超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點精選(九篇)

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第1篇：超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點范文

【關(guān)鍵詞】：超高層；結(jié)構(gòu)設(shè)計；特點；要點

中圖分類號：TU318文獻標(biāo)識碼： A 文章編號：

引言

超高層建筑的建造，其所以如此之快，除了有的城市為了有一個高大的形象建筑之外，主要還是超高層建筑能在有效面積的土地上，得以發(fā)揮最大的使用效益。也盡管建造超高層需要的費用比一般高層建筑高出很多，但在我國的城市建設(shè)中，隨著日益快速發(fā)展的需要，為土地使用率的提高，必然會使超高層建筑以更快的速度發(fā)展。

一、超高層建筑設(shè)計的特點

1、超高層建筑由于消防的要求，須設(shè)置避難層，以保證遇到火災(zāi)時人員疏散的安全。由于機電設(shè)備使用的要求，還需要設(shè)置設(shè)備層。一般超高層建筑是兩者兼而使用，而對于更高的多功能使用的超高層建筑，它不只每15層設(shè)一個避難層兼設(shè)備層即可，還需要設(shè)有機電設(shè)備層。對于這些安放有設(shè)備的樓層設(shè)計除考慮實際的荷載之外，更需考慮設(shè)備的振動對相鄰樓層使用的影響。

2、超高層建筑的平面形狀多為方形或近似，對于矩形平面其長寬比也是在2以內(nèi)，尤其抗震設(shè)防的高烈度地區(qū)更應(yīng)采用規(guī)則對稱平面。否則，在地震作用時由于扭轉(zhuǎn)效應(yīng)大，易受到損壞。

3、超高層建筑的基礎(chǔ)形式除等厚板筏基和箱基外，由于平面為框架-核心筒或筒中筒，基本沒有一般高層建筑中所采用的梁板筏基。同時，由于基底壓力大要求地基承載力很高，除了基巖埋藏較淺可選擇天然地基外，一般均采用樁基。

4、房屋高度超過150m的超高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)具有良好的使用條件，滿足風(fēng)荷作用下舒適度要求，結(jié)構(gòu)頂點最大加速度的控制滿足相關(guān)規(guī)定要求。

二、超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

1、平面設(shè)計

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

在滿足地下室車庫層和底層架空或者底層商鋪的前提下，遵循對稱、均勻、周邊、拐角的原則，在結(jié)構(gòu)周邊、拐角和核心筒等部位對落地剪力墻進行較合理布置，主體結(jié)構(gòu)抗震等級為三級(低于140m)和二級(高于140m)。對結(jié)構(gòu)薄弱部位如樓電梯周圍，內(nèi)庭院周圍均設(shè)置了120mm厚樓板，采用雙層雙向拉通鋼筋予以加強;對少量肢長受到限制的短肢剪力墻(墻肢長度∶墻厚

2、基礎(chǔ)設(shè)計

超高層建筑一般多設(shè)二層或更多層的地下室，其基礎(chǔ)的埋置深度均能滿足穩(wěn)定要求。而對于基巖埋藏較淺無法建造多層地下室不能滿足埋置深度要求的，則可設(shè)置嵌巖錨桿來滿足穩(wěn)定要求。

（1）天然地基基礎(chǔ)。對于基底砌置在砂、卵石層的建筑，多是采用等厚板筏形基礎(chǔ)。但也有工程采用箱形基礎(chǔ)。

（2）樁基基礎(chǔ)的設(shè)計。超高層建筑的樁基礎(chǔ)，由于基底壓力大，要求的單樁豎向承載力較高，因此，均采用大直徑鉆孔灌注樁或有條件的工程場地采用大直徑人工挖孔擴底灌注樁。樁端持力層的選擇應(yīng)考慮層厚較大和密實的砂、卵石層或中風(fēng)化、微風(fēng)化基巖，以減少樁端沉降變形。

3、核心筒外墻的連梁設(shè)計

核心筒外墻的連梁縱筋計算超筋是非常普遍的情況，《高規(guī)》對連梁超筋有專門的處理措施，而且研究文獻也不少，但計算模型的選取也是重要因素之一?！陡咭?guī)》規(guī)定，跨高比小于5時按連梁考慮，即連梁屬于深彎梁和深梁的范疇，其正截面承載力計算時，已不能按桿系考慮，也就是已不符合平截假定，但許多分析軟件仍然把連梁按桿系計算，其計算偏差當(dāng)然是很大了。按“強墻弱梁”和“強剪弱彎”原則進行連梁設(shè)計時，雖然《高規(guī)》對連梁設(shè)計有具體要求，但這個“弱”要到什么程度，還是取決于設(shè)計者的理解和經(jīng)驗。本工程核心筒外墻的連梁按《高規(guī)》要求進行設(shè)計，除連梁均配置了交叉暗撐外，對非底部加強部位剪力墻的邊緣構(gòu)件也進行了加強處理，以滿足“多道抗震防線”和“強墻弱梁”的要求。

4、轉(zhuǎn)換層設(shè)計

高層建筑應(yīng)保證大空間的需求的房間具有足夠的剛度，從而防止轉(zhuǎn)換層沿豎向的剛度變化過大，應(yīng)建立嚴(yán)格的轉(zhuǎn)換層上部和下部結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度比例。高層建筑的轉(zhuǎn)換層抗震的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度不小于上一層結(jié)構(gòu)側(cè)向高度的百分之七十，并且根據(jù)高層建筑的指數(shù)設(shè)計的規(guī)范要求。控制轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的下部與上部的等效側(cè)向剛度比宜接近于1。同時還應(yīng)保證一定比例剪刀墻的落地，加大落地厚度，從而提高剪刀墻混凝土的強度等級，減小洞口的尺寸，從而盡量使縱橫墻形成筒體。整體結(jié)構(gòu)的分析過程，應(yīng)對轉(zhuǎn)換層的薄弱部位的樓板平面的變形對建筑結(jié)構(gòu)受力的印象程度。并通過剪刀墻的布置方式的調(diào)整，從而使相應(yīng)的結(jié)構(gòu)與剛性相接近，避免了扭轉(zhuǎn)，實現(xiàn)平面布置的規(guī)范。合理地加強框支剪力墻轉(zhuǎn)換層以下豎向構(gòu)件的配筋率，按相關(guān)規(guī)定確保整體穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)抗傾覆；同時，使用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板來達到增強結(jié)構(gòu)整體性的目的。保證核心筒內(nèi)部樓板厚為150mm，并且是雙層雙向的配筋以及相關(guān)圍護材料為新型輕質(zhì)材料，從而有利于減小地震反應(yīng)，減輕建筑自身重量。

5、電梯設(shè)計

超高層建筑內(nèi)主要豎向交通由多部高速電梯承擔(dān)著人的豎向動線運動。由于甲級辦公樓行業(yè)規(guī)定，電梯等候時間和電梯的運輸能力(5分鐘內(nèi)運送人員占總?cè)藬?shù)的比例：HC5)是另一個重要指標(biāo)，對其產(chǎn)生直接影響的是電梯的速度、數(shù)量和載客人數(shù)。另外，電梯的數(shù)量和大小又直接影響著建筑面積的大小。

此外，超高層內(nèi)按照《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》規(guī)定，還需布置消防電梯，電梯數(shù)量按照標(biāo)準(zhǔn)層單層面積決定。除了客運、消防關(guān)系著電梯的設(shè)計外，整棟建筑中的所有貨運流線，也需通過建筑的豎向交通解決。因此，超高層建筑肩負著整棟建筑的客運流線、貨運流線、消防疏散三個重要的方面。

三、新技術(shù)的推廣和應(yīng)用

為執(zhí)行國家建筑技術(shù)經(jīng)濟政策，積極推廣建設(shè)部推廣的建筑十大新技術(shù)，根據(jù)本工程的實際情況，在保證工程總造價不超出投資限額的情況下積極推廣使用建筑新技術(shù)和新材料。

