時(shí)間：2023-07-18 17:25:23
開(kāi)篇：寫(xiě)作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
【摘要】為了確保高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全和合理，必須提高高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的水平。本文建筑設(shè)計(jì)論文主要分析了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求，說(shuō)明了提高高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的關(guān)注要點(diǎn)。關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；要點(diǎn)
Abstract: In order to ensure the security and reasonable of the high-rise buildings structural design, we must improve the level of the high-rise buildings structural design. This article analyze the basic requirements of high-level building structures design, and illustrates the increased level of attention points of high-level design of building structures.Key words: high-rise buildings; structural design; points
中圖分類號(hào)：TU972 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-2104（2012）04-0020-0
前言高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是針對(duì)高層建筑特性的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（Design of building stractures):在滿足安全、適用、耐久、經(jīng)濟(jì)和施工可行的要求下，按有關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行總體布置、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析、計(jì)算、構(gòu)造和制圖工作，并尋求優(yōu)化的過(guò)程。當(dāng)前，我國(guó)高層建筑特別是超高層建筑的發(fā)展非常迅速，其規(guī)模、形式日益豐富。高層建筑形式的這一變化使得結(jié)構(gòu)形式也發(fā)生了很大的變化，為了確保高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全和合理，必須提高高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的水平。一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括的內(nèi)容建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容及步驟：1.根據(jù)建筑設(shè)計(jì)來(lái)確定結(jié)構(gòu)體系、確定結(jié)構(gòu)主要材料；2.結(jié)構(gòu)平面布置；3.初步選用材料類型、強(qiáng)度等級(jí)等，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)初步確定構(gòu)件的截面尺寸；4.結(jié)構(gòu)荷載計(jì)算及各種荷載作用下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析；5.荷載效應(yīng)組合；6.構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)。此外還包括某必要些構(gòu)造措施。需要依據(jù)結(jié)構(gòu)專業(yè)相關(guān)規(guī)范、圖集等。 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)：1，根據(jù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告、上部結(jié)構(gòu)類型及上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的荷載效應(yīng)和當(dāng)?shù)氐氖┕ぜ夹g(shù)水平及材料供應(yīng)情況確定基礎(chǔ)的形式，材料強(qiáng)度等級(jí)，一般有淺基礎(chǔ)（如：獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)等）和深基礎(chǔ)（如：樁基）；2，基礎(chǔ)底面積的確定及地基承載力驗(yàn)算；3，基礎(chǔ)內(nèi)力計(jì)算及配筋計(jì)算。4，考慮必要的構(gòu)造措施 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的成果體現(xiàn)在繪制的結(jié)構(gòu)施工圖上，該圖紙是結(jié)構(gòu)工程師的語(yǔ)言，是直接面對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)及相關(guān)工程技術(shù)人員的，應(yīng)該按照一定的規(guī)范繪制。二、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求1、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)時(shí)宜最大限度地發(fā)揮地基的潛力, 必要時(shí)還應(yīng)進(jìn)行地基變形驗(yàn)算。基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)有詳盡的地質(zhì)勘察報(bào)告。一般情況下, 同一結(jié)構(gòu)單元不宜采用兩種不同的類型。2、必須對(duì)工程的設(shè)計(jì)要求、地理環(huán)境、材料供應(yīng)、施工條件等情況進(jìn)行綜合分析, 并與建筑、水、暖、電等專業(yè)充分協(xié)商, 在此基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型, 確定結(jié)構(gòu)方案, 必要時(shí)還應(yīng)進(jìn)行多方案比較,擇優(yōu)選用。3、選擇恰當(dāng)?shù)挠?jì)算簡(jiǎn)圖是保證結(jié)構(gòu)安全的重要條件。計(jì)算簡(jiǎn)圖還應(yīng)有相應(yīng)的構(gòu)造措施來(lái)保證。實(shí)際結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)不可能是純粹的剛結(jié)或鉸結(jié)點(diǎn), 但與計(jì)算簡(jiǎn)圖的誤差應(yīng)在設(shè)計(jì)允許范圍之內(nèi)。 4、堅(jiān)持“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)壓弱拉” 原則；注意構(gòu)件的延性性能；加強(qiáng)薄弱部位；注意鋼筋的錨固長(zhǎng)度, 尤其是鋼筋的直線段錨固長(zhǎng)度；考慮溫度應(yīng)力的影響。 5、按均勻、對(duì)稱、規(guī)整原則考慮平面和立面的布置；綜合考慮抗震的多道防線；盡量避免薄弱層的出現(xiàn)以及正常使用極限狀態(tài)的驗(yàn)算等等都需要概念設(shè)計(jì)作指導(dǎo)。三、提高高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的關(guān)注要點(diǎn) 1、計(jì)算機(jī)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中只是輔助工具,只有真正理解結(jié)構(gòu)概念的內(nèi)涵后,才能確定合理的參數(shù)取值和正確的判斷分析結(jié)果。設(shè)計(jì)人員不能過(guò)分依賴程序,將計(jì)算結(jié)果照抄照搬,要認(rèn)真分析結(jié)構(gòu)。工程設(shè)計(jì)中常用的軟件有TBSA、PKPM 等, 合理地根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選用分析模塊對(duì)提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率十分重要。T A T 是PKPM 系列中重要的功能模塊,其特點(diǎn)是可計(jì)算多塔、連體、錯(cuò)層及底部不等高嵌固結(jié)構(gòu)；可計(jì)算常用的各種形狀截面的鋼梁、鋼柱和支撐的鋼結(jié)構(gòu),鋼結(jié)構(gòu)截面和支撐信息由P M C A D 建模生成。2、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。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)。 3、對(duì)于樁基礎(chǔ),樁的中心線宜與剪力墻中心線相重合,宜在剪力墻兩端及剪力墻與剪力墻相交處設(shè)樁,不宜在開(kāi)洞的剪力墻處布樁。剪力墻下樁基承臺(tái)宜做成聯(lián)合承臺(tái),不宜采用單獨(dú)承臺(tái),聯(lián)合承臺(tái)可加強(qiáng)樁基承臺(tái)的整體性、減少基礎(chǔ)的不均勻沉降以及提高樁抗水平力的能力,聯(lián)合承臺(tái)可以按照反梁法計(jì)算內(nèi)力,按照梁的構(gòu)造配筋。對(duì)于電梯井或框架筒體、筒中筒結(jié)構(gòu)的筒體部分,可采用厚板或環(huán)形承臺(tái),采用厚板承臺(tái)時(shí)可按筏板配筋。 4、高層建筑頂點(diǎn)位移限值的決定不僅是其數(shù)值大小而且還與其振動(dòng)頻率的大小有關(guān),一般來(lái)說(shuō),人對(duì)建筑振動(dòng)頻率的大小感覺(jué)很強(qiáng)烈,而對(duì)振動(dòng)幅度(絕對(duì)位移)的大小則不是很關(guān)心,所以只要結(jié)構(gòu)擺動(dòng)的頻率不太高時(shí)就可滿足人們的舒適度;對(duì)于防止結(jié)構(gòu)由于變形過(guò)大而可能遭受損壞的層間相對(duì)位移,其限值在現(xiàn)行規(guī)范中偏于嚴(yán)格,可以放松其指標(biāo)。而且由于各計(jì)算程序算法的差別,同一結(jié)構(gòu)用不同的計(jì)算程序計(jì)算,其層間位移數(shù)值差異可能會(huì)很大,其中一個(gè)原因可能就是各個(gè)軟件對(duì)“層間位移”的定義不同所致,有的是指樓層形心位移,有的則認(rèn)為是考慮樓層轉(zhuǎn)動(dòng)后的最大角點(diǎn)位移,后者通常比前者要大,對(duì)于規(guī)則建筑來(lái)說(shuō),形心位移很有意義,而角點(diǎn)位移卻更能反映出結(jié)構(gòu)樓層的真實(shí)位移,是結(jié)構(gòu)工程師需要注意的。四、結(jié)束語(yǔ)綜上論文所述,高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)長(zhǎng)期、復(fù)雜甚至循環(huán)往復(fù)的過(guò)程, 任何在這個(gè)過(guò)程中的遺漏或錯(cuò)誤都有可能使整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程變得更加復(fù)雜或使設(shè)計(jì)結(jié)果存在不安全因素。在設(shè)計(jì)過(guò)程中要掌握以上要點(diǎn), 才能提高高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平。
關(guān)鍵詞：要點(diǎn)分析，工程實(shí)例。
中圖分類號(hào)：TU3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
引言
依托科技在多個(gè)領(lǐng)域中的不斷創(chuàng)新，建筑技術(shù)也在快速的發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就面臨著越來(lái)越苛刻的要求。好的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方案不但要經(jīng)濟(jì)性、可行性、合理性等特點(diǎn)，而且要有相當(dāng)?shù)睦碚摷夹g(shù)作為基礎(chǔ)。經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的幾年，我國(guó)城市涌現(xiàn)出越來(lái)越多的高層和超高層建筑，隨著數(shù)量的加大，一系列的設(shè)計(jì)弊端和問(wèn)題在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中也體現(xiàn)出來(lái)，設(shè)計(jì)人員必須在事件中不斷的積累經(jīng)驗(yàn)、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，豐富自己的專業(yè)知識(shí)和設(shè)計(jì)創(chuàng)新，才會(huì)在未來(lái)的城市建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中體現(xiàn)設(shè)計(jì)的核心價(jià)值。
一、 現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)分析
1. 軸向變形是現(xiàn)代高層建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中須要考慮的設(shè)計(jì)要素。有些情況下可能會(huì)由于數(shù)值較大的豎向荷載，在柱中可能引起一定程度軸向變形，引起連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值減小越來(lái)越明顯，會(huì)產(chǎn)生影響預(yù)制構(gòu)件下料的長(zhǎng)度，設(shè)計(jì)人員要依據(jù)軸向變形的實(shí)際計(jì)算值，合理調(diào)整下料長(zhǎng)度，而達(dá)到不影響連續(xù)梁彎矩的目的。
2. 現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中水平荷載是一項(xiàng)必須重視的因素，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，樓面使用荷載和建筑物的自重等豎向荷載，將在豎向構(gòu)件中引起與建筑物高度一次方成正比例的一定數(shù)值的軸力與彎矩，而水平荷載對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩及其在豎構(gòu)件中引起的軸力，則是與建筑物高度的二次方成正比，豎向荷載基本是定值，而地震作用、風(fēng)荷載等水平荷載的數(shù)值則會(huì)隨著建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的不同，而會(huì)出現(xiàn)很大幅度的變化，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，這種情況經(jīng)常出現(xiàn)，這是必須在設(shè)計(jì)工作中進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算與周密分析的原因所在。
3. 設(shè)計(jì)工作還有一項(xiàng)重要的控制指標(biāo)——側(cè)移，必須將水平荷載作用下的建筑結(jié)構(gòu)側(cè)移控制在一定的限度之內(nèi)，側(cè)移在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中已經(jīng)成為重要的控制指標(biāo)，特別是伴隨著建筑物高度不斷增加，建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形在相同水平荷載下增大顯著，這是與與多層建筑完全不同的。
4. 設(shè)計(jì)工作還有另一項(xiàng)重要指標(biāo)—結(jié)構(gòu)延性，相比較于小高層、多層建筑而言，層數(shù)較高的建筑結(jié)構(gòu)會(huì)相對(duì)更加柔一些，在相同的地震作用下變形更大些。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須采取相應(yīng)的工藝與技術(shù)措施，以保證建筑結(jié)構(gòu)具有足夠的延性，這都是為了保證高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)入塑性變形階段后，依然會(huì)具有非常合理的變形能力，避免建筑物倒塌或者發(fā)生其他的危險(xiǎn)。
二、 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程實(shí)例
本論文以某高層住宅建筑工程項(xiàng)目為例，需要指出建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本流程與注意事項(xiàng)如下：這個(gè)建筑工程項(xiàng)目位于某城市的市中心繁華的地段，地上20 層，地下1 層，建筑總高度78.3 m，建筑總面積約25萬(wàn)m2。建筑結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)寬比為3.8～7.4，高寬比為5.6～10.1。項(xiàng)目所在地地形平坦，表層土以人工填土為主，土層在垂直與水平方向有著穩(wěn)定的分布，基礎(chǔ)一般在第四紀(jì)沉積土層的以下部分。結(jié)構(gòu)為二級(jí)安全等級(jí)，抗震設(shè)防重要性為丙類，基本風(fēng)壓0.45kN/m2，抗震設(shè)防烈度為9 度。
1. 主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
這個(gè)項(xiàng)目主體結(jié)構(gòu)采用框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系。其中框架的抗震等級(jí)為二級(jí)，剪力墻的抗震等級(jí)為一級(jí)。建筑物中部布置剪力墻，形成筒體，并且將其作為主要的抗側(cè)力構(gòu)件，在筒體周圍結(jié)合建筑物的實(shí)際使用功能合理設(shè)置框架柱。地下室頂板作為結(jié)構(gòu)嵌固端，其板厚設(shè)計(jì)為180mm，板配筋為雙層雙向形式滿布。地上部分的樓層主次梁沿Y 向布置，以利于減小主梁的高度，增加使用凈高，層樓板厚為110mm。
2. 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)
