淺析高層建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)問題

1、<p>　　淺析高層建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)問題</p><p>　　摘要：在高層建筑的發(fā)展日趨激烈的形勢下，建筑的質(zhì)量受到了越來越高的重視。在建筑體系中，結(jié)構(gòu)承擔(dān)著整個(gè)建筑的荷載，所以要對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)給予足夠的重視。在對高層建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，要全面的考慮各種因素，保證設(shè)計(jì)的質(zhì)量，為高層建筑的質(zhì)量打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，文章對此作出闡述。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；高

2、層建筑 </p><p>　　中圖分類號(hào)： TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　隨著城市化進(jìn)程加快發(fā)展，全國各地的高層建筑不斷涌現(xiàn)，建筑質(zhì)量出現(xiàn)的問題越來越多，也越來越嚴(yán)重。而建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)在建筑中起著至關(guān)重要的位置，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是個(gè)系統(tǒng)，全面的工作。簡而言之，就是用基礎(chǔ)，墻、柱、梁、

3、板、樓梯，大樣細(xì)部等結(jié)構(gòu)元素來構(gòu)成建筑物的結(jié)構(gòu)體系，它包括豎向和水平的承重及抗力體系，把各種荷載作用下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析傳遞至基礎(chǔ)。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。 </p><p>　　1 高層建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) </p><p>　　在高層建筑中，由于其垂直方向的距離較高，所以產(chǎn)生的豎向荷載較大，

4、加之風(fēng)力因素的影響，對高層建筑的穩(wěn)定性有很大的要求。由于結(jié)構(gòu)承擔(dān)了整個(gè)建筑的荷載，所以要具有非常強(qiáng)的抗震性，高層建筑的結(jié)構(gòu)與其他建筑存在很大的差別，在整個(gè)建筑體系中占據(jù)了非常重要的地位，所以要根據(jù)其特點(diǎn)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 </p><p>　　1.1 水平荷載成為決定因素 </p><p>　　隨著城市化進(jìn)程的加快，城市中的工業(yè)發(fā)展十分迅速，并且大量的人口涌入城市，在對城市發(fā)展做出貢獻(xiàn)的同時(shí)，

5、也對城市的發(fā)展造成了一定的壓力。因?yàn)槌鞘兄械耐恋刭Y源是有限的，而人口卻在逐漸的增長，所以土地資源十分珍貴。為了滿足人們的需求，建筑的高度在逐漸的增加，越來越多的高層建筑、超高層建筑出現(xiàn)在人們的視野中。在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中就要對水平荷載進(jìn)行充分的考慮，隨著樓層的增加，水平荷載所產(chǎn)生的作用力也將越大，所以在考慮抗震性的同時(shí)要對水平荷載給予重視。并且水平荷載也越來越結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的決定性因素。 </p><p>　　1.

6、2 抗震設(shè)計(jì)要求更高 </p><p>　　抗震設(shè)計(jì)是每個(gè)建筑在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中都要考慮的問題，但是對于高層建筑而言就要提高標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)楦邔咏ㄖo論是在高度上還是在荷載的承受力方面都具有非常高的強(qiáng)度，所以要比普通建筑的標(biāo)準(zhǔn)提升很多，具有良好的抗震性能。 </p><p>　　2 高層建筑結(jié)構(gòu)的分析 </p><p>　　2.1 軸向變形不容忽視對于高層建筑結(jié)構(gòu)，由于層數(shù)

7、多，高度大，軸力值很大，沿高度積累的軸向變形很顯著，軸向變形會(huì)使高層建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)力數(shù)值與分布產(chǎn)生顯著的改變。對連續(xù)梁彎矩的影響：由于中柱和邊柱的軸向壓縮變形不同，往往會(huì)使連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值及跨中正彎矩值和端支座負(fù)彎矩發(fā)生變化。對構(gòu)件剪力和側(cè)移的影響，在考慮豎向桿件軸向變形與不考慮豎桿件軸向變形相比較，各構(gòu)件水平剪力和側(cè)移都會(huì)產(chǎn)生很大的誤差。由此可見，在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，構(gòu)件的軸向變形必須列入到設(shè)計(jì)考慮的范圍中來。 <

8、/p><p>　　2.2 軸向變形不容忽視 </p><p>　　建筑物中，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)對連續(xù)梁彎矩產(chǎn)生影響，造成連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值減小，跨中正彎矩和端支座負(fù)彎矩值增大；還會(huì) </p><p>　　對預(yù)制構(gòu)件的下料長度產(chǎn)生影響。 </p><p>　　2.3 結(jié)構(gòu)延性是重要設(shè)計(jì)指標(biāo) </p&

9、gt;<p>　　對低樓房而言，高樓結(jié)構(gòu)更柔一些，在地震作用下的變形更大一些。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮根據(jù)建筑物特點(diǎn)，考慮各個(gè)方面，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 </p><p>　　倒塌，特別需要在構(gòu)造上采取恰當(dāng)?shù)拇胧瑏肀ＷC結(jié)構(gòu)具有足夠的延性 </p><p>　　2.4 剛性樓板假定 </p><p>　　許多高層建筑結(jié)構(gòu)的分析方

10、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(jì)。這一假定大大減少了結(jié)構(gòu)的自由度，簡化了計(jì)算方法。并為采用空間薄壁桿件理論提供了便利。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?qū)訑?shù)較少等情況，會(huì)使樓板變形較大。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。 </p><