1、使用高強度鋼筋。采用高強度鋼筋，充分利用鋼筋的抗拉性能，減少鋼筋用量，減小構(gòu)件配筋率，節(jié)約工程造價，總體經(jīng)濟效益明顯。

2、豎向鋼筋接駁采用埋弧對焊或機械連接，可保證鋼筋的連接接頭的質(zhì)量。

3、采用高強和高性能混凝土。下部樓層柱及剪力墻混凝土強度等級采用C55；地下室底板、外側(cè)墻及后澆帶采用微膨脹抗?jié)B混凝土，以增加混凝土的抗裂性能，取得較好的防水效果。

4、砌體采用新型輕質(zhì)墻砌體材料，減輕結(jié)構(gòu)自重，減少地震作用，降低基礎(chǔ)造價。

結(jié)語

超高層建筑自身特點大大增加了超高層建筑的不穩(wěn)定因素，因此，不能將超高層建筑視為普通建筑的拉伸和重疊，以免影響到建筑的使用效果。在實際設(shè)計過程當(dāng)中，要根據(jù)超高層建筑的特點開展相應(yīng)施工環(huán)節(jié)的加強，減少安全隱患，確保超高層建筑整體質(zhì)量，確保我國建筑行業(yè)的健康發(fā)展。

參考文獻

【1】秦榮.高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)[M].北京：科學(xué)出版社，2012.

【2】范躍虹，黃宗襄，林振聲.超高層和大型公共建筑設(shè)計、施工與研究[M].上海：同濟大學(xué)出版社，2012.

第2篇：超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點范文

關(guān)鍵詞 ：超高層建筑 結(jié)構(gòu)設(shè)計 結(jié)構(gòu)體系 整體傾斜

引言

一般情況下，高層的建筑概念設(shè)計有很多種，但對于加強高層建筑抗震能力的概念設(shè)計則運用的比較廣泛。超高層建筑的設(shè)計以及施工通常都要耗費更多的財力和物力，因此控制好超高層建筑的質(zhì)量和抗震效果至關(guān)重要。但如何設(shè)計高層建筑結(jié)構(gòu)的方法卻是不確定的，在這個過程中需要考慮建筑物的自身特征以及相關(guān)的外部因素。本文主要介紹的就是關(guān)于超高層建筑在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)當(dāng)注意的問題，并作出提升超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量的相關(guān)建議。

一、 關(guān)于超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計特點以及相關(guān)要點

（一） 重力荷載迅速增大，控制建筑物的水平位移成為主要矛盾

由于超高層建筑相對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)計也具有自身的一些特點。首先，超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，作用在豎向構(gòu)件柱以及墻上的軸壓力也隨之增加。在這樣的條件下對于基礎(chǔ)的承載力也就提出了更高的要求。與此同時，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，超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的位置變高，從而使其對于建筑物產(chǎn)生的作用效應(yīng)也就變得更大。另一方面，超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，此時在地震作用下就將導(dǎo)致薄弱部位加速破壞。

（二） 豎向構(gòu)件產(chǎn)生的縮短變形差對結(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，受力變形都會在瞬時間完成，并且變形量能夠根據(jù)胡克定律進行大致的測量。而干縮變形所需要的時間則相對較長，通過相關(guān)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)對比可以發(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。而耗時最長的就是徐變變形量，線性徐變能夠通過公式進行相應(yīng)的計算。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，使得在超高層建筑中豎向構(gòu)件產(chǎn)生的縮短變形差對于結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響也逐漸變大。

（三） 傾覆力矩增大，整體穩(wěn)定性要求提高

超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到保證整體穩(wěn)定性的需求，來強化整體的穩(wěn)定性。

（四） 防火防災(zāi)的重要性顯現(xiàn)，建筑物的重要性等級升高

與此同時，在進行超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(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。這是由于超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，需要較長的疏散時間，但超高層建筑大多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在長時間的疏散過程中極易發(fā)生其他的安全事故。與此同時，超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。所以超高層建筑無論是在經(jīng)濟上，還是在文化乃至政治上都具有較強的影響。為此，在進行超高層結(jié)構(gòu)的設(shè)計時務(wù)必要強化結(jié)構(gòu)設(shè)計的可靠性，強化建筑的整體性能質(zhì)量。

（五） 控制風(fēng)振加速度符合人體舒適度要求

一般情況下，風(fēng)力的作用效果都會隨著高度的升高而不斷加強，在超高層建筑中風(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，鑒于超高層建筑的高度較大，使得垂直于圍護結(jié)構(gòu)表面上的風(fēng)載標(biāo)準(zhǔn)也迅速增大，所以圍護結(jié)構(gòu)必須進行抗風(fēng)設(shè)計。

二、 超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的具體方法

進行超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計不僅要掌握好相關(guān)的要點，了解相關(guān)的結(jié)構(gòu)特征，還要在具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計上合理的利用設(shè)計方法。首先，根據(jù)超高層建筑的自身特點就要做到減輕自重，減少地震作用。在這方面通?？梢圆捎酶邚姸容p質(zhì)材料，全鋼結(jié)構(gòu)以及輕質(zhì)隔斷等都能夠起到很明顯的減輕結(jié)構(gòu)自重，減小地震作用的效果。其次，就要降低風(fēng)作用的水平力。降低風(fēng)作用水平力的主要手段可以從減小迎風(fēng)面積、降低風(fēng)力形心以及選用體型系數(shù)較小的建筑平面形狀來實現(xiàn)。其中為了減小迎風(fēng)面積可以采用正方形的平面形式，如果計算對角線方向的迎風(fēng)面寬則可以采用圓形的平面形式。而降低風(fēng)力形心的方式主要可以通過采用下大上小的立面體型來實現(xiàn)，這種方式不僅可以有效的減小高風(fēng)壓在高處的迎風(fēng)面積，也可以通過降低風(fēng)作用的重心來使建筑物底部的傾覆總彎矩減小。與此同時，還應(yīng)做到減少振動耗散輸入能量。在這方面主要可以采取阻尼裝置或者加大阻尼比的方式來實現(xiàn)。還要選擇耗能、減振的結(jié)構(gòu)體系，像利用偏心支撐的鋼結(jié)構(gòu)具有耗能的水平段，使用橡膠支座都能夠做到有效的減振。最后需要完成的就是加強抗震措施。為了強化超高層建筑的抗震能力，就要從多方面共同入手。首先就要為建筑配有明確合理的計算簡圖，科學(xué)的分析地震作用以及相關(guān)的受力情況。大多數(shù)情況下，圓形、正多邊形以及正方形等平面形狀能夠做到避免強弱軸的抗力不同和變性差異。但在具體的設(shè)計過程中也需要考慮到相應(yīng)的問題。例如，要注意到結(jié)構(gòu)平面形狀是否做到對稱，是否設(shè)置了多道抗震防線以及是否在滿足了強度等方面的需求后采用了延性更好的結(jié)構(gòu)材料等。此外，為了保證結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性還應(yīng)利用多個權(quán)威程序進行核算對比，使計算出的結(jié)果更加具有科學(xué)性和說服力。并且在設(shè)計上應(yīng)當(dāng)盡量向智能化方向偏轉(zhuǎn)，增強對于結(jié)構(gòu)設(shè)計的可控性。

結(jié)束語

超高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計對于建筑的整體效果和實際功能質(zhì)量具有重要的影響，但是適合的設(shè)計方法卻也不是單一的。在進行設(shè)計方法以及方案的選擇上，可以根據(jù)建筑的實際特點和需要來進行有針對性的選用。但終歸來說，應(yīng)當(dāng)通過科學(xué)的設(shè)計方法使超高層建筑具備安全、舒適以及適用等方面的特征，達到相應(yīng)的設(shè)計要求，滿足社會以及公眾的需要。

參考文獻：

[1]邱倉虎，劉建平，張宇華，謝詩溶，杜文博. 對超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中幾個問題的實踐與思考[J]. 建筑結(jié)構(gòu)，2012，07：22-26.

