多高层建筑结构设计范文

导语：如何才能写好一篇多高层建筑结构设计，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。

篇1

【关键词】预应力；转换层；高层建筑；设计

引言：

转换层对于整个的高层建筑来说正是处在一个比较关键的受力部位，由于高层建筑当中转换层的存在打破了沿着建筑物高度的方向原有的那种均匀性的高度，这也就导致了高层建筑当中力的传递途径被大大的改变了。所以说在进行高层建筑转换层的设计的时候不能够采用均匀的结构来进行设计，随着预应力混凝土在建筑工程当中的广泛应用，从预应力混凝土在建筑工程的应用当中我们能够看出，预应力混凝土结构具有着十分高的承载力以及抗裂性，并且预应力混凝土的自重是比较轻的，相对于建筑工程当中的传统做法来说能够更好的节省钢筋以及混凝土，在对建筑物的质量进行保证的前提之下能够帮助工程创造出更好的经济以及社会效益。

一、布置原则概述

通过很多的工程实践当中我们能够看出，在进行预应力转换桁架的设计的时候通常来说都是需要结合高层建筑的功能要求以及结构传力的实际，一处或者是多处的不止在高层建筑物的高度的方向上，具体的要求上必须要满足规范中要求的桁架转换层上、下层剪切刚度比，保证高层建筑竖向刚度的连续性。同时还需要进行考虑的就是要尽量的去避免抗震建筑设计上的高位转换。如果说在在高层建筑的建筑功能上必须要求继续拧高位转换的话，那么桁架转换层结构就是首选的结构了，这个结构能够有效的减少震害。从实践经验当中我们能够看出，在高层建筑转换桁架的要求必须为竖向承重构件，并且还需要满足的就是必须是抗侧力构件。在平面上进行相应的布置的时候应该遵守的原则就是均匀、分散、对称、周边，需要保证的就是切实的避免因为扭转对建筑物造成伤害。

二、结构设计与构造要求

（一）设计的原则分析

在预应力混凝土桁架转换层的高层建筑结构设计中的设计原则主要可以总结到一下几点：第一，强化转换层及其下部，弱化转换层上部；第二，强斜腹杆、强节点；第三，强柱弱梁、强边柱、弱中柱。

上面说的几点设计原则都是经过了多次的实验以及实践进行证明了的结果，如果在高层建筑结构设计当中按照上面的设计原则进行设计的话，带桁架转换层结构在高层建筑当中的应用是具有着非常好的延性的，能够有效的进行工程抗震。应用第三条原则“强柱弱梁、强边柱、弱中柱”的原则进行转换层结构的实际，能够很好的确保塑性铰在梁端的出现，转换层以上柱底应该避免边柱出现塑性铰，这样进行设计的话能够很好的保证柱比梁的安全储备更大。为了能够更好的实现“强柱弱梁”的设计目标，在对转换梁的上部结构梁进行截面的设计的时候必须要使其先打到屈服，但是在实际进行施工的时候还需要对整体结构空腹桁架的工作特性进行注意，从受拉钢筋的要求进行设计。从连接处对整个设计进行优化，确保整个的结构能够有更好的延性。

（二）斜腹杆桁架设计

经过大量的实践表明，在进行预应力桁架转换层的设计的时候必须要保证的就是强受斜腹杆和强节点。在斜腹杆桁架的上下弦节点的截面必须要满足规范中抗剪的相关的要求，科学设计需要做到的就是保证整体的桁架结构延性好并且在使用的过程当中不容易发生脆性破坏。

（三）斜腹杆桁架构造要求

在受压弦非预应力纵向钢筋在设计的时候最好都是沿着周边进行对称均匀布置的，这些钢筋当中的含钢率必须要保证满足相关的要求，并且适宜全部贯通桁架。受压弦杆箍筋需要进行全杆段的加密，并且他的体积还需要严格控制按照相关规范当中的具体要求进行相关的设计。前面说受拉弦杆非预应力纵向钢筋最好的处理就是要沿着周边进行对称均匀的不止，并且在进行设计的时候需要按照正常状态之下裂缝的宽度是零点二毫米进行严格的施工控制。对于受拉弦杆箍筋的最小面积配箍率来说需要做到的就是必须符合相关规范当中的具体的要求。在桁架的受拉以及受压弦杆的非预应力受力钢筋的结构的位置需要根据实际的情况结合相关的技术规范要求进行接头的焊接。在进行实际的操作实施过程当中可以优先的采用闪光接触对焊的方式进行焊接，除此之外，桁架弦杆的非预应力钢筋最好还需要与支撑锚具的钢垫板进行连接。在对桁架节点进行设计的时候需要采用的就是封闭式箍筋，并且需要对箍筋进行加密同时还需要垂直于弦杆的轴线位置，在进行设计的时候一般都是通过增加拉筋的方法来保证节点能够对混凝土产生有效的约束性能。如果说在高层建筑的转换层的设计当中涉及到了桁架节点尺寸比较大的情况，在进行具体的设计的时候可以参照剪力墙的配筋方式设计水平以及垂直的箍筋，并且还需要做到的就是在箍筋的交点的地方还需要进行隔点布置拉筋。

三、施工建议

从大量的施工经验当中能够看出，预应力桁架在通常的情况下，施工张拉阶段以及使用阶段的受力状态总是会存在着一定的差异的，为了能够有效的减少施工张拉阶段以及试用阶段预应力桁架受力状况的差异，有效的解决因为超静定结构的受力的状态发生变化从而造成的构件之间的变形甚至是开裂的问题，在具体的预应力桁架转换层结构的实施过程当中最好要采取一种名叫“择期张拉”的施工工艺。经过大量的实践验证表明，择期张拉施工技术主要就是采用的分期以及分批的施加预应力，或者是选取经过计算比较适合进行张拉施工的施工楼层来进行张拉工序的实施，但是在进行张拉工序的施工之前必须要做的就是要加强转换桁架下方的支撑工作。

在通常的情况之下，预应力桁架转换层结构在桁架的节点的区域钢筋的分布都是比较稠密的，这种情况再预应力的锚固区表现的更加的突出，所以说在具体的施工过程当中必须要将混凝土进行充分的捣实，只有将混凝土进行充分的捣实才能够有效的避免锚固区混凝土出现局部的破坏或者是节点的破坏。在进行具体的施工的时候必须要对典型节点钢筋按照施工图纸进行试绑。这样能够有效的避免节点处的钢筋发生“打架”的现象，在进行试绑实验成功之后才能够进行成批的下料，全面进行施工。

结语

随着现在人口数量的不断增多以及商业模式的改变，高层建筑在人们日常生活中显得越来越重要。越来越多的高层建筑出现在了人们的生活工作当中，本文主要就带预应力混凝土桁架转换层的高层建筑结构设计进行了一定的分析，并且提出了一定的施工建议。

参考文献

[1]唐兴荣，蒋永生，孙宝俊，丁大钧，樊得润，郭泽贤. 带预应力混凝土桁架转换层的多高层建筑结构设计和施工建议[J]. 建筑结构学报，2000，05：65-74.

[2]唐兴荣，蒋永生，丁大钧. 预应力混凝土桁架转换层结构的试验研究和设计建议[J]. 土木工程学报，2001，04：32-40.

[3]阳春明. 分析带预应力混凝土桁架转换层的高层建筑结构设计和施工建议[J]. 民营科技，2013，05：97.

篇2

【关键词】大底盘多塔楼；高层建筑；结构设计

目前,高层建筑正日益向多功能方向发展,为满足建筑体型多样化和建筑多功能要求,大底盘多塔楼结构形式越来越多地被采用。通常整个小区为多栋高层或小高层建筑,为满足使用功能要求,在地下通过一层或两层地下车库连为整体构成大底盘结构。结构整体分析时嵌固端的确定、地基基础设计中的差异沉降控制、超长地下室的防开裂措施,是大底盘多塔高层设计中的重要性技术问题。

1 嵌固端的选择与相关措施

高层建筑在结构分析计算之前必须首先确定结构嵌固端所在位置。当结构刚度较大,地下室层数较少时,对嵌固端以上部分进行单独的结构分析,除周期以外的结构控制指标以及相应地上部分的受力分析结果和实际情况差别并不大。而在多层地下室情况下,若忽略地下室影响单独取各塔结构分析,其计算结果和配筋数据是偏于不安全的,则要以整体模型为工程设计依据。

对于地下室层数较少的情况,最好的办法是使各单体在地下室顶面嵌固,避免成为多塔复杂结构。

《高层建筑混凝土结构技术规程》中关于嵌固端的要求:“高层建筑结构计算中,当地下室顶板作为上部结构嵌固时,地下室的楼层侧向刚度不应小于相邻结构楼层侧向刚度的2倍。”[1]《建筑结构抗震规范》要求:“地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时,应避免在地下室顶板开洞口,并应采用现浇结构,其楼板厚度不宜小于180mm,混凝土强度等级不宜小于C30,应采用双层双向配筋;且每层每个方向的配筋率不宜小于0.25%。”[2]由规范可知:将地下室顶板作为上部结构的嵌固部位需要考虑两个方面的问题,一是地下室与地上1层的侧向刚度比要求,另一方面是地下室顶板的刚性要求。

