多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

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多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文第1篇

關(guān)鍵詞：多層建筑 ；高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TU208.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

1. 高層建筑結(jié)構(gòu)受力方面

隨著社會(huì)的發(fā)展，都市的生活在給人們帶來(lái)繁華的同時(shí)，人口問(wèn)題和住房壓力也讓我們陷入困境之中，因此多層建筑逐漸消失與歷史舞臺(tái)，取而代之的是一座座拔地而起的高層建筑。而相對(duì)于多層建筑，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也更為復(fù)雜，面對(duì)諸多的設(shè)計(jì)難點(diǎn)，受力問(wèn)題就是要解決的當(dāng)務(wù)之急。

空間組成特點(diǎn)是一個(gè)設(shè)計(jì)師在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)的時(shí)候首要應(yīng)該關(guān)注的講點(diǎn)，而不是急于確定其詳細(xì)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。建筑物底面對(duì)建筑物空間形式的豎向穩(wěn)定和水平方向的穩(wěn)定都是非常重要的，由于建筑物是由一些大而重的構(gòu)件所組成，因此結(jié)構(gòu)必須能將它本身的重量傳至地面，結(jié)構(gòu)的荷載總是向下作用于地面的，而建筑設(shè)計(jì)的一個(gè)基本要求就是要搞清楚所選擇的體系中向下的作用力與地基土的承載力之間的關(guān)系，所以，在建筑設(shè)計(jì)的方案階段，就必須對(duì)主要的承重柱和承重墻的數(shù)量和分布作出總體設(shè)想。

很多人認(rèn)為底層、多層和高層建筑的結(jié)構(gòu)是不同的，其實(shí)這種觀點(diǎn)是片面的。在實(shí)際的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中，對(duì)于低層、多層和高層建筑，豎向和水平向結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)基本原理都是相同的，但是，隨著高度的不斷增加。豎向結(jié)構(gòu)體系成為設(shè)計(jì)的控制因素，其原因有兩個(gè)：其一，較大的垂直荷載要求有較大的柱、墻或者井筒；其二，側(cè)向力所產(chǎn)生的傾覆力矩和剪切變形要大得多。

當(dāng)然，在實(shí)際處理豎向力和側(cè)向力的過(guò)程當(dāng)中，通過(guò)實(shí)踐我們不難發(fā)現(xiàn)，與豎向荷載相比，側(cè)向荷載對(duì)建筑物的效應(yīng)不是線性增加的，而隨建筑高度的增高迅速增大。例如，在所有條件相同時(shí)，在風(fēng)荷載作用下，建筑物基底的傾覆力矩近似與建筑物高度的平方成正比，而其頂部的側(cè)向位移與高度的四次方成正比，地震的作用效應(yīng)更加明顯。在高層建筑中，問(wèn)題不僅僅是抗剪，而更重要的是整體抗彎和抵抗變形，可見(jiàn)，高層建筑的結(jié)構(gòu)受力性能與低層建筑有很大的差異。

2. 結(jié)構(gòu)選型階段

結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和選型階段對(duì)于高層建筑的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，是最為重要的，所以在這個(gè)階段，設(shè)計(jì)師一定要綜合多方面考量。同時(shí)針對(duì)建筑過(guò)程中可能遇到的問(wèn)題要進(jìn)行正確的預(yù)估。

2.1結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問(wèn)題

要熟悉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)則，在最新的規(guī)范當(dāng)中，許多內(nèi)容都是與舊規(guī)范相悖的，所以一定要熟知規(guī)范規(guī)則。例如：平面規(guī)則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等，而且，新規(guī)范采用強(qiáng)制性條文明確規(guī)定“建筑不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案。”因此，結(jié)構(gòu)工程師在遵循新規(guī)范的這些限制條件上必須嚴(yán)格注意，以避免后期施工圖設(shè)計(jì)階段工作的被動(dòng)。

2.2結(jié)構(gòu)的超高問(wèn)題

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，要對(duì)高層建筑的高度有一個(gè)嚴(yán)格的限制。最新的規(guī)范也將高度作為重點(diǎn)項(xiàng)目進(jìn)行規(guī)范，除了將原來(lái)的限制高度設(shè)定為A級(jí)高度的建筑外，增加了B級(jí)高度的建筑，因此。必須對(duì)結(jié)構(gòu)的該項(xiàng)控制因素嚴(yán)格注意，一旦結(jié)構(gòu)為B級(jí)高度建筑甚或超過(guò)了B級(jí)高度，其設(shè)計(jì)方法和處理措施將有較大的變化。

如果事前不能對(duì)建筑的高度做出正確的預(yù)估，就很可能會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。以往我們也遇到過(guò)類似情況，導(dǎo)致施工圖審查時(shí)未予通過(guò)，必須重新進(jìn)行設(shè)計(jì)或需要開(kāi)專家會(huì)議進(jìn)行論證等工作的情況，對(duì)工程工期、造價(jià)等整體規(guī)劃的影響相當(dāng)巨大。

2.3嵌固端的設(shè)置問(wèn)題

現(xiàn)在的高層建筑一般都帶有地下室，因此嵌固端設(shè)置的為止也是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。因此，在這個(gè)問(wèn)題上，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師往往忽視了由嵌固端的設(shè)置帶來(lái)的一系列需要注意的方面，如：嵌固端樓板的設(shè)計(jì)、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級(jí)的一致性、在結(jié)構(gòu)整體計(jì)算時(shí)嵌固端的設(shè)置、結(jié)構(gòu)抗震縫設(shè)置與嵌固端位置的協(xié)調(diào)等等問(wèn)題，而忽略其中任何一個(gè)方面都有可能導(dǎo)致后期設(shè)計(jì)工作的大量修改或埋下安全隱患。

3. 地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方面

無(wú)論是多層建筑還是高層建筑，打好地基都是一項(xiàng)基礎(chǔ)性的工作，也是安全性的重要保障。因此，地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一直是結(jié)構(gòu)工程師比較重視的方面，不僅僅由于該階段設(shè)計(jì)過(guò)程的好與壞將直接影響后期設(shè)計(jì)工作的進(jìn)行，同時(shí)，也是因?yàn)榈鼗A(chǔ)也是整個(gè)工程造價(jià)的決定性因素，因此，在這一階段，所出現(xiàn)的問(wèn)題也有可能更加嚴(yán)重甚至造成無(wú)法估量的損失。

