高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文精選(九篇)
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第1篇：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文范文
傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法一個(gè)很大的局限在于所按照要求得到的截面并非是最佳截面，而且建設(shè)完成后的工程結(jié)構(gòu)存在一些缺點(diǎn)，例如質(zhì)量大、造價(jià)高等，這與其設(shè)計(jì)過程密不可分。一般而言，傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)遵循以下程序：參照——估計(jì)——分析——驗(yàn)算——調(diào)整。也就是所使用的設(shè)計(jì)方案是在已有工程設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上提出來的，之后，在從強(qiáng)度、剛度以及穩(wěn)定性等多個(gè)方面采用力學(xué)分析的方式對(duì)其進(jìn)行安全校核，如果驗(yàn)算結(jié)構(gòu)不滿足要求就要進(jìn)行設(shè)計(jì)調(diào)整。然而該驗(yàn)算時(shí)所假定的計(jì)算模型難以保證合理，最后得到一組截面，在很大程度上取決于最初假定的誤差程度，再者，設(shè)計(jì)時(shí)迫于時(shí)間及結(jié)構(gòu)計(jì)算的復(fù)雜性往往決定了調(diào)整的次數(shù)是有限的，因而設(shè)計(jì)出的最終產(chǎn)品難以保證是最優(yōu)的。而結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)雖然與傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有一樣的設(shè)計(jì)過程，但產(chǎn)品的良好性能、產(chǎn)品所具備的的高安全性以及高經(jīng)濟(jì)性是其設(shè)計(jì)的主要目的。并且產(chǎn)品的高經(jīng)濟(jì)性與高安全性是從結(jié)構(gòu)的體積最小、質(zhì)量最輕以及產(chǎn)品造價(jià)最低等三個(gè)方面進(jìn)行衡量的。而且，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的一個(gè)最大特點(diǎn)是對(duì)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的一系列問題按照數(shù)學(xué)規(guī)劃的方式對(duì)其解決，然后再利用計(jì)算機(jī)，對(duì)眾多方案進(jìn)行比較，并從中選出最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案，這是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過程所不能比擬的?？蚣芤患袅Y(jié)構(gòu)以其良好的受力性和適用性在現(xiàn)代高層建筑領(lǐng)域中應(yīng)用非常廣泛。現(xiàn)階段，隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，高層建筑物的數(shù)量只增不減，面對(duì)這種情況，框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的合理選擇以及優(yōu)化對(duì)降低造價(jià)、提高建筑質(zhì)量有著重要的指導(dǎo)意義。然而目前在《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》中，對(duì)高層建筑的結(jié)構(gòu)選型、合理布置等的相關(guān)規(guī)定尚未完善，存在一些不足，這就為高層框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了充足的設(shè)計(jì)理由。
2.抗震性能的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
首先，為了有效提高高層建筑的抗震性能，可以將剪力墻設(shè)計(jì)成四周有梁柱的并且?guī)в羞吙虻膲?。主要是因?yàn)?，邊框墻可以使斜裂縫向相鄰墻面擴(kuò)展的現(xiàn)象得以避免，而且當(dāng)墻板遭到破壞后，還看將其作為承重構(gòu)件，起到承重的作用。除此之外，設(shè)計(jì)的邊框還能夠?qū)σ驂ι硗褜?duì)邊框梁柱而產(chǎn)生的附加剪力起到承載的作用。其次，對(duì)每肢墻的高寬比進(jìn)行合理的控制。雙肢墻或多肢墻的設(shè)計(jì),可以使出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)豎縫和洞口連梁處的裂縫和屈服部位得到有效的控制，同時(shí)還能夠降低其剛度，從而避免剪切破壞或者是底部墻體過早屈服現(xiàn)象的發(fā)生。最后，剪力墻的剛性連梁，其跨高比一般為1。當(dāng)連梁的跨高比為5時(shí)，具有較好的延性和耗能，并且連梁兩端相對(duì)豎向位移的延性系數(shù)都高于8，滯回曲線的飽滿度也比較高；當(dāng)跨高比降至1時(shí)，延性系數(shù)則也會(huì)隨之降低，達(dá)到3，并且滯回曲線遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離飽滿度，最終導(dǎo)致彎剪遭到破壞。因此，需要對(duì)其組成和構(gòu)造進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)。即在梁高的一半位置處留一水平通縫，并在縫的上、下兩側(cè)各埋置一個(gè)開有橢圓形螺栓的鋼板，最后用高強(qiáng)螺栓將兩個(gè)鋼板連結(jié)在一起，從而使連梁具有一定的“剛性”功能。如果在大震的作用下,導(dǎo)致兩鋼板有相對(duì)滑動(dòng)現(xiàn)象的發(fā)生，此時(shí)就會(huì)使剛性橋梁工作時(shí)跨高比由1變?yōu)?，并且延性系數(shù)提高了3倍多。
3.高層框剪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)
在現(xiàn)階段的高層建筑中，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大多采用高層框剪結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)主要是由兩部分組成，框架結(jié)構(gòu)以及剪力墻結(jié)構(gòu)。高層框剪結(jié)構(gòu)在高層建筑結(jié)構(gòu)中得到了廣泛應(yīng)用，主要是因?yàn)樵摲N結(jié)構(gòu)不僅具有較強(qiáng)的抗側(cè)力剛度，還能為建筑的使用提供一個(gè)更大的平面空間。但是在對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中出現(xiàn)的一些問題會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)方案存在缺陷,致使浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重。因此，在設(shè)計(jì)中應(yīng)該對(duì)框剪結(jié)構(gòu)的受力和變形特點(diǎn)引起高度的重視。高層框架結(jié)構(gòu)主要是由梁柱線性桿件組成的。剪力墻和豎向懸臂彎曲結(jié)構(gòu)相似,并且呈彎曲變形。在剪力墻結(jié)構(gòu)中,所有抗側(cè)力構(gòu)件具有的抗彎曲剛度較大,并且側(cè)移變形相同，其中水平力按其等效剛度EI比例進(jìn)行分配。
4.高層建筑框剪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化
第2篇：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文范文
關(guān)鍵詞：高層建筑 結(jié)構(gòu) 特點(diǎn) 設(shè)計(jì) 原則 要求
中圖分類號(hào)：TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
正文：
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目標(biāo)是在滿足安全、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，通過對(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，有效降低開發(fā)商的成本，在確保建筑整體質(zhì)量達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，使建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠滿足客戶的諸多需求。
1.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則
1.1 選擇合理的結(jié)構(gòu)方案。高層建筑作為近幾年剛剛興起的一門學(xué)科，具有很復(fù)雜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在施工的過程中要考慮的方面很多，像是供水問題、線路等各方面都是我們要考慮的。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中重要的有以下幾點(diǎn)：材料的要求、施工的環(huán)境、還要充分的考慮抗擊自然災(zāi)害的能力。我們要嚴(yán)格的遵循平面和豎直的設(shè)計(jì)原則。結(jié)構(gòu)方案不僅僅是施工單位一方的事情，施工單位與使用方要達(dá)成一致，在設(shè)計(jì)方面以及今后的發(fā)展方向要進(jìn)行詳細(xì)的展望，為了所選取得結(jié)構(gòu)方案更加的合理，最大限度的達(dá)到預(yù)期的目的。
2.1 選擇合適的基礎(chǔ)方案?，F(xiàn)在的設(shè)計(jì)一大特色就是不能因工程而破壞周邊的環(huán)境，而改變的周邊的生態(tài)環(huán)境。一切的工程圍繞環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)施工，使工程與自然很好的融入到一起，使得兩者和諧共存。在基礎(chǔ)方案的設(shè)計(jì)中，要把所有的相關(guān)因素全部的包括在內(nèi)，綜合各方面的因素，再考慮經(jīng)濟(jì)性對(duì)工程進(jìn)行整體的評(píng)估，然后對(duì)方案進(jìn)行正式的審核，最后施工，一切立足由可持續(xù)發(fā)展的觀念進(jìn)行施工，工程的質(zhì)量一定會(huì)得以保障。
2.3 準(zhǔn)確分析計(jì)算結(jié)果。當(dāng)下，在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中普遍應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，那么不同計(jì)算機(jī)軟件的計(jì)算結(jié)果間很可能出現(xiàn)偏差，所以需要對(duì)計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確分析和把握。這就需要建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員具有充分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的技能，同時(shí)要對(duì)計(jì)算機(jī)軟件有充分的了解，從而才能客觀準(zhǔn)確的對(duì)計(jì)算機(jī)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析。由于計(jì)算機(jī)軟件本身的缺陷，會(huì)使計(jì)算結(jié)構(gòu)與實(shí)際情況之間存在偏差，這就需要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員對(duì)計(jì)算結(jié)構(gòu)進(jìn)行判斷并在設(shè)計(jì)中做出調(diào)整，以便適應(yīng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求。
2.建筑結(jié)構(gòu)類型
高層建筑結(jié)構(gòu)體系按照結(jié)構(gòu)形式可以分為框架、剪力墻結(jié)構(gòu)，框架結(jié)構(gòu)，剪力墻結(jié)構(gòu)。框架結(jié)構(gòu)因?yàn)槭抢弥?、梁等結(jié)構(gòu)來承重的，所以這種結(jié)構(gòu)體系的側(cè)向位移相對(duì)較大，一般適用于低于50m的建筑。剪力墻結(jié)構(gòu)因?yàn)槭强扛邔咏ㄖ膲w來承重的，所以這種結(jié)構(gòu)的整體性能相對(duì)較好，不易產(chǎn)生水平方向的變形，一般多應(yīng)用于高層建筑，但是因?yàn)槠湓谄矫嫔系牟贾貌粔蜢`活，所以很少在公共建筑設(shè)計(jì)中使用。而框架、剪力墻組合結(jié)構(gòu)則是結(jié)合了兩者的優(yōu)點(diǎn)、改善了其中的缺點(diǎn)，所以被廣泛應(yīng)用于高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。
3.高層建筑的結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)方案
3.1框架結(jié)構(gòu)體系
框架結(jié)構(gòu)主要承重結(jié)構(gòu), 由梁、柱、基礎(chǔ)構(gòu)成平面框架。對(duì)于框架柱而言, 軸壓比越小在往復(fù)水平上荷載下的滯回曲線也會(huì)越豐滿, 即耗能能力越大, 延性就愈好。
其優(yōu)點(diǎn): 建筑平面布置靈活, 可以依據(jù)自身的要求設(shè)計(jì)。