一般情况下,这些控制条件较容易满足。当地下室不能满足嵌固部位的楼层侧向刚度比规定时,可通过增大竖向构件的截面和增加构件的数量来加大地下室楼层的侧向刚度。如主楼范围以内的侧向刚度无法满足时,把地下室向两个水平方向分别取地下室一层层高的2倍作为计算地下室刚度的有效范围是可行的,引起的误差处于工程允许的范围内[3]。一般情况下,可近似地计入沿主楼周边外扩一跨,或45°线延伸至底板范围内的竖向构件的抗侧刚度。

当地下室侧向刚度达到一定要求以后,对上部结构的嵌固作用还取决于地下室顶板的刚性条件,厚度与开洞率都影响着顶板的刚性。当楼板厚度大于180mm以上,可按刚性假定计算;当地下室顶板的开洞率超过30%,自身刚度会有明显的削弱,楼板弹性和刚性的计算结果差异增大,不宜采用楼板刚性假定来计算结构内力与位移,因此,尚应保证地下室顶板的开洞率不大于30%。

由于室外地面绿化的需要,主楼以外的地下室顶板往往因建筑需要而降低,导致主楼内外地下室顶板标高不一致。对此,如果能满足侧向刚度且地下室的楼板及梁、柱及剪力墙满足地下室顶板作为上部结构嵌固部位的要求的前提下,可以按嵌固来考虑,但应保证剪力的传递以及注意错平处梁的受扭问题。采用图1所示的处理措施一可有效地避免抗震薄弱部位的出现,特别是地下室高差交接处柱剪力会大大降低。如室内外高差过大,应用于工程中的做法有图2所示的处理措施二,沿周边一跨抬升地下室顶面梁板,使与主楼区域顶板高差不大于一个梁高。对于此做法的有效性可作进一步研究。

图1处理措施一图2处理措施二

2 地基基础设计的差异沉降控制

土体是一种非弹性匀质扩散体,大底盘多塔楼结构主楼的荷载传递于相邻处基础,以塔楼区域为中心,通过基础沿径向向外扩散,但扩散范围有限,传递的数值自一跨外明显降低。

在高层建筑、地基与基础的相互作用下,由于基础对高层建筑荷载的扩散作用,存在一个以塔楼为中心的“共同作用有效范围”。以各塔楼下面一定范围的区域为沉降中心,基础沉降变形各自沿径向向外衰减,并在共同的影响范围内相互叠加;地基反力也是以各塔楼下面某一区域为中心,通过塔楼的裙房基础沿径向向外扩散,并在共同的荷载扩散范围内相互叠加。当需要减薄裙房筏板厚度以节省材料时,或者设置后浇带以调节基础筏板变形时,变截面位置或后浇带位置应设在“有效共同作用范围”外,通常将该范围界定在主楼沿周边扩一跨外。

大底盘多塔楼结构由于高层主楼与裙房或地下车库的基础连接成整体时,相互间的差异沉降是关系到结构安全的关键性问题。《高层建筑混凝土结构技术规程规定高层建筑的基础和与其相连的裙房基础当不设沉降缝时,应采取有效措施减少差异沉降及其影响[1]。

针对工程具体情况,如高层主楼和裙房或地下车库基础均采用桩基时,则按照变形调整原则或承载力计算确定各自桩的直径、长度和数量,通过调整尽量使主楼和裙房的沉降一致,减小其差异沉降值;如高层主楼采用桩基,裙房或地下车库可采取满堂基础的天然地基,使其与主楼沉降值接近。

在徐州及周边软土地区,高层建筑一般采用桩基,沉降计算值一般在7~15 cm之间;而单层地下室,尽管顶板以上有一定量的覆土,在正常使用工况下一般仍为抗浮设计,对应于荷载效应准永久组合时基础地面的附加压力较小并可能为负值,也就是说基本不产生沉降。即使考虑土体沉降变化的连续性,由于高层与单层地下室两者之间上部荷载的悬殊,较大的沉降差在所难免。

对这种情况,一方面,沿主楼周边,在高层主楼和裙房或地下车库基础之间应设置沉降后浇带,其目的在于消除施工期间相互间产生的不均匀沉降,待高层部分主体结构完成时再连接成整体。根据工程经验,一般认为主体施工完成可实现60% ~80%的沉降。应通过计算与实测相结合确定主体的沉降完成量,沿底板后浇带每隔10m布置沉降观测点,观测期为底板施工完成后至后浇带浇筑完成,期间每半个月观测一次,根据实测沉降值情况并计算后期沉降差来确定沉降后浇带的浇灌时间。另一方面,采用天然基础的地下室应尽可能减小基础底面积以加大沉降,在满足施工工况及低水位使用工况下抗压承载力的基础上,尽量采用柱下独立基础或条形基础,不宜采用满堂基础。

3 超长地下室防裂设计

大多数的大底盘地下室不设置永久性沉降缝或伸缩缝,地下室的平面长度和宽度超过100m甚至200m以上,远远超过伸缩缝最大间距。对此结构设计中还必须考虑超长地下室的基础及地下室外墙的防裂问题。

工程实践证明,留缝与否并不是决定结构变形开裂与否的唯一条件,混凝土裂缝产生的原因与许多因素有关,以下对超长地下室控制混凝土裂缝的措施应同时采用: (1)混凝土强度等级不宜太高,在满足承载力和防水要求条件下,宜在C25~C35强度之间;选用水化热低的矿渣硅酸盐水泥时,严格控制砂石骨料含泥量和级配,控制降温和加强养护,为减少混凝土硬化过程中的收缩应力。(2)设置施工后浇带以释放基础在混凝土硬化过程中的收缩应力,沿基础长度每间隔20m到40m留一道伸缩后浇带,与沉降后浇带搭配设计,带宽800~1000mm,宜设在柱距三等分的中间范围内,梁、板钢筋贯通不断。在后浇带部位加设附加钢筋的做法没有必要,因为后浇带再附加水平钢筋反而达不到采用后浇带释放混凝土收缩应力的目的。伸缩后浇带应在两侧混凝土浇灌的两个月后,且上一层结构的混凝土浇灌一个月后,再采用比底板混凝土设计强度等级提高一级的补偿收缩混凝土进行灌填,并加强养护。(3)大体积基础底板混凝土,采取分层浇注,阶梯式推进,每层混凝土在初凝前完成上层浇注。(4)采用膨胀剂配制混凝土,利用膨胀剂的补偿收缩功能解决混凝土硬化过程中的收缩开裂。(5)地下室墙板优先采用变形钢筋,配筋应细而密,网片钢筋间距应小于150mm,分布应均匀,对水平断面较大变化处,宜增设抗裂钢筋。

4 结论

总之,在大底盘多塔高层的结构设计中,应根据工程具体情况,合理地确定计算模型的嵌固端;通过对主楼和裙房及地下室荷载和地质条件采用不同的基础类型或不同的桩长来控制差异沉降,设置沉降后浇带在施工阶段调整沉降差;同时采用多项措施来解决超长地下室的基础及地下室外墙的防裂问题。在以上技术措施采用的基础上,可以圆满地完成大底盘多塔高层建筑的设计任务。

参考文献

[1]徐培福,黄小坤,容柏生,等. JGJ3-2002高层建筑混凝土结构技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社, 2002.

篇3

关键词：地下室，大底盘，多塔楼，高层建筑，结构设计

中图分类号：TU318文献标识码： A 文章编号：

一、带地下室大底盘多塔楼高层建筑结构的特点

1.1、结构延展性方面

相对低层建筑，带地下室大底盘多塔楼高层建筑结构应该延展性更强一些，可以地震中有更大的变形空间。为了让带地下室大底盘多塔楼高层建筑在塑型后仍然永远非常强的变形能力，避免崩溃，特别是需要在结构上进行适当的措施，保证结构有足够的延展性。

1.2、水平荷载方面

首先，因为楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与楼房高度的一次方成正比；其次，对某些建筑物的高度，垂直载荷是大幅常数，作为风荷载和地震行动的横向负载，它具有因结构动力特性不同而产生很多波动的动态性变化。

1.3、轴向变形方面

带地下室大底盘多塔楼高层建筑往往垂直负荷值较高，可能会导致很大的轴向变形，继而影响连续梁弯矩，造成连续梁负弯矩值降低，跨中正弯矩之和端支座负弯矩值提高。

1.4、抗震设计方面

抗震设计除了要考虑具有高抗震性以外，还应该将正常使用的垂直载荷，风荷载等因素计算在内，于此同时保证结构本身具有良好的抗震性能，确保小震不损、大震不塌。

二、带地下室大底盘多塔楼高层建筑施工设计中常见问题

2.1、上部结构塔楼对于大底盘地下结构刚度较大、基底反力均匀、荷载不均匀和基础底板的不均匀变形等设计不当的情况会引起基础开裂等现象。例如，某个高层建筑大厦的梁板式筏基出现开裂，导致建筑底板防水作用失效；国贸二期建筑工程中的底板出现裂缝，导致防水作用失效。

2.2、由于大底盘多塔楼高层建筑在竖直方向的应力比较大，尤其是荷载不均匀，经常出现不均匀沉降问题。目前来看，解决大底盘多塔楼高层建筑不均匀沉降的方法主要有：第一，设置沉降缝；第二，设置施工“后浇带”，当沉降基本稳定之后再浇筑“后浇带”混凝土。