我國(guó)對(duì)地基的設(shè)計(jì)和建筑方面有著明確的規(guī)范，一定要嚴(yán)格按照規(guī)范措施實(shí)施操作。由于我國(guó)占地面積較廣，地質(zhì)條件相當(dāng)復(fù)雜，作為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，僅僅一本《地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》無(wú)法對(duì)全國(guó)各地的地基基礎(chǔ)都進(jìn)行詳細(xì)的描述和規(guī)定，因此，作為建立在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)之下的地方標(biāo)準(zhǔn)。

想要保障地基基礎(chǔ)建設(shè)的安全工作，就要深入的了解地方性的法規(guī)政策。地方性的“地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范”能夠?qū)⒏鞯胤降牡鼗A(chǔ)類型和設(shè)計(jì)處理方法等一些成熟的經(jīng)驗(yàn)描述和規(guī)定得更為詳細(xì)和準(zhǔn)確，所以，在進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，一定要對(duì)地方規(guī)范進(jìn)行深入地學(xué)習(xí)，以避免對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或后期設(shè)計(jì)工作造成較大的影響。

4. 高層建筑結(jié)構(gòu)分析的基本原則

4.1 整體參數(shù)的設(shè)定

在機(jī)構(gòu)的計(jì)算方面，最初就應(yīng)該把握好高層建筑的具體數(shù)字，嚴(yán)格按照法規(guī)中的參數(shù)來(lái)設(shè)置。在進(jìn)行抗震計(jì)算時(shí)需考慮振型的數(shù)量，數(shù)量多了會(huì)浪費(fèi)時(shí)間，并可能使計(jì)算結(jié)果發(fā)生畸變，數(shù)量太少又會(huì)使計(jì)算結(jié)果失真，《高規(guī)》第5.1.13.2款規(guī)定抗震計(jì)算時(shí)振型數(shù)不應(yīng)小于15。最大地震力作用方向可由設(shè)計(jì)軟件自動(dòng)計(jì)算，但若該角度絕對(duì)值超過(guò)1 5度，就應(yīng)重新計(jì)算。結(jié)構(gòu)的基本周期是計(jì)算風(fēng)荷載的重要指標(biāo)，設(shè)計(jì)初期可能不知道其準(zhǔn)確值，可待計(jì)算之后從計(jì)算書中讀取，并重新計(jì)算。

4.2 結(jié)構(gòu)體系的合理性分析

結(jié)構(gòu)的合理性是保障建筑的能夠順利進(jìn)行的重要幫手，所以一定規(guī)范結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則。周期比是結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期與平動(dòng)為主的第一自振周期之比，它是控制結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的重要指標(biāo)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)限定周期比，以便使抗側(cè)力的構(gòu)件的平面布置更有效更合理。層間位移比和剛度比分別是控制結(jié)構(gòu)平面不規(guī)則性及豎向不規(guī)則的重要指標(biāo)，《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》和《高規(guī)》中均對(duì)它們做出了明確的要求。此外，為了建筑結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性及安全性，還應(yīng)控制好結(jié)構(gòu)的剛重比和剪重比。

4.3 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的優(yōu)化設(shè)計(jì)

為保障機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，在進(jìn)行的過(guò)程中，要對(duì)高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)做出優(yōu)化，還應(yīng)計(jì)算結(jié)構(gòu)單個(gè)構(gòu)件內(nèi)力和配筋，如計(jì)算梁、柱、剪力墻軸壓比，優(yōu)化構(gòu)件截面設(shè)計(jì)等。采用軟件對(duì)混凝土梁計(jì)算時(shí)，出現(xiàn)以下幾種情況時(shí)，便會(huì)提示超筋：梁的彎矩設(shè)計(jì)值超過(guò)梁的極限承載彎矩；超過(guò)《抗震規(guī)范》要求梁端縱向受拉鋼筋的最大配筋率2.5％ ；混凝土梁斜截面計(jì)算結(jié)果不符最小截面的要求。當(dāng)剪力墻連梁超筋時(shí)，表明其在水平地震力作用下抗剪承載力不夠，應(yīng)予以調(diào)整。規(guī)范中允許適當(dāng)折減地震作用下剪力墻連梁的剛度，使其出現(xiàn)塑性變形，但還應(yīng)保證其配筋滿足彈性變形時(shí)承載力的要求。以上計(jì)算得出初始設(shè)置的構(gòu)件截面和形狀后，還應(yīng)在考慮結(jié)構(gòu)的周期、位移、地震力等的前提下，適當(dāng)優(yōu)化構(gòu)件截面，使其在滿足受力要求的前提節(jié)省材料。

五、結(jié)束語(yǔ)

高層建筑逐步取代多層建筑是城市發(fā)展的必然選擇，不僅能夠有效的節(jié)省我們的土地資源，還能為我們創(chuàng)造更多的空間。為提高用地效率，城市建筑大多朝向高層和超高層發(fā)展，這也為建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了更高的要求。因而我們廣大建筑設(shè)計(jì)人員應(yīng)熟練掌握高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)要點(diǎn)，合理選擇建筑結(jié)構(gòu)體系，做好結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算和優(yōu)化，提高建筑的結(jié)構(gòu)安全性，降低設(shè)計(jì)和建造成本，為社會(huì)創(chuàng)造出更多的高層建筑精品。

參考文獻(xiàn)：

[1]肖峻，高層建筑結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)[J]，中化建設(shè)，2008，(12)

多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文第2篇

關(guān)鍵詞：多塔；高層建筑；結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)分析

中圖分類號(hào)：I043 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

Abstract :This paper based on the classification of multi-tower high-rise buildings’ structure system ,this study expounds the key points of the design ,combined with a engineering case of one multi-tower high-rise building structure ,started from the size and calculation analysis evaluation parameters ,It introduced the structural design analysis of multi-tower high-rise building .

