淺析高層建筑結構特點及設計問題

1、<p>　　淺析高層建筑結構特點及設計問題</p><p>　　摘要：在高層建筑的發(fā)展日趨激烈的形勢下，建筑的質量受到了越來越高的重視。在建筑體系中，結構承擔著整個建筑的荷載，所以要對結構設計給予足夠的重視。在對高層建筑的結構進行設計的過程中，要全面的考慮各種因素，保證設計的質量，為高層建筑的質量打下堅實的基礎，文章對此作出闡述。 </p><p>　　關鍵詞：建筑；結構設計；高

2、層建筑 </p><p>　　中圖分類號： TU318 文獻標識碼： A </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　隨著城市化進程加快發(fā)展，全國各地的高層建筑不斷涌現(xiàn)，建筑質量出現(xiàn)的問題越來越多，也越來越嚴重。而建筑結構的設計在建筑中起著至關重要的位置，建筑結構設計是個系統(tǒng)，全面的工作。簡而言之，就是用基礎，墻、柱、梁、

3、板、樓梯，大樣細部等結構元素來構成建筑物的結構體系，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構的內力分析傳遞至基礎。結構設計的成果體現(xiàn)在繪制的結構施工圖上，該圖紙是結構工程師的語言，是直接面對施工現(xiàn)場及相關工程技術人員的，應該按照一定的規(guī)范繪制。 </p><p>　　1 高層建筑結構的特點 </p><p>　　在高層建筑中，由于其垂直方向的距離較高，所以產生的豎向荷載較大，

4、加之風力因素的影響，對高層建筑的穩(wěn)定性有很大的要求。由于結構承擔了整個建筑的荷載，所以要具有非常強的抗震性，高層建筑的結構與其他建筑存在很大的差別，在整個建筑體系中占據(jù)了非常重要的地位，所以要根據(jù)其特點進行結構設計。 </p><p>　　1.1 水平荷載成為決定因素 </p><p>　　隨著城市化進程的加快，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)展做出貢獻的同時，

5、也對城市的發(fā)展造成了一定的壓力。因為城市中的土地資源是有限的，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。在高層建筑的結構設計中就要對水平荷載進行充分的考慮，隨著樓層的增加，水平荷載所產生的作用力也將越大，所以在考慮抗震性的同時要對水平荷載給予重視。并且水平荷載也越來越結構設計中的決定性因素。 </p><p>　　1.

6、2 抗震設計要求更高 </p><p>　　抗震設計是每個建筑在進行結構設計中都要考慮的問題，但是對于高層建筑而言就要提高標準。因為高層建筑無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度，所以要比普通建筑的標準提升很多，具有良好的抗震性能。 </p><p>　　2 高層建筑結構的分析 </p><p>　　2.1 軸向變形不容忽視對于高層建筑結構，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，軸向變形會使高層建筑結構的內力數(shù)值與分布產生顯著的改變。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，往往會使連續(xù)梁中間支座處的負彎矩值及跨中正彎矩值和端支座負彎矩發(fā)生變化。對構件剪力和側移的影響，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，各構件水平剪力和側移都會產生很大的誤差。由此可見，在進行高層建筑結構設計時，構件的軸向變形必須列入到設計考慮的范圍中來。 <

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，從而會對連續(xù)梁彎矩產生影響，造成連續(xù)梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩和端支座負彎矩值增大；還會 </p><p>　　對預制構件的下料長度產生影響。 </p><p>　　2.3 結構延性是重要設計指標 </p&

9、gt;<p>　　對低樓房而言，高樓結構更柔一些，在地震作用下的變形更大一些。結構設計考慮根據(jù)建筑物特點，考慮各個方面，為了使結構在進入塑性變形階段后仍具有較強的變形能力，避免 </p><p>　　倒塌，特別需要在構造上采取恰當?shù)拇胧?，來保證結構具有足夠的延性 </p><p>　　2.4 剛性樓板假定 </p><p>　　許多高層建筑結構的分析方

10、法均假定樓板在自身平面內的剛度無限大，而平面外的剛度則忽略不計。這一假定大大減少了結構的自由度，簡化了計算方法。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構，樓板剛度較小，主要抗側力構件間距過大或層數(shù)較少等情況，會使樓板變形較大。特別是對結構底部和頂部各層內力和位移的影響更為明顯?？蓪⑦@些樓層的剪力作適當調整來考慮這種影響。 </p><

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

12、 </p><p>　　根據(jù)建筑結構類型及概況，建筑結構安全等級和設計使用年限，建筑抗震設防分類、抗震設防烈度（設計基本地震加速度及設計地震分組），場地類別和鋼筋混凝土結構抗震等級地基基礎設計等級、砌體結構施工質量控制等級，基本雪壓和基本風壓，地面粗糙度，人防工程抗力等級等。 </p><p>　　設計±0.000 標高所對應的絕對標高，考慮持力層土層類型及承載力特征值，地下水類

13、型及標高、防水設計水位和抗浮設計水位，地基液化，濕陷及其他不良地質作用，地基土凍結深度。 </p><p>　　3.2 關于框架剪力墻設計 </p><p>　　在地震區(qū)，結構設計時，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，框支墻占墻體的比例宜控制在l/2 以內。 </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度等級，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構底部的總抗側剛度 </p><p>　　為了保證剛度的變化能順利地傳遞和轉變，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計作特殊的要求，如板厚不宜小于180mm，采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土且強度 </p>&l

15、t;p>　　等級不宜低于C30，并應采用雙向上下配筋、配筋率不宜低于0.25%；樓板的外側邊可利用縱向框架梁或底層外縱墻加強。樓板開洞位置距外側邊應盡量遠一些，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、的最上面一層設置設備層，作為剛度的過渡層（即轉換層）使結構轉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力分析，從結構強度、穩(wěn)定和變形等方面確定?？蚣芰焊叨纫话憧扇。?/8 ～1/6）梁跨，框架柱截面應符合軸壓比N/fcbh，N 為地震力及豎向荷載作用組合的計算軸力，fc 為柱混凝土軸心受壓設計強度。 </p><p>　　其他在結構上還有若干注意

17、問題，如在剪力墻肢端增設暗柱，以及規(guī)定一些最小配筋率及搭接長度等，其結構加強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為防止剛度突變應采取各種措施，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)單獨使用框支剪力墻結構，即需要時可采取框支 </p><p>　　剪力墻與落地剪力墻協(xié)同工作結構體系。 </p><p>

18、;<b>　　4 結束語 </b></p><p>　　在建筑業(yè)快速發(fā)展的過程中，對于建筑的質量有了更高的要求。近些年來，由于建筑的結構設計出現(xiàn)問題，出現(xiàn)了很多建筑質量不合格而出現(xiàn)事故的情況，不僅造成了經濟損失，更為嚴重的是威脅到了人們的生命財產安全，所以對于建筑結構設計要充分的重視起來。在進行結構設計的過程中，要不斷的吸收先進的設計理念，綜合全方面因素進行考慮，建立完善的規(guī)整制度，并且打造

19、一支專業(yè)技術和個人素質全面發(fā)展的設計隊伍，為建筑質量提供基礎的保障。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1]陳智強.對建筑結構設計中常見問題分析，2010(13). </p><p>　　[2] 吳曉琳. 淺析建筑結構設計與特點[J]. 中國高新技術企業(yè)，2009.（11）. </p><