其缺點(diǎn): 框架結(jié)構(gòu)本身剛度不大, 抗側(cè)力能力差, 水平荷載作用下會(huì)產(chǎn)生較大的位移, 地震荷載作用下較易破壞。不高于巧層宜采用框架結(jié)構(gòu), 可以達(dá)到比較好的經(jīng)濟(jì)平衡點(diǎn)?？蚣荏w系中, 角柱的受力應(yīng)該比別的柱差, 為了防止角柱遭遇扭轉(zhuǎn)變形或是彎壓變形, 柱截面不宜過小,同時(shí)還要加密箍筋, 起到增加受壓區(qū)混凝土約束的作用。
注意事項(xiàng): 在框架結(jié)構(gòu)體系中, 一定要考慮高層建筑的底部柱, 柱截面的大小要注意: 在高層建筑中, 應(yīng)該盡量的三排柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案; 采用鋼管混凝土柱、勁鋼混凝土柱或是高強(qiáng)混凝土柱; 通過增加體積配箍率或是沿著柱身增加箍筋達(dá)到提高延性。
3.2剪力墻結(jié)構(gòu)體系
當(dāng)墻體受力主體全部由剪力構(gòu)成的話, 就會(huì)是剪力墻體機(jī)構(gòu), 剪力墻結(jié)構(gòu)體系是把建筑物墻體當(dāng)作承受荷載的結(jié)構(gòu)體系。對(duì)于剪力結(jié)構(gòu)墻間距一般為3一8m , 墻體同時(shí)作為維護(hù)及房間分隔構(gòu)件。
其優(yōu)點(diǎn): 其剛度、強(qiáng)度都比較高, 傳力直接均勻, 有一定的延性, 整體性好, 抗倒塌能力強(qiáng), 結(jié)構(gòu)體系特征明顯?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)整體性好, 剛度大, 在水平荷載作用下鋇U向變形小, 承載力要求容易滿足, 適于建造較高的高層建筑。抗震性能力強(qiáng), 承受力好。
其缺點(diǎn): 剪力結(jié)構(gòu)墻間距設(shè)計(jì)方面不能太大, , 空間平面布局不太靈活, 自重大, 開洞宜小等。
注意事項(xiàng): 在高層剪力墻結(jié)構(gòu)中, 連梁的設(shè)計(jì)收到很多制約, 剛度在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中, 與剪力墻相連并且允許開裂可作剛度折減的梁稱作連梁。應(yīng)該選用跨高比較大的連梁, 減少其剪切破壞, 按常規(guī)設(shè)計(jì)方法配筋, 進(jìn)行截面抗剪設(shè)計(jì), 保證其延性。聯(lián)系墻肢的連梁, 不僅會(huì)影響剪力墻的受力, 而且其本身的受力條件也比較復(fù)雜。在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中, 必須堅(jiān)持的原則就是強(qiáng)墻弱連梁, 對(duì)連梁的剛度要進(jìn)行折減, 降低其抗彎能力。
3.3筒結(jié)構(gòu)體系
以筒體為抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)體系統(tǒng)都稱為筒結(jié)構(gòu)體系, 它包含單筒, 多筒, 復(fù)合筒等, 它是由由一個(gè)或者幾個(gè)簡(jiǎn)體為主抵抗水平力。也有把簡(jiǎn)體結(jié)構(gòu)分為實(shí)腹筒、框筒及析架筒的說法。
其優(yōu)點(diǎn): 筒體結(jié)構(gòu)體系能使整個(gè)建筑猶如一個(gè)固定于基礎(chǔ)上的封閉空心的筒式懸臂梁來抵抗水平力, 其是以空間受力為主, 具有較大的剛度、強(qiáng)度、整體性, 各構(gòu)件受力比較合理,抗風(fēng)、抗震能力強(qiáng), 往往應(yīng)用于大跨度、大空間或超高層建筑。
其缺點(diǎn)：延展性能有問題, 并且全部此阿勇成本高, 造價(jià)高。
注意事項(xiàng): 在建筑是講多層筒體結(jié)構(gòu)組合在一起能夠產(chǎn)生更大抵抗水平荷載的能力, 使結(jié)構(gòu)具有更大抗力性, 這樣的結(jié)構(gòu)也是多筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì), 如加哥西爾斯大樓就是9 個(gè)筒結(jié)合在一起的多筒結(jié)構(gòu)使其具有更好的剛性和能力。當(dāng)然, 還可以讓筒體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和其他結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一起運(yùn)用, 如帶加強(qiáng)層的框架一一核心筒結(jié)構(gòu)與一般的框架一核心筒結(jié)構(gòu)在受力上更強(qiáng)大,當(dāng)然除了這幾種建筑結(jié)構(gòu)體系外, 還有其他一些結(jié)構(gòu)體系,如網(wǎng)架, 薄殼等。
4.建筑結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)、抗震、消防設(shè)計(jì)
（1）抗風(fēng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)上，要使用配比較高的砂石來保證地基的密實(shí)度，同時(shí)還要設(shè)置抗拔錨桿，以此來提高建筑基礎(chǔ)的抗拔強(qiáng)度。在減振系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，要多利用耗能支撐、剪力墻、樓板等組成的耗能減振系統(tǒng)來減少風(fēng)荷載對(duì)高層建筑的影響。對(duì)于風(fēng)荷載與水平力的問題，要對(duì)高風(fēng)壓區(qū)進(jìn)行加固。這主要是從水平壓力、水平荷載內(nèi)力等方面進(jìn)行綜合考慮，來為高層建筑進(jìn)行加固設(shè)計(jì)。
（2）抗震結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
①提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體規(guī)則性，以此確保承載力體系分布的合理性。②改善地基的抗震設(shè)計(jì)，即在簡(jiǎn)化建筑平面、提高地基的強(qiáng)度與高度的同時(shí)，將上部結(jié)構(gòu)的重點(diǎn)和群樁設(shè)置在同一直線之上。③在剪力墻的設(shè)計(jì)方面，要提高高層建筑承重結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力，以此來滿足承載力的耗能與延續(xù)性，這樣可以有效地提高高層建筑的抗震能力。
（3）消防結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
①防火間距上的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)時(shí)要全面的考慮間距在火災(zāi)中的隔斷、滅火功能，同時(shí)在設(shè)計(jì)時(shí)還要考慮到建筑結(jié)構(gòu)的耐火性問題以及排煙的問題。②對(duì)安全疏散結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，這主要是為了解決火災(zāi)中的疏散困難，在設(shè)計(jì)上：a.注意防煙區(qū)的設(shè)置；b.注意雙向疏散方面的設(shè)計(jì)，如合理安排避難層等。③在設(shè)計(jì)上注意分割結(jié)構(gòu)的安排，這主要是為了控制火勢(shì)與煙霧的范圍，這方面一般使用的是垂直的樓板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式、水平的單元墻以及防火墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以及相關(guān)的排煙、防火門等裝置的設(shè)計(jì)。
5結(jié)語
總而言之，高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法多種多樣，但是不論使用哪一種方法都要建立在施工的可行性的基礎(chǔ)之上，施工技術(shù)必須嚴(yán)格依照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，如果出現(xiàn)施工不可行的情況下，重新審視設(shè)計(jì)規(guī)范。高層建筑混凝土施工技術(shù)是科學(xué)元素和技術(shù)元素的融合和應(yīng)用，它的實(shí)現(xiàn)過程必然需要建筑施工各環(huán)節(jié)基礎(chǔ)技術(shù)的支持和管理理論的強(qiáng)化。所以，設(shè)計(jì)與施工的相輔相成才是實(shí)現(xiàn)合理、科學(xué)節(jié)約成本的有效措施。
參考文獻(xiàn)
第3篇：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文范文
關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；探討
中圖分類號(hào)： TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的原則
1.1 選用適當(dāng)?shù)挠?jì)算簡(jiǎn)圖：
結(jié)構(gòu)計(jì)算式在計(jì)算簡(jiǎn)圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，計(jì)算簡(jiǎn)圖選用不當(dāng)則會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)安全的事故常常發(fā)生，所以選擇適當(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)造措施來保證。實(shí)際結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)不可能是純粹的鉸結(jié)點(diǎn)和剛結(jié)點(diǎn)，但與計(jì)算簡(jiǎn)圖的誤差應(yīng)在設(shè)計(jì)允許范圍之內(nèi)。
1.2 選擇合適的基礎(chǔ)方案：
基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)條件，上部結(jié)構(gòu)類型與載荷分布，相鄰建筑物影響及施工條件等多種因素進(jìn)行綜合分析，選擇經(jīng)濟(jì)合理的基礎(chǔ)方案，設(shè)計(jì)時(shí)宜最大限度地發(fā)揮地基的潛力，必要時(shí)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，對(duì)一些缺少地質(zhì)報(bào)告的建筑應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)查看和參考臨近建筑資料。通常情況下，同一結(jié)構(gòu)單元不宜用兩種不同的類型。
1.3 合理選擇構(gòu)方案：
一個(gè)合理的設(shè)計(jì)必須選擇一個(gè)經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)方案，也就是要選擇一個(gè)切實(shí)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(jiǎn)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。總而言之，必須對(duì)工程的設(shè)計(jì)要求、材料供應(yīng)、地理環(huán)境、施工條件等情況進(jìn)行綜合分析，并與建筑、電、水、暖等專業(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)應(yīng)進(jìn)行多方案比較，擇優(yōu)選用。
1.4 正確分析計(jì)算結(jié)果
：在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中普遍采用計(jì)算機(jī)技術(shù)，但是由于目前軟件種類繁多，不同軟件往往會(huì)導(dǎo)致不同的計(jì)算結(jié)果。因此設(shè)計(jì)師應(yīng)對(duì)程序的適用范圍、條件等進(jìn)行全面了解。在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)時(shí)，由于結(jié)構(gòu)實(shí)際情況與程序不相符合，或人工輸入有誤，或軟件本身有缺陷均會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的計(jì)算結(jié)果，因而要求結(jié)構(gòu)工程師在拿到電算結(jié)果時(shí)應(yīng)認(rèn)真分析，慎重校核，做出合理判斷。
1.5 采取相應(yīng)的構(gòu)造措施：
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)始終要牢記“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)壓若拉原則”，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，尤其是鋼筋的執(zhí)行段錨固長(zhǎng)度；考慮溫度應(yīng)力的影響力。
2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
2.1 軸向變形不容忽視：高層建筑中，豎向載荷很大，能在柱中引起較大的軸向變形，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；此外還會(huì)對(duì)預(yù)測(cè)構(gòu)件的下料長(zhǎng)度產(chǎn)生影響，要求根據(jù)軸向變形計(jì)算值，對(duì)下料長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整；另外對(duì)構(gòu)件剪力和側(cè)移產(chǎn)生影響，與考慮構(gòu)件豎向變形比較，會(huì)得出偏于不安全的結(jié)果。