Key words: multi-tower，high-rise building，structure，design analysis

1． 引言

隨著我國(guó)高層建筑工程項(xiàng)目的增加，越來(lái)越趨于多功能方向的發(fā)展，這就要求建筑功能多樣化和建筑體型多樣化，近年來(lái)大量出現(xiàn)的多塔高層建筑結(jié)構(gòu)就是應(yīng)這方面的需求而產(chǎn)生。作為較為新穎的建筑結(jié)構(gòu)類型，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)劣等方面的分析引起了相關(guān)工程技術(shù)人員的關(guān)注，相關(guān)部門也出臺(tái)了很多規(guī)范進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，都體現(xiàn)了對(duì)其的重視。

2． 多塔高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

多塔高層建筑結(jié)構(gòu)是指在上部采用兩個(gè)或兩個(gè)以上的塔樓作為主體結(jié)構(gòu)的高層建筑結(jié)構(gòu)類型，多塔高層建筑結(jié)構(gòu)體系具有多方面的自我特征。在大多數(shù)多塔結(jié)構(gòu)中,由于整個(gè)項(xiàng)目較大的規(guī)模,底層多數(shù)屬于超長(zhǎng)且超寬結(jié)構(gòu),上部塔樓大多數(shù)存在不對(duì)稱，這些特點(diǎn)要求多塔高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須著重多個(gè)方面的分析。

2.1 地基基礎(chǔ)不均勻沉降問(wèn)題的設(shè)計(jì)解決

對(duì)于多塔高層建筑來(lái)說(shuō)，各塔樓由于總高度較高且層數(shù)較多，其傳遞至地基基礎(chǔ)的荷載一般都較大,塔樓部位基礎(chǔ)設(shè)計(jì)地基應(yīng)力要比無(wú)塔樓的其他部位大的多。設(shè)計(jì)中首先要采用兩種以上的計(jì)算方法計(jì)算有無(wú)塔樓部分的沉降差和沉降量，然后設(shè)計(jì)者根據(jù)計(jì)算得到的沉降差決定是“放”還是“抗”，即是在各塔樓與無(wú)塔樓處設(shè)置沉降后澆帶來(lái)加強(qiáng)兩部位的沉降觀測(cè)，還是綜合考慮強(qiáng)度需要和附加彎矩與剪力所需鋼筋進(jìn)行相鄰構(gòu)件設(shè)計(jì)，不使用后澆帶。前者在塔樓與無(wú)塔樓部分分界處的構(gòu)件中增加的配筋較少，而其較大的缺點(diǎn)是由于達(dá)到沉降穩(wěn)定需要較長(zhǎng)時(shí)間，施工周期延長(zhǎng)，增加結(jié)構(gòu)的構(gòu)造復(fù)雜性，造成現(xiàn)場(chǎng)施工的管理困難；后者施工周期快,底層可以完整施工,但其缺陷在于往往增加了造價(jià)。

2.2 把好建筑材料使用關(guān)，加強(qiáng)檢測(cè)

地下室部分使用混凝土強(qiáng)度等級(jí)需控制在C30 左右，水泥用量需控制在250Kg 左右，水泥品種不宜使用礦渣水泥，條件許可的情況下可添加20%粉煤灰, 用以減小大體積混凝土澆筑造成的結(jié)構(gòu)水化熱，阻止結(jié)構(gòu)裂縫的提前開(kāi)展。

2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工方面注意良好配合

首先是特殊部分附加鋼筋的設(shè)置和構(gòu)造鋼筋的設(shè)計(jì)要經(jīng)過(guò)構(gòu)件受力計(jì)算，計(jì)算和裂縫控制都應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范規(guī)定。其次，底板宜一次性澆注完成，基坑范圍內(nèi)水位專人專門掌握控制。再次，施工階段設(shè)后澆帶，頂板與底板和側(cè)墻都可不連續(xù)設(shè)置，但是各個(gè)后澆帶等都必須在相關(guān)規(guī)范規(guī)程規(guī)定的參數(shù)范圍內(nèi)。此外，多塔高層建筑墻體易出現(xiàn)豎向收縮裂縫, 其水平筋的間距宜小于150mm，水平構(gòu)造筋的配筋率宜大于0.4%。還有墻體與柱子連接部位插入長(zhǎng)度宜在1500~2000mm范圍內(nèi), 加強(qiáng)鋼筋采用φ8~φ10，插入柱子長(zhǎng)度200~300mm，插入邊墻深度1200~1600mm，其配筋率還要提高10%~15%。施工中還有樓板宜按照規(guī)范配置細(xì)而密的構(gòu)造鋼筋網(wǎng)等等要求必須嚴(yán)格滿足。

3． 工程實(shí)例

3.1 工程概況

某兩棟八層塔樓（建筑功能為計(jì)算機(jī)房、圖書閱覽、實(shí)訓(xùn)室、辦公室和會(huì)議室等）組成，總高度為36.1m，總建筑面積約1.8 萬(wàn)方。為滿足建筑造型和使用功能的需要，兩棟塔樓在頂部位置設(shè)兩層連廊，跨度為32 米，層高6.4m，連體部分采用鋼結(jié)構(gòu)。場(chǎng)地基本風(fēng)壓為0.5，基本地震烈度為7度，地震基本加速度設(shè)計(jì)值為0.15g，設(shè)計(jì)地震分組第一組。擬建場(chǎng)地土層類型屬中軟土，場(chǎng)地類別屬III 類。

3.2 結(jié)構(gòu)體型的評(píng)定及相應(yīng)加強(qiáng)措施

本工程主要采用框架-剪力墻結(jié)構(gòu), 體型規(guī)則性評(píng)定參數(shù)包括四個(gè)方面。第一，平面體形規(guī)則, 中間連梁部位略有收進(jìn)，但不大于該方向的30%；第二，兩個(gè)塔樓主體立面上整體結(jié)構(gòu)分開(kāi)是規(guī)則的；第三，樓層剛度突變均都小于25%；第四，平面內(nèi)抗側(cè)力構(gòu)件的布置和質(zhì)量分布基本均勻?qū)ΨQ。

由于建筑立面的要求，連接體采用了豎桿的空腹桁架，具體通過(guò)空腹桁架內(nèi)型鋼連接實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)剛性連接，且與連體相連部位樓層的框架梁均都采用鋼骨梁。為進(jìn)一步加強(qiáng)平面剛度，保證抗側(cè)力構(gòu)件的協(xié)同工作，樓板采用現(xiàn)澆梁板體系。

3.3 相關(guān)計(jì)算結(jié)果

1）主要計(jì)算措施

為滿足建筑設(shè)計(jì)的各項(xiàng)性能指標(biāo)，采取了多項(xiàng)計(jì)算和設(shè)計(jì)措施。第一，小震彈性設(shè)計(jì)，即在小震作用下，結(jié)構(gòu)全部按照彈性狀態(tài)，構(gòu)件變形和承載能力滿足規(guī)范要求。根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》5.1.13 條要求，采用兩種不同力學(xué)模型進(jìn)行三維空間軟件分析計(jì)算整體內(nèi)力及位移。第二，對(duì)連體部位進(jìn)行中震彈性驗(yàn)算，來(lái)保證結(jié)構(gòu)重要部位構(gòu)件抗震承載力能滿足抗震性能的目標(biāo)要求。第三，采用PUSHOVER程序進(jìn)行結(jié)構(gòu)罕遇地震作用下彈塑性靜力分析，來(lái)考察結(jié)構(gòu)在罕遇地震下表現(xiàn)的抗震性能，控制整體結(jié)構(gòu)塑性變形能滿足規(guī)范要求。第四，考慮到連體結(jié)構(gòu)剛度豎向不規(guī)則性，定義連接結(jié)構(gòu)薄弱層，并將薄弱層的地震剪力乘以增大系數(shù)1.15。第五，考慮到連接部分豎向地震作用影響，提高一個(gè)級(jí)別的連接體和與連接體相鄰結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震等級(jí)。還有，考察整體反應(yīng)時(shí)和連接體鋼結(jié)構(gòu)反應(yīng)時(shí)，阻尼比分別取取0.05和0.035。

