易被破壞。但是在結(jié)構(gòu)中若能保證強(qiáng)柱弱梁設(shè)計(jì), 且梁具有良好延性, 則柱子進(jìn)入屈服的可能性就大大減少,此時(shí)可放松軸壓比限值。另外, 許多高層建筑底幾層柱的長(zhǎng)細(xì)比雖然小于4, 但并不一定是短柱。因?yàn)榇_定是不是短柱的參數(shù)是柱的剪跨比, 只有剪跨比小于2 的柱才是短柱。

有專家學(xué)者提出現(xiàn)行抗震規(guī)范應(yīng)采用較高軸壓比。但是即使能調(diào)整軸壓比限值, 柱斷面并不能由于略微增大軸壓比限值而顯著減小。因此在抗震的超高層建筑中采用鋼筋混凝土是否合理值得商榷。

4、在某些烈度區(qū)采用較低的抗震措施與構(gòu)造措施

現(xiàn)在許多專家學(xué)者提出, 現(xiàn)行的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全度己不能適應(yīng)國(guó)情的需要, 認(rèn)為我國(guó)“取用了可能是世界上最低的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全度”并主張“建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全度水平應(yīng)該大幅度提高”。此外, 對(duì)于“小震不壞, 中震可修, 大震不倒”這個(gè)抗震設(shè)計(jì)原則, 在新形勢(shì)下也有重新審核的必要。我國(guó)現(xiàn)行抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)比較低, 當(dāng)取50年為分析年限時(shí), 小震烈度對(duì)應(yīng)的被超越概率為631 2%, 重現(xiàn)期為50年, 中震烈度對(duì)應(yīng)的被超越的概率為10%, 重現(xiàn)期為475年, 大震對(duì)應(yīng)的超越的概率為2%左右,同時(shí)規(guī)定抗震設(shè)防烈度與設(shè)計(jì)基本地震加速度的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)低的根本原因在于國(guó)家財(cái)力物力有限。我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)除了設(shè)防烈度較低外, 具體抗震計(jì)算方法和構(gòu)造規(guī)定的安全度也不如國(guó)外; 在配筋率、軸壓比、梁柱承載力匹配等一系列保證抗震延性的要求上, 與外國(guó)相比, 也有異同, 其中的8度區(qū), 我國(guó)就明顯不如外國(guó)嚴(yán)格。隨著社會(huì)財(cái)富的增長(zhǎng), 結(jié)構(gòu)失效帶來的損失愈來愈大,加之結(jié)構(gòu)造價(jià)在整個(gè)投資中的比例下降, 因而結(jié)構(gòu)在設(shè)防烈度下應(yīng)該采用彈性設(shè)計(jì), 特別是高烈度區(qū)要有嚴(yán)格的抗震措施與抗震構(gòu)造措施來保證結(jié)構(gòu)的安全。

篇10

【關(guān)鍵詞】高層建筑；設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)；抗震；抗側(cè)力構(gòu)件

前言

隨著我國(guó)各類城市圈、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)、金融市場(chǎng)商務(wù)區(qū)、生態(tài)文化旅游區(qū)、百鎮(zhèn)千村示范工程等社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略全面實(shí)施，區(qū)域協(xié)調(diào)、城鄉(xiāng)一體、合理布局的城鎮(zhèn)化建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，工程建設(shè)項(xiàng)目逐年倍增，一大批高層建筑，尤其是建筑功能的廣泛性、結(jié)構(gòu)類型的多樣性且體型復(fù)雜高層建筑顯著增多。表現(xiàn)在各個(gè)領(lǐng)域，這種新的建筑設(shè)計(jì)理念、新的結(jié)構(gòu)體系、新的施工方法等運(yùn)用于大型公共建筑、上萬到幾十萬、甚至于百萬平方米高層住宅樓群的施工實(shí)踐，為從事復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)施工管理技術(shù)人員、工程建設(shè)行業(yè)質(zhì)量監(jiān)督管理人員提出新的目標(biāo)、新的要求。