第3篇：超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點范文

關(guān)鍵詞：超高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計

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：TU97 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：

一、超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計特點

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)計顯得十分重要。不同的建筑結(jié)構(gòu)體系選擇可以對建筑的樓層數(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)計主要具有以下幾個特點：

1 水平力是超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要因素。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)計中，水平力是設(shè)計主要因素。

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

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)計的關(guān)鍵因素。

4 抗震設(shè)計的要求更高。超高層的建筑抗震設(shè)計必須要做到“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、停機坪結(jié)構(gòu)高度19320m。

三、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計

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算時，基本風(fēng)壓均按重現(xiàn)期為100年的0．90kN／m3取值，(廣東省實施《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JG13―2002補充規(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)加強層，結(jié)構(gòu)加強層是一把雙刃劍，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)加強層及相鄰層按《高規(guī)》要求進行了加強處理。

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)件作為加強的重點：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、首層抗震等級提高一級。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較高還有時效性，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

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)點成為工程中難點之一。目前常用的連接節(jié)點有：鋼牛腿法、雙梁法、環(huán)梁法、鋼管開大洞后補強法及純鋼筋混凝土節(jié)點法等，本工程采用在鋼管上開穿鋼筋小孔的連接節(jié)點，為連接節(jié)點的設(shè)計提供多一種選擇。

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

接節(jié)點做法要點如下：

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，取0.10倍鋼管直徑、鋼管混凝土疊合柱時，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：緊貼水平加強環(huán)，肋寬=環(huán)板寬一15mm，肋厚=環(huán)厚，長度為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級鋼筋，以減少鋼管開孔數(shù)量。在鋼管混凝土疊合柱時，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)點的優(yōu)點

①鋼管開小孔后對鋼管截面削弱不大，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，梁長范圍內(nèi)的剛度保持不變，結(jié)構(gòu)受力分析與實際相同。(鋼牛腿法和鋼管開大洞后補強法，在梁端范圍內(nèi)有相當(dāng)長度的型鋼，使得梁剛度急劇變化)；③在設(shè)置水平加強環(huán)和豎向短加勁肋補強后，鋼管在節(jié)點區(qū)是連續(xù)的，節(jié)點的剛性不受影響，滿足“強節(jié)點弱構(gòu)件”的要求；④ 現(xiàn)場施工較方便，即使圓弧形梁鋼筋也可順利穿過；⑤節(jié)點補強所用材料比鋼牛腿法和鋼管開大洞法減少很多，造價較低。

五、剪力墻平面外對梁端嵌固作用的分析

對于框架一核心筒結(jié)構(gòu)，部分框架粱要支撐在剪力墻平面外方向，剪力墻平面外對梁端嵌固作用究竟如何，其研究文獻較少，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范也沒有涉及。影響剪力墻平面外對梁端嵌固作用的主要因素：墻平面外對粱端嵌固作用的有效長度、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梁端嵌固作用的有效長度，當(dāng)遇到墻肢很長或筒體墻肢空間剛度很大情況時，計算分析軟件會高估了墻平面外對梁端的嵌固作用，使得梁端負彎矩計算值要大于實際值，本工程應(yīng)對措施如下：

1 采用梁端增加水平腋方法，用以直接增加墻平面外對梁端嵌固作用有效長度；

2 采用增加墻邊框梁方法(如圖3)，用以增加墻平面外對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)計更加符合實際受力情況，梁端計算彎矩可以采用“調(diào)幅再調(diào)幅”方法，即分析計算時設(shè)定梁端負彎矩調(diào)幅系數(shù)后，配筋時再局部手算調(diào)幅?！罢{(diào)幅再調(diào)幅”時，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

核心筒外墻的連粱縱筋計算超筋是非常普遍的情況，《高規(guī)》對連粱超筋有專門的處理措施，而且研究文獻也少，但計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，其正截面承載力計算時，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算，其計算偏差當(dāng)然是很大了。

按“強墻弱梁”和“強剪弱彎”原則進行連梁設(shè)計時，雖然《高規(guī)》對連梁設(shè)計有具體要求，但這個“弱”要到什么程度，還是取決于設(shè)計者的理解和經(jīng)驗。

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

七、結(jié)束語

第4篇：超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點范文

【關(guān)鍵字】高層建筑，結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)體系，抗震，經(jīng)濟

1高層建筑結(jié)構(gòu)選型

結(jié)構(gòu)選型對結(jié)構(gòu)至關(guān)重要，他從總體上決定了一個結(jié)構(gòu)的適用性，經(jīng)濟性，抗震性能等。

結(jié)構(gòu)選型不單純是結(jié)構(gòu)問題，而且一個綜合性的科學(xué)問題，其整個過程相對較為復(fù)雜，它所涉及的學(xué)科多、綜合性強，其選型受著很多因素的影響與制約，需要通過相關(guān)專業(yè)的工程師與專家進行不斷的溝通協(xié)調(diào)與密切配合來完成。在結(jié)構(gòu)選型中，要考慮以下因素： （1）所選結(jié)構(gòu)類型應(yīng)對建筑的功能有較大的適應(yīng)性；（2）工程造價和投資能力；（3）施工條件、技術(shù)條件和施工工期的要求；（4）建筑材料和能源的供應(yīng)；（5）建筑的美學(xué)要求，包括建筑群及其與環(huán)境的配合；（6）建設(shè)場地的地形、地貌和自然災(zāi)害的特點。

高層建筑結(jié)構(gòu)體系按結(jié)構(gòu)受力特點分有框架結(jié)構(gòu)，異形柱結(jié)構(gòu)，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，筒體結(jié)構(gòu)，混合結(jié)構(gòu)以及鋼結(jié)構(gòu)和混合結(jié)構(gòu)。高層建筑按照結(jié)構(gòu)材料不同也可以分為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)，鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)。不同結(jié)構(gòu)體系適用于不同的建筑功能的要求。

一般來說鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系造價較低，取材豐富，耐久性和耐火性較好，維護費用低，可模性好，結(jié)構(gòu)造型靈活，整體性能好；但是其自重大，構(gòu)件占據(jù)面積大，抗裂性能差，延性較差，修復(fù)和補強比較困難，施工速度慢。而鋼結(jié)構(gòu)體系具有強度高、構(gòu)件截面小、抗震性能好；工廠化程度高，施工方便，建設(shè)周期短。鋼結(jié)構(gòu)的缺點是結(jié)構(gòu)材料較昂貴，造價較高，鋼材易于銹蝕，防火性能較差，設(shè)計施工技術(shù)也較復(fù)雜。鋼一混凝土混合結(jié)構(gòu)將鋼構(gòu)件和鋼筋混凝土構(gòu)件兩者并用，互相取長補短，充分利用鋼構(gòu)件具有的材料強度高、截面尺寸小、能提供較大跨度空間的優(yōu)點，同時利用鋼筋混凝土墻體或筒體具有的較大的抗側(cè)剛度和較高的抗震承載力。然而型鋼與混凝土連接問題一直是不容忽視的大問題。

總之，合理選擇結(jié)構(gòu)方案：一個合理的設(shè)計必須選擇一個經(jīng)濟合理的結(jié)構(gòu)方案，也就是要選擇一個切實可行的結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)體系應(yīng)受力明確，傳力簡捷。同一結(jié)構(gòu)單元不宜混用不同結(jié)構(gòu)體系，地震區(qū)應(yīng)力求平面和豎向規(guī)則。

2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點與措施

2.1選用適當(dāng)?shù)挠嬎愫唸D

結(jié)構(gòu)計算是在計算簡圖的基礎(chǔ)上進行的，計算簡圖選用不當(dāng)則會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)設(shè)計師對結(jié)構(gòu)安全的錯誤判斷，最終釀成工程事故，所以選擇適當(dāng)?shù)挠嬎愫唸D是保證結(jié)構(gòu)安全的重要條件。