2）SATWE 及PMSAP 計(jì)算分析

主體結(jié)構(gòu)的整體分析根據(jù)中國(guó)建筑科學(xué)研究院PKPMCAD工程部編制的《多層及高層建筑結(jié)構(gòu)空間有限元分析與設(shè)計(jì)軟件SATWE》進(jìn)行，校核工作采用《復(fù)雜多、高層建筑結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)軟件PMSAP》進(jìn)行。抗震分析時(shí)考慮雙向地震效應(yīng)、扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)效應(yīng)和偶然偏心效應(yīng)，采用剛性樓板假定驗(yàn)算結(jié)構(gòu)最大水平位移和層間位移。

3）小震彈性時(shí)程分析結(jié)果

采用SATWE程序進(jìn)行結(jié)構(gòu)多遇地震下彈性時(shí)程分析，選用三條地震波進(jìn)行計(jì)算，分別為天然波TH3TG055、人工波RH3TG05和天然波TH4TG0555。通過(guò)時(shí)程法計(jì)算得到的結(jié)構(gòu)層間位移角比反應(yīng)譜法的計(jì)算結(jié)果都要小，時(shí)程法計(jì)算得到的基底剪力與反應(yīng)譜法較為接近，反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)果同三條波平均反應(yīng)計(jì)算結(jié)果的變化規(guī)律大致相符，滿足設(shè)計(jì)要求。

4）中震計(jì)算主要結(jié)果及分析

采用SATWE 進(jìn)行連體結(jié)構(gòu)部分中震彈性計(jì)算，地震影響系數(shù)取中震的0.33，取消組合內(nèi)力調(diào)整，其他主要計(jì)算參數(shù)與小震相同。

5）大震彈塑性靜力分析

采用《多層及高層建筑結(jié)構(gòu)彈塑性靜動(dòng)力分析軟件》分別進(jìn)行結(jié)構(gòu)X向、Y向彈塑性靜力推覆分析，水平荷載分布模式采用小震下各層地震力分布進(jìn)行計(jì)算保證罕遇地震作用下結(jié)構(gòu)的最大側(cè)向位移滿足規(guī)范規(guī)定的水平位移限值要求。

參考文獻(xiàn)：

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多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文第3篇

關(guān)鍵詞：多高層建筑；上部結(jié)構(gòu)；優(yōu)化設(shè)計(jì)；方法研究

Abstract：This paper summarizes the many tall buildings' upper optimization design involves the overall strategy optimization, system optimization, structure optimization and design model to optimize processing method, a twelve layer of high-rise building optimization processing examples analysis optimization design can achieve the effect of.

Key words：Many tall buildings; Upper structure; Optimization design; Method research

中圖分類號(hào)：[TU208.3]文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

引言

多高層建筑大量的建設(shè)需求使得對(duì)其結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)一直都是結(jié)構(gòu)領(lǐng)域探討研究的重點(diǎn)課題之一。結(jié)構(gòu)優(yōu)化的理論研究已經(jīng)經(jīng)歷了較長(zhǎng)的發(fā)展歷史，也取得了眾多的優(yōu)化實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，但是仍缺乏系統(tǒng)性和全面性，相對(duì)來(lái)講對(duì)程序設(shè)計(jì)模型優(yōu)化等還十分匱乏。多高層建筑從設(shè)計(jì)策略上就要實(shí)現(xiàn)優(yōu)化，繼而從多類型的結(jié)構(gòu)體系選擇進(jìn)行荷載抗力優(yōu)化處理，接著從整體性角度提高結(jié)構(gòu)性能，通過(guò)結(jié)構(gòu)體系和算法手段，實(shí)際操作表明優(yōu)化效果明顯。

上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)策略的優(yōu)化

數(shù)學(xué)計(jì)算優(yōu)化方法是基于傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)問(wèn)題特點(diǎn)而建立發(fā)展起來(lái)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)程序技術(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的算法優(yōu)化設(shè)計(jì)，較為先進(jìn)的有最優(yōu)準(zhǔn)則法和遺傳算法。最優(yōu)準(zhǔn)則法是起步較早的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法之一，其以預(yù)先規(guī)定好一組優(yōu)化設(shè)計(jì)需要滿則的準(zhǔn)則為基本出發(fā)點(diǎn)，繼而依據(jù)這些準(zhǔn)則來(lái)建立實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)相關(guān)迭代公式進(jìn)行計(jì)算。通常依據(jù)已有工程經(jīng)驗(yàn)，使用相關(guān)的理論研究、分析和判斷，繼而得出迭代算法，較為適用于連續(xù)變量情況近似的工程優(yōu)化方法。遺傳算法發(fā)展史較短，其為近些年來(lái)新興啟發(fā)式算法之一，基于生物進(jìn)化學(xué)說(shuō)的自然遺傳機(jī)制優(yōu)化的算法。遺傳算法將結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)樯锏倪M(jìn)化過(guò)程，使用優(yōu)勝劣汰機(jī)制以取得優(yōu)化處理后的最優(yōu)解，其操作參數(shù)的 編碼，而非參數(shù)自身。遺傳算法進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化策略的優(yōu)勢(shì)在于其操作眾多的起始點(diǎn)，并非單一點(diǎn)，有效地避免了搜索進(jìn)程向局部的最優(yōu)解收斂，同時(shí)期使用的概率轉(zhuǎn)變規(guī)則避免了確定性規(guī)則的單一性，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜系統(tǒng)的優(yōu)化應(yīng)用。

結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)化設(shè)計(jì)

多高層建筑結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)化設(shè)計(jì)目標(biāo)在于實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)足夠的豎向荷載及水平荷載抵抗能力，使其具備良好的變形性能、耗能減震能力和抗震承載能力。