依據(jù)本工程所在地的地質(zhì)勘察報(bào)告提供的地基承載力計(jì)算，確定本工程X 向基礎(chǔ)梁的尺寸為900×1800，Y 向基礎(chǔ)梁的尺寸為1000×2000 或1800×2000。由于受到筒體內(nèi)電梯基坑、集水井局部下沉的影響，設(shè)計(jì)采用梁板式筏形基礎(chǔ)，筒體四周的板厚為1.5m，其他部位板厚為1.0m。局部可能主梁不能正常貫通，筒體部位的豎向荷載也相對(duì)較大。基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，要特別重視各類技術(shù)資料與數(shù)據(jù)的收集和整理，計(jì)算采用彈性地基梁、板和有限元梁、板的設(shè)計(jì)軟件，確保計(jì)算結(jié)果真實(shí)性與可靠性。
3. 框支層設(shè)計(jì)
(1)框支墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
本工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，為了有效改善混凝土的受壓性能，增大結(jié)構(gòu)延性，在設(shè)計(jì)中合理控制墻肢軸壓比，其比值應(yīng)控制在0.5 以內(nèi)。核心筒落地剪力墻的厚度為40cm，核心筒以外，建筑四角分別布置L型剪力墻，厚度為70-90cm 。底部加強(qiáng)區(qū)域的剪力墻設(shè)計(jì)中，應(yīng)按照相關(guān)規(guī)范與技術(shù)要求設(shè)置相應(yīng)的約束邊緣構(gòu)件，其縱筋配筋率應(yīng)控制在≥1.2%，體積配箍率則要控制在≥1.4%。同時(shí)，在本工程長(zhǎng)厚比＜5 的短墻計(jì)算中，按照柱輸入計(jì)算進(jìn)行分析與比較。墻體水平與豎向分布筋不但要滿足基本的計(jì)算要求，而且滿足最小配筋率為0.3%的限值要求。
(2)框支柱設(shè)計(jì)
本工程框支柱的抗震等級(jí)為二級(jí)，框支柱的剪力設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)值按照柱實(shí)配縱筋進(jìn)行計(jì)算，還應(yīng)控制剪壓比在0.15 以內(nèi)，剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以放大系數(shù)1.1。柱內(nèi)縱向鋼筋的配筋率應(yīng)＜1.2%，體積配箍率均＜1.5%，使得柱具有較為理想的延性，以符合“強(qiáng)剪弱彎”的設(shè)計(jì)要求。軸壓比的限值為0.6。框支柱主要截面為1300×1300 和1300×2300 等，設(shè)計(jì)中的相關(guān)計(jì)算結(jié)果表明，全部框支柱的受力情況較為理想，軸壓比為0.41～0.52，所以，箱形轉(zhuǎn)換層下的框支柱變形控制效果較為理想。
(3)箱形轉(zhuǎn)換層樓板設(shè)計(jì)
本工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，箱形轉(zhuǎn)換層的箱體的上下層板厚均為25cm，總高度為245cm。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，采用專業(yè)的ANSYS 有限元軟件對(duì)箱體上下層板的內(nèi)力進(jìn)行分析與計(jì)算。在不同的荷載工況條件下，在箱形轉(zhuǎn)換層樓板設(shè)計(jì)中，樓板裂縫≤0.2mm，雙層雙向通長(zhǎng)配筋。箱體上層板的最大壓應(yīng)力控制在1.2MPa 以內(nèi)，箱體下層板的最大拉應(yīng)力應(yīng)控制在2.0MPa 以內(nèi)。
三、 結(jié)語(yǔ)
由上述可以得出，對(duì)于設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的效率與質(zhì)量的問(wèn)題要引起特別的重視，必須綜合考慮各種影響因素在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中的影響與作用。應(yīng)及時(shí)引入先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念和方法，從而使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中更多的應(yīng)用新工藝、新技術(shù)和新材料，從而達(dá)到有效提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)整體品質(zhì)的目的，有利于項(xiàng)目建設(shè)工作的順利進(jìn)行。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞：高層建筑，結(jié)構(gòu)性，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)表現(xiàn)
建筑在誕生之初就被認(rèn)為是技術(shù)與審美融合的產(chǎn)物。這就意味著一個(gè)好的建筑，它必須經(jīng)得起適用性、經(jīng)濟(jì)性與美觀性這三重考驗(yàn)。只有正確符合結(jié)構(gòu)邏輯的建筑才能具有真實(shí)的表現(xiàn)力和實(shí)際的實(shí)踐性，單純追求藝術(shù)表現(xiàn)而忽視結(jié)構(gòu)原理設(shè)計(jì)出來(lái)的只能是雕塑作品或虛假的造型而已。而伴隨著高層建筑在我國(guó)的迅速發(fā)展和建筑高度的不斷增加，其類型與功能也愈加復(fù)雜和多樣化，高層建筑的建筑構(gòu)思與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也越來(lái)赳成為工程師們工作的重點(diǎn)之所在。
1、高層建筑的結(jié)構(gòu)性
現(xiàn)代的高層建筑變得越來(lái)越纖細(xì)，產(chǎn)生更大側(cè)移的可能性比以往大體積的多層高樓要大。建筑愈高，自然界所產(chǎn)生的重力荷載、風(fēng)荷載和地震荷載的影響愈大。正因如此，抵消這些荷載的結(jié)構(gòu)作用成為高層建筑設(shè)計(jì)的一個(gè)重要方面。高層建筑對(duì)側(cè)向荷載的動(dòng)力反應(yīng)，可以通過(guò)改進(jìn)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)以及選擇有效建筑形狀的措施加以控制。論文格式，結(jié)構(gòu)表現(xiàn)。因此，高層建筑的形式在很大程度上和結(jié)構(gòu)的有效性能有關(guān)，這也就決定了建筑的經(jīng)濟(jì)性。建筑的結(jié)構(gòu)性能可以定義為建筑承受荷載以及抵抗側(cè)移的能力，同時(shí)也決定著建筑各種體量的組成。
2、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)
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)某一定高度樓房來(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)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。
3)側(cè)移成為控制指標(biāo)。論文格式，結(jié)構(gòu)表現(xiàn)。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)。
4)結(jié)構(gòu)延性是重要設(shè)計(jì)指標(biāo)。相對(duì)于較低樓房而言，高層建筑結(jié)構(gòu)更柔一些，在地震作用下的變形更大一些。為了使結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性變形階段后仍具有較強(qiáng)的變形能力，避免倒塌，特別需要在構(gòu)造上采取恰當(dāng)?shù)拇胧瑏?lái)保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。
3、高層建筑結(jié)構(gòu)其他設(shè)計(jì)方法
1)選擇有效房屋形式以控制側(cè)移。由于水平荷載成為決定性因素，因而控制側(cè)移成為必要 手段。過(guò)去的高層建筑形式多為矩形棱柱體，而從幾何觀點(diǎn)看，這種形式對(duì)側(cè)移是頗為敏感的。倘若采用對(duì)側(cè)向力不太敏感的房屋形式，比如外柱傾斜式、上窄下寬式、圓形或橢圓形、三角形和新月形的房屋形式，利用它的幾何形狀所具有的力學(xué)特點(diǎn)，就可使結(jié)構(gòu)更加有效，造價(jià)也更低。
2)高層建筑地下室的設(shè)置。當(dāng)今高層建筑的下面都設(shè)有地下室，這通常出于兩種考慮及需要。一種出于使用要求。比如可將大面積停車場(chǎng)或倉(cāng)庫(kù)、機(jī)房、配電間等一系列附屬用房和人防工程等設(shè)于地下，從而節(jié)約地上建筑面積。另一種，則是出自結(jié)構(gòu)的考慮和需要，因?yàn)樵O(shè)置地下室可減輕地基壓力，提高房屋層數(shù)，增加房屋抗傾覆力和改善房屋抗震性能和總體剛度。因此，如何減輕作用于地基上的總荷重具有很現(xiàn)實(shí)的意義。論文格式，結(jié)構(gòu)表現(xiàn)。
3)高層建筑中轉(zhuǎn)換層的應(yīng)用。伴隨著建筑多層次、多功能的發(fā)展，轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生。 轉(zhuǎn)換層屬水平結(jié)構(gòu)，用它去改變下方樓層柱子的 排列，或過(guò)渡上下層剪力墻的不同布置，以此來(lái) 獲得特別的樓層柱網(wǎng)即創(chuàng)造大空間并將上部荷載 傳遞到下面相對(duì)少而大的柱或墻上，也是現(xiàn)代高 層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。
4)高層建筑防火設(shè)計(jì)。高層建筑因其巨大的高度和復(fù)雜的功能，一旦發(fā)生火災(zāi)便將造成巨大的危害。因而高層建筑防火問(wèn)題若不能妥善解決，高層建筑的存在和發(fā)展都將受到嚴(yán)重威脅。因此在進(jìn)行高層建筑防火設(shè)計(jì)時(shí)，要首先考慮結(jié)構(gòu)防火，比如火災(zāi)的因素、火災(zāi)的控制、消防通道、救護(hù)工作以及結(jié)構(gòu)的防火方式等。其次，在明確結(jié)構(gòu)防火目的的同時(shí)，還要對(duì)防火有效時(shí)間和防火程度及范圍進(jìn)行設(shè)計(jì)。論文格式，結(jié)構(gòu)表現(xiàn)。最后，還要保證建筑的穩(wěn)定性，即建筑的承重結(jié)構(gòu)必須在防火墻經(jīng)火災(zāi)燒毀后仍能殘存下來(lái)。論文格式，結(jié)構(gòu)表現(xiàn)。
4、高層建筑結(jié)構(gòu)表現(xiàn)涵義及內(nèi)容
結(jié)構(gòu)是影響建筑設(shè)計(jì)的重要因素，當(dāng)代結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已經(jīng)突破了傳統(tǒng)概念上的“結(jié)構(gòu)支撐”，越來(lái)越多的重視結(jié)構(gòu)形態(tài)的表現(xiàn)性。結(jié)構(gòu)表現(xiàn)成為建筑創(chuàng)作中形態(tài)構(gòu)思的重要方法，結(jié)構(gòu)表現(xiàn)著重挖掘建筑結(jié)構(gòu)中的藝術(shù)因素，尋找結(jié)構(gòu)和藝術(shù)的結(jié)合，變抽象的結(jié)構(gòu)概念為生動(dòng)的建筑語(yǔ)言。結(jié)構(gòu)的表現(xiàn)不僅因滿足功能要求呈現(xiàn)出來(lái)，而且通過(guò)結(jié)構(gòu)工程師和建筑師的合作，還能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)者的個(gè)人美好愿望。
建筑結(jié)構(gòu)藝術(shù)體現(xiàn)是建立在對(duì)工程原理特別是結(jié)構(gòu)的原理和性能理解的基礎(chǔ)上，并包含三層含義：效能、經(jīng)濟(jì)和雅致。所謂效能就是指在充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)基礎(chǔ)上，又充分利用天然資源，從而使其盡可能有效的承受施加在它們上面的荷載。經(jīng)濟(jì)也是衡量一個(gè)建筑好壞的標(biāo)準(zhǔn)之一，節(jié)約天然資源的要求要和節(jié)約社會(huì)資源的需要相平衡，要做到用最少的錢(qián)建造最多功能的建筑，也正是由于設(shè)計(jì)者們注重經(jīng)濟(jì)的理念，將建筑造型與結(jié)構(gòu)造型更有機(jī)的結(jié)合，才創(chuàng)造了許多偉大的結(jié)構(gòu)藝術(shù)品。另外，雅致的結(jié)構(gòu)形式更能夠打動(dòng)人心，引起人們的審美情感。雅致的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)因素有很多，比如結(jié)構(gòu)形態(tài)的節(jié)奏與韻律，張力和動(dòng)感；結(jié)構(gòu)形態(tài)剛與柔的對(duì)比；結(jié)構(gòu)形態(tài)的簡(jiǎn)潔與明確，機(jī)理與變化；結(jié)構(gòu)形態(tài)的精妙平衡等等。
5、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建筑設(shè)計(jì)理念
從表象層面看，建筑表現(xiàn)為空間方面的概念和形式是表現(xiàn)總體環(huán)境的。論文格式，結(jié)構(gòu)表現(xiàn)。對(duì)于某個(gè)建筑物的最初方案設(shè)計(jì)，建筑師考慮更多的是它的空間組成特點(diǎn)，而不是詳細(xì)地確定它的具體結(jié)構(gòu)。但是，關(guān)于空間形式的整體設(shè)想，也要求建筑師必須考慮建筑形式中有關(guān)荷載與抗力之間關(guān)系的某些準(zhǔn)則，即結(jié)構(gòu)概念。這包括以下幾方面：一是所設(shè)想的空間形式應(yīng)當(dāng)固定在地面上；二是所設(shè)想的空間形式應(yīng)當(dāng)具有質(zhì)量并能承受豎向重力荷載；三是所設(shè)想的空間形式必須能抵抗水平風(fēng)力作用和地震作用。所以，在進(jìn)行高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)，建筑師的基本任務(wù)是：一方面要與結(jié)構(gòu)工程師及其他T程技術(shù)人員協(xié)調(diào)合作；另一方面要根據(jù)建筑功能要求、建筑立意、場(chǎng)地情況、外力特征、施工條件及效率等因素，尋找出最經(jīng)濟(jì)，合理，美觀的建筑方案。
6、結(jié)語(yǔ)
高層建筑設(shè)計(jì)中，由于水平荷載起主要控制作用，為考慮水平荷載，結(jié)構(gòu)上必須提供必要手段去應(yīng)付。因此，有些人認(rèn)為結(jié)構(gòu)在建筑形式中似乎充當(dāng)了主角地位，這種看法不夠正確。如果說(shuō)結(jié)構(gòu)是建筑設(shè)計(jì)的唯一準(zhǔn)則的話，那么，我們只能由矩形或圓形的高層建筑，建筑設(shè)計(jì)也只不過(guò)重復(fù)使用這種單調(diào)的建筑形式罷了。但前面的討論已經(jīng)給我們啟示，現(xiàn)代高層建筑設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)表現(xiàn)必須相互配合，這也說(shuō)明了建筑師與結(jié)構(gòu)工程師充分合作的必要性。因此，我們可以說(shuō)建筑不僅反映了建筑師對(duì)結(jié)構(gòu)工程師的尊重，以結(jié)構(gòu)的構(gòu)成來(lái)表達(dá)建筑的完美形式；它更反映了結(jié)構(gòu)工程師對(duì)建筑師的理解，以創(chuàng)造性的結(jié)構(gòu)處理去適應(yīng)建筑功能的需要。
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)；問(wèn)題；對(duì)策；
引言：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)。
1.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
某工程系一個(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)。
（4）軸向變形不容忽視。高層建筑中豎向荷載數(shù)值很大，使得柱產(chǎn)生較大的軸向變形，從而會(huì)使得連續(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。軸向變形還會(huì)對(duì)預(yù)制構(gòu)件的下料長(zhǎng)度產(chǎn)生影響，需要根據(jù)軸向變形的計(jì)算值調(diào)整下料長(zhǎng)度進(jìn)行。另外軸向變形對(duì)構(gòu)件的剪力和側(cè)移產(chǎn)生影響，如不考慮構(gòu)件豎向變形將會(huì)得出偏于不安全的計(jì)算結(jié)果。
2.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在問(wèn)題
2.1 底層框架剪力墻砌體結(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。
3.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)。總之，標(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。
4.總語(yǔ)
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展及人們對(duì)建筑物功能要求改變，又隨著科技的進(jìn)步而得以實(shí)現(xiàn)和解決。以上所提到的幾個(gè)問(wèn)題是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在工程設(shè)計(jì)中較易出差的地方，對(duì)設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)要把提高設(shè)計(jì)質(zhì)量作為終身奮斗的目標(biāo)，確保建筑工程的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；經(jīng)濟(jì)性
Abstract: in the energy conservation of the building has become the consensus today, in the high-rise building design how to control the economy of the structure, reduce the cost, by the industry more general attention and attention. The author's own practice experience, from the structure form selection, building height, the shear wall structure design, basic structure design, shape optimization, reduce weight, rational choice materials, etc., presents in detail in designing high-rise buildings how to control the structure of the economy, have certain reference value.