2.2 結(jié)構(gòu)延性是重要設(shè)計(jì)指標(biāo)：相對(duì)于底層建筑而言，高層建筑的結(jié)構(gòu)更柔和一些，在地震作用下的變形更大一些。為了使高層建筑結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性變形階段后仍具有較強(qiáng)的變形能力，避免倒塌，特別需要在構(gòu)造上采取恰當(dāng)?shù)拇胧?，來保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。
2.3 水平荷載成為決定因素：一方面，因?yàn)楦邔咏ㄖ欠孔灾睾蜆敲媸褂煤奢d在豎構(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，僅與建筑高度的一次方成正比；而水平荷載對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩以及由此在豎構(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)某一定高度樓房來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用，其數(shù)值是隨結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的不同而有較大幅度變化。
3 高層建筑結(jié)構(gòu)的相關(guān)問題分析
3.1 結(jié)構(gòu)的超高問題：在抗震規(guī)范和高規(guī)范中，對(duì)結(jié)構(gòu)的總高度有著嚴(yán)格的限制，尤其是新規(guī)范中針對(duì)以前的超高問題，除了將原來的限制高度設(shè)定為 A 級(jí)高度以為，增加了 B 級(jí)高度，處理措施與設(shè)計(jì)方法都有較大改變。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，出現(xiàn)過由于結(jié)構(gòu)類型的變更而忽略該問題，導(dǎo)致施工圖審查時(shí)未予通過，必須重新進(jìn)行設(shè)計(jì)或需要開專家會(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。
3.2 短肢剪力墻的設(shè)置問題：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)數(shù)據(jù)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。
3.3 嵌固端的設(shè)置問題：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)等問題，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。
3.4 結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問題：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)。
第4篇：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文范文
關(guān)鍵詞:高層建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);抗震概念;應(yīng)用
防震設(shè)計(jì)是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必不可少的一部分，并且地震是一種無法消除的自然災(zāi)害。因此，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)采取科學(xué)、合理的措施來降低地震對(duì)高層建筑物的危害系數(shù)，以提高高層建筑物的穩(wěn)定性，從而保證人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全，這同時(shí)也是我國高層建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工藝不斷優(yōu)化的必然結(jié)果。
1高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震概念概述
地震的發(fā)生是無規(guī)律的，因此做好高層建筑物的防震設(shè)計(jì)是十分必要的。實(shí)踐證明，只有利用科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)措施，整體布局高層建筑的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，才能降低地震對(duì)于高層建筑物的危害。一般抗震設(shè)計(jì)是從抗震值和抗震措施兩個(gè)方面進(jìn)行的，其過程是:地震情況統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)分析、提出概念?？拐鸶拍钤O(shè)計(jì)的主要內(nèi)容就是保證高層建筑整體的穩(wěn)固性和細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)的抗震性。簡(jiǎn)單地說，抗震概念設(shè)計(jì)就是基于工程抗震的基本理論和實(shí)際的抗震經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出的工程抗震概念，是決定建筑物抗震能力的基礎(chǔ)?？拐鸶拍钤O(shè)計(jì)中包含空間作用、非線性性質(zhì)、材料時(shí)效、阻尼變化等多種不確定的因素?？拐鸶拍钤O(shè)計(jì)的原則是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單性、剛度適宜性、勻稱性、整體性。例如在一些地震頻發(fā)的地區(qū)設(shè)計(jì)高層建筑時(shí)，應(yīng)該考慮都高層建筑上下部分結(jié)構(gòu)性質(zhì)不同的問題。
2高層建筑架構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用策略
2．1合理的場(chǎng)地
高層建筑物的建設(shè)地點(diǎn)也是保障建筑工程施工質(zhì)量的關(guān)鍵因素。選擇合理的建筑施工場(chǎng)地，不僅可以減少企業(yè)的投入成本，還能提高建筑物的穩(wěn)固性。因此，施工人員可以利用現(xiàn)代先進(jìn)科技設(shè)施來選擇理想的地段。場(chǎng)地的選擇應(yīng)當(dāng)避開地震危險(xiǎn)地段，如地震時(shí)會(huì)發(fā)生崩塌、地裂以及在高強(qiáng)度地震下容易發(fā)生地表錯(cuò)位的場(chǎng)地。一般地震危險(xiǎn)地段包括斷層區(qū)、坡度陡峭的山區(qū)、存在液化和夾層的坡地以及大面積采空的地區(qū)。如發(fā)生嚴(yán)重地震的四川北川地區(qū)，其區(qū)域特點(diǎn)是縣境內(nèi)地形切割強(qiáng)烈，地形起伏大，相對(duì)高差超過1000m，溝谷谷坡一般大于25°，部分達(dá)40°～50°，甚至陡立。并且地貌類型以侵蝕構(gòu)造山地、侵蝕溶蝕山地為主。另外在縣境內(nèi)還存在一條斷裂帶。這也就是北川地區(qū)成為汶川地震重災(zāi)區(qū)的原因，該地區(qū)的地震宏觀烈度達(dá)到了Ⅺ度。因此，建設(shè)高層建筑的重點(diǎn)就是選擇地勢(shì)開闊、平坦以及中硬場(chǎng)地土。如我國中部平原地區(qū)，其地勢(shì)平坦，并且屬于地震低發(fā)區(qū)。當(dāng)然，如果無法避免區(qū)域限制，那么也可以選擇抗震性比較好的地區(qū)，如避免存在孤立山包的區(qū)域以及表面覆蓋層厚度較小的區(qū)域?？傊虻刂埔?，選擇合適的高層建筑建筑建設(shè)場(chǎng)地是保證高層建筑物穩(wěn)定性的最佳途徑。
2．2合理布局建筑平面
建筑物的房屋布置和結(jié)構(gòu)布置都是影響高層建筑物穩(wěn)定性的重要因素。依據(jù)抗震的概念，合理布局能夠有效提高高層建筑物的抗震能力，延長(zhǎng)建筑的使用年限。一般施工人員都會(huì)根據(jù)地震系數(shù)選擇適當(dāng)?shù)慕ㄖ锔叨群蛯挾?，使高層建筑的抗震能力達(dá)到最大值。建筑平面的布置可以從四個(gè)方面考慮:一是布置平面時(shí)，應(yīng)當(dāng)遵循簡(jiǎn)單、對(duì)稱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以減少偏心;二是應(yīng)當(dāng)保證質(zhì)量和剛度變化均勻，避免樓層錯(cuò)層問題;三是盡量設(shè)計(jì)合理的平面長(zhǎng)度，且建筑物突出的長(zhǎng)度也應(yīng)該符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn);四是盡量避免采用角部重疊的平面圖形以及細(xì)腰形平面圖形。如早前發(fā)生在墨西哥的地震，相關(guān)人員在地震發(fā)生后對(duì)房屋的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。據(jù)數(shù)據(jù)表明，建筑物剛度明顯不對(duì)稱會(huì)增加15%的地震破壞率，拐角形建筑會(huì)增加42%的地震破壞率，因此，高層建筑施工人員應(yīng)該科學(xué)合理的設(shè)置建筑平面。此外，現(xiàn)澆鋼筋混凝土高層建筑適用高度的確定需要考慮地區(qū)的地震烈度，如高層建筑的抗震墻在烈度系數(shù)達(dá)到6的地區(qū)，其最高適宜高度為130米;在烈度系數(shù)為7的地區(qū)，最高適宜高度為120米?？傊?，合理的高層建筑物平面布局是保證高層建筑抗震能力的關(guān)鍵。
2．3合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅要滿足抗震要求，還要滿足經(jīng)濟(jì)、功能齊全、施工技術(shù)等要求。在設(shè)計(jì)高層建筑結(jié)構(gòu)時(shí)要考慮實(shí)際的場(chǎng)地環(huán)境和建筑物本身的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。另外，結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)還應(yīng)該滿足對(duì)稱性。總之，對(duì)于高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該從各個(gè)方面綜合考慮。首先，高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需要考慮多種影響因素，除材料、施工、地基、防烈度等因素外，還要考慮經(jīng)濟(jì)因素，之后才能確定建筑物結(jié)構(gòu)類型。有利于防震的建筑平面設(shè)計(jì)包括方形、圓形、矩形、正六邊形、正八邊形等，不利于防震的建筑平面設(shè)計(jì)包括多塔形、錯(cuò)層、樓板開口等。次外，如果建設(shè)的高層建筑屬于純框架高層建筑，那么設(shè)計(jì)人員應(yīng)避免出現(xiàn)框架柱傾斜、樓體傾斜等問題。因?yàn)槿绻蚣苤鶅A斜，一旦發(fā)生地震就會(huì)出現(xiàn)剪切破壞問題，造成高層建筑的嚴(yán)重?fù)p壞。其次，更為重要的是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一定要遵循對(duì)稱原則，避免扭轉(zhuǎn)問題的出現(xiàn)。如果高層建筑結(jié)構(gòu)采取對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，那么當(dāng)發(fā)生地震時(shí)，其建筑物只會(huì)發(fā)生平移震動(dòng)，建筑物各個(gè)部分的受力比較均勻，從而降低地震對(duì)高層建筑的破壞程度。
2．4設(shè)置多條防震線
設(shè)置防震線是為了提高高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震系數(shù)，提高建筑物體的穩(wěn)固性。之所以設(shè)置多條防震線是因?yàn)榻ㄖ镏懈鱾€(gè)部分的結(jié)構(gòu)和功能是不相同的，設(shè)計(jì)相應(yīng)的反震線能整體提高高層建筑物的抗震能力。設(shè)置多條防震線的優(yōu)勢(shì)在于如果發(fā)生地震時(shí)，第一道防線的抗側(cè)力構(gòu)件在遭到破壞之后，其地震的沖擊力和破壞力就會(huì)減弱。這樣當(dāng)?shù)卣鸾?jīng)過多道防震線之后，地震的破壞力就會(huì)降到最低。如尼加拉瓜的馬拉瓜市的美洲銀行大廈，就是應(yīng)用多道防震線的典型建筑，其大樓采用的是11.6米*11.6米的鋼筋混凝土芯筒作為主要的抗震和防風(fēng)構(gòu)件，并且該芯筒又由四個(gè)小芯筒組成。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，該高層建筑對(duì)于地震的反應(yīng)用數(shù)據(jù)表示是，當(dāng)發(fā)生地震時(shí)，其四個(gè)小芯筒的結(jié)構(gòu)底部地震剪力值達(dá)到了27000KN，結(jié)構(gòu)底部地震傾覆力矩達(dá)到了370000KN•m，其結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移值為120毫米?？偠灾?，設(shè)置多條防震線提高高層建筑物防震能力的重要手段。尤其是在社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，重視抗震概念的設(shè)計(jì)是延長(zhǎng)高層建筑物使用年限，提高我國建筑工藝水平的關(guān)鍵。
3總結(jié)