3.1 傳力路徑明晰化處理

多高層建筑的結(jié)構(gòu)體系需要保證傳力途徑的明晰化，使得作用于結(jié)構(gòu)上部的水平和豎向荷載可以直接傳向基礎(chǔ)，避開(kāi)出現(xiàn)傳力迂回的情況。優(yōu)化結(jié)構(gòu)體系時(shí)要盡量形成較為正確簡(jiǎn)單的計(jì)算簡(jiǎn)圖，降低實(shí)際情況同計(jì)算模型之間的差異。在進(jìn)行傳力路徑處理過(guò)程中保證概念設(shè)計(jì)最優(yōu)化，尤其是有錯(cuò)層、轉(zhuǎn)換層和大底盤等復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系形式中其作用更為突出。

3.2 多道設(shè)防措施的采用

最新修訂的抗震規(guī)范對(duì)結(jié)構(gòu)體系多道設(shè)防機(jī)制形成要求更為嚴(yán)格，通常使用合理處置承載力的分布、結(jié)構(gòu)剛度與構(gòu)件之間強(qiáng)弱的關(guān)系，利用第一道防線破壞來(lái)消耗地震能量的方式，改變整個(gè)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性，實(shí)現(xiàn)減小地震作用的目標(biāo)。大量的多高層建筑設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，對(duì)于純框架的結(jié)構(gòu)體系，加設(shè)鋼或者鋼筋混凝土的柱間支撐，使用支撐屈曲作用來(lái)耗能，更能優(yōu)化結(jié)構(gòu)抗震性能，最大限度的發(fā)揮第一道防線對(duì)框架柱保護(hù)能力。對(duì)于剪力墻結(jié)構(gòu)和框架剪力墻結(jié)構(gòu)，可以通過(guò)連梁的屈曲和開(kāi)裂來(lái)消耗地震能量以保護(hù)墻體。第一道設(shè)防能力發(fā)揮的前提是保證連梁抗剪性能相對(duì)值，確保強(qiáng)剪弱彎，或設(shè)置雙連梁以提高抗震效果。

3.3 強(qiáng)柱弱梁全面實(shí)現(xiàn)

作為結(jié)構(gòu)延性措施保障之一的強(qiáng)柱弱梁，其保證就算塑性鉸在梁端出現(xiàn)，形成了梁鉸機(jī)制，避免柱子斷裂，強(qiáng)化結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性要求。高層設(shè)計(jì)規(guī)范和抗震規(guī)范都要求梁端的彎矩設(shè)計(jì)值比柱端的彎矩設(shè)計(jì)值要小來(lái)實(shí)現(xiàn)這一性能要求，結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)同樣遵從這一設(shè)計(jì)指標(biāo)，按照具體的抗震等級(jí)，保證新規(guī)范抗震調(diào)整系數(shù)情況下的具體公式要求。具體優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中，因?yàn)榭紤]到現(xiàn)澆樓板能夠參與到梁受力體系之中，所以適當(dāng)對(duì)梁抗彎剛度擴(kuò)大1.5倍到2倍，梁支座配筋率高和板上實(shí)際配筋問(wèn)題造成梁實(shí)際的剛度較計(jì)算值往往偏大，實(shí)際的梁端承載力較梁端彎矩要大。

結(jié)構(gòu)整體性優(yōu)化設(shè)計(jì)

由于結(jié)構(gòu)空間的整體剛度大小直接的關(guān)乎著結(jié)構(gòu)抗震能力強(qiáng)弱，結(jié)構(gòu)整體性保證了結(jié)構(gòu)各個(gè)體系和構(gòu)件之間能夠共同工作。樓蓋的剛性處理對(duì)于結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性能的提高效果非常明顯，保證樓蓋承受豎向荷載能力的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)其在水平方向上的支撐能力。對(duì)于豎向抗側(cè)力不均勻的結(jié)構(gòu)布置或者各個(gè)抗側(cè)力構(gòu)件的水平位移不同時(shí)發(fā)生的情況，樓蓋體系的抗側(cè)力保證性能協(xié)同作用尤為重要。通過(guò)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件同結(jié)構(gòu)主體間的連接作用同樣具有良好的結(jié)構(gòu)整體性提高性能，進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)需要加強(qiáng)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件同主體結(jié)構(gòu)的連接部位預(yù)埋件和錨固件的設(shè)計(jì)，保證非結(jié)構(gòu)構(gòu)件附加地震作用合理傳向主體結(jié)構(gòu)。

設(shè)計(jì)計(jì)算模型優(yōu)化處理

5.1 設(shè)計(jì)計(jì)算變量選擇

合理選擇變量時(shí)優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題處理最基本的問(wèn)題，對(duì)于不同界面變量采用不同的方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同優(yōu)化模型及優(yōu)化算法操作的簡(jiǎn)化。矩形混凝土梁要選取梁寬B和梁高H最為優(yōu)化的變量，出現(xiàn)不滿足約束條件的時(shí)候，增加H大小直到滿足要求，但是如果H/B大于3就要同時(shí)增加B，使得H/B小于3，優(yōu)化截面。圓形和矩形混凝土柱要選擇彎矩平面垂直面的柱寬B，此時(shí)柱截面高度H取аB，其中а參照建筑的布局和規(guī)范取值。

5.2 局部約束優(yōu)化處理

局部的優(yōu)化對(duì)于整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)意義重大，合理控制各個(gè)局部性能就能夠?qū)崿F(xiàn)整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的綜合性能，主要的優(yōu)化處理集中于構(gòu)造的約束和強(qiáng)度條件的約束。混凝土柱的優(yōu)化約束需要著重考慮堆成配筋優(yōu)化，大偏心受壓和小偏心受壓公式計(jì)算完成后考慮受剪強(qiáng)度條件和梁的約束條件，進(jìn)行配筋率約束，繼而控制軸壓比和整體綜合性能。

結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)處理效果分析

6.1 工程概況

圖1 某十二層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)平面布置圖

某十二層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)平面布置圖如上圖1所示，應(yīng)用本文所總結(jié)的優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算方法對(duì)其整體優(yōu)化設(shè)計(jì)。建筑物總體高度39.9m，底層層高3.6m，其余層層高3.3m，全部使用C30混凝土，樓面恒荷載取5 kN/m2、活荷載5 kN/m2，梁上荷載取20 kN/m2，基本風(fēng)壓為0.55 kN/m2，地面粗糙程度為C級(jí)，場(chǎng)地土類別為Ⅱ類，地震分組為第一組，加速度取0.1g，結(jié)構(gòu)阻尼比0.05。

