多层建筑的结构设计范文

导语：如何才能写好一篇多层建筑的结构设计，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：多层建筑；框架结构；结构设计

中图分类号：TU318文献标识码： A

一、多层框架房屋地基基础设计要点  

（一）要正确地阅读和使用地质报告。熟悉勘察报告的主要内容，了解勘察结论和计算指标的可靠程度，进而判断报告中的建议对该项工程的适用性。这里，要把场地的工程地质条件与拟建建筑物的具体情况和要求联系起来进行综合分析。  

（二）在满足承载力和变形的基本要求下，尽量采用比较经济的天然地基上的浅基础。地基持力层的选择应从地基基础和上部结构的整体性出发，综合考虑场地土层的分布情况及稳定性，土层的物理力学性质，建筑物的体型、结构类型和荷载性质与大小，还要考虑地下水的影响。 

（三）多层房屋一般采用条形基础或独立基础。一般先由地基承载力和变形确定基础底面尺寸，然后再进行基础截面设计验算。基础高度由混凝土抗冲切和剪切条件确定，基础配筋则由基础验算截面的抗弯能力确定。除满足计算要求以外，还要满足一些规范规定的构造要求。要注意的是，在确定基础底面尺寸或计算基础沉降时，应考虑设计地面以下基础及其上覆土重力的作用；而在进行基础截面设计中，应采用不计基础与上覆土重力作用时的地基净反力进行计算。  

（四）在地基处理时，要针对地质报告条件和水文地质条件选用合适的地基处理方法。要特别注意所选的方法必须符合土力学的基本原理和重视当地的实际工程经验。要有长期荷载重心和基础形心尽量相重合的概念。要有基础整体性的概念，通过增设基础连系梁和基础圈梁等措施来保证。  

二、多层建筑框架结构配筋设计的要点

（一）框架柱配筋的调整      

框架柱的配筋率一般都很低,有时电算结果为构造配筋,但是实际工程中均不会按此配筋,因为在地震作用下的框架柱,尤其是角柱,所受的扭转剪力最大,同时又受双向弯矩作用,而横梁的约束又较小,工作状态下又处于双向偏心受压状态,所以其震害重于内柱,对于质量分布不均匀的框架尤为明显,因此应选择最不利的方向进行框架计算,另外也可分别从纵、横两个方向计算后比较同一侧面的配筋,取其较大值,并采用对称配筋的原则,为了满足框架柱在多种内力组合作用下其强度要求,在配筋计算时应注意以下问题:  

角柱、边柱及抗震墙端柱在地震作用组合下会产生偏心受拉时,其柱内纵筋总截面面积应比计算值增大25%;框架柱的配筋可放大1.2～1.6倍,其中角柱1.4倍,边柱1.3倍,中柱1.2倍;框架柱的箍筋形式应选用菱形或井字形,以增强箍筋对混凝土的约束;对于二、三级框架的底层柱底和底部加强部位纵筋宜采用焊接,且当柱纵向钢筋的总配筋率超过3%时,箍筋的直径不应小于8,并应焊接。  

另外多层框架电算时常不考虑温度应力和基础的不均匀沉降,当多层框架水平尺寸和垂直尺寸较大以及地基软弱土层较厚或地基土质不均匀时,可以适当放大框架柱的配筋,且宜在纵、横两个方向设置基础梁,其配筋不宜按构造设置,应按框架梁进行设计,并按规范要求设置箍筋加密区。 

（二）框架外挑梁配筋

由于占地面积的限制、使用功能的要求或结构上的原因，工程上常在框架的梁端设计挑梁。由于框架梁的荷载与外挑梁的实际荷载值不同，因而框架梁与外挑梁的断面尺寸会有所不同，而有的设计人员在绘图时只是将框架梁上的某些主筋向外挑梁延伸了事，殊不知有些主筋根本无法伸进挑梁，这些差错一般在施工时才会暴露出来，但为时已晚，许多钢筋已截断成型，这不仅影响了施工进度，而且也造成了不必要的损失。框架梁外挑梁下常设置钢筋混凝土柱。在柱的内力和配筋计算中，有些设计人员对其受力概念不清，误认为此为构造柱，并且其配筋为构造配筋，悬臂梁也未按计算配筋，这样有可能导致水平荷载作用下承载力不足，为事故的发生埋下隐患。

（三）框架边柱柱顶配筋

对于框架结构的高层建筑，水平荷载对结构的倾覆力矩以及由此在竖向构件中所引起的轴力与建筑高度的平方成正比；顶点位移与建筑高度的4次方成正比。水平荷载是结构设计中的控制因素。框架顶

层的风荷载较大，而屋面结构荷重传给边柱的轴向总力比楼层边柱总力要小，显然柱顶有大偏心问题，顶层边柱节点出现轴向力对截面重心的偏心距大于0.5倍的柱截面高度。根据框架结构的构造要求，横梁上部钢筋应全部伸人柱内，且伸过横梁下边；柱内一部分钢筋伸到顶端，另一部分钢筋伸到横梁内，其根数依据计算确定且不少于2根。设计人员在图中经常容易将边柱柱角的钢筋弯入梁内，对这类问题，缺乏实践经验的工程技术人员不易立即发现，而要等施工时才会察觉。问题的症结在于柱宽大于梁宽，柱角的纵筋要完全伸人梁内是办不到的，对这种差错应引起设计人员的重视。

三、楼板开大洞结构计算注意问题

楼板开洞的结构比较普通，如果开洞面积大于该层楼面面积30％，就属于平面不规则了，计算时必须进行处理以PKPM软件为例来说，TAT和SAT、IVE分别采用了两种方式进行处理。TAT软件是将无楼板的节点定义为弹性节点，也就是表明该节点不受剐性楼板假定的限制，其平动自由度独立（在这里所指的节点为梁柱交点）；SAT—WE软件是将所有楼板定义为弹IS膜，由软件真实地计算楼板的平面内刚度,忽略楼板的片面外刚度。

建议如果某层洞口面积大于楼层面积的30％以上时，应将全楼所有楼板定义为弹性膜比较符合实际，也可以将该层洞口边缘节点定义为弹性节点（即不考虑楼板的刚度）；如果屋面为刚网架时，应输入～板厚，定义为弹性膜。真实计算楼板的平面内刚度，比较符合实际。在正确定义了弹性节点或弹性膜后，在后续计算中必须采用总刚计算法，否则侧刚度计算法仍按刚性楼板计算结构内力和配筋，计算时应特别注意这一点。

四、在多层框架抗震设计要点 

为满足抗震规范要求的“梁铰型”侧移框架，在设计中应注意的问题。 

1、在进行框架内分析时,梁的刚度取值应客观、准确。当不易取准时,宁可取值略大些,且勿偏小。由于非地震区的设计习惯影响，在进行框架的内力分析时，往往易使梁的刚度取值偏小,导致内力分析时，梁刚度取值偏低。对此，过去的习惯认识介偏于安全的，只是多用一点材料。在实际中，我们通过对框架计算结果的分析比较，认识到，内力分析时梁刚度取值低，在垂直荷载作用下，对框架边节点、将使梁端负弯矩的计算结果比实际偏大;对中间节点,也会使跨度大的一侧的梁端负弯矩配筋量偏大。这样一来导致了梁端负率矩配筋量偏大,抗弯安全储备偏高,对于地震区的设计,将影响梁端铰的优先产生,影响框架的延性,是与设计的初衷相悖的。大震时,可能导致其余部位优先成铰,是抗震设计中不可忽视的不安全因素,再者,由于梁端抗弯能力的偏高,可能导致抗剪强度反而偏低。达不到强剪弱弯的要求,易产生剪切形脆性破坏.这也是抗震设计中应尽量避免的。鉴于上述讨论,可以看出,在计算时,梁刚度取值比实际偏低,对抗震设计可能存在潜在不安全因素。 

2、在进行框架配筋时，梁端负筋宁低勿高。在我们已往的设计中，进行实际配筋时，习惯上略高于计算值，这在设计中是允许的。但在地震区，对梁端负筋，为保证梁端朔性铰的及时出现，必须改变以往的作法，在我们设计的一些工程中，遵循的原则是梁端负筋配置量正好或略低于需要量，而跨中配筋略为放宽点，再则，对多层框架，为施工和用料方便，往往将几层配筋相差在±5%以内的梁合为一种配筋，对此，如全按大者配置，会影响某些层的“梁铰型”。对此，我们的作法是：梁端负筋随小者配置，跨中钢盘随大者再略放宽配置。如此，即保证了强度要求，又满足了“铰梁型”的要求。三则，在施工中进行材料代换时，对梁铰负筋应切实注意，决不可因代换而增加配置量。 

参考文献

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（陕西信隆建筑工程设计咨询有限公司陕西西安710000）

【摘要】随着经济建设的高速发展，我国多层建筑迅速增多，形成了强大的冲击波。面对如此形势，把多层建筑的结构设计放在首位加以研究，对建筑创作是非常重要的。本文将就多层建筑结构设计中的一些问题加以探讨。

关键词 多层建筑；结构设计

Talking about the design of multi-storey building structure

Liu Yong

(Shaanxi Nobutaka Architectural Engineering Consulting Co., LtdXi´anShanxi710000)

【Abstract】With the rapid development of economic construction, China´s rapid increase in multi-storey buildings, a strong shock wave. Faced with such a situation, the first place to study the structural design of multi-storey buildings, the architectural creation is very important. This paper will multistory building structure design issues to be explored.

