高層建筑設(shè)計(jì)論文

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高層建筑設(shè)計(jì)論文范文第1篇

高層建筑其體量巨大，往往給街道空間一種突然的壓迫感，使人感覺(jué)好像從一個(gè)大空間突然進(jìn)入一個(gè)小空間。處在街道兩旁的高層建筑在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行后退處理，并在其退出的用地上設(shè)計(jì)一個(gè)廣場(chǎng)空間，這個(gè)廣場(chǎng)空間就建筑本體來(lái)說(shuō)起到了緩沖作用，并且是對(duì)建筑的場(chǎng)所標(biāo)識(shí)；就城市空間而言，后退廣場(chǎng)在城市空間中起到了重要作用，它往往能成為城市的共享空間，使城市空間變化豐富。有的建筑師甚至直接設(shè)計(jì)成下沉式的廣場(chǎng)，不僅為公眾提供了一個(gè)舒適的安靜的休閑場(chǎng)所，而且使建筑塔樓的形象特征更加突出。這種下沉式的廣場(chǎng)往往更容易給人留下印象，就空間形式而言它是一種非常富有情趣的空間。在進(jìn)行高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)廣場(chǎng)和建筑應(yīng)該作為一體來(lái)考慮。

2高層建筑主體設(shè)計(jì)

高層建筑承擔(dān)著城市的高級(jí)偶像的作用。高層建筑有提供天際線視覺(jué)趣味的獨(dú)特的城市設(shè)計(jì)機(jī)會(huì)，能夠創(chuàng)造壯麗的天際線，而在街道層上卻以人的尺度行事。建筑物的頂部一般服務(wù)于天際線，襯在天空上的形狀是高層建筑“聯(lián)系于無(wú)限”之點(diǎn)，是塔樓的一個(gè)特色。沒(méi)有天際線的摩天樓大概就像空間里一大堆不引人注目的體快。像高度發(fā)達(dá)的紐約和彈丸之地的香港都是由高樓大廈堆砌起來(lái)的，且看這兩大城市的天際線，錯(cuò)落有致的城市建筑，間中穿插的塔樓，為城市的天空勾畫了優(yōu)美的輪廓，線條生動(dòng)活潑、色彩繽紛多變。城市的天際線只是一維的立面邊線為主的輪廓線，可正如一幅藝術(shù)攝影，照片是單向面的，可它反映的是三維的城市空間，以及整個(gè)城市風(fēng)貌的特點(diǎn)。也就是說(shuō)，三維城市空間的布局，不僅僅是功能性的問(wèn)題，也有個(gè)審美意向在內(nèi)——對(duì)建筑風(fēng)貌的選擇與城市風(fēng)貌的構(gòu)建。城市天際輪廓線，是城市規(guī)劃宏觀把握中必不可少的參照，也是一座城市的文化與美學(xué)的體現(xiàn)。

3高層建筑的整體尺度

整體尺度是指高層建筑各構(gòu)成部分，如：裙房、主體和頂部等主要體塊之間的相互關(guān)系以及給人的感覺(jué)。一個(gè)十分均衡勻稱的建筑體，就是要通過(guò)理解和運(yùn)用有數(shù)學(xué)關(guān)系的比例系統(tǒng)并征對(duì)實(shí)際被感受到的各種條件要求加以調(diào)節(jié)，營(yíng)造出一種自然而然的愉悅、和諧的比例感受的效果。如果一座建筑的各部分比例合理且相協(xié)調(diào)，同時(shí)能夠滿足正常人的心里要求，那么它就很容易被人們接受，也可稱之為成功的建筑。因此，建筑物的整體尺度的掌握是十分重要的，在設(shè)計(jì)時(shí)要注意下面的兩點(diǎn)：

（1）各部分尺度比例的協(xié)調(diào)

不難看出一個(gè)美的高層建筑是裙房、主體和頂部三者相結(jié)合的產(chǎn)物。當(dāng)其三者合理的處理比例尺度的問(wèn)題，同時(shí)這種尺度比例關(guān)系應(yīng)是統(tǒng)一的，這樣建筑物才會(huì)給人舒服的感覺(jué)。然后在加入適當(dāng)?shù)难b飾手法，使建筑造型生動(dòng)化。總之這三部分的比例關(guān)系是高層建筑形象設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。

（2）高層建筑中立面細(xì)部尺度應(yīng)有層次性

立面設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)構(gòu)成必須明確劃分為水平因素和垂直因素。一般都要使各要素的比例與整體的關(guān)系相配，以達(dá)成令人愉悅的觀感效果。因此很自然的，較低矮而橫向舒展的建筑物，其窗戶開(kāi)間之類，其比例必定使寬闊狀為主導(dǎo)，而高層建筑則以修長(zhǎng)的因素更有利于綜合微型和巨型因素，使大中有小，小中有大。這一原則使高層建筑產(chǎn)生強(qiáng)烈的統(tǒng)一性和協(xié)調(diào)性。

除了需注意以上兩點(diǎn)外，還應(yīng)考慮細(xì)部尺度。在進(jìn)行高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)從城市設(shè)計(jì)的整體角度對(duì)其進(jìn)行分析，高層建筑不是單個(gè)存在，而是整體存在。城市設(shè)計(jì)及城市規(guī)劃應(yīng)將高層建筑群集中設(shè)計(jì)，以形成城市的主節(jié)奏，使城市天際線統(tǒng)一且富于變化。然后根據(jù)不同街區(qū)的需要設(shè)計(jì)具有該區(qū)特色的高層建筑，最后使高層建筑與外部街道生活及周圍環(huán)境相適應(yīng)，最終達(dá)到城市設(shè)計(jì)的目的。

4高層建筑生態(tài)設(shè)計(jì)與城市空間

隨著近幾年來(lái)資源短缺問(wèn)題的出現(xiàn)，全球提出了可持續(xù)性發(fā)展，而高層建筑就環(huán)保節(jié)能方面來(lái)說(shuō)是很浪費(fèi)的，隨之就出現(xiàn)了生態(tài)型建筑的概念，這是在當(dāng)今建筑設(shè)計(jì)思想中的一種新思潮。高層建筑生態(tài)設(shè)計(jì)具有一些共同特點(diǎn)，它們都注重把綠化引入建筑樓層，考慮日照、防曬、通風(fēng)，以及與城市環(huán)境的有機(jī)結(jié)合等因素。此外，屋頂綠化也是近些年來(lái)比較流行的做法，可以看出建筑的第五立面顯得尤為重要，最重要的是使城市空間更加豐富。伴隨著建筑物的增加，大塊的綠地面積銳減，相應(yīng)的環(huán)境條件愈加惡化，致使人們對(duì)環(huán)境的關(guān)注和重視達(dá)到前所未有的程度。因此，可看到在城市的發(fā)展建設(shè)過(guò)程中，都充分利用各塊綠地，增加綠地面積，即便這樣，還是達(dá)不到人們預(yù)期的目的，而現(xiàn)代建筑物大多為平屋頂，屋頂多采用鋼筋混凝土預(yù)制板結(jié)構(gòu)，現(xiàn)代的建筑方法是在預(yù)制板上面做隔熱防水層，從空中鳥瞰，一棟棟樓群好似戴著黑帽子，住在屋頂?shù)木用褚矀涫転r青之害，過(guò)著冬冷夏熱的生活。近兩年許多人開(kāi)始建造屋頂花園，讓死氣沉沉的屋頂生機(jī)盎然。