Keywords: high building; Structure design; economy
中圖分類號(hào)：TU97文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是工程建設(shè)計(jì)劃的具體化。在高層建筑不斷涌現(xiàn)，建筑節(jié)能已成為社會(huì)共識(shí)的今天，在高層建筑設(shè)計(jì)中如何控制結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性，降低成本，越來(lái)越受到業(yè)界的普遍關(guān)注和重視。而所謂建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性，筆者以為，應(yīng)以其綜合經(jīng)濟(jì)效益為依據(jù)，除合理控制造價(jià)外，還應(yīng)該從建筑有效使用面積、建筑布置靈活性等方面進(jìn)行全面、系統(tǒng)的分析。下面結(jié)合筆者實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，談?wù)剛€(gè)人的看法，以供同行借鑒參考。
1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)性的現(xiàn)實(shí)意義
設(shè)計(jì)階段是工程建設(shè)全過(guò)程中投資控制的重點(diǎn)。據(jù)對(duì)工程項(xiàng)目投資規(guī)律研究發(fā)現(xiàn)，越是前期，投資控制越重要；越是后期，投資控制影響作用越小。國(guó)內(nèi)外研究的普遍結(jié)論是，設(shè)計(jì)階段對(duì)項(xiàng)目投資影響為75%～95%，施工階段為5%～25%。因此，建筑工程投資控制的重點(diǎn)在于設(shè)計(jì)階段。另?yè)?jù)統(tǒng)計(jì)，在滿足同樣功能的條件下技術(shù)經(jīng)濟(jì)、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可降低工程造價(jià)5%～10%，甚至可達(dá)10%～30%。而結(jié)構(gòu)造價(jià)在一般建筑物中占50%甚至更多，因此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)于建筑物經(jīng)濟(jì)性影響甚大，強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性意義深遠(yuǎn)。
2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)性的目標(biāo)
在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如何更為合理、經(jīng)濟(jì)方面，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已進(jìn)行過(guò)很多的研究工作，但截至目前，仍然沒(méi)有一個(gè)滿足各種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范條件、符合設(shè)計(jì)人員習(xí)慣、盡可能接近經(jīng)濟(jì)合理、能夠適用于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的成熟的數(shù)學(xué)模型。本人認(rèn)為，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)性的目標(biāo)，應(yīng)是在滿足建筑結(jié)構(gòu)長(zhǎng)遠(yuǎn)效益的前提下，盡量減少建筑結(jié)構(gòu)的近期投資并提高建筑結(jié)構(gòu)的可靠度和合理性。在現(xiàn)實(shí)中，我們?cè)O(shè)計(jì)者可以此為目標(biāo)來(lái)設(shè)計(jì)，讓設(shè)計(jì)盡可能地接近以上要求，從而達(dá)到保證質(zhì)量的前提下的結(jié)構(gòu)合理、降低造價(jià)、節(jié)約投資的設(shè)計(jì)目標(biāo)。
3高層建筑設(shè)計(jì)中控制結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性的思考
3.1重視結(jié)構(gòu)形式的選擇
選擇合理的結(jié)構(gòu)形式，不僅能夠滿足建筑造型及使用功能的要求，還能達(dá)到受力的合理完善及造價(jià)的經(jīng)濟(jì)。在高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，由于高層建筑設(shè)計(jì)中關(guān)鍵是控制水平荷載作用下結(jié)構(gòu)的側(cè)移，因此，抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系也就成為結(jié)構(gòu)工程師選優(yōu)的重要目標(biāo)。按抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系的不同，高層住宅常用的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系有框架結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)、短肢剪力墻結(jié)構(gòu)、大開(kāi)間剪力墻結(jié)構(gòu)等。每一種結(jié)構(gòu)形式的經(jīng)濟(jì)性都有所差別，且都有其相應(yīng)的適應(yīng)性、抗震性能。因此，設(shè)計(jì)人員在高層建筑結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)化選擇過(guò)程中，要根據(jù)建筑物使用功能的要求、建筑高度的不同、施工地帶的地理環(huán)境、投資數(shù)額等因素，按照經(jīng)濟(jì)、合理、安全、可靠的設(shè)計(jì)原則，保證結(jié)構(gòu)整體具有良好的抗震性能、足夠的承載力和剛度的前提下，選擇最合適的結(jié)構(gòu)體系。
3.2重視建筑物的經(jīng)濟(jì)高度
在高層建筑中，建筑層數(shù)的增多，水平荷載也成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制因索。而水平荷載對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾震力矩，以及由此引起的豎向構(gòu)件產(chǎn)生的軸力與建筑物高度的平方成正比。此外，作為水平荷載的風(fēng)載和地震作用，其數(shù)值也隨著結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的不同，變化較大，因此對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的造價(jià)影響較大。據(jù)相關(guān)資料分析：1)建筑物造價(jià)與高度呈二次方關(guān)系，建筑物高度增加，造價(jià)亦增加；2)隨著層數(shù)增多，豎直荷載對(duì)造價(jià)影響不大，因此如能降低層高，則能在造價(jià)增加不多的情況下獲得更多的使用面積；3)高層建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)移有時(shí)也對(duì)造價(jià)構(gòu)成影響，隨著高度增加，側(cè)向變形迅速增大，其與建筑物高度的四次方成正比，與構(gòu)件剛度成反比，為使建筑結(jié)構(gòu)在正常使用狀態(tài)下具有足夠的剛度．避免產(chǎn)生過(guò)大的位移而影響結(jié)構(gòu)的承載力、穩(wěn)定性要求，同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)因素的影響，《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中給出了各種結(jié)構(gòu)體系的混凝土高層建筑最大適用高度，在設(shè)計(jì)中必須重視；4)建筑物層高對(duì)工程總造價(jià)也有影響，如高層建筑，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)荷載因?qū)痈叩募哟髸?huì)顯著增加，與此同時(shí)，采暖、空調(diào)、衛(wèi)生、電氣、垂直管道的長(zhǎng)度及管徑、垂直構(gòu)件的抹灰裝飾量、墻體腳手架及垂直構(gòu)件模板的數(shù)量也會(huì)相應(yīng)增加。反之，建筑如考慮保溫隔熱的需要，層高的降低則更有利于滿足節(jié)能的要求。
3.3重視剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
剪力墻結(jié)構(gòu)體系因具有整體性好、布置靈活、剛度大、側(cè)向變形小、抗風(fēng)與抗震性能好等特點(diǎn)在高層建筑特別是住宅建筑中被大量采用，因此，在設(shè)計(jì)中如何控制好該結(jié)構(gòu)體系工程費(fèi)用較高的缺點(diǎn)，降低高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的造價(jià)和材料消耗量，尤為重要。筆者建議如下：1）做好結(jié)構(gòu)平面布置。首先，結(jié)構(gòu)布置應(yīng)注意考慮能削弱地震反應(yīng)、平面剛度力求對(duì)稱、豎向力求等強(qiáng)，合理確定其抗側(cè)剛度中心位置，使水平合力點(diǎn)通過(guò)或靠近中心，避免產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)影響。其次，避免采用復(fù)雜結(jié)構(gòu)，以免增大設(shè)計(jì)工作量，給施工造成困難，增大投資；2）合理選擇剪力墻結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)建筑物高度的不同，合理選擇高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)形式，并通過(guò)控制結(jié)構(gòu)水平位移和底部剪力系數(shù)這兩個(gè)因素來(lái)滿足設(shè)計(jì)要求，以降低工程造價(jià)。如，層數(shù)較少(如20層以下)的高層住宅，采用傳統(tǒng)的現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí)，各墻肢軸壓比計(jì)算值往往較小，墻體配筋為構(gòu)造配筋，墻體承載能力沒(méi)有得到充分發(fā)揮，工程費(fèi)用偏高，若適當(dāng)?shù)牟捎枚讨袅Y(jié)構(gòu)，則可節(jié)省工程費(fèi)用5%～10%；3）盡量減小剪力墻厚度。對(duì)于剪力墻結(jié)構(gòu)，剪力墻的厚度取值不僅顯著影響結(jié)構(gòu)的自重、結(jié)構(gòu)質(zhì)量大小，還直接影響到工程造價(jià)。若剪力墻厚度增加，雖然結(jié)構(gòu)抗側(cè)力的能力提高，同時(shí)結(jié)構(gòu)所承受的地震力也加大，二者不一定成正比。因此，在設(shè)計(jì)中要注意合理地盡量減小剪力墻厚度；4）嚴(yán)格控制剪力墻配筋率。根據(jù)GB50010―2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》，在一、二、三級(jí)抗震等級(jí)的剪力墻中，豎向和水平分布鋼筋的最小配筋率均不應(yīng)小于0.25%；部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的剪力墻底部加強(qiáng)部位的豎向和水平分布鋼筋配筋率不應(yīng)小于0.3%，這在高層或者較長(zhǎng)的剪力墻結(jié)構(gòu)中應(yīng)該是合理的，但對(duì)于低矮、短小的剪力墻，筆者建議其水平筋的配筋率應(yīng)適當(dāng)減小；墻的豎向最小配筋率應(yīng)該包括邊緣構(gòu)件中的鋼筋，同時(shí)應(yīng)注意防止豎筋過(guò)多使墻的抗彎強(qiáng)度大于抗剪強(qiáng)度，對(duì)抗震不利。
3.4重視基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
基礎(chǔ)工程的投資約占工程總投資的20%～30%，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的重要性可見(jiàn)一斑。一般高層、小高層建筑考慮基礎(chǔ)埋深的要求1/18建筑物高度，通常設(shè)置地下室采用樁筏基礎(chǔ)。因此，如何對(duì)樁進(jìn)行合理選型，將對(duì)整個(gè)地下室設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性影響極大。例如某一工程，上部十八層帶一地下室，根據(jù)勘察報(bào)告，采用Φ400預(yù)應(yīng)力管樁，可選樁長(zhǎng)有樁長(zhǎng)25m，單樁承載力特征值Ra=900kN，樁長(zhǎng)34m，單樁承載力特征值Ra=1300kN。采用25m樁需要290根，采用34m樁需要200根。從樁本身比較兩種方案，總的樁延米數(shù)量相當(dāng)，但采用25m樁為滿樘布置，筏板厚需1200mm，而采用34m樁為墻下布置，筏板可減至900mm，經(jīng)濟(jì)性明顯。因此，筆者認(rèn)為基礎(chǔ)選型應(yīng)作方案比較，才能選定經(jīng)濟(jì)合理的方案。而對(duì)于筏板厚度的取值，則應(yīng)考慮樁沖切，角樁沖切，墻沖切及板配筋等多方面的因素。另外，筏板長(zhǎng)度的設(shè)置也要注意，由于考慮地下室的使用合理性，常規(guī)采用設(shè)置后澆帶來(lái)解決底板超長(zhǎng)引起的收縮及溫度裂縫，后澆帶的作用是明顯的，但也給施工帶來(lái)不少麻煩，甚至由于處理不當(dāng)而引起后澆帶漏水及裂縫。而有些高層，長(zhǎng)寬均達(dá)100m以上，中間就設(shè)置幾條后澆帶，也沒(méi)有其他措施，筆者認(rèn)為是不妥當(dāng)?shù)模O(shè)計(jì)中必須注意。
3.5重視建筑形式的優(yōu)化
建筑平面及豎向形式的優(yōu)化比尺寸優(yōu)化更有意義。首先，建筑物平面形式越簡(jiǎn)單，用鋼量就少。每層面積相同或相近，則外墻長(zhǎng)度越大的建筑其用鋼量就越大，平面形式是否規(guī)則不僅決定了用鋼量的多少，而且可以衡量結(jié)構(gòu)抗震性能的優(yōu)劣。其次，建筑物豎向體型規(guī)則和均勻，剛度沒(méi)有突變，抗側(cè)剛度從上而下均勻變化，其受力均勻，用鋼量就小，反之則大。因此，在高層建筑的一個(gè)獨(dú)立結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，宜使結(jié)構(gòu)平面布置簡(jiǎn)單、規(guī)則，剛度和承載力分布均勻，平面長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng)，突出部分長(zhǎng)度不宜過(guò)大。高層建筑的豎向體型宜規(guī)則、均勻，避免有過(guò)大的外挑和內(nèi)收，結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度宜下大上小，逐漸均勻變化，不應(yīng)采用豎向布置嚴(yán)重不規(guī)則的結(jié)構(gòu)。因此筆者認(rèn)為，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員一定要注重概念設(shè)計(jì)，在滿足美觀、適用的前提下，盡可能使建筑結(jié)構(gòu)的平面布置和豎向布置簡(jiǎn)單、規(guī)則和均勻。那么結(jié)構(gòu)體系就會(huì)具有更合理的剛度和承載力分布，從而避免因局部削弱或突變形成薄弱部位，產(chǎn)生過(guò)大的應(yīng)力集中或塑性變形集中。只有這樣，到初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)階段過(guò)程中對(duì)截面尺寸的優(yōu)化才會(huì)有實(shí)質(zhì)性的意義。
3.6 減輕高層房屋建筑自重
高層建筑減輕自重比多層建筑意義更大。我們從地基承載力或樁基承載力考慮，如果在同樣地基或樁基的情況下，減輕房屋自重可直接減少混凝土用量，同時(shí)減小垂直荷載和水平地震力，進(jìn)一步減小結(jié)構(gòu)內(nèi)力，改善經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，特別是基礎(chǔ)和轉(zhuǎn)換層的混凝土和鋼材用量。
3.7 合理選用建筑材料