綜上所述，隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的不斷增長(zhǎng)，高層建筑物的數(shù)量也在迅速增長(zhǎng)。因此，做好高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震概念設(shè)計(jì)就凸顯的尤為重要。將抗震概念設(shè)計(jì)應(yīng)用到高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，不僅要考慮高層建筑結(jié)構(gòu)施工的各個(gè)方面，還要考慮各種外界因素以及抗震標(biāo)準(zhǔn)。這樣才能提高高層建筑的穩(wěn)定性，降低地震給高層建筑造成的危害程度，從而保證人們生命和財(cái)產(chǎn)的安全。
作者:周寶學(xué) 單位:浙江華坤建筑設(shè)計(jì)院有限公司
參考文獻(xiàn):
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第5篇：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文范文
關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；特點(diǎn)；原則；結(jié)構(gòu)體系；問題
1 高層建筑的設(shè)計(jì)的基本特點(diǎn)
高層建筑的設(shè)計(jì)特點(diǎn)大都集中的體現(xiàn)在側(cè)移、結(jié)構(gòu)延性、軸向變形和水平荷栽等方面。而在一些豎零件中，因樓房的自重問題及樓面的使用荷栽，最終產(chǎn)生的彎矩?cái)?shù)值還有軸力，它僅僅和樓房高度的成正比。再說，豎向荷載較水平荷載具有的不確定性而具有確定性。因此，水平荷載往往在高層建筑中起到?jīng)Q定性的作用。由于在水平荷載的作用下的結(jié)構(gòu)側(cè)移變形會(huì)伴隨著該高層建筑的樓層高度的增加會(huì)漸漸增大，所以結(jié)構(gòu)側(cè)移都是整個(gè)高層建筑設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素和控制指標(biāo)。此外，結(jié)構(gòu)延性也可以作為高層建筑設(shè)計(jì)的重要指標(biāo)。為了保證整個(gè)高層建筑擁有足夠的結(jié)構(gòu)延性，就需要使其結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性變形的階段時(shí)仍然具有較強(qiáng)的變形能力而不會(huì)使自身出現(xiàn)倒塌的現(xiàn)象，因此需要在其結(jié)構(gòu)的處理上采取相應(yīng)的措施。還有，在整個(gè)高層建筑的設(shè)計(jì)中，同樣不能忽視高層建筑的軸向變形因素影響。
2 高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則
1）基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案。在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的工程地質(zhì)條件，來對(duì)上層的結(jié)構(gòu)類型、載荷分布、鄰近建筑物影響和施工條件等諸多方面因素進(jìn)行綜合整理分析，以選擇最合適的，且最經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)方案?；A(chǔ)設(shè)計(jì)的時(shí)候還需要最大限度地發(fā)揮地基的作用，在有需要時(shí)甚至可以進(jìn)行地基的變形驗(yàn)算。除此之外，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)也必須要出具最為詳盡的地質(zhì)勘察報(bào)告，對(duì)那些缺少詳盡地質(zhì)報(bào)告的建筑，需要進(jìn)行細(xì)致的現(xiàn)場(chǎng)查看，同時(shí)還要參考附近的建筑資料。在一般的情況下，作為同一地區(qū)的結(jié)構(gòu)單元都不會(huì)用兩種各不相同的類型的基礎(chǔ)方案。
2）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。對(duì)于一個(gè)切實(shí)可行的結(jié)構(gòu)方案，實(shí)際上就是一個(gè)可以實(shí)際應(yīng)用的結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系的總稱。結(jié)構(gòu)體系的完備，就必須要做到受力明確、傳力簡(jiǎn)單。在簡(jiǎn)單的同一結(jié)構(gòu)單元中，不適合選擇用不同結(jié)構(gòu)的體系混合，如果位于地震區(qū)單元附近就應(yīng)該充分考慮平面及豎向規(guī)則。而從工程的具體上來說，就必須對(duì)工程中所有的具體情況進(jìn)行綜合的整理分析，并且與建筑方、電、水、暖等各個(gè)方面的供應(yīng)商進(jìn)行充分協(xié)商，在此等基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì)，以確定相應(yīng)的結(jié)構(gòu)方案。必要時(shí)，還要進(jìn)行多種方案綜合的比較。
3）計(jì)算設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖。作為結(jié)構(gòu)的計(jì)算工作，則是以計(jì)算簡(jiǎn)圖為基礎(chǔ)進(jìn)一步來開展的。若計(jì)算簡(jiǎn)圖選擇不當(dāng)，就會(huì)導(dǎo)致許多結(jié)構(gòu)安全的問題頻頻產(chǎn)生。所以選擇正確的計(jì)算簡(jiǎn)圖，這也是可以大大保證結(jié)構(gòu)安全的有力條件。同時(shí)，計(jì)算簡(jiǎn)圖也應(yīng)該有一定的構(gòu)造措施，以確保簡(jiǎn)圖本身在實(shí)際應(yīng)用中的適用程度。如實(shí)際的結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)不可能是純粹的鉸結(jié)點(diǎn)或剛結(jié)點(diǎn)，而與實(shí)際上的計(jì)算簡(jiǎn)圖的誤差就一定要控制在設(shè)計(jì)允許的誤差范圍內(nèi)。
4）計(jì)算結(jié)果分析。在計(jì)算形式上，如今都是采取一些計(jì)算機(jī)技術(shù)來進(jìn)行結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，網(wǎng)上的有關(guān)計(jì)算軟件也較多，不同的計(jì)算軟件也可能會(huì)產(chǎn)生不同的計(jì)算結(jié)果，出現(xiàn)不盡相同的狀況也就很正常了。此時(shí)，要求工程設(shè)計(jì)師應(yīng)對(duì)其計(jì)算機(jī)軟件的條件進(jìn)行合理的了解、運(yùn)用，以不至于在計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行一些輔助計(jì)算的時(shí)候，由于設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況與設(shè)計(jì)程序不符。有的軟件本身存在缺陷都可能對(duì)計(jì)算結(jié)果造成誤差。作為結(jié)構(gòu)工程師，在拿到計(jì)算機(jī)計(jì)算結(jié)果時(shí)，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行認(rèn)真的分析、判斷，使結(jié)果盡可能的正確，最終順利完成設(shè)計(jì)要求。
5）采取構(gòu)造措施。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要始終牢記“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)壓弱拉的原則”，同時(shí)還要注意構(gòu)件各方面的性能，增強(qiáng)了解某些薄弱部位的受力性，注意鋼筋的錨固長(zhǎng)度、力度等，尤其是鋼筋的執(zhí)行段錨固的長(zhǎng)度問題；最后還要充分考慮溫度應(yīng)力對(duì)材料的影響因素。
3 高層建筑結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)
1）框架與剪力墻設(shè)計(jì)。當(dāng)施工中單一的框架體系的強(qiáng)度和剛度無法滿足施工的實(shí)際要求時(shí)，這就需要在建筑平面的某些適當(dāng)位置設(shè)立相應(yīng)的增加較大的剪力墻來替代一部分框架，如此就形成了框架一剪力墻體系。在受到水平方向力的影響時(shí)，框架和剪力墻都需要通過有足夠大的剛度的樓板及連梁組成的協(xié)同工作的結(jié)構(gòu)體系。
2）剪力墻體系設(shè)計(jì)。當(dāng)承受力的主體結(jié)構(gòu)主體部分全部都是由平面剪力墻構(gòu)件組成時(shí)，這就形成了剪力墻體系。而在這種體系當(dāng)中，一堵剪力墻就能夠承受全部的垂直荷載荷水平力。而剪力墻體系則屬于剛性結(jié)構(gòu)的一種，其位移的曲線一般都呈現(xiàn)為彎曲型。一般剪力墻體系自身的強(qiáng)度和剛度都很高，并且也具有一定的延展性、抗震、抗倒塌等性能，其也比較優(yōu)越，也是一種較為優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)體系，其能建的高度也大于框架一剪力墻的混合體系。
4 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注重的問題
1）注重結(jié)構(gòu)超高的問題。國家新出臺(tái)的抗震規(guī)范及其新規(guī)范，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的總體高度也有一定的限制，尤其是新規(guī)范中針對(duì)建筑物超高的問題有所規(guī)定。除此之外，又將以前高層建筑的高度限制，設(shè)定為A級(jí)高度以外，還新設(shè)立了B級(jí)高度，同時(shí)相應(yīng)的處理措施以及設(shè)計(jì)方案，也都有較大的改變。所以在工程師進(jìn)行實(shí)際的工程設(shè)計(jì)時(shí)，可能出現(xiàn)由于結(jié)構(gòu)類型改變而忽略此問題，將導(dǎo)致施工圖紙?jiān)龠M(jìn)行審查工作時(shí)未能通過，需要進(jìn)行重新的設(shè)計(jì)和召開相應(yīng)的專家會(huì)議來進(jìn)行確切論證，這時(shí)對(duì)工程的工期、造價(jià)等整體規(guī)劃都將造成很大的影響。
2）注重結(jié)構(gòu)規(guī)則性問題。當(dāng)前新舊規(guī)范中規(guī)則就出現(xiàn)了很大的差異，新規(guī)范中新增加了許多的限制條件，且新規(guī)范還增加了強(qiáng)制性的條文規(guī)定“即建筑不能采用嚴(yán)重不符合規(guī)范的設(shè)計(jì)方案?！彼?，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師首先就必須要注重對(duì)待新規(guī)范當(dāng)中的某些限制條件，以防止出現(xiàn)在施工后期設(shè)計(jì)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)階段的工作改動(dòng)等問題。
3）注重短肢剪力墻設(shè)置問題。短肢剪力墻的定義，在新的施工規(guī)范中可以看到，它就是墻肢截面的高厚比為5―8的墻體，而且根據(jù)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及工程師自身的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于短肢剪力墻在高層建筑中的應(yīng)用能力較低，同時(shí)也有比較高的限制。因此，在高層建筑的設(shè)計(jì)施工中，應(yīng)當(dāng)盡可能的減少采用或不用短肢剪力墻，以避免產(chǎn)生關(guān)于設(shè)計(jì)方面的不必要的麻煩等問題出現(xiàn)。
4）注重嵌固端設(shè)置問題。目前高層建筑大部分都自帶地下室和人防，這樣就有可能會(huì)將嵌固端設(shè)置在地下室的頂板上。當(dāng)然，也有可能會(huì)設(shè)置在人防頂板等等特殊位置。所以，在這個(gè)問題的處理上，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師經(jīng)常會(huì)忽視了由嵌固端的設(shè)置位置不當(dāng)帶來的一些需要注意的問題。例如嵌固端樓板本身的設(shè)計(jì)、嵌固端上下層剛度比的上限等問題。建筑工程必須設(shè)計(jì)嚴(yán)謹(jǐn)，任何一個(gè)細(xì)小的問題，都可能在未來的使用階段造成嚴(yán)重的后果與事故。
5 結(jié)束語
高層建筑的建設(shè)發(fā)展速度很快，如果設(shè)計(jì)時(shí)單一從質(zhì)量上考慮分析，其結(jié)果是不完善、不理想的。因?yàn)樵诟邔咏ㄖ慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，不能夠僅僅單一的重視結(jié)構(gòu)計(jì)算工作的準(zhǔn)確性，忽略整個(gè)結(jié)構(gòu)方案在實(shí)際施工中的應(yīng)用情況也不行。應(yīng)該設(shè)計(jì)出更加合理的結(jié)構(gòu)方案，以便選擇；應(yīng)該根據(jù)工程的實(shí)際情況來進(jìn)行具體的分析，并利用自身所掌握的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)對(duì)實(shí)際建筑設(shè)計(jì)中遇到了各種問題進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚恚赃_(dá)到工程設(shè)計(jì)、施工的全面質(zhì)量?jī)?yōu)化、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，且安全可靠，造價(jià)經(jīng)濟(jì)。
參考文獻(xiàn)
[1]張江.超高層建筑新型建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)應(yīng)用[J].新科學(xué)技術(shù)，2009（O1）.