5高層建筑頂部造型處理

造型獨(dú)特的頂部設(shè)計(jì)對(duì)高層建筑的整體形象起著畫龍點(diǎn)睛的作用，并成為林立在建筑群中區(qū)別于其他建筑的一個(gè)重要標(biāo)志，即是城市的標(biāo)志。在十分重視城市空間設(shè)計(jì)的今天，高層建筑頂部造型在保護(hù)傳統(tǒng)街道空間特色和維護(hù)城市空間形態(tài)方面發(fā)揮著重要的作用。但是一段時(shí)間以來(lái)，存在著一種錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)，膚淺甚至盲目地把它僅僅當(dāng)作權(quán)利、財(cái)富和技術(shù)的象征，極力追求所謂的個(gè)性，而產(chǎn)生了一批極盡奢華甚至怪異的高層建筑頂部，或者為了眼前的利益而制造了大量平庸的復(fù)制品。這個(gè)結(jié)果導(dǎo)致了整個(gè)城市空間的破壞，城市整體性的支解和“千城一面”的局面。

高層建筑是城市空間的元素，優(yōu)秀的高層建筑并不是排斥城市空間的明星建筑而是一個(gè)創(chuàng)造人性的場(chǎng)所，又融入文脈的關(guān)系，不去破壞城市空間的和諧。優(yōu)秀的高層建筑要考慮使用者的需要，以城市的公眾利益為追求的目標(biāo)。我們必須在高層和城市的發(fā)展中取得平衡，才能創(chuàng)造出更好的城市景觀和適合人們生活的環(huán)境，才能沿著可持續(xù)發(fā)展的道路健康地發(fā)展下去。

高層建筑設(shè)計(jì)論文范文第2篇

高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最開(kāi)始出現(xiàn)的是比較簡(jiǎn)單的框架結(jié)構(gòu)，隨后又出現(xiàn)了鋼筋混凝土構(gòu)造的剪力墻結(jié)構(gòu)，由框架部分與剪力墻部分共同作用的框剪結(jié)構(gòu)，由筒體體系構(gòu)成的筒體結(jié)構(gòu)以及不同結(jié)構(gòu)相結(jié)合而形成的組合結(jié)構(gòu)和一些巨型結(jié)構(gòu)(巨型梁結(jié)構(gòu)、巨型柱結(jié)構(gòu)等等)。這些結(jié)構(gòu)各有受力特點(diǎn)，適用于高度不同的結(jié)構(gòu)體系，不同建筑結(jié)構(gòu)的選擇也影響著后續(xù)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。高層建筑的結(jié)構(gòu)形式與工程施工、工程造價(jià)、建筑設(shè)備安裝等諸多因素密切相關(guān)，所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意設(shè)計(jì)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要點(diǎn)。第一，高層建筑相對(duì)低層建筑整體上會(huì)導(dǎo)致受力增加，相對(duì)于豎直荷載，水平荷載地位提高，成為決定性因素，必須考慮基于水平荷載的建筑荷載能力，水平荷載主要包括地震和風(fēng)荷載，高層建筑應(yīng)該有更加優(yōu)秀的抗震能力。第二，高層建筑的側(cè)移是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要因素，也是重要的控制指標(biāo)。第三，高層建筑的柱中容易產(chǎn)生豎向變形，這會(huì)造成連續(xù)梁的長(zhǎng)度變化和預(yù)制構(gòu)件的下料長(zhǎng)度變化，忽略軸向變形是潛在的危險(xiǎn)因素。第四，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意有較大的結(jié)構(gòu)延性，作為一種預(yù)防措施保證整體結(jié)構(gòu)在高荷載作用產(chǎn)生巨大變形下不至于倒塌。

2高層建筑設(shè)計(jì)的一般原則

2．1關(guān)于高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖的選取原則在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和受力分析過(guò)程當(dāng)中，要進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算，而計(jì)算簡(jiǎn)圖是進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)，所以計(jì)算簡(jiǎn)圖的選取恰當(dāng)與否關(guān)系著高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理，也關(guān)系著高層建筑的使用是否安全可靠。在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖的選取時(shí)，要特別的仔細(xì)認(rèn)真，這樣才能保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果的可靠，保證高層建筑的安全建設(shè)和使用。同時(shí)，計(jì)算簡(jiǎn)圖要有一定的構(gòu)造措施和構(gòu)造方法來(lái)保證安全，尤其是建筑節(jié)點(diǎn)在圖紙上和實(shí)際中略有差別，必須保證計(jì)算簡(jiǎn)圖的誤差在允許的設(shè)計(jì)誤差范圍內(nèi)。此外，設(shè)計(jì)工程師要仔細(xì)的分析軟件計(jì)算的結(jié)果，避免因?yàn)椴煌?jì)算軟件的計(jì)算結(jié)果而造成比較大的計(jì)算偏差和失誤。

2．2關(guān)于基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方案選取原則高層建筑的基礎(chǔ)比較深，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要考慮多種因素。高層建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)必須參考詳細(xì)的地質(zhì)勘探報(bào)告，然后結(jié)合地區(qū)的地質(zhì)條件進(jìn)行基礎(chǔ)的合理設(shè)計(jì)。同時(shí)，采用哪種高層建筑的結(jié)構(gòu)類型也影響著基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)工作，不同的建筑類型的荷載不同，高層建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)必須與結(jié)構(gòu)類型和荷載分布相一致。綜合考慮各種因素來(lái)確定基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)工作的目的是使地基的穩(wěn)定性能和承載能力發(fā)揮到最大。建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案一般要滿足兩方面的要求，一是受力特性和建筑的力學(xué)性質(zhì)的合理性，對(duì)于整個(gè)高層建筑的結(jié)構(gòu)體系的受力和荷載要明確，力的分析與計(jì)算必須簡(jiǎn)單。二是要滿足經(jīng)濟(jì)成本合理性的基本要求，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案直接決定了后續(xù)的施工方案的選取工作和施工設(shè)計(jì)，這個(gè)過(guò)程必須考慮整體建筑施工成本合理的要求。另外，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案也必須考慮當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件、地理地形條件、工程施工的要求、施工方案和建筑設(shè)備安裝等具體的因素，在各種因素相互協(xié)調(diào)的情況下，確定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最優(yōu)方案。