材料選擇不同，工程直接費(fèi)不同，總造價(jià)不同。設(shè)計(jì)階段合理選擇建筑材料，控制材料單價(jià)或工程量，是控制工程造價(jià)的有效途徑。筑材料選用應(yīng)盡量選用高強(qiáng)度的建筑材料，如鋼材宜優(yōu)先選用三級(jí)鋼。HPB300、HRB335和HRB400，這三種鋼材的價(jià)格比較接近，但它們的抗拉強(qiáng)度值是270:300:360=1:1.11:1.33，可見(jiàn)采用高強(qiáng)鋼筋的性價(jià)比高。混凝土宜用C30以上標(biāo)號(hào)的混凝土，因?yàn)槟壳暗氖┕すに嚭图夹g(shù)已可使混凝土達(dá)到C80，運(yùn)用高強(qiáng)度混凝土可以減小結(jié)構(gòu)截面和減輕結(jié)構(gòu)自重。填充墻材料宜采用輕質(zhì)墻體，如紙面石膏板、水泥纖維板、加氣混凝土等，以上材料既可增加室內(nèi)的使用面積，也能減輕結(jié)構(gòu)自重，減小地震作用，進(jìn)而減少結(jié)構(gòu)主要受力構(gòu)件的配筋量和混凝土用量。
總之，結(jié)構(gòu)的造價(jià)在建筑工程中占比例較大，重視結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的經(jīng)濟(jì)性理念，通過(guò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)建筑作品的最大經(jīng)濟(jì)價(jià)值，不僅是評(píng)判建筑設(shè)計(jì)作品優(yōu)劣的重要尺度，也是能否促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)合理發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前在我國(guó)的工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，部分設(shè)計(jì)人員因忙于應(yīng)付大量的具體工作，往往不夠重視結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題，導(dǎo)致同一工程不同的人設(shè)計(jì)其土建造價(jià)可能差別很大，造成不必要的浪費(fèi)，這對(duì)于經(jīng)濟(jì)實(shí)力并不發(fā)達(dá)、尚處于第三世界發(fā)展中國(guó)家的中國(guó)而言，是一個(gè)急待解決的問(wèn)題，因此，作為一名設(shè)計(jì)人員，我們必須嚴(yán)守“經(jīng)濟(jì)、適用、合理”的原則，精心設(shè)計(jì)，力求在達(dá)到建筑建設(shè)要求的基礎(chǔ)上，盡可能地利用有限的資源獲得最大的效益，實(shí)現(xiàn)降低工程造價(jià)取得最佳經(jīng)濟(jì)效果的目的。
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摘要：隨著國(guó)家社會(huì)經(jīng)濟(jì)與技術(shù)的飛速進(jìn)步發(fā)展，高層建筑在我國(guó)各大城市越來(lái)越多。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)給工程設(shè)計(jì)人員提出了更高的要求，本文就結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行探討。
關(guān)鍵詞：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 問(wèn)題
1高層建筑結(jié)構(gòu)受力性能對(duì)于一個(gè)建筑物的最初的方案設(shè)計(jì)，建筑師考慮更多的是它的空間組成特點(diǎn)，而不是詳細(xì)地確定它的具體結(jié)構(gòu)。 建筑物底面對(duì)建筑物空間形式的豎向穩(wěn)定和水平方向的穩(wěn)定都是非常重要的，由于建筑物是由一些大而重的構(gòu)件所組成，因此結(jié)構(gòu)必須能將它本身的重量傳至地面，結(jié)構(gòu)的荷載總是向下作用于地面的，而建筑設(shè)計(jì)的一個(gè)基本要求就是要搞清楚所選擇的體系中向下的作用力與地基土的承載力之間的關(guān)系，所以，在建筑設(shè)計(jì)的方案階段，就必須對(duì)主要的承重柱和承重墻的數(shù)量和分布作出總體設(shè)想。 對(duì)于低層、多層和高層建筑，豎向和水平向結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)基本原理都是相同的，但是，隨著高度的不斷增加。豎向結(jié)構(gòu)體系成為設(shè)計(jì)的控制因素，其原因有兩個(gè)：其一，較大的垂直荷載要求有較大的柱、墻或者井筒；其二，側(cè)向力所產(chǎn)生的傾覆力矩和剪切變形要大得多。 與豎向荷載相比，側(cè)向荷載對(duì)建筑物的效應(yīng)不是線性增加的，而隨建筑高度的增高迅速增大。例如，在所有條件相同時(shí)，在風(fēng)荷載作用下，建筑物基底的傾覆力矩近似與建筑物高度的平方成正比，而其頂部的側(cè)向位移與高度的四次方成正比，地震的作用效應(yīng)更加明顯。在高層建筑中，問(wèn)題不僅僅是抗剪，而更重要的是整體抗彎和抵抗變形，可見(jiàn)，高層建筑的結(jié)構(gòu)受力性能與低層建筑有很大的差異。 2結(jié)構(gòu)選型階段 對(duì)于高層結(jié)構(gòu)而言，在工程設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)選型階段，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)： 2.1結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問(wèn)題。 新舊規(guī)范在這方面的內(nèi)容出現(xiàn)了較大的變動(dòng)，新規(guī)范在這方面增添了相當(dāng)多的限制條件，例如：平面規(guī)則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等，而且，新規(guī)范采用強(qiáng)制性條文明確規(guī)定“建筑不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案。”因此，結(jié)構(gòu)工程師在遵循新規(guī)范的這些限制條件上必須嚴(yán)格注意，以避免后期施工圖設(shè)計(jì)階段工作的被動(dòng)。 2.2結(jié)構(gòu)的超高問(wèn)題。 在抗震規(guī)范與高規(guī)中。對(duì)結(jié)構(gòu)的總高度都有嚴(yán)格的限制，尤其是新規(guī)范中針對(duì)以前的超高問(wèn)題，除了將原來(lái)的限制高度設(shè)定為A級(jí)高度的建筑外，增加了B級(jí)高度的建筑，因此。必須對(duì)結(jié)構(gòu)的該項(xiàng)控制因素嚴(yán)格注意，一旦結(jié)構(gòu)為B級(jí)高度建筑甚或超過(guò)了B級(jí)高度，其設(shè)計(jì)方法和處理措施將有較大的變化。 在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，出現(xiàn)過(guò)由于結(jié)構(gòu)類型的變更而忽略該問(wèn)題。導(dǎo)致施工圖審查時(shí)未予通過(guò)，必須重新進(jìn)行設(shè)計(jì)或需要開(kāi)專家會(huì)議進(jìn)行論證等工作的情況，對(duì)工程工期、造價(jià)等整體規(guī)劃的影響相當(dāng)巨大。 2.3嵌固端的設(shè)置問(wèn)題。由于高層建筑一般都帶有二層或二層以上的地下室和人防，嵌固端有可能設(shè)置在地下室頂板，也有可能設(shè)置在人防頂板等位置，因此，在這個(gè)問(wèn)題上，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師往往忽視了由嵌固端的設(shè)置帶來(lái)的一系列需要注意的方面，如：嵌固端樓板的設(shè)計(jì)、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級(jí)的一致性、在結(jié)構(gòu)整體計(jì)算時(shí)嵌固端的設(shè)置、結(jié)構(gòu)抗震縫設(shè)置與嵌固端位置的協(xié)調(diào)等等問(wèn)題，而忽略其中任何一個(gè)方面都有可能導(dǎo)致后期設(shè)計(jì)工作的大量修改或埋下安全隱患。 2.4短肢剪力墻的設(shè)置問(wèn)題。在新規(guī)范中， 對(duì)墻肢截面高厚比為5－8的墻定義為短肢剪力墻。且根據(jù)實(shí)驗(yàn)資料和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對(duì)短肢剪力墻在高層建筑中的應(yīng)用增加了相當(dāng)多的限制，因此，在高層建筑設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)盡可能少采用或不用短肢剪力墻，以避免給后期設(shè)計(jì)工作增加不必要的麻煩。 3地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方面 地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一直是結(jié)構(gòu)工程師比較重視的方面，不僅僅由于該階段設(shè)計(jì)過(guò)程的好與壞將直接影響后期設(shè)計(jì)工作的進(jìn)行，同時(shí)，也是因?yàn)榈鼗A(chǔ)也是整個(gè)工程造價(jià)的決定性因素，因此，在這一階段，所出現(xiàn)的問(wèn)題也有可能更加嚴(yán)重甚至造成無(wú)法估量的損失。 在地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中要注意地方性規(guī)范的重要性問(wèn)題。由于我國(guó)占地面積較廣，地質(zhì)條件相當(dāng)復(fù)雜，作為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，僅僅一本《地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》無(wú)法對(duì)全國(guó)各地的地基基礎(chǔ)都進(jìn)行詳細(xì)的描述和規(guī)定，因此，作為建立在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)之下的地方標(biāo)準(zhǔn)。 地方性的“地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范”能夠?qū)⒏鞯胤降牡鼗A(chǔ)類型和設(shè)計(jì)處理方法等一些成熟的經(jīng)驗(yàn)描述和規(guī)定得更為詳細(xì)和準(zhǔn)確，所以，在進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，一定要對(duì)地方規(guī)范進(jìn)行深入地學(xué)習(xí)，以避免對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或后期設(shè)計(jì)工作造成較大的影響。 轉(zhuǎn)貼于 中國(guó)論文4結(jié)構(gòu)計(jì)算與分析方面 在結(jié)構(gòu)計(jì)算與分析階段，如何準(zhǔn)確，高效地對(duì)工程進(jìn)行內(nèi)力分析并按照規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和處理，是決定工程設(shè)計(jì)質(zhì)量好壞的關(guān)鍵。由于新規(guī)范的推出對(duì)結(jié)構(gòu)整體計(jì)算和分析部分相當(dāng)多的內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整和改進(jìn)，因此，結(jié)構(gòu)工程師也應(yīng)該相當(dāng)?shù)貙?duì)這一階段比較常見(jiàn)的問(wèn)題有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)。 4.1結(jié)構(gòu)整體計(jì)算的軟件選擇。目前比較通用的計(jì)算軟件有：SATWE、TAT、TBSA或ETABS、SAP等，但是，由于各軟件在采用的計(jì)算模型上存在著一定的差異，因此導(dǎo)致了各軟件的計(jì)算結(jié)果有或大或小的不同。所以，在進(jìn)行工程整體結(jié)構(gòu)計(jì)算和分析時(shí)必須依據(jù)結(jié)構(gòu)類型和計(jì)算軟件模型的特點(diǎn)選擇合理的計(jì)算軟件，并從不同軟件相差較大的計(jì)算結(jié)果中，判斷哪個(gè)是合理的、哪個(gè)是可以作為參考的，哪個(gè)又是意義不大的，這將是結(jié)構(gòu)工程師在設(shè)計(jì)工作中首要的工作。否則，如果選擇了不合適的計(jì)算軟件，不但會(huì)浪費(fèi)大量的時(shí)間和精力，而且有可能使結(jié)構(gòu)有不安全的隱患存在。 4.2是否需要地震力放大，考慮建筑隔墻等對(duì)自振周期的影響。 該部分內(nèi)容實(shí)際上在新老規(guī)范中都有提及，只是，在新規(guī)范中根據(jù)大量工程的實(shí)測(cè)周期明確提出了各種結(jié)構(gòu)體系下高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算自振周期折減系數(shù)。 4.3振型數(shù)目是否足夠。 在新規(guī)范中增加一個(gè)振型參與系數(shù)的概念，并明確提出了該參數(shù)的限值。由于在舊規(guī)范設(shè)計(jì)中，并未提出振型參與系數(shù)的概念，或即使有該概念，該參數(shù)的限值也未必一定符合新規(guī)范的要求，因此，在計(jì)算分析階段必須對(duì)計(jì)算結(jié)果中該參數(shù)的結(jié)果進(jìn)行判斷，并決定是否要調(diào)整振型數(shù)目的取值。 4.4多塔之間各地震周期的互相干擾，是否需要分開(kāi)計(jì)算。一段時(shí)間以來(lái)，大底盤(pán)，多塔樓的高層建筑類型大量涌現(xiàn)，而在計(jì)算分析該類型高層建筑時(shí)，是將結(jié)構(gòu)作為一個(gè)整體并按多塔類型進(jìn)行計(jì)算，還是將結(jié)構(gòu)人為地分開(kāi)進(jìn)行計(jì)算，是結(jié)構(gòu)工程師必須注意的問(wèn)題。如果多塔間剛度相差較大，就有可能出現(xiàn)即使振型參與系數(shù)滿足要求，但是對(duì)某一座塔樓的地震力計(jì)算誤差仍然有可能較大，從而便結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不安全的隱患。 4.5非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算與設(shè)計(jì)。在高層建筑中，往往存在一些由于建筑美觀或功能要求且非主體承重骨架體系以內(nèi)的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件。對(duì)這部分內(nèi)容，尤其是高層建筑屋頂處的裝飾構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，由于高層建筑的地震作用和風(fēng)荷載均較大。因此，必須嚴(yán)格按照新規(guī)范中增加的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算處理措施進(jìn)行設(shè)計(jì)。5結(jié)束語(yǔ) 總之，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)工程師不能僅僅重視結(jié)構(gòu)計(jì)算的準(zhǔn)確性而忽略結(jié)構(gòu)方案的實(shí)際情況，應(yīng)做出合理的結(jié)構(gòu)方案選擇。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該根據(jù)具體情況進(jìn)行具體分析，處理建筑設(shè)計(jì)中遇到的各種問(wèn)題。
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關(guān)鍵詞：高層建筑；抗震設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)體系
結(jié)構(gòu)工程師按抗震設(shè)計(jì)要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)，其目標(biāo)是希望使所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度、剛度、延性及耗能能力等方面達(dá)到最佳，從而經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)“小震不壞，中震可修，大震不倒”的目的。本文圍繞高層建筑結(jié)構(gòu)，總結(jié)了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)以及提出了高層建筑結(jié)構(gòu)分析和各種體系相對(duì)應(yīng)的方法。為實(shí)際高層建筑結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)提供一定參考。
1 高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則