6.2 采用優(yōu)化措施的設(shè)計(jì)效果

下表1 所列為使用了本文所闡述的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法完成本結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)后底層柱內(nèi)力結(jié)果，數(shù)據(jù)顯示優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)柱端軸力和柱端彎矩明顯有所降低，適當(dāng)?shù)某艘愿挥谙禂?shù)即可在滿足結(jié)構(gòu)安全性的前提下實(shí)現(xiàn)該多高層建筑的經(jīng)濟(jì)效益。

表1 底層柱的內(nèi)力結(jié)果

結(jié)語(yǔ)

隨著建筑體量的不斷擴(kuò)大，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)采取合理的優(yōu)化設(shè)計(jì)已經(jīng)逐漸成為研究重點(diǎn)。從工程實(shí)踐情況表明，對(duì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化主要是從結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)及其結(jié)構(gòu)計(jì)算方法入手。結(jié)構(gòu)體系上優(yōu)化就是要使多高層建筑的結(jié)構(gòu)體系需要保證傳力途徑的明晰化，使得作用于結(jié)構(gòu)上部的水平和豎向荷載可以直接傳向基礎(chǔ)，從多類型的結(jié)構(gòu)體系選擇進(jìn)行荷載抗力優(yōu)化處理，接著從整體性角度提高結(jié)構(gòu)性能，通過(guò)結(jié)構(gòu)體系和算法手段，實(shí)際操作表明優(yōu)化效果明顯。而結(jié)構(gòu)計(jì)算方法優(yōu)化就是對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采取有效的數(shù)學(xué)計(jì)算優(yōu)化方法，運(yùn)用計(jì)算機(jī)程序技術(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的算法優(yōu)化設(shè)計(jì)，如較為先進(jìn)的有最優(yōu)準(zhǔn)則法和遺傳算法。

參考文獻(xiàn)：

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多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文第4篇

關(guān)鍵詞：高層建筑； 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 原則； 方法

Abstract: With the economic development and the scarcity of construction land of China, high-rise buildings are more and more, and its structure systems present diversified trend, so strengthening the design of high-rise building structure is of important significance. Combined with working experience, the design principles and the relevant precautions of high-rise building structure are analyzed and discussed, hoping to discuss the emphasis and difficulties of the high-rise building structure design with readers.

Key words: high-rise building; structure design; principle; method

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）

隨著城市化進(jìn)程的不斷加速，城市用地越來(lái)越緊張，因此高層建筑的應(yīng)用越來(lái)越廣泛；加強(qiáng)對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重視程度，既可確保安全性、穩(wěn)定性，也可順利實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益目標(biāo)，其重要性不言而喻。以下將對(duì)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行具體分析：

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)與難點(diǎn)

1.1 水平荷載的優(yōu)化

在高層建筑設(shè)計(jì)中，涉及到的水平荷載問(wèn)題非常重要。一方面，考慮到高層建筑自身的重量以及各個(gè)樓面的荷載作用主要集中于豎向構(gòu)件，而由此產(chǎn)生的彎矩?cái)?shù)值、軸力數(shù)值等與建筑高度的一次方呈正比例關(guān)系；另一方面，對(duì)于高層建筑來(lái)說(shuō)，豎向的荷載力為定值，但是水平荷載力將隨著建筑結(jié)構(gòu)特性的不同而有所差異[1]。不同結(jié)構(gòu)形式、不同烈度地區(qū)的水平控制荷載主要體現(xiàn)在水平地震作用及風(fēng)荷載兩種情況。

1.2 結(jié)構(gòu)變形的控制

對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，位移問(wèn)題是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵要素之一。隨著當(dāng)前建筑的高度不斷增加，水平荷載力也有所提高，因此建筑結(jié)構(gòu)位移和變形隨之加大，如何確保高層建筑結(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性，是非常重要的話題，這也需要采取有效措施將建筑結(jié)構(gòu)水平荷載作用下的變形幅度控制在規(guī)范要求之內(nèi)。

1.3 結(jié)構(gòu)延性的調(diào)整

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)考慮到震動(dòng)情況下的變形問(wèn)題。為了確保建筑結(jié)構(gòu)受到變形力之后仍能保持良好性能，而不至破壞或者坍塌，這就需要在設(shè)計(jì)過(guò)程中采取相應(yīng)措施，對(duì)其延性進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

1.4 豎軸向變形的約束

以高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)際情況來(lái)看，一般豎向的荷載值比較大，如果在設(shè)計(jì)過(guò)程中忽略這一問(wèn)題，可能引發(fā)軸向變形問(wèn)題（超高層結(jié)構(gòu)尤其明顯），進(jìn)而對(duì)連續(xù)梁彎矩產(chǎn)生影響；這時(shí)候，可能對(duì)連續(xù)梁中間部位的支座負(fù)彎矩值造成影響，并且增大端支座的跨中正彎矩與負(fù)彎矩等；在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)該根據(jù)軸向變形的實(shí)際情況對(duì)相應(yīng)數(shù)值進(jìn)行確定；采取有效方式應(yīng)對(duì)軸向變形問(wèn)題、加強(qiáng)對(duì)構(gòu)件剪力值、側(cè)移幅度等控制，確保建筑結(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性[2]。

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則

2.1 合理的結(jié)構(gòu)計(jì)算模型

合理的結(jié)構(gòu)受力模式計(jì)算模型，在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要性不言而喻，如果計(jì)算模型與工程實(shí)際不相符，則可能對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)精準(zhǔn)性產(chǎn)生影響，嚴(yán)重者甚至引發(fā)結(jié)構(gòu)事故。因此，若想確保高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性、安全性、穩(wěn)定性，必須加強(qiáng)對(duì)計(jì)算模型的重視程度。

2.2 基礎(chǔ)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

以高層建筑的地質(zhì)條件為出發(fā)點(diǎn)，有針對(duì)性地選擇基礎(chǔ)設(shè)計(jì)形式，對(duì)建筑的上部結(jié)構(gòu)類型、荷載分布等進(jìn)行綜合分析，合理選擇施工條件，減少對(duì)周邊建筑物產(chǎn)生的影響；通過(guò)考慮各方面的實(shí)際因素，最終確定施工組織方案。合理方案的選擇，必須充分發(fā)揮地基潛力并應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)型及施工簡(jiǎn)便性，必要情況下需要對(duì)地基變形控制[3]-[4]。此外，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要制定詳盡的地質(zhì)勘查報(bào)告，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工勘查并應(yīng)充分考慮周邊建筑物的情況，還必須對(duì)降水、抗浮問(wèn)題采用有效的措施。