2．3關(guān)于計(jì)算結(jié)果正確性分析的原則隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件不斷地加入到高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分析計(jì)算當(dāng)中，但是與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有關(guān)的軟件的品種數(shù)量眾多，不同的軟件品種的計(jì)算方法、流程和編程實(shí)現(xiàn)方法不一定相同，導(dǎo)致了有關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算結(jié)果存在著許多差異。設(shè)計(jì)工程師要正確認(rèn)識(shí)和分析這些計(jì)算結(jié)果的差異，充分了解所采用的計(jì)算軟件的計(jì)算范圍和計(jì)算條件，要在仔細(xì)審核的基礎(chǔ)上進(jìn)行仔細(xì)的判斷，排除人工數(shù)據(jù)輸入的錯(cuò)誤，才能夠得出所需要的正確結(jié)果。

3高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)問(wèn)題分析

3．1高層建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)相關(guān)問(wèn)題高層建筑的地基設(shè)計(jì)既是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前提性工作，也是建筑設(shè)計(jì)師非常重視的一個(gè)問(wèn)題。地基設(shè)計(jì)的重要性不言而喻，地基設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接影響著基礎(chǔ)的類型選擇和工程的造價(jià)。基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)工作包含了基礎(chǔ)的類型設(shè)計(jì)和對(duì)地基的處理工作。地基類型的選擇要考慮到上部結(jié)構(gòu)的荷載、地基的承受荷載的能力以及工程的整體造價(jià)等因素，其中比較重要的是上部建筑荷載的準(zhǔn)確計(jì)算和結(jié)構(gòu)選型。另外在地基的設(shè)計(jì)和相關(guān)計(jì)算中一定要遵守國(guó)家規(guī)范和地方性規(guī)范，因?yàn)榫腿珖?guó)來(lái)說(shuō)，各地的地質(zhì)條件差別很大，國(guó)家規(guī)范沒(méi)有辦法作出統(tǒng)一全面的規(guī)定，所以在地基的設(shè)計(jì)工作中要注意遵守地方性的設(shè)計(jì)規(guī)范的問(wèn)題。

3．2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的剪力墻設(shè)置問(wèn)題高層建筑中的剪力墻的數(shù)量要求和位置的設(shè)置問(wèn)題也是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要因素之一。第一，在現(xiàn)行的建筑規(guī)范中，具體描述了短肢剪力墻的定義問(wèn)題，短肢剪力墻是指截面的高度和厚度的比在5－8的墻體，在具體的建筑應(yīng)用中，短肢剪力墻的使用受到諸多限制，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量少使用這種墻體結(jié)構(gòu)，避免后續(xù)的設(shè)計(jì)上的諸多問(wèn)題。第二，剪力墻的位置設(shè)置除了在建筑的兩端以外，在建筑的縱向中軸線還應(yīng)該增加剪力墻結(jié)構(gòu)，并調(diào)整剪力墻中心的位置，合理設(shè)置厚度以及截面，使建筑的結(jié)果位移保持在合理的范圍之內(nèi)。

3．3高層建筑中的結(jié)構(gòu)規(guī)則性問(wèn)題關(guān)于高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的新舊質(zhì)量規(guī)范在諸多問(wèn)題的內(nèi)容描述上都存在著一定的變化和改動(dòng)，這主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，第一，新的建筑規(guī)范中針對(duì)舊的建筑規(guī)范的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)則性問(wèn)題，增加了許多的限制條件，比如建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的平面規(guī)則性問(wèn)題和結(jié)構(gòu)嵌固端的剛度比問(wèn)題。第二，新的建筑規(guī)范中采用強(qiáng)制性的條文規(guī)定了嚴(yán)重不規(guī)則的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案是不能采用的。所以，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師要注意到新舊規(guī)范的的內(nèi)容改動(dòng)，嚴(yán)格遵守規(guī)定的限制條件，合理的規(guī)劃自己的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，避免為后續(xù)的施工設(shè)計(jì)和施工圖的設(shè)計(jì)工作帶來(lái)不必要的麻煩。

4結(jié)語(yǔ)

高層建筑設(shè)計(jì)論文范文第3篇

建筑設(shè)計(jì)工作是建筑施工能否得以順利完成的基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)的作用在高層建筑施工中尤為明顯。在我國(guó)，高層建筑施工行業(yè)的起步較晚，設(shè)計(jì)的功效還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有發(fā)揮出來(lái)，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)往往只追求施工的便利而忽視了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的人性化和環(huán)保性需要，這不僅造成了高層建筑施工的能源和資金的浪費(fèi)，而且還給建筑使用者帶來(lái)了不便，降低了高層建筑的整體社會(huì)效益。