【Key words】Multi-story building;Structural design

1. 建筑设计作用

1.1建筑设计应首要解决功能问题。

功能是什么？功能就是空间使用者对空间环境的各种要求，包括生理要求和心理要求。人类大量的活动要在建筑中进行，所有与人生理有关的问题都应得到解决，如呼吸、行走、坐、卧、进食、排泄、取暖、避寒等等。这是建筑设计要解决的第一步，也是人为自己创造空间的基本要求。其次，作为高等动物的人有比其它动物更高的需求。如：羞耻感（隐秘性）、光线、适宜的高度、声音，最后应满足人们社会性需求和精神文化需求。所以，功能所体现的就是人（设计者）在充分考虑自身多种需求的条件下为人（使用者）所创造的空间环境。然后，人（使用者）在这样的环境下长期生活，这样的空间的优缺点又在生理及心理或是文化习惯上影响着人。

1.2建筑设计与城市的关系。

讨论建筑设计的作用，首先应该讨论建筑设计与城市的关系。人类营造城市所投入的巨大劳动和智慧让一个个文明灿烂登场又黯然谢幕。今天即使古代文明灰飞烟灭了，但当我们看到遗迹的时候依然会为那壮美与精致而震惊。众所周知，人类在河流的渡口和道路的节点聚居形成了村镇，随着经济活动的开展，有了市场的出现，城市的功能骤然形成了，之后随着人口的剧增、交通的频繁和城市的扩展，人们创造了环境。所以建筑设计直接关系到城市的风格与文明程度，从而得出“人创造了空间，空间反过来又影响了人”的结论。

1.3建筑为人服务，人创造了建筑，建筑反过来又影响了人。

2. 现代建筑结构设计存在的问题

2.1明确建筑设计的作用后，再来看看建筑师对建筑物最初设计方案时的考虑：建筑师更多的是考虑空间组成特点及安全问题，而不是详细地确定它的具体结构。对于低层、多层和高层建筑，竖向和水平向结构体系的设计基本原理都是相同的，但是，随着高度的不断增加，竖向结构体系成为设计的控制因素，其原因有两个：

（1）较大的垂直荷载要求有较大的柱、墙或者井筒；

（2）侧向力所产生的倾覆力矩和剪切变形要大得多。与竖向荷载相比，侧向荷载对建筑物的效应不是线性增加的，而随建筑高度的增高迅速增大。例如，在所有条件相同时，在风荷载作用下，建筑物基底的倾覆力矩近似与建筑物高度的平方成正比，而其顶部的侧向位移与高度的四次方成正比，地震的作用效应更加明显。在现代高层建筑中，问题不仅仅是抗剪，而更重要的是整体抗弯和抵抗变形，可见，现代建筑的高层结构受力性能与低层建筑有很大的差异，存在扭转、共振、水平侧向位移及剪重比等问题。

2.2现代建筑结构设计中的扭转问题。

建筑结构的几何形心、刚度中心、结构重心即为建筑三心，在结构设计时要求建筑三心尽可能汇于一点，即三心合一。结构的扭转问题是指在结构设计过程中未做到三心合一，在水平荷载作用下结构发生扭转振动效应。为避免建筑物因水平荷载作用而发生的扭转破坏，应在结构设计时选择合理的结构形式和平面布局，尽可能使建筑物做到三心合一。

2.3现代建筑结构设计中的共振问题。

当建筑场地发生地震时，如果建筑物的自振周期和场地的特征周期接近，建筑物和场地就会发生共振。因此在建筑方案设计时就应针对预估的建筑场地特征周期，通过调整结构的层数，选择合适的结构类别和结构体系，扩大建筑物的自振周期与建筑场地特征周期的差别，避免共振的发生。

2.4水平侧向位移问题。

水平侧向位移即使是满足建筑结构规程的要求，并不能说明该结构是合理的设计。同时还需要考虑周期及地震力的大小等综合因素。因为结构抗震设计时，地震力的大小与结构刚度直接相关，当结构刚度小，结构并不合理时，由于地震力小则结构位移也小，位移在规范允许范围内，此时并不能认为该结构合理。因为结构周期长、地震力小并不安全；其次，位移曲线应连续变化，除沿竖向发生刚度突变外，不应有明显的拐点或折点。一般情况下剪力墙结构的位移曲线应为弯曲型；框架结构的位移曲线应为剪切型；框一剪结构和框一筒结构的位移曲线应为弯剪型。

2.5剪重比及单位面积重度问题。

结构的剪重比A=VJG是体现结构在地震作用下反应大小的一个指标，其大小主要与结构地震设防烈度有关，其次与结构体型有关，当设防烈度为7、8、9度时，基本周期大于5.0s的结构，最小剪重比分别为0.0 12(0.018)， 0.024 (0.032)， 0.0 4 0；扭转效应明显或基本周期＜3.5 s的结构最小剪重比则分别0.016(0.024）， 0.0 3 2(0.048)， 0. 0 6 4。单位面积重度r G＝G／A（N／m2）是衡量结构构件截面取值是否合理和楼层荷载数据输人是否正确的一个重要指标。式中的G由结构构件自重、楼面建筑面层及天棚抹灰（或吊顶）重、填充墙（包括抹面层）重和楼面使用荷载组成；A则一般以地面以上的建筑面积总和计算，以便有一个相对准确的比较标准。定性地分析比较r值的大小，可得出以下结果，即一般内部隔墙多的建筑大于间隔墙A建筑；层数多的建筑略大于层数少的同性质建筑；设防烈度高的建筑大于设防烈度低的同性质同规模建筑；剪力墙多的建筑大于剪力墙少甚至仅为框架的建筑。一般多高层建筑的单位面积重度在10－18KN／m2之间，除个别较特别的以外，多数在15KN／m2左右。以上两个指标不仅在施工图设计阶段，而且在初步设计阶段都是非常重要的数据，其数值正常与否从另一个侧面反映出结构体系的选择是否合适，结构布置（包括构件截面确定）是否合理，电算数据输人是否正确，以及最后决定电算结果是否可信可用等，因此结构设计时应对这两个指标重视。

3. 结论

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关键词:多层框架房屋 结构设计 钢筋混凝土 荷载计算

前言

钢筋混凝土多层框架结构由于具有结构传力明确、结构灵活、整体性强、抗震能力强等诸多优点,因此被广泛应用于现代建筑中。虽然该种结构形式看上去比较简单,但是在设计时,若把握不好,将会出现很多问题,以下是笔者根据多年的设计经验总结出来的几个多层框架结构设计中值得我们思考的问题,以供大家参考。

一、基础的选型

1.设计荷载取值

通常情况下,多层框架房屋采用的是柱下独立基础的形式,而《抗震规范》中明确指出,在地基的主要持力层没有软弱粘性土层的情况下,当建筑高度在25米以内且层数在8层以内的一般房屋建筑,可以不对地基和基础的抗震承载力进行验算。但是在进行基础设计时应该要将风荷载考虑进去。所以,不能因为一般建筑在地震区风荷载不是控制荷载而忽略了。还有些设计师在进行独立基础设计时,柱脚内力设计值取值不合理,只对轴力与弯曲采取了设计值,而未能考虑剪力,还有些甚至只取了轴力设计值。若独立基础的设计荷载取值不合理,将会导致建筑结构的不安全或者材料浪费。

2.基础拉梁层的计算模型问题

基础拉梁层进行框架整体计算一般都是采用TAT或者SATWE等程序,由于基础拉梁层无楼板,因此计算时楼板厚度应取零,并且定义弹性节点,分析计算式应该采用总刚分析方法。另外尤其是要注房屋平面不规则这一点。

二、基础拉梁设计问题

当多层框架房屋基础埋深较大时,可以在±0.000以下的合适的位置设置基础拉梁,以减小底层柱的计算长度以及底层位移。设计时可按照框架梁的要求,按照规范要求设置箍筋加密区。以抗震的角度来考虑,应该采用短柱基础方案。通常情况,若独立基础埋置深度较小,或者以前埋置较深且已经采用了短柱基础,但是当地基不良或者柱子荷载差异较大时,可设置构造基础拉梁,其方位为沿着两主轴方向。基础拉梁的截面尺寸为:宽、高分别为1/20～1/30,1/12～1/18倍柱中心距。而构造基础拉梁的截面的宽、高则可以可取其下限值,也就是1/30与1/18柱中心距离,纵向受力钢筋计算时则可以取其连接的柱子最大轴力设计值的十分之一,构造配筋的配筋率必须满足规范要求,同时,还要保证不得小于上下各2φ14,钢筋直径不得小于φ8mm,间距为200mm。当填充墙或者楼梯柱直接支撑于拉梁上时,则应该将拉梁的界面适当的增大,其配筋也应该适当的增加。若框架底层高度不高或者基础过去埋深不大时,可以利用拉梁平衡柱底弯矩,这时应该将基础拉梁的结构尺寸设计大点。此时,应正弯矩钢筋全跨拉通,而负弯矩钢筋至少应在半跨拉通。其余要求均与上部框架梁完全相同。

三、框架结构带楼电梯小井筒

井筒将会吸收地震剪力,以至于框架结构承受的地震剪减小。因此框架结构应该尽可能的不要设置钢筋混凝土楼电梯小井筒。若实在不可避免时,应该适当的减薄井筒的壁厚,并且可以通过竖缝,结构洞等方法将其刚度减弱。计算时,除按框架计算外,还应该按照带井筒的框架进行复核,并且将与井墙连接的柱子的配筋进行加强。另外,尤其要注意,出屋顶的楼电梯间与水箱间等结构物的承重结构必须采用框架梁结构,而不能采用砌体墙;雨篷等构件不能够从承重墙挑出,而是应该从承重梁上挑出;楼梯梁与夹层梁等不可以支承于填充墙上,而应该由承重柱来支承。

四、结构计算中几个重要参数选取问题

《抗震规范》中明确指出,采用计算机计算出来的所有结果,都必须在经过对其合理性、有效性认真分析判断后才能适用于工程设计。一般,电算的结果主要包括结构的自振周期,楼层弹性层间位移、楼层地震剪力系数、楼层的弹塑性层间位移。楼层的侧向刚度比,振型参与质量系数,墙和柱的轴压比及墙、柱、梁和板的配筋,底层墙和柱底部截面的内力设计值。框架—抗震墙结构中抗震墙承受的地震倾覆力矩与总地震倾覆力矩的比值。要想对电算结果的合理性有一个正确的判断,这就要求计算时必须选用正确的计算简图与合理的结构方案,还得分别将抗震设防烈度以及场地类别正确的输入,除此之外,还必须将电算程序中的其他参数准确合理的输入。