三、带地下室大底盘多塔楼高层建筑设计原则

3.1、选择合理的计算简图

所谓计算简图，就是指将构件及支撑按结构力学进行简化，用点、线描述构件受力情况和稳定状况的图形。在计算简图的基础上，对带地下室大底盘多塔楼高层建筑结构设计进行计算，如果计算简图的选择不合理，会造成结构不合理，容易出现由于结构不合理而发生安全事故。所以，要保证建筑结构设计的安全，必须选择合理的计算简图。此外，为了保证计算简图的安全，在实践中，我们需要采取相应的构造方法。在实际的结构设计中，其结构节点不仅仅局限于钢节点或者铰节点，尽量减小误差，将计算简图尽量控制在规范的规定之内。

3.2、选择合理的基础设计

在进行基础设计选择的时候，需要按照高层建筑的地质条件进行。并且，对带地下室大底盘多塔楼高层建筑上部的结构类型与荷载分布进行综合分析，同时对施工条件以及相邻建筑物的影响进行全面的考虑，在综合分析和考虑的基础上选择科学合理的基础方案。需要注意的是，基础方案的选择需要使地基的潜力能够得到最大的发挥，如如果必要的话，可以对地基变形进行检测。

3.3、选择合理的结构方案

合理的结构方案必须满足带地下室大底盘多塔楼高层建筑设计的结构形式和结构体系的要求，并尽量经济合理，以最少的花费获得最佳的结构设计方案。受力在明确、传力简单是结构体系的基本要求，在相同的结构单元中，应该选择相同的结构体系。选择合理的结构方案的时候，需要分析地理条件、工程设计需求、施工条件、施工材料等等，在对这些指标进行综合分析的基础上进行结构选择，以确定最佳的结构方案。

四、带地下室大底盘多塔楼高层建筑设计要点

4.1、带地下室大底盘多塔楼高层建筑上部结构的嵌固端

从结构设计的角度来看，因为大底盘是塔楼的嵌固端，每个塔楼在水平方向与竖直方向荷载的作用下可以看做是相互独立的，所以对于结构内力的分析可以分开进行。在这种情况下，塔楼上部的结构通常采用常规设计方案，不需要进行特别讨论。在进行大底盘结构的内力分析时，则必须要进行整体计算，但是由于塔楼的侧向刚度和底盘的侧向刚度相比较是较小的，因此上部的每个单个塔楼在水平地震力的作用下，对离塔楼位置比较远的大底盘构件所产生的影响是非常小的，在这种情况下，分析大底盘结构的构件内力时，可以不考虑多塔楼上部对大底盘造成的影响。

以珠三角某住宅小区为例，这个住宅小区的地下2层是地下车库，地下1层是自行车、摩托车等小型交通工具车库，上面部分的四栋楼层高度为11层，采用的结构形式是短肢剪力墙，抗震等级为三级，外部框架的抗震等级是四级，地震力的加速度是0.05g，场地属于Ⅳ类类别，地基基础设计是丙级。如下图所示：

这个住宅建筑的地下部分抗侧刚度比较大，属于典型的大底盘多塔楼结构。所以，在建筑结构设计的初期，就应该先对多塔楼的嵌固端作分析，本工程在计算过程中采用的是SATWE计算软件，计算结果显示本工程大底盘层各个方向的抗侧刚度是：RJX=2.8728×106(kN/m)，RJY=7.5715×106(kN/m)，建筑上面塔楼一层各个方向的抗侧刚度是：RJX=3.5866×106(kN/m)，RJY=2.6456×106(kN/m)，数据表明，建筑下部大底盘层和上部塔楼一层相比抗侧刚度要大很多，所以，把大底盘顶层的楼板设计成建筑上部多塔楼的嵌固端是完全可以的。

带地下室大底盘多塔楼高层建筑结构体系的主要特点有：在多栋独立高层建筑的底部有一个连成整体的大裙房，也就是形成的大底盘。大底盘多塔楼高层建筑结构属于竖向的不规则结构；当大底盘上有2个或者是多个塔楼的时候，它的结构振型复杂，同时还会产生复杂的扭转振动，所以如果结构布置的不恰当合理，就会使竖直方向刚度发生突变，扭转振动反应与高振型影响也会随之变得更加严重。

4.2、带地下室大底盘多塔楼高层建筑上下部结构的共同作用

在设计的时候，要考虑上部结构与下部结构（也就是地基）之间的共同作用。对于荷载情况、建筑体型、地质条件和结构类型进行综合的分析，以确定合理且有效的建筑措施、结构措施以及地基处理的方法。在同一个整体的大面积基础之上建设多栋高层建筑，沉降计算时要考虑上部结构、地基和基础的共同作用。在柱下条形基础的计算时，若是在较均匀的地基上，荷载分布较均匀，上部结构刚度也较好，并且条形基础梁高度不小于1/6的柱距时，则地基反力可以按照直线分布，条形基础梁内力可按连续梁来计算，这时边跨跨中弯矩和第一内支座弯矩值应乘以1.2的系数为宜；若是地基土较均匀和上部结构刚度较好，平板式筏基板厚跨比或梁板式筏基梁的高跨比不小于1/6，并且相邻柱荷载与柱间距的变化不超过20%的时候，其筏形基础可只考虑局部弯曲的作用。筏形基础内力，应按照基底反力直线分布来进行计算，在计算时，基底反力要扣除底板的自重与其上填土的自重。

当不满足上述的要求时，筏基内力应按照弹性地基梁板的方法进行分析。

4.3、抗震等级设计

（1）当主楼为框架-剪力墙结构时，其抗震等级不应低于主楼剪力墙的抗震等级；裙房框架的抗震等级不应低于主楼框架的抗震等级。

（2）当主楼为剪力墙结构，裙房为框架结构时，可取裙房结构的抗震等级不低于主楼剪力墙的抗震等级。

（3）主、裙楼不分开，主楼采用剪力墙结构，裙房采用框架结构时，裙房屋顶上一层以上部分可按房屋高度为H的剪力墙结构确定剪力墙的抗震等级。确定裙房高度范围内主楼的抗震等级时，应考虑裙房的影响，如：主楼的剪力墙结构、裙房的框架结构，并不能直接按剪力墙结构确定剪力墙的抗震等级，而应该根据裙房面积的大小综合确定主楼的架构形式及相应剪力墙的抗震等级。

五、结束语

近年来，带地下室大底盘多塔楼高层建筑已经越来越受到人们的关注，并且被广泛的应用。我国虽然地大物博，但是人口众多，所以人均土地占有量非常少，随着经济的发展，大量的农村人口涌向城市，这样土地资源就变得紧缺，大底盘多塔楼高层建筑在很大程度上缓解了土地使用的问题，与此同时，大底盘多塔楼高层建筑结构也存在一定的问题，这就需要设计及施工人员相互配合，避免出现质量隐患。

参考文献

[1] 朱炳寅；建筑结构设计回答及分析；中国建筑工业出版社；2009

[2] 常丽华；高层结构嵌固端的选择与抗震性能分析[J]；山西建筑；2010

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【关键词】高层建筑；结构设计；问题分析

中图分类号： TU208 文献标识码： A

一、高层建筑结构设计

近年来，高层建筑的迅速发展，高层建筑是一个复杂的结构模型。但建筑结构设计效果不理想，从而在结构设计过程中，建筑结构设计人员应根据建筑结构特点，认真研究建筑实践，合理设计，保证建筑的安全性和稳定性，发挥施工效率，以满足建设的使用要求。对高层建筑超高的问题，高层建筑结构的高度有严格的规定，不仅有限制规定的高度，并增加了对高层建筑结构设计的方法和措施，为了避免施工设计阶段后的更改，高层建筑结构设计必须遵循严格的约束规范。在高层建筑结构的设计，工程结构设计人员应考虑固定端设置，考虑嵌入地板端的设计，必须尽量减少或避免剪力的应用。与此同时随着建筑物高度的增加，高层建筑结构载荷不仅承担水平方向的受力，而且也承受着垂直方向上的载荷，这也是抗震的一种要求。在高层建筑结构设计过程中，不仅要考虑竖向荷载，同时还要考虑水平荷载作用。此外，在外力的情况下，建筑结构有一定的位移，包括弯曲，轴向变形和剪切变形。高层建筑轴向力较大，轴向变形产生显著，在建筑结构设计中要充分考虑轴向变形。

二、高层建筑结构设计过程存在问题分析

在一般情况下，高层建筑结构需要体现建筑结构水平，高层建筑结构设计是延性设计的重要指标，由于高层建筑具有楼层高的特点，从而高层建筑更容易发生变形，因此，在施工过程中，必须充分考虑如何保证高层建筑的延性，应该在建筑设计阶段采取相应的措施保证结构延性。所以从高层建筑结构设计过程的影响因素来分析，影响高层建筑结构设计过程的问题主要有：一方面是只注重优化结构尺寸。在高层建筑结构设计过程中，往往只注重几何结构最优截面约束条件的优化，而忽视整体结构的优化，但是有时形状优化比尺寸优化更有意义，尺寸优化根本无法接近最优的结果，因而为了改善应力状态，增加材料消耗，但是增加构件截面没有明显改善所存在的状况。在工程设计中，忽略了对高层建筑超高和建筑类型结构变化的问题，导致建筑方案审批不予采用，在这种情况下，整个建筑成本好项目建设期会受到很大的影响。另一方面是结构设计优化存在薄弱环节。由于实际结构往往是很复杂的，有许多设计变量和约束条件等因素的制约，甚至不确定因素使目标函数在成立后只能是相对最优解。目前高层建筑实际优化没有软件分析，因此这种优化方法的实现更加困难。许多高层建筑方案设计，结构和布局合理，同类型的结构构件截面也是常用的尺寸，但结果仍然存在一些薄弱环节。