2設(shè)計(jì)時(shí)要考慮的因素以及遵循的原則

2.1建筑設(shè)計(jì)比例要協(xié)調(diào)且要注意與周圍環(huán)境的融合度

高層建筑設(shè)計(jì)與一般商品設(shè)計(jì)不同，不是只注重本身的實(shí)用性和功能性就可以了，高層建筑作為一種特殊的商品，由于其具有占地面積大，總體價(jià)值高，功能性復(fù)雜等特點(diǎn)，所以其設(shè)計(jì)的優(yōu)劣將直接對(duì)相當(dāng)大一部分消費(fèi)群體產(chǎn)生影響，進(jìn)而引起大規(guī)模的社會(huì)效應(yīng)。因此設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)要從各個(gè)角度出發(fā)，注意建筑外部結(jié)構(gòu)的科學(xué)性和與環(huán)境的協(xié)調(diào)性。首先，設(shè)計(jì)要遵從整體城市規(guī)劃和布局結(jié)構(gòu)，高層建筑較低層建筑而言其地標(biāo)性更為明顯，設(shè)計(jì)之前要從全體建筑群落的位置和方向考量，建筑物方向盡量與總體相一致或至少不完全相反，避免給人以繁亂或突兀的感覺(jué)；其次，對(duì)于建筑物的高度和距離遠(yuǎn)近尺度要進(jìn)行科學(xué)測(cè)量和設(shè)計(jì)，高低錯(cuò)落的建筑群帶給人以美觀性享受，建筑物之間的距離要根據(jù)采光度和風(fēng)力等因素來(lái)決定，距離太近會(huì)給人以窒息感并且不利于采光，距離太遠(yuǎn)則沒(méi)有實(shí)現(xiàn)土地資源的充分利用；再次，建筑物本身樓體結(jié)構(gòu)之間的位置和布局設(shè)計(jì)也要科學(xué)合理，要注意層次的劃分，還要注意樓體間的造型可以適當(dāng)?shù)木哂卸嘧兒土眍惖娘L(fēng)格，以提升整體建筑的時(shí)代感和造型感，使建筑物外形別具一格，能夠在眾多的建筑物中脫穎而出。最后，建筑設(shè)計(jì)的面積和總體高度要適中，不要太龐大也不要太微縮，避免給以不舒服感和壓迫感；建筑外觀的材料和顏色運(yùn)用也要恰當(dāng)，如果是辦公用樓，外觀材料可以更加現(xiàn)代時(shí)尚，如玻璃或塑料材質(zhì)，顏色也可以更為大膽和豐富；如果是居住用樓，則要體現(xiàn)建筑的溫馨感和舒適感，材料要盡量溫和低調(diào)，顏色也不宜太艷麗。建筑外觀設(shè)計(jì)與周圍環(huán)境的關(guān)系也是十分緊密的，現(xiàn)代高層建筑設(shè)計(jì)更為注重環(huán)保節(jié)能，設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮建筑物周邊的綠化帶面積，居住建筑要合理設(shè)計(jì)和擴(kuò)充綠化帶的面積，使整個(gè)居住環(huán)境更為宜人；建筑物朝向設(shè)計(jì)要符合采光通透的標(biāo)準(zhǔn)，在建筑材料的選擇上要樹立節(jié)能環(huán)保的理念，避免資源的浪費(fèi)，節(jié)省總體建筑成本。

2.2設(shè)計(jì)要遵循實(shí)用性和安全性原則

高層建筑設(shè)計(jì)的科學(xué)性不僅要在外觀結(jié)構(gòu)上有所體現(xiàn)，更要充分應(yīng)用于建筑的實(shí)用性設(shè)計(jì)中，首先，建筑的門窗位置設(shè)計(jì)要到位。建筑區(qū)的出入口要盡量開(kāi)設(shè)在配套設(shè)施較為完備的區(qū)域，更加有利于人們的出行；房間大門設(shè)計(jì)要根據(jù)使用群體的身材狀況加以綜合考量；建筑物窗口設(shè)計(jì)要盡量朝陽(yáng)，并設(shè)置在不同方位，以便于通風(fēng)良好，保證溫度適宜。其次，建筑內(nèi)部高度結(jié)構(gòu)和樓梯設(shè)計(jì)要科學(xué)。層級(jí)之間的高度距離要適宜人居住和使用，太高或太低都會(huì)影響人們的居住感覺(jué)；樓梯層級(jí)之間的設(shè)計(jì)距離要長(zhǎng)短適中，中途要加設(shè)一定數(shù)量的緩臺(tái)設(shè)計(jì)，避免級(jí)數(shù)過(guò)多。此外，要在建筑設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮到降水和風(fēng)力的影響，合理設(shè)計(jì)防水檐或防風(fēng)加固設(shè)備的位置。根據(jù)場(chǎng)地所在地區(qū)的氣候、地理?xiàng)l件、文化傳統(tǒng)，因地制宜，以人為本，以環(huán)保化、無(wú)污染、可循環(huán)、節(jié)省能源的綠色建筑發(fā)展觀念實(shí)施綠色設(shè)計(jì)。針對(duì)高層建筑的耐火等級(jí)、防火間距、防火分區(qū)、安全疏散等方面提出不同的設(shè)計(jì)要求，保證高層建筑的消防安全。高層建筑設(shè)置專供火災(zāi)時(shí)人員臨時(shí)避難用的樓層。在滿足人員疏散時(shí)間的要求的同時(shí)，結(jié)合高層建筑建筑面積、使用功能、人數(shù)等設(shè)置合理的避難層數(shù)量和兩個(gè)避難層之間的高度。一般自建筑首層到第一個(gè)避難層或兩個(gè)避難層之間不宜超過(guò)15層。在一定高度的樓層上可以設(shè)置供火災(zāi)時(shí)人員臨時(shí)避難用的避難間。高層建筑設(shè)計(jì)中安全疏散通道出口的設(shè)置對(duì)于保護(hù)人身和財(cái)產(chǎn)至關(guān)重要。一般公共建筑不能少于兩個(gè)安全出口，影劇院、體育館等人員密集的場(chǎng)所要按照《高層建筑防火規(guī)范》安全出入口要求的規(guī)定計(jì)算。高層建筑設(shè)置封閉的或防煙的樓梯間應(yīng)布置兩個(gè)疏散方向。疏散通道設(shè)置緊急照明、疏散方向指示燈和安全出口燈。高層建筑應(yīng)設(shè)置消防控制中心，建筑內(nèi)部安裝自動(dòng)報(bào)警裝置和自動(dòng)滅火裝置，消防控制中心對(duì)報(bào)警、疏散、滅火等控制和指揮。

3設(shè)計(jì)時(shí)的具體技術(shù)要點(diǎn)

一般建筑總高度超過(guò)24米的建筑為高層建筑，建筑總高度超過(guò)100米的建筑為超高層建筑。在滿足擬建場(chǎng)地的抗震設(shè)防烈度和經(jīng)濟(jì)合理、安全、可靠的設(shè)計(jì)原則下，根據(jù)建筑使用功能的要求、建筑高度的不同選擇框架結(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)體系等相應(yīng)的結(jié)構(gòu)體系。在進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)選型前，應(yīng)該盡量確保高層建筑結(jié)構(gòu)平面簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱，避免凹角和端部樓梯、電梯間，協(xié)調(diào)構(gòu)件的布置以便保證與主體結(jié)構(gòu)連接的可靠性。為了保證結(jié)構(gòu)剛度整體穩(wěn)定、承載能力、經(jīng)濟(jì)合理性，控制高層建筑的高寬比至關(guān)重要。時(shí)代的發(fā)展、技術(shù)的進(jìn)步，以中央核心筒為主流的高層建筑拔地而起。高層建筑的筒于幾何位置中心，將建筑的質(zhì)量重心、剛度中心和型體核心三心重合，加強(qiáng)了結(jié)構(gòu)受力和抗震。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將垂直交通和設(shè)備用房等分散布置周邊，以分散的多個(gè)外核空間構(gòu)成模式推向新的高度。根據(jù)空間作用的計(jì)算機(jī)分析法和相關(guān)軟件進(jìn)行建筑空間整體結(jié)構(gòu)計(jì)算和分析。選用合適的計(jì)算單元對(duì)高層建筑的轉(zhuǎn)層、加強(qiáng)層進(jìn)行分析。體型復(fù)雜、結(jié)構(gòu)布置復(fù)雜的高層建筑采用兩個(gè)或兩個(gè)以上的結(jié)構(gòu)分析軟件進(jìn)行計(jì)算、比較、校核，針對(duì)較不利的結(jié)果進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。高層建筑經(jīng)過(guò)砼結(jié)構(gòu)施工、砌體建筑施工、初級(jí)裝修施工、二次裝修施工建成。在高層建筑土建、裝修施工階段人、財(cái)、物、機(jī)各生產(chǎn)要素的優(yōu)化組合。根據(jù)動(dòng)態(tài)組合原理和各專業(yè)階段特點(diǎn)，合理組合各生產(chǎn)要素，有序協(xié)調(diào)與配合完成高層建筑的建設(shè)。

4結(jié)束語(yǔ)

高層建筑設(shè)計(jì)論文范文第4篇

關(guān)鍵詞：高層建筑；板式轉(zhuǎn)換層；施工

1高層建筑轉(zhuǎn)換層的應(yīng)用與發(fā)展現(xiàn)狀

中國(guó)目前的鋼筋混凝土高層建筑一般在二十至五十層之間，其中尤以二十至三十五層居多。中國(guó)國(guó)內(nèi)己建成的這個(gè)高度范圍內(nèi)的高層建筑占全部高層鋼筋混凝土建筑的80%左右，可見(jiàn)這個(gè)高度范圍內(nèi)的高層建筑是與中國(guó)城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和需求水平相適應(yīng)的，因而應(yīng)用最多。在建筑功能的要求上，高層建筑中很少是功能單一的住宅、寫字樓或賓館，高層鋼筋混凝土建筑多是地下部分是停車場(chǎng)，地上1-7層左右為商場(chǎng)、娛樂(lè)場(chǎng)所等，上部小開(kāi)間的使用部分可以設(shè)置住宅、賓館、或辦公室。有統(tǒng)計(jì)表明，高層建筑中有轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的占80%左右。帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑轉(zhuǎn)換層部分，由于梁、柱或板的尺寸較大，所以從模板的支撐系統(tǒng)，鋼筋的綁扎、鋼析架的安裝或預(yù)應(yīng)力的張拉順序，大體積混凝土的澆注等方面在施工技術(shù)要求上都有極為嚴(yán)格的限制。在某種程度上可以說(shuō)，轉(zhuǎn)換層施工是高層建筑的“瓶頸”，如果說(shuō)一幢高層建筑在支撐系統(tǒng)選擇，鋼筋綁扎，混凝土澆注，預(yù)應(yīng)力張拉，機(jī)械設(shè)備的選擇等方面做到方案科學(xué)，現(xiàn)場(chǎng)施工組織合理，定會(huì)帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2高層建筑板式轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)技術(shù)

轉(zhuǎn)換板設(shè)置位置，是人們關(guān)心的板式轉(zhuǎn)換框支剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能的重要問(wèn)題之一。隨著人們對(duì)梁式轉(zhuǎn)換框支剪力墻結(jié)構(gòu)在轉(zhuǎn)換層位置設(shè)置較高時(shí)，轉(zhuǎn)換層對(duì)結(jié)構(gòu)抗震性能不利的認(rèn)識(shí)，從而提出了轉(zhuǎn)換層位置較高的框支剪力墻的抗震設(shè)計(jì)概念，并且限制轉(zhuǎn)換層下大空間結(jié)構(gòu)的層數(shù)。然而，板式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)隨著轉(zhuǎn)換層位置的提高，結(jié)構(gòu)是否也表現(xiàn)出同樣的動(dòng)力特性及反應(yīng)，也是值得討論的。本文結(jié)合廈門安寶大廈工程，采用三種模型來(lái)計(jì)算和分析板式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層位置對(duì)結(jié)構(gòu)抗震性能的影響。計(jì)算模型中，轉(zhuǎn)換層、標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)布置如圖1所示。圖中黑色填充區(qū)域?yàn)檗D(zhuǎn)換層下部框支柱和落地剪力墻；實(shí)線部位為轉(zhuǎn)換板上布置的剪力墻。轉(zhuǎn)換板厚2200mm；落地剪力墻厚度為400mm；框支柱截面為1200mm×1200mm和1000mm×1000mm兩種；標(biāo)準(zhǔn)層x向剪力墻厚為250mm，y向剪力墻厚為200mm。轉(zhuǎn)換板所在的上、下樓層的層高分別為2.2m、3.6m(凈高，不含轉(zhuǎn)換板厚)，結(jié)構(gòu)總高度為98.70m。三種模型分別為：

Hst0——無(wú)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)，以原工程轉(zhuǎn)換板上部結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，增加結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層，使其高度與原結(jié)構(gòu)相同；

Hst3——轉(zhuǎn)換板設(shè)置在第3層頂，并將原工程x向井筒開(kāi)洞，轉(zhuǎn)換層上、下結(jié)構(gòu)等效側(cè)向剛度比γex=0.7046，γey=0.8971。

Hst6——轉(zhuǎn)換板設(shè)置在第6層頂，將模型Hst3的第1層復(fù)制增加三層，使其高度與原結(jié)構(gòu)相同，同時(shí)，其轉(zhuǎn)換層上、下結(jié)構(gòu)等效側(cè)向剛度比也與模型Hst3接近。結(jié)構(gòu)計(jì)算分析采用ANSYS軟件。

圖板式轉(zhuǎn)換最大的優(yōu)點(diǎn)是可以在轉(zhuǎn)換層以上隨意布置結(jié)構(gòu)型式和軸網(wǎng)，特別適用于建筑物上下部軸網(wǎng)錯(cuò)位復(fù)雜甚至互不正交的情況。但轉(zhuǎn)換板傳力路徑不清晰，受力狀態(tài)復(fù)雜，結(jié)構(gòu)分析計(jì)算繁冗。由于抗剪和抗沖切的需要，轉(zhuǎn)換板厚一般在2M以上，這一方面造成轉(zhuǎn)換層質(zhì)量和剛度的突變，在地震作用時(shí)結(jié)構(gòu)反應(yīng)增大，轉(zhuǎn)換層上下相鄰層更成為結(jié)構(gòu)薄弱層，不利于建筑物抗震；另一方面由于自重和地震作用的增加，下部豎向構(gòu)件的荷載明顯增大，設(shè)計(jì)難度大。研究表明，轉(zhuǎn)換厚板的內(nèi)力和位移分布嚴(yán)重不均，最大值與最小值間相差可達(dá)幾十倍。從整體上看，板式轉(zhuǎn)換的力學(xué)性能和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均較差，在實(shí)際工程中應(yīng)慎用。當(dāng)上下軸網(wǎng)變化但仍正交時(shí)，可采用正交主次轉(zhuǎn)換梁的結(jié)構(gòu)型式來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換。3板式轉(zhuǎn)換層施工方案決策問(wèn)題和模型的確立