第6篇：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文范文
關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；問題
1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的原則
1.1 選用適當(dāng)?shù)挠?jì)算簡(jiǎn)結(jié)構(gòu)計(jì)算式在計(jì)算簡(jiǎn)圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，計(jì)算簡(jiǎn)圖選用不當(dāng)則會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)安全的事故常常發(fā)生，所以選擇適當(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)造措施來保證。實(shí)際結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)不可能是純粹的鉸結(jié)點(diǎn)和剛結(jié)點(diǎn)，但與計(jì)算簡(jiǎn)圖的誤差應(yīng)在設(shè)計(jì)允許范圍之內(nèi)。
1.2 選擇合適的基礎(chǔ)方案：基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)條件，上部結(jié)構(gòu)類型與載荷分布，相鄰建筑物影響及施工條件等多種因素進(jìn)行綜合分析，選擇經(jīng)濟(jì)合理的基礎(chǔ)方案，設(shè)計(jì)時(shí)宜最大限度地發(fā)揮地基的潛力，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行地基變形驗(yàn)算?；A(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)有詳盡的地質(zhì)勘察報(bào)告，對(duì)一些缺少地質(zhì)報(bào)告的建筑應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)查看和參考臨近建筑資料。通常情況下，同一結(jié)構(gòu)單元不宜用兩種不同的類型。
1.3 合理選擇構(gòu)方案：一個(gè)合理的設(shè)計(jì)必須選擇一個(gè)經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)方案，也就是要選擇一個(gè)切實(shí)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(jiǎn)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?？偠灾仨殞?duì)工程的設(shè)計(jì)要求、材料供應(yīng)、地理環(huán)境、施工條件等情況進(jìn)行綜合分析，并與建筑、電、水、暖等專業(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)應(yīng)進(jìn)行多方案比較，擇優(yōu)選用。
1.4 正確分析計(jì)算結(jié)果：在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中普遍采用計(jì)算機(jī)技術(shù)，但是由于目前軟件種類繁多，不同軟件往往會(huì)導(dǎo)致不同的計(jì)算結(jié)果。因此設(shè)計(jì)師應(yīng)對(duì)程序的適用范圍、條件等進(jìn)行全面了解。在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)時(shí)，由于結(jié)構(gòu)實(shí)際情況與程序不相符合，或人工輸入有誤，或軟件本身有缺陷均會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的計(jì)算結(jié)果，因而要求結(jié)構(gòu)工程師在拿到電算結(jié)果時(shí)應(yīng)認(rèn)真分析，慎重校核，做出合理判斷。
1.5 采取相應(yīng)的構(gòu)造措施：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)始終要牢記“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)壓若拉原則”，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，尤其是鋼筋的執(zhí)行段錨固長(zhǎng)度；考慮溫度應(yīng)力的影響力。
2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
2.1 軸向變形不容忽視：高層建筑中，豎向載荷很大，能在柱中引起較大的軸向變形，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；此外還會(huì)對(duì)預(yù)測(cè)構(gòu)件的下料長(zhǎng)度產(chǎn)生影響，要求根據(jù)軸向變形計(jì)算值，對(duì)下料長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整；另外對(duì)構(gòu)件剪力和側(cè)移產(chǎn)生影響，與考慮構(gòu)件豎向變形比較，會(huì)得出偏于不安全的結(jié)果。
2.2 結(jié)構(gòu)延性是重要設(shè)計(jì)指標(biāo)：相對(duì)于底層建筑而言，高層建筑的結(jié)構(gòu)更柔和一些，在地震作用下的變形更大一些。為了使高層建筑結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性變形階段后仍具有較強(qiáng)的變形能力，避免倒塌，特別需要在構(gòu)造上采取恰當(dāng)?shù)拇胧?，來保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。
2.3 水平荷載成為決定因素：一方面，因?yàn)楦邔咏ㄖ欠孔灾睾蜆敲媸褂煤奢d在豎構(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，僅與建筑高度的一次方成正比；而水平荷載對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩以及由此在豎構(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)某一定高度樓房來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用，其數(shù)值是隨結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的不同而有較大幅度變化。
3 高層建筑結(jié)構(gòu)的相關(guān)問題分析
3.1 結(jié)構(gòu)的超高問題：在抗震規(guī)范和高規(guī)范中，對(duì)結(jié)構(gòu)的總高度有著嚴(yán)格的限制，尤其是新規(guī)范中針對(duì)以前的超高問題，除了將原來的限制高度設(shè)定為A級(jí)高度以為，增加了B級(jí)高度，處理措施與設(shè)計(jì)方法都有較大改變。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，出現(xiàn)過由于結(jié)構(gòu)類型的變更而忽略該問題，導(dǎo)致施工圖審查時(shí)未予通過，必須重新進(jìn)行設(shè)計(jì)或需要開專家會(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。
3.2 短肢剪力墻的設(shè)置問題：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)數(shù)據(jù)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。
3.3 嵌固端的設(shè)置問題：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)等問題，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。
3.4 結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問題：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)。
4 結(jié)語
近些年來，我國的高層建筑建設(shè)發(fā)展迅速。但從設(shè)計(jì)質(zhì)量方面來看，并不理想。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)方案的具體實(shí)際情況，應(yīng)作出合理的結(jié)構(gòu)方案選擇。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行具體分析掌握的知識(shí)處理實(shí)際建筑設(shè)計(jì)中遇到了各種問題。
參考文獻(xiàn)：
[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(huì)，2002.