2.2合理分析計算結(jié)果

目前結(jié)構(gòu)設(shè)計中普遍采用計算機輔助結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件進行結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計，但是由于目前軟件種類繁多，各個軟件適用假定條件和范圍不同，因而計算結(jié)果也會有差別，因此設(shè)計師應(yīng)對程序的適用條件要求等進行全面深入了解。在計算機輔助設(shè)計時，由于程序的假定結(jié)構(gòu)實際情況不相符合，或人工輸人有誤，或軟件本身有缺陷均會導(dǎo)致計算結(jié)果錯誤，因而要求結(jié)構(gòu)工程師在拿到電算結(jié)果時應(yīng)認真分析，慎重校核，做出合理判斷。

2.3.選擇合理的控制參數(shù)

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，有幾個需要特別注意控制參數(shù)，這幾個參數(shù)直接影響建筑結(jié)構(gòu)的安全性，合理的調(diào)整控制參數(shù)，可以提高建筑結(jié)構(gòu)的整體控制效率，增加建筑結(jié)構(gòu)的合理性。特別注意以下幾個參數(shù)的控制：

（1）軸壓比：軸壓比的限制可以保證建筑結(jié)構(gòu)的延性要求，通過增大墻、柱的截面，或者提高墻、柱混凝土強度等力法進行調(diào)整。

（2）層間位移角：合理結(jié)構(gòu)的層間位移角，可以保證高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，避免因出現(xiàn)過大位移影響使用，層間位移角的改善一般是通過加強豎向構(gòu)件剛度的方法進行調(diào)整。

（3）周期比：建筑結(jié)構(gòu)的抗扭剛度不能太弱，周期比可以通過改變結(jié)構(gòu)布置進行調(diào)整。

（4）剪重比：限制各樓層的最小水平地震剪力，確保建筑結(jié)構(gòu)的安全剪，重比可以通過加強豎向構(gòu)件剛度的方法進行調(diào)整。

（5）剛度比：剛度比的規(guī)范主要是為了是建筑結(jié)構(gòu)布置更有規(guī)則性，避免建筑結(jié)構(gòu)沿豎向突變，形成薄弱層。加強下層墻、柱和梁的剛度，或適當(dāng)削弱上部相關(guān)樓層墻、柱和梁的剛度可以調(diào)整剛度比。

2.4應(yīng)特別注意的構(gòu)造措施

結(jié)構(gòu)設(shè)計始終要牢記“強柱弱梁、強剪弱彎、強節(jié)點原則”，注意構(gòu)件的延性性能；加強薄弱部位；注意鋼筋的錨固長度；考慮溫度應(yīng)力的影響力。

2.5針對結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性的技術(shù)措施

對結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，常見的技術(shù)措施有：1）選用相適應(yīng)的結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系；2）選擇合適的樓面結(jié)構(gòu)以及轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)；3）加強端部構(gòu)件，提高抗扭剛度，減少結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)；4）進行抗震性能化設(shè)計，明確關(guān)鍵部位抗震設(shè)計性能化目標(biāo)，必要時驗證其中震及大震下的抗震性能；5）加強技術(shù)分析和研究工作；6）采用高強混凝土材料、組合樓板、空心樓蓋等措施降低樓面自重；7）對關(guān)鍵樓層（如加強層、嵌固端）以及大洞口周圍進行必要的樓板加厚或配筋加強以提高整體性；8）采用鋼結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)、型鋼混凝土結(jié)構(gòu)提高結(jié)構(gòu)抗震性能及變形能力；9）合理的節(jié)點構(gòu)造保證受力和施工的可實施性；10）抗震等級適當(dāng)提高。

3高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)濟性

3.1結(jié)構(gòu)經(jīng)濟性

（1）在高層建筑中，結(jié)構(gòu)造價占超高層建筑投資比例較大。因此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)從概念設(shè)計出發(fā)，從體型、體系、材料和施工等多方而綜合考慮提高結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性。

（2）安全、適用、經(jīng)濟是結(jié)構(gòu)設(shè)計的三要素。影響結(jié)構(gòu)造價的各因素相互影響、相互制約甚至需要相互妥協(xié)。結(jié)構(gòu)工程師與建筑師應(yīng)密切合作才能得到優(yōu)化的建筑體型、結(jié)構(gòu)體系以及性價比最好的結(jié)構(gòu)總體方案。

（3）高層項目都是個性化的創(chuàng)造，有其地域性和特殊性，其結(jié)構(gòu)造價指標(biāo)沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，也不應(yīng)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。但創(chuàng)新、精心、優(yōu)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計是降低超高層建筑結(jié)構(gòu)造價的必然途徑。

3.2綜合經(jīng)濟性

判別結(jié)構(gòu)所用材料的經(jīng)濟性，不能單獨地將鋼結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)的造價相比較，而必須考慮所有影響造價的因素。在超高層建筑的結(jié)構(gòu)總造價中，結(jié)構(gòu)材料直接費約占50%左右，另外50%為現(xiàn)場安裝所需人工費和設(shè)備費用。因此，在結(jié)構(gòu)材料選用時，除了節(jié)省結(jié)構(gòu)材料用量外，還應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)材料的施工特點，價格（如鋼筋、鋼材的）波動以及是否適合當(dāng)?shù)鼐唧w條件、材料供應(yīng)情況、勞動力成本、技術(shù)與管理狀況。

結(jié)束語

結(jié)構(gòu)體系選擇是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計初始必須重視階段，需要與方案人員協(xié)商并對各種結(jié)構(gòu)體系反復(fù)對比，從而選取合理的結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)設(shè)計中各個措施是保證結(jié)構(gòu)安全的重要手段，也是結(jié)構(gòu)設(shè)計師必須要嚴(yán)格運用的方法。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是個系統(tǒng)的，全面的工作，需要扎實的理論知識功底，靈活創(chuàng)新的思維和嚴(yán)肅認真負責(zé)的工作態(tài)度。設(shè)計人員要從一個個基本的構(gòu)件算起，深刻理解規(guī)范和規(guī)程的含義，并密切配合其它專業(yè)來進行設(shè)計，在工作中應(yīng)事無巨細，善于總結(jié)對比和反思工作中的經(jīng)驗和教訓(xùn)。

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第5篇：超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點范文

【摘要】為了確保高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全和合理，必須提高高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的水平。本文建筑設(shè)計論文主要分析了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求，說明了提高高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平的關(guān)注要點。關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；要點

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：TU972 文獻標(biāo)識碼：A文章編號：2095-2104（2012）04-0020-0