1.结构的抗震等级的确定

在建筑工程设计中,按照抗震设防来分类,一般的房屋住宅建筑、公寓、办公楼等,很多房屋建筑是属于丙类建筑。当我确定这些建筑的抗震等级时,通常是根据本地区的抗震设防烈度、结构类型以及建筑高度,来查《抗震规范》中的6.1.2表来确的。但是对于交通、电讯、消防、能源以及医疗类建筑,大型商场与体育场馆等公共建筑,首先,就应该确定其中哪些建筑物是乙类建筑。我们通常按照抗震设防烈度来计算乙、丙类建筑的地震作用。通常情况,乙类建筑,当抗震设防烈度在6～8度时,应该采取抗震措施。一般是在本地区的抗震设防烈度的基础上再增加一度,再查表来确定其抗震等级。若该乙类建筑处于7度地区,而其高度又超过规定的范围,此时,就应该采取更为有效的其他抗震措施。

2.地震力的振型组合数

多层建筑结构,若不需要进行扭转耦联计算,其地震力的振型组合数不应小于3;若振型组合数大于3,则应该取3的倍数,但与小于建筑物的层数;若房屋层数少于3层,振型组合数就取层数。不规则的高层建筑,当需要考虑扭转耦联时,其振型数不应小于9。建筑结构层数比较多或者其刚度变化较大时,其振型组合数应越大,比如有转换、小塔楼等建筑,其振型组合数不应小于12,但是也不得多于3倍层数。我们一般可以采取振型参与质量为总质量的90%时所需要的振型数作为合适的振型数。在应用SATWE 等程序进行电算时,便可以将这种参与质量的比值输入进去。但是,有些设计人员重视程度不够,往往比较随意的选取振型数,这是不行的。另外,只有在建筑结构的扭转比较明显时,才采用耦联计算,若必要时还是需要补充非耦联计算。

3.结构周期折减系数的确定

框架结构建筑结构中,因为存在填充墙,其实际刚度往往比计算刚度大。计算周期比实际周期大,因而,计算出来的地震剪力偏小,显得结构的安全性较差,所以应该对结构的计算周期进行适当的折减,但是折减系数不得过大。若框架结构采用砌体填充墙,则其计算周期折减系数为0.6～0.7;若采用轻质砌体或者砌体填充墙较少则可取0.7～0.8;当全部用轻质墙体板材时,折减系数为0.9。而只有无填充墙的纯框架,才可以不进行计算周期折减。

五、结语

随着我国建筑行业的发展,钢筋混凝土多层框架结构由于具有结构传力明确、结构灵活、整体性强、抗震能力强等诸多优点,因此被广泛的应用于现代建筑中。虽然,其结构形式看上去比较简单,但是设计时若考虑不周全、不仔细就会出现这样或者那样的错误,给建筑工程的建设造成不良的影响,有些错误甚至会给建筑结构的安全造成影响,因此我们在进行设计时,必须针对以上问题逐一进行落实,确保建筑结构设计质量。

参考文献：

[1] 彭治.框架结构设计应注意的几个问题[J].科技创新导报,2009,(6).

[2] 程伟权,张文光.浅析建筑全框架结构及框剪结构设计布置[J].今日科苑,2009,(2).

[3] 曹长龙.多层钢筋混凝土框架结构设计探讨[J].河南建材,2008,(6).

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【关键词】民用建筑；框架结构；设计；问题

一、民用建筑多层框架结构的设计中的问题及措施

（一）多层民用建筑结构体系的选用

建筑结构设计者在进行设计时首先要明确建筑结构的体系，只有根据具体的建筑结构情况，选取合理的建筑加工体系才能够设计出经济适用的建筑结构。目前的多层民用建筑在建造时多采用混凝土结构，同时采用剪力墙结构或是框架剪力墙结构。

框架剪力墙结构是由框架和剪力墙共同组成，其中剪力墙是多层民用建筑的主要水平承重结构，而框架则是建筑的竖向承重结构，两种结构通过合力分工，共同承受多层民用建筑的载荷。在多层民用建筑结构设计中剪力墙的位置应设立在平面形状教导和竖向载荷较大的部位，并对其进行均匀设置。此建筑结构体系中框架作为主结构，剪力墙作为辅助结构。

剪力墙结构在建筑时是利用钢筋混凝土墙板来代替框架结构作为承受建筑载荷的梁柱，此时的剪力墙则作为建筑中竖向承重和抵抗测力的结构，其伞部承受建筑结构的竖向和水平方向的力。剪力墙结构一般情况下采用平面布置方式，采用此结构时要保证剪力墙具有助攻的载荷力，因为剪力墙同时承受建筑结构的竖向和水平方向的共同载荷，在设置剪力墙时要采用双向或是多向的设置方式。

（二）多层框架民用建筑结构设计的参数控制和调整

多层民用建筑在设计过程中对各项参摄的控制和调整决定整建筑结构的安全性。而合理的控制和调整建筑结构设计参数不但能够增加建筑结构的合理性，还能够提高建筑结构的整体控制效率。其控制和调整重要参数主要有以下几个：第一，轴压比：为了满足建筑结构的延性要求，需要限制建筑的轴压比。轴压比的控制和调整主要是通过增加建筑墙、柱的截面，提高墙、柱混凝土的强度来实现。第二，建筑层间的位移角：为了保证多层民用建筑的结构稳定性，需要限制建筑各层间的位移角。位移角的控制和调整主要通过加强竖向构件刚度来实现。第三，周期比：周期比主要是用来克服多层建民用筑结构的扭转。周期比的控制和调整主要是通过改变建筑结构布置来实现。第四，剪重比：为确保多层民用建筑的安全性，通过限制剪重比来减小多层民用建筑各层间的最小水平地震剪力。剪重比的控制和调整主要是通过加强竖向构件的刚度来实现。

二、民用建筑多层框架结构技术要点

（一）调整框架柱的配筋

针对角柱和边柱等在地震作用下会出现偏心受拉的现象，要保证各种柱中内的纵筋总截面要比计算值增大25%；另外框架柱箍筋的配筋的形式要用井字或者菱形，来增加对混凝土的约束力；对于需要加强的底部和柱的底层，配筋需要进行焊接，来保证底部的稳定性；针对不同的温度和基础土层，要因地制宜，当基础土层分布不均匀时，要根据情况放大框架配筋，并根据情况进行加密箍筋配筋。

（二）框架柱配筋的调整

框架柱的配筋率一般都很低，有时电算结果为构造配筋，但是实际工程中均不会按此配筋。因为在地震作用下的框架柱，尤其是角柱，所受的扭转剪力最大，同时又受双向弯矩作用，而横梁的约束又较小，工作状态下又处于双向偏心受压状态，所以其震害重于内柱，对于质量分布不均匀的框架尤为明显。

（三）框架梁裂缝宽度、斜截面配筋调整

在满足梁柱的截面尺寸和配筋率的情况下，仍需在计算配筋后进行梁的裂缝宽度的验算和满足梁端斜截面“强剪弱弯”条件下的梁端配筋调整。

1、影响裂缝宽度的因素和调整的办法

框架梁的裂缝宽度验算往往被工程设计人员忽视，对此应引起我们的注意。影响裂缝宽度的主要因素有两方面，一是构件的混凝土强度等级，二是钢筋的级别和直径。由于混凝土等级与钢筋的级别有一定的“依赖关系”，因此对于普通的混凝土构件，混凝土的高等级对减小梁的裂缝宽度影响不大，一般情况下宜采用加大梁的配筋率或增大梁的截面尺寸的方法来减小梁的裂缝宽度。另外需注意在利用计算机辅助软件进行结构建模中的荷载输入时，一定要将恒、活载数值分开输入，以便进行内力组合和裂缝宽度的计算，不要贪图省事而将恒、活载合并输入，以防止梁、柱内力计算错误，致使所绘制的施工图不能使用。

2、在电算中合理、准确运用弯矩的调幅

规范规定只有在竖向力作用下梁端弯矩可调幅，水平力作用下梁端弯矩不允许调幅，因此在计算时必须先将竖向荷载作用下的梁端弯矩调幅后，再将水平荷载产生的梁端弯矩叠加。

三、民用多层建筑框架结构设计构造注意的事项

（一）保证构件延性，防止脆性破坏

强剪弱弯是的重要原则，它要求人为加大各承重构件相对于其抗弯能力的抗剪承载力，使这些部位在结构经历罕遇地震的过程中以足够的保证率不出现脆性剪切失效。对于框架结构中的框架梁应注意抗剪验算和构造，使其满足相关规范要求。

（二）关注非弹性与非弹性工作状态

主要是指的“强柱弱梁”节点。这是为了实现在罕遇地震作用下，让梁端形成塑形铰，柱端处于非弹性工作状态，而没有屈服，但节点还处于弹性工作阶段。强柱弱梁措施的强弱，也就是相对于梁端截面实际抗弯能力而言柱端截面抗弯能力增强幅度的大小，是决定由强震引起柱端截面屈服后塑性转动能否不超过其塑性转动能力，而且不致形成“层侧移机构”，从而使柱不被压溃的关键控制措施。柱强于梁的幅度大小取决于梁端纵筋不可避免的构造超配程度的大小，以及结构在梁、柱端塑性铰逐步形成过程中的塑性内力重分布和动力特征的相应变化。验算截面承载力时，人为地将柱的设计弯距按“强柱弱梁”原则调整放大，加强柱的配筋构造。梁端纵向受拉钢筋的配筋不得过高，以免在罕遇地震中进入屈服阶段不能形成塑性铰或塑性铰转移到立柱上。注意节点构造，让塑性铰向梁跨内移。

（三）一些构造采取的措施

1、对于大跨度柱网的框架结构，在楼梯间处的框架柱由于楼梯平台梁与其相连，使得楼梯问处的柱可能成为短柱，应对柱箍筋全长加密。这一点，在设计中容易被忽视，应引起重视。

2、对框架结构外立面为带形窗时，因设置连续的窗过梁，使外框架柱可能成为短柱，应注意加强构造措施。

3、对于框架结构长度略超过规范限值，建筑功能需要不允许留缝时，为减少有害裂缝（规范规定裂缝宽度小于0.3mm），建议采用补偿混凝土浇筑。采用细而密的双向配筋，构造间距宜小于150mm，对屋面宜设置后浇带，后浇带处按构造措施宜适当加强。