三、提升高层建筑结构设计水平的措施

（一）合理设计高层建筑计算图

高层建筑设计计算需要基于结构计算图，才能确保高层建筑结构设计合理，如果计算图的选择不科学，那么就比较容易导致高层建筑出现意外事故，所以在一定程度上，高层建筑结构计算简图是确保高层建筑理性选择的安全设计。同时，建立相应的高层建筑计算图方法应保证建筑安全性设计。另外，高层建筑结构设计的原则是强剪弱弯，合理分配强弱压力，根据高层建筑工艺设计原则和结构要求，加强薄弱环节的加固，并把重点放在对构件的延伸性能和温度应力的要求上。

（二）确保高层建筑地基基础设计

高层建筑的地基基础设计是高层建筑的基本设计选择之一，根据高层建筑的地质条件进行合理选择，对高层建筑的结构类型和荷载分布进行综合分析，并综合考虑高层建筑的施工条件，研究相邻建筑物的影响因素，最终确定科学、合理的基础设计方案。基于程序的选择可以充分保障高层建筑地基基础设计的有效性，能够满足路基变形的检验要求。此外，在对高层建筑设计中需要进行详细的地质调查，确保高层建筑地基的基础设计。

（三）合理选择高层建筑整体结构

高层建筑的合理结构设计必须满足经济要求，并满足系统的结构形式要求。高层建筑的整体要求是受力明确，传力简单。在同一个建筑结构单元，应选择相同的系统结构，建设高层建筑需要符合当地的地理地形条件，满足工程设计要求，并且充分考虑施工条件，对建筑材料进行综合分析，实现整体结构的相协调，以确定该方案的结构合理科学。

（四）准确分析高层建筑结构计算结果

随着科学技术的不断进步，计算机技术已广泛应用于建筑结构设计之中，但是在目前的市场上，有许多形形的结构设计计算软件，通过使用不同的软件得到的结果可能不同，因此，高层建筑结构设计中应采取相应的施工措施，需要全面了解建筑设计软件的使用前提条件和建筑结构的设计范围是否相互匹配，科学合理的选择计算软件，同时由于高层建筑实际情况和建筑结构的计算机程序不一致，所以需要结合计算机进行辅助设计，避免软件本身所导致的缺陷，对计算机软件工程的结构设计应进行检查，确保得到高层建筑结构计算的精确结果。

四、结语

社会经济的迅速发展促进了高层建筑的迅速发展。高层建筑结构设计在建筑设计中起着非常重要的作用和意义。随着我国高层建筑的不断发展，高层建筑结构设计要求越来越高，本文对高层建筑的结构特征分析，探讨了高层建筑结构的设计原则，阐述了高层建筑结构体系的选择，并着重对高层建筑结构设计存在的问题及对策分析，可为建筑结构的顶层设计提供参考和依据。

参考文献：

[1]吴大炜.高层建筑的结构优化设计研究[J].四川建筑科学研究,2006(04):127-130.

[2]容柏生.国内高层建筑结构设计的若干新进展[J].建筑结构,2007(09).

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关键词：高层建筑；结构设计；要点分析

1前言

随着当前城市用地紧张局势的日益加重随着当前城市用地紧张局势的日益加重，在城市建设中高层建筑越来越多高层建筑越来越多，因此，加强高层建筑结构的讨论，如何进一步提升建筑结构的整体质量一步提升建筑结构的整体质量，成为当前许多建筑企业需要认真探索的问题认真探索的问题。

2高层建筑结构设计要点

2.1加强高层建筑结构荷载设计高层建筑的荷载问题是结构设计中的重要部分高层建筑的荷载问题是结构设计中的重要部分，其好坏对建筑物结构稳定性有直接影响对建筑物结构稳定性有直接影响。因此，要加强竖向荷载和横向荷载的问题的研究横向荷载的问题的研究。对竖向荷载，建筑物高度的确定是保证建筑稳定性的关键保证建筑稳定性的关键；对于横向荷载，应尽可能控制倾覆力矩的出现矩的出现，防止建筑物结构的破坏。2.2建筑的基础方案在高层建筑结构基础设计中在高层建筑结构基础设计中，不仅要重视高层建筑的地质条件质条件、荷载分布情况及施工场地条件等问题。同时，还要考虑地基的基础问题虑地基的基础问题，因此在结构设计过程中，需要充分了掌握项目的地质勘察报告及其相关技术参数项目的地质勘察报告及其相关技术参数，为研究高层建筑的地基基础方案提高可靠数据地基基础方案提高可靠数据。2.3短肢剪力墙的设置根据相关规范及标准表面根据相关规范及标准表面，在剪力墙设置中墙截面高度与厚度之比55~8间为短肢剪力墙间为短肢剪力墙，必须严格结合项目情况，来设置短肢剪力墙设置短肢剪力墙。根据短肢墙的标准设置，尽可能在局部地区错开区错开，设置合理的壁厚，尽量避免不均匀的现象，用于高层建筑施工的方便和保证短肢结构稳定性剪力墙厚度应在22m~33m范围围，对剪力墙和长墙或柱组合部分。2.4抗震结构设计地震作用力影响地震作用力影响，对高层建筑来讲是十分关键，因此在高层建筑结构设计工作中抗震问题需引起重视层建筑结构设计工作中抗震问题需引起重视。由于建筑的高度度，使得对建筑的结构设计要有高要求，要加强建筑结构构件的优化设计的优化设计，使每个构件的结构能够在地震中发挥其作用。在高层建筑抗震结构设计中在高层建筑抗震结构设计中，基础的选择和设计工作是十分关键关键，设计好坏直接影响整体结构的质量。

3高层建筑结构设计中的具体问题

3.1挑梁裂缝问题在高层建筑中为了满足建筑功能会存在多种结构类型在高层建筑中为了满足建筑功能会存在多种结构类型。通常通常，在一些街道的办公楼、旅馆等空间较大的建筑物，主要采用底层框架剪力墙砌体结构类型来为满足经济价值的需求会设置出众多的小空间会设置出众多的小空间，因此，在上部结构主要采用多层砌体结构结构，并在下部主体采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构剪力墙结构。然而而，在高层建筑设计中，设计师一味重视立面效果，在两层以上设置的墙上设置的墙，墙上挂在梁、悬臂梁导致压力增大，容易产生裂缝缝，从而影响整体的稳定和高层建筑的质量。33.2结构计算与分析问题在建筑结构设计工作中在建筑结构设计工作中，精确的结构计算和分析是项目设计质量好坏的关键影响因素设计质量好坏的关键影响因素。（1）考虑建筑隔墙等对自振周期的影响考虑建筑隔墙等对自振周期的影响。在新的规范中，增加了一个模态参与系数的概念增加了一个模态参与系数的概念，并定义了参数的限制。因为在旧的标准设计为在旧的标准设计，没有提出振型参与系数的概念，因此，必须对相位来判断和决定是否值的计算和分析结果计算结果的参数参数，调整模式的取值。（2）计算软件的选择计算软件的选择。在对建筑整体结构计算和分析过程中需要根据项目实际情况来合理选择计算软件程中需要根据项目实际情况来合理选择计算软件，并从不同计算软件中选出最科学最合理最精确的结果计算软件中选出最科学最合理最精确的结果。33.3嵌固端的设计问题在高层建筑结构设计中嵌固端的设计十分重要在高层建筑结构设计中嵌固端的设计十分重要。当前在嵌固端的设计中主要存在嵌固端的设计中主要存在：（1）嵌固端位置选择不合理嵌固端位置选择不合理。如果在高层建筑的地下室在高层建筑的地下室，高层嵌固端没有设置在刚度大的地下室顶板室顶板，而是设置在地下室上带夹层顶板上，从而留下了一些安全隐患安全隐患；（2）当嵌固端设置在局部错层的地下室顶板时当嵌固端设置在局部错层的地下室顶板时。设计师不了解标准的固定端不能打开计师不了解标准的固定端不能打开，并具有很大的实际意义的入口的入口，有可能是交错地下室屋顶的固定端没有合理理解，存在安全隐患在安全隐患。33.4轴压比与短柱的问题由于高层建筑的整体结构具有塑性特点由于高层建筑的整体结构具有塑性特点，假如柱的塑性变形能力较小变形能力较小，那么整体结构的延性就差，在遇到地震等情况时时，就无法有效的缓解地震作用力，进而导致建筑物的整体质量受到影响量受到影响。因此，高层建筑结构，为了控制柱轴压比，会选择较大的择较大的，且纵向钢柱一般是用这种方式，即使它不是高强度混凝土柱截面尺寸控制在一个较小的尺寸混凝土柱截面尺寸控制在一个较小的尺寸。此外，对于短柱，不能根据柱的长度来确定不能根据柱的长度来确定，但应根据剪跨比小于2来确定短柱柱，概念清晰，更有利于控制轴压比。