3.1板式轉(zhuǎn)換層施工方案決策問(wèn)題

最常用模板支撐方式有上面談到的三種方法，①落地支撐法②疊合梁原理法③吊模法。那么對(duì)于一個(gè)含有轉(zhuǎn)換層的施工項(xiàng)目而言，如何選用更優(yōu)的施工方案，如何安全可靠、質(zhì)量?jī)?yōu)良、工期準(zhǔn)時(shí)、技術(shù)方便、簡(jiǎn)單可行、工程造價(jià)成本又比較低的情況下完成轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的施工，是項(xiàng)目承建者的所追求的目標(biāo)，所以在遇到此類問(wèn)題時(shí)，經(jīng)常存在如何決策方案才比較科學(xué)的問(wèn)題。由于方案的優(yōu)劣是一個(gè)相對(duì)的概念，并且施工方案的選擇還受很多外部因素的影響。對(duì)于轉(zhuǎn)換層施工來(lái)說(shuō)，如果轉(zhuǎn)換層所在位置較低，距離基礎(chǔ)在四層以內(nèi)的話，落地支撐法將是最為理想的選擇；對(duì)于大于四層以上的情況，以上三種施工方法哪個(gè)方案最優(yōu)，決策者如何進(jìn)行決策。

3.2轉(zhuǎn)換層施工方案決策模型的建立

層次分析法(AnalyticHierarchyProcess，簡(jiǎn)稱AHP法)是美國(guó)運(yùn)籌學(xué)家沙旦(T.L.Saaty)于上世紀(jì)70年代提出的，是一種定性與定量分析相結(jié)合的多目標(biāo)決策分析方法。特別是將決策者的經(jīng)驗(yàn)判斷給予量化，對(duì)目標(biāo)(因素)結(jié)構(gòu)復(fù)雜且缺乏必要數(shù)據(jù)情況下更為實(shí)用，所以近幾年來(lái)此法在我國(guó)工程實(shí)踐的方案決策中得到了廣泛應(yīng)用。層次分析法的基本內(nèi)容是：首先根據(jù)問(wèn)題的性質(zhì)和要求，提出一個(gè)總的目標(biāo)；然后將問(wèn)題按層次分解，對(duì)同一層次內(nèi)的諸因素通過(guò)兩兩比較的方法確定出相對(duì)于上一層目標(biāo)各自的權(quán)系數(shù)。這樣層層分析下去，直到最后一層，即可給出所有因素(或方案)相對(duì)于總目標(biāo)而言按重要性(或偏好)程度的一個(gè)排序。

4高層建筑板式轉(zhuǎn)換層的施工要點(diǎn)

由于板式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的上述特點(diǎn)，在確定轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)施工方案時(shí)應(yīng)考慮下列幾個(gè)方面的問(wèn)題：①轉(zhuǎn)換層的自重和施工荷載往往非常大，應(yīng)選擇合理的模板支撐方案，并進(jìn)行模板支撐體系的設(shè)計(jì)。②對(duì)大體積轉(zhuǎn)換層，混凝土施工時(shí)應(yīng)考慮采取減小混凝土水化熱的措施，防止新澆混凝土的溫度裂縫。③轉(zhuǎn)換層的跨度和承受的荷載很大，其配筋較多，而且鋼筋骨架的高度較高，施工時(shí)應(yīng)采取措施保證鋼筋骨架的穩(wěn)定和便于鋼筋的布置。④對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土轉(zhuǎn)換層，由于其跨度和承受的荷載都很大，預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量大，因此，要合理選擇預(yù)應(yīng)力的張拉技術(shù)以防止張拉階段預(yù)拉區(qū)開(kāi)裂或反拱過(guò)大。⑤設(shè)置模板支撐系統(tǒng)后，轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)施工階段的受力狀態(tài)與使用階段是不同的，應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)換梁(或轉(zhuǎn)換厚度)及其下部樓層的樓板進(jìn)行施工階段的承載力驗(yàn)算。

(1)混凝土工程。在進(jìn)行大跨度超高度轉(zhuǎn)換梁及轉(zhuǎn)換厚板的混凝土施工時(shí)，應(yīng)采取措施防止新澆混凝土產(chǎn)生溫度裂縫。目前實(shí)際工程中采取的措施有：

①根據(jù)混凝土的配合比和預(yù)計(jì)的施工氣候及現(xiàn)場(chǎng)條件，采用大體積混凝土結(jié)構(gòu)三維有限元溫度分析程序(3DTFEP)，對(duì)大跨度超高度轉(zhuǎn)換梁及轉(zhuǎn)換厚板整個(gè)過(guò)程中的溫度狀況進(jìn)行模擬計(jì)算，掌握混凝土在澆筑后一個(gè)月內(nèi)的各部分溫度的變化規(guī)律，為大跨度超高度轉(zhuǎn)換梁及轉(zhuǎn)換厚板的施工提供科學(xué)的預(yù)測(cè)分析和依據(jù)。

②大體積混凝土轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)施工時(shí)，應(yīng)采取措施控制混凝土內(nèi)部與混凝土表面溫度差小于15℃，實(shí)際工程中可采用下列方法：a.蓄熱保溫法，即常規(guī)保溫方法。混凝土的養(yǎng)護(hù)要把握兩個(gè)關(guān)鍵，即在升溫階段以保濕為主，在降溫階段以保溫為主。b.內(nèi)降外保法，即在大體積混凝土內(nèi)部循環(huán)埋管通水冷卻降溫，使大體積混凝土水化熱溫升降低，減少混凝土內(nèi)部與混凝土表面的溫差，然后在大體積混凝土轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的表面及其底面采取保濕措施。c.蓄水養(yǎng)護(hù)法，即在混凝土初凝后先灑水養(yǎng)護(hù)2h，隨后進(jìn)行蓄水養(yǎng)護(hù)，蓄水高度一般為100mm。