1.1結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)具有必要的承載力、剛度、穩(wěn)定性、延性等方面的性能
(1)結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)遵守“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件、強(qiáng)底層柱(墻)”的原則。(2)對(duì)可能造成結(jié)構(gòu)的相對(duì)薄弱部位，應(yīng)采取措施提高抗震能力。(3)承受豎向荷載的主要構(gòu)件不宜作為主要耗能構(gòu)件。
1.2在設(shè)計(jì)構(gòu)造上宜有多道抗震防線
(1)一個(gè)抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)由若干個(gè)延性較好的分體系組成，并由延性較好的結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接協(xié)同工作。例如框架―剪力墻結(jié)構(gòu)由延性框架和剪力墻兩個(gè)分體組成，雙肢或多肢剪力墻體系組成。(2)地震之后往往伴隨多次余震，如只有一道防線，則在第一次破壞后再遭余震，將會(huì)因損傷積累導(dǎo)致倒塌。抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)有最大可能數(shù)量的內(nèi)部、外部冗余度，有意識(shí)地建立一系列分布的屈服區(qū)，主要耗能構(gòu)件應(yīng)有較高的延性和適當(dāng)剛度，提高結(jié)構(gòu)抗震性能，避免大震時(shí)倒塌。(3)適當(dāng)處理結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)弱關(guān)系，同一樓層內(nèi)宜使主要耗能構(gòu)件屈服后，其他抗側(cè)力構(gòu)件仍處于彈性階段，使“有效屈服”保持較長(zhǎng)階段，保證結(jié)構(gòu)的延性和抗倒塌能力。(4)在抗震設(shè)計(jì)中某一部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)超強(qiáng)，可能造成結(jié)構(gòu)的其他部位相對(duì)薄弱，因此在設(shè)計(jì)中不合理的加強(qiáng)以及在施工中以大帶小，改變抗側(cè)力構(gòu)件配筋的做法，都需要慎重考慮。
1.3對(duì)出現(xiàn)的薄弱部位，應(yīng)采取措施提高其抗震能力
(1)構(gòu)件在強(qiáng)烈地震下不存在強(qiáng)度安全儲(chǔ)備，構(gòu)件的實(shí)際承載能力分析是判斷薄弱部位的基礎(chǔ)。(2)要使樓層(部位)的實(shí)際承載能力和設(shè)計(jì)計(jì)算的彈性受力的比值在總體上保持一個(gè)相對(duì)均勻的變化，一旦樓層(部位)的比值有突變時(shí)，會(huì)由于塑性內(nèi)力重分布導(dǎo)致塑性變形的集中。(3)要防止在局部上加強(qiáng)而忽視了整個(gè)結(jié)構(gòu)各部位剛度、承載力的協(xié)調(diào)。(4)在抗震設(shè)計(jì)中有意識(shí)、有目的地控制薄弱層(部位)，使之有足夠的變形能力又不使薄弱層發(fā)生轉(zhuǎn)移，這是提高結(jié)構(gòu)總體抗震性能的有效手段。
2 高層建筑結(jié)構(gòu)靜力分析方法
2.1 框架－剪力墻結(jié)構(gòu)
框架－剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻布置應(yīng)按“均勻、分散、對(duì)稱、周邊”的基本原則考慮,內(nèi)力與位移計(jì)算的方法很多，大都采用連梁連續(xù)化假定。由剪力墻與框架水平位移或轉(zhuǎn)角相等的位移協(xié)調(diào)條件，可以建立位移與外荷載之間關(guān)系的微分方程來(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亦不相同。框架－剪力墻的機(jī)算方法，通常是將結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為等效壁式框架，采用桿系結(jié)構(gòu)矩陣位移法求解。
2.2 剪力墻結(jié)構(gòu)
計(jì)算剪力墻的內(nèi)力與變形時(shí),其剪力墻應(yīng)計(jì)入端部翼緣地共同工作,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。單片剪力墻按受力特性的不同可分為單肢墻、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。不同類型的剪力墻，其截面應(yīng)力分布也不同，計(jì)算內(nèi)力與位移時(shí)需采用相應(yīng)的計(jì)算方法。剪力墻結(jié)構(gòu)的機(jī)算方法是平面有限單元法。此法較為精確，而且對(duì)各類剪力墻都能適用。但因其自由度較多，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。
2.3筒體結(jié)構(gòu)
筒體結(jié)構(gòu)包括框筒結(jié)構(gòu)?筒中筒結(jié)構(gòu)以及其它筒體結(jié)構(gòu)。筒體結(jié)構(gòu)的分析方法按照對(duì)計(jì)算模型處理手法的不同可分為三類：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。一種是只作幾何分布上的連續(xù)化，以便用連續(xù)函數(shù)描述其內(nèi)力；另一種是作幾何和物理上的連續(xù)處理，將離散桿件代換為等效的正交異性彈性薄板，以便應(yīng)用分析彈性薄板的各種有效方法。
3 高層建筑的結(jié)構(gòu)體系
3.1框架－剪力墻體系。有框架結(jié)構(gòu)布置靈活，使用方便的特點(diǎn)，又有較大的剛度和較好的抗震性能。當(dāng)框架體系的強(qiáng)度和剛度不能滿足要求時(shí)，往往需要在建筑平面的適當(dāng)位置設(shè)置較大的剪力墻來(lái)代替部分框架，便形成了框架－剪力墻體系。在承受水平力時(shí)，框架和剪力墻通過(guò)有足夠剛度的樓板和連梁組成協(xié)同工作的結(jié)構(gòu)體系。在體系中框架體系主要承受垂直荷載，剪力墻主要承受水平剪力。框架－剪力墻體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－剪力墻體系的能建高度要大于框架體系。
3.2剪力墻體系。剪力墻體系結(jié)構(gòu)剛度大，空間整體性好，當(dāng)受力主體結(jié)構(gòu)全部由平面剪力墻構(gòu)件組成時(shí)，即形成剪力墻體系。在剪力墻體系中，單片剪力墻承受了全部的垂直荷載和水平力。剪力墻體系屬剛性結(jié)構(gòu)，其位移曲線呈彎曲型。剪力墻體系的強(qiáng)度和剛度都比較高，有一定的延性，傳力直接均勻，整體性好，抗倒塌能力強(qiáng)，是一種良好的結(jié)構(gòu)體系，能建高度大于框架或框架－剪力墻體系。
3.3筒體體系。凡采用筒體為抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)體系統(tǒng)稱為筒體體系，包括單筒體、筒體－框架、筒中筒、多束筒等多種型式。筒體是一種空間受力構(gòu)件，分實(shí)腹筒和空腹筒兩種類型。實(shí)腹筒是由平面或曲面墻圍成的三維豎向結(jié)構(gòu)單體，空腹筒是由密排柱和窗裙梁或開(kāi)孔鋼筋混凝土外墻構(gòu)成的空間受力構(gòu)件。筒體體系具有很大的剛度和強(qiáng)度，各構(gòu)件受力比較合理，抗風(fēng)、抗震能力很強(qiáng)，往往應(yīng)用于大跨度、大空間或超高層建筑。
4 結(jié)束語(yǔ)
在強(qiáng)烈地震作用下,建筑物的破壞機(jī)理和過(guò)程是十分復(fù)雜的,要進(jìn)行精確的抗震計(jì)算是困難的,在總結(jié)大量地震災(zāi)害經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,提出了概念設(shè)計(jì),并認(rèn)為它是結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的首要問(wèn)題,比計(jì)算設(shè)計(jì)更為重要。對(duì)設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō),掌握概念設(shè)計(jì),有助于明確抗震設(shè)計(jì)思想,靈活、恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用抗震設(shè)計(jì)原則,不致陷入盲目的計(jì)算工作,從而比較合理地進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。
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[2]徐宜，丁勇春.高層建筑結(jié)構(gòu)抗震分析和設(shè)計(jì)的探討[J].江蘇建筑，2009
【關(guān)鍵詞】：高層建筑；結(jié)構(gòu)選型；重要性；
中圖分類號(hào)： TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
【 Abstract 】:The structure of the high-rise building system is high-rise structure whether reasonable, key economic, along with the development of building height and function need constantly develops and changes. The thesis summed up the various kinds of high building structure system, especially in recent years, the complex, novel appeared of structural system of the mechanical characteristics and structure design of high-rise building points are discussed
【 key words 】: High-rise buildings; The structural type; Importance;
引言
對(duì)于高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì), 首先擺在結(jié)構(gòu)工程師面前的是結(jié)構(gòu)選型的問(wèn)題。高層建筑結(jié)構(gòu)的選型通常要遵循一定的原則, 它不僅考慮到建筑物的適用性、經(jīng)濟(jì)性、抗震性能,而且要考慮施工安裝的影響。正確處理高層建筑結(jié)構(gòu)體系的選型問(wèn)題,對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言, 具有至關(guān)重要的意義。
1.一、 高層建筑結(jié)構(gòu)選型的重要性
1.1（一）高層建筑結(jié)構(gòu)復(fù)的雜性。隨著現(xiàn)代高層建筑體形與平立面空間分布日益復(fù)雜,高度、規(guī)模、投資日益增大。也就要求性能更先進(jìn)、更優(yōu)化的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)形式與之相適應(yīng)。主要表現(xiàn)為:
(1)1.需求多元化、功能綜合化的趨勢(shì),必然要導(dǎo)致高層建筑方案平立面形狀與內(nèi)部空間分布的多樣化、個(gè)性化與復(fù)雜化。為增大建筑凈空高度,很多高層建筑中存在的新問(wèn)題與矛盾開(kāi)始顯現(xiàn)，對(duì)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)形式的要求提高。
(2)2.隨著高度與規(guī)模的增大,高層建筑投資增加、工期增長(zhǎng),其結(jié)構(gòu)系統(tǒng)優(yōu)化的必要性以及可優(yōu)化的空間與效益將更明顯。結(jié)構(gòu)優(yōu)化,首先是其形式的優(yōu)化,然后才是其布局與構(gòu)件參數(shù)的優(yōu)化。
3)3.高層建筑需考慮的影響因素日益復(fù)雜，系統(tǒng)、綜合和多變,選型需要的知識(shí)信息愈加龐大,選型結(jié)果受人為因素的影響也將增大。
1.2（二）高層建筑與城市社會(huì)發(fā)展的關(guān)系密切。我國(guó)城市化進(jìn)程及人口的持續(xù)增長(zhǎng)導(dǎo)致城市人口急劇上升,城市居住、生產(chǎn)、生活用地日趨緊張。為節(jié)約及充分利用城市土地資源,減少拆遷費(fèi)、市政工程費(fèi)和復(fù)雜地形處理費(fèi),提高城市社會(huì)吸納能力及其綜合效益,緩解城市膨脹及城市房屋的嚴(yán)峻供需矛盾,改善城市環(huán)境與調(diào)節(jié)心理等城市社會(huì)性問(wèn)題,高層建筑的數(shù)量仍將在全國(guó)各大中城市持續(xù)增長(zhǎng),且其規(guī)模、高度、復(fù)雜性及建設(shè)速度也將呈上升趨勢(shì)。
2.二、 高層建筑結(jié)構(gòu)選型的若干思考
選型工作具有很強(qiáng)的綜合性，包含大量確定與不確定的因素,受諸多條件和因素影響。高層結(jié)構(gòu)是否合理、經(jīng)濟(jì)的是關(guān)鍵，隨著建筑高度和功能的發(fā)展需要而不斷發(fā)展變化。除了要考慮工程造價(jià)和投資能力,還要考慮所選結(jié)構(gòu)型式對(duì)建筑功能的適應(yīng)性、施工條件、技術(shù)能力、施工工期、建筑材料和能源供應(yīng)。建筑美學(xué)要求包括建筑群及其環(huán)境的配合，建設(shè)場(chǎng)地的地形地貌自然災(zāi)害等等。
2.1（一）從結(jié)構(gòu)體系角度分析
高層建筑的結(jié)構(gòu)體系主要有框架結(jié)構(gòu)、異型柱框架結(jié)構(gòu)、框架一剪力墻結(jié)構(gòu),現(xiàn)分別加以分析。
2.1．1.異型柱框架結(jié)構(gòu)
這種結(jié)構(gòu)體系是框架結(jié)構(gòu)的一個(gè)派生結(jié)構(gòu)形式,它除了具有框架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)外, 與墻同寬的異型柱很好地解決了建筑平面使用問(wèn)題。 但因異型柱相對(duì)于框架柱來(lái)說(shuō),剛度和承載能力相差了許多且規(guī)范對(duì)其的要求也比框架結(jié)構(gòu)高，故多用于多層建筑(如別墅)。高層建筑中僅用于8層的小高層，適用高度范圍一般為24m以下(6度設(shè)防)
2.1.2 .框架結(jié)構(gòu)
由框架梁、柱、樓板等主要構(gòu)件組成其特點(diǎn)是柱網(wǎng)布置靈活, 便于獲得較大的使用空間。延性較好, 填充墻可采用輕質(zhì)隔墻減輕結(jié)構(gòu)自重。造價(jià)低框架應(yīng)當(dāng)縱橫雙向布置,形成雙向抗側(cè)力體系，但內(nèi)凸的框架柱會(huì)影響使用功能, 且橫向側(cè)移剛度較小,抗震性能較差。地震中填充墻損壞嚴(yán)重,修復(fù)費(fèi)用很高。適用高度范圍一般為60m以下(6度設(shè)防)
2.1.3.框架一剪力墻結(jié)構(gòu)
這種結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)是利用電梯間做鋼筋硅核心筒抵抗大部分水平荷載,。框架柱主要承受豎向荷載，既具有框架結(jié)構(gòu)布置靈活的特點(diǎn), 滿足大空間的房屋的要求, 又具有較大的剛度和較強(qiáng)的抗震能力。框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的主要缺點(diǎn),：由于功能要求剪力墻布置位置往往受到限制,。往往不可避免地造成剛心、質(zhì)心不重合, 產(chǎn)生偏心扭矩, 且內(nèi)凸的框架柱仍會(huì)影響使用功能"。適用高度范圍一般為130m以下(6度設(shè)防)
2.1.4.剪力墻結(jié)構(gòu)
剪力墻承受豎向荷載及水平荷載的能力都較大。其特點(diǎn)是整體性好、側(cè)向剛度大、水平力作用下側(cè)移小,便于房間內(nèi)部布置。可通過(guò)在適當(dāng)部位開(kāi)結(jié)構(gòu)洞,形成若干短肢剪力墻來(lái)調(diào)整整體剛度,。并可采用輕質(zhì)填充墻減輕結(jié)構(gòu)自重及工程造價(jià)。缺點(diǎn)是不能提供大空間房屋結(jié)構(gòu),延性較差,造價(jià)高。適用高度范圍一般為140m以下(6度設(shè)防)。
2.1.5.筒體結(jié)構(gòu)