4高层建筑结构设计注意事项

4.1合理选择高层建筑结构设计方案加强选择科学合理的结构设计方案加强选择科学合理的结构设计方案，对于高层建筑的整体质量有着关键的影响体质量有着关键的影响：（1）施工单位应认真考虑实际情况和项目建设地点的程度的结构和高层建筑工程的规模和基本条件件，对施工现场进行详细的调查和测量，然后选择最科学合理的结构设计的结构设计。（2）设计过程张要严格按照相关的建筑标准和规定进行定进行，只有这样才可以有效避免制定高层建筑结构设计方案不合理的现象案不合理的现象。44.2转换层的结构布置设计在框架-剪力墙结构中剪力墙结构中，一层最好不转换层的侧孔在梁的附近附近，它不在柱上被设置在任何孔。这是为了避免剪力墙的剪力墙的增加而增加剪力墙的增加而增加，并引起应力集中现象，使转换层的墙体结构被破坏结构被破坏。如果必须设置门，最好设置在墙中间门，这可以使每个结构的一部分是力平衡使每个结构的一部分是力平衡。44.3结构的抗震设计在抗震设计过程中在抗震设计过程中，高位转换不利于建筑结构受力的稳定性定性。计算结果表明，在水平地震作用下的倾覆力矩分布曲线线，转折在转换层，第四层是剪力墙，剪力墙框架结构，由第四层增加的速度剪切下的倾覆力矩壁分布层增加的速度剪切下的倾覆力矩壁分布，和支撑框架倾覆弯矩增加少矩增加少。因此，为了保证抗震设计的稳定性，框架—剪力墙底部的抗震等级必须满足相关规定底部的抗震等级必须满足相关规定。44.4重视工程资料收集整理工作建筑结构设计的关键依据在于工程勘察资料的精确建筑结构设计的关键依据在于工程勘察资料的精确，因此此，我们要加强重视工程资料的整理和收集。通常有专人负责相关工程文件的收集责相关工程文件的收集、整理和存储；同时，制定出相应的借用用、检查制度。在项目竣工后，按照项目档案管理制度，提交有关档案的专业管理部门或机构有关档案的专业管理部门或机构，不得自行销毁。

5结语

总之，在进行建筑结构设计时，我们一定要根据项目的实际情况和当地的抗震等级进行合理设计际情况和当地的抗震等级进行合理设计，进而保障高层建筑在满足基本的建筑设计要求和抗震性能要求下在满足基本的建筑设计要求和抗震性能要求下，使得经济效益和功能作用最大化益和功能作用最大化。

参考文献：

[1]GB]5001150011—2010.建筑抗震设计规范[S].

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关键词：高层；商业建筑；结构设计

中图分类号：TU208 文献标识码： A

引言

改革开放以来，随着城市规模的不断扩大，为了节约土地资源，兴建高层建筑逐渐成为了建筑行业的大势所趋。而高层建筑与低层相比，其在建筑结构的设计方面更为复杂，对建筑结构设计的要求也更高。当前我国在高层建筑的建筑结构设计中还存在很多问题，本人结合多年实际工作的经验对这些问题进行了分析和总结，并尝试提出了一些解决措施。

一、高层商业建筑结构施工的主要特点

1、所谓“高”就是建筑的垂直方向较长

基于高层商业建筑高度高这一明显特点，必然会给建筑附于工程量大、技术复杂、危险系数高等特点，因此，高层商业建筑施工过程之中必须注意防火、防电、通信联络、垃圾处理等相关问题，认真贯彻科学管理理念，真正落实建筑质量至上、安全第一的原则。

2、高层商业建筑的“高”与“深”

高层商业建筑“高”的特点决定了坚实建筑物基础的埋置深度较深，为了满足地下埋深嵌固的要求，保证高层商业建筑施工整体的稳定性，同时也为了满足市民对车库、库房等相关空间的要求，高层商业建筑结构一般至少具有一层地下室，埋深均在地面以下5m。

3、“长”指的是建筑施工周期较长

高层商业建筑一般是大中型项目，施工工期一般为2a左右，整个工期不可避免的经历越冬、雨期等不利施工的时节，所以为了缩短工期，提高工程效益，在整个工期中必须细致的进行施工方案、监理方案的分析的选择，进行合理的布置和安排。

4、“密”是指高层商业建筑的施工区域相对集中

高层商业建筑一般在经济繁荣的城市地带比较集中，周边环境复杂、人口密集，为了保证施工进度，需要合理安排现场临时设施工程，尽量节约空间，做到减少在施工现场囤积建筑材料、停放运输设备等。充分利用商品砼和预制构配件等到半成品材料。

二、当前高层建筑结构设计中出现的问题

1、对高层建筑抗侧力结构的设计

与多层建筑相比，高层建筑在高度和层数上都有一个明显的突破。从结构设计的角度，高层建筑与多层建筑在设计方法以及设计原理上基本是一致的。两者的区别主要体现在水平荷载作用，高层建筑的结构材料必须能够抵抗更大的水平荷载，对于高层建筑特别是带高位转换层、多塔楼和大底盘的高层建筑，都很容易在抗侧力结构上出现问题。

2、高层建筑地基基础设计的问题

高层建筑的地基基础设计要求很高，有很多高层建筑的地基基础设计没有对荷载进行全面的考虑，在进行局部填土、隔墙设置等都没有对荷载偏心的影响进行考虑。在地基基础设计中，没有进行冲切、抗剪和抗弯的处理。

3、高层建筑在轴压比的控制上的问题

轴压比的限制比在高层建筑中有着严格的规定，很多高层建筑的设计难以满足轴压比的规范要求，很多构件的截面受到了限制。轴压比的限制对高层建筑的质量会产生很大的影响。

4、高层建筑对连梁的结构设计

高层建筑的连梁设计包括截面的尺寸、剪压比的限制、连梁的剪力设计取值等等。如果高层建筑中对连梁的设计不准确，截面高度过大，跨度过小，就会影响高层建筑的抗震效果。一旦发生地震，连梁的剪力和弯矩过大，难以达到相应的抗震规范，影响高层建筑的使用安全。

5、高层建筑结构设计中对结构计算的结果难以判断

对结构计算结果进行判断并不容易，高层建筑结构计算所要考虑的因素众多，不仅要对结构自振周期、振型曲线、水平位移特征等因素进行考虑，还要考虑其抗震设计的合理性。因此，很多高层建筑的设计中难以对结构计算的结果进行准确的判断，往往遗漏一些影响因素，造成结构计算的不合理。

三、解决高层建筑结构设计问题的具体措施

1、如何对高层建筑结构地基基础进行设计

（1）当高层建筑的设计中有地下室这一内容时，要对荷载进行全面的考虑，地下室的外挑部分、局部填土、停车、水池等都会受到荷载偏向的影响。

（2）在对筏基和箱基的梁板配筋进行计算时，必须对底板上直接作用的梁板自重和荷载进行相应的扣除，当箱筏的四边边区格和四角的地基反应力过大的时候要对其进行加强配筋。

（3）如果高层建筑的地面有中庭设计，就必须对基础底沿的轴线上进行基础梁的设置。在使用倒梁法进行内力分析时，注意不到顶的中间柱是不能够作为支点的，在进行集中荷载计算时必须同时计算柱底反力。

（4）在对箱基进行结构设计时，要注意对洞口上下的连梁进行考虑，验算其截面面积，如果洞口的大小或者位置出现修改，要对连梁抗剪强度和抗弯进行复核。

（5）如果采用的整体筏基和箱基的设计，就要对其桩土进行考虑，桩土的共同工作会产生一定的影响。在对基础底板进行计算时，要对桩同作用的状态或桩沉降状态下的地基反力进行考虑。

2.、如何对高层建筑的轴压比进行控制

一般来说提高混凝土的强度是对高层建筑轴压比进行控制的直接方法。如果还不能达到相关标准，则还可以使用其他方法来对轴压比进行控制。

（1）混凝土的变形能力受到柱的箍筋的影响，因此可以通过对混凝土的横向变形进行约束，来对裂缝的扩展进行延缓，并对截面抗剪能力进行提高。增大配箍率、使用合适的配箍形式都可以实现结构延性的提高。在设计时，如果采用井字复合箍进行沿柱全高，且保持箍筋的直径、间距和肢距，一般来说直径在8毫米以上，间距在100毫米以内，肢距在100毫米以内。如果采用复合螺旋箍进行沿柱全高，则要保证8毫米以上的箍筋直径，100毫米以内的螺距和100毫米以内的肢距。

（2）在弹性模量方面，钢筋的弹性模量高于混凝土6倍有余，如果配置了较多的纵向钢筋在柱中，有余轴向压力的影响，钢筋会承担更多的压力，从而降低混凝土承担的压力。在设计中可以在柱截面中部加入附加芯柱，另加的纵向钢筋的总面积不少于柱截面面积的0.8%都必须加入纵向钢筋。

（3）提高混凝土强度等级对轴压比的控制有直接的效果，但混凝土的强度越高其脆性也越大，因此要控制混凝土强度等级不超过C60。

3、如何进行连梁设计

在《高层建筑混凝土结构设计规程》以及《建筑抗震设计规范》等相关设计规范当中都明确的规定了连梁的截面尺寸、剪压比限制以及剪力设计取值等内容。在具体的工程设计过程当中，因为连梁具有较小的跨度以及高度较大的截面，因此在地震的作用下，弯矩和剪力在经过内力的计算之后都比较大，因此无法使规范的要求得到充分的满足，在对其进行设计的时候必须要以不同的情况为根据从而采取不同的措施。在地震作用下，为了对连梁的延性进行保障，并对剪力和弯矩进行有效的传递，刚度折减的系数就要高于0.55；在风荷载的作用下，为了将连梁的裂缝控制在正常的适用范围内，就要使刚度折减的系数高于0.80。此外，如果调整刚度折减系数后连梁仍然难以满足要求，则可以采用内调幅，并配置足够的箍筋。若连梁的超筋较多时，可以对连梁的高度进行减小，以减小剪力和弯矩。