第7篇：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文范文
Key words: tall building；structure design；control parameter
摘要：隨著我國高層建筑技術(shù)的迅速發(fā)展，高層建筑已經(jīng)成為城市空間中不可缺少的元素，成為城市的一道亮麗風(fēng)景。如何設(shè)計(jì)出舒適、安全同時(shí)又符合人們精神生活要求，且經(jīng)濟(jì)實(shí)用的建筑現(xiàn)已成為設(shè)計(jì)師們要首先解決的問題。本現(xiàn)就高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題進(jìn)行一些探討，希望能對(duì)我們以后的工作產(chǎn)生幫助，使設(shè)計(jì)水準(zhǔn)更上一層樓。 關(guān)鍵詞：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)控制參數(shù)
中圖分類號(hào)：[TU208.3] 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)：2095-2104（2012）
1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 當(dāng)前，我國的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多以追求建筑形象的新、奇、特為目標(biāo)，每棟高層都想表現(xiàn)自己，突出自我。而這樣的結(jié)果只能使整個(gè)城市顯得紛繁無序、生硬，建筑個(gè)體外部體量失衡，缺乏親近感，拒人于千里之外，造成這種現(xiàn)象的主要原因是缺乏對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)尺度的認(rèn)真仔細(xì)推敲。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的尺度的確難以把握，因它不同于日常生活用品。其主要原因有：一是高層建筑物的體量巨大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出人的尺度，二是高層建筑物不同于日常用品，在建筑中有很多要素不是單純根據(jù)功能這一方面的因素來決定它們的大小和尺寸的。
2高層建筑結(jié)構(gòu)體系簡(jiǎn)介
目前，高層建筑基本上都是采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)體系有框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)等，其中在高層住宅建筑中剪力墻結(jié)構(gòu)和框架剪力墻結(jié)構(gòu)使用較多。
2.1 剪力墻結(jié)構(gòu)
剪力墻結(jié)構(gòu)是用鋼筋混凝土墻板來代替框架結(jié)構(gòu)中的梁柱，作為豎向承重和抵抗側(cè)力的結(jié)構(gòu)，這種用鋼筋混凝土墻板來承受豎向和水平力的結(jié)構(gòu)稱為剪力墻結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)通常采用平面布置形式，由于剪力墻受豎向荷載和水平荷載共同作用，剪力墻應(yīng)雙向或多向布置。由于該結(jié)構(gòu)全部由剪力墻組成，其剛度比框架剪力墻結(jié)構(gòu)更好，常用于 40 層以下的高層住宅建筑等。該結(jié)構(gòu)高寬比不宜大于6，其高度應(yīng)考慮抗震要求。
2.2 框架剪力墻結(jié)構(gòu)
框架剪力墻結(jié)構(gòu)是由框架和剪力墻組合而成的結(jié)構(gòu)體系。其中剪力墻承受絕大部分水平荷載，框架承受豎向荷載，兩者共同受力，合理分工。剪力墻應(yīng)均勻布置在建筑物的周邊、電梯間、平面形狀變化較大和豎向荷載較大等部位。由于該結(jié)構(gòu)以框架結(jié)構(gòu)為主，剪力墻為輔助，因此，該結(jié)構(gòu)體系適用于 25 層以下的建筑，最高不宜大于 30 層。
3高層建筑各部位設(shè)計(jì)要點(diǎn)
3.1梁柱受力主筋位置的設(shè)計(jì) 在以下兩種情況下，框架柱的受力主筋和框架梁的受力主筋位置發(fā)生矛盾：（1）框架梁的截面寬度等于框架柱的邊長(zhǎng)。（2）框架梁的一邊和框架柱重合。
3.1.1節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)原則：框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則是“強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)柱弱梁”，首先保證框架受力主筋的位置。 3.1.2解決方法：（1）框架梁主筋在框架柱內(nèi)側(cè)通過。（2）為保證框架梁的截面尺寸，在框架梁靠近柱側(cè)四角增加4根鋼筋作為架立鋼筋。
3.2墻梁節(jié)點(diǎn)鋼筋設(shè)計(jì)
在框架、剪力墻結(jié)構(gòu)中，框架梁或者次梁直接擱置在核心筒體暗梁或過梁上，如果框架梁的截面和暗梁和過梁的截面高度相等，就造成框架梁主筋和核心筒暗梁或過梁主筋位置互相矛盾。
3.2.1節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的原則。根據(jù)固定端框架梁的彎距形式，框架梁在支座位置上鐵受拉，下鐵受壓；墻體暗梁或過梁受扭，盡量保證暗梁或連梁箍筋的完整性。
3.2.2解決方法：（1）過梁下鐵設(shè)置不超過六根主筋分為兩排布置，框架梁下鐵布置在過梁下鐵第一排和第二排鋼筋之間且框架梁的接頭位置全部位于支座附近，接頭按照50%的比例錯(cuò)開。（2）框架梁上鐵直接擱置在過梁上鐵上，保證框架梁主筋的錨固長(zhǎng)度滿足規(guī)范要求。根據(jù)GB50204-2000規(guī)范中規(guī)定，過梁的箍筋尺寸取負(fù)誤差，框架梁箍筋的尺寸取正誤差，從而保證過梁和框架梁保護(hù)層厚度。（3）將過梁或暗梁截面降低或減小5cm，框架梁上鐵直接錨固在過梁上，保證框架梁及樓板鋼筋的保護(hù)層的厚度。 3.3主梁論文秘籍網(wǎng)
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和次梁節(jié)點(diǎn)注意的問題 在框架剪力墻結(jié)構(gòu)中，主梁和次梁的節(jié)點(diǎn)非常重要，主次梁鋼筋的設(shè)計(jì)位置就成為我們關(guān)注的焦點(diǎn)。根據(jù)常規(guī)做法，次梁上鐵鋼筋在主梁鋼筋之上，板筋在次梁主筋之上，如果主次梁節(jié)點(diǎn)鋼筋設(shè)計(jì)不合理，就會(huì)造成板筋或次梁上鐵鋼筋保護(hù)層厚度過小，不利于結(jié)構(gòu)的抗震。 3.4高層建筑結(jié)構(gòu)的防火設(shè)計(jì)
高層建筑的防火設(shè)計(jì)，必須遵循“預(yù)防為主，防消結(jié)合”的消防工作方針，針對(duì)高層建筑發(fā)生火災(zāi)的特點(diǎn)，立足自防自救，采用可靠的防火措施，做到安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理。
4高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制參數(shù)
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中各控制參數(shù)的選取直接影響結(jié)構(gòu)的安全性、合理性等。因此。合理的選取各控制參數(shù)，有助于提高結(jié)構(gòu)整體控制的效率，也有助于使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加安全、經(jīng)濟(jì)合理。
4.1 軸壓比：限制結(jié)構(gòu)的軸壓比，以保證結(jié)構(gòu)的延性要求。當(dāng)不滿足規(guī)范要求時(shí)可以通過增大該墻、柱截面或提高該樓層墻、柱混凝土強(qiáng)度的辦法調(diào)整。
4.2 剪重比：限制各樓層的最小水平地震剪力，確保周期較長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)的安全。當(dāng)偏小且與規(guī)范限值相差較大時(shí)，可通過增強(qiáng)豎向構(gòu)件，加強(qiáng)墻、柱等豎向構(gòu)件的剛度的辦法調(diào)整。 4.3 剛重比：規(guī)范上限主要用于確定重力荷載在水平作用位移效應(yīng)引起的二階效應(yīng)是否可以忽略不計(jì)。當(dāng)不滿足規(guī)范下限要求時(shí)，可以通過調(diào)整增強(qiáng)豎向構(gòu)件，加強(qiáng)墻、柱等豎向構(gòu)件的剛度的辦法調(diào)整。
4.4 層間位移角：限制結(jié)構(gòu)在正常使用條件下的水平位移，確保高層結(jié)構(gòu)應(yīng)具備的剛度，避免產(chǎn)生過大的位移而影響結(jié)構(gòu)的承載力、穩(wěn)定性和使用要求。當(dāng)不滿足規(guī)范要求時(shí)，只能通過調(diào)整增強(qiáng)豎向構(gòu)件，加強(qiáng)墻、柱等豎向構(gòu)件的剛度的辦法調(diào)整。
4.5 層間位移比：限制結(jié)構(gòu)平面布置的不規(guī)則性，以避免產(chǎn)生過大的偏心而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。當(dāng)不滿足規(guī)范要求時(shí)，可以改變結(jié)構(gòu)平面布置，減小結(jié)構(gòu)剛心與質(zhì)心的偏心距達(dá)到規(guī)范要求。
4.6 周期比：限制結(jié)構(gòu)的抗扭剛度不能太弱，使結(jié)構(gòu)具有必要的抗扭剛度，減小扭轉(zhuǎn)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不利影響。當(dāng)不滿足規(guī)范要求時(shí)，只能通過調(diào)整改變結(jié)構(gòu)布置，提高結(jié)構(gòu)的抗扭剛度。
4.7 剛度比：主要為限制結(jié)構(gòu)豎向布置的不規(guī)則性，避免結(jié)構(gòu)剛度沿豎向突變，形成薄弱層。當(dāng)不滿足規(guī)范要求時(shí)，可以適當(dāng)加強(qiáng)本層墻、柱和梁的剛度，或適當(dāng)削弱上部相關(guān)樓層墻、柱和梁的剛度以滿足要求。
5以框架為例概述設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇
5.1框架計(jì)算簡(jiǎn)圖的處理
5.1.1無地下室的框架結(jié)構(gòu)
為了加強(qiáng)底層的整體性，可以在 0.00m附近設(shè)置基礎(chǔ)連系梁。由于基礎(chǔ)連系梁的設(shè)計(jì)僅為構(gòu)造設(shè)計(jì)，無法平衡底部柱腳的彎矩，更不能夠作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部分，底層計(jì)算高度 H 顯然不能取用基礎(chǔ)連系梁頂面到一層樓蓋頂面的高度。正確的設(shè)計(jì)是：柱的 H 值取用基礎(chǔ)頂面至連系梁頂面的高度，也就是把基礎(chǔ)連系梁以下的部分看作底層，而把實(shí)際建筑的底層作為第二層計(jì)算，層高取用連系梁頂層至一層樓面的高度。當(dāng)采用這樣確定計(jì)算簡(jiǎn)圖時(shí)，應(yīng)注意底層柱的配筋應(yīng)取用基礎(chǔ)連系梁頂面和基礎(chǔ)頂面中較大內(nèi)力設(shè)計(jì)值進(jìn)行計(jì)算。 5.1.2帶有地下室的框架結(jié)構(gòu)
關(guān)鍵是合理確定上部結(jié)構(gòu)的嵌固位置。而《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》和《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》都沒有明確提出具置，需要我們根據(jù)工程的實(shí)際情況來分析。采用箱型基礎(chǔ)或者能夠滿足《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的地下室結(jié)構(gòu)時(shí)，可以將地下室頂作為框架上部結(jié)構(gòu)的嵌固位置。在利用 PKPM進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，樓層總數(shù)僅輸入地下室以上的實(shí)際層數(shù)，底層的實(shí)際層高就是層高H。這樣設(shè)計(jì)的地震作用和實(shí)際情況較為接近，但是豎向荷載的計(jì)算僅計(jì)算到底層的柱底處。當(dāng)?shù)叵陆Y(jié)構(gòu)是采用的筏板基礎(chǔ)，嵌固位置最好取在基礎(chǔ)頂面。在利用電算時(shí)，總層數(shù)應(yīng)為實(shí)際的樓層數(shù)加上地下室的層數(shù)。如當(dāng)建筑地上 6 層時(shí)，地下 2 層時(shí)，總層數(shù)取 8層。按此確定的計(jì)算簡(jiǎn)圖經(jīng)整體計(jì)算后，地震作用相對(duì)保守，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較安全。
5.2結(jié)構(gòu)計(jì)算參數(shù)的選取
5.2.1 地震力的振型組合數(shù) 地震力的振型組合數(shù)，對(duì)高層建筑，當(dāng)不考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)計(jì)算時(shí)，至少應(yīng)取 3，當(dāng)振型系數(shù)多于 3 時(shí)，宜取 3 的倍數(shù)，但不應(yīng)多于房屋的層數(shù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》指出，合適的振型個(gè)數(shù)一般可以取振型參與質(zhì)量達(dá)到總質(zhì)量的 90%所需的振型數(shù)。SATWE 已有這種功能，可以很方便地輸出這種參與質(zhì)量的比值。此外，由于耦合計(jì)算的地震剪力通常小于非耦合計(jì)算，僅結(jié)構(gòu)存在明顯扭轉(zhuǎn)時(shí)才采用耦合計(jì)算，但在必要時(shí)應(yīng)補(bǔ)充非耦合計(jì)算。 5.2.2 框架結(jié)構(gòu)活荷載的最不利布置、組合