2.3 確定高層建筑結(jié)構(gòu)方案

只有提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)性、合理性，同時(shí)滿足高層建筑的結(jié)構(gòu)體系要求，才能確保整體設(shè)計(jì)的順利實(shí)現(xiàn)。對(duì)于結(jié)構(gòu)體系來(lái)說(shuō)，要求明確受力過(guò)程，保障傳力的簡(jiǎn)潔性。對(duì)于同等的結(jié)構(gòu)單元來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)體系也應(yīng)相同；如果高層建筑位于地震區(qū)域內(nèi)，那么就需要充分考慮平面規(guī)則與豎向規(guī)則。

2.4 分析計(jì)算結(jié)果的合理性

隨著我國(guó)科技水平的不斷進(jìn)步升，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中計(jì)算機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，可以選擇的計(jì)算軟件種類非常多，不同軟件可能獲得不同的計(jì)算結(jié)果，對(duì)設(shè)計(jì)人提出更高要求，既要了解工程實(shí)際情況，也要掌握軟件適用的條件、范圍等，提高軟件的針對(duì)性、適用性；由于計(jì)算機(jī)的程序并不可能與建筑結(jié)構(gòu)完全相符，應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助手段，可能產(chǎn)生人工輸入錯(cuò)誤或者由于軟件缺陷而造成計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確等問(wèn)題，因此通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件獲得計(jì)算結(jié)果之后，必須經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)人員的反復(fù)校核，確保計(jì)算結(jié)果的精準(zhǔn)性、合理性，切忌生搬硬套。

2.5 采取針對(duì)性地結(jié)構(gòu)措施

結(jié)合以往高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，應(yīng)遵循“強(qiáng)剪弱彎”、“強(qiáng)柱弱梁”等原則，尤其關(guān)注薄弱部位(薄弱層)，重視控制節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，同時(shí)考慮到溫度應(yīng)力、延性等因素，避免因構(gòu)造不當(dāng)對(duì)構(gòu)件產(chǎn)生負(fù)面影響。

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的注意問(wèn)題

3.1 結(jié)構(gòu)超限問(wèn)題的控制

我國(guó)有關(guān)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)范以及抗震標(biāo)準(zhǔn)等，對(duì)建筑的高度及規(guī)則性提出了較高的要求，很多高層結(jié)構(gòu)會(huì)遇到超限問(wèn)題。超限問(wèn)題主要體現(xiàn)在建筑結(jié)構(gòu)高度及規(guī)則性兩個(gè)方面，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)型與安全性影響較大，對(duì)此類情況應(yīng)進(jìn)行綜合全面的分析盡量避免或減少，并應(yīng)采取有效措施予以加強(qiáng)；適當(dāng)情況下應(yīng)考慮性能設(shè)計(jì)目標(biāo)加以控制以確保結(jié)構(gòu)安全性。

3.2 嵌固端的設(shè)置

對(duì)于高層建筑來(lái)說(shuō)，一般設(shè)置1層或者1層以上的地下室、人防工程等，因此可能在地下室的頂板位置設(shè)置嵌固端，或者在人防頂板位置設(shè)置嵌固端。但是在實(shí)際進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，一些工程師忽略了嵌固端設(shè)計(jì)中需要注意的問(wèn)題。例如，嵌固端的樓板設(shè)計(jì)要點(diǎn)、嵌固端上下的剛度比、結(jié)構(gòu)抗震縫的設(shè)計(jì)以及與車庫(kù)的銜接構(gòu)造等；如果忽略了其中某個(gè)環(huán)節(jié)，都將對(duì)結(jié)構(gòu)整體性產(chǎn)生影響，甚至留下抗震安全隱患，這一點(diǎn)必須充分重視。

3.3 保持結(jié)構(gòu)規(guī)則性

對(duì)于結(jié)構(gòu)的規(guī)則性，在當(dāng)前新規(guī)范中提出了較多限制條件，如平面規(guī)則性、嵌固端的上下層剛度比等；同時(shí)提出高層建筑不得采用“嚴(yán)重不規(guī)則”的設(shè)計(jì)方案，應(yīng)在設(shè)計(jì)中應(yīng)引起高度重視，確保結(jié)構(gòu)的安全性、經(jīng)濟(jì)型以及施工簡(jiǎn)便性。

綜上所述，隨著高層建筑的與日俱增，高層建筑設(shè)計(jì)尤其是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)越來(lái)越重要。作為結(jié)構(gòu)工程師，除了掌握基本的專業(yè)知識(shí)以外，還要具備復(fù)合型能力水平，了解現(xiàn)代化信息技術(shù)，提高結(jié)構(gòu)計(jì)算的完整性、精確性，結(jié)合工程具體情況，最終確定最合理、最經(jīng)濟(jì)、最合適的方案，解決設(shè)計(jì)過(guò)程中可能遇到的各種問(wèn)題，推動(dòng)我國(guó)高層建筑的優(yōu)化發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范文第5篇

[關(guān)鍵詞]結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；解決方案；高層建筑結(jié)構(gòu)；建筑施工

中圖分類號(hào)：TP101 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）10-0081-01

前言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市化進(jìn)程也在加快，在這兩種作用的推動(dòng)下，建筑行業(yè)的發(fā)展十分迅速，使我國(guó)的建筑物建設(shè)不斷發(fā)展擴(kuò)大；高層建筑的要比普通建筑的設(shè)計(jì)相比要復(fù)雜的多，它的建造難度也相對(duì)加大，這給工程師們?cè)谶M(jìn)行高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中帶來(lái)了新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。

一、高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)意義

在進(jìn)行當(dāng)前的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，一般都是在建筑施工圖設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)還達(dá)不到建筑的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)要求；盡管沒(méi)有成形單獨(dú)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系，但高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作用是不能被忽視的；由于高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)影響著整個(gè)建筑的設(shè)計(jì)施工，還影響著整高層建筑物的消防設(shè)計(jì)，抗震設(shè)計(jì)和抗風(fēng)設(shè)計(jì)等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，甚至還影響著高層建筑的施工質(zhì)量和建筑的安全性等。因此在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要對(duì)其進(jìn)行全面考慮，不能只局限于高層建筑的施工過(guò)程，而不重視高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題，這會(huì)致使高層建筑物在完工后的安全性得不到有效保障，可能會(huì)影響到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，因此高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)有著十分重要的意義。