框架-核心筒結(jié)構(gòu)由實(shí)體的核心筒和外框架構(gòu)成。一般將電梯間及一些服務(wù)用房集中在核心筒內(nèi);其他需較大空間的辦公用房、商業(yè)用房等布置在外框架部分。由于核心筒實(shí)際上是兩個(gè)方向的剪力墻構(gòu)成封閉的空間結(jié)構(gòu), 相對(duì)于框架一剪力墻結(jié)構(gòu)具有更好的整體性與抗側(cè)剛度。且剛心、質(zhì)心偏差很小，適用高度范圍一般為150mm以下(6度設(shè)防)。
2.2（二）從結(jié)構(gòu)部位分析
2.2.1.豎向承重結(jié)構(gòu)的選型
在對(duì)豎向承重結(jié)構(gòu)進(jìn)行選型時(shí),首先考慮的是建筑物的高度和用途。不同結(jié)構(gòu)體系的強(qiáng)度和剛度是不一樣的,因而它們適應(yīng)的高度也不同。一般說(shuō)來(lái),框架結(jié)構(gòu)適用于高度低、層數(shù)少、設(shè)防烈度低的情況;框架―剪力墻結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)可以滿足大多數(shù)建筑物的高度要求;層數(shù)很多或設(shè)防烈度較高時(shí),可用筒體結(jié)構(gòu)。當(dāng)建筑物的高度超出表中數(shù)值時(shí),要進(jìn)行專門(mén)的研究,采取有效的措施。選擇結(jié)構(gòu)體系應(yīng)考慮的另一個(gè)因素是建筑物的用途。目前國(guó)內(nèi)高層建筑按用途大體上可分三大類:住宅、旅館及公共性建筑(辦公、商業(yè)、科研、教學(xué)、醫(yī)院等)。住宅建筑一般采用剪力墻結(jié)構(gòu)。
2.2.3.水平承重結(jié)構(gòu)的選型
水平承重結(jié)構(gòu)對(duì)保證建筑物的整體穩(wěn)定和傳遞水平力有重要作用。水平承重結(jié)構(gòu)選型通常有以下幾種,平板體系、無(wú)梁樓蓋、密肋樓蓋和肋形樓蓋。平板體系:平板體系采用單向板或雙向板,常用于剪力墻結(jié)構(gòu)或筒體結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點(diǎn)是板底平整,可以不加吊頂,結(jié)構(gòu)高度低,可以降低層高。但當(dāng)跨度大時(shí),采用平板較困難,一般非預(yù)應(yīng)力平板不宜成過(guò)6m,預(yù)應(yīng)力平板不宜超過(guò)9m,否則平板厚度過(guò)大,樓面重量太大。采用現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力無(wú)粘結(jié)平板樓面可以減少板厚。無(wú)梁樓蓋:在層高受限制情況下,公用建筑常采用無(wú)梁樓蓋。無(wú)梁樓蓋最好帶現(xiàn)澆柱帽,以加強(qiáng)板柱連接的可靠性。無(wú)梁樓蓋的合適跨度是:普通鋼筋混凝土樓面6m以內(nèi);預(yù)應(yīng)力混凝土樓面可達(dá)9m。密肋樓蓋:密肋樓蓋多用在跨度較大而梁高受限制的情況下。筒體結(jié)構(gòu)角區(qū)樓面也常用密肋樓蓋。當(dāng)采用裝配式樓板時(shí),框架－剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)加混凝土現(xiàn)澆面層。樓蓋結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足:房屋高度超過(guò)50m時(shí),框架―剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)及復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)采用現(xiàn)澆摟蓋結(jié)構(gòu);剪力墻結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)宜采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)。房屋高度不超過(guò)50m時(shí),8、9度抗震設(shè)計(jì)的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)宜采用現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu);6、7度抗震設(shè)計(jì)的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)可采用裝配整體式樓蓋;框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)可采用裝配式結(jié)構(gòu)。同時(shí)對(duì)于現(xiàn)澆樓蓋,混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C20,也不宜高于C40。
2.2．3下部結(jié)構(gòu)的選型
高層建筑的基礎(chǔ)是高層建筑的重要組成部分。它將上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的巨大荷載傳遞給地基。高層建筑基礎(chǔ)形式選擇的好壞,不但關(guān)系到結(jié)構(gòu)的安全,而且對(duì)房屋的造價(jià)、施工工期等有重大的影響。高層建筑基礎(chǔ)形式通常有以下幾種:
(1)柱下獨(dú)立基礎(chǔ):適用于層數(shù)不多、土質(zhì)較好的框架結(jié)構(gòu)。當(dāng)?shù)鼗鶠閹r石時(shí),可采用地錨將基礎(chǔ)錨固在巖石上,錨入長(zhǎng)度≥40d。
(2)交叉梁基礎(chǔ):即雙向?yàn)闂l形基礎(chǔ)。適用:層數(shù)不多、土質(zhì)一般的框架、剪力墻、框架－剪力墻結(jié)構(gòu)。
(3)片筏基礎(chǔ):適用于層數(shù)不多土質(zhì)較弱或?qū)訑?shù)較多土質(zhì)較好時(shí)采用。當(dāng)基巖埋置深度很深,水下水位又很高,但是在距地表不深處有一定承載力和一定厚度的持力層時(shí),選用片筏基礎(chǔ)比選用樁基礎(chǔ)可以節(jié)省投資和縮短工期。但片筏基礎(chǔ)的剛度較弱,應(yīng)注意對(duì)基礎(chǔ)不均勻沉降、變形和裂縫進(jìn)行驗(yàn)算。當(dāng)?shù)叵滤缓芨邥r(shí),還要進(jìn)行抗浮驗(yàn)算。
(4)復(fù)合基礎(chǔ):適用于層數(shù)較多或土質(zhì)較弱時(shí)采用。可用于填土、飽和及非飽和粘性土。CFG樁復(fù)合地基是高粘結(jié)強(qiáng)度復(fù)合地基代表,目前它已大量應(yīng)用于高層建筑地基。它既可適用于條形、獨(dú)立基礎(chǔ),也可用于筏基和箱形基礎(chǔ)。
3.結(jié)語(yǔ)
(l)高層建筑結(jié)構(gòu)體系直接影響抗震性能,結(jié)構(gòu)選型應(yīng)滿足以下要求:應(yīng)具有必要的承載能力!剛度和變形能力;應(yīng)避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的破壞而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)喪失承受重力荷載! 風(fēng)荷載和地震作用能力;應(yīng)避免連續(xù)倒塌;結(jié)構(gòu)的豎向和水平布置宜具有合理的剛度和承載力分布, 避免因局部突變和扭轉(zhuǎn)效應(yīng)而形成薄弱部位;宜具有多道抗震防線。
(2)高層建筑結(jié)構(gòu)選型應(yīng)根據(jù)房屋高度。高寬比!抗震設(shè)防類別!抗震設(shè)防烈度。場(chǎng)地類別!結(jié)構(gòu)材料!施工技術(shù)條件!工程造價(jià)等因素, 并應(yīng)滿足建筑使用功能的要求, 滿足建筑造型藝術(shù)的要求,適應(yīng)未來(lái)發(fā)展與靈活改造的需要, 在不違反規(guī)范的前提下, 選用適宜的結(jié)構(gòu)體系。
參考文獻(xiàn)
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[2]劉海卿,康珍珍,張丙軍.高層建筑結(jié)構(gòu)選型影響因素分析[J].科學(xué)技術(shù)與工程,2006(6).
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(guò)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(guò)于密集、樓層過(guò)多的問(wèn)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(guò)對(duì)許多火災(zāi)事故和現(xiàn)場(chǎng)的分析，相關(guān)部門(mén)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(mén)、窗、卷簾、閥門(mén)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(guò)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)。火災(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)。控制中心報(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(guò)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(kāi)關(guān)下端，探測(cè)每一路需要檢測(cè)回路的漏電電流、過(guò)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(wèn)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(lái)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(wèn)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(guò)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(jiàn)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(guò)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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關(guān)鍵詞：SATWE；參數(shù)選取
正文：
SATWE是應(yīng)現(xiàn)代高層建筑發(fā)展的要求，專門(mén)為高層結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)而開(kāi)發(fā)的基于殼元理論的三維組合結(jié)構(gòu)有限元分析軟件，其核心是解決剪力墻和樓板的模型化問(wèn)題，盡可能地減小其模型化誤差，提高分析精度，使分析結(jié)果能夠更好地反映出高層結(jié)構(gòu)的真實(shí)受力狀態(tài)。其參數(shù)選取是在使用PKPM設(shè)計(jì)軟件對(duì)多層和高層建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中所必需涉及的關(guān)鍵工作，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性和安全性尤為重要。以下就2010版pkpm結(jié)構(gòu)軟件中SATWE部分設(shè)計(jì)參數(shù)選取作初步探討。
由于篇幅有限，本文僅針對(duì)設(shè)計(jì)中容易出錯(cuò)的設(shè)計(jì)參數(shù)做初步探討。
一、總信息
1水平力與整體坐標(biāo)角參數(shù)意義：為地震力作用方向或者風(fēng)荷載作用方向與結(jié)構(gòu)整體坐標(biāo)的夾角，逆時(shí)針為正。
由、于事先很難估算結(jié)構(gòu)的最不利地震作用方向，所以一般先取0度。《抗規(guī)》5.1.1-2“有斜交抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，當(dāng)相交角大于15度時(shí)，應(yīng)分別計(jì)算各抗側(cè)力構(gòu)件方向的水平地震作用”。如果SATWE計(jì)算后在計(jì)算書(shū)WZQ.OUT輸出的“地震作用最大的方向”絕對(duì)值大于15度，應(yīng)將該角度輸入重新計(jì)算。但是要注意兩點(diǎn)：（1）、改變此參數(shù)時(shí)，地震作用和風(fēng)荷載的方向?qū)⑼瑫r(shí)改變。如果只要改變地震作用方向，不改變風(fēng)荷載的方向，則此處參數(shù)不要改變，只在“地震信息”中輸入附加地震作用方向即可。（2）、改變此參數(shù)時(shí)，圖形會(huì)跟著旋轉(zhuǎn)。
2、裙房層數(shù)意義：作為帶裙房的塔樓結(jié)構(gòu)剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)高度的判斷依據(jù)。《抗規(guī)》6.1.10條文說(shuō)明：有裙房時(shí)，加強(qiáng)部位的高度也可以延伸至裙房以上一層，應(yīng)從結(jié)構(gòu)最底層起算（包括地下室）。裙房層數(shù)僅用作底部哩哩啦啦加強(qiáng)區(qū)高度的判斷。規(guī)范針對(duì)裙房的其他相關(guān)規(guī)定，程序并未考慮，需要設(shè)計(jì)者自行完成。
3、轉(zhuǎn)換層所在層號(hào)填寫(xiě)了此參數(shù)，程序即判斷該結(jié)構(gòu)為帶轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。為程序決定底部加強(qiáng)部位及轉(zhuǎn)換層上下剛度比的計(jì)算和內(nèi)力調(diào)整提供信息。對(duì)于水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件和轉(zhuǎn)換柱，還需在“特殊構(gòu)件補(bǔ)充定義”中對(duì)構(gòu)件屬性進(jìn)行指定。對(duì)于僅有個(gè)別結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行轉(zhuǎn)換的結(jié)構(gòu)，可只在“特殊構(gòu)件補(bǔ)充定義”中對(duì)構(gòu)件屬性進(jìn)行指定，不需填寫(xiě)“轉(zhuǎn)換層所在層號(hào)”，程序?qū)H執(zhí)行對(duì)于轉(zhuǎn)換構(gòu)件的設(shè)計(jì)規(guī)定。應(yīng)按PMCAD樓層組裝中的自然層號(hào)填寫(xiě)。如有地下室，應(yīng)從地下室起算。對(duì)于高位轉(zhuǎn)換的判斷，轉(zhuǎn)換層位置以嵌固端起算。4、嵌固端所在層號(hào)規(guī)范中涉及到嵌固端的條文：《抗規(guī)》6.1.3-3規(guī)定了地下室作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位時(shí)應(yīng)滿足的要求；6.1.10規(guī)定剪力墻底部加強(qiáng)部位的確定與嵌固端有關(guān)；6.1.14提出了地下室頂板作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位時(shí)的相關(guān)計(jì)算要求；《高規(guī)》3.5.2-2規(guī)定了結(jié)構(gòu)底部嵌固層的剛度比不宜小于1.5。參數(shù)選取：（1）當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛榍豆滩课粫r(shí)，層號(hào)為“地下室層數(shù)+1”。此時(shí)，應(yīng)注意：如果修改了地下室層數(shù)，應(yīng)確認(rèn)嵌固端所在層號(hào)是否需要相應(yīng)修改。（2）如果在基礎(chǔ)頂嵌固時(shí)，嵌固端所在層號(hào)為1。
5、對(duì)所有樓層強(qiáng)制采用剛性樓板假定一般僅在計(jì)算位移比和周期比時(shí)選擇，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析和配筋計(jì)算時(shí)不選擇。SATWE對(duì)于地下室樓層總是強(qiáng)制采用剛性樓板假定。
6、強(qiáng)制剛性樓板假定時(shí)保留彈性板面外剛度主要針對(duì)板柱結(jié)構(gòu)體系。在“強(qiáng)制采用剛性樓板假定”的條件下，是無(wú)法考慮板面外剛度，從而影響到柱內(nèi)力的計(jì)算。此時(shí)，就需要選擇本參數(shù)，彈性板面外剛度仍按實(shí)際情況考慮。