一、復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的目標(biāo)

高層建筑愈來愈多，高層建筑基于性態(tài)的抗震設(shè)計(jì)必然顯得尤為重要，傳統(tǒng)的“小震不壞，中震可修，大震不倒”的抗震設(shè)防目標(biāo)顯然是不夠水準(zhǔn)的，設(shè)計(jì)上必須有所突破，筆者認(rèn)為還要從以下兩個(gè)評(píng)價(jià)水準(zhǔn)進(jìn)行考察：

1、正常使用水準(zhǔn)評(píng)價(jià)。對(duì)于重現(xiàn)期大約為 50a 的地震，建筑物只能出現(xiàn)的損傷應(yīng)該可以忽略，結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)要求結(jié)構(gòu)的反應(yīng)狀態(tài)基本處于彈性反應(yīng)狀態(tài)。

2、倒塌水準(zhǔn)評(píng)價(jià)。對(duì)于重現(xiàn)期與 2 500 a 的地震水準(zhǔn)非常接近的地震，要對(duì)最大地震振動(dòng)有所預(yù)計(jì)，并設(shè)計(jì)為真正遇襲的條件能有效防止倒塌，并能證實(shí)以下幾點(diǎn)：（1）對(duì)于結(jié)構(gòu)中所有的延性構(gòu)件，其非彈性變形需求必須都比其變形能力要低；（2）對(duì)于具有非延性破壞模式的結(jié)構(gòu)部件，其中對(duì)力的需求應(yīng)大于等于其名義上的強(qiáng)度；（3）對(duì)于超高建筑物，又或者是復(fù)雜建筑物在設(shè)計(jì)上，對(duì)于起控制作用的構(gòu)件還必須要證實(shí)其受到中等地震的振動(dòng)作用，仍能保持彈性。

二、復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)問題分析

1、重視概念設(shè)計(jì)。大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)告訴我們，對(duì)于復(fù)雜超高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，應(yīng)重視其結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)，具體的應(yīng)重視以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：（1）應(yīng)該盡量提升建筑結(jié)構(gòu)的均勻性和規(guī)則性；（2）要確保結(jié)構(gòu)有清晰且直接的傳力途徑，特別是結(jié)構(gòu)豎向和抗側(cè)力傳力途徑；（3）設(shè)計(jì)上，要保證結(jié)構(gòu)的整體性要在較高的水平；（4）設(shè)計(jì)要滲透節(jié)能減排的意識(shí)，建立較為合理的耗能機(jī)制；（5）應(yīng)從提高結(jié)構(gòu)和建筑構(gòu)件材料的利用效率入手，確保形成整個(gè)結(jié)構(gòu)的受力整體性。這一過程的實(shí)現(xiàn)，離不開結(jié)構(gòu)工程師和建造師之間良好的溝通和交流，只有溝通才能盡可能地實(shí)現(xiàn)建筑和結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一。

2、科學(xué)、合理地選擇結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系。理論研究和實(shí)踐證明，選擇合理的結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系，能夠有效保證高層及復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)的安全性。在選擇上應(yīng)注意以下幾個(gè)主要的因素：（1）結(jié)合建筑的實(shí)際高度選擇合適的結(jié)構(gòu)體系。（2）在建筑的設(shè)計(jì)上，應(yīng)盡可能地確保結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件相互聯(lián)結(jié)、組合為一個(gè)整體。（3）對(duì)于建筑中采用了多重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系的具體實(shí)際情況時(shí)，應(yīng)綜合分析每種結(jié)構(gòu)體系在建筑設(shè)計(jì)中的效用，對(duì)各自的貢獻(xiàn)度有合理的估計(jì)和評(píng)判。