4、合理的判断结构计算结果

（1）结构自振周期：应该在下列的范围之内针对高层建筑计算的自振周期进行控制：

框架结构T1=（0.1～0.15）NS；

框架-剪力墙结构T1=（0.08～0.12）NS；

剪力墙结构T1=（0.04～0.06）NS；

框架筒体结构T1=（0.1～0.15）NS（NS为建筑物的层数）。

应该在以下的范围之内针对第二周期以及第三周期的结构进行控制：

第三周期T3=（1/5～1/7）T1；

第二周期T2=（1/3～1/5）T1。

（2）振型：振型曲线一般情况下必须要做到具有光滑连续的特点，不规则的凹凸以及突变的转折点等都不应该在其中出现；通常情况下，应该在以下范围内针对零点到底部在各振型曲线当中的高度进行控制：

第一振型：没有出现零点；

第二振型：有一个零点点存在于（0.7～0.8）H处，其中H为的建筑物计算高度；

第三振型：有两个零点分别存在于（0.8～0.9）H处以及（0.4～0.5）H处。

结束语

结构工程师在设计高层建筑结构的过程中，不仅要对结构计算的准确性进行重视，同时还要关注如何合理地选择结构方案，设计界现在对概念设计进行了大力的提倡，然而在实际的工程设计当中却具有千差万别的情况，所以设计人员必须要以工程中遇到的实际情况为根据进行科学合理的设计。

参考文献

[1]郑红.浅谈高层商业建筑结构设计[J]. 《建筑设计管理》，2012，（5）.

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1．1重点加强结构延展性设计

由于高层建筑物高度较高，地震发生时更容易受到影响，可能出现变形、倒塌等问题，因此，结构设计方面必须加强其结构柔和度，在设计过程中需要着重对结构实施特别的工艺和方法，使结构能够发挥良好的延展性、弹，这样才能有效克服地震灾害后的变形等问题。

1．2积极重视轴向变形问题

由于高层建筑物是在竖直方向较大，因此其所承受的竖向载荷也较大，这难免会对连续梁弯矩带来巨大负担，容易造成柱中轴向变形类似问题，可能引发跨中正弯矩与端支座负弯矩值上升，同时，也可能对侧移、构建剪力等带来不良危害，引发诸多结构不安全的问题，特别是预计的下料长度要参照轴向变形的数值范围来科学加以计算、变化和调整。

1．3科学设计水平力

对于高度较高、楼层数较多的高层建筑，必须将水平力设计纳入特殊考虑范围，虽然这类建筑的竖向载荷力与结构密切相关，然而，水平载荷的影响却也是不可忽视的，甚至可以说是这种影响是决定性的，这是因为水平载荷能够对结构带来某种倾覆力矩与轴向力，而且相对已经确定下来、静态的竖向载荷，水平载荷则会根据建筑物结构的变化而变化，可见水平力设计的重要性。

2高层建筑结构设计问题与对策

2．1不合理增设短肢剪力墙

一些高层建筑物结构设计中增设了短肢剪力墙，从多年的高层建筑建设工作来看，此类剪力墙的设置对建筑结构的牢固度、稳定性以及抗震能力产生不利作用，因此，井盖尽量减少对这种墙体的使用，只有这样才能有效提升高层建筑结构质量。

2．2不科学的嵌固端设置

一般来说，现代高层建筑都设有多层地下室以及人防，而且通常习惯将嵌固端修筑在地下室，以及人防顶板地区，然而，这样的设计实质上并不完全稳妥，相关设计工作者必须细致深入地分析嵌固端位置布局欲将引发的诸多问题，容易造成的不良影响等等，而且要重点思考嵌固端的楼板设计等重要方面，重点综合、精细、全方位地分析嵌固端上下层的刚度比例，而且要将嵌固端的方位布局纳入高层建筑计算运算工作中，特别引起注意的是，嵌固端的布局需要同抗震缝隙保持和谐，注重二者之间的平衡。

2．3建筑结构超高问题

高层建筑在建设施工过程中容易出现高度超标的问题，凡是超过规定科学标准的高层建筑，无论在结构稳定性、建筑安全度，还是抵御自然灾害能力方面都会受到负面影响，一些建筑施工企业无视高层建筑超高问题，对高层建筑实行无限度增高，面对这一问题，相关部门必须出台一套科学的法规制度，科学规范高层建筑的高度，当前的高层建筑高度从起初的A级上升到了B级，而且对应的高层建筑的设计模式也得到了发展和更新，当前的高层建筑高度设计必须严格依照国家相关法律法规规定进行科学控制，同时也要将其抗震性能、防火性能等纳入考虑范围。

2．4不科学的高层建筑结构设计

高层建筑物由于具有特殊的性质和功能，要重点加强对其结构设计，然而，客观现实条件下，很多高层建筑设计者不是专业水平不合格，就是不了解相关的技术法规规定，在设计过程中没能将高层建筑物的抗震性、安全度、牢固度等纳入结构设计考虑范围，一些不负责任的设计人员甚至盲目听从业主的指导，无视技术规定胡乱设计建筑结构，这样无疑会影响高层建筑的安全度与稳定性。对于高层建筑结构布置与设计不科学这一严重问题，必须有效把握、积极控制、全面加强，因为只有打造出科学、合理的结构设计，才能从整体上维护高层建筑的建设质量，在实际的布置与设计过程中，要重点从建筑物抗侧力、平面大小、结构质量、抗震能力等方面出发，进行优化布置与设计，从而全面维护高层建筑的设计水平，提高其安全度与稳定性。

3高层建筑结构科学设计的有效途径

3．1优选计算简图

计算简图是高层建筑结构设计的数据依据，必须注重对计算简图的科学选择与运用，从而确保建筑结构设计朝着安全、合理方向发展，要想确保计算简图的选择科学、合理，就必须采用科学的构造方法，确保计算的精准、真实、客观，要确保计算简图被控制在合理范围内。

3．2做好基础设计工作

必须严格根据高层建筑所在地的地质状况来科学优选基础设计，必须加强对高层建筑上端结构特点、荷载分布等加以分析，也要顾及周围建筑物的分布、布局特点进行实地考察与分析，在做出综合、全面、细致的分析后，最终优选出最合适的基础设计方案，这其中要明确的重点项目为:要从地基的承受力、承重潜能等方面出发，确保地基这些方面的能力得到彻底发挥，而且也要做好地基变形的检查、测算。

3．3做好结构方案的选择

结构方案的选择与使用直接关系到建筑物的结构质量，一个科学的结构方案具有以下方面特征:第一，能够达到高层建筑设计的结构形式、结构体系的规定标准;第二，方案的经济性、科学性、能够以最小的成本收获最优设计方案，能够明确各部分的受力情况，各部分之间力量传递相对简明，只有这样才能达到科学的设计标准。要确保在同一个结构中，使用同样的结构系统。

4总结

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关键词：高层；住宅建筑；结构设计；问题

中图分类号：TU208文献标识码：A

一、当前我国高层建筑结构设计现状分析

以住宅建筑来看，由于建筑高度不断攀升，从经济适用性和应用普及来看，近几年来，与大多高层商业建筑采用钢结构不同的是：高层住宅建筑结构主体更多采用钢-混结构进行高层建筑的建造和设计。而近几年针对民用高层建筑采用主体结构的是以钢结构还是钢-混结构为主攻方向的争议就没有停止过。推崇钢结构为主攻方向的一部分学者认为：在当前住宅产业化趋势之下推行钢结构具有：材料强度高、自重轻、施工速度快、防潮、抗震性能好，便于安装和拆卸（便于实施产业化住宅实施以及二次优化设计） ，但钢结构存在防火和腐蚀的典型问题，而作为民用建筑住宅的成本来看，钢结构的经济成本较高。

随着近年我国房地产业发展以及国家对抗震等硬性指标的规范，以往砖混结构的住宅正在逐渐被钢-混结构所替代，虽然钢-混结构较之砖混结构成本会高出很多，但在抗震等规范指标下与钢结构主体比较成本要低出许多。这也是近年来我国民用高层住宅建筑多采用钢-混住宅结构的因素之一。

二、高层住宅建筑结构的设计原则

1.结构坚固、耐久

除按荷载大小及结构要求确定构件的基本断而尺寸外，对阳台、楼梯栏杆、顶棚、门窗与墙体的连结等构造设计，都必须保证建筑物构、配件在使用时的安全。

2.应用先进技术

在进行建筑构造设计时、应大力改进传统的建筑方式，从材料、结构、施工等方面引入先进技术、并注意因地制宜。

3.合理降低造价

各种构造设计，均要注重整体建筑物的经济、社会和环境的三个效益，即综合效益。在经济上注意节约建筑造价，降低材料的能源消耗，又要有利于降低经常运行、维修和管理的费用。还须保证工程质量，不能单纯追求效益而偷工减料，降低质量标准，应做到合理降低造价。

4.注意美观大方

建筑物的形象除了取决于建筑设计中的体型组合和立面处理外，一些建筑细部的构造设计对整体美观也有很大影响。例如栏杆的型式、阳台的凸凹、室内外的细部装修，各种转角、收头、交接处的接头设计.都应合理处理.并相互协调，注意美观大方。