前言高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是針對高層建筑特性的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計（Design of building stractures):在滿足安全、適用、耐久、經(jīng)濟和施工可行的要求下，按有關(guān)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，對建筑結(jié)構(gòu)進行總體布置、技術(shù)經(jīng)濟分析、計算、構(gòu)造和制圖工作，并尋求優(yōu)化的過程。當(dāng)前，我國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)計的安全和合理，必須提高高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的水平。一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計包括的內(nèi)容建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計包括上部結(jié)構(gòu)設(shè)計和基礎(chǔ)設(shè)計。 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計主要內(nèi)容及步驟：1.根據(jù)建筑設(shè)計來確定結(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、強度等級等，根據(jù)經(jīng)驗初步確定構(gòu)件的截面尺寸；4.結(jié)構(gòu)荷載計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。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：1，根據(jù)工程地質(zhì)勘察報告、上部結(jié)構(gòu)類型及上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載效應(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，材料強度等級，一般有淺基礎(chǔ)（如：獨立基礎(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算；3，基礎(chǔ)內(nèi)力計算及配筋計算。4，考慮必要的構(gòu)造措施 結(jié)構(gòu)設(shè)計的成果體現(xiàn)在繪制的結(jié)構(gòu)施工圖上，該圖紙是結(jié)構(gòu)工程師的語言，是直接面對施工現(xiàn)場及相關(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)計的基本要求1、基礎(chǔ)設(shè)計在設(shè)計時宜最大限度地發(fā)揮地基的潛力, 必要時還應(yīng)進行地基變形驗算。基礎(chǔ)設(shè)計應(yīng)有詳盡的地質(zhì)勘察報告。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、必須對工程的設(shè)計要求、地理環(huán)境、材料供應(yīng)、施工條件等情況進行綜合分析, 并與建筑、水、暖、電等專業(yè)充分協(xié)商, 在此基礎(chǔ)上進行結(jié)構(gòu)選型, 確定結(jié)構(gòu)方案, 必要時還應(yīng)進行多方案比較,擇優(yōu)選用。3、選擇恰當(dāng)?shù)挠嬎愫唸D是保證結(jié)構(gòu)安全的重要條件。計算簡圖還應(yīng)有相應(yīng)的構(gòu)造措施來保證。實際結(jié)構(gòu)的節(jié)點不可能是純粹的剛結(jié)或鉸結(jié)點, 但與計算簡圖的誤差應(yīng)在設(shè)計允許范圍之內(nèi)。 4、堅持“強柱弱梁、強剪弱彎、強壓弱拉” 原則；注意構(gòu)件的延性性能；加強薄弱部位；注意鋼筋的錨固長度, 尤其是鋼筋的直線段錨固長度；考慮溫度應(yīng)力的影響。 5、按均勻、對稱、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)的驗算等等都需要概念設(shè)計作指導(dǎo)。三、提高高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平的關(guān)注要點 1、計算機在結(jié)構(gòu)設(shè)計中只是輔助工具,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)計人員不能過分依賴程序,將計算結(jié)果照抄照搬,要認真分析結(jié)構(gòu)。工程設(shè)計中常用的軟件有TBSA、PKPM 等, 合理地根據(jù)結(jié)構(gòu)特點選用分析模塊對提高設(shè)計質(zhì)量和效率十分重要。T A T 是PKPM 系列中重要的功能模塊,其特點是可計算多塔、連體、錯層及底部不等高嵌固結(jié)構(gòu)；可計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單、規(guī)則、對稱的形狀, 避免過于復(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稱、過多的外凸、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)計中,結(jié)構(gòu)體系的選擇、布置、構(gòu)造措施比軟件的計算結(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等多方面因素。在不對稱結(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,要在結(jié)構(gòu)設(shè)計中采取相應(yīng)的補救措施。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)計中必須要切斷少數(shù)剪力墻時,其他剪力墻在該切斷層處應(yīng)給以加強。 3、對于樁基礎(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,不宜在開洞的剪力墻處布樁。剪力墻下樁基承臺宜做成聯(lián)合承臺,不宜采用單獨承臺,聯(lián)合承臺可加強樁基承臺的整體性、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)合承臺可以按照反梁法計算內(nèi)力,按照梁的構(gòu)造配筋。對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,采用厚板承臺時可按筏板配筋。 4、高層建筑頂點位移限值的決定不僅是其數(shù)值大小而且還與其振動頻率的大小有關(guān),一般來說,人對建筑振動頻率的大小感覺很強烈,而對振動幅度(絕對位移)的大小則不是很關(guān)心,所以只要結(jié)構(gòu)擺動的頻率不太高時就可滿足人們的舒適度;對于防止結(jié)構(gòu)由于變形過大而可能遭受損壞的層間相對位移,其限值在現(xiàn)行規(guī)范中偏于嚴(yán)格,可以放松其指標(biāo)。而且由于各計算程序算法的差別,同一結(jié)構(gòu)用不同的計算程序計算,其層間位移數(shù)值差異可能會很大,其中一個原因可能就是各個軟件對“層間位移”的定義不同所致,有的是指樓層形心位移,有的則認為是考慮樓層轉(zhuǎn)動后的最大角點位移,后者通常比前者要大,對于規(guī)則建筑來說,形心位移很有意義,而角點位移卻更能反映出結(jié)構(gòu)樓層的真實位移,是結(jié)構(gòu)工程師需要注意的。四、結(jié)束語綜上論文所述,高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個長期、復(fù)雜甚至循環(huán)往復(fù)的過程, 任何在這個過程中的遺漏或錯誤都有可能使整個設(shè)計過程變得更加復(fù)雜或使設(shè)計結(jié)果存在不安全因素。在設(shè)計過程中要掌握以上要點, 才能提高高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平。

第6篇：超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點范文

關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)；設(shè)計

中圖分類號：TU2文獻標(biāo)識碼： A

引言

隨著我國現(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工作，結(jié)構(gòu)設(shè)計對整個建筑質(zhì)量有著直接性的影響。如何控制好其設(shè)計質(zhì)量、其主要內(nèi)容和涉及到的要點有哪些，下文筆者將結(jié)合自己多年來對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)驗對這些問題做相關(guān)探討。

一、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要性

（一）、高層建筑與城市社會的發(fā)展息息相關(guān)

近年來，隨著我國城市化建設(shè)進程以及人口的持續(xù)增長導(dǎo)致城市的人口數(shù)量上升的非?？?。城市居住、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、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，同時對建筑結(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)如今社會愈趨多元化的發(fā)展趨勢，高層建筑的設(shè)計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，提高對建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)形式的要求勢在必行。

二、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計特點

（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，從而會對連續(xù)梁彎矩產(chǎn)生影響，造成連續(xù)梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩和端支座負彎矩值增大；還會對預(yù)制構(gòu)件的下料長度產(chǎn)生影響，要求根據(jù)軸向變形計算值，對下料長度進行調(diào)整；另外對構(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)計指標(biāo)

相對于較低樓房而言，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)在進入塑性變形階段后仍具有較強的變形能力，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。

三、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要問題

（一）、建設(shè)的高度問題

目前我國對于高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)開始向超高層方向發(fā)展，對于高層建筑的高度，我國的根據(jù)當(dāng)前我國的經(jīng)濟發(fā)展水平和施工技術(shù)水平進行了全面的規(guī)定，但在實際設(shè)計中出現(xiàn)許多超高度的情況。國家并不提倡超過高度限制的高層建筑，因為在高度不斷升高的情況下，對建筑整體的抗震性能會帶來一定的影響，一旦發(fā)生地震，對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，建筑會有更多的質(zhì)變發(fā)生，使建筑本身各項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)計時，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上。所謂的結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)問題，就是結(jié)構(gòu)設(shè)計時三心沒有做到合一，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)計時應(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)計成方形、矩形、圓形或正多邊形等簡單的平面形式。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簡單的平面形式，當(dāng)需要采用較為復(fù)雜的平面形式時，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)計的主要控制因素，其對建筑質(zhì)量發(fā)揮著決定性的作用。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計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導(dǎo)致的高層建筑結(jié)構(gòu)問題，加強對建筑結(jié)構(gòu)的強化效果，從而減少水平荷載導(dǎo)致的建筑結(jié)構(gòu)問題。

（四）、抗震及連梁問題

在進行高層建筑抗震設(shè)計的過程之中，一般情況下，高層建筑不使用單純的框架結(jié)構(gòu)體系，而是會選取框架一剪力墻、剪力墻、筒體結(jié)構(gòu)等來實現(xiàn)對自身結(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地震的抵抗效果，從而提高建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性。在框架－剪力墻結(jié)構(gòu)中，設(shè)計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)計的需要和設(shè)計要求，設(shè)計人員可以適當(dāng)內(nèi)調(diào)幅連梁，然而在實際調(diào)幅的過程中，還要保證調(diào)幅力度應(yīng)低于20個百分點。

（五）、結(jié)構(gòu)的剛度問題

在對高層建筑剛度設(shè)計時，由于設(shè)計人員理念的不同，所以在設(shè)計上也存在一定的差異，這就導(dǎo)致結(jié)構(gòu)在設(shè)計過程中存在著較大的經(jīng)濟指標(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落在微化的巖層當(dāng)中，地基具有較好的穩(wěn)定性和強度，這種情況下在對抗需剛度進行設(shè)計時就可以稍微低一些，其控制標(biāo)準(zhǔn)可以以結(jié)構(gòu)極限變形能力為主。在進行結(jié)構(gòu)剛度設(shè)計時，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)計得要小，這樣對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高層建筑的高度、平面、立面和體型等方面進行選擇，確?？傮w布置能夠完全滿足建筑、施工和結(jié)構(gòu)的具體要求。同時還要對建筑使用功能進行充分的考慮，確保各項服務(wù)設(shè)施、開間、進深、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。對于使用過程中的便利性、經(jīng)濟和美學(xué)需求也要進行考慮。另外還要確保后期的維護費用具有較好的經(jīng)濟性。在選擇先進的施工技術(shù)，提高工業(yè)化程序，有效地實現(xiàn)對工程造價的控制。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計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)計有效地進行結(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