當(dāng)活荷載較大時(shí)，是否進(jìn)行活荷載的最不利布置、組合對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響非常大。使程序給定的梁設(shè)計(jì)彎矩放大系數(shù)，也不一定能反映出工程實(shí)際應(yīng)力分布的情況，有可能造成結(jié)構(gòu)不安全或保守。應(yīng)注意的是 PKPM中無法區(qū)分荷載規(guī)范，因此很難實(shí)現(xiàn)“荷載規(guī)范”區(qū)分荷載種類和樓面荷載折減系數(shù)的要求，程序中不區(qū)分不同的樓面活荷載類型，一般均按樓面活荷載類型考慮并取相應(yīng)的折減系數(shù)，PKPM計(jì)算程序?qū)敲婊詈奢d的折減是不全面的，使用 PKPM計(jì)算時(shí)，應(yīng)考慮區(qū)分不同構(gòu)件進(jìn)行分步計(jì)算，并在荷載輸入時(shí)將樓面活荷載折減。風(fēng)荷載體型系數(shù)的選取應(yīng)注意，當(dāng)多個(gè)建筑物，特別是群集的高層建筑，相互間距較近時(shí)，宜考慮風(fēng)力相互干擾的群體效應(yīng)；一般可將單獨(dú)建筑物的體型系數(shù)乘以相互干擾增大系數(shù)，該系數(shù)可參考類似條件的試驗(yàn)資料確定；必要時(shí)宜通過風(fēng)洞試驗(yàn)得出。
6結(jié)束語
第8篇：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文范文
【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；常見問題；施工質(zhì)量；設(shè)計(jì)質(zhì)量
引言
一直以來，支撐和滿足建筑空間嘴重要的一個(gè)體系就是建筑結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)它是一門非常具有學(xué)問的學(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，和新技術(shù)的不斷進(jìn)步，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也在不斷地進(jìn)步著。即便如此，它的基本原理卻是一成不變的，因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最根本的理論依據(jù)就非這些基本原理構(gòu)莫屬了。雖然我們并不會(huì)經(jīng)常在工程師的圖紙上看到這些基本原理，但是有一點(diǎn)我們不能否認(rèn)，那就是始終指導(dǎo)與貫穿著結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)全過程的正是這些基本原理。在實(shí)際操作之中, 因?yàn)椴煌脑? 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員容易在砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、屋面梁與配筋、高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)等等環(huán)節(jié)出現(xiàn)一些問題，導(dǎo)致失誤。主要問題有以下幾點(diǎn):
1 砌體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
1.1 多層砌體房屋的建筑局部尺寸都不能滿足抗震要求，此部位沒有設(shè)構(gòu)造筋。國家有關(guān)條例規(guī)定，抗震設(shè)防烈度為6度、7度時(shí)，承重窗間墻最小寬度、承重外墻盡端至門窗洞邊的最小距離、非承重外墻盡端至門窗洞邊的最小距離、內(nèi)墻陽角至門窗洞邊的最小距離不應(yīng)當(dāng)小于lm。結(jié)構(gòu)破壞最容易的地方就是這些局部部位，在這些部位不能滿足要求的條件下，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)采取一定的彌補(bǔ)措施，例如：采取加強(qiáng)的構(gòu)造柱、增加橫向配筋等措施。
1.2 房屋四角與其余部位構(gòu)造柱采用一樣的配筋。建筑抗震有關(guān)規(guī)定，房屋四角構(gòu)造柱可適當(dāng)加大配筋和截面。有些設(shè)計(jì)人員不論什么部位，都采用一樣的設(shè)置，這種做法會(huì)導(dǎo)致各種柱體的作用得不到充分發(fā)揮，還會(huì)造成浪費(fèi)。比如房屋外墻最容易損壞的部位就是它的四個(gè)角，在構(gòu)造柱的設(shè)計(jì)上面，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)。
1.3 砌體結(jié)構(gòu)布置方式可以有幾下分析：橫墻共同承重的結(jié)構(gòu)布置。對(duì)于空間較大的，設(shè)有沿進(jìn)深方向的梁支承于縱墻上，就讓縱墻來承擔(dān)其重量。樓板沿縱向擱置, 就會(huì)形成橫墻承擔(dān)重量，橫墻間距不入,一般就能滿足抗震的需求，,同時(shí)縱墻因?yàn)榇嬖谳S壓力，所以就提高了抗剪的能力。另一方案就是縱墻承重與橫墻承重沿豎向交替布置，但是此種方案在實(shí)際操作中使用的并不多見。縱墻承重的結(jié)構(gòu)布置方案，橫墻間距大、數(shù)量小，并且軸壓力較小,所以對(duì)抗震極其不利，縱墻多容易引起彎曲破壞所以在選用的時(shí)候要小心謹(jǐn)慎才是?；旌铣兄亟Y(jié)構(gòu)布置的方式較為各異 ，,比如內(nèi)框架砌體結(jié)構(gòu)、底層框架砌體結(jié)構(gòu)和局部框架砌體結(jié)構(gòu)等等。此結(jié)構(gòu)體系由兩種結(jié)構(gòu)體系組成，彈性模量以及動(dòng)力性能兩種，這兩個(gè)組成部分相差較大，所以抗震結(jié)構(gòu)形式并不是很好。但它能滿足建筑使用的要求。使用空間也很大。總之,選擇哪種砌體結(jié)構(gòu)是抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，應(yīng)當(dāng)從抗震的概念設(shè)計(jì)出發(fā),綜合建筑使用功能、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和施工等方面來正確選擇。
2 屋面梁和配筋
2.1 屋面梁配筋太少。結(jié)構(gòu)建模時(shí)，設(shè)計(jì)人員為了方便，屋面梁直接使用和層梁一樣的尺寸。因?yàn)槲菝媪汉奢d很小，計(jì)算結(jié)果配筋很少，因此屋面梁在溫度變化、混凝土收縮和受力等作用下因配筋率過低導(dǎo)致裂縫寬度較大。
2.2 受扭屋面梁缺少必要的腰筋。對(duì)于一般的梁，為了保持鋼筋骨架的剛度，同時(shí)為了承受溫度和收縮應(yīng)力及防止梁腹出現(xiàn)過大的裂縫，一般構(gòu)造措施為梁腹板高度大于450mm時(shí)加設(shè)腰筋，它的間距要小于200mm，然后拉筋勾連。對(duì)于受扭構(gòu)件有關(guān)條例的規(guī)定，其縱向受力鋼筋的間距應(yīng)小于200mm與梁截面短邊長(zhǎng)度。對(duì)于設(shè)置懸挑檐口的屋面梁，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中誤等同一般梁，未按受扭構(gòu)件設(shè)計(jì)配筋。
2.3 樓層平面剛度。一些設(shè)計(jì)在缺乏基本的結(jié)構(gòu)觀念以及結(jié)構(gòu)布置缺乏必要措施的時(shí)候，采用樓板變形的計(jì)算程序。即使程序的編程在數(shù)學(xué)力學(xué)模型上是成立的，甚至是準(zhǔn)確無誤的，可是在確定樓板變形程度上卻很難做得非常精確。首先計(jì)算的大前提都做不到“精確”，就更不要指望其結(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)備過大等現(xiàn)象。為了使程序的計(jì)算結(jié)果基本上反映結(jié)構(gòu)的真實(shí)受力狀況而不會(huì)導(dǎo)致根本性的誤差，設(shè)計(jì)時(shí)就要盡量將樓層設(shè)計(jì)成剛性樓面。
3 高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中， 高層建筑結(jié)構(gòu)平面和立面形式的選擇，要讓建筑的三心，即幾何形心、剛度中心和結(jié)構(gòu)重心盡量匯于一點(diǎn)，也就是三心合一。加入在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不能做到這一點(diǎn)，那么就會(huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)問題。扭轉(zhuǎn)問題就是結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下發(fā)生的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)效應(yīng)。 它在風(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，為避免由此產(chǎn)生的危害，就要求在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的同時(shí)，選擇合理的結(jié)構(gòu)形式以及平面布局，盡量地讓建筑物達(dá)到三心合一的效果，因此在選擇的時(shí)候，平面以及立面形式是極其關(guān)鍵的。高層建筑的平面一般要采用簡(jiǎn)單、規(guī)則和對(duì)稱的形狀，而至于非常復(fù)雜的平面形式，是要盡量避免使用的，以往震害的資料表明，高層建筑物容易造成震害的主要原因就在于。平面布置不對(duì)稱、過多的外凸和內(nèi)凹等復(fù)雜形式。在高層結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)體系的選擇、布置和構(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，不僅要考慮結(jié)構(gòu)安全因素，而且要綜合考慮建筑美觀、結(jié)構(gòu)合理和便于施工以及工程造價(jià)等多方面因素。資料及力學(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，因此會(huì)帶來破壞，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)盡量避免。至于完全對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，也應(yīng)注意凸出部分的尺寸比例。對(duì)于凸出部分過長(zhǎng)的，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中就應(yīng)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并連續(xù)，避免結(jié)構(gòu)的剛度突變及出現(xiàn)軟弱層。剛度突變和軟弱層的出現(xiàn)一般都是由于切斷剪力墻造成的，如果在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要求一定要切斷少數(shù)剪力墻時(shí)，其他剪力墻在該切斷層處就要必須加強(qiáng)。總之，標(biāo)新立異的平面和立面設(shè)計(jì)是以結(jié)構(gòu)的抗震及安全性能為代價(jià)的。
4 總結(jié)
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的推動(dòng)者和執(zhí)行者就是結(jié)構(gòu)工程師。因此。想要讓建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加可靠、經(jīng)濟(jì)、安全、適用，就必須充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)工程師的突破能力。這就需要工程界和教育界直接共同配合。不但要加強(qiáng)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，加快新型高強(qiáng)、輕質(zhì)、環(huán)保建材的研究應(yīng)用，還要推廣概念設(shè)計(jì)思想。相信在我們的共同努力與配合下，我們的設(shè)計(jì)水平一定會(huì)有很大的提高。
參考文獻(xiàn)
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第9篇：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文范文
【關(guān)鍵詞】結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)優(yōu)化；結(jié)構(gòu)類型
0引言
建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化，即在一些建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案中選取最優(yōu)的或最適宜的設(shè)計(jì)方案，它參照數(shù)學(xué)中的模型最優(yōu)化原理應(yīng)用到建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化比選中。研究發(fā)現(xiàn)，建筑結(jié)構(gòu)在使用過程中是否穩(wěn)定、耐久、合理等，主要決定于在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)選定的結(jié)構(gòu)類型是否最優(yōu)、是否最符合工程結(jié)構(gòu)的需要。對(duì)于同一座建筑工程項(xiàng)目，不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師知識(shí)儲(chǔ)備不同，因此可能會(huì)設(shè)計(jì)出不同的結(jié)構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)體系，但經(jīng)過結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化、從而選取最優(yōu)化的結(jié)構(gòu)類型，提高建筑結(jié)構(gòu)的使用壽命、穩(wěn)定性能。