三、影响高层民用建筑结构设计的主要因素

1.外力作用的影响

作用在建筑物上的各种外力统称为荷载。荷载可分为恒荷载（如结构自重）和活荷载（如人群、家具、风雪及地震荷载）两类。荷载的大小是建筑结构设计的主要依据。也是结构选型及构造设计的重要基础，起着决定构件尺度、用料多少的重要作用。风载是高层建筑水平荷载的主要因素，风力随着地面的不同高度而变化，在沿江沿海地区，风力影响更大，设计时必须遵照有关设计规范执行。

地震荷载也是主要荷载。地基土的纵波使建筑物产生上下颤动；横波使建筑物产生前后或左右的水平方向的晃动。但这三个方向的运动并不同时产生，其中横波的振动往往超过风力的作用，所以地震力产生的横波是建筑物的主要侧向荷载。地震的大小用震级表示，震级的高低是根据地震时释放能量的多少来划分的，释放能量愈多，地震越大，震级也愈高。故震级是地震的大小指标。

在进行建筑物抗震设计时，是以该地区所定地震烈度为依据，地震烈度是指地震引起的地面震动及其影响的强弱程度。

2.气候条件的影响

我国各地区地理位置及环境不同，从炎热的南方到寒冷的北方，气候条件有许多差异。太阳的辐射热、自然界的风、雨、雷、霜、地下水等构成了影响建筑物的多种因素。有的构、配件因热胀冷缩而开裂；有的部位出现渗漏水现象；有的因室内过冷或过热而妨碍工作等等.放在进行构造设计时，应该针对建筑物所受影响的性质与程度，对各有关构、配件及部位采取必要的防范措施.如防潮、防水、保温、隔热、设伸缩缝、设隔蒸汽层等等。以防患于未然。

3.各种人为因素的影响

人们在生产和生活活动中，往往遇到火灾、爆炸、机械振动、化学腐蚀、噪声等人为因素的影响。故在进行建筑构造设计时，必须针对这些影响因素，采取相应的防火、防爆、防振、防腐、隔声等构造措施，以防止建筑物遭受不应有的损失。

四、高层民用建筑结构设计中的主要问题分析

1.框架柱剪力调整

受力需要：框剪结构在小震作用下弹性计算变形协调所得的框架柱剪力较小大震作用下剪力墙筒体及连梁出现裂缝后刚度退化框架柱剪力将大大增加。抗震需要：提高结构二道防线的抗震能力。问题：是否需满足节点力系平衡――调整相连框架梁梁端剪力弯矩。

分析： （1）框架柱偏压，轴压比控制，配筋一般由构造控制，剪力调整――柱承载能力未能得到有效提高； （2）框架梁纯弯，梁端弯矩调整，配筋成比例调整，增大剪力调整――梁承载能力得到明显提高； （3）实际结构承载能力向强梁弱柱方向发展，不利于整体结构强柱弱梁延性抗震； （4）台湾、日本、美国震害表明，整浇楼盖的钢筋混凝土结构的竖向构件墙柱破坏严重，楼盖梁板一般未出现破坏。

建议和对策：

（1）小震作用下柱剪力调整十分必要； （2）不必拘泥于地震作用下框架节点力系平衡； （3）不必调整相连框架梁梁端弯矩剪力。

2.框架柱轴压比控制

抗震受力延性需要：避免大震作用下框架柱压屈脆性破坏。现行规范框架柱轴压比限值(抗震规范6.3.6条或高规6.4.2条)：

分析：地震作用下，中柱所受轴力较小，边柱、角柱所受轴力较大，尤其角柱迭加斜向扭转作用所受轴力最大。建议和对策：框架中边、角柱轴压比控制宜参照1984年高层建筑结构学组《高层建筑结构设计建议》区别对待适当调整，中柱适当放松，边柱不变，角柱适当从严。建议框架柱轴压比限值：

3.框支框架倾覆弯矩控制

背景：现行规范规定框剪结构，控制框架结构承受倾覆弯矩≤50%整体结构倾覆弯矩。现行规范尚未提及框支框架结构承受倾覆弯矩的控制。美国、日本、台湾震害表明带转换层结构主要破坏形态为大震[5]。作用下筒体剪力墙连梁开裂后，框支柱承受轴力过大，压屈破坏。建议及对策：对带转换层高层建筑结构，增加地震作用下框支柱轴力。水平量化控制――控制框支框架结构承受倾覆弯矩≤50%整体结构倾覆弯矩。效果：有利于落地墙，筒体加强。有利于减轻框支柱受力，提高结构抗震，抗倒塌能力。

4.地基基础设计

地基基础设计控制的要素：控制长期重力荷载作用下地基基础的变形及其差异变形；满足重力荷载水平荷载组合作用下地基基础承载能力要求。建议和对策：强化中央区，弱化边缘区。减小重力荷载作用下地基基础最大沉降及盘式差异。沉降斜率，改善结构工作性能，提高结构安全度。经济合理。

5.结构扭转变形控制

计算原则：采用材料弹性，楼盖刚性的计算假定。采用水平地震作用下楼盖角点竖向构件水平层间位移。建议和对策：宜用第1振型，不宜用振型组合。双向作用宜参考IBC采用另向效应的30%计，不宜采用均方根法。

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关键词：高层建筑结构；设计特点；措施

Abstract: With the rapid development of high building in our country, the increasing height of the building, building types and function also change rapidly, difficulty is relatively bigger. Every kind of structural system, structural design of high-rise building is now mainly focus and difficult engineering design personnel in the design. This paper mainly analyzes the characteristics of the high-rise building structure, and puts forward the improving structure design quality measures, in order to ensure the safety of construction.

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

中图分类号：[TU355]文献标识码：A文章编号：

1 高层建筑结构设计的意义及依据

1.1 概念设计的意义。高层建筑能做到结构功能与外部条件一致，充分展现先进的设计，发挥结构的功能并取得与经济性的协调，更好地解决构造处理，用概念设计来判断计算设计的合理性。

1.2 概念设计的依据。高层建筑结构总体系与各分体系的工作原理和力学性质，设计和构造处理原则，计算程序的力学模型和功能，吸取或不断积累的实践经验。

2高层建筑结构设计特点

2.1水平荷载成为决定因素。一方面，因为楼房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，仅与楼房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引起的轴力，是与楼房高度的两次方成正比；另一方面，对一定高度楼房来说，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，其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。

2.1 轴向变形不容忽视。高层建筑中，竖向荷载数值很大，能够在柱中引起较大的轴向变形，从而会对连续梁弯矩产生影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩和端支座负弯矩值增大；还会对预制构件的下料长度产生影响，要求根据轴向变形计算值，对下料长度进行调整；另外对构件剪力和侧移产生影响，与考虑构件竖向变形比较，会得出偏于不安全的结果。

2.3 侧移成为控制指标。与较低楼房不同，结构侧移已成为高层建筑结构设计中的关键因素。随着楼房高度的增加，水平荷载下结构的侧移变形迅速增大，因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。

2.4 结构延性是重要设计指标。相对于较低楼房而言，高层建筑结构更柔一些，在地震作用下的变形更大一些。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，避免倒塌，特别需要在构造上采取恰当的措施，来保证结构具有足够的延性。

3 高层建筑结构分析

3.1 高层建筑结构分析的基本假定。

3.1.1弹性假定。目前，工程上使用的高层建筑结构分析方法均采用弹性的计算方法。在垂直荷载或一般风力作用下，结构通常处于弹性工作阶段，这一假定基本符合结构的实际工作状况。但是，在遭受地震或强台风作用时，高层建筑结构往往会产生较大的位移而出现裂缝，进入到弹塑性工作阶段。

3.1.2 小变形假定。小变形假定也是各种方法普遍采用的基本假定。

3.1.3 刚性楼板假定。许多高层建筑结构的分析方法均假定楼板在自身平面内的刚度无限大，而平面外的刚度则忽略不计。这一假定大大减少了结构位移的自由度，简化了计算方法，并为采用空间薄壁杆件理论计算筒体结构提供了条件。

3.1.4 计算图形的假定。高层建筑结构体系整体分析采用的计算图形主要是三维空间分析。二维协同分析并未考虑抗侧力构件的公共节点在楼面外的位移协调（竖向位移和转角的协调），而且忽略了抗侧力构件平面外的刚度和扭转刚度，对于具有明显空间工作性能的筒体结构也是不妥的。

3.2 高层建筑结构静力分析方法。

3.2.1 框架———剪力墙结构。框架———剪力墙结构内力与位移计算的方法很多，大多采用连梁连续化假定。由剪力墙与框架水平位移或转角相等的位移协调条件，可以建立位移与外荷载之间的微分方程来求解。由于采用的未知量和考虑因素的不同，各种方法解答的具体形式也不相同。框架-剪力墙的机算方法，通常是将结构转化为等效壁式框架，采用杆系结构矩阵位移法求解。

3.2.2 剪力墙结构。剪力墙的受力特性与变形状态主要取决于剪力墙的开洞情况。按受力特性的不同，单片剪力墙可分为单肢墙、小开口整体墙、联肢墙、特殊开洞墙、框支墙等各种类型。剪力墙的类型不同，其截面应力分布也不同，计算内力与位移时需采用相应的计算方法。剪力墙结构的机算方法是平面有限单元法，此法较为精确，而且适用于各类剪力墙。但由于其自由度较多，机时耗费较大，目前一般只用于特殊开洞墙、框支墙的过渡层等应力分布复杂的情况。

3.2.3 筒体结构。按照对计算模型处理手法的不同，筒体结构的分析方法可分为3 类：等效连续化方法、等效离散化方法和三维空间分析。等效连续化方法是将结构中的离散杆件作等效连续化处理。

4提高建筑结构设计质量的措施

4.1 重视概念设计

4.1.1所谓的概念设计就是运用清晰的结构概念, 不经数值计算, 依据整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理 、震害、实验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想，对结构及计算结果进行正确的分析，并考虑结构实际受力状况与计算假设间的差异，对结构和构造进行设计，使建筑物受力更合理、安全、协调。在建筑设计的方案阶段，根据经验和专业设计理论，在脑海中进行一个“ 优化”过程，运用概念设计方法可以迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择，同时帮助建筑师开拓或实现建筑物所想要的空间形式及其使用、构造与形象功能，并以此为目标与建筑师一起确定建筑的总体结构体系，明确总体结构体系与分体结构体系的最优受力方案。所得方案往往概念清晰、定性正确，避免了后期设计阶段一些不必要的烦琐运算，具有较好的经济可靠性。同时，这也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。概念设计是结构设计的核心和灵魂，它统领结构设计的全过程，贯穿着设计工程师的知识水平和设计水平。运用结构概念设计从整体上把握结构的各项性能，这样才能对计算分析结果进行科学的判断、合理的采用，保证了工程师在设计中的主导地位。

4.2 做好资料收集工作，认真确定计算参数

4.2.1对于建筑工程来讲， 由于其所处的地理位置，决定了在进行结构设计时所涉及的具体参数会存在一定的特殊性。例如，不同地区具有不同的风压、雪压、地震强度、土壤类别等，因此，在进行参数的选取和计算时应充分考虑这些因素。另外，对于比较特殊的建筑，还必须根据试验和以往类似工程的一些经验来确定有关参数的取值。在进行建筑结构设计前，要尽量收集与设计相关的信息， 如工程资料、具体规范等，资料收集的越多，参数的确定也就越准确，同时，还可以避免因为参数不合理而导致返工情况的发生。

4.3 重视结构计算与地基基础设计

4.3.1建筑结构计算结果是施工图设计的重要依据，并且计算结果是否正确直接关系到建筑结构设计的可靠性和安全性，所以必须引起设计人员的高度重视。例如在楼板计算中应选用正确的计算方法进行楼板计算，对于连续板不能选用单向板的计算方法，对于双向板计算应考虑材料泊松比对其的影响，以避免由于未调整跨中弯矩而造成计算值不准确 ；基于科学技术的不断发展，大多数结构计算均采用计算程序进行计算，这种计算结果虽然精确度很高，但是缺少与必要的设计经验相结合，所以必须对电算结果进行分析、评价，以此判断其正确与否，可否作为建筑结构设计的依据。

4.3.2地基基础设计是建筑结构设计中的重要环节，该环节的设计质量优劣直接与后期设计工作是否能够顺利开展息息相关。为使地基基础设计更符合建筑所在地的地基基础类型特点 ，设计人员应在熟知国家相关标准的前提下，对地方性的《地基基础设计规范》加以深入学习 ，明确地基基础特点，丰富地基基础设计经验，掌握设计处理的方法，使地基基础设计更符合建筑工程的实际地理情况。

5 结语

篇10

关键词：高层建筑结构设计 分析

中图分类号： TU97 文献标识码： A 文章编号：

1我国的高层结构建筑的发展

1.1 钢材的国产化 国内钢铁企业根据我国高层建筑钢结构设计标准的要求，制订我国第一部高层建筑钢结构的钢材标准《高层建筑结构用钢板》(YB 4104-2000)，比目前仍在实施的《低合金高强度结构钢》(GB/ T1591-94)又前进了一步，其性能指标优于国外同类产品。

1.2 钢结构设计国产化 国家标准《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-98)和《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)等有关高层建筑最大高度和最大高宽比的规定，在一般情况下，应遵守规范的规定，否则应进行专项论证或试验研究。建设部第111号令《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》和建质[2003]46号文《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》，对加强高层建筑钢结构设计质量控制意义重大，具有可操作性。

1.3 高层及超高层结构体系 对于高层建筑的划分，建筑设计规范、建筑抗震设计规范、建筑防火设计规范没有一个统一规定，一般认为建筑总高度超过24m为高层建筑，建筑总高度超过100m为超高层建筑。

对于结构设计来讲，按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及拟建场地的抗震设防烈度以经济、合理、安全、可靠的设计原则，选择相应的结构体系，一般分为六大类：框架结构体系、剪力墙结构体系、框架—剪力墙结构体系、框—筒结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系。

2高层建筑结构设计分析

2.1高层建筑结构受力性能

对于一个建筑物的最初的方案设计，建筑师考虑更多的是它的空间组成特点，而不是详细地确定它的具体结构。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。

2.2高层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。结构的扭转问题就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，尽可能地使建筑物做到三心合一。

在水平荷载作用下，高层建筑扭转作用的大小取决于质量分布。为使楼层水平力作用沿平面分布均匀，减轻结构的扭转振动，应使建筑平面尽可能采用方形、矩形、圆形、正多边形等简面形式。在某些情况下，由于城市规划对街道景观的要求以及建筑场地的限制，高层建筑不可能全部采用简面形式，当需要采用不规则L形、T形、十字形等比较复杂的平面形式时，应将凸出部分厚度与宽度的比值控制在规范允许的范围之内，同时，在结构平面布置时，应尽可能使结构处于对称状态。

2.3高层建筑结构分析的基本假定

2.3.1弹性假定。目前工程上实用的高层建筑结构分析方法均采用弹性的计算方法。在垂直荷载或一般风力作用下,结构通常处于弹性工作阶段,这一假定基本符合结构的实际工作状况。但是在遭受地震或强台风作用时,往往会产生较大的位移,进入到弹塑性工作阶段。此时仍按弹性方法计算内力和位移时不能反映结构的真实工作状态的,应按弹塑性动力分析方法进行设计。

2.3.2小变形假定。小变形假定也是各种方法普遍采用的基本假定。但有不少人对几何非线性问题(P-Δ效应)进行了一些研究。一般认为,当顶点水平位移Δ与建筑物高度H的比值Δ/H > 1/500时, P-Δ效应的影响就不能忽视了。

2.3.3刚性楼板假定。许多高层建筑结构的分析方法均假定楼板在自身平面内的刚度无限大,而平面外的刚度则忽略不计。一般来说,对框架体系和剪力墙体系采用这一假定是完全可以的。但是,对于竖向刚度有突变的结构,楼板刚度较小,主要抗侧力构件间距过大或是层数较少等情况,楼板变形的影响较大。特别是对结构底部和顶部各层内力和位移的影响更为明显。可将这些楼层的剪力作适当调整来考虑这种影响。

2.3.4计算图形的假定。高层建筑结构体系整体分析采用的计算图形有三种:①一维协同分析。②二维协同分析。③三维空间分析。三维空间分析的普通杆单元每一节点有6个自由度,按符拉索夫薄壁杆理论分析的杆端节点还应考虑截面翘曲,有7个自由度。

2.4高层建筑结构静力分析方法

2.4.1框架-剪力墙结构。框架-剪力墙结构内力与位移计算的方法很多,由于采用的未知量和考虑因素的不同,各种方法解答的具体形式亦不相同。框架-剪力墙的机算方法,通常是将结构转化为等效壁式框架,采用杆系结构矩阵位移法求解。

2.4.2剪力墙结构。剪力墙的受力特性与变形状态主要取决于剪力墙的开洞情况。不同类型的剪力墙,其截面应力分布也不同,计算内力与位移时需采用相应的计算方法。剪力墙结构的机算方法是平面有限单元法。此法较为精确,而且对各类剪力墙都能适用。但因其自由度较多,机时耗费较大,目前一般只用于特殊开洞墙、框支墙的过渡层等应力分布复杂的情况。

2.4.3筒体结构。筒体结构的分析方法按照对计算模型处理手法的不同可分为三类:等效连续化方法、等效离散化方法和三维空间分析。

等效连续化方法是将结构中的离散杆件作等效连续化处理。一种是只作几何分布上的连续化,以便用连续函数描述其内力;另一种是作几何和物理上的连续处理,将离散杆件代换为等效的正交异性弹性薄板,以便应用分析弹性薄板的各种有效方法。具体应用有连续化微分方程解法、框筒近似解法、拟壳法、能量法、有限单元法、有限条法等。

等效离散化方法是将连续的墙体离散为等效的杆件,以便应用适合杆系结构的方法来分析。这一类方法包括核心筒的框架分析法和平面框架子结构法等。具体应用包括等代角柱法、展开平面框架法、核心筒的框架分析法、平面框架子结构法。

比等效连续化和等效离散化更为精确的计算模型是完全按三维空间结构来分析筒体结构体系,其中应用最广的是空间杆-薄壁杆系矩阵位移法。这种方法将高层结构体系视为由空间梁元、空间柱元和薄壁柱元组合而成的空间杆系结构,这是目前工程上采用最多的计算模型。

3 结语

高层建筑目前在我们的城市建设当中所占的比例是越来越大，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。建筑类型与功能越来越复杂，高层建筑的数量口渐增多，高层建筑的结构体系也是越来越多样化，高层建筑结构设计也越来越成为高层建筑结构工程设计工作的难点与重点。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。

参考文献：

[1]梅洪元，付本臣．中国高层建筑创作理论发展研究[R]．高层建筑与智能建筑国际学术研讨会，2002.