三、抗震設(shè)計(jì)問題分析

隨著城市建設(shè)的發(fā)展，越來越多美觀實(shí)用、造型新穎的高層建筑不斷涌現(xiàn)。這些建筑在充分滿足人們的使用空間，并給城市帶來靚麗風(fēng)景的同時(shí)，也給結(jié)構(gòu)分析特別是起主要作用的抗震性能分析帶來了許多難題。為適應(yīng)建筑物的獨(dú)特造型和復(fù)雜空間布置，這些高層建筑的結(jié)構(gòu)形式通常較為新穎和多變，常用的結(jié)構(gòu)分析方法和分析軟件往往對(duì)其不能適用，因此需要進(jìn)行專門的研究和探索。隨著結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)分析技術(shù)的快速發(fā)展，通用有限元軟件越來越成熟，它們?yōu)榇笮蛷?fù)雜工程的抗震分析提供了有利的條件，也大大促進(jìn)了復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展。在滿足建筑的功能性的基礎(chǔ)上，抗震設(shè)計(jì)是高層和超高層建筑的設(shè)計(jì)重點(diǎn)，這是確保建筑安全性最為關(guān)鍵的一環(huán)，應(yīng)重點(diǎn)從以下幾點(diǎn)著手：

1、在高層建筑的抗震方案設(shè)計(jì)中，建筑結(jié)構(gòu)的材料選擇也非常重要。

2、促進(jìn)地震發(fā)生時(shí)能量的輸入能有效地減少。實(shí)踐證實(shí)，應(yīng)做好以下幾個(gè)方面：一是，在對(duì)建筑構(gòu)件的承載力進(jìn)行驗(yàn)收的同時(shí)應(yīng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的層間位移限值實(shí)施有效的控制。二是，具體的高層建筑工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，我們應(yīng)該采用積極的、基于位移的結(jié)構(gòu)抗震方法，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行定量的分析，確保結(jié)構(gòu)的變形彈性可以滿足地震的預(yù)期要求。三是，應(yīng)綜合分析建筑構(gòu)件的變形和建筑結(jié)構(gòu)的位移兩者之間精確的關(guān)系，有效地確定構(gòu)件的變形值。四是，結(jié)合建筑物的實(shí)際如建筑界面的應(yīng)變分布及其大小來對(duì)建筑構(gòu)件的構(gòu)造需求進(jìn)行有針對(duì)性的設(shè)計(jì)。五是，選擇堅(jiān)固的場(chǎng)地，實(shí)施建筑施工，亦是有效減少地震發(fā)生作用時(shí)能量的輸入的另一個(gè)方面。

3、大量理論研究和實(shí)踐表明，對(duì)于一個(gè)具體的高層建筑而言，如果其承載能力不是很大，但是其具有的延性較高，那么當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，它也是不容易出現(xiàn)倒塌事故的，這是因?yàn)檠有詷?gòu)件可以將地震帶來的能量充分地吸收，如此一來，建筑物能夠經(jīng)受住的結(jié)構(gòu)變形將非常大。大量工程實(shí)踐證實(shí)，在很多情況下延性結(jié)構(gòu)的運(yùn)用的效果是非常明顯的，借助該結(jié)構(gòu)能夠消耗掉地震的能量，從而使得地震反應(yīng)得以有效的減輕，促使地震給高層建筑帶來的破壞被有效地減弱，避免重大損失的發(fā)生。

4、設(shè)計(jì)的質(zhì)量和方法決定著抗震效果的高低，因此，高層建筑抗震設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)必須得到足夠的重視。從國(guó)內(nèi)外高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上來看，主要有如下 3 種：“框――筒”、“筒中筒”和“框架――支撐體系”。

四、結(jié)語(yǔ)

隨著高層建筑和超高層建筑越來越多，其復(fù)雜性也在不斷地增加，這給建筑的安全和建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性在設(shè)計(jì)上提出了較高的要求，從理論研究和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來看，要想保證復(fù)雜高層和超高層建筑的安全性，我們還有很多的工作要做，而且要保證較高的準(zhǔn)確性和合理性。

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