③澆筑厚大的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)混凝土?xí)r，為防止混凝土內(nèi)外溫差過(guò)大和提高混凝土抗拉強(qiáng)度，在選用水泥方面可采取下列措施：a.優(yōu)先選用水化熱低的礦渣硅酸鹽水泥或火山灰硅酸鹽水泥。b.摻用沸石粉代替部分水泥，降低水泥用量，使水化熱相應(yīng)降低。c.摻入減水劑，減少水泥用量，使混凝土緩凝，推遲水化熱峰值的出現(xiàn)，使升溫延長(zhǎng)，降低水化熱峰值，使混凝土的表面溫度梯度減少。

④澆筑厚大的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)混凝土?xí)r，為防止混凝土內(nèi)外溫差過(guò)大和提高混凝土抗拉強(qiáng)度，在施工方法上可采取下列措施：a.采取先施工轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)周圍結(jié)構(gòu)或墻體，防止混凝土表面散熱過(guò)快，內(nèi)外溫差過(guò)大。b.變冬季施工的不利因素為有利因素，減低混凝土的入模溫度。在夏季高溫氣候施工時(shí)，采用冰水?dāng)嚢瑁詼p低混凝土的入模溫度。c.采用分層次施工，每層厚300mm～500mm，連續(xù)澆筑，并在每一層混凝土初凝之前，將后一層混凝土澆筑完畢。D.采用疊合梁原理，將轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)按疊合構(gòu)件施工，可緩解大體積混凝土水化熱高，溫度應(yīng)力過(guò)大，對(duì)控制裂縫發(fā)展有利。

(2)鋼筋工程。轉(zhuǎn)換梁的含鋼量大，主筋長(zhǎng)，布置密，在梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)鋼筋“相聚”。因此，正確地翻樣和下料，合理安排好鋼筋就位次序是鋼筋施工的關(guān)鍵。

①鋼筋翻樣前必須弄清設(shè)計(jì)意圖，審核、熟悉設(shè)計(jì)文件及有關(guān)說(shuō)明，掌關(guān)規(guī)定。翻樣時(shí)考慮好鋼筋之間的穿插避讓關(guān)系，確定制作尺寸和綁扎次序。

②一般轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)主筋接頭全部采用閃光對(duì)焊或錐螺紋接頭連接、冷擠壓套筒連接；對(duì)于兩端做彎頭的鋼筋，采用可調(diào)伸螺紋接頭解決鋼筋旋轉(zhuǎn)的困難。

③當(dāng)轉(zhuǎn)換梁高度或轉(zhuǎn)換板厚度較大時(shí)，應(yīng)采取措施保證鋼筋骨架的穩(wěn)定和便于操作。

參考文獻(xiàn)

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[2]余紅生.轉(zhuǎn)換層支撐系統(tǒng)的選型及其安全性分析[M].建筑安全.2003.

高層建筑設(shè)計(jì)論文范文第5篇

湖南株洲某住宅小區(qū)由多棟多層和9～15層小高層住宅組成,框剪結(jié)構(gòu),總建筑面積為120000m2。以地上9層小高層為例,標(biāo)準(zhǔn)1層結(jié)構(gòu)單元見(jiàn)圖1,層高3m;9層上有個(gè)躍層為第10層,局部突出屋面部分為電梯機(jī)房。建筑總面積為4337.18m2,建筑總高為27.600m。本工程建筑結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)為二級(jí),抗震設(shè)防類別為丙類,按6度設(shè)防,地面粗糙度為C類,場(chǎng)地土類別為Ⅱ類。

2結(jié)構(gòu)方案布置分析與選擇

原結(jié)構(gòu)方案采用一般的剪力墻結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)形式對(duì)于房屋高度不太大的小高層建筑來(lái)說(shuō),這種結(jié)構(gòu)會(huì)造成剛度過(guò)大,重量增加,導(dǎo)致地震反應(yīng)過(guò)強(qiáng),使得上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)造價(jià)提高。所以,為了有效提高經(jīng)濟(jì)指標(biāo),經(jīng)多方案論證,決定采用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系。

短肢剪力墻結(jié)構(gòu)是指墻肢截面高度為厚度5～8倍的剪力墻結(jié)構(gòu),和一般剪力墻相比,這種結(jié)構(gòu)型式的優(yōu)點(diǎn)在于:

1)墻肢較短,布置靈活,可調(diào)整性大,容易滿足建筑平面的要求。

2)減少了剪力墻而代之以輕質(zhì)砌體,結(jié)構(gòu)自重相應(yīng)減輕,從而減小結(jié)構(gòu)整體剛度,增大振動(dòng)周期,降低地震作用力。

3)墻肢高寬比較大,延性較好,對(duì)抗震有利。

4)連梁跨高比較大,以受彎破壞為主,地震作用下首先在弱連梁兩端出現(xiàn)塑性鉸,能起到很好的耗能作用。

5)墻肢的承載力得到了較充分的發(fā)揮。

目前,《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2002已對(duì)短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)作出了規(guī)定。

在本住宅結(jié)構(gòu)平面布置中,盡量使結(jié)構(gòu)平面形狀和剛度均勻?qū)ΨQ,短肢剪力墻雙向布置,盡量拉通、對(duì)直,豎向布置中,力求規(guī)劃均勻,避免有過(guò)大的外挑、內(nèi)收,以及樓層剛度沿豎向突變,使整個(gè)房屋的抗側(cè)剛度中心靠近水平荷載合力的作用線,以免房屋發(fā)生扭轉(zhuǎn)。

根據(jù)建筑的平面布置,在房間、樓梯間、電梯間的四角,采用Z形、L形、T形或異形的墻肢。在設(shè)計(jì)過(guò)程中還應(yīng)注意同周期的關(guān)系,使結(jié)構(gòu)的第一自振周期避開(kāi)場(chǎng)地土的卓越周期,以免地基與結(jié)構(gòu)形成共振或類共振,既保證結(jié)構(gòu)在風(fēng)和地震荷載作用下的變形控制在規(guī)范允許的范圍內(nèi),又要保證建筑物有相對(duì)合理的自振周期,做到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)、合理且實(shí)用。

本方案根據(jù)上述分析并經(jīng)過(guò)多次調(diào)試,得到了4種結(jié)構(gòu)方案,結(jié)構(gòu)平面布置見(jiàn)圖2。剪力墻截面厚度同相鄰砌體填充墻厚度均為100mm。剪力墻、梁混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30。板的混凝土強(qiáng)度等級(jí)均為C25。主要連梁的尺寸大都為200mm×400mm。標(biāo)準(zhǔn)層樓板厚度為120mm,頂層樓板厚度為150mm,有別于肢長(zhǎng)肢厚比不大于4.0的異形柱,短肢剪力墻的肢長(zhǎng)肢厚比按規(guī)范要求控制在5~8范圍內(nèi),一般剪力墻的肢長(zhǎng)肢厚比均大于8。值得注意的是,對(duì)肢長(zhǎng)肢厚比為4~5范圍內(nèi)的墻肢,目前規(guī)范尚無(wú)明確條文規(guī)定其構(gòu)件類型,故設(shè)計(jì)時(shí)建議不要采用。