二、當(dāng)前我國(guó)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的若干問(wèn)題

1、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的消防問(wèn)題

我國(guó)現(xiàn)階段的建筑正向著高層化、密集化的形式發(fā)展，在進(jìn)行高層建筑的設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)建筑的消防及防火要求有了更高的標(biāo)準(zhǔn)和要求，若沒(méi)有合理的消防設(shè)計(jì)，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)就可能造成生命財(cái)產(chǎn)安全問(wèn)題和重大的經(jīng)濟(jì)損失。目前建造的高層建筑通常都非常復(fù)雜，建筑的使用功能也非常多，然而使用的建筑材料還存在很多易燃材料，如果出現(xiàn)火災(zāi)就會(huì)很難控制，因此，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)合理的選擇建筑材料，采用耐火性、耐久性較高的材料，當(dāng)采用鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，鋼構(gòu)件本身的物理性能一定要符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，同時(shí)也要做好防火措施，比如噴刷防火涂層，以達(dá)到消防防火要求；另外，供人員安全疏散的樓梯、避難層、避難間、避難走道等消防相關(guān)的部位，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)采用合理的方案，以利于火災(zāi)發(fā)生時(shí)這些區(qū)域能更快的進(jìn)行人員疏散、避難要求。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，由于結(jié)構(gòu)工程師對(duì)消防及防火規(guī)范的理解不到位，在消防相關(guān)部位設(shè)計(jì)時(shí)的結(jié)構(gòu)方案不合理、結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件材料的選擇不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)龋紩?huì)對(duì)高層建筑使用過(guò)程中的消防安全形成隱患。

2、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗震問(wèn)題

在對(duì)高層建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，還需要注意其抗震的相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這對(duì)高層建筑來(lái)說(shuō)有著非常重要的作用，我國(guó)對(duì)設(shè)計(jì)高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求也非常高；在設(shè)計(jì)高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)時(shí)必須進(jìn)行綜合考慮，只有全面考慮建筑物的實(shí)際情況，才能確保其發(fā)揮抗震的作用；我們生活的地帶發(fā)生地震的概率非常小，這也是建筑設(shè)計(jì)人員沒(méi)有足夠重視高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原因，致使能真正擔(dān)任抗震設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的專業(yè)人員非常少；我國(guó)現(xiàn)階段的高層建筑對(duì)抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)只是分析其建筑的抗震數(shù)據(jù)，并進(jìn)行了粗略的計(jì)算，只得到一個(gè)并不清晰的抗震結(jié)構(gòu)參考，設(shè)計(jì)人員就根據(jù)這處結(jié)果設(shè)計(jì)高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)，致使我國(guó)高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)都遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到理想的設(shè)計(jì)效果。

3、高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗風(fēng)問(wèn)題

在進(jìn)行高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，高層建筑的抗風(fēng)性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也是很重要的，必須提高對(duì)抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重視程度。我國(guó)目前的抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師一般都是在建筑物的玻璃防護(hù)，裝飾物設(shè)置和墻體方面下功夫，卻忽略了建筑結(jié)構(gòu)的主體保護(hù)方面，這使得高層建筑在經(jīng)受大風(fēng)后，造成高層建筑物的主體結(jié)構(gòu)受到巨大損壞。

三、解決高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在若干問(wèn)題的措施

1、對(duì)高層建筑的消防結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化

優(yōu)化高層建筑設(shè)計(jì)的消防結(jié)構(gòu)，必須要做到三點(diǎn)要求：第一點(diǎn)是在進(jìn)行選擇使用的材料時(shí)，要盡量選用耐火性好的建筑材料，這種建筑材料可以延緩火勢(shì)蔓延的速度，這有利于建筑在發(fā)生火災(zāi)時(shí)能進(jìn)行其更好的控制；第二點(diǎn)是設(shè)計(jì)科學(xué)合理的高層建筑的防火帶，也能起到控制火災(zāi)的火勢(shì)作用；第三點(diǎn)是進(jìn)行消防結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化，其中包括設(shè)計(jì)防排煙的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，疏散消防通道及其報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等；這能有效確保在火災(zāi)發(fā)生時(shí)能馬上施救，幫助人們逃離危險(xiǎn)。

2、對(duì)高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化

針對(duì)高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)，我們必須運(yùn)用專業(yè)的設(shè)計(jì)工作人員來(lái)設(shè)計(jì)高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)方案，全面分析高層建筑的相關(guān)建筑特點(diǎn)和發(fā)生地震的概率等情況；在達(dá)到高層建筑抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求上，要嚴(yán)格按照規(guī)范的要求進(jìn)行高層建筑的抗震設(shè)計(jì)，必須通過(guò)抗震數(shù)據(jù)資料來(lái)進(jìn)行準(zhǔn)確的分析計(jì)算，再考慮高層建筑物的梁柱，主體結(jié)構(gòu)，剪力墻和地基的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)等抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及抗震構(gòu)件的作用效果，從而提高高層建筑物的抗震能力。

3、對(duì)高層建筑的抗風(fēng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化

在進(jìn)行高層建筑的抗風(fēng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí)，必須事先思量高層建筑物的水平作用力效果對(duì)建筑物本身的影響因素，還要考慮當(dāng)建筑物遭受風(fēng)力作用時(shí)，怎樣能確保建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)起到抗風(fēng)的作用，在建筑物受到風(fēng)力荷載作用下，它所能承受的最大抗風(fēng)能力；還有要加強(qiáng)高層建筑物的建筑主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；加固建筑物的辦法通常有兩種，一是運(yùn)用高級(jí)的技術(shù)手段，或者運(yùn)用現(xiàn)在的先進(jìn)施工技術(shù)辦法來(lái)對(duì)建筑物的地基進(jìn)行加固施工作業(yè)處理；二是運(yùn)用高性能的混凝土來(lái)對(duì)高層建筑的主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工，這也是加固高層建筑物主體結(jié)構(gòu)的有效措施；在進(jìn)行優(yōu)化建筑物的抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，還要做到對(duì)建筑物的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工中存在的建筑耗能結(jié)構(gòu)也要進(jìn)行其設(shè)計(jì)考慮。

四、結(jié)束語(yǔ)

在我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的過(guò)程中，城鎮(zhèn)化進(jìn)程腳步也在逐漸加快，從而出現(xiàn)越來(lái)越多高層建筑，高層建筑的施工質(zhì)量與建筑相關(guān)的安全問(wèn)題等受到社會(huì)的廣泛關(guān)注，為此，我們著重研究了高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的若干問(wèn)題，并對(duì)此提出了合理的解決建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題的對(duì)策。

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