7、結(jié)構(gòu)體系與舊版相比，增加了“部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)”、“單層鋼結(jié)構(gòu)廠房”、“多層鋼結(jié)構(gòu)廠房”、“鋼框架結(jié)構(gòu)”；取消了“短肢剪力墻結(jié)構(gòu)”和“復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)”。值得注意的是，新版讀入舊版數(shù)據(jù)時(shí)，“短肢剪力墻結(jié)構(gòu)”自動(dòng)轉(zhuǎn)換為“剪力墻結(jié)構(gòu)”；“復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)”自動(dòng)轉(zhuǎn)換為“部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)”。注意：框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中框架承擔(dān)的地震傾覆力矩。如果框架部分承受的地震傾覆力矩≤結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩的10%，按剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)；如果框架部分承受的地震傾覆力矩＞結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩的10%，按框架-剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
二、風(fēng)荷載信息
1、X、Y向結(jié)構(gòu)的基本周期程序初始給出的是根據(jù)規(guī)范里的簡(jiǎn)化公式計(jì)算出來(lái)的，一般與實(shí)際情況有些差別，所以通常的做法是：SATWE計(jì)算完成后，查看實(shí)際基本周期，然后回填，重新計(jì)算。
2、承載力設(shè)計(jì)時(shí)風(fēng)荷載效應(yīng)放大系數(shù)新規(guī)范修改條文，詳見(jiàn)《高規(guī)》4.2.2條及其條文說(shuō)明確定
3、設(shè)縫多塔背風(fēng)面體型系數(shù)此參數(shù)在設(shè)計(jì)中容易被忽視。以變形縫為界定義多塔時(shí)，程序在計(jì)算各塔的風(fēng)荷載時(shí)，對(duì)設(shè)縫處仍作為迎風(fēng)面，計(jì)算風(fēng)荷載偏大。采用此系數(shù)可以對(duì)設(shè)縫處遮擋面的風(fēng)荷載進(jìn)行扣減。遮擋面（設(shè)縫處的背風(fēng)面）的指定：在“多塔結(jié)構(gòu)補(bǔ)充定義”中進(jìn)行指定。
三、地震信息
1、砼框架抗震等級(jí)、剪力墻抗震等級(jí)、鋼框架抗震等級(jí)砼框架抗震等級(jí)、剪力墻抗震等級(jí)：多層按《抗規(guī)》表6.1.2確定，高層按《高規(guī)》3.9節(jié)確定。注意：（1）、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中的框架的抗震等級(jí)，要根據(jù)框架承擔(dān)的地震傾覆力矩的比例來(lái)確定，詳見(jiàn)《高規(guī)》8.1.3條；（2）部分框架剪力墻結(jié)構(gòu)：當(dāng)轉(zhuǎn)換層在3層及3層以上時(shí)，框支柱、底部加強(qiáng)部位的抗震等級(jí)宜提高一級(jí)，已為特一級(jí)時(shí)可不提高。詳見(jiàn)《高規(guī)》10.2.6條。鋼框架抗震等級(jí)：按《抗規(guī)》8.1.3條確定。
2、考慮偶然偏心考慮偶然偏心：《高規(guī)》4.3.3條及條文說(shuō)明，“計(jì)算單向地震作用時(shí)應(yīng)考慮偶然偏心的影響”，“當(dāng)計(jì)算雙向地震作用時(shí)，可不考慮偶然偏心的影響，但應(yīng)與單向地震作用考慮偶然偏心的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，取不利的情況進(jìn)行設(shè)計(jì)”
3、考慮雙向地震作用《高規(guī)》4.3.2-2條和《抗規(guī)》5.1.1-3條：“質(zhì)量與剛度分布明顯不對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，應(yīng)計(jì)入雙向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響”。實(shí)際工作中，一般當(dāng)位移比大于1.2時(shí)，考慮雙向地震作用。
4、斜交抗側(cè)力構(gòu)件方向附加地震數(shù)、相應(yīng)角度如果SATWE計(jì)算輸出結(jié)果里的“地震作用最大的方向”絕對(duì)值大于15度，而且不要改變風(fēng)荷載的方向，那么需要在此處輸入該角度來(lái)計(jì)算地震作用。四、活荷信息
1、柱、墻、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)活荷載《荷載規(guī)》4.1.2條，梁、柱、墻、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，可對(duì)樓面活荷載進(jìn)行折減。梁折減：在PMCAD中進(jìn)行；柱、墻、基礎(chǔ)折減：在SATWE中進(jìn)行。注意：此折減僅用于SATWE設(shè)計(jì)結(jié)果的輸出。而SATWE傳遞到JCCAD的內(nèi)力是沒(méi)有折減的。
2、梁活荷不利布置最高層號(hào)《高規(guī)》5.1.8條：高層建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算中，當(dāng)樓面活荷載大于4kN/m2時(shí)，應(yīng)考慮樓面活荷載不利布置引起的結(jié)果內(nèi)力的增大。
3、考慮結(jié)構(gòu)使用年限的活荷載調(diào)整系數(shù)《高規(guī)》5.6.1條，γL為考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限的樓面活荷載調(diào)整系數(shù)，設(shè)計(jì)使用年限為50年時(shí)取1.0，設(shè)計(jì)使用年限為100年時(shí)取1.1。
五、調(diào)整信息
1、梁活荷載內(nèi)力放大系數(shù)《高規(guī)》5.1.8條：高層建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算中，當(dāng)樓面活荷載大于4kN/m2時(shí)，應(yīng)考慮樓面活荷載不利布置引起的結(jié)果內(nèi)力的增大；當(dāng)整體計(jì)算中未考慮樓面活荷載不利布置時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增大樓面梁的計(jì)算彎矩。《高規(guī)》5.1.8條條文說(shuō)明：放大系數(shù)可取1.1~1.3，正負(fù)彎矩同時(shí)放大。如果“活荷信息”里已經(jīng)考慮了樓面活荷載不利布置，此處應(yīng)填1。2、薄弱層地震內(nèi)力放大系數(shù)《高規(guī)》3.5.8條：1.25；《抗規(guī)》3.4.4-2條，不小于1.15。
3、梁剛度放大系數(shù)按2010規(guī)范取值根據(jù)《砼規(guī)》5.2.4，自動(dòng)計(jì)算每根梁的樓板的有效翼緣寬度，按照T型截面與梁截面的剛度比例，確定每根梁的剛度系數(shù)。
4、按抗震規(guī)范第5.2.5條調(diào)整各樓層地震力《抗規(guī)》表5.2.5規(guī)定,抗震驗(yàn)算時(shí),結(jié)構(gòu)任一樓層的水平地震的剪重比不應(yīng)小于給出的最小地震剪力系數(shù)。程序給出了一個(gè)控制開(kāi)關(guān),由設(shè)計(jì)人員決定是否由程序自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整。若選擇由程序自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整,則程序?qū)Y(jié)構(gòu)的每一層分別判斷,若某一層的剪重比小于規(guī)范要求。則相應(yīng)放大該層的地震作用效應(yīng)。注意：本項(xiàng)調(diào)整只對(duì)剪重比和內(nèi)力有影響，而對(duì)周期和位移沒(méi)有影響。
5、指定薄弱層個(gè)數(shù)及相應(yīng)薄弱層層號(hào)程序自動(dòng)按剛度比判斷薄弱層并對(duì)薄弱層進(jìn)行地震內(nèi)力放大，但對(duì)豎向構(gòu)件不連續(xù)、承載力突變的樓層，不能自動(dòng)判斷為薄弱層，需要設(shè)計(jì)者在此指定。
6、0.2V0調(diào)整《抗規(guī)》6.2.13-1條、《高規(guī)》8.1.4條和9.1.11規(guī)定，側(cè)向剛度沿豎向分布基本均勻的框架-抗震墻結(jié)構(gòu)和框架-核心筒結(jié)構(gòu)，任一層框架部分的地震剪力，不應(yīng)小于結(jié)構(gòu)底部總地震剪力的20%和按框架-抗震墻結(jié)構(gòu)、框架-核心筒結(jié)構(gòu)分析的框架部分各樓層地震剪力中最大值1.5倍二者的較小值。程序?qū)蚣?抗震墻結(jié)構(gòu)和框架-核心筒結(jié)構(gòu)，將依據(jù)規(guī)范要求進(jìn)行0.2Q0調(diào)整，設(shè)計(jì)人員可以指定調(diào)整樓層的范圍。如果需要人為控制調(diào)整系數(shù)，可以在SATWE文件SATINPUT.OUT中給出。
以上對(duì)2010版pkpm結(jié)構(gòu)軟件中SATWE部分設(shè)計(jì)參數(shù)選取作初步探討。論文中的不正確的地方，也請(qǐng)廣大建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作者不吝賜教。
參考資料：
《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010
《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2010
《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2010
《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009--2001(2006年版)
關(guān)鍵詞：建筑方案設(shè)計(jì)；建筑物抗震；作用分析
中圖分類號(hào)： TU2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
前言:在建筑方案設(shè)計(jì)中，建筑物的抗震設(shè)計(jì)是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，它和人們的生產(chǎn)生活有著非常密切的關(guān)系。現(xiàn)有的研究和經(jīng)驗(yàn)表明，在建筑方案設(shè)計(jì)中全面貫徹抗震設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，將二者結(jié)合到一起，能夠有力的提高建筑物的抗震能力。
1、建筑方案設(shè)計(jì)在建筑抗震設(shè)計(jì)中的幾個(gè)主要設(shè)計(jì)問(wèn)題分析
1.1建筑體型設(shè)計(jì)問(wèn)題
建筑體型包括建筑的平面形狀和立體的空間形狀的設(shè)計(jì)。震害表明，許多平面形狀復(fù)雜，例如平面上的外凸和凹進(jìn)、側(cè)翼的過(guò)多伸懸、不對(duì)稱的側(cè)翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破壞。海城地震和唐山地震中有不少這樣的震例。而平面形狀簡(jiǎn)單規(guī)則的建筑（包括單
層和多層建筑）在地震中都未出現(xiàn)較重的破壞；有的甚至保持完好無(wú)損。沿高度立體空間形狀上的復(fù)雜ss和不規(guī)則，例如相鄰單元的高差過(guò)大、出屋面建筑部分的高度過(guò)高、有的建筑裝飾懸伸過(guò)大過(guò)高，這些沿高度形狀上的變化，在地震時(shí)都會(huì)造成震害，特別是在建筑結(jié)構(gòu)剛度發(fā)生突變的部位更易產(chǎn)生破壞。在歷次地震中工業(yè)與民用建筑都有此類震例。
所以，在建筑體型的設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡可能的使平面和空間的形狀簡(jiǎn)潔、規(guī)則；在平面形狀上，矩形、圓形、扇形、方形等對(duì)抗震來(lái)說(shuō)，都是較好的體型。盡可能少做外凸和內(nèi)凹的體形，盡可能少做不對(duì)稱的側(cè)翼和過(guò)長(zhǎng)的伸翼，在體型布置上盡可能使建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度
比較均勻地分布，避免產(chǎn)生因體形不對(duì)稱導(dǎo)致質(zhì)量與剛度不對(duì)稱而引起建筑物在地震時(shí)發(fā)生對(duì)抗震極不利的扭轉(zhuǎn)反應(yīng)。在建筑方案設(shè)計(jì)中，特別是高層建筑的建筑方案設(shè)計(jì)中，為了建筑立面美觀和藝術(shù)上創(chuàng)意，復(fù)雜的建筑體型是難以避免的，但是，在設(shè)計(jì)時(shí)一定要把建筑藝術(shù)、建筑使用功能同結(jié)構(gòu)抗震安全很好的地結(jié)合起來(lái)。
1.2 建筑平面布置設(shè)計(jì)問(wèn)題
建筑物的平面布置在建筑方案設(shè)計(jì)中是十分重要的部分，它直接反映建筑的使用功能和要求。柱子的距離，內(nèi)墻的布置，空間活動(dòng)面積的大小，通道和樓梯的位置，電梯井的布置，房間的數(shù)量和布置等等，都要在建筑的平面布置圖上明確下來(lái)；而且，由于建筑使用功能的不同，每個(gè)樓層的布置有可能差異很大。因此，這就帶來(lái)一個(gè)建筑平面布置的多樣化如何同時(shí)考慮結(jié)構(gòu)抗震要求的問(wèn)題。一個(gè)比較突出的問(wèn)題是，建筑平面上的墻體（包括填充墻、內(nèi)隔墻、有相應(yīng)強(qiáng)度和剛度的非承重內(nèi)隔墻）布置不對(duì)稱；墻體與柱的分布不對(duì)稱，不協(xié)調(diào)；造成建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量與剛度在平面上分布的不對(duì)稱，不協(xié)調(diào)；使建筑物在地震時(shí)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)地震作用，對(duì)抗震很不利。根據(jù)抗震設(shè)計(jì)審查結(jié)果統(tǒng)計(jì)，有的城市在建筑平面布置上不合理的達(dá)17%，在墻體設(shè)置上不符合抗震要求的達(dá)24%。
1.3地展力問(wèn)題
在高層建筑方案設(shè)計(jì)中，除了考慮垂直荷載和水平荷載外，還要考慮地展力。往往由水平地震力產(chǎn)生的內(nèi)力，成為設(shè)計(jì)控制的主要因素。高層建筑的結(jié)構(gòu)體系有多種，當(dāng)?shù)卣鹆叶鹊陀?度時(shí)，只要建筑物體型合理。垂直剛度均勻，九層以下的高層建筑，仍可采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。然而，由于高層建筑結(jié)構(gòu)體系自身的柔性較大。加上設(shè)計(jì)師在建筑方案設(shè)計(jì)時(shí)因商業(yè)要求，無(wú)法建筑結(jié)構(gòu)上進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，從而引起建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，造成這類建筑抗震性能先天不足，加上臨街一面底層抗震墻設(shè)簧減少，引起底層的側(cè)移剛度比縱橫墻較多的第二層要小，這種結(jié)構(gòu)的建筑物其地震傾覆力矩主要由鋼筋砼框架柱承擔(dān)，使得底層鋼筋砼框架柱的承載能力大為降低，當(dāng)?shù)卣饡r(shí)，因?yàn)橄氯嵘蟿偅瑥亩＜罢ㄖ陌踩Ｈ绾尾拍芸朔@些閑難就是建筑方案設(shè)計(jì)者所面臨問(wèn)題。
1.4 缺乏理論指導(dǎo)和經(jīng)驗(yàn)
建筑抗震設(shè)計(jì)中缺乏科學(xué)規(guī)范的理論指導(dǎo)，缺乏實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的積累；我國(guó)對(duì)地質(zhì)地震的認(rèn)識(shí)尚不夠完善，對(duì)地震的成因，預(yù)測(cè)，防治研究不夠深入，地震防治規(guī)范不夠科學(xué)。因此，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)候，缺乏一定的科學(xué)依據(jù)，或依據(jù)的是不完善的理論。因此，難以在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中完美融合防震設(shè)計(jì)理念。設(shè)計(jì)中，沒(méi)有能夠深入研究地震對(duì)建筑結(jié)構(gòu)破壞的層次和順序，難以做到重視主體的設(shè)計(jì)而兼顧細(xì)節(jié)問(wèn)題。沒(méi)有能根據(jù)實(shí)際情況靈活變通的運(yùn)用抗震設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。
2、建筑方案設(shè)計(jì)和抗震設(shè)計(jì)的關(guān)系分析