因為高層建筑的結(jié)構(gòu)體系將會對建筑物本身的抗震能力產(chǎn)生直接的影響，因此在進行建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候一定要注意以下幾點要求。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。最大程度上避免因為建筑結(jié)構(gòu)局部的破壞致使整個建筑結(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行合理的分布，避免因為建筑結(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)計多道的抗震防線。

參考文獻

第7篇：超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點范文

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計；設(shè)計要點；工程案例

引言

因為科技的發(fā)展導(dǎo)致建筑技術(shù)的進步，建筑工程面臨著越來越高的要求。好的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的方案不但要經(jīng)濟性、可行性、合理性等特點，而且要有相當(dāng)?shù)睦碚摷夹g(shù)作為基礎(chǔ)。經(jīng)濟高速發(fā)展的幾年，我國城市涌現(xiàn)出越來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)計弊端和問題在結(jié)構(gòu)設(shè)計中也體現(xiàn)出來，設(shè)計人員必須在事件中不斷的積累經(jīng)驗、總結(jié)經(jīng)驗，豐富自己的專業(yè)知識和設(shè)計創(chuàng)新，才會在未來的城市建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中體現(xiàn)設(shè)計的核心價值。

一、 現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點分析

1. 軸向變形是現(xiàn)代高層建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計中須要考慮的設(shè)計要素。有些情況下可能會由于數(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)梁中間支座處的負彎矩值減小越來越明顯，會產(chǎn)生影響預(yù)制構(gòu)件下料的長度，設(shè)計人員要依據(jù)軸向變形的實際計算值，合理調(diào)整下料長度，而達到不影響連續(xù)梁彎矩的目的。

2. 現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中水平荷載是一項必須重視的因素，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，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)值則會隨著建筑結(jié)構(gòu)動力特性的不同，而會出現(xiàn)很大幅度的變化，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，這種情況經(jīng)常出現(xiàn)，這是必須在設(shè)計工作中進行詳細計算與周密分析的原因所在。

3. 設(shè)計工作還有一項重要的控制指標(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)計工作還有另一項重要指標(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)會相對更加柔一些，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)進入塑性變形階段后，依然會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。

二、 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工程案例

本論文以某高層住宅建筑工程項目為例，需要指出建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本流程與注意事項如下：這個建筑工程項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m2。建筑結(jié)構(gòu)的長寬比為3.8～7.4，高寬比為5.6～10.1。項目所在地地形平坦，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)為二級安全等級，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

這個項目主體結(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為二級，剪力墻的抗震等級為一級。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

依據(jù)本工程所在地的地質(zhì)勘察報告提供的地基承載力計算，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較大?；A(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，要特別重視各類技術(shù)資料與數(shù)據(jù)的收集和整理，計算采用彈性地基梁、板和有限元梁、板的設(shè)計軟件，確保計算結(jié)果真實性與可靠性。

3. 框支層設(shè)計

（1）框支墻結(jié)構(gòu)設(shè)計

本工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中，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 。底部加強區(qū)域的剪力墻設(shè)計中，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，在本工程長厚比

（2）框支柱設(shè)計

本工程框支柱的抗震等級為二級，框支柱的剪力設(shè)計中，設(shè)計值按照柱實配縱筋進行計算，還應(yīng)控制剪壓比在0.15 以內(nèi)，剪力設(shè)計值應(yīng)乘以放大系數(shù)1.1。柱內(nèi)縱向鋼筋的配筋率應(yīng)

（3）箱形轉(zhuǎn)換層樓板設(shè)計

本工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中，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)計中，采用專業(yè)的ANSYS 有限元軟件對箱體上下層板的內(nèi)力進行分析與計算。在不同的荷載工況條件下，在箱形轉(zhuǎn)換層樓板設(shè)計中，樓板裂縫≤0.2mm，雙層雙向通長配筋。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

由上述可以得出，對于設(shè)計中常見的效率與質(zhì)量的問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)計工作中的影響與作用。應(yīng)及時引入先進的設(shè)計理念和方法，從而使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中更多的應(yīng)用新工藝、新技術(shù)和新材料，從而達到有效提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計整體品質(zhì)的目的，有利于項目建設(shè)工作的順利進行。

參考文獻

第8篇：超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點范文

關(guān)鍵詞：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計 分析

中圖分類號： TU97 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號：

1我國的高層結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展

1.1 鋼材的國產(chǎn)化 國內(nèi)鋼鐵企業(yè)根據(jù)我國高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的要求，制訂我國第一部高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的鋼材標(biāo)準(zhǔn)《高層建筑結(jié)構(gòu)用鋼板》(YB 4104-2000)，比目前仍在實施的《低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼》(GB/ T1591-94)又前進了一步，其性能指標(biāo)優(yōu)于國外同類產(chǎn)品。

1.2 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計國產(chǎn)化 國家標(biāo)準(zhǔn)《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ99-98)和《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011-2010)等有關(guān)高層建筑最大高度和最大高寬比的規(guī)定，在一般情況下，應(yīng)遵守規(guī)范的規(guī)定，否則應(yīng)進行專項論證或試驗研究。建設(shè)部第111號令《超限高層建筑工程抗震設(shè)防管理規(guī)定》和建質(zhì)[2003]46號文《超限高層建筑工程抗震設(shè)防專項審查技術(shù)要點》，對加強高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量控制意義重大，具有可操作性。

1.3 高層及超高層結(jié)構(gòu)體系 對于高層建筑的劃分，建筑設(shè)計規(guī)范、建筑抗震設(shè)計規(guī)范、建筑防火設(shè)計規(guī)范沒有一個統(tǒng)一規(guī)定，一般認為建筑總高度超過24m為高層建筑，建筑總高度超過100m為超高層建筑。

對于結(jié)構(gòu)設(shè)計來講，按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及擬建場地的抗震設(shè)防烈度以經(jīng)濟、合理、安全、可靠的設(shè)計原則，選擇相應(yīng)的結(jié)構(gòu)體系，一般分為六大類：框架結(jié)構(gòu)體系、剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框—筒結(jié)構(gòu)體系、筒中筒結(jié)構(gòu)體系、束筒結(jié)構(gòu)體系。

2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計分析

2.1高層建筑結(jié)構(gòu)受力性能

對于一個建筑物的最初的方案設(shè)計，建筑師考慮更多的是它的空間組成特點，而不是詳細地確定它的具體結(jié)構(gòu)。建筑物底面對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)計的一個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)計的方案階段，就必須對主要的承重柱和承重墻的數(shù)量和分布作出總體設(shè)想。

2.2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的扭轉(zhuǎn)問題

建筑結(jié)構(gòu)的幾何形心、剛度中心、結(jié)構(gòu)重心即為建筑三心，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時要求建筑三心盡可能匯于一點，即三心合一。結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)問題就是指在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中未做到三心合一，在水平荷載作用下結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動效應(yīng)。為避免建筑物因水平荷載作用而發(fā)生的扭轉(zhuǎn)破壞，應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計時選擇合理的結(jié)構(gòu)形式和平面布局，盡可能地使建筑物做到三心合一。

在水平荷載作用下，高層建筑扭轉(zhuǎn)作用的大小取決于質(zhì)量分布。為使樓層水平力作用沿平面分布均勻，減輕結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)振動，應(yīng)使建筑平面盡可能采用方形、矩形、圓形、正多邊形等簡面形式。在某些情況下，由于城市規(guī)劃對街道景觀的要求以及建筑場地的限制，高層建筑不可能全部采用簡面形式，當(dāng)需要采用不規(guī)則L形、T形、十字形等比較復(fù)雜的平面形式時，應(yīng)將凸出部分厚度與寬度的比值控制在規(guī)范允許的范圍之內(nèi)，同時，在結(jié)構(gòu)平面布置時，應(yīng)盡可能使結(jié)構(gòu)處于對稱狀態(tài)。