四、结束语

在民用建筑的多层框架结构设计中，设计师要在了解建筑结构设计的基本内容的基础上，认真面对多层框架结构设计中出现的问题：表现在计算简图不合理、多层框架柱配筋调配不合理以及对框架梁裂缝宽度的忽视等问题。需要结构设计师在进行民用建筑多层框架结构设计中注意进行问题的改进，另外还要从多层框架的基础设计上以及多层框架的上部设计来进行改进，保证多层框架的民用建筑更加安全、稳定和实用。

参考文献：

[1] 纪长城，郭仲宁，浅谈民用建筑框架结构设计应注意的几个问题[J] 黑龙江科技信息，2011（18）

篇5

【关键词】建筑；多层框架；设计问题；措施；注意问题

中图分类号：TS958文献标识码： A

一、前言

当前建筑的造型和功能日益增加，形式也日益多样化。特别是民用建筑，人们更加追求实用性和个性。因此，要加强对民用建筑的结构设计，使其满足人们的功能需求。

二、多层框架结构设计的存在问题

1、计算简图不合理

随着民用建筑的发展，设计方面的要求也在不断提高。但是多层框架结构设计也遇到许多问题，其中最明显的一个问题就是计算简图非常不合理，不合理的简图严重影响了工程质量。具体地讲，由于民用建设大多数都属于多层框架结构，建筑的独立基础计算方法主要是按中心受压来计算的，根本没有考虑到有无地下室等其他因素。最后实施的民用建筑表明，此种方式下的中心受压计算不科学，存在严重问题。究其原因，对于民用建筑来说，其中多层框架结构拉梁，无法平衡柱脚弯矩。如果设计拉梁层，底层柱的配筋也无法断定是由哪种截面控制来决定。也就是说，在民用建筑多层框架结构计算简图极不合理的情况下，这种设计方法将会影响民用建筑多层框架设计的安全与稳定性。

2、柱配筋调整不合理

从民用建筑的整个框架结构设计上看，大部分柱配筋的调整也极不合理。主要是由于多层框架柱的配筋率低，而且是普遍较低。另外值得思考的是，在实际民用建筑工程施工过程中，还存在大部分人按照设计的电算结果构造配筋。这种现象更进一步加剧了民用建筑结构框架柱配筋的调整出现问题，不合理的调整最终会影响建筑的质量问题。比如一旦遇到地震，框架柱将会受到巨大的扭转剪力，并受其双向弯矩的巨大作用冲击，进而损伤横梁和内柱。如果有的框架质量不够均匀，受到的损坏则会更大。除此以外，在民用建筑多层框架电算的过程中，配筋调配的不合理性还会引起温度和基础不均，使结构部位发生沉降现象，最终使多层框架柱直接影响到实际民用建筑整体的结构框架。

3、忽视梁裂缝宽度

在目前的民用建筑多层框架结构设计过程中，经常会出现框架梁的裂缝宽度问题。而且这种问题对整个建筑的影响非常大，主要在民用建筑多层框架结构工程师的设计。设计人员往往会忽视框架梁裂缝宽度，使之此类现象接连不断地发生。实际上，民用建筑多层框架结构的框架梁的裂缝宽度受混凝土影响深重，特别是受混凝土的强度等级的影响较大。此外，还与框架结构的钢筋直径和类型因素有关，这主要是由于框架梁裂缝宽直接关联着混凝土的强度和钢筋。但是设计人员根本没有在意这个方面，似乎这个结构部位无关紧要，最后造成不良后果。不难想象，一旦工程设计人员忽视了框架梁的裂缝宽度问题，民用建筑将会处于危险境地，因为这时的多层框架结构建筑无力抵抗自然灾害的侵袭。

三、多层框架结构设计

1、截面尺寸的选择

梁、柱的截面尺寸的选择是框架结构设计的前提，除应满足规范《混凝土结构设计规范GB50010-2002》所要求的取值范围，还应注意尽可能使柱的线刚度与梁的线刚度的比值大于1，以达到在罕遇地震作用下，梁端形成塑性铰时，柱端处于非弹性工作状态而没有屈服，节点仍处于弹性工作阶段的目的。即规范所要求的“强柱弱梁强节点”。

2、梁、柱的适宜配筋率

框架梁的配筋在设计中应掌握“适中”的原则，一般情况下其配筋率宜取0.4%～1.5%框架柱的全部纵向受力钢筋的配筋率宜取1%～3%。另外当梁端的纵向受拉钢筋最小配筋率大于2%时，其箍筋的最小直径应增大2mm。但是无论在何种情况下，均应满足规范《混凝土结构设计规范GB50010-2002》所规定的最大、最小配筋率的要求。

另外框架梁的纵向受拉钢筋配筋率，应注意规范《混凝土结构设计规范GB50010-2002》与规范《混凝土结构设计规范GBJ-89》中的区别。规范《混凝土结构设计规范GBJ-89》中梁的纵向受拉钢筋最小配筋率只和框架的抗震等级有关，而在规范《混凝土结构设计规范GB50010-2002》中梁的最小配筋率除和框架的抗震等级有关外，还和混凝土的轴心抗拉强度设计值与钢筋的抗拉强度设计值的比值有关，所以在设计中应依据规范来确定梁的最小配筋。

3、框架柱配筋的调整

框架柱的配筋率一般都很低，有时电算结果为构造配筋，但是实际工程中均不会按此配筋。因为在地震作用下的框架柱，尤其是角柱，所受的扭转剪力最大，同时又受双向弯矩作用，而横梁的约束又较小，工作状态下又处于双向偏心受压状态，所以其震害重于内柱，对于质量分布不均匀的框架尤为明显。因此应选择最不利的方向进行框架计算，另外也可分别从纵、横两个方向计算后比较同一侧面的配筋，取其较大值，并采用对称配筋的原则。为了满足框架柱在多种内力组合作用下其强度要求，在配筋计算时应注意以下问题:

（1）角柱、边柱及抗震墙端柱在地震作用组合下会产生偏心受拉时，其柱内纵筋总截面面积应比计算值增大25%。

（2）框架柱的配筋可放大1.2～1.6倍，其中角柱1.4倍，边柱1.3倍，中柱1.2倍。

（3）框架柱的箍筋形式应选用菱形或井字形，以增强箍筋对混凝土的约束。

（4）对于二、三级框架的底层柱底和底部加强部位纵筋宜采用焊接，且当柱纵向钢筋的总配筋率超过3%时，箍筋的直径不应小于Φ8，并应焊接。另外多层框架电算时常不考虑温度应力和基础的不均匀沉降，当多层框架水平尺寸和垂直尺寸较大以及地基软弱土层较厚或地基土质不均匀时，可以适当放大框架柱的配筋，且宜在纵、横两个方向设置基础梁，其配筋不宜按构造设置，应按框架梁进行设计，并按规范《混凝土结构设计规范GB50010-2002》要求设置箍筋加密区。

4、框架梁裂缝宽度、斜截面配筋调整

在满足梁柱的截面尺寸和配筋率的情况下，仍需在计算配筋后进行梁的裂缝宽度的验算和满足梁端斜截面“强剪弱弯”条件下的梁端配筋调整。

（1）影响裂缝宽度的因素和调整的办法

框架梁的裂缝宽度验算往往被工程设计人员忽视，对此应引起我们的注意。影响裂缝宽度的主要因素有两方面，一是构件的混凝土强度等级，二是钢筋的级别和直径。由于混凝土等级与钢筋的级别有一定的“依赖关系”，因此对于普通的混凝土构件，混凝土的高等级对减小梁的裂缝宽度影响不大，一般情况下宜采用加大梁的配筋率或增大梁的截面尺寸的方法来减小梁的裂缝宽度。另外需注意在利用计算机辅助软件进行结构建模中的荷载输入时，一定要将恒、活载数值分开输入，以便进行内力组合和裂缝宽度的计算，不要贪图省事而将恒、活载合并输入，以防止梁、柱内力计算错误，致使所绘制的施工图不能使用。

（2）在电算中合理、准确运用弯矩的调幅

规范规定只有在竖向力作用下梁端弯矩可调幅，水平力作用下梁端弯矩不允许调幅，因此在计算时必须先将竖向荷载作用下的梁端弯矩调幅后，再将水平荷载产生的梁端弯矩叠加。在此可采用两种方法：一是将梁端的固定弯矩调幅后，再进行力矩分配；二是将由力矩分配法算得的梁端负弯矩直接乘以调幅系数。

四、框架结构设计中还应注意的其它问题

在框架结构中不允许采用两种不同的结构型式，楼、电梯间、局部突出屋顶的房间，均不得采用砖墙承重，因为框架结构是一种柔性结构体系，而砖混结构是一种刚性结构。为了使结构的变形相互协调，不应采用不同结构混合受力。

加强短柱的构造措施：在工程施工过程中顶棚可能要吊顶或其它装修。往往要求柱间填充墙不到顶或者是在墙上任意开门窗洞，这样往往会造成短柱，由于短柱刚度大，吸收地震作用使其受剪，当混凝土抗剪强度不足时，则产生交叉裂缝及脆性错断，从而引起建筑物或构筑物的破坏甚至倒塌，因此在设计中应采取如下措施：

1、尽量减弱短柱的楼层约束，如降低相连梁的高度、梁与柱采用铰接等；

2、增加箍筋的配置，在短柱范围内箍筋的间距不应大于l00mm，柱的纵向钢筋间距≤150mm；

3、采用良好的箍筋类型，如螺旋箍筋、复合螺旋箍筋、双螺旋箍筋等。

由于建筑的需要，有时需要框架梁外挑，且梁下设置钢筋混凝土柱。在柱的内力和配筋计算中，有些设计人员对其受力概念不清，误认为此柱为构造柱，并且其配筋为构造配筋，悬臂梁也未按计算配筋，这样有可能导致水平荷载作用下承载力不足，为事故的发生埋下隐患。实际上，在结构的整体计算中，此柱为偏心受压构件，柱与梁端交接处类似于框架梁、柱节点，应考虑悬臂梁梁端的协调变形。所以对于此柱应作为竖向构件参与结构的整体分析，并且柱与梁端交接处应按框架梁、柱的节点处理。

五、结束语

总之，对民用建筑多层框架结构设计的时候，要保证科学性，采取有效的设计方法，保证设计质量。

参考文献

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关键词：多层砌体；住宅建筑；结构设计；问题

中图分类号： TU318 文献标识码： A 文章编号：

随着我国的国民经济高速发展,综合国力得到了大大的提高,相应带动了大量的城乡改造工程。但城市的发展在幅员辽阔的中国极不平衡,较为落后、偏僻的城市,由于经济实力较差、交通不便等原因,楼房的建设依然以砌体结构为主,如办公楼、教学楼、多层住宅、沿街二、三层店铺和多层底商住宅楼等。因设计水平所限,注重了承载力的计算,忽视了构造措施和概念设计;注重了本专业的设计,忽视了和别的专业相协调,在许多建筑的施工图设计中,已经埋下了很大的安全隐患。这样的设计不仅不符合现行设计规范,而且降低了建筑结构的可靠度和安全性

一、砌体结构的含义

用砖砌体、石砌体或砌块砌体建造的结构叫做砌体结构。我国砌体结构应用非常的广泛,它具有可以就地取材，非常好的耐久性和比较好的大气稳定性和化学稳定性,也同样具有不错的保温隔热性能。

二、 砌体结构的特点

多层砌体房屋是指由烧结普通粘土砖、烧结多孔粘土砖、混凝土小型空心砌块等砌体承重的多层房屋。通常砌体结构房屋给人们的印象多数是建筑高度不大、层数较少、层高较低、窗户较小、内部墙较多，立面造型简单，这种印象正好说明了砌体结构的建筑特点。砌体结构由粘土砖或砌块砌筑而成，材料呈脆性，其抗剪、抗拉和抗弯强度较低，因此抗震性能较差，即便有圈梁、构造柱等加固措施，在强烈地外，巷子中砖瓦紧凑地接着淅淅沥沥的水滴。“滴答滴答下小雨了，种子说我要发芽，我要发芽。”记得初来时，我在小巷中震作用下，破坏率仍然较高。

三、多层砌体住宅建筑结构设计易忽视的问题

1、地基处理及基础设计

地基及基础在建筑的安全性方面的重要作用不言而喻。砌体结构房屋，由于平面不规则，或房屋高差较大引起建筑物重量悬殊较大，或由于地基不均匀，即房屋各部位下面持力层地基强度不同，以及下卧层软硬程度不同，而引起较大的不均匀沉降。显然，对于以脆性材料为主的砌体结构这种不均匀沉降更是极其不利的。但由于砌体结构上部荷载相对来说并不很大，许多设计人员往往在设计中不太重视，在地基处理和基础设计时的比较随意，如：（1）人为造成不均匀地基。如建筑距离较小时，为了解决基础外放的问题，同一结构单元，桩基和天然地基或换填土地基混用等。（2）采用软件进行基础设计时，为减少绘图工作量，归并系数较大，这等同于独基(或条基)采用不同的地基承载力特征值。从理论上讲，上述两种情况，事实都是对同样的地基承受不同的附加应力，必然会产生不均匀沉降。

为更好的控制不均匀沉降，从而减少由于沉降差引起的结构附加应力。在做地基处理及基础设计时应该更加细致，比如：对同一结构，承载能力较低的地基之上的基础，宽度取值可比计算值大些，以减少对地基的附加压力，从而减少沉降值；而地基强度较高的基础，宽度可按计算设置甚至略小于计算值（慎用），以期人为增加该部分基础的沉降量，减少与较软弱地基部分的沉降差。

设计中如遇到地质条件很不均匀的复杂地基时，除了对由于地基承载力不同而引起的砌体结构房屋的不均匀沉降作上述处理外，相应的应上部结构也适当进行加强，以增强结构的整体刚度，抵抗地基的均匀沉降。如增加设置圈梁的层数和圈梁设置的密度，加强不同土层的交接房屋结构的连接构造和配筋等。

2、预制过梁的设计与施工

过梁是墙体门、窗或设备洞口上承担竖向荷载的构件。在设计及施工工程中常见问题如下:

（1） 过梁端部支承长度不足.(一般为240mm)

从设计角度讲，过梁截面设计主要取决于：过梁上荷载选取；正截面受玩，支座斜截面受剪承载力计算；按梁端有效支承长度或过梁有效支承长度验算支承处砌体局部受压。预制尺寸的误差，施工操作中的随意摆放都能导致过梁支承长度的不足。在此中情况下，容易导致支承处砌体局部受压强度不足。更有甚者，一端与构造柱相连的过梁没有采用与构造柱整体浇筑， 只是在构造柱相应位置处甩筋后浇，使过梁支座截面的斜截面抗剪能力降低，满足不了设计要求。

（2） 门窗洞口处过梁与设备洞口处过梁不区别对待

设备洞口处过梁与门窗洞口处过梁的区别在于设备洞口处过梁须预留洞口(供穿管用)，造成其本身强度的削弱。有的设计人员人为：住宅结构中过梁的荷载不大，故常常忽略。但是在实际工程之中，确确实实有的设备洞口上方的过梁由于开洞而设计时没有加强，从而导致过梁跨中出现竖向裂缝，影响正常使用。所以在砌体住宅设计中，考虑过过梁开洞削弱的影响， 适当加大设备洞口连梁的截面高度和配筋，避免在使用期间其出现裂缝，满足正常使用要求。

3、砌体承重墙设备留洞问题

（1）砌体住宅结构设计中,楼梯间由于楼层处开大洞没有楼板连接形成了砌体结构中的一个比较薄弱的部位。然而，近几年的砌体住宅设计中,往往把设备留洞放楼梯间在两侧横墙上，致使本来就比较薄弱的部位更加变的薄弱了。具体表现如下:

a）楼梯间横墙处较大洞口两侧没有设置构造柱。

b）相邻洞口之间净距过小。

（2）因为结构施工图中很少有设备洞口定位,有时只是在《结构设计总说明》统一注明墙体开洞加强措施，从而导致现场施工中墙体留洞带有很大的随机性.较大的消弱了墙体的侧向刚度，大大降低了墙体侧向承载力。对此提出建议如下:

a）较大洞口或洞口集中部位两侧设置构造柱，构造柱整层通高配置。并应于相应洞口（洞口上皮一致）上方设置现浇混凝土过梁，与两侧构造柱整浇一起。

b）若洞口上皮不一致时，除按条1 设置构造柱外，洞口间净距最小须保证各洞口过梁在墙体上支承长度之和。

c）待设备箱体安装完毕固定后,应用细石混凝土添塞充实。其次，砌体结构承重墙体砌筑过程中，各管线的预埋尤其注意。施工中往往由于疏忽大意，导致管线没有预埋墙体之中，而只能在墙体上开线槽，卧管线与槽中。这种做法实际上存在几个缺陷：其一，墙体开槽，削弱墙体强度。其二，线槽填充的混凝土与砌体材料的热涨性能差异较大，将导致墙面开裂。其三，墙体悬挂器件穿孔时，易损坏管线，造成漏水，漏电。所以在施工时应组织周密，勿漏项，尽量避免这种费力不讨好的返工之做。

4、楼板配筋问题

砌体住宅结构设计中，楼板钢筋的用量占据上部结构钢筋用量的很大比例。而开发商为了减少投资，控制造价，一味控制建筑结构用钢量。甚至提出限制钢筋用量的设计要求。有的结构设计人员就从楼板配筋上下“功夫”， 不合理的缩减楼板配筋或者过分相信软件计算数据，没有考虑工程经验在内，从而造成钢筋配置量偏小，构造布置上不满足要求，导致楼板开裂或产生过大挠度变形，影响住宅的正常使用。造成这一现象的主要原因在于：结构计算中的理论条件与现实工程实际的情况不相符。列举实例如下：（1）楼板负筋位置的正确保证。理论设计原则是采用“大直径，大间距”。实际配置中仅满足设计配筋需要从而采用了直径小的钢筋。这样一来，施工人员的踩踏、现场浇注混凝土的砸压造成负筋下移，结果是：a）楼板保护层过大，表层混凝土开裂b）楼板支座截面处楼板计算高度变小，支座负筋配置量加大，导致配筋不足，引起支座裂缝。（2）卫生间等开有较多洞口的楼板没有考虑洞口削弱的影响，设计过程中没有人为的适当增强。在多层砌体住宅结构设计中，卫生间所辖板块较小，建议楼板配筋采用双层双向全部拉通的布置方式。而对于放置浴缸、浴盆的卫生间，其活荷载的取值应加大。

我国是一个发展中国家，经济发展还很不平衡，在今后很长一段时间里，多层砌体结构房屋还会在中小城镇、广大农村，尤其是广大民居建筑中还将广泛采用。因此，设计人员必须严格执行规范和相应的构造要求，只有这样才能有效消除设计质量隐患，保护人民生命财产安全。另外，还要深入开展科学研究，充分挖掘技术潜力，努力克服材料弱点，进而提高多层砌体结构的抗震性能，为经济建设服务。

参考文献：

[1] 余春梅. 构造柱的作用与质量通病防治[J]. 内江科技, 2008,(09)

[2] 彭炽凡. 构造柱彻体结构受压承载力测试与分析[J]. 广东科技, 2007,(01)

[3] 刘彤, 程春丽. 浅谈砌体结构抗震的新发展[J]. 黑龙江科技信息, 2009,(22)

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关键词：多层砖混结构；房屋建筑；抗震设计；

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

1、引言

目前，砖混结构的房屋建筑在我国非常常见，主要是由于这种结构无论在选材上，还是施工的工艺上，抑或施工的成本上都有着非常大的优势。但是我们在关注其优点的时候，也应该注意到其不足之处，多层砖混砌体房屋建筑大部分使用机制空心砖以及混合砂浆来完成其砌筑的过程，并利用其内外砖墙的咬砌来实现整体的连接性，这一方式就决定了其脆性性质，也就是说它的抗震性比较差，这一点在地震设防地区表现的尤为明显。因此，本文对于如何做好多层砖混结构房屋建筑的抗震设计具有学术以及实践上的双重意义。

2、多层砖混房屋建筑的抗震设计具体要点

（1）层数要求以及高度要求

针对多层砖混房屋建筑的层数要求以及高度要求，我们在设计中要确保其不超过相应的限值，可以通过以往的实例看出这一点，一般来说，多层砖混结构房屋建筑的层数与高度和在地震中所受的破坏是成正比的，因此，做好对于其层数以及高度的控制可以有效地减少地震中所带来的伤害。

在我们的设计工作中，房屋的总高度以及总层数要同时符合上标的限值，这主要是因为房屋的总重量中楼盖的重量能够占到一半，如果总高度一样，那么我们每多一层楼盖就会增加半层楼的侧向地震作用，这也会增大对底部的倾覆力矩，进而使其抗震性能变差。

（2）对于建筑平面以及立面的布局要求

做好建筑平面以及立面的布局是抗震设计中一个非常基础也是非常重要的内容，它对于房屋的抗震性能有着直接的关系。针对多层砖混结构房屋建筑的抗震设计要求，我们最好要做到平、立面简单对称。根据我们的经验，越是对称的建筑，其抗震的性能越好。

出现这种情况是因为如果我们做好对于平、立面的布置，那么可以使其每个部位所受到的力比较均匀，这可以有效地减少薄弱的环节。在我们的生活中，地震是具有随机性以及复杂性的，如果建筑的体型不规则，由于受力的影响，则其必然会更容易受到地震的影响，在我们的设计工作中，如果建筑的布局是一定的，则可以通过设置防震缝将复杂的建筑分成规则的单元，这对于减轻地震的危害也有着明显的效果。

（3）对于纵墙以及横墙的布置要求

在我们对于多层砖混结构房屋建筑的抗震设计中，我们应首先考虑使用横墙承重或者纵横墙共同承重的结构体系, 这种结构体系比较对称，受力比较均匀，沿平面内最好要对齐, 沿竖向最好要上下连续，针对同一轴线上的窗间墙宽度最好做到均匀。

多层砖混结构房屋建筑的整体刚度、稳定性和其抗震的性能有着直接关系，因此，我们在设计过程中普遍使用纵墙或横墙承重。应注意的是因为非承重方向的约束墙体比较少， 而且间距又比较大，所以房屋在这一方向上的刚度会相比较弱一些，空间的刚度以及整体性也会较差，所以抗震的能力比较差。在地震比较严重的时候，墙体由于平面外的失稳而首先受到破坏，然后才会导致房屋的倒塌。针对这一特点，在两个方向上做好纵、 横墙混合承重的布置，可以有效地对其变形进行控制，进而增加了空间的刚度以及整体性,，对于房屋的抗震性能有着较好的提升作用。

我们在对墙体进行布置的时候，应首先考虑使用纵墙贯通这种平面布置方法，如果纵墙不可以进行贯通布置，那么我么要做好在纵横墙交接位置的布置，比如设置钢筋混凝土构造柱等。

当地震发生的时候，横墙承担了地震中的横向震力，因此，我们不仅要确保横墙具有足够的承载力，还要确保在地震发生时能够很好地将横向震力传递到横墙的水平刚度。此外，针对抗震墙的设计，要确保其能够很好地传递水平震力。目前， GB 50011 – 2010中对于多层砖混结构房屋建筑抗震墙之间的间距有着明确的规定：7度设防的时装配整体式钢筋混凝土楼、 屋盖的多层砖混房屋抗震横墙最大间距为 15 m。如果这一横墙间的距离比较大，纵向砖墙则会由于比较大的变形而导致平面之外出现弯曲破坏，进而楼盖将不再能够传递水平地震力，这就使得多层砖混结构房屋建筑的抗震能力有所下降。

（4）对于刚度以及整体性的要求

我们之所以在设计时要考虑刚度以及整体性方面的要求，主要是因为房屋是由纵、横向承重构件以及楼盖组成的，有一定空间刚度的结构体系，这就使得其抗震性能与房屋的刚度、整体性之间存在着直接关系，确保楼盖的刚性是保证其它侧力构件合理的分配震力的前提。在抗震设计中，当楼盖在浇灌以后，对于平面上墙体对齐的要求则可以在一定程度上进行放宽，这是因为此时砌体结构的空间变形是可控制的。

（5）对于圈梁和构造柱的要求

通过对以往的震害调查可以发现，在多层砖混结构房屋建筑中，圈梁是一种性价比很高的措施，它对于提高房屋的抗震能力十分有利。这主要是因为在地震过程中，圈梁可以与构造柱共同作用，这样就对墙体在竖向平面内进行了约束，对于墙体裂缝的扩大有着很好的遏制作用。此外，圈梁的设计对于减小裂缝与水平面之间的夹角也有着重要的作用，可以提升墙体的整体性。我们通过实验发现，在多层砖混结构房屋建筑中，增设构造柱可以有效地提升其延性，其中钢筋混凝土构造柱可以使砌体的抗剪承载力提高10%-30%。

不过，需要注意的是，我们平时在验算中发现，即使通过在适当部位加设构造柱也不能完全满足我们的抗震承力验算。因此，为了进一步提升墙体的抗震能力，一般在设置构造柱的前提下，还可以在可在抗震性能较差的承重墙段内进行水平钢筋的设置，这可以使砌体及水平钢筋共同对震力进行承担。

（6）其他抗震设计要求

除了以上设计要求之外，我们还可以通过以下的方法对多层砖混结构房屋的抗震性能进行提升：

首先，房屋的楼梯间应设置到建筑单元的中间位置，而不是将其设于房屋的尽端；

其次，对于凸出屋顶的楼梯间，在其构造柱的设计上应使其与顶端的圈梁进行连接；

第三，房屋的局部尺寸应满足抗震的要求，这可以避免因个别墙段的抗震新能不合格而导致整体抗震性能不达标的情况。

第四，做好房屋的合理布局，比如通过结构上的构造措施来弥补由于其脆性而导致的抗震性能不足。

最后，在我们的抗震设计中，要时刻保证抗震意识，确保以预防为主，争取做到“小震不坏，中震可修，大震不倒”的目标。

3、结语

由于多层砖混结构房屋建筑是我国应用非常广的一种形式，因此，做好其抗震设计对于保护人民的生命以及财产安全有着不可忽视的重要性。但是，在这一过程中，由于其涉及的环节比较多，这就容易导致疏漏的情况，因此，在我们的设计工作中，应结合实际的情况，严格按照相关的标准进行设计，只有这样才能做好这一工作，进而为切切实实地对人们生命财产安全起到保护的作用。

参考文献

[1]刘志敏;闫小兵;;砖混结构建筑在抗震设计中的主要问题和改进[J];山西建筑;2010年08期.

[2]韩杰;多层砖混结构房屋的抗震设计探讨[J];内蒙古石油化工;2008年09期.

[3]张大伟;郭立英;于学智;;建筑结构抗震设计中的概念设计[J];山西建筑;2008年13期.

[4]丁兆栋;;多层砖房抗震设计中的主要问题和处理办法浅谈[J];黑龙江科技信息;2008年34期.

[5]黄伟东;圈梁与构造柱在施工中应注意的几个问题[J];平顶山工学院学报;2009年03期.

篇8

关键词：高烈度区域；多层建筑结构设计；结构选型；概念设计

中图分类号：TU97文献标识码： A

0 前言

随着社会经济的进一步发展，建筑行业异军突起崛起，相应的人们对建筑物的需求也越来越高。在评价一个建筑物的时候，主要从建筑物的实用性、安全性、经济性等来综合考虑，但是，就因为这样也大大的增加了建筑设计的难度，尤其是对一些高烈度区的建筑设计要求更高。本文针对于高烈度区多层建筑结构设计主要进行如下几个方面的分析，首先，详细的分析了在高烈度区，多层建筑结构选型的问题。由于高烈度区尤其自身的自然限制，因此，在多层建筑结构选型非常重要。其次，我们具体的分析了在高烈度区多层建筑结构设计需要应对的具体问题，下面就针对于上述所谈到的具体问题进行详细的探讨。

1 建筑结构选型的问题分析

建筑结构框架的选型是非常重要的，框架结构主要以剪切变形为主，框架结构主要的优势在于能够增加内部大空间的使用率。但是，框架结构也有着自身的劣势，就是刚度较小，不适用在较高的建筑物[1]。因此，框架结构主要应用在多层建筑结构的设计中，像，办公楼、商场、教学楼以及民用住宅等多层的建筑物中都用到了框架结构；建筑结构中的抗震墙，其主要以弯曲变形为主的设计结构，其空间整体性好，有着较大的侧向刚度，适应能力较强等特点，但是，由于不能提供较大的空间，所以房间布置很受限制，像这样的结构设计，比较适用在高层建筑物中；框筒结构的设计，是一种典型的抗震墙结构中的特例，这个建筑结构的设计主要是将建筑平面中存在的交通设计成为内筒装，而在建筑结构的框架更能设计成多样化的建筑立面，这样的设计更适合用在高层的酒店的楼梯设计。由此，我们可以看出，在进行高烈度区的多层建筑结构设计的时候，需要根据该地区的实际情况以及建筑的具体类型和使用目的进行结构的选型。在高烈度区建筑的结构选型中，需要注意符合高烈度地区的条件，并且需要满足多层建筑的所有功能。因此，对上述3种建筑结构进行分析，我们了解到，在高烈度区的多层建筑结构设计中一般选择框架结构作为建筑的主要结构。

2 设计中应该注意的问题

根据近几年相关数据调查结果显示，由于高烈度区主要处于板块的交接地带，板块活跃非常的频繁，进而给人们的生命财产造成了巨大的损失。因此，在进行高烈度区建筑结构设计的时候，设计上与其他地区相比，也具有很大的挑战性，需要设计人员全方位立体化的考虑，才能够收到良好的设计效果。因此，下文就在高烈度区建筑结构设计中需要注意的问题进行具体的探讨。

2.1 计算设计与概念设计需要同时重视起来

在建筑结构设计当中，不能单纯的依赖计算设计，还应该充分的考虑在建筑结构设计中所应用的概念设计。概念设计在建筑结构设计中占有着很重要的位置，尤其是对建筑物整体性能来说是非常重要的[2]。在建筑结构抗震设计当中，其主要遵循着强剪弱弯、强柱弱梁、强节点弱等设计基本原则。强剪弱弯，主要是为了防止设计构件的剪力破坏，而且杆件在受到剪承载力应当不小于受弯承载力；强柱弱梁，在设计的时候对柱的要求就是它的抗弯能力应当高于梁的抗弯能力；强节点弱构件，为了避免节点在破坏先于构件。在近些年的建筑结构设计中，我们通过许多建筑工程的设计可以发现，在设计中的框架梁上部分的配筋都比较大，其主要作用就是梁裂缝宽度验算以及梁翼缘的作用，即增加了更多的纵向钢筋，增大了梁端承载力以及相应的柱端承载力就会逐渐的变小。通过这种强梁弱柱的设计，对整个建筑都具有很大的作用，能够确保建筑的稳定性和承压性，而这种设计也比较适用于高烈度区的多层建筑节结构设计中，能够最大程度的确保建筑的安全稳定性，确保人们的生命财产的安全。

2.2 结构设计共振的问题

在高烈度区建筑结构设计当中，要充分考虑到建筑物在后期使用中，由于多方面的原因可能会引起的共振现象，共振现象增加了建筑物的整体负担，对建筑物的危害是非常大的，极有可能在某个周期发生的共振现象导致建筑物无法承受最终出现安全问题。因此，在进行建筑结构设计当中，还需要注意自振周期以及场地的卓越周期都避让开，通过良好的设计，减少建筑物的共振问题，确保建筑物的安全性，减少不安全问题的发生。

2.3 剪力墙连梁的设计问题

在剪力墙结构设计中，连梁的设计也非常的重要，连梁具有截面大、跨度小并且与它相连接墙体的有着刚度较大的特点。连梁的设计中，在水平荷载的作用下的破坏大致可分成两种：第一种，剪切破坏也叫脆性破坏，在高烈度区的建筑结构设计当中，设计师会经常性的把连梁的截面尺寸做得比较大，但是这样的设计是非常的不合理不经济的，更有失强剪弱弯的基本设计原则，不仅如此，在连梁尺寸过大时，出现板块运动的时候非常的容易发生剪切破坏，不利于建筑的安全性和稳定性，造成很大的安全隐患。因此，在实际的设计中，设计人员需要根据该地区多层建筑的实际特点，合理的进行连梁的截面尺寸的设计，才能够提高多层建筑整体的性能。

2.4 经济性问题

在进行高烈度区多层建筑结构设计的时候，需要充分的考虑其经济性的问题，高烈度区的多层建筑与其他地区的多层建筑相比，投入相对较大，主要就是在稳定性上的投入。但是，虽然高烈度区的多层建筑投入较大，但是，我们在进行结构设计的时候，尽量的降低工程的造价，实现其良好的经济价值。因此，在进行高烈度区建筑结构设计的时候，需要注意以下几个方面，一是，在一些高烈度区域的建筑结构设计中，在结构的选型上，不要超过规定的上限值。由于高烈度区受到很多的自然因素的限制，因此在设计中，既要符合建筑的安全要求，还需要符合建筑的经济要求。二是，在进行结构设计的时候，设计人员需要结合高烈度区多层建筑的实际特点，充分的重视概念设计，概念设计是提高高烈度区多层建筑安全性和经济性的一个非常重要的保障。因此，设计人员必须将概念设计贯穿于建筑设计的全过程，不仅提高建筑的安全性能，还可以尽量的节约经济成本，实现良好的经济效益，不仅维护使用者的生命安全，还能够提高建筑的使用效率，促进建筑饿良好使用。

3 结束语

本文主要对高烈度区多层建筑结构设计进行了具体的分析和研究，通过本文的探讨，我们了解到，在实际的多层建筑结构设计中，由于高烈度区有其自身的特点，需要设计人员进行充分的考察，搜集相关的数据，并且根据该地区的实际情况进行设计，才能够确保设计的合理性和科学性。因此，在实际的设计中，设计人员需求对高烈度区进行全面的了解，然后根据多层建筑的特点，进行相关的设计，才能够不断的促进高烈度区多层建筑结构设计工作的顺利开展和进行，也才能够确保高烈度区多层建筑的安全性，舒适性和美观性。不断的促进我国建筑行业的发展。

参考文献：

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关键词：多层建筑 ；高层建筑；结构设计

中图分类号：TU208.3 文献标识码：A 文章编号：

1. 高层建筑结构受力方面

随着社会的发展，都市的生活在给人们带来繁华的同时，人口问题和住房压力也让我们陷入困境之中，因此多层建筑逐渐消失与历史舞台，取而代之的是一座座拔地而起的高层建筑。而相对于多层建筑，高层建筑的结构设计也更为复杂，面对诸多的设计难点，受力问题就是要解决的当务之急。

空间组成特点是一个设计师在进行方案设计的时候首要应该关注的讲点，而不是急于确定其详细的设计结构。建筑物底面对建筑物空间形式的竖向稳定和水平方向的稳定都是非常重要的，由于建筑物是由一些大而重的构件所组成，因此结构必须能将它本身的重量传至地面，结构的荷载总是向下作用于地面的，而建筑设计的一个基本要求就是要搞清楚所选择的体系中向下的作用力与地基土的承载力之间的关系，所以，在建筑设计的方案阶段，就必须对主要的承重柱和承重墙的数量和分布作出总体设想。

很多人认为底层、多层和高层建筑的结构是不同的，其实这种观点是片面的。在实际的结构设计当中，对于低层、多层和高层建筑，竖向和水平向结构体系的设计基本原理都是相同的，但是，随着高度的不断增加。竖向结构体系成为设计的控制因素，其原因有两个：其一，较大的垂直荷载要求有较大的柱、墙或者井筒；其二，侧向力所产生的倾覆力矩和剪切变形要大得多。

当然，在实际处理竖向力和侧向力的过程当中，通过实践我们不难发现，与竖向荷载相比，侧向荷载对建筑物的效应不是线性增加的，而随建筑高度的增高迅速增大。例如，在所有条件相同时，在风荷载作用下，建筑物基底的倾覆力矩近似与建筑物高度的平方成正比，而其顶部的侧向位移与高度的四次方成正比，地震的作用效应更加明显。在高层建筑中，问题不仅仅是抗剪，而更重要的是整体抗弯和抵抗变形，可见，高层建筑的结构受力性能与低层建筑有很大的差异。

2. 结构选型阶段

结构的设计和选型阶段对于高层建筑的设计来说，是最为重要的，所以在这个阶段，设计师一定要综合多方面考量。同时针对建筑过程中可能遇到的问题要进行正确的预估。

2.1结构的规则性问题

要熟悉结构设计的规则，在最新的规范当中，许多内容都是与旧规范相悖的，所以一定要熟知规范规则。例如：平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等，而且，新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。”因此，结构工程师在遵循新规范的这些限制条件上必须严格注意，以避免后期施工图设计阶段工作的被动。

2.2结构的超高问题

在结构设计的时候，要对高层建筑的高度有一个严格的限制。最新的规范也将高度作为重点项目进行规范，除了将原来的限制高度设定为A级高度的建筑外，增加了B级高度的建筑，因此。必须对结构的该项控制因素严格注意，一旦结构为B级高度建筑甚或超过了B级高度，其设计方法和处理措施将有较大的变化。

如果事前不能对建筑的高度做出正确的预估，就很可能会造成严重的经济损失。以往我们也遇到过类似情况，导致施工图审查时未予通过，必须重新进行设计或需要开专家会议进行论证等工作的情况，对工程工期、造价等整体规划的影响相当巨大。

2.3嵌固端的设置问题

现在的高层建筑一般都带有地下室，因此嵌固端设置的为止也是结构设计的一个重要环节。因此，在这个问题上，结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的方面，如：嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一致性、在结构整体计算时嵌固端的设置、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等等问题，而忽略其中任何一个方面都有可能导致后期设计工作的大量修改或埋下安全隐患。

3. 地基与基础设计方面

无论是多层建筑还是高层建筑，打好地基都是一项基础性的工作，也是安全性的重要保障。因此，地基与基础设计一直是结构工程师比较重视的方面，不仅仅由于该阶段设计过程的好与坏将直接影响后期设计工作的进行，同时，也是因为地基基础也是整个工程造价的决定性因素，因此，在这一阶段，所出现的问题也有可能更加严重甚至造成无法估量的损失。

我国对地基的设计和建筑方面有着明确的规范，一定要严格按照规范措施实施操作。由于我国占地面积较广，地质条件相当复杂，作为国家标准，仅仅一本《地基基础设计规范》无法对全国各地的地基基础都进行详细的描述和规定，因此，作为建立在国家标准之下的地方标准。

想要保障地基基础建设的安全工作，就要深入的了解地方性的法规政策。地方性的“地基基础设计规范”能够将各地方的地基基础类型和设计处理方法等一些成熟的经验描述和规定得更为详细和准确，所以，在进行地基基础设计时，一定要对地方规范进行深入地学习，以避免对整个结构设计或后期设计工作造成较大的影响。

4. 高层建筑结构分析的基本原则

4.1 整体参数的设定

在机构的计算方面，最初就应该把握好高层建筑的具体数字，严格按照法规中的参数来设置。在进行抗震计算时需考虑振型的数量，数量多了会浪费时间，并可能使计算结果发生畸变，数量太少又会使计算结果失真，《高规》第5.1.13.2款规定抗震计算时振型数不应小于15。最大地震力作用方向可由设计软件自动计算，但若该角度绝对值超过1 5度，就应重新计算。结构的基本周期是计算风荷载的重要指标，设计初期可能不知道其准确值，可待计算之后从计算书中读取，并重新计算。

4.2 结构体系的合理性分析

结构的合理性是保障建筑的能够顺利进行的重要帮手，所以一定规范结构设计原则。周期比是结构扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期之比，它是控制结构扭转效应的重要指标，结构设计中应限定周期比，以便使抗侧力的构件的平面布置更有效更合理。层间位移比和刚度比分别是控制结构平面不规则性及竖向不规则的重要指标，《建筑抗震设计规范》和《高规》中均对它们做出了明确的要求。此外，为了建筑结构的整体稳定性及安全性，还应控制好结构的刚重比和剪重比。

4.3 结构构件的优化设计

为保障机构设计的合理性，在进行的过程中，要对高层建筑的结构设计做出优化，还应计算结构单个构件内力和配筋，如计算梁、柱、剪力墙轴压比，优化构件截面设计等。采用软件对混凝土梁计算时，出现以下几种情况时，便会提示超筋：梁的弯矩设计值超过梁的极限承载弯矩；超过《抗震规范》要求梁端纵向受拉钢筋的最大配筋率2.5％ ；混凝土梁斜截面计算结果不符最小截面的要求。当剪力墙连梁超筋时，表明其在水平地震力作用下抗剪承载力不够，应予以调整。规范中允许适当折减地震作用下剪力墙连梁的刚度，使其出现塑性变形，但还应保证其配筋满足弹性变形时承载力的要求。以上计算得出初始设置的构件截面和形状后，还应在考虑结构的周期、位移、地震力等的前提下，适当优化构件截面，使其在满足受力要求的前提节省材料。

五、结束语

高层建筑逐步取代多层建筑是城市发展的必然选择，不仅能够有效的节省我们的土地资源，还能为我们创造更多的空间。为提高用地效率，城市建筑大多朝向高层和超高层发展，这也为建筑的结构设计提出了更高的要求。因而我们广大建筑设计人员应熟练掌握高层建筑结构设计的相关要点，合理选择建筑结构体系，做好结构设计的计算和优化，提高建筑的结构安全性，降低设计和建造成本，为社会创造出更多的高层建筑精品。

参考文献：

[1]肖峻，高层建筑结构分析与设计[J]，中化建设，2008，(12)

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关键词：高层建筑;结构；设计;选型

Abstract: With the rapid development of China's national economy, city high-rise building construction is developing rapidly, but the quality of design, and is not very ideal. In the tall building structural design, structural engineers not only pay attention to the accuracy of structural calculation and ignore the actual situation of the construction scheme, and should be based on the actual make rational structure scheme selection.

Key words: high-rise building; structure design; selection;

中图分类号：F407.9 文献标识码A 文章编号

高层建筑目前在我们的城市建设当中所占的比例越来越大，而建筑结构设计方面的变化也越来越多，很多新兴的结构设计方案以迅猛的速度呈现在我们的城市建设中。面对如此形势，应该把高层建筑的结构设计放在首位加以研究。对于高层建筑的结构设计, 首先摆在结构工程师面前的是结构选型的问题。高层建筑结构的选型通常要遵循一定的原则, 它不仅考虑到建筑物的适用性、经济性、抗震性能,而且要考虑施工安装的影响。

1高层建筑结构设计的特点

1.1 水平力是设计主要因素

设计在多层建筑结构设计中，主要考虑结构竖向荷载。而在高层建筑中，尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要影响，但水平荷载却起着决定性作用。因为结构自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与建筑高度的一次方成正比;而水平荷载对结构产生的倾覆力矩、以及由此在竖向构件中所引起的轴力，是与建筑结构高度的两次方成正比。另一方面，对于一定高度建筑来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随着结构动力特性的不同而有较大的变化。

1.2 侧移成为控制指标

与低层或多层建筑不同，结构侧移已成为高层结构设计中的关键因素。随着建筑高度的增加，水平荷载下结构的侧向变形迅速增大，与建筑高度H的4次方成正比(= qH4/8EI)。另外，高层建筑随着高度的增加、新的建筑形式和结构体系的出现、侧向位移的迅速增大，在设计中不仅要求结构具有足够的强度，还要求具有足够的抗推刚度。

1.3 抗震设计要求更高

有抗震设防的高层建筑结构设计，除要考虑正常使用时的竖向荷载、风荷载外，还必须使结构具有良好的抗震性能，做到小震不坏、中震可修、大震不倒。

1.4减轻高层建筑自重比多层建筑更为重要

高层建筑减轻自重比多层建筑更有意义。从地基承载力或桩基承载力考虑，如果在同样地基或桩基的情况下，减轻房屋自重意昧着不增加基础造价和处理措施，可以多建层数，这在软弱土层有突出的经济效益。地震效应与建筑的重量成正比，减轻房屋自重是提高结构抗震能力的有效办法。高层建筑重量大了，作用于结构上的地震剪力大，地震作用倾覆力矩大，对竖向构件产生很大的附加轴力，从而造成附加弯矩更大。

1.5轴向变形不容忽视

采用框架体系和框架——剪力墙体系的高层建筑中，框架中柱的轴压应力往往大于边柱的轴压应力，中柱的轴向压缩变形大于边柱的轴向压缩变形。当房屋很高时，此种轴向变形的差异将会达到较大的数值，其后果相当于连续梁中间支座沉陷，从而使连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩值和端支座负弯矩值增大。

2高层建筑结构选型与建筑设计

2.1在结构的功能要求被确定以后，即可根据功能要求进行结构的选型。例如对于高层建筑，在选型上可以考虑框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、框筒结构以及筒中筒结构等，在用材上可考虑钢结构、钢筋混凝土结构、组合结构等。对于大多数建筑物，工程造价中约有50%～70%用于结构工程，而且结构工程的施工工期也约占建筑物施工总工期的50%～70%。因此搞好结构工程对于建筑工程建设的质量控制、投资控制和进度控制有十分重要的作用。

2.2搞好结构工程的关键在于结构选型，如果选型不当，即使结构计算很精确，也有可能给结构的安全使用及耐久性带来无法弥补的缺陷，所以结构选型对于结构的全寿命优化有着举足轻重的作用。在非地震区的高层建筑，水平荷载以风荷载为主。所以非地震区高层建筑选型宜选用有利于抗风作用的建筑体型，也就是宜选用风压体型系数较小的建筑体型，比如圆形、椭圆形等。流线型的建筑体型以及由下往上逐渐变小的截锥形体型的体型系数相对较小，有利于抗风。在进行结构平面布置时，宜使用结构平面形状和刚度分布尽量均匀对称，以减轻风荷载作用下扭转效应对结构内力和变形的影响，并应限制结构高宽比，防止倾覆和失稳。地震区高层建筑的体系选型，实际上属于抗震概念设计范畴，它是在总结震害规律及工程经验的基础上，以宏观概念为指导，正确地解决高层建筑的总体方案，选择合理的结构体系，以达到合理抗震。通常应选择对抗震有利的地段，选用整体性较好的基础，立体结构应具有合理的地震作用传递途径，拥有多道抗震防线，具有必要的刚度和强度，具有合理的刚度和强度分布，避免竖面侧移刚度的突变。另外亦宜选择风压体型系数较小的形状并限制高宽比。

2.3对于低层、多层或高层建筑，其竖向和水平结构体系设计的基本原理是相同的。但随着高度的增加，由于以下两个原因，竖向结构体系成为设计的控制因素：较大的竖向荷载要求有较大的柱、墙和井筒；更重要的是，侧向力所产生的倾覆力矩和剪切变形要大得多，必须精心设计。高层建筑的竖向结构体系从上到下一层层地传递累积的重力荷载，因此要求较大的柱或墙截面来承受这些荷载。同时，这些竖向结构体系还必须把风荷载或地震作用等侧向荷载传给基础。可是，与竖向荷载相比，侧向荷载对建筑物的效应不是线性的，而是随建筑物的增高而迅速增大。例如，在其它条件相同时，在风荷载作用下，建筑物基底上的倾覆力矩近似地与建筑物高度的平方成正比，而建筑物顶部的侧向位移与其高度的4次方成正比。地震的效应甚至更加显著。当低层或多层建筑的结构按恒载及活荷载设计时，柱、墙、楼梯或电梯井就自然能承受大部分水平力，问题主要是抗剪。在“矮”房子的框架中，可以填充一些墙板，甚至全部填满墙板的办法很容易获得适当的附加支撑效果，而不必另外再加大原来竖向荷载所需要的柱和梁的尺寸。高层建筑并非如此。这是因为在高层建筑中，主要问题是抗弯和抵抗变形，而不仅仅是抗剪。为了使高层建筑足以抵抗相当大的侧向荷载和侧移，常常不得不进行专门的结构布置，柱、梁、墙和板的截面总是要大一些。

3高层建筑结构分析与设计要点分析

3.1水平荷载成结构设计决定性因素

任何一座高层建筑结构都需要同时承受竖向自重荷载（其他竖向荷载）和侧向风压产生的横向水平荷载作用，另外还必须具备抵御设计烈度要求的地震作用的能力。在高层（尤其是超高层）建筑结构中，尽管结构自重等竖向荷载对结构受力具有重要的影响作用，但横向水平荷载（通常情况下主要包过风荷载和地震作用）是结构分析计算时的决定性因素。随着高层建筑结构的建筑高度不断增加，其横向水平荷载作用在结构设计中的重要性将快速上升。一方面，因为结构自重和楼面使用荷载在结构竖向构件中将引起一定的作用，而横向水平荷载对高层结构整体产生的倾覆作用将使得高层建筑结构在结构竖向构件中产生较大的拉力或者压力作用；另一方面，对高层建筑结构来说，结构自身自重的竖向荷载作用和地震作用，也会随结构自身的动力特性而引起大幅增大。

3.2结构侧移成为控制性因素

与低层结构不同，高层建筑结构的横向侧移已成为结构设计过程中的控制线技术参数，并且随着结构高度的增加，横向风压或地震作用下水平荷载引起的高层结构侧向位移变化会快速增加。因此，在高层建筑结构设计过程中，不仅要确保结构各构件具有足够的强度以提抗可能承受的风荷载作用或地震作用引起的结构内力，还要求结构整体具有足够大的抗侧移刚度，确保结构在横向力作用下引起的侧向位移值可控制在规范要求的限度范围内。由此可见，高层建筑的结构安全和使用功能的充分发挥，与结构体系的抗侧移性能密切相关。

3.3结构延性成为重要考虑因素

与低层或大跨建筑相比，高层建筑结构的柔性则相对明显，在相同地震作用下的结构变形要严重的多。为避免结构整体倒塌等严重后果，结构设计时应确保高层结构在进入塑性变形受力阶段后仍具有相对较强的变形耗能能力。因此，结构设计人员通常要在结构的相应部位采取恰当的加强措施，来保证结构整体具有足够的延性和耗能能力。

4结语

现代高层建筑结构设计是一项集数学分析、结构设计以及计算机优化设计于一体的综合性技术工作，同时也是一项创新性很强的实践活动。为了革新高层建筑，体现其魅力，追求新的结构形式和更加合理的力学模型将是土木工程师们的目标和方向。

参考文献

[1]徐建.建筑结构设计常见及疑难问题解析[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.