建筑方案設(shè)計(jì)對(duì)建筑抗震起重要的基礎(chǔ)作用。建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難以對(duì)建筑方案設(shè)計(jì)有很大的改動(dòng)，建筑方案設(shè)計(jì)已經(jīng)初步形成了，建筑結(jié)構(gòu)就必須按照原則服從建筑方案設(shè)計(jì)的要求。設(shè)計(jì)師在建筑方案能夠全面的考慮到抗震設(shè)計(jì)的要求，那么結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員按照建筑方案
對(duì)結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行科學(xué)、合理的布置，保證建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量與結(jié)構(gòu)剛度均勻分布，結(jié)構(gòu)受力和結(jié)構(gòu)變形共同協(xié)調(diào)，提高建筑結(jié)構(gòu)抗震性能和抗震承載能力；如果建筑方案沒(méi)有考慮到抗震的要求，直接給結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)帶來(lái)更大的難題，建筑布局設(shè)計(jì)限制結(jié)構(gòu)抗震布局設(shè)計(jì)。為了進(jìn)
一步提高結(jié)構(gòu)部件抗震承載能力，就必須增大結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面面積，這樣又會(huì)造成很多不必要的浪費(fèi)。所以，在建筑抗震設(shè)計(jì)的過(guò)程中建筑單位要對(duì)建筑體型設(shè)計(jì)、建筑平面布置設(shè)計(jì)、屋頂建筑抗震設(shè)計(jì)等問(wèn)題加以關(guān)注。
3、在建筑方案設(shè)計(jì)中考慮抗震問(wèn)題的作用
3.1體型設(shè)計(jì)中能夠避免質(zhì)量和剛度分布不均
建筑體型包括建筑的平面形狀和主體的空間形狀的設(shè)計(jì)。震害表明，許多平面形狀復(fù)雜，如平面上的外凸和凹進(jìn)、側(cè)翼的過(guò)多伸懸、不對(duì)稱的側(cè)翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破壞。唐山地震就有不少這樣的震例。平面形狀簡(jiǎn)單規(guī)則的建筑在地震中未出現(xiàn)較重的破壞，有的甚至保持完好無(wú)損。沿高度立體空間形狀上的復(fù)雜和不規(guī)則在地震時(shí)都會(huì)造成震害。特別是在建筑結(jié)構(gòu)剛度發(fā)生突變的部位更易產(chǎn)生破壞。因此在建筑體型的設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡可能地使平面和空間的形狀簡(jiǎn)潔、規(guī)則：在平面形狀上，矩形、圓形、扇形、方形等對(duì)抗震來(lái)說(shuō)都是較好的體型。盡可能少做外凸和內(nèi)凹的體型，盡可能少做不對(duì)稱的側(cè)翼和過(guò)長(zhǎng)的伸翼。在體型布置上盡可能使建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度比較均勻地分布，避免產(chǎn)生因體型不對(duì)稱導(dǎo)致質(zhì)量與剛度不對(duì)稱的扭轉(zhuǎn)反應(yīng)。
3.2屋頂建筑的抗震設(shè)計(jì)作用
屋頂建筑的抗震設(shè)計(jì)人員常被人們忽視，這是因?yàn)槲蓓敳⒉皇墙Y(jié)構(gòu)承重的重要部分。所以人們并不重視這一方面的設(shè)計(jì)。事實(shí)上恰恰相反。屋頂建筑是建筑方案設(shè)計(jì)的非常重要的一部分，根據(jù)現(xiàn)在一些地震的破壞來(lái)看。屋頂建筑是地震破壞最嚴(yán)重的地方之一。在這一部
分的設(shè)計(jì)中應(yīng)該盡量降低屋頂建筑的高度，在材質(zhì)上選擇用高強(qiáng)輕質(zhì)的建筑材料和輕型的建筑造型，保證屋頂建筑的結(jié)構(gòu)質(zhì)量和剛度的均勻分布，這樣就能保證地震作用沿結(jié)構(gòu)方向的均勻傳遞。同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要注意屋頂建筑與整體建筑的重心應(yīng)該保持一致，這樣能
夠顯著提高屋頂建筑的抗震穩(wěn)定性。減少地震過(guò)程中扭轉(zhuǎn)、變形等情況對(duì)建筑物自身的破壞。
結(jié)語(yǔ)：
總之，建筑方案設(shè)計(jì)在建筑的抗震設(shè)計(jì)中非常重要，二者之間有著非常密切的關(guān)系。因此，對(duì)于建筑方案的抗震設(shè)計(jì)，我們要有足夠的重視并且使其能夠發(fā)揮它的作用。從而保證建筑的抗震能力，保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。
參考文獻(xiàn)：
[1]蔣山.淺談建筑方案設(shè)計(jì)在建筑抗震設(shè)計(jì)中的作用，[期刊論文]中國(guó)房地產(chǎn)業(yè)，2011年10 期
論文摘要:本文從抗震的角度探討建筑的體型，建筑平面布置和豎向布置、規(guī)范中設(shè)計(jì)限值的控制、屋頂建筑等設(shè)計(jì)問(wèn)題。
建筑設(shè)計(jì)是否考慮抗震要求，從總體上起著直接的控制主導(dǎo)作用。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)很難對(duì)建筑設(shè)計(jì)有較大的修改，建筑設(shè)計(jì)定了，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則上只能是服從于建筑設(shè)計(jì)的要求。如果建筑師能在建筑方案、初步設(shè)計(jì)階段中較好地考慮抗震的要求，則結(jié)構(gòu)工程師就可以對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件系統(tǒng)進(jìn)行合理的布置，建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布以及相應(yīng)產(chǎn)生的地震作用和結(jié)構(gòu)受力與變形比較均勻協(xié)調(diào)，使建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能和抗震承載力得到較大的改善和提高；如果建筑師提供的建筑設(shè)計(jì)沒(méi)有很好地考慮抗震要求，那就會(huì)給結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)帶來(lái)較多困難，使結(jié)構(gòu)的抗震布置和設(shè)計(jì)受到建筑布置的限制，甚至造成設(shè)計(jì)的不合理。有時(shí)為了提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震承載力，不得不增大構(gòu)件的截面或配筋用量，造成不必要的投資浪費(fèi)。由此可見(jiàn)，建筑設(shè)計(jì)是否考慮抗震要求，對(duì)整個(gè)建筑起著很重要的作用。因此，我們?cè)诮ㄖ拐鹪O(shè)計(jì)過(guò)程別要注重以下幾個(gè)問(wèn)題。
一、建筑體型設(shè)計(jì)問(wèn)題
建筑體型包括建筑的平面形狀和主體的空間形狀的設(shè)計(jì)。震害表明，許多平面形狀復(fù)雜，如平面上的外凸和凹進(jìn)、側(cè)翼的過(guò)多伸懸、不對(duì)稱的側(cè)翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破壞。唐山地震就有不少這樣的震例。平面形狀簡(jiǎn)單規(guī)則的建筑在地震中未出現(xiàn)較重的破壞，有的甚至保持完好無(wú)損。沿高度立體空間形狀上的復(fù)雜和不規(guī)則在地震時(shí)都會(huì)造成震害。特別是在建筑結(jié)構(gòu)剛度發(fā)生突變的部位更易產(chǎn)生破壞。因此在建筑體型的設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡可能地使平面和空間的形狀簡(jiǎn)潔、規(guī)則；在平面形狀上，矩形、圓形、扇形、方形等對(duì)抗震來(lái)說(shuō)都是較好的體型。盡可能少做外凸和內(nèi)凹的體型，盡可能少做不對(duì)稱的側(cè)翼和過(guò)長(zhǎng)的伸翼。在體型布置上盡可能使建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度比較均勻地分布，避免產(chǎn)生因體型不對(duì)稱導(dǎo)致質(zhì)量與剛度不對(duì)稱的扭轉(zhuǎn)反應(yīng)。
二、建筑平面布置設(shè)計(jì)問(wèn)題
建筑物的平面布置在建筑設(shè)計(jì)中是十分重要的部分，它直接反映建筑的使用功能和要求。柱子的距離、內(nèi)墻的布置、空間活動(dòng)面積的大小、通道和樓梯的位置、電梯井的布置、房間的數(shù)量和布置等，都要在建筑的平面布置圖上明確下來(lái)。而且，由于建筑使用功能不同，每個(gè)樓層的布置有可能差異很大，建筑平面上的墻體，包括填充墻、內(nèi)隔墻、有相應(yīng)強(qiáng)度和剛度的非承重內(nèi)隔墻等等布置不對(duì)稱，墻體與柱子分布的不對(duì)稱、不協(xié)調(diào)，使建筑物在地震時(shí)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)地震作用，對(duì)抗震很不利。有的建筑物，其剛度很大的電梯井筒被布置在建筑平面的角部或是平面的一側(cè)，結(jié)果在地震中造成靠電梯一側(cè)建筑物的嚴(yán)重破壞。這是因?yàn)殡娞菥簿哂袠O大的抗側(cè)力剛度，吸引了地震作用的主要部分［3］。有的建筑物，在平面布置上一側(cè)的墻體很多，而另一側(cè)的墻體稀少，這就造成平面上剛度分布的很不對(duì)稱，質(zhì)量分布也偏心，使結(jié)構(gòu)的受力和變形不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致扭轉(zhuǎn)地震作用效應(yīng)，帶來(lái)局部墻面的破壞。有的建筑物，如底層為商場(chǎng)的臨街建筑，臨街一側(cè)往往不設(shè)墻體，而其另一側(cè)則有剛度很大的墻體封閉，兩側(cè)在剛度上相差很多，也將在地震時(shí)引起扭轉(zhuǎn)地震作用，對(duì)抗震不利。還有的建筑平面布置上，經(jīng)常出現(xiàn)內(nèi)隔墻不對(duì)齊或中斷，使剛度發(fā)生突變和地震力傳遞受阻，對(duì)抗震也帶來(lái)不利，客易引起結(jié)構(gòu)的局部破壞。建筑平面布置設(shè)計(jì)對(duì)建筑抗震關(guān)系很大，從概念上要解決的一個(gè)核心問(wèn)題是：建筑平面布置設(shè)計(jì)上要盡可能做到使結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布均勻，對(duì)稱協(xié)調(diào)，避免突變，防止產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。在建筑平面布置的總體設(shè)計(jì)上要盡可能為結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件的合理布置創(chuàng)造條件，使建筑使用功能要求與建筑結(jié)構(gòu)抗震要求融合成一體，充分發(fā)揮建筑設(shè)計(jì)在建筑抗震中的作用。
三、建筑豎向布置設(shè)計(jì)問(wèn)題
建筑的豎向布置設(shè)計(jì)問(wèn)題在建筑設(shè)計(jì)中主要反映在建筑沿高度(樓層)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布設(shè)計(jì)上。無(wú)論是單層或多層，還是高層建筑或超高建筑，這個(gè)問(wèn)題是比較突出的。存在的這個(gè)主要問(wèn)題是，由于建筑使用功能的不同要求，如底層或下面幾層是商場(chǎng)、購(gòu)物中心，建筑上要求是大柱距、大空間；而上面的樓層則是開(kāi)間較大的寫(xiě)字樓或布置多樣化的公寓樓，低層設(shè)柱、墻很少，而上面則是以墻為主，柱很少。有的建筑在布置上還設(shè)有面積很大的公用天井大廳，在不同樓層上設(shè)有大會(huì)議廳、展廳、報(bào)告廳等，建筑使用功能的不同，形成了建筑物沿高度分布的質(zhì)量和剛度的嚴(yán)重不均勻、不協(xié)調(diào)。突出的問(wèn)題是沿上下相鄰樓層的質(zhì)量和剛度相差過(guò)大，形成突變［3］。在剛度最差的樓層形成對(duì)抗震極為不利的抗震承載力不足和變形很大的薄弱層。這是在建筑設(shè)計(jì)中必須高度重視的問(wèn)題。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，在建筑使用功能不同的情況下，很可能出現(xiàn)上下相鄰樓層的墻體不對(duì)齊，柱子不對(duì)齊，墻體不連續(xù)，不到底；上層墻多，下層墻少；上層有柱，下層無(wú)柱等，使地震力的傳遞受阻或不通；抗震用的剪力墻設(shè)置不能直通到底層、剪力墻布置嚴(yán)重不對(duì)稱或數(shù)量太少。所有這些布置都將給建筑物帶來(lái)地震作用分布的不均勻、不對(duì)稱和對(duì)建筑物很不利的扭轉(zhuǎn)作用。多次大震害表明，建筑物豎向樓層剛度的過(guò)大變化，給建筑物造成很多破壞，甚至是整個(gè)樓層的倒塌。在1995年的日本阪神大地震中，有多棟鋼筋混凝土高層建筑發(fā)生了中間樓層的整體坐落倒塌破壞。因此，盡可能使剪力墻布置比較均勻并使其能沿豎向貫通到建筑物底部，不宜中斷或不到底。盡量避免其某樓層剛度過(guò)少，盡量避免產(chǎn)生地震時(shí)的鈕轉(zhuǎn)效應(yīng)。
四、建筑上應(yīng)滿足的設(shè)計(jì)限值控制問(wèn)題
根據(jù)大量震害的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，現(xiàn)行《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJll-89)對(duì)房屋建筑在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的一些抗震要求的限值控制提出了規(guī)定。這些規(guī)定，建筑設(shè)計(jì)應(yīng)予遵守：一是房屋的建筑總高度和層數(shù)；二是對(duì)房屋抗震橫墻問(wèn)題和局部墻體尺寸的限值控制。
五、屋頂建筑的抗震設(shè)計(jì)問(wèn)題
在高層和超高層建筑設(shè)計(jì)中，屋頂建筑是一個(gè)重要的設(shè)計(jì)部分。從近幾年對(duì)一些高層建筑抗震設(shè)計(jì)審查結(jié)果來(lái)看，屋頂建筑存在的主要問(wèn)題，一是過(guò)高，二是過(guò)重。這樣的屋頂建筑加大了變形，也加大了地震作用。對(duì)屋頂建筑自身和其下的建筑物的抗震都不利。屋頂建筑的重心與下部建筑的重心不在一條線上，且前者的抗側(cè)力墻與其下樓層的抗側(cè)力墻體上下不連續(xù)時(shí)，更會(huì)帶來(lái)地震的扭轉(zhuǎn)作用，對(duì)建筑物抗震更不利。為此，在屋頂建筑設(shè)計(jì)中，宜盡量降低其高度。采用高強(qiáng)輕質(zhì)的建筑材料和剛度分布比較均勻、地震作用沿結(jié)構(gòu)的傳遞比較通暢，使屋頂重心與其下部建筑物的重心盡可能一致；當(dāng)屋頂建筑較高時(shí)，要使其具有較好的抗震定性，使屋頂建筑的地震作用及其變形較小，而且不發(fā)生扭轉(zhuǎn)地震作用。超級(jí)秘書(shū)網(wǎng)
六、結(jié)束語(yǔ)
總的來(lái)說(shuō)，建筑設(shè)計(jì)是建筑杭震設(shè)計(jì)的一個(gè)重要方面，建筑設(shè)計(jì)與建筑
抗震設(shè)計(jì)有著密切關(guān)系。它對(duì)建筑抗震起著重要的基礎(chǔ)作用。一個(gè)優(yōu)良的建筑抗震設(shè)計(jì)，必須是在建筑設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相互配合協(xié)作共同考慮抗震的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上完成。為此，要充分重視建筑設(shè)計(jì)在建筑抗震設(shè)計(jì)中的重要性，在建筑抗震設(shè)計(jì)中更好地發(fā)揮建筑設(shè)計(jì)應(yīng)有的作用。
參考文獻(xiàn):
[1]《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(CBJll-89)，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2005。
[2]包世華、方鄂華，《高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》，清華大學(xué)出版社，2003。