1建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的主要因素
1.1荷載設(shè)計(jì)
研究發(fā)現(xiàn)，任何一座建筑結(jié)構(gòu)都需要受到水平力和豎向荷載的作用，同時(shí)建筑還要承受較大的風(fēng)荷載、地震力的作用等。當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)的整體高度比較低時(shí)，由結(jié)構(gòu)本身的重力引起的豎向荷載對(duì)結(jié)構(gòu)的作用比較明顯，而水平荷載作用在結(jié)構(gòu)上，產(chǎn)生的內(nèi)力和位移比較小，往往在計(jì)算時(shí)不考慮水平荷載的作用；若在較高層建筑設(shè)計(jì)中，雖然所受到的豎向荷載仍對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大程度的影響，但水平荷載對(duì)建筑結(jié)構(gòu)本身的影響比豎向荷載產(chǎn)生的影響更加強(qiáng)烈。研究表明，隨著建筑結(jié)構(gòu)整體高度的逐漸增加，水平荷載對(duì)建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響越將會(huì)越來越大，因此，在建筑結(jié)構(gòu)高度較高時(shí)，結(jié)構(gòu)所承受的水平荷載對(duì)結(jié)構(gòu)的影響則不可忽視。
1.2選取結(jié)構(gòu)類型較輕的
在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程中，要盡量選取結(jié)構(gòu)體較輕的。在現(xiàn)代結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員越來越重視選用輕質(zhì)高強(qiáng)材料，從而做大程度上減輕整體結(jié)構(gòu)的自重。由于在多層建筑結(jié)構(gòu)中，水平荷載對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響處于較次要地位，結(jié)構(gòu)所承受的主要荷載是豎向荷載。由于多層建筑樓層較少，整體高度相對(duì)比較低，結(jié)構(gòu)自重相對(duì)來說較輕，對(duì)材料的強(qiáng)度要求不是特高。
但隨著建筑結(jié)構(gòu)高度的增加，在較多的樓層作用下，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的自重荷載則會(huì)比較大，使得建筑結(jié)構(gòu)對(duì)基礎(chǔ)產(chǎn)生較大的豎向荷載，同時(shí)在水平荷載的作用下，結(jié)構(gòu)的豎向構(gòu)件（柱）中會(huì)產(chǎn)生較大的水平剪力和附加軸力。為了使得結(jié)構(gòu)滿足剛度和強(qiáng)度的要求，通常采取加大結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面尺寸，但是加大構(gòu)件的截面尺寸會(huì)使得結(jié)構(gòu)的整體自重增加。因此在高層建筑結(jié)構(gòu)首先應(yīng)該考慮如何減輕結(jié)構(gòu)的自重。
研究表明，當(dāng)在高層或超高層建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，選用結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、自重較輕的鋼結(jié)構(gòu)、高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)可以很大程度上減小建筑結(jié)構(gòu)的自重。
1.3 側(cè)向位移
據(jù)相關(guān)資料表明，建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移隨著建筑高度的增加而逐漸增大，因此，在建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，對(duì)層數(shù)較少、高度較低的結(jié)構(gòu)，可以不考慮其側(cè)向位移對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。但隨建筑結(jié)構(gòu)高度的增加，整體結(jié)構(gòu)的側(cè)移對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響則不可忽視。
研究表明，由于水平荷載對(duì)結(jié)構(gòu)作用產(chǎn)生的側(cè)移隨著建筑高度的增加而逐漸增大，且側(cè)移量與結(jié)構(gòu)高度成一定的關(guān)系。
在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，既需要充分考慮建筑結(jié)構(gòu)整體是否具有足夠的承載能力，能否承受風(fēng)荷載的沖擊作用，又要求結(jié)構(gòu)具有足夠的抗側(cè)移性能，當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)受到較大的水平力作用下，其可以很好地控制產(chǎn)生過大的側(cè)移量，確保結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性能。
與低層或多層建筑相比，高層建筑結(jié)構(gòu)的剛度稍微差一些，在發(fā)生地震災(zāi)害時(shí)，結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形更大。為了確保高層建筑結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性階段后，結(jié)構(gòu)整體仍具有較強(qiáng)的抗側(cè)移性能，保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，則需要在高層建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)造上采取合適的措施，確保結(jié)構(gòu)具有足夠的延性，從而滿足結(jié)構(gòu)的剛度要求。
2建筑優(yōu)化方法綜述
2.1基本假設(shè)
（1）彈性體假設(shè)
目前，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行工程分析時(shí)，均采用彈性的分析方法。當(dāng)結(jié)構(gòu)受到風(fēng)荷載或豎向荷載時(shí)，假設(shè)結(jié)構(gòu)處于彈性工作狀態(tài)，符合建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力狀態(tài)。但是當(dāng)受到地震災(zāi)害或臺(tái)風(fēng)襲擊時(shí)，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的側(cè)向位移，更甚出現(xiàn)裂縫，使得結(jié)構(gòu)進(jìn)入到塑性階段，此時(shí)不可以再用彈性變形計(jì)算，應(yīng)采用彈塑性理論進(jìn)行分析。
（2）小變形假設(shè)
小變形假設(shè)普遍應(yīng)用于結(jié)構(gòu)變形分析中。但當(dāng)結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的水平位移與結(jié)構(gòu)的高度比值大于0.002時(shí)，就不可以忽略P―Δ效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)的影響了。
（3）剛性樓板假設(shè)
在高層建筑結(jié)構(gòu)分析時(shí)，假設(shè)樓板的自身平面內(nèi)剛度無限大，而自身平面外的剛度則忽略不進(jìn)行計(jì)算。采用這一假設(shè)，在很大程度上減少了高層建筑結(jié)構(gòu)位移的自由度，減小了計(jì)算的難度，并為筒體結(jié)構(gòu)采用空間薄壁桿的計(jì)算理論提供了保障。研究發(fā)現(xiàn)，剛性樓板假設(shè)一般適用于框架結(jié)構(gòu)體系和剪力墻結(jié)構(gòu)體系中。
2.2結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法
（1）并行算法
由于高層建筑結(jié)構(gòu)的主要因素是結(jié)構(gòu)的抵抗水平力的性能。因此，抗側(cè)移性能的強(qiáng)弱成為高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素，且是衡量建筑結(jié)構(gòu)安全性、穩(wěn)定性能的標(biāo)準(zhǔn)。
由于在建筑結(jié)構(gòu)中，單位建筑結(jié)構(gòu)面積的結(jié)構(gòu)材料中，用于承擔(dān)重力荷載的結(jié)構(gòu)材料用量與房屋的層數(shù)近似成正比例線性關(guān)系。此外，用于建筑結(jié)構(gòu)樓頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)材料用量幾乎是定值，不隨結(jié)構(gòu)的層數(shù)變化；但是用于墻、柱等結(jié)構(gòu)構(gòu)件的材料用量隨樓房的層數(shù)成線性正比例增加；而對(duì)于抵抗側(cè)向移動(dòng)的結(jié)構(gòu)材料用量，與樓房結(jié)構(gòu)層數(shù)的二次方的關(guān)系增長(zhǎng)。圖3-1表示在風(fēng)荷載作用下的5跨鋼框架結(jié)構(gòu)，不同的結(jié)構(gòu)層數(shù)結(jié)構(gòu)材料各個(gè)構(gòu)件用量。
研究表明，樓房結(jié)構(gòu)所采用的結(jié)構(gòu)體系是否具有較好的抗側(cè)力性能，在很大程度上影響結(jié)構(gòu)材料的用量，綜合考慮各方面的條件，通過精心設(shè)計(jì)確定結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，使結(jié)構(gòu)體系的材料用量降低到最小程度。從上圖中的虛線以上陰影部分就是結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)節(jié)約的鋼材用量，因此高層建筑結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)可以在很大程度上節(jié)約工程的總造價(jià)。
（2可靠度優(yōu)化法
在建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，必須進(jìn)行結(jié)構(gòu)的整體可靠度優(yōu)化。在地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生不活躍的地區(qū)，風(fēng)荷載是主要的水平荷載。因此，在非地震災(zāi)害區(qū)高層建筑結(jié)構(gòu)的方案選型時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用抗風(fēng)性能比較好的結(jié)構(gòu)體系，也就是選用風(fēng)壓體型系數(shù)較小的建筑結(jié)構(gòu)體系。比如結(jié)構(gòu)外形呈曲線流線型變化的建筑結(jié)構(gòu)圓形、橢圓形等，或是結(jié)構(gòu)從下往上逐漸減小的截錐形體系的風(fēng)壓體形系數(shù)較小，有利于很好地抗風(fēng)。此外，在對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行平面布置時(shí)，適合選取結(jié)構(gòu)平面形狀和結(jié)構(gòu)剛度分布均勻?qū)ΨQ的結(jié)構(gòu)體系類型，這樣可以在很大程度上減小風(fēng)荷載作用下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)引起的結(jié)構(gòu)變形和內(nèi)力的影響。同時(shí)，還要限制高層建筑結(jié)構(gòu)的高寬比，避免結(jié)構(gòu)發(fā)生傾覆和失穩(wěn)現(xiàn)象。
（3）高層體系優(yōu)化法
由于建筑使用性能的不同，所以其對(duì)內(nèi)部空間的要求不同。同時(shí)，高層建筑結(jié)構(gòu)使用功能不同，則其平面布置也發(fā)生改變。通常，住宅和旅館的客房等宜采用小空間平面布置方案；辦公樓則適合采用大小空間均有；商場(chǎng)、飯店、展覽廳以及工廠廠房等則適宜采用大空間的的平面布置；宴會(huì)廳、舞廳則要求結(jié)構(gòu)內(nèi)部沒有柱子的大空間。由于不同的結(jié)構(gòu)體系可以提供的內(nèi)部空間的大小不同，因此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，應(yīng)該首先根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的使用功能，選用合適的結(jié)構(gòu)類型。
3結(jié)束語
綜上所述，在確定高層建筑結(jié)構(gòu)方案時(shí)，要全面考慮結(jié)構(gòu)的使用功能、場(chǎng)地類別、設(shè)防烈度、建筑高度、地基基礎(chǔ)類型、結(jié)構(gòu)材料和施工工藝，同時(shí)還要考慮結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)保障等，選擇最優(yōu)化的結(jié)構(gòu)體系。
參考文獻(xiàn)
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