由于原方案的剪力墻過(guò)多,使底部剪力過(guò)大,使結(jié)構(gòu)很不經(jīng)濟(jì),同時(shí)布置了少量鋼筋混凝土柱子,使結(jié)構(gòu)不是很合理。故方案1在一般剪力墻結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上去掉了構(gòu)造柱并減少了少量的剪力墻(見(jiàn)圖2a)。

在方案1基礎(chǔ)上適當(dāng)?shù)臏p少一些剪力墻,從而使方案更經(jīng)濟(jì),在調(diào)試過(guò)程中由于F軸剪力墻較少,從而使電梯間X方向的剪力墻承受過(guò)大的剪力造成超筋,故把電梯間X方向的剪力墻開(kāi)洞口,使結(jié)構(gòu)X向的剛度減少。(見(jiàn)圖2b)

方案3是在方案2的基礎(chǔ)上改善了Y方向的剛度,使兩個(gè)方向的剛度相接近,使結(jié)構(gòu)更合理且均勻?qū)ΨQ(見(jiàn)圖2c)。

在方案3的基礎(chǔ)上把Y向的一些T型剪力墻變成一字型,雖然在多層、高層住宅設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量避免一字型,但由于該結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況,所以采用了部分一字型(見(jiàn)圖2d)。

3上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果分析

3.1計(jì)算結(jié)果分析

從構(gòu)件力學(xué)特性上來(lái)說(shuō),短肢剪力墻的肢長(zhǎng)與肢厚比≥5.0,更接近于剪力墻,故計(jì)算時(shí)將短肢剪力墻作為剪力墻而不是柱考慮應(yīng)更合理。因此,結(jié)構(gòu)整體計(jì)算采用中國(guó)建筑科學(xué)研究院開(kāi)發(fā)的SATWE程序(2003年版)進(jìn)行。SATWE采用的是在每個(gè)節(jié)點(diǎn)有六個(gè)自由度的殼元基礎(chǔ)上凝聚而成的墻元模擬剪力墻墻元不僅具有平面內(nèi)剛度也具有平面外剛度,可以較好地模擬工程中剪力墻的真實(shí)受力狀態(tài),計(jì)算結(jié)果較精確;同時(shí),對(duì)樓板SATWE可以考慮其彈性變形。雖然主樓結(jié)構(gòu)平面較規(guī)則,立面也無(wú)剛度突變現(xiàn)象,但由于剛度較大的電梯井處筒體有點(diǎn)偏置,會(huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)的影響,為了計(jì)算準(zhǔn)確,地震作用計(jì)算考慮了結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)和5%偶然偏心的影響,取了27個(gè)振型計(jì)算。

1)自振周期的控制

考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)時(shí)的自振周期(計(jì)算時(shí)自振周期折減系數(shù)取0.8)如表1(只列了前6個(gè))所示。從表1可得,方案4結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期T3=0.9959s,平動(dòng)為主的第一自振周期T1=1.1656s,T3/T1=0.854<0.9,滿足(JGJ3-2002)

第4.3.5條的規(guī)定。

2)結(jié)構(gòu)位移的控制

最大層間位移角(應(yīng)≤1/1000)、最大水平位移與層平均位移的比值(不宜大于1.2,不應(yīng)大于1.5)及最大層間位移與平均層間位移的比值(不宜大于1.2,不應(yīng)大于1.5)見(jiàn)表2。從中可以看出,結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載和地震作用下的位移均能很好地滿足規(guī)范限值。

3)剪重比控制

剪重比是反映結(jié)構(gòu)承受地震作用大小的指標(biāo)之一,地震力計(jì)算不能偏大,但也不能太小。因?yàn)槎讨袅Ρ旧淼挚沟卣鸬哪芰^差,如果短肢剪力墻分配的地震力太大,則很有可能不滿足要求。本工程X方向的最小剪重比為4.50%,Y方向的最小剪重比為4.62%,根據(jù)“抗震規(guī)范”(5.2.5)條要求的X、Y向樓層最小剪重比均為3.20%,所以各層均滿足要求。

4)軸壓比是體現(xiàn)墻肢抵抗重力荷載代表值作用下的能力,“規(guī)范”對(duì)短肢剪力墻(尤其一字墻肢)要求更高一些。上述工程出現(xiàn)的短肢剪力墻軸壓比在0.20~0.45之間,軸壓比小于規(guī)范規(guī)定值。

3.2短肢剪力墻結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性分析

為了與工程實(shí)際情況相符,假設(shè)混凝土的成本與混凝土的體積成正比,鋼筋的成本與鋼筋的體積成正比。在總造價(jià)上,暫不考慮模板及樓板等工程的造價(jià)影響。材料的單方造價(jià)混凝土為430元/m3,鋼筋4200元/t。表4為方案的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)匯總,由表4知,方案4比一般剪力墻結(jié)構(gòu)在總造價(jià)上要節(jié)約17.8%,使材料得到了充分的發(fā)揮。

4結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)小高層住宅的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),采用短肢剪力墻結(jié)構(gòu),在比普通剪力墻結(jié)構(gòu)方案節(jié)省投資17.8%的情況下,使結(jié)構(gòu)受力更合理,整體變形能力和結(jié)構(gòu)吸能能力對(duì)抗震更為有利。本工程剪力墻結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)是建筑平面外邊緣及角點(diǎn)處的墻肢,因而設(shè)計(jì)時(shí)在以上部位布置L型或一字型短肢墻,受條件所限也出現(xiàn)了少量一字型短肢墻,設(shè)計(jì)時(shí)嚴(yán)格控制其軸壓比<0.6,且相差不應(yīng)太懸殊,避免墻肢應(yīng)力差異過(guò)大。高層建筑中的連梁是一個(gè)耗能構(gòu)件,對(duì)抗震不利。多、高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中允許連梁的剛度有所下降。但應(yīng)注意短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中,墻肢剛度相對(duì)較小,連接各墻肢的梁已類似普通框架梁,而不同于一般剪力墻間的連梁,不應(yīng)在計(jì)算的總體中將連梁的剛度大幅下調(diào),使其設(shè)計(jì)內(nèi)力降低,應(yīng)按普通框架梁的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

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