2.3高層建筑結(jié)構(gòu)分析的基本假定

2.3.1彈性假定。目前工程上實用的高層建筑結(jié)構(gòu)分析方法均采用彈性的計算方法。在垂直荷載或一般風(fēng)力作用下,結(jié)構(gòu)通常處于彈性工作階段,這一假定基本符合結(jié)構(gòu)的實際工作狀況。但是在遭受地震或強臺風(fēng)作用時,往往會產(chǎn)生較大的位移,進入到彈塑性工作階段。此時仍按彈性方法計算內(nèi)力和位移時不能反映結(jié)構(gòu)的真實工作狀態(tài)的,應(yīng)按彈塑性動力分析方法進行設(shè)計。

2.3.2小變形假定。小變形假定也是各種方法普遍采用的基本假定。但有不少人對幾何非線性問題(P-Δ效應(yīng))進行了一些研究。一般認為,當(dāng)頂點水平位移Δ與建筑物高度H的比值Δ/H > 1/500時, P-Δ效應(yīng)的影響就不能忽視了。

2.3.3剛性樓板假定。許多高層建筑結(jié)構(gòu)的分析方法均假定樓板在自身平面內(nèi)的剛度無限大,而平面外的剛度則忽略不計。一般來說,對框架體系和剪力墻體系采用這一假定是完全可以的。但是,對于豎向剛度有突變的結(jié)構(gòu),樓板剛度較小,主要抗側(cè)力構(gòu)件間距過大或是層數(shù)較少等情況,樓板變形的影響較大。特別是對結(jié)構(gòu)底部和頂部各層內(nèi)力和位移的影響更為明顯。可將這些樓層的剪力作適當(dāng)調(diào)整來考慮這種影響。

2.3.4計算圖形的假定。高層建筑結(jié)構(gòu)體系整體分析采用的計算圖形有三種:①一維協(xié)同分析。②二維協(xié)同分析。③三維空間分析。三維空間分析的普通桿單元每一節(jié)點有6個自由度,按符拉索夫薄壁桿理論分析的桿端節(jié)點還應(yīng)考慮截面翹曲,有7個自由度。

2.4高層建筑結(jié)構(gòu)靜力分析方法

2.4.1框架-剪力墻結(jié)構(gòu)?？蚣?剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移計算的方法很多,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?？蚣?剪力墻的機算方法,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。

2.4.2剪力墻結(jié)構(gòu)。剪力墻的受力特性與變形狀態(tài)主要取決于剪力墻的開洞情況。不同類型的剪力墻,其截面應(yīng)力分布也不同,計算內(nèi)力與位移時需采用相應(yīng)的計算方法。剪力墻結(jié)構(gòu)的機算方法是平面有限單元法。此法較為精確,而且對各類剪力墻都能適用。但因其自由度較多,機時耗費較大,目前一般只用于特殊開洞墻、框支墻的過渡層等應(yīng)力分布復(fù)雜的情況。

2.4.3筒體結(jié)構(gòu)。筒體結(jié)構(gòu)的分析方法按照對計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。具體應(yīng)用有連續(xù)化微分方程解法、框筒近似解法、擬殼法、能量法、有限單元法、有限條法等。

等效離散化方法是將連續(xù)的墻體離散為等效的桿件,以便應(yīng)用適合桿系結(jié)構(gòu)的方法來分析。這一類方法包括核心筒的框架分析法和平面框架子結(jié)構(gòu)法等。具體應(yīng)用包括等代角柱法、展開平面框架法、核心筒的框架分析法、平面框架子結(jié)構(gòu)法。

比等效連續(xù)化和等效離散化更為精確的計算模型是完全按三維空間結(jié)構(gòu)來分析筒體結(jié)構(gòu)體系,其中應(yīng)用最廣的是空間桿-薄壁桿系矩陣位移法。這種方法將高層結(jié)構(gòu)體系視為由空間梁元、空間柱元和薄壁柱元組合而成的空間桿系結(jié)構(gòu),這是目前工程上采用最多的計算模型。

3 結(jié)語

高層建筑目前在我們的城市建設(shè)當(dāng)中所占的比例是越來越大，而建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的變化也越來越多，很多新興的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案以迅猛的速度呈現(xiàn)在我們的城市建設(shè)中。建筑類型與功能越來越復(fù)雜，高層建筑的數(shù)量口漸增多，高層建筑的結(jié)構(gòu)體系也是越來越多樣化，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計也越來越成為高層建筑結(jié)構(gòu)工程設(shè)計工作的難點與重點。面對如此形勢，應(yīng)該把高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計放在首位加以研究。

參考文獻：

[1]梅洪元，付本臣．中國高層建筑創(chuàng)作理論發(fā)展研究[R]．高層建筑與智能建筑國際學(xué)術(shù)研討會，2002.

第9篇：超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點范文

關(guān)鍵詞：超高層；建筑施工技術(shù)；管理問題

中圖分類號： TU97 文獻標(biāo)識碼： A

引言:技術(shù)管理的基本工作包括施工技術(shù)準(zhǔn)備工作、施工過程中的技術(shù)工作和技術(shù)開發(fā)與更新改造工作。施工技術(shù)準(zhǔn)備工作能夠提高技術(shù)工作對施工生產(chǎn)的指導(dǎo)作用,保證施工正常的技術(shù)秩序。施工過程中的技術(shù)工作對于保證施工生產(chǎn)的順利進行和工程質(zhì)量的控制能起重要作用。

1.超高層建筑的發(fā)展及基本特點

隨著現(xiàn)代施工技術(shù)的應(yīng)用，超高層建筑已由最初的框架結(jié)構(gòu)向框- 剪、框-筒、剪力墻、框架等結(jié)構(gòu)形式演變，單一鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)也擴展為包括鋼結(jié)構(gòu)、鋼- 混凝土組合結(jié)構(gòu)在內(nèi)的多元化建筑形式，并逐步向“更高、更大、更深、更復(fù)雜、更齊全”的發(fā)展方向邁進。由于超高層建筑與普通建筑施工應(yīng)用技術(shù)的差異，其施工特點主要表現(xiàn)為以下幾點：一是投資大，工期長，資金壓力重；

二是高度大與獨特的建筑造型效果，增加了結(jié)構(gòu)施工難度；三是基礎(chǔ)埋置深，混凝土基礎(chǔ)底板和裂縫制約施工要求高；四是作業(yè)空間狹小，對作業(yè)時間、空間增加了組織難度；五是多處于繁華地段，交通、環(huán)保、場地等因素給施工平面布置帶來較大困難。

2. 超高層建筑施工技術(shù)的優(yōu)化

隨著超高層建筑工程規(guī)模擴大、建筑結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，超高層建筑施工技術(shù)也隨施工難度與施工環(huán)節(jié)的變化不斷革新，其施工技術(shù)路線優(yōu)化主要包括以下幾方面：

2.1以主樓施工為重點：突出工期保證措施，通過統(tǒng)籌規(guī)劃盡量提前主樓施工，盡可能地縮短資金回收周期；

2.2以建筑安全和穩(wěn)定性為核心：結(jié)合超高層建筑作業(yè)環(huán)境和特點，著力于優(yōu)化基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)施工工藝，為縮短工程總工期創(chuàng)造條件；

2.3以高效的垂直運輸體系為支撐：針對垂直發(fā)展建筑物高空作業(yè)環(huán)境差、作業(yè)面狹窄、施工進度緊等特點，盡可能地應(yīng)用科技進步成果以提高機械化設(shè)備尤其是垂直運輸體系的施工效率；