11、p>　　3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng) </p><p>　　3.1 關(guān)于框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) </p><p>　　建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是依據(jù)框架設(shè)計(jì)、抗震等級(jí)、人防等級(jí)、地基情況及承載力、防潮抗?jié)B做法，活荷載值、材料等級(jí)、施工中的注意事項(xiàng)、選用詳圖、通用詳圖或節(jié)點(diǎn)以及施工 </p><p>　　圖中未畫而通過說明來表達(dá)的信息。如混凝土的含堿量不得超過3kg/m3 等。

12、 </p><p>　　根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)類型及概況，建筑結(jié)構(gòu)安全等級(jí)和設(shè)計(jì)使用年限，建筑抗震設(shè)防分類、抗震設(shè)防烈度（設(shè)計(jì)基本地震加速度及設(shè)計(jì)地震分組），場地類別和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)、砌體結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制等級(jí)，基本雪壓和基本風(fēng)壓，地面粗糙度，人防工程抗力等級(jí)等。 </p><p>　　設(shè)計(jì)±0.000 標(biāo)高所對應(yīng)的絕對標(biāo)高，考慮持力層土層類型及承載力特征值，地下水類

13、型及標(biāo)高、防水設(shè)計(jì)水位和抗浮設(shè)計(jì)水位，地基液化，濕陷及其他不良地質(zhì)作用，地基土凍結(jié)深度。 </p><p>　　3.2 關(guān)于框架剪力墻設(shè)計(jì) </p><p>　　在地震區(qū)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，一般要限制框支墻的總榀數(shù)不超過全部橫墻榀數(shù)的50%，也就是說，框支墻占?jí)w的比例宜控制在l/2 以內(nèi)。 </p><p>　　增加落地剪力墻的厚度（但不宜超過原墻厚的2 倍），提高落地

14、前力墻與框架柱的強(qiáng)度等級(jí)，減少洞口尺寸，控制落地剪力墻的間距不宜大于建筑物寬度的2.5 倍；把落地剪力墻組 </p><p>　　合布置成筒狀或工字形等來增加結(jié)構(gòu)底部的總抗側(cè)剛度 </p><p>　　為了保證剛度的變化能順利地傳遞和轉(zhuǎn)變，避免在框支樓蓋頂處發(fā)生剛度急劇突變。必須對框支樓蓋層的設(shè)計(jì)作特殊的要求，如板厚不宜小于180mm，采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土且強(qiáng)度 </p>&l

15、t;p>　　等級(jí)不宜低于C30，并應(yīng)采用雙向上下配筋、配筋率不宜低于0.25%；樓板的外側(cè)邊可利用縱向框架梁或底層外縱墻加強(qiáng)。樓板開洞位置距外側(cè)邊應(yīng)盡量遠(yuǎn)一些，在框支墻部位樓板則不 </p><p><b>　　宜開洞。 </b></p><p>　　根據(jù)建筑使用功能，也可將底層框架擴(kuò)展為2 ～ 3 層。剛度隨層高逐漸變化，使剛度逐漸減弱而避免突變。另外，在框架

16、的最上面一層設(shè)置設(shè)備層，作為剛度的過渡層（即轉(zhuǎn)換層）使結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層上下剛度較為接近?？蚣芰褐堑撞看罂臻g部分的重要支承，它主要承受垂直荷載及地震傾覆力矩、其斷面尺寸要通過內(nèi)力分析，從結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、穩(wěn)定和變形等方面確定?？蚣芰焊叨纫话憧扇。?/8 ～1/6）梁跨，框架柱截面應(yīng)符合軸壓比N/fcbh，N 為地震力及豎向荷載作用組合的計(jì)算軸力，fc 為柱混凝土軸心受壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度。 </p><p>　　其他在結(jié)構(gòu)上還有若干注意

17、問題，如在剪力墻肢端增設(shè)暗柱，以及規(guī)定一些最小配筋率及搭接長度等，其結(jié)構(gòu)加強(qiáng)措施視具體情況酌情處理和采用。 </p><p>　　框支剪力墻在豎向布置時(shí)為防止剛度突變應(yīng)采取各種措施，使其大空間底層的層剛度變化率r 接近于1，不宜大于2；不宜在地震區(qū)單獨(dú)使用框支剪力墻結(jié)構(gòu)，即需要時(shí)可采取框支 </p><p>　　剪力墻與落地剪力墻協(xié)同工作結(jié)構(gòu)體系。 </p><p>

18、;<b>　　4 結(jié)束語 </b></p><p>　　在建筑業(yè)快速發(fā)展的過程中，對于建筑的質(zhì)量有了更高的要求。近些年來，由于建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)問題，出現(xiàn)了很多建筑質(zhì)量不合格而出現(xiàn)事故的情況，不僅造成了經(jīng)濟(jì)損失，更為嚴(yán)重的是威脅到了人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，所以對于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要充分的重視起來。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，要不斷的吸收先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，綜合全方面因素進(jìn)行考慮，建立完善的規(guī)整制度，并且打造

19、一支專業(yè)技術(shù)和個(gè)人素質(zhì)全面發(fā)展的設(shè)計(jì)隊(duì)伍，為建筑質(zhì)量提供基礎(chǔ)的保障。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1]陳智強(qiáng).對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見問題分析，2010(13). </p><p>　　[2] 吳曉琳. 淺析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與特點(diǎn)[J]. 中國高新技術(shù)企業(yè)，2009.（11）. </p><