2.4強化總承包管理，重點提升施工作業(yè)空間和時間的利用效率：結(jié)合超高層建筑逐層施工的作業(yè)面特點，有序組織各樓層空間施工，實現(xiàn)建筑施工空間的立體流水作業(yè)，使各工種、工序緊密銜接，盡可能地削弱作業(yè)面狹窄對建設(shè)工期產(chǎn)生的負面影響。

3.超高層建筑施工技術(shù)路線

超高層建筑施工前必須首先深人分析工程特點，明確項目的施工技術(shù)要點，然后制定針對性的施工技術(shù)路線:突出主樓、流水作業(yè)、機械化施工、總承包管理。

3.1突出主樓

超高層建筑的顯著特點是: 投資大、工期長、工期成本高。因此業(yè)主非常關(guān)心項目建設(shè)的工期，工期長短在業(yè)主心中占據(jù)非常重要的地位。因此必須突出工期保證措施，采取有力措施縮短工期。在整個工程中，主樓的工期無疑起著控制作用，縮短工期關(guān)鍵是縮短主樓的工期，盡量將主樓的施工提前進行?？s短工期難免增加投人，因此要統(tǒng)籌規(guī)劃，提高效益?？s短建設(shè)工期應(yīng)貫穿于項目建設(shè)的整個過程中，但是無疑縮短工期應(yīng)重在施工前期。施工前期以結(jié)構(gòu)施工為主，牽涉面小，投人少，縮短工期相對影響面比較小，成本比較低。因

此在施工組織中必須突出主樓，將主樓施工擺在突出位置，即使這樣做會增加部分直接成本也在所不惜。

3.2流水作業(yè)

超高層建筑施工作業(yè)面狹小，必須自下而上逐層施工，這是其不利一面，但是它也具有一定的優(yōu)點，即可以利用垂直向上的特點，充分利用每一個樓層空間，通過有序組織，使各工種緊密銜接，實現(xiàn)空間立體流水作業(yè)。這樣可以大大加快施工速度，縮短建設(shè)工期。

3.3機械化施工

超高層建筑施工作業(yè)面狹小、高空作業(yè)條件差，施工進度要求高，因此必須有效利用當(dāng)今科技進步成果，采用機械化施工。采用機械化施工可以減少現(xiàn)場作業(yè)量，特別是高空作業(yè)量。這樣一方面可以加快施工速度，縮短施工工期；另一方面可以充分發(fā)揮工廠預(yù)制的積極作用，提高施工質(zhì)量。

3.4總承包管理

超高層建筑功能多，系統(tǒng)復(fù)雜，參與承建的單位多且來自五湖四海，只有強化總承包管理才能將他們有序組織起來，實現(xiàn)對工程質(zhì)量、工期、安全等的全面管理和控制，確保業(yè)主的項目建設(shè)目標(biāo)順利實現(xiàn)。在超高層建筑施工中，總承包管理發(fā)揮了極其重要的作用，特

別是進人施工中后期，各個分包隊伍都進入施工狀態(tài)，各種矛盾都陸續(xù)暴露，需要總承包及時協(xié)調(diào)解決，協(xié)調(diào)工作量非常巨大，因此必須強化總承包管理，加強對施工過程的控制，確保施工順利進行。

4.超高層建筑工程質(zhì)量存在的問題分析

質(zhì)量是建筑的生命，也是建筑企業(yè)的生命，質(zhì)量重于泰山。各級建設(shè)主體單位要牢固樹立安全.質(zhì)量第一的思想，把提高工程質(zhì)量作為今后建設(shè)系統(tǒng)工作的重中之重。我國建筑業(yè)以其巨大的推動力帶動著相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。然而建筑業(yè)的發(fā)展也存在著嚴(yán)重的質(zhì)量問題：血的教訓(xùn).一樁樁.一件件性質(zhì)惡劣.損失巨大的建筑工程質(zhì)量事故屢屢出現(xiàn)。

4.1違背建設(shè)程序。如不經(jīng)可行性認證，不作調(diào)查分析就拍板定案；沒有搞清楚工程地質(zhì).水文地質(zhì)就倉促開工；無證設(shè)計.無施工詳圖，任意設(shè)計，不按圖紙方程式；工程竣工不進行試車運轉(zhuǎn)，不經(jīng)驗收就交付使用等盲干，致使不少超高層工程項目留有嚴(yán)重降患。

4.2設(shè)計計算問題。設(shè)計考慮不全面，結(jié)構(gòu)不合理，計算簡圖不正確，計算荷載取值過小，內(nèi)力分析有誤，沉降縫及伸縮縫設(shè)置不當(dāng)懸挑結(jié)構(gòu)未進行搞傾扭驗算等，都是誘發(fā)質(zhì)量問題的隱患。

4.3工程地質(zhì)勘察原因。未認真進行地質(zhì)勘察，提供地質(zhì)資料.數(shù)據(jù)有誤；地質(zhì)勘察時，鉆孔間距太大，不能全面反映土地基地實際情況，如當(dāng)基巖地面起伏變化較大時，土層厚薄相關(guān)亦甚大，地質(zhì)勘察鉆孔深度不夠，沒有查清地下軟土層.滑坡.墓穴.孔洞等地層構(gòu)造；地質(zhì)勘察報告不詳細.不準(zhǔn)確等，均會導(dǎo)致采用錯誤的基礎(chǔ)方案，造成地基不均勻沉降.失穩(wěn)，使上部結(jié)構(gòu)及墻體開裂.破壞.倒塌。

4.4未加固處理好地基。對軟土.充填土.雜填土.濕陷性黃土.膨脹土.巖層出露.溶巖.土洞等不均勻地基未進行加固處理或處理不當(dāng)，均是導(dǎo)致重大質(zhì)量事故的原因。必須根據(jù)不同地基的工程特征，按照地基處理應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)相結(jié)合，從地基處理.設(shè)計措施.結(jié)構(gòu)措施.防水措施.施工措施等方面綜合考慮治理。

4.5自然條件影響。施工項目周期長.露天作業(yè)多，受自然條件影響大，溫度.溫度.日照.雷電.供水.大風(fēng).暴雨等都能造成重大的質(zhì)量事故，施工中應(yīng)特別重視，采取有效措施予以預(yù)防。

4.6建筑結(jié)構(gòu)使用問題。建筑物受力不當(dāng)，亦易造成質(zhì)量問題。如不經(jīng)校核.驗算，就在原有建筑物上任意加層；使用荷載超過原設(shè)計的容許荷載；任意開槽.打洞.削弱承重結(jié)構(gòu)的截面等。

4.7建筑材料成品及半成品不合格。如：鋼筋的力學(xué)性能不符合標(biāo)準(zhǔn)，水泥受潮.過期.結(jié)塊.安定性不良，砂石級配不合理.有害物含量過多，混凝土配合比不準(zhǔn)，外加劑性能.摻量不符合要求時，均會影響混凝土強度.和易性.密實性.抗?jié)B性，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)強度不足.裂縫.滲漏.蜂窩.露筋等質(zhì)量問題；預(yù)制構(gòu)件斷面尺寸不準(zhǔn)，支承錨固長度不足，未可靠建立預(yù)應(yīng)力值，鋼筋漏放.錯位，板面開裂等，必然會出現(xiàn)斷裂.垮塌。施工和管理問題。工程質(zhì)量問題時常由施工和管理不當(dāng)造成。例如圖紙不熟悉，盲目施工，未經(jīng)圖紙會審，倉促施工或不按圖施工。不按有關(guān)規(guī)范及規(guī)定施工。

6.結(jié)語

超高層建筑施工項目的成功管理不僅對項目.對企業(yè)有良好經(jīng)濟效益，對國家也會產(chǎn)生良好的社會效益。成功的施工管理，能促進超高層建筑和企業(yè)的發(fā)展，能推動建筑市場不斷前進。開拓創(chuàng)新，總結(jié)經(jīng)驗，在超高層建筑的實踐中不斷摸索。最終創(chuàng)造出一條超高層建筑施工項目管理的成功之路。

參考文獻: