時(shí)間：2023-09-24 15:54:49
導(dǎo)語(yǔ)：在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理的撰寫(xiě)旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
關(guān)鍵詞：高層建筑、高位架空轉(zhuǎn)換層、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、城市化進(jìn)程
Abstract: At present, our country related construction management department in the urban construction and development gave more support. With the rapid development of social economy, China's construction engineering structure design, tend to be the top, and diversification. As we in the construction engineering structure design work have to face some in the structure form irregular but for seismic performance and using the function requirement and the problem of high, which strongly high-rise building with high overhead conversion layers structure design concept is an inevitable trend. This article is to our country in high-rise building with high storey structure design of the stilt floor launches the discussion and analysis.
Keywords: high-rise buildings, high overhead conversion layers, the structure design, urbanization process
中圖分類號(hào)： TU318文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：
隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)及城市化進(jìn)程的持續(xù)快速發(fā)展，城市居民對(duì)于高層建筑的使用功能要求逐步趨于多樣化和綜合化。為了能夠體現(xiàn)并滿足這樣的多樣化、綜合化建筑設(shè)計(jì)要求，就必須在高層建筑上下不同的結(jié)構(gòu)體系連接層之間設(shè)置結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層。簡(jiǎn)單可以理解為，高層建筑在上下不同結(jié)構(gòu)體系的層間設(shè)置一個(gè)可以起到“承上啟下”作用的構(gòu)造結(jié)構(gòu)層，據(jù)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念及原理來(lái)講，高層建筑架空轉(zhuǎn)換層是一種可以合理解決豎向結(jié)構(gòu)的突變型轉(zhuǎn)化和平面上的連續(xù)性變化的單元結(jié)構(gòu)構(gòu)造體系。以下主要針對(duì)高層建筑中帶高位架空轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作詳細(xì)談?wù)摗?/p>
1高層建筑帶高位架空轉(zhuǎn)換層的特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理
1.1高層建筑帶高位架空轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
高層建筑中某樓層的上部與下部因?yàn)槠矫鎸咏Y(jié)構(gòu)的使用功能有所不同，上層結(jié)構(gòu)與下層結(jié)構(gòu)是截然不同的兩種結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)，則該樓層需設(shè)置為專門(mén)的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)層。目前，我國(guó)大部分高層建筑都會(huì)將不同樓層的使用功能劃分的很清楚，這樣一來(lái)必然對(duì)結(jié)構(gòu)樓層內(nèi)部的使用空間大小提出要求，往往通過(guò)采用一定的結(jié)構(gòu)形式對(duì)中間層進(jìn)行轉(zhuǎn)換出來(lái)，轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)層應(yīng)運(yùn)而生，這其中就包括有些高層建筑結(jié)構(gòu)采用帶高位架空轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)層的設(shè)計(jì)內(nèi)容。例如，某建筑物的結(jié)構(gòu)高層部分為砌體墻結(jié)構(gòu)而在底層部分則變?yōu)槭褂每臻g較大的框架結(jié)構(gòu)，兩種體系之間就設(shè)置這種可以起到“承上啟下”的高位架空轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)層即可良好解決兩種體系結(jié)構(gòu)之間的連接問(wèn)題。筆者認(rèn)為設(shè)置高位架空轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)層所體現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)主要在于以下幾點(diǎn)：
⑴高位架空轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)層可將各種功用建筑單元空間集中布置并上下組合在一起，而在使用上更體系一種方便性與省時(shí)性，同時(shí)為居民提供更為優(yōu)越的生活居住與工作環(huán)境，更是為適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)快節(jié)奏和高效率生活的需要；
⑵高位架空轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)層主體理念是以高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)呈集中緊湊的建筑布置型式，可達(dá)到最高效率的建筑使用面積。同時(shí)在給排水工程設(shè)計(jì)中又可便于布置一種相對(duì)集中且緊湊有利于節(jié)約建設(shè)投資成本、減少能源浪費(fèi)的給排水管道線路；
⑶高位架空轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)層的采用又可減少高層建筑的設(shè)計(jì)占地面積，并節(jié)約各項(xiàng)的土地使用費(fèi)用和增加城市的綠化建設(shè)面積。
1.2高層建筑帶高位架空轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)無(wú)法避免的問(wèn)題是結(jié)構(gòu)下部受力要比上部大。按照傳統(tǒng)理論來(lái)講，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必然會(huì)考慮到下部結(jié)構(gòu)的剛度要大于上部結(jié)構(gòu)，相應(yīng)的處理措施則應(yīng)該是通過(guò)增加下部墻體、柱網(wǎng)，減少上部結(jié)構(gòu)的墻柱密度，很顯然這樣的處理辦法不夠現(xiàn)實(shí)，不具可操作性，由于高層建筑的使用功能對(duì)于空間要求主要在下部結(jié)構(gòu)空間，傳統(tǒng)的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念顯然不再適用。因此，面對(duì)這一問(wèn)題，設(shè)計(jì)人員就必須從常規(guī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用逆向思維來(lái)解決，帶高位架空轉(zhuǎn)換層的理念創(chuàng)新便是例證。
圖一帶高位架空轉(zhuǎn)換層上下結(jié)構(gòu)等效剛度計(jì)算模型
（a）計(jì)算模型I—轉(zhuǎn)換層下部結(jié)構(gòu)（b）計(jì)算模型II—轉(zhuǎn)換層上部結(jié)構(gòu)
高層建筑帶高位架空轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理筆者認(rèn)為帶高位架空轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)是受力復(fù)雜且不利于抗震的一種結(jié)構(gòu)型式，為了能夠保證設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的抗震安全性能，必需要綜合抗震概念與試驗(yàn)研究?jī)煞矫鎭?lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。由于帶高位架空架空轉(zhuǎn)換層應(yīng)用于上、下層結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換，作為一種剛度較大的轉(zhuǎn)換平臺(tái)結(jié)構(gòu)，可將建筑上部結(jié)構(gòu)的荷載有效且均勻地傳遞給下層結(jié)構(gòu)，從而使得整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)體系能夠從上到下變換不同的使用功能，并合理利用結(jié)構(gòu)空間。轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)多設(shè)計(jì)為大體積混凝土結(jié)構(gòu)，配筋等級(jí)較高，甚至應(yīng)用到型鋼作為配筋使用，還采用預(yù)應(yīng)力張拉等辦法來(lái)提高建筑結(jié)構(gòu)整體的剛度和承載能力。
2帶高位架空轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用
2.1帶高位架空轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)的應(yīng)用
近些年來(lái)，我國(guó)城市化進(jìn)程發(fā)展迅猛，高層建筑逐步朝著多功能化和綜合化用途發(fā)展。如某一高層建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)為筒狀，沿著筒狀豎向方向，高層內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為生活居住所用，中層內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為辦公空間，而底層內(nèi)部結(jié)構(gòu)則設(shè)計(jì)作為餐飲娛樂(lè)空間，由此可見(jiàn)，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不是統(tǒng)一作為一用的，必須要根據(jù)建筑使用的情況進(jìn)行相關(guān)的使用面積和結(jié)構(gòu)型式的規(guī)劃設(shè)計(jì)，保證各個(gè)使用功能空間的開(kāi)間面積充足。
【關(guān)鍵詞】高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；問(wèn)題；對(duì)策
1.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選型
高層建筑結(jié)構(gòu)體系作為抵抗水平和垂直方向荷載的傳力途徑，借助抗側(cè)力體系及配套的水平構(gòu)件與豎向構(gòu)件向基礎(chǔ)部分傳遞荷載。從建筑材料特點(diǎn)來(lái)看，高層建筑結(jié)構(gòu)主要有鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼混組合結(jié)構(gòu)三種結(jié)構(gòu)。其中，鋼結(jié)構(gòu)高層建筑除了強(qiáng)度高以外，還具有良好的抗震性能，施工技術(shù)簡(jiǎn)易，但是造價(jià)相對(duì)較高，耐火性能差。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐火耐腐蝕，造價(jià)低，但自重大，施工流程繁瑣，質(zhì)量管理極易出現(xiàn)漏洞。鋼混組合結(jié)構(gòu)高層建筑雖然巧妙規(guī)避了二者的缺陷，但節(jié)點(diǎn)處施作流程繁瑣，鋼筋與鋼材的連接方面有技術(shù)缺陷，不能大面積推廣應(yīng)用。高層建筑結(jié)構(gòu)體系有剪力墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)以及框架-剪力墻組合結(jié)構(gòu)。其中，框架結(jié)構(gòu)的承重部件是梁柱結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)體系會(huì)產(chǎn)生大的側(cè)向位移，因而建筑物高度一般不能超過(guò)50m。剪力墻結(jié)構(gòu)靠高層建筑墻體承重，可有效防止水平方向的形變，保證整體結(jié)構(gòu)的性能符合建筑要求，因而常被用在高層建筑施工中。框架、剪力墻組合結(jié)構(gòu)則整合了二者的比較優(yōu)勢(shì)，并且針對(duì)二者的技術(shù)缺陷進(jìn)行改進(jìn)，因此也是高層建筑常用結(jié)構(gòu)。
2.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見(jiàn)的問(wèn)題
2.1 樓層平面剛度
樓層平面剛度一直是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)比較棘手的問(wèn)題。設(shè)計(jì)人員對(duì)高層建筑樓面平面剛度沒(méi)有一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)，在設(shè)計(jì)上只是根據(jù)數(shù)學(xué)力學(xué)模型設(shè)計(jì)樓板變形計(jì)算程序，計(jì)算后所得數(shù)據(jù)往往差強(qiáng)人意。鑒于此，要采用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方式來(lái)設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)，前期必須妥善處理一些問(wèn)題，稍有不慎就可能產(chǎn)生不安全因素，嚴(yán)重者還可能破壞建筑結(jié)構(gòu)的安全性能。
2.2 抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題
對(duì)于高層建筑來(lái)說(shuō)，在對(duì)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中最為重要也是最難實(shí)施的環(huán)節(jié)就是其抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，因?yàn)楦邔咏ㄖ攸c(diǎn)，使得其在地震發(fā)生過(guò)程中可能會(huì)存在很多不確定的因素，而在目前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，也沒(méi)有對(duì)當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)如何有效的進(jìn)行避震以及其可能帶來(lái)的破壞性進(jìn)行足夠的考慮。而如果在設(shè)計(jì)的過(guò)程中沒(méi)有對(duì)高層建筑的相關(guān)抗震數(shù)據(jù)較為精確的分析，且不能夠根據(jù)地震發(fā)生原理為依據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)，則很有可能由于高層建筑抗震性能的不足而存在一定的安全隱患，從而對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重的威脅。
2.3 嵌固端設(shè)置問(wèn)題
目前，大多數(shù)高層建筑物設(shè)有兩層或兩層以上的人防或者地下室。高層建筑物的人防及地下室的頂板上都要設(shè)置嵌固端。此時(shí)，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就要考慮嵌固端設(shè)置可能造成的問(wèn)題。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，要考慮嵌固端設(shè)計(jì)對(duì)計(jì)算參數(shù)的影響，全面考慮其可能造成影響的多種可能，有效協(xié)調(diào)高層建筑結(jié)構(gòu)抗震縫的寬度及縫隙與嵌固端的位置，并將嵌固端的上層和下層對(duì)應(yīng)的剛度比值控制在規(guī)范要求的范圍內(nèi)。此外，在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要為嵌固端樓板設(shè)計(jì)合理的位置。在進(jìn)行嵌固端的設(shè)計(jì)時(shí)，要綜合考慮各方面因素，選擇最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案，盡可能避免其在高層建筑結(jié)構(gòu)使用過(guò)程中出現(xiàn)安全問(wèn)題。這樣，在確保結(jié)構(gòu)安全的前提條件下，有助于促進(jìn)建筑工程項(xiàng)目的順利完工。
2.4 底層框架一剪力墻砌體結(jié)構(gòu)挑梁裂縫問(wèn)題
底層框架剪力墻砌體結(jié)構(gòu)系一類高層建筑。它的上部是多層砌體結(jié)構(gòu)，底層為框架剪力墻結(jié)構(gòu)。在城市建筑中，分布在市區(qū)主干道上的大型商場(chǎng)、寫(xiě)字樓和住宅小區(qū)多采用高層建筑設(shè)計(jì)，以提高土地資源利用率，降低空間成本。但設(shè)計(jì)人員追求建筑使用面積，使二層往上的部分橫墻采用了懸挑梁設(shè)計(jì)，使得底層框架一剪力墻砌體結(jié)構(gòu)梁開(kāi)裂。
2.5 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)扭轉(zhuǎn)問(wèn)題
在建筑設(shè)計(jì)中，有一“建筑三心”的概念。“建筑三心”即為幾何形心、剛度中心和結(jié)構(gòu)重心。設(shè)計(jì)師應(yīng)秉承三心合一的原則設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)，就是使這三點(diǎn)歸于一點(diǎn)。如果建筑結(jié)構(gòu)存在結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)的問(wèn)題，就說(shuō)明“建筑三心”未能歸一點(diǎn)，使得整體結(jié)構(gòu)承受水平荷載而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)現(xiàn)象。
3.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題應(yīng)對(duì)策略分析
3.1 主梁若有次梁則增設(shè)附加筋
高層建筑結(jié)構(gòu)中主梁需要增設(shè)附加筋。附加筋分為箍筋和吊筋。附加筋按照設(shè)計(jì)和施工要求來(lái)增設(shè)，建筑結(jié)構(gòu)梁截面、下部集中荷載處由橫向鋼筋荷載力負(fù)擔(dān)，將一附加筋裝于梁上部，水箱下部則須先施作墊梁，再安裝附加筋。如果主、次梁截面無(wú)較大差距，但次梁荷載較大，也需要設(shè)置附加筋。但是如果次梁截面小，主梁又高，受力滿足計(jì)算要求，可無(wú)需另設(shè)附加筋。
3.2 平面與立面選擇
上文提到，應(yīng)該秉承建筑三心合一的原則設(shè)計(jì)高層建筑結(jié)構(gòu)。施工時(shí)，如果無(wú)法滿足這個(gè)要求，結(jié)構(gòu)將會(huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)的問(wèn)題，處理起來(lái)相當(dāng)棘手。建筑結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)系一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺陷，其危害不言而喻。選擇立面和平面時(shí)需要注意幾個(gè)問(wèn)題。首先，平面力求簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱。對(duì)完全對(duì)稱高層建筑結(jié)構(gòu)，則要按設(shè)計(jì)要求調(diào)節(jié)一些重要節(jié)點(diǎn)的比例。切記一點(diǎn)：比例不宜過(guò)大過(guò)小，出現(xiàn)問(wèn)題要盡快補(bǔ)救。在豎向布置上，注意剛度均勻、連續(xù)，以防結(jié)構(gòu)出現(xiàn)軟弱層，剛度突變。在建筑設(shè)計(jì)中，切莫為了達(dá)到審美效果而將剪力墻切斷，降低建筑物的剛度，否則將可能產(chǎn)生嚴(yán)重的安全事故。
3.3 水平位移控制
水平位移現(xiàn)象在高層建筑設(shè)計(jì)中極為常見(jiàn)。設(shè)計(jì)高層建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的安全要求設(shè)計(jì)水平位移數(shù)值，同時(shí)要兼顧周期與地震因素。應(yīng)按彎曲型設(shè)計(jì)剪力墻位移線，切忌設(shè)計(jì)成剪切型。相對(duì)而言，框架結(jié)構(gòu)位移曲線則是剪切型。假設(shè)是混合式建筑構(gòu)造，那么位移曲線也應(yīng)是相結(jié)合的。
3.4 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)扭轉(zhuǎn)問(wèn)題
水平荷載能使建筑物產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)破壞現(xiàn)象。設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，為規(guī)避這一現(xiàn)象，必須按“三心合一”的原則對(duì)建筑物的結(jié)構(gòu)、平面布局進(jìn)行周密的布置。水平荷載的質(zhì)量分布在一定程度上決定了它對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)造成的扭轉(zhuǎn)破壞程度。為了確保水平荷載沿樓層平面均勻分布，最大限度規(guī)避扭轉(zhuǎn)振動(dòng)破壞，建議多使用矩形、方形等平面設(shè)計(jì)。當(dāng)然，必須兼顧城市道路景觀規(guī)劃。因此，高層建筑不可能全部是方方正正的平面構(gòu)造，也要根據(jù)城市規(guī)劃和道路景觀布局適當(dāng)采用十字形、T 形或L 形等復(fù)雜建筑形式。但至少要明確一點(diǎn)，就是凸出部分的厚度與寬度的比值不得超限，并且盡量采用對(duì)稱的平面結(jié)構(gòu)。
結(jié)束語(yǔ)
高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以說(shuō)是一個(gè)與實(shí)際緊密結(jié)合的過(guò)程，決不能脫離實(shí)際而進(jìn)行，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要綜合考慮建筑工程所在地的地理環(huán)境、水文土質(zhì)、抗震等級(jí)等，在參考規(guī)范的基礎(chǔ)之上，通過(guò)借鑒其他成功案例的經(jīng)驗(yàn)，合理安排建筑體從地下到地上，從主體到部分的結(jié)構(gòu)，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)既符合外觀的視覺(jué)享受，又達(dá)到主體的結(jié)構(gòu)安全實(shí)用性。
參考文獻(xiàn)
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要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高層建筑逐漸成為城市建設(shè)中的重要建筑結(jié)構(gòu)形式。由于高層建筑不同于傳統(tǒng)低層建筑的設(shè)計(jì)施工，高度越大的建筑，其施工工藝越復(fù)雜，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求也越嚴(yán)格。良好的結(jié)構(gòu)式設(shè)計(jì)是保證一項(xiàng)高層建筑項(xiàng)目工程質(zhì)量的關(guān)鍵。本文通過(guò)闡述高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)概念，分析了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，并探討了現(xiàn)有的高層建筑結(jié)構(gòu)體系以及經(jīng)濟(jì)性。
【關(guān)鍵詞】高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)特點(diǎn)；結(jié)構(gòu)體系
目前我國(guó)的城市人口已經(jīng)占全國(guó)總?cè)丝诘囊话胍陨希鞘姓嫉孛娣e卻只占總面積的一小部分，在這種形勢(shì)下，如何合理設(shè)計(jì)城市建筑結(jié)構(gòu)以滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的需求成為社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。高層建筑在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要考慮建筑的安全性，還要考慮建筑的功能性。
1、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是為了滿足人們?cè)絹?lái)越多的建筑功能需求為基本目標(biāo)的。因此，在進(jìn)行高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮到當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)狀況與和人民的生活水平以及施工條件的限制等因素。另外，高層建筑結(jié)構(gòu)并不是低層建筑結(jié)構(gòu)的疊加，其對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的力學(xué)性質(zhì)、設(shè)計(jì)構(gòu)造原理的要求更加嚴(yán)格規(guī)范。
現(xiàn)代高層建筑結(jié)構(gòu)的形式具備多樣化、復(fù)雜化的特點(diǎn)，除了原有的幾種基本結(jié)構(gòu)形式，如框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)以及筒體結(jié)構(gòu)等，還需要根據(jù)不同建筑的功能需求而增加其他的結(jié)構(gòu)，同時(shí)這也使得建筑中節(jié)點(diǎn)的連接形式更加復(fù)雜，不同的構(gòu)件連接需要利用不同的節(jié)點(diǎn)類型，這是關(guān)系著高層建筑結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定的重要因素。另外，高層建筑在增大基層載荷的同時(shí)也為豎向結(jié)構(gòu)帶來(lái)了更多的載荷，對(duì)墻體、柱體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和支撐能力要求更高。
高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)涉及知識(shí)面較廣，考慮因素較多的現(xiàn)代化建筑設(shè)計(jì)方式，在設(shè)計(jì)中除了要發(fā)揮設(shè)計(jì)的先進(jìn)性，使建筑功能得到很好的體現(xiàn)，還要做好與經(jīng)濟(jì)性的協(xié)調(diào)工作。
2、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)
高層建筑相較于低層建筑來(lái)講，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要更加嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)。筆者通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入的研究與分析，結(jié)合自身對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理解，提出了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不同于其他建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾個(gè)特點(diǎn)，主要表現(xiàn)在水平荷載、軸向變形、側(cè)移以及結(jié)構(gòu)延性這幾方面。
2.1水平荷載成為決定因素。一方面，因?yàn)闃欠孔灾睾蜆敲媸褂煤奢d在豎構(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，僅與樓房高度的一次方成正比；而水平荷載對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩，以及由此在豎構(gòu)件中引起的軸力，是與樓房高度的兩次方成正比；另一方面，對(duì)某一定高度樓房來(lái)說(shuō)，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用，其數(shù)值是隨結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的不同而有較大幅度的變化。
2.2軸向變形不容忽視。高層建筑中，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(huì)對(duì)連續(xù)梁彎矩產(chǎn)生影響，造成連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值減小，跨中正彎矩之和端支座負(fù)彎矩值增大；還會(huì)對(duì)預(yù)制構(gòu)件的下料長(zhǎng)度產(chǎn)生影響，要求根據(jù)軸向變形計(jì)算值，對(duì)下料長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整；另外對(duì)構(gòu)件剪力和側(cè)移產(chǎn)生影響，與考慮構(gòu)件豎向變形比較，會(huì)得出偏于不安全的結(jié)果。
2.3側(cè)移成為控制指標(biāo)。與較低樓房不同，結(jié)構(gòu)側(cè)移已成為高樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵因素。隨著樓房高度的增加，水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形迅速增大，因而結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的側(cè)移應(yīng)被控制在某一限度之內(nèi)。
2.4結(jié)構(gòu)延性是重要設(shè)計(jì)指標(biāo)。一般在建筑施工設(shè)計(jì)中，在保證建筑物應(yīng)有的強(qiáng)度的同時(shí)，要需要保證建筑物具有一定的延性。這是為了使建筑物具有一定的變形能力，以適應(yīng)因自然環(huán)境或人為因素而引起的樓房震動(dòng)，避免因缺乏延性而在輕微震動(dòng)中就發(fā)生建筑倒塌事故。高層建筑相對(duì)于低層建筑來(lái)講，延性需要更大一些，即保證高層建筑的結(jié)構(gòu)更柔一些，這就需要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采取合理科學(xué)的措施，使高層建筑結(jié)構(gòu)在使用中具有足夠的延性。
3、高層建筑的結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)分析
3.1框架－剪力墻體系。當(dāng)框架體系的強(qiáng)度和剛度不能滿足要求時(shí)，往往需要在建筑平面的適當(dāng)位置設(shè)置較大的剪力墻來(lái)代替部分框架，便形成了框架－剪力墻體系。在承受水平力時(shí)，框架和剪力墻通過(guò)有足夠剛度的樓板和連梁組成協(xié)同工作的結(jié)構(gòu)體系。在體系中框架體系主要承受垂直荷載，剪力墻主要承受水平剪力。框架－剪力墻體系的位移曲線呈彎剪型。剪力墻的設(shè)置，增大了結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度，使建筑物的水平位移減小，同時(shí)框架承受的水平剪力顯著降低且內(nèi)力沿豎向的分布趨于均勻，所以框架－剪力墻體系的能建高度要大于框架體系。
3.2剪力墻體系。當(dāng)受力主體結(jié)構(gòu)全部由平面剪力墻構(gòu)件組成時(shí)，即形成剪力墻體系。在剪力墻體系中，單片剪力墻承受了全部的垂直荷載和水平力。剪力墻體系屬剛性結(jié)構(gòu)，其位移曲線呈彎曲型。剪力墻體系的強(qiáng)度和剛度都比較高，有一定的延性，傳力直接均勻，整體性好，抗倒塌能力強(qiáng)，是一種良好的結(jié)構(gòu)體系，能建高度大于框架或框架－剪力墻體系。
3.3筒體體系。凡采用筒體為抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)體系統(tǒng)稱為筒體體系，包括單筒體、筒體－框架、筒中筒、多束筒等多種型式。筒體是一種空間受力構(gòu)件，分實(shí)腹筒和空腹筒兩種類型。實(shí)腹筒是由平面或曲面墻圍成的三維豎向結(jié)構(gòu)單體，空腹筒是由密排柱和窗裙梁或開(kāi)孔鋼筋混凝土外墻構(gòu)成的空間受力構(gòu)件。筒體體系具有很大的剛度和強(qiáng)度，各構(gòu)件受力比較合理，抗風(fēng)、抗震能力很強(qiáng)，往往應(yīng)用于大跨度、大空間或超高層建筑。
4、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)性分析
建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性是衡量建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一，一套好的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，不但要具有較強(qiáng)的實(shí)用性，還需要具備一定的經(jīng)濟(jì)性。尤其在高層建筑逐漸成為建筑結(jié)構(gòu)的主流形式的今天，分析高層建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性對(duì)于我國(guó)建筑業(yè)的發(fā)展是很有意義的。
建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性是指一項(xiàng)建筑工程項(xiàng)目在以最低的成本投入下，獲得最大的效用。其主要體現(xiàn)在建筑材料、空間設(shè)計(jì)、施工方法、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)置以及能源資源的利用這幾個(gè)方面。例如在關(guān)于建筑材料的設(shè)計(jì)中，除了強(qiáng)調(diào)改進(jìn)建筑材料保溫性、改善建筑體形系數(shù)、提高建筑材料的氣密性等一系列節(jié)能降耗措施，還要利用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的靈活性，最大程度的減少材料的使用量來(lái)達(dá)到預(yù)期效果。在建筑空間組織、利用的高效化方面，除了要堅(jiān)持對(duì)平面面積的充分利用，還要注重三維空間的挖掘。比如在圖書(shū)館設(shè)計(jì)中提出了“模塊式”圖書(shū)館的創(chuàng)作思路，將圖書(shū)館劃分成不同的功能模塊，采用不同的層高、柱網(wǎng)，進(jìn)行類比布局。這樣可以減少“三統(tǒng)一”標(biāo)準(zhǔn)空間所造成的浪費(fèi)，充分發(fā)揮空間效益。或者在空間住宅的設(shè)計(jì)中則對(duì)廚房、廁所的上區(qū)、臥室上下等潛在空間進(jìn)行了有效的利用。將每戶主、次二個(gè)開(kāi)間設(shè)置為不同層高，對(duì)應(yīng)于不同的功能使用要求，大大提高了住宅空間的使用效益和經(jīng)濟(jì)性。
高層建筑的使用緩解了城市土地使用緊張的情況，大大提高了建筑物的容積和使用效果。高層建筑物工程龐大，技術(shù)復(fù)雜，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理與否直接影響到建筑物本身的安全性能，所以在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮四個(gè)方面的影響因素：高層建筑的抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；高層建筑的消防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；高層建筑的建設(shè)成本要科學(xué)合理。
1.1抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
高層建筑由于層高的原因，對(duì)風(fēng)具有阻斷和干擾的作用，使得氣流轉(zhuǎn)從高層建筑的周邊行進(jìn)，被改變后的氣流會(huì)產(chǎn)生使高層建筑振動(dòng)的強(qiáng)大力量，使高層建筑遭受破壞甚至開(kāi)裂。針對(duì)這一問(wèn)題，首先必須把高層建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)好，俗話說(shuō)“萬(wàn)丈高樓平地起”，可見(jiàn)基礎(chǔ)打好了，才能更好的提高建筑整體承受力。基地采用級(jí)配等級(jí)較高的砂石，保證回填料的整體密實(shí)度，防止不均衡的水平作用力威脅整個(gè)地基結(jié)構(gòu)，造成傾覆的威脅，同時(shí)在建筑物基礎(chǔ)受力層的底部設(shè)置抗拔錨桿，通過(guò)對(duì)桿體安裝、注漿和錨桿鉆孔等動(dòng)作，提高建筑基礎(chǔ)的抗拔強(qiáng)度。
1.2抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
地球地殼板塊活動(dòng)異常，抗震結(jié)構(gòu)的考慮始終是高層建筑的薄弱點(diǎn)，高層建筑工程龐大結(jié)構(gòu)復(fù)雜，地震發(fā)生時(shí)可能的后果無(wú)法準(zhǔn)確估算，外加設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中未能綜合考慮相關(guān)地震的破壞原理，使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在抗震方面缺乏靈活性。地震發(fā)生時(shí)地基出現(xiàn)不同的沉降現(xiàn)象，這是導(dǎo)致系列建筑物被損毀的直接原因，所以合理設(shè)置抗側(cè)力構(gòu)件的位置，橫向和縱向通過(guò)提高抗側(cè)力構(gòu)件的強(qiáng)度，使高層建筑物結(jié)構(gòu)處于平面布置規(guī)則對(duì)稱的狀態(tài)，側(cè)向剛度沿豎向宜均勻變化，從而達(dá)到一定的抗震效果；設(shè)計(jì)過(guò)程中，使用混凝土剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以有效提高抗側(cè)力結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承重能力，使得建筑物整體的重量更好的分散和延續(xù)開(kāi)來(lái)，有效提高抗震效果。
1.3消防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
高層建筑是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，為了滿足各種功能需求，施工過(guò)程中需要使用各種功能不同的建筑材料，并且很多材料是可燃的，無(wú)疑增加了火災(zāi)發(fā)生的概率。外加高層建筑空氣對(duì)流性強(qiáng)，高空段風(fēng)力比較強(qiáng)大，如果不幸發(fā)生火災(zāi)，無(wú)疑為火勢(shì)的迅速蔓延提供了條件。所以高層建筑的消防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要有科學(xué)性、人性化，切實(shí)保障住房使用者的生命財(cái)產(chǎn)安全。設(shè)計(jì)過(guò)程中必須全面考慮防火間距的設(shè)計(jì)、安全疏散功能結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及阻礙火勢(shì)蔓延的分隔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，堅(jiān)持以防為主，消防應(yīng)急處理為輔的設(shè)計(jì)理念。
1.4工程造價(jià)
高層建筑地基設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接影響著基礎(chǔ)的類型選擇和工程的造價(jià)。如何在確保地基質(zhì)量符合建筑規(guī)范要求的同時(shí)，又設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)效益最大的高層建筑基礎(chǔ)呢？這就需要建筑設(shè)計(jì)者綜合考慮工程的相關(guān)影響因素，設(shè)計(jì)前依據(jù)地質(zhì)勘探報(bào)告對(duì)工程地質(zhì)的情況充分了解，結(jié)合“整片筏基”與“板式筏基+獨(dú)立柱基”兩組方式的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)最經(jīng)濟(jì)合理的地基量；除此之外，對(duì)于高層建筑整體使用的工程材料，都要做好全面的市場(chǎng)調(diào)查，找到質(zhì)量、性能都相對(duì)較高的替代材料，同時(shí)價(jià)格又非常的經(jīng)濟(jì)；工程建設(shè)過(guò)程中，杜絕材料采購(gòu)過(guò)程中出現(xiàn)的嚴(yán)重價(jià)格差現(xiàn)象，確保每一分工程款都用在實(shí)處。
2高層建筑結(jié)構(gòu)的相關(guān)設(shè)計(jì)原則
2.1高層建筑過(guò)程中基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)原則
地基設(shè)計(jì)是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前提工作，隨著城市人口不斷增加，為提高土地使用率，高層建筑不斷涌現(xiàn)，車庫(kù)、人防設(shè)施、地下室等不要不斷的增加，通過(guò)確定基礎(chǔ)底板的埋置深度以及建筑工程的巖土特征，來(lái)選定工程的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。并且盡量選取天然的筏板基礎(chǔ)。因?yàn)榛A(chǔ)的設(shè)計(jì)工作包含基礎(chǔ)的類型設(shè)計(jì)以及對(duì)地基的處理工作，地基類型的選擇要考慮到建筑物上部結(jié)構(gòu)的荷載、地基的承載力以及整體的工程造價(jià)等相關(guān)因素。如果在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過(guò)程中天然筏板基礎(chǔ)的沉降量計(jì)算過(guò)大，那么天然地基筏板就無(wú)法得到很好的應(yīng)用，無(wú)疑增加成本，造成不必要的浪費(fèi)。所以在高層建筑地基的設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要詳細(xì)研究地質(zhì)勘探報(bào)告，要充分考慮筏板的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、承載力和變形組成情況等，結(jié)合地區(qū)的相關(guān)地質(zhì)條件對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。
2.2剪力墻設(shè)置原則
前文提到過(guò)剪力墻在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要作用，高層建筑中剪力墻的位置設(shè)置及其數(shù)量要求也是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則中的重要考慮因素。現(xiàn)有的相關(guān)建筑規(guī)劃中，主要描述的都是短肢剪力墻，而短肢剪力墻在實(shí)際使用過(guò)程中受到很多因素的影響，所以具體設(shè)計(jì)過(guò)程中設(shè)計(jì)人員都會(huì)盡量避免使用這種墻體結(jié)構(gòu)，從而避免了后續(xù)相關(guān)問(wèn)題的產(chǎn)生。在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員不能死板照搬規(guī)劃，認(rèn)為剪力墻只能設(shè)置在建筑物兩端，要依據(jù)實(shí)際情況靈活變通，在建筑的縱向中軸線上也應(yīng)該增加剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，同時(shí)調(diào)整該結(jié)構(gòu)墻的中心位置，合理控制好厚度和截面，以便建筑物的側(cè)向位移能保持在可允許的范圍之內(nèi)。
3筏板設(shè)計(jì)的綜合設(shè)計(jì)原則
高層建筑結(jié)構(gòu)筏板基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)過(guò)程需要考慮很多的影響因素，還要結(jié)合具體施工造價(jià)情況對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行合理有效的調(diào)整。具體設(shè)計(jì)過(guò)程中可以通過(guò)比較“整片筏基”與“板式筏基+獨(dú)立柱基”兩組方式的工程造價(jià)，得出經(jīng)濟(jì)效益更加顯著的方案。如果地質(zhì)勘探的結(jié)果顯示地層分布不均勻，上部結(jié)構(gòu)荷載在筏板上分布不均勻，是筏板基礎(chǔ)各部分的沉降差異較明顯的話，那么就可以進(jìn)行以下調(diào)整：調(diào)整建筑地表以上結(jié)構(gòu)荷載或者調(diào)整網(wǎng)住間距，以達(dá)到減少基層壓力差的效果；調(diào)整筏板的形狀和面積，均衡壓力差；對(duì)底板的強(qiáng)度與剛度予以加強(qiáng)，并且在跨度較大的間柱體之間設(shè)置加強(qiáng)板或者暗梁，提高基礎(chǔ)筏板的整體抗壓性能。
4結(jié)束語(yǔ)
關(guān)鍵詞高層建筑，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)類型
中圖分類號(hào)：[TU208.3] 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
0 概述
近年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)國(guó)內(nèi)人口以及城市化進(jìn)程的不斷加快，導(dǎo)致城市人口數(shù)量激增，城市土地建設(shè)資源日趨緊張。為了滿足不斷膨脹的建筑需求，適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)高效率、快節(jié)奏的要求，建筑層數(shù)在不斷增加，高層建筑群也猶如雨后春筍一般。高層建筑的結(jié)構(gòu)形式不斷創(chuàng)新，一系列新興結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案迅猛呈現(xiàn)。同時(shí)其結(jié)構(gòu)體系也越來(lái)越復(fù)雜，建筑的使用功能等趨于多樣化。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)系到整個(gè)建筑的經(jīng)濟(jì)性與安全性，也決定了建筑的感官特點(diǎn)，成為高層建筑設(shè)計(jì)的重中之重。
因此，我們只有掌握了建筑結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)，才能更好使設(shè)計(jì)達(dá)到最理想標(biāo)準(zhǔn)。本文就高層建筑結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系類型以及高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明，對(duì)高層結(jié)構(gòu)選型、建筑基礎(chǔ)、變形縫的設(shè)置以及剪力墻的構(gòu)造等相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行初步分析，為實(shí)際高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供一定參考。
1 高層建筑的結(jié)構(gòu)類型及特點(diǎn)
目前，世界各國(guó)對(duì)高層建筑的高度標(biāo)準(zhǔn)還未形成統(tǒng)一的規(guī)定。我國(guó)《民用建筑設(shè)計(jì)通則》（GB50352-2005）將10 層及 10 層以上的建筑與高度超過(guò) 24m 的公共建筑和綜合性建筑稱為高層建筑。隨著高層建筑迅速發(fā)展，結(jié)構(gòu)形式不斷豐富。，目前主要結(jié)構(gòu)形式及特點(diǎn)如下：
（1）框架結(jié)構(gòu)
框架結(jié)構(gòu)是高層建筑最初采用的結(jié)構(gòu)類型。結(jié)構(gòu)體系由梁和柱以剛接或者鉸接相連接而成。由梁柱組成的單元抵抗建筑所承受的水平、豎向荷載，屬于一種平面受力體系。框架結(jié)構(gòu)體系可以構(gòu)建靈活的建筑空間，但由于框架梁柱截面較小，在抗震方面表現(xiàn)較差，主要應(yīng)用于對(duì)于抗震設(shè)防要求低、高度較小的建筑。
（2）剪力墻結(jié)構(gòu)
剪力墻結(jié)構(gòu)是用鋼筋混凝土墻承受豎向和側(cè)向力的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系。由于豎向的鋼筋混凝土墻板具有很好的整體性及側(cè)向穩(wěn)定性，可以適用于較高建筑。剪力墻結(jié)構(gòu)的受力體系為剪力墻，要滿足間距的要求，限制了建筑的空間靈活性。
（3）框剪結(jié)構(gòu)
框剪結(jié)構(gòu)是框架于剪力墻結(jié)構(gòu)的融合體，在一定程度上彌補(bǔ)了框架結(jié)構(gòu)受力性能差和剪力墻結(jié)構(gòu)空間布置不夠靈活的缺點(diǎn)。目前在我國(guó)的較高層建筑中得到了廣泛應(yīng)用。
（4 ）筒體結(jié)構(gòu)
筒體結(jié)構(gòu)由豎向筒體承受豎向、和水平荷載的結(jié)構(gòu)體系，是框架和剪力墻體系的演變體。框架或剪刀墻所圍成的筒狀封閉體系在受力方面具有更強(qiáng)的優(yōu)越性，使建筑的高度進(jìn)一步得到增大。
（5）其它巨型結(jié)構(gòu)和組合結(jié)構(gòu)
為了滿足建筑高度的不斷提高和建筑使用功能的要求，特巨型結(jié)構(gòu)( 巨型梁 巨型柱和巨型支撐)被研究應(yīng)用。另外，隨著建筑體系的不斷完善，不同結(jié)構(gòu)形式相互融合取長(zhǎng)補(bǔ)短，形成了基本結(jié)構(gòu)體系的組合結(jié)構(gòu)體系，如框架-核心筒結(jié)構(gòu)等。
2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
從所受荷載角度而言多層結(jié)構(gòu)與高層結(jié)構(gòu)沒(méi)有分別，但是由于高層結(jié)構(gòu)體系的復(fù)雜性，構(gòu)造特性有其獨(dú)特的特點(diǎn)，從而其設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)方法側(cè)重點(diǎn)等也不相同。
2.1 水平荷載是設(shè)計(jì)關(guān)鍵因素
豎向力與建筑高度成線性比例關(guān)系，而水平荷載對(duì)建筑產(chǎn)生的傾覆彎矩卻成級(jí)數(shù)增長(zhǎng)。高層建筑高度較大，風(fēng)荷載和地震作用所產(chǎn)生的水平荷載，將會(huì)引起建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力的激增，并造成建筑整移很大。這就要求構(gòu)件具有更高的承受荷載的能力。結(jié)構(gòu)形式不同，建筑自身的結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性等也有很大變化。因此，隨著高度的增加，水平荷載將成為控制因素。
2.2 考慮軸向變形的影響
建筑高度越大產(chǎn)生的豎向荷載越大，作為豎向荷載的受力構(gòu)件，柱子會(huì)發(fā)生較大的豎向變形。而梁柱做為受力體系，變形的發(fā)生會(huì)造成內(nèi)力的重分布。連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值減小，跨中正彎矩和端支座負(fù)彎矩值增大，這種影響同時(shí)會(huì)使梁的長(zhǎng)度發(fā)生變化。因此在進(jìn)行構(gòu)件截面以及預(yù)制構(gòu)件尺寸設(shè)計(jì)時(shí)，如果忽略軸向變形的影響將會(huì)偏于危險(xiǎn)。
2.3 側(cè)移成為設(shè)計(jì)的控制指標(biāo)
建筑樓層較少時(shí)，總體移動(dòng)較小。而當(dāng)建筑高度達(dá)到一定程度，結(jié)構(gòu)的整體剛度降低，在水平荷載的影響下，整體會(huì)產(chǎn)生很大側(cè)移，這會(huì)大大影響人們的使用舒適感。另外，由于建筑側(cè)移所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)內(nèi)力會(huì)使建筑產(chǎn)生裂縫以及結(jié)構(gòu)損傷。因而，應(yīng)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中藥對(duì)結(jié)構(gòu)的側(cè)移進(jìn)行控制。
2.4 結(jié)構(gòu)延性是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要指標(biāo)
在豎向長(zhǎng)度的增加造成高層建筑柔度大，在相同的荷載作用下，其水平和豎向變形都將不可忽視。為了避免結(jié)構(gòu)在遭受高強(qiáng)荷載作用時(shí)，由于變形較大而發(fā)生倒塌，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)采取合理的構(gòu)造措施，使塑性階段后期建筑仍能承受較強(qiáng)的延性。
3. 高層建筑設(shè)計(jì)相關(guān)問(wèn)題分析
高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)，需要根據(jù)建筑所處的場(chǎng)地類型、所受荷載以及水文地質(zhì)等工程狀況，合理選用建筑形式、基礎(chǔ)類型以及變形縫設(shè)置等進(jìn)行研究，以確定合理可行且經(jīng)濟(jì)的方案。
3.1 結(jié)構(gòu)選型
結(jié)構(gòu)體系是抵抗豎向荷載和水平荷載時(shí)的傳力途徑及構(gòu)件的組成方式。不同結(jié)構(gòu)形式具有不同的結(jié)構(gòu)體系已經(jīng)做上一節(jié)做了簡(jiǎn)要介紹，根據(jù)不同使用要求，應(yīng)該選用不同的建筑結(jié)構(gòu)體系。
在高層建筑選型方面有幾個(gè)問(wèn)題需要認(rèn)真考慮：（1）結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問(wèn)題 結(jié)構(gòu)是否規(guī)則對(duì)結(jié)構(gòu)受力有很大影響，我國(guó)建筑規(guī)范中對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性做了明確的規(guī)定；（2）結(jié)構(gòu)高度問(wèn)題 建筑造價(jià)會(huì)隨著高度的增加而非線性增長(zhǎng)，且對(duì)工程工期、造價(jià)等整體規(guī)劃的影響相當(dāng)大。另外需要考慮嵌固端的設(shè)置等問(wèn)題。結(jié)構(gòu)形式選擇涉及到整個(gè)建筑的受力體系是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的首要考慮及決策重點(diǎn)。
3.2 基礎(chǔ)選型
地基基礎(chǔ)是上部結(jié)構(gòu)直接承載體，承擔(dān)著將上部荷載傳遞到地層內(nèi)部的作用。高層建筑的基礎(chǔ)類型有很多種，按基礎(chǔ)的構(gòu)造形式可分為條形基礎(chǔ)、獨(dú)立基礎(chǔ)、滿堂基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)。基礎(chǔ)類型的選擇不僅與建筑高度、工程地質(zhì)條件相關(guān)，還受到施工技術(shù)和工程投資方面的影響。
因此，地基基礎(chǔ)形式選取要對(duì)以下幾點(diǎn)進(jìn)行考慮：（1）上部結(jié)構(gòu)高度 上部結(jié)構(gòu)的高度與建筑的自重荷載緊密相關(guān)，當(dāng)建筑體型及高度較大時(shí)對(duì)基礎(chǔ)的承載力和剛度等多方面要求相應(yīng)提高；（2）上部結(jié)構(gòu)形式 不同結(jié)構(gòu)形式所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)變形響應(yīng)不同，引起不同區(qū)域地基變形程度出現(xiàn)差異，上部結(jié)構(gòu)對(duì)地基不均勻變形越敏感，就越應(yīng)盡可能提高基礎(chǔ)的總體剛度。
綜上所述，基礎(chǔ)型式的選用應(yīng)進(jìn)行必要的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方案比較，合理選用相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案。
3.3 變形縫設(shè)置
當(dāng)建筑體型到達(dá)一定程度就會(huì)產(chǎn)生不均勻沉降以及受到溫度影響變形量不可忽略等問(wèn)題，這時(shí)需要在高層建筑內(nèi)部設(shè)置多種變形縫來(lái)避免建筑整體遭受破壞。主要需要進(jìn)行設(shè)置的變形縫有：沉降縫、伸縮縫、防震縫等。
4. 結(jié)語(yǔ)
隨著現(xiàn)代化建筑事業(yè)的發(fā)展，高層建筑應(yīng)用普及型越來(lái)越廣。現(xiàn)代高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)綜合性技術(shù)工作，只有綜合考慮高層建筑的安全性，經(jīng)濟(jì)性和合理性，才能實(shí)現(xiàn)高層建筑設(shè)計(jì)的完美設(shè)計(jì)。作為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員必須不斷的提升專業(yè)技能，才能為祖國(guó)的建筑事業(yè)貢獻(xiàn)個(gè)人一份薄力。
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關(guān)鍵詞：建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；概念設(shè)計(jì)
Abstract: With the development of China's economy, building structure design has been continuous progress and improvement. Conceptual design is gradually transformed from the economic field to field of building structure design, and achieved certain results. In this paper, combined with the actual work, and discusses the principle conceptual design of building structure design and application, for reference.
Keywords: building; structure design; conceptual design
中圖分類號(hào)：TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：文章編號(hào)
一、概念設(shè)計(jì)的內(nèi)涵
概念設(shè)計(jì)是相對(duì)于建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中難以計(jì)算和難以確定的一些工程和項(xiàng)目而言的，強(qiáng)調(diào)的是通過(guò)簡(jiǎn)單、合理、實(shí)用的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì)和實(shí)施，以達(dá)到分析整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)各程序間的力學(xué)關(guān)系，形成有效處理結(jié)構(gòu)破壞原理、工程設(shè)計(jì)以及地震等因素的最終目的。概念設(shè)計(jì)不僅簡(jiǎn)單易行，還具有節(jié)約成本，提高設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量的作用。另外，隨著我國(guó)對(duì)建筑設(shè)計(jì)的不斷重視，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的舊觀念已不再適合當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展趨勢(shì)，取而代之的是新型的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)新意。建筑設(shè)計(jì)師也將優(yōu)化設(shè)計(jì)思路，轉(zhuǎn)變?cè)O(shè)計(jì)想法作為當(dāng)今建筑設(shè)計(jì)的新方向。概念設(shè)計(jì)正是在這種大的背景下應(yīng)運(yùn)而生。
概念設(shè)計(jì)是站在宏觀的角度上對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效控制和掌握，主要分為兩個(gè)方面：①?gòu)暮暧^的角度對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的整體性進(jìn)行分析，并著重考慮整體結(jié)構(gòu)與分支結(jié)構(gòu)的融合程度、適應(yīng)程度以及匹配程度，達(dá)到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的和諧、統(tǒng)一。②概念設(shè)計(jì)是站在理論的基礎(chǔ)上對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的各方面進(jìn)行合理得分析和統(tǒng)計(jì)，推測(cè)出可能出現(xiàn)的后果以及影響。針對(duì)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)中難以做出計(jì)算和測(cè)量的問(wèn)題，依據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)劃中的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行重新審核和規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化。因此，我們可以總結(jié)出概念設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之處就在于對(duì)于概念的理解。概念是建立在宏觀、理論的基石下，合理、準(zhǔn)確、適當(dāng)?shù)脤?duì)建筑結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)的問(wèn)題和難點(diǎn)做出預(yù)測(cè)，并為整體建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供有效的設(shè)計(jì)方案。
二、建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的原則
2.1全面考慮原則。結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)時(shí)，首先根據(jù)建筑的要求，保證結(jié)構(gòu)方案的合理化。結(jié)構(gòu)選擇時(shí)應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)毓逃械淖匀粭l件和人文條件（如氣候、文化背景、地質(zhì)條件等）、地表結(jié)構(gòu)類型及荷載情況、相鄰建筑物的影響、施工條件限制等多種因素進(jìn)行綜合分析，最后提出合理的方案。
2.2使用科學(xué)的計(jì)算簡(jiǎn)圖。對(duì)簡(jiǎn)圖進(jìn)行計(jì)算是結(jié)構(gòu)計(jì)算中的基礎(chǔ)，選擇恰當(dāng)?shù)挠?jì)算簡(jiǎn)圖是保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全的重要條件。計(jì)算簡(jiǎn)圖應(yīng)有相應(yīng)的構(gòu)造措施來(lái)保證，建筑結(jié)構(gòu)實(shí)際的節(jié)點(diǎn)不可能是純粹的鋼節(jié)點(diǎn)或者是鉸接，但是其存在的誤差必須嚴(yán)格限定在設(shè)計(jì)允許范圍之內(nèi)。
2.3功能協(xié)調(diào)原則。結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡可能做到建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備和施工手段的功能協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)各個(gè)構(gòu)件的受力相互協(xié)調(diào)，共同承擔(dān)自重及外部荷載，從而取得盡可能大的效能和效益。例如，在結(jié)構(gòu)和建筑功能協(xié)調(diào)方面，要做到建筑體型和結(jié)構(gòu)體系相協(xié)調(diào)，建筑使用和結(jié)構(gòu)布置相結(jié)合等。從結(jié)構(gòu)受力和變形分析看，要盡可能利用結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性、變形的連續(xù)性和協(xié)調(diào)性。
2.4優(yōu)化選型原則。結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)歸根到底是確定主體結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)布置，優(yōu)化結(jié)構(gòu)體系的前提是掌握各類基本構(gòu)件的特征，根據(jù)環(huán)境、使用、建筑和荷載實(shí)況優(yōu)化選擇合適的基本構(gòu)件，擇優(yōu)選用抗震和抗風(fēng)性能好且經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)體系。優(yōu)化結(jié)構(gòu)布置是在滿足使用要求和建筑意向的前提下優(yōu)化主要受力構(gòu)件的布置，重要的原則是平立面宜規(guī)則、對(duì)稱，具有良好的整體性，要保證構(gòu)件既有必要的抗震承載力與剛度，又擁有良好的承受非彈性變形的能力。
三、結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的具體運(yùn)用
3.1結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)在建筑平面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。在高層建筑設(shè)計(jì)中，水平荷載作用下的建筑結(jié)構(gòu)側(cè)移成為了高層建筑設(shè)計(jì)的難題。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要運(yùn)用結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)原則，既要考慮到滿足相關(guān)的要求，又要選擇更好的抗側(cè)力體系。在建筑物選擇平面結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)該選用風(fēng)壓較小的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，還要綜合分析所建建筑物周圍的建筑物，了解分析周圍建筑物對(duì)所建建筑物風(fēng)壓布局的影響。還要考慮建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要增強(qiáng)建筑物的抵抗能力和豎向的荷載。并且，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員還要運(yùn)用概念設(shè)計(jì)，考慮到建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力，在平面設(shè)計(jì)時(shí)，要力求使建筑的平面結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單規(guī)則。在結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)中，如何選擇既能夠滿足建筑結(jié)構(gòu)側(cè)向的移動(dòng)距離，又不出現(xiàn)危險(xiǎn)、使建筑結(jié)構(gòu)能承受更多的側(cè)壓力的建筑結(jié)構(gòu)模式，是目前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師所面臨的最大難題。建筑平面結(jié)構(gòu)要做到簡(jiǎn)單規(guī)則，考慮到風(fēng)所帶來(lái)一定的影響，可以根據(jù)具體情況，適當(dāng)放寬建筑平面的結(jié)構(gòu)，因?yàn)榻ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一旦發(fā)生整體彎曲變形，還可以有補(bǔ)救措施。
3.2概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑剖面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。在建筑工程人員進(jìn)行建筑的剖面設(shè)計(jì)時(shí)，要做好豎向的傳力體系設(shè)計(jì)，控制好建筑物的高度比，使高層建筑物的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)剛度由基礎(chǔ)向建筑物的頂層逐漸過(guò)渡，避免出現(xiàn)建筑物豎向上剛度出現(xiàn)突變而消弱高層建筑物水平荷載能力的現(xiàn)象。當(dāng)建筑物豎向的剛度變化特別大時(shí)或在高層建筑物的結(jié)構(gòu)布局發(fā)生變化時(shí)，要設(shè)置結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換層，以確保高層建筑的穩(wěn)定性。在給高層建筑設(shè)置錨固深度時(shí)，要結(jié)合高層建筑物設(shè)備用房和地下停車場(chǎng)的需要，設(shè)置一層或幾層地下空間，提高高層建筑的抗震能力和抗傾覆能力。
在進(jìn)行建筑物豎向形體設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)概念設(shè)計(jì)原則，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員可以選用截錐形、上窄下寬形和新月形的豎向形體設(shè)計(jì)形式。截錐形是指采用從下而上分段逐步減小樓層面積的階梯狀形體，這樣能大大地增加房屋的剛度，此外，采用這種形體的建筑頂部樓面比建筑底部要小，有利于建筑的抗風(fēng)和抗震作用。當(dāng)采用上窄下寬形時(shí)，建筑物隨著高度的增加，樓身不斷變細(xì)，這樣可以大大減少建筑物高層所承受的風(fēng)力，降低樓體重心，增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。這種形式常見(jiàn)的有上削楔形體和退縮體，這些結(jié)構(gòu)都有很好的抗風(fēng)、抗震功能。當(dāng)建筑設(shè)計(jì)人員采用新月形設(shè)計(jì)時(shí)，建筑物就像一個(gè)豎向的懸臂殼體，能有效地增加側(cè)向力剛度。它的作用就像波形的屋面殼體，能抵抗重力荷載，通過(guò)一個(gè)殼和一個(gè)框架承受。這種形式的建筑物能夠有效地抵抗對(duì)稱作用和建筑物的側(cè)向力。
3.3結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的作用。根據(jù)建筑物的不同地理位置和結(jié)構(gòu)形式，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)原則選擇使用樁基基礎(chǔ)、箱型基礎(chǔ)和筏形基礎(chǔ)。當(dāng)遇到地基土質(zhì)較軟的情況時(shí)，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員一定要考慮到運(yùn)用人工的方法增強(qiáng)地基的承載能力。建筑工程人員可以采用樁基結(jié)構(gòu)，用預(yù)制的鋼筋混凝土土樁、混凝土灌注樁和鋼管樁，將荷載直接傳到地基下部堅(jiān)實(shí)的持力層。在運(yùn)用箱型基礎(chǔ)時(shí)，建筑物的荷載力能夠均勻地傳給地基，抵抗地基的不均勻沉降，和周圍的土體共同協(xié)作，增強(qiáng)建筑物的抗震和抗風(fēng)能力。當(dāng)采用筏形基礎(chǔ)時(shí)，建筑物的上部結(jié)構(gòu)荷載較大，地基的承載力較低。采用這種結(jié)構(gòu)可以有效分散建筑物上部的荷載力，增加地基的承載力，防止地基產(chǎn)生不均勻沉降。
四、結(jié)束語(yǔ)
概念設(shè)計(jì)作為展現(xiàn)設(shè)計(jì)理念，強(qiáng)化設(shè)計(jì)意識(shí)，增強(qiáng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性、提高設(shè)計(jì)精確度的重要標(biāo)準(zhǔn)，在整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中起著不可替代的作用。在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員一定要結(jié)合各方面寶貴的經(jīng)驗(yàn)將結(jié)構(gòu)概念運(yùn)用的恰到好處，從而保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不斷發(fā)展，提高建筑行業(yè)的水平，使得建筑物的質(zhì)量和安全性得到有效的保證。
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關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)措施；應(yīng)用
中圖分類號(hào)： TU3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
引言：
概念設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)措施在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，能夠優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高結(jié)構(gòu)承載力和穩(wěn)定性，使其壽命達(dá)到甚至超過(guò)設(shè)計(jì)使用年限，并且建筑結(jié)構(gòu)能夠與周圍環(huán)境有機(jī)的融合。
一、概念設(shè)計(jì)與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之間的關(guān)系探討
概念設(shè)計(jì)是指以設(shè)計(jì)師的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)進(jìn)行的定性設(shè)計(jì)，而結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是根據(jù)概念設(shè)計(jì)的要求及力學(xué)等定量設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的一個(gè)逆向過(guò)程，其中，定量設(shè)計(jì)主要包括建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)力、配筋數(shù)量及結(jié)構(gòu)變形等參數(shù)。若概念設(shè)計(jì)不合理，將會(huì)影響整個(gè)建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，由于概念設(shè)計(jì)是體現(xiàn)出設(shè)計(jì)師的一種先進(jìn)設(shè)計(jì)思想，因此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師需要根據(jù)建筑的整個(gè)概念進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并對(duì)構(gòu)件與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系進(jìn)行協(xié)同處理。所以，概念設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩者之間的關(guān)系是相輔相成的。
二、建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用
作為一種新的設(shè)計(jì)方法，建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)既符合理論，又結(jié)合實(shí)際彌補(bǔ)了理論的不足，設(shè)計(jì)人員從工程經(jīng)驗(yàn)與理論知識(shí)相結(jié)合的角度，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行概念性的分析和比較，從而形成經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計(jì)方案。
（一）抗震設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)
地震是一種常見(jiàn)的自然災(zāi)害，具有突發(fā)性和嚴(yán)重破壞性的特點(diǎn)，一旦發(fā)生，將危及人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。地震學(xué)的研究表明，現(xiàn)在尚不能準(zhǔn)確檢測(cè)到地震發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)及強(qiáng)度。由于在地震時(shí)建筑結(jié)構(gòu)受力的復(fù)雜性與不確定性，再加上計(jì)算軟件的機(jī)械性與局限性，抗震設(shè)計(jì)中的計(jì)算數(shù)據(jù)可能與實(shí)際情況大相徑庭。所以，在日常的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，其計(jì)算結(jié)果僅能作為參考，而不能保證結(jié)構(gòu)的安全可靠性，存在很大的安全隱患。在這種情況下，為了保證建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能只能借助于結(jié)構(gòu)抗震的概念設(shè)計(jì)。抗震概念設(shè)計(jì)是根據(jù)結(jié)構(gòu)地震破壞形態(tài)以及以往的工程經(jīng)驗(yàn)而逐步形成的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想，從宏觀的角度強(qiáng)化抗震結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)建筑選址、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)選型、構(gòu)件連接等環(huán)節(jié)的綜合考慮，科學(xué)分析軟件計(jì)算結(jié)果，創(chuàng)造有利的抗震條件，從而有效控制結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，達(dá)到抗震的效果。總之，就結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的重要性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于數(shù)值計(jì)算。
為使建筑具有良好的抗震性能，在伉震概念設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意以下問(wèn)題。一是場(chǎng)地和地基的選擇。地基是否牢靠直接關(guān)系到建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力。地基分為天然地基和人工地基，在地質(zhì)條件較好、具有較強(qiáng)的承載力時(shí)使用天然地基，可以擁有較好的抗震效果，否則采用人工地基。二是結(jié)構(gòu)構(gòu)件傳遞地震力的合理性。應(yīng)選擇合理的結(jié)構(gòu)體系，使結(jié)構(gòu)受力明確、傳力簡(jiǎn)潔，避免結(jié)構(gòu)體系受力復(fù)雜，同時(shí)設(shè)置多道抗震防線，以保障建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。三是建筑的外觀設(shè)計(jì)，要求建筑外形簡(jiǎn)單、對(duì)稱，要求建筑結(jié)構(gòu)規(guī)則，確保建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度沿結(jié)構(gòu)分布的均勻性和對(duì)稱性。四是建筑結(jié)構(gòu)的整體性。結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的連接要可靠，以保證連接部位具有一定的強(qiáng)度和變形能力，使結(jié)構(gòu)具有穩(wěn)定的抗震性;對(duì)于非結(jié)構(gòu)構(gòu)件，在利用其對(duì)整體結(jié)構(gòu)有利影響的同時(shí)，避免由于不合理的設(shè)置而引起的不利作用。同時(shí)，還要注意結(jié)構(gòu)的空間整體性，以保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。五是剛?cè)嵯酀?jì)的原則。要求在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中統(tǒng)籌考慮結(jié)構(gòu)的剛度和韌性，剛?cè)嵯酀?jì)，在滿足變形要求的同時(shí)，提高結(jié)構(gòu)抗震性能。
（二）高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)
城市化進(jìn)程的加快使得高層建筑結(jié)構(gòu)如雨后春筍般迅速發(fā)展，同時(shí)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的日益復(fù)雜，設(shè)計(jì)人員需要以更多的主觀分析來(lái)判斷結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)合理性，由此可見(jiàn)，概念設(shè)計(jì)在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要性。在對(duì)高層建筑進(jìn)行概念設(shè)計(jì)時(shí)需要注意以下問(wèn)題。其一，選擇剛?cè)嵯酀?jì)的結(jié)構(gòu)。相對(duì)于低層建筑物，高層建筑具有自重大、受氣流影響大等問(wèn)題，需要設(shè)計(jì)人員通過(guò)概念設(shè)計(jì)，選擇剛?cè)嵯酀?jì)的結(jié)構(gòu)，保障結(jié)構(gòu)的剛度和韌性，同時(shí)宏觀把控結(jié)構(gòu)的水平荷載。其二，選擇合理的結(jié)構(gòu)體系。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，水平荷載的影響遠(yuǎn)大于垂直荷載的影響，水平荷載是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制因素，所以抗側(cè)立機(jī)構(gòu)的選擇至關(guān)重要，同時(shí)，也要綜合考慮建筑的功能和高度。其三，選擇合理的結(jié)構(gòu)布置。高層建筑結(jié)構(gòu)布置的合理與否，直接影響到建筑物的正常使用，也直接影響到造價(jià)的高低以及工程量的大小，如果結(jié)構(gòu)布置不合理，不僅增加了造價(jià)和工程量，而且還會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的安全隱患。所以，一定要選擇合理的結(jié)構(gòu)布置，確保結(jié)構(gòu)的整體性和整體穩(wěn)定性，要求結(jié)構(gòu)受力明確，抗側(cè)構(gòu)件力求均勻?qū)ΨQ，傳力簡(jiǎn)潔，避免局部出現(xiàn)薄弱部位。
三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
（一）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖的科學(xué)性
結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)首先要有科學(xué)專業(yè)的理論作為支撐，而且一般情況下利用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖對(duì)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的合理性進(jìn)行評(píng)估。在結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖的選擇上，要遵照安全和準(zhǔn)確的原則，選取合理的簡(jiǎn)圖。因?yàn)槿绻x取的簡(jiǎn)圖不夠科學(xué)，那么相應(yīng)的結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)也會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的錯(cuò)誤，甚至對(duì)工程的質(zhì)量問(wèn)題造成巨大的影響。所以說(shuō)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖在制作時(shí)應(yīng)該做到精確、科學(xué)，使出現(xiàn)的誤差也在可控范圍內(nèi)，應(yīng)該進(jìn)行嚴(yán)格的審查，保證簡(jiǎn)圖的質(zhì)量。
（二）結(jié)構(gòu)剛度科學(xué)化選取
建筑結(jié)構(gòu)在剛度的選擇上至關(guān)重要，而且在建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)中也必須遵守剛度的要求。結(jié)構(gòu)剛度可科學(xué)化選擇，是保證工程質(zhì)量的有效措施，還能夠?qū)Φ卣鸬葹?zāi)害起到危險(xiǎn)性降低的作用。與此同時(shí)，結(jié)構(gòu)剛度的科學(xué)化選取還能擴(kuò)大空間的占有率，使建筑平面的利用率等都能得到合理的利用。
（三）對(duì)計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確分析
隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，信息技術(shù)被廣泛的應(yīng)用，特別是在數(shù)字的計(jì)算等方面設(shè)計(jì)出種類繁瑣的計(jì)算軟件，可是各計(jì)算軟件在計(jì)算的結(jié)果上確實(shí)各不相同，讓使用者也不知道哪個(gè)是正確的，所以在工程的設(shè)計(jì)中計(jì)算工作經(jīng)常出現(xiàn)混亂。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，軟件的選擇很重要，應(yīng)該對(duì)各個(gè)軟件進(jìn)行系統(tǒng)化分析，根據(jù)工程的實(shí)際情況和設(shè)計(jì)的原理等，選擇適合的軟件，確保計(jì)算結(jié)果科學(xué)準(zhǔn)確。
（四）合理選擇建筑基礎(chǔ)
根據(jù)選擇好的建筑場(chǎng)地的地形特征和結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的選擇。如果是松軟的地質(zhì)且要建造高層建筑，天然的地基無(wú)法承受起荷載，需要采用樁地基，把建筑物的荷載傳遞到下面堅(jiān)實(shí)的持力層中;如果建筑場(chǎng)地土質(zhì)不均勻，為了改善不均勻沉降的問(wèn)題，從而增加建筑物的抗震抗災(zāi)能力，則可以選擇箱型基礎(chǔ);最后一種建筑基礎(chǔ)是筏型基礎(chǔ)，它整體的剛性大結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，可以解決建筑物上部的超荷載，還可以解決其壓力分布不均的問(wèn)題。
（五）合理選擇建筑主體的結(jié)構(gòu)體系
建筑主體是一個(gè)空間的結(jié)構(gòu)體系，目前我們?cè)诳臻g結(jié)構(gòu)體系整體研究中還有一定的局限性，在設(shè)計(jì)工程中用了許多假定和簡(jiǎn)化理論，作為結(jié)構(gòu)工程師我們更應(yīng)該通過(guò)強(qiáng)化概念設(shè)計(jì)，靈活運(yùn)用規(guī)范，運(yùn)用概念設(shè)計(jì)理論對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)體型與各基本分體系之間的力學(xué)關(guān)系有透徹的認(rèn)識(shí)，做到結(jié)構(gòu)體型布局合理，受力明確，抗震性能好。結(jié)合建筑平面工程對(duì)結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行合理的布置，通過(guò)調(diào)整結(jié)構(gòu)剛心、建筑物質(zhì)心及平面形心三者之間的距離使三者盡可能地靠近，以利于減小結(jié)構(gòu)體系的扭轉(zhuǎn)力，增強(qiáng)整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，提高結(jié)構(gòu)的抗震能力，同時(shí)也能節(jié)約工程造價(jià)。
四、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)措施
（一）協(xié)同工作概念與結(jié)構(gòu)體系
協(xié)同工作的概念在工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造中已經(jīng)有較為廣泛的使用，目的是將內(nèi)部結(jié)構(gòu)體系能夠高效的進(jìn)行優(yōu)化配合，實(shí)現(xiàn)其設(shè)計(jì)壽命。現(xiàn)階段，輕型鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用就是協(xié)同工作概念與結(jié)構(gòu)體系完美結(jié)合的案例。輕型鋼結(jié)構(gòu)以其質(zhì)輕、價(jià)低、施工進(jìn)度快、受施工環(huán)境影響較小、抗變形,抗震能力好等優(yōu)點(diǎn)在工業(yè)廠房中不斷得到應(yīng)用。由于輕型鋼結(jié)構(gòu)的抗拉強(qiáng)度比普通混凝土的強(qiáng)度要高出25倍左右，而且不產(chǎn)生裂縫，在建筑結(jié)構(gòu)中具有較好的結(jié)構(gòu)性。另外，鋼結(jié)構(gòu)具有較好的塑性變形特性，當(dāng)某種原因?qū)е缕渌Y(jié)構(gòu)斷裂時(shí)，同時(shí)發(fā)生在鋼結(jié)構(gòu)上則只是表現(xiàn)為塑性變形，而且變形具有緩沖期，能夠?yàn)榘踩冯x提供充足的時(shí)間保障。因此，在協(xié)同工作概念下輕型鋼結(jié)構(gòu)作用發(fā)揮出色。如某鋼結(jié)構(gòu)廠房，設(shè)計(jì)為門(mén)式輕型鋼結(jié)構(gòu)，總跨度為 36m，長(zhǎng)度為 100m，柱距18m，屋面坡度為1：15，設(shè)計(jì)使用年限50年，抗震設(shè)防烈度為八度。在應(yīng)用概念設(shè)計(jì)時(shí)，首先要明確門(mén)式輕型鋼結(jié)構(gòu)廠房各構(gòu)件的最大負(fù)荷，為了增加穩(wěn)定性需要設(shè)置支撐體系，保證廠房的使用壽命達(dá)到設(shè)計(jì)使用年限。單層廠房輕型鋼結(jié)構(gòu)一般由橫向鋼框架、屋蓋鋼結(jié)構(gòu)、支撐體系、吊車梁和制動(dòng)梁以及墻架等構(gòu)成。在某些單層廠房鋼結(jié)構(gòu)中，由于工藝操作上的要求，還可能設(shè)有工作平臺(tái)。然后，再對(duì)結(jié)構(gòu)受力進(jìn)行有效的分析，以保證同層各柱在相同的水平位移時(shí)，能同時(shí)達(dá)到最大承載能力。
（二）鋼混結(jié)構(gòu)
鋼管混凝土在當(dāng)下建筑施工中是時(shí)常應(yīng)用的，是一種將鋼材和混凝土進(jìn)行混合，達(dá)成充分發(fā)揮二者性能的新型模式，能夠讓剛度和建筑穩(wěn)定性有一定程度的提升。應(yīng)用鋼管和混凝土相結(jié)合主要應(yīng)用的原理有兩個(gè)方面可以體現(xiàn)。
1）外部鋼管能夠較好的對(duì)內(nèi)部混凝土有所約束，讓混凝土強(qiáng)度可以有所加大，對(duì)變形的幾率能夠有效減少。鋼筋混凝土中的結(jié)構(gòu)促使建筑物中的抗震能力不斷加強(qiáng)，合理的解決了高層底層柱軸壓比超限的問(wèn)題。
2）內(nèi)部混凝土能夠?qū)ν獠夸摴苡辛χ危摴芎蛢?nèi)部混凝土能夠有效結(jié)合，從而構(gòu)成具備一定優(yōu)勢(shì)的互補(bǔ)型效果，讓自身的優(yōu)勢(shì)都可以顯現(xiàn)出較好的補(bǔ)充，所存在的缺陷也能夠互相彌補(bǔ)，讓承載力有所加大，相互結(jié)合之后的承載力是兩者承載之和的18倍左右。
（三）懸索結(jié)構(gòu)
懸索結(jié)構(gòu)所用的全都是拉桿,這就使材料的利用率以及結(jié)構(gòu)的應(yīng)力水平都變得相當(dāng)高,可以充分的利用高強(qiáng)度的材料,還可以施加預(yù)應(yīng)力,同時(shí)也包括與懸索結(jié)構(gòu)相結(jié)合的一些結(jié)構(gòu)模式等,所以懸索結(jié)構(gòu)就比較適合應(yīng)用于跨度非常大的建筑結(jié)構(gòu)中。
五、結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，合理地處理構(gòu)件與結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系，不斷地加強(qiáng)結(jié)構(gòu)概念，深入、深刻地了解各類結(jié)構(gòu)的性能，并能有意識(shí)地、靈活地運(yùn)用它們，才能更好的促進(jìn)概念設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)措施在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的完美應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)：
[1] 楊迪珊.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總信息輔助確定與評(píng)價(jià)軟件[D].廈門(mén)大學(xué),2014.
關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；問(wèn)題；措施
中圖分類號(hào)：TU208文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
引言
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及城市化進(jìn)程的加快，高層建筑不斷增多，人們對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)注度也相應(yīng)的增加，高層建筑設(shè)計(jì)相對(duì)于一般的建筑結(jié)構(gòu)而言有很大的區(qū)別，其結(jié)構(gòu)和樣式比較復(fù)雜而且施工過(guò)程中的難度也相對(duì)較大，其中會(huì)存在一些問(wèn)題。
一 、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
（一）水平力是設(shè)計(jì)主要因素
在低層和多層房屋結(jié)構(gòu)中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。而在高層建筑中，盡管豎向荷載仍對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生重要影響，但水平荷載卻起著決定性作用。因?yàn)榻ㄖ灾睾蜆敲媸褂煤奢d在豎向構(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，僅與建筑高度的一次方成正比；而水平荷載對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩、以及由此在豎向構(gòu)件中所引起的軸力，是與建筑高度的兩次方成正比。另一方面，對(duì)一定高度建筑來(lái)說(shuō)，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震
作用，其數(shù)值是隨著結(jié)構(gòu)動(dòng)力性的不同而有較大的變化。
（二）側(cè)移成為控指標(biāo)
與低層或多層建筑不同，結(jié)構(gòu)側(cè)移已成為高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵因素。隨著建筑高度的增加，水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形迅速增大，與建筑高度H的4次方成正比（＝qH4/8EI）。
（三）抗震設(shè)計(jì)要求更高
有抗震設(shè)防的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，除要考慮正常使用時(shí)的豎向荷載、風(fēng)荷載外，還必須使結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能，做到小震不壞、大震不倒。
（四）減輕高層建筑自重比多層建筑更為重要
高層建筑減輕自重比多層建筑更有意義。從地基承載力或樁基承載力考慮，如果在同樣地基或樁基的情況下，減輕房屋自重意昧著不增加基礎(chǔ)造價(jià)和處理措施，可以多建層數(shù)，這在軟弱土層有突出的經(jīng)濟(jì)效益。
（五）軸向變形不容忽視
采用框架體系和框架――剪力墻體系的高層建筑中，框架中柱的軸壓應(yīng)力往往大于邊柱的軸壓應(yīng)力，中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。當(dāng)房屋很高時(shí)，此種軸向變形的差異將會(huì)達(dá)到較大的數(shù)值，其后果相當(dāng)于連續(xù)梁中間支座沉陷，從而使連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值減小，跨中正彎矩值和端支座負(fù)彎矩值增大。
（六）概念設(shè)計(jì)與理論計(jì)算同樣重要
抗震設(shè)計(jì)可以分為計(jì)算設(shè)計(jì)和概念設(shè)計(jì)兩部分。高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)計(jì)算是在一定的假想條件下進(jìn)行的，盡管分析手段不斷提高，分析的原則不斷完善，但由于地震作用的復(fù)雜性和不確定性，地基土影響的復(fù)雜性和結(jié)構(gòu)體系本身的復(fù)雜性，可能導(dǎo)致理論分析計(jì)算和實(shí)際情況相差數(shù)倍之多，尤其是當(dāng)結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性階段之后，會(huì)出現(xiàn)構(gòu)件局部開(kāi)裂甚至破壞，這時(shí)結(jié)構(gòu)已很難用常規(guī)的計(jì)算原理去進(jìn)行分析。
二 、高層建筑物建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則
（一）選擇適合的基礎(chǔ)
方案應(yīng)該根據(jù)工程的上部載荷分布和結(jié)構(gòu)類型，地質(zhì)條件，施工條件以及相鄰的建筑物影響等各種因素進(jìn)行綜合性分析，選擇既合理又經(jīng)濟(jì)的方案，必要時(shí)要進(jìn)行地基變形演算，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要最大限度地發(fā)揮地基的潛力。在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該參考臨近建筑資料和進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)查看，要有詳細(xì)的地質(zhì)勘查報(bào)告，一般情況下，在一個(gè)結(jié)構(gòu)單元內(nèi)部適合用兩種不同的類型。
（二）對(duì)計(jì)算結(jié)構(gòu)進(jìn)行正確分析
普遍在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，但是，往往不同的軟件會(huì)得出不同的計(jì)算結(jié)果。所以，對(duì)于程序的適用條件、范圍等設(shè)計(jì)師應(yīng)該進(jìn)行全面的了解。因?yàn)檐浖旧碛腥毕荨⑷斯ぽ斎胗姓`或者程序與結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況不相符合，在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)時(shí)，都會(huì)造成錯(cuò)誤的計(jì)算結(jié)果，所以，在拿到電算結(jié)構(gòu)時(shí)要求結(jié)構(gòu)工程師要慎重校對(duì)，認(rèn)真進(jìn)行分析，做出合理的判斷。
（三）選用適當(dāng)?shù)挠?jì)算簡(jiǎn)圖
在計(jì)算簡(jiǎn)圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，為了保證結(jié)構(gòu)的安全，要選擇適當(dāng)?shù)挠?jì)算簡(jiǎn)圖。如果計(jì)算簡(jiǎn)圖選用不當(dāng)，那么則會(huì)造成結(jié)構(gòu)安全的頻繁發(fā)生，要有相應(yīng)的構(gòu)造措施來(lái)保證計(jì)算簡(jiǎn)圖。為了減少計(jì)算簡(jiǎn)圖的誤差，實(shí)際結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)應(yīng)該保證在設(shè)計(jì)所允許的范圍之內(nèi)，因?yàn)槠洳荒苁羌兇獾膭偨Y(jié)點(diǎn)。
（四）采取相應(yīng)的構(gòu)造措施
強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)壓若拉、注意構(gòu)件的延性性能原則是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要始終牢記的。要注意鋼筋的錨固長(zhǎng)度，特別是鋼筋執(zhí)行段錨固的長(zhǎng)度。要加強(qiáng)薄弱部位，考慮溫度應(yīng)力的影響。
（五）合理選擇結(jié)構(gòu)方案
要選擇一個(gè)切實(shí)可行的結(jié)構(gòu)體系與結(jié)構(gòu)形式，一個(gè)經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)方案是一個(gè)合理設(shè)計(jì)的保證。結(jié)構(gòu)體系應(yīng)該傳力簡(jiǎn)捷，受力明確。地震區(qū)應(yīng)力求平面和豎向規(guī)則，同一結(jié)構(gòu)單元不宜混用不同結(jié)構(gòu)體系。總之，必須綜合分析工程的材料、施工條件、設(shè)計(jì)要求、地理環(huán)境等，并且要與水、電、建筑等專業(yè)進(jìn)行充分的協(xié)商，以此為基礎(chǔ)確定結(jié)構(gòu)方案，為結(jié)構(gòu)選型，最好進(jìn)行多方案比較后選用較為優(yōu)秀的。
三 、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題以及相應(yīng)的措施分析
（一）短肢剪力墻的設(shè)置問(wèn)題
墻肢截面高厚比在新規(guī)范中為地5-8墻定義為短肢剪力墻，并且對(duì)短肢剪力墻在高層建筑中的應(yīng)用根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)增加了眾多限制，所以，在設(shè)計(jì)高層建筑中時(shí)，為了避免給后期的設(shè)計(jì)增加不必要的麻煩，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)該盡可能地不用或者是少用短肢剪力墻。
（二）結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問(wèn)題
在這方面新舊規(guī)范的內(nèi)容有了較大的變動(dòng)，在這方面新規(guī)范增加了不少的限制條件。比如說(shuō)：嵌固端上下層剛度比信息以及平面規(guī)則性信息等等。此外，“建筑不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案”，這是在新規(guī)范中采用強(qiáng)制性條文明確進(jìn)行規(guī)定的。所以，為了避免后期施工圖的設(shè)計(jì)階段工作變得被動(dòng)，在遵循新規(guī)范的各種限制條件上結(jié)構(gòu)工程師必須要嚴(yán)格注意。
（三）結(jié)構(gòu)超高的問(wèn)題
對(duì)結(jié)構(gòu)的總高度在高規(guī)范以及抗震規(guī)范中著非常嚴(yán)格的限制，特別是針對(duì)以前超高的問(wèn)題，除了在新規(guī)范中再增加了B級(jí)高度外，還將原來(lái)的限制高度設(shè)定為A級(jí)高度，在設(shè)計(jì)方法和處理措施上都有著較大的改變。由于結(jié)構(gòu)類型的變更而忽略了該問(wèn)題，造成未予通過(guò)施工圖審查的現(xiàn)象，在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中是出現(xiàn)過(guò)的，如果出現(xiàn)這樣的情況，就必須要開(kāi)專家會(huì)議進(jìn)行論證或者是進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，不僅對(duì)工程的工期造成了巨大的影響，也對(duì)工程的整體規(guī)劃帶來(lái)了巨大的影響。
（四）嵌固端的設(shè)置問(wèn)題
在高層建筑中嵌固端有可能設(shè)置在人防頂板等位置，也有可能設(shè)置在地下室頂板。這主要是由于一般高層建筑都帶有兩層或兩層以上的人防和地下室。所以，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師在這個(gè)問(wèn)題上，由嵌固端的設(shè)置帶來(lái)的一系列需要注意的問(wèn)題往往都忽視了。
（五）抗震縫
在實(shí)際發(fā)生地震的過(guò)程當(dāng)中，按照相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)往往抗震縫會(huì)出現(xiàn)碰撞現(xiàn)象，所以，為了比較碰撞問(wèn)題，抗震縫應(yīng)該進(jìn)行適當(dāng)?shù)募哟蟆?/p>
（六）關(guān)于回彈再壓縮
在開(kāi)挖基坑時(shí)，回彈以彈性為主，不反彈，坑中心的地基土反彈，回彈部分被人工清除，摩擦角范圍內(nèi)的坑邊的基底土受到約束。如果基坑較大，那么所受到的約束就相對(duì)較小，例如：箱基，應(yīng)按照基底壓力計(jì)算沉降，作為安全儲(chǔ)備的則是被坑邊土約束的部分，這也是為實(shí)際沉降比計(jì)算沉降小的一個(gè)原因，如果基坑較小，那么坑底所受到的約束很大，例如：應(yīng)按基底附加應(yīng)力計(jì)算沉降，獨(dú)立基礎(chǔ)，可以忽略回彈。
四、結(jié)束語(yǔ)
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)長(zhǎng)期、復(fù)雜甚至循環(huán)往復(fù)的過(guò)程，任何在這個(gè)過(guò)程中的遺漏或錯(cuò)誤都有可能使整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程變得更加復(fù)雜或使設(shè)計(jì)結(jié)果存在不安全因素。因此，設(shè)計(jì)人員必須全面考慮、慎重對(duì)待高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中出現(xiàn)的每一個(gè)問(wèn)題，并在日常工作中多積累經(jīng)驗(yàn)，提高自身的設(shè)計(jì)水平。
參考文獻(xiàn)
[1]張亞,陳偉.探討高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題[J].科技致富向?qū)?2010(7):52.
【關(guān)鍵詞】 建筑結(jié)構(gòu)；安全度
一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全度把控對(duì)于工程本身的重大意義
在的工程建設(shè)中，結(jié)構(gòu)的安全度是衡量建筑結(jié)構(gòu)有效性的重要基點(diǎn)，而以此發(fā)散的建筑功能性、美感度、創(chuàng)造力及藝術(shù)感也都是基于建筑結(jié)構(gòu)安全這一基本前提。同時(shí)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全度更體現(xiàn)在建筑應(yīng)對(duì)突發(fā)的特殊情況的穩(wěn)定性思考，因此建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全度對(duì)于現(xiàn)代建筑有著十分巨大的意義，離開(kāi)結(jié)構(gòu)安全，建筑設(shè)計(jì)將無(wú)從談起。
另一方面，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全度把控并非一味的高標(biāo)準(zhǔn)堆砌，而是在基于項(xiàng)目本身具體情況及周邊地質(zhì)、地理環(huán)境考慮下而得出的綜合性思考成果。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理是建立在對(duì)項(xiàng)目本身的深入了解及對(duì)各種結(jié)構(gòu)體系優(yōu)劣及適應(yīng)性的充分挖掘基礎(chǔ)上得出的最佳方案，符合各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)、不浪費(fèi)、不缺失是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在安全性指標(biāo)上的基本出發(fā)點(diǎn)。
二、影響建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全度的主要因素
總的來(lái)說(shuō)，建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全度是指在設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)下，通過(guò)規(guī)范化的設(shè)計(jì)，合理的施工處理使建筑在一定的環(huán)境下具有預(yù)防破壞及應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的一個(gè)安全系數(shù)指標(biāo)。建筑的安全性主要取決于設(shè)計(jì)水平與施工水準(zhǔn)，而其中，處于設(shè)計(jì)規(guī)劃階段的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案具有更大的可控性，因此在工程安全的綜合考慮上，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全就顯的尤為重要。一般而言，建筑設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)安全度主要是由構(gòu)建重要性所決定的，若建筑物重要層級(jí)相同，結(jié)構(gòu)的安全富余則主要體現(xiàn)在構(gòu)架的平面布置及豎向受力方面。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，平面規(guī)則和豎向受力構(gòu)建規(guī)則的建筑工程將會(huì)擁有更加合理的受力結(jié)構(gòu)，工程的安全系數(shù)也會(huì)更高。若建筑物體現(xiàn)在同等的設(shè)計(jì)要求之下，合理的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)則會(huì)表現(xiàn)出更好的經(jīng)濟(jì)性。因此，在工程的前期準(zhǔn)備階段，建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就顯得尤為重要，設(shè)計(jì)人員必須在充分了解結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范及工程特性的前提下做設(shè)計(jì)的創(chuàng)意發(fā)揮，而并非一味的求新求異，脫離了建筑結(jié)構(gòu)合理性的工程設(shè)計(jì)無(wú)疑于舍本逐末。
1.建筑結(jié)構(gòu)型式的選取
就全球范圍內(nèi)來(lái)看，鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為目前最為常用的兩種結(jié)構(gòu)方式。單從結(jié)構(gòu)安全性角度考慮，鋼結(jié)構(gòu)相較于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有著更為明顯的優(yōu)勢(shì)。例如，鋼結(jié)構(gòu)有著更高的強(qiáng)度且自重更輕，抗震性能更好。但同樣的，鋼結(jié)構(gòu)的耐火性能較差，對(duì)于高層建筑的防火性能難以達(dá)到最為理想的要求。因此，相對(duì)而言，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在全球范圍內(nèi)的應(yīng)用則更為普遍，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)作為建材性能而言無(wú)明顯缺陷，而隨著施工技術(shù)的進(jìn)步，混凝土材料性能的提升，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)更為明顯。
2.建筑結(jié)構(gòu)體系的選取
就目前而言，全球范圍內(nèi)比較常見(jiàn)的建筑結(jié)構(gòu)體系包括：框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架―剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)等。四大結(jié)構(gòu)體型均有各自的優(yōu)勢(shì)及局限性，因此，在綜合考慮建筑功能性及當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)、地理環(huán)境基礎(chǔ)上的建筑結(jié)構(gòu)體系的選擇就有著十分巨大的現(xiàn)實(shí)意義
2.1框架結(jié)構(gòu)
框架結(jié)構(gòu)是目前較為常見(jiàn)的計(jì)算理論成熟度也相對(duì)較高的一種結(jié)構(gòu)體系。框架結(jié)構(gòu)適用于樓層相對(duì)較低的一般性建筑，例如：辦公、住宅、商店、醫(yī)療、學(xué)校及多層工業(yè)廠房、倉(cāng)庫(kù)等。對(duì)于框架結(jié)構(gòu)本身而言，其建筑平面布置靈活，建筑立面易于操作施工，該體系結(jié)構(gòu)使得房屋整體自重較輕，造價(jià)相對(duì)較低，有著不錯(cuò)的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)。但同樣，框架結(jié)構(gòu)本身的局限性也十分明顯，例如：框架結(jié)構(gòu)體系柔性較大，抗側(cè)力能力較差，從而直接導(dǎo)致框架結(jié)構(gòu)體系對(duì)于風(fēng)荷載作用及地震荷載作用的承載力不足的缺陷。因此，框架結(jié)構(gòu)的適用范圍有限，理論上而言，框架結(jié)構(gòu)體系的合理層數(shù)應(yīng)該控制在6到15層之間。
2.2剪力墻結(jié)構(gòu)體系
剪力墻結(jié)構(gòu)體系能很好的解決房屋剛度及抗剪度不足的問(wèn)題。通常，在高層建筑的施工中，人們?cè)诮ㄖY(jié)構(gòu)中設(shè)置鋼筋混凝土墻體并通過(guò)多軸線或橫向交叉布置的形式形成剛度較大的墻體，從而使得空間整體性能大大提升并保證了房屋的抗震性。此外，剪力墻結(jié)構(gòu)體系還具有易于分割的特點(diǎn)，因此該結(jié)構(gòu)在傳統(tǒng)住宅及旅館的應(yīng)用中較為普遍。
2.3框架―剪力墻結(jié)構(gòu)體系
框架―剪力墻結(jié)構(gòu)體系被更多的用于現(xiàn)代高層建筑中的行政辦公大樓及高檔酒店、旅館等。由于綜合了框架結(jié)構(gòu)及剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，框架―剪力墻結(jié)構(gòu)體系在現(xiàn)實(shí)運(yùn)用中表現(xiàn)出更好的鋼度及抗震能力，同時(shí)，也有著布局靈活使用方便等特點(diǎn)。
2.4筒體結(jié)構(gòu)體系
筒體結(jié)構(gòu)體系是現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)飛速發(fā)展下的產(chǎn)物。隨著現(xiàn)代建筑對(duì)于建筑層數(shù)，建筑高度的需求越來(lái)越高，高層建筑對(duì)建筑結(jié)構(gòu)體系提出了更多更復(fù)雜的要求，傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)體系中，無(wú)論是框架結(jié)構(gòu)還是剪力墻結(jié)構(gòu)均以平面工作狀態(tài)構(gòu)筑建筑設(shè)計(jì)，其梁體剛度，抗震系數(shù)難以達(dá)到要求。而筒體結(jié)構(gòu)體系則很好地解決了這方面的需求。筒體結(jié)構(gòu)體系的基本原理為：由剪力墻構(gòu)成空間薄壁筒體成為豎向懸臂箱形梁，加密柱子，從而增強(qiáng)梁的剛度，并能形成空間整體受力的框筒，筒體結(jié)構(gòu)體系通常由一個(gè)或多個(gè)筒體組成。
對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)體系的選取并非簡(jiǎn)單的對(duì)號(hào)入座，在處理建筑個(gè)性及復(fù)雜的環(huán)境因素面前，前期的綜合調(diào)研和理性分析就更為重要。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該在不違背建筑理論基本原理的前提下，靈活運(yùn)用、合理創(chuàng)新，不應(yīng)過(guò)分拘泥于以往的經(jīng)驗(yàn)、規(guī)則，要懂得與時(shí)俱進(jìn)、具體問(wèn)題具體分析。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全是整個(gè)工程建設(shè)環(huán)節(jié)最為重要的一環(huán)，因此必須格外重視。
3.建筑體型及立面的規(guī)則化設(shè)計(jì)
現(xiàn)代社會(huì)，建筑業(yè)發(fā)展日新月異，建筑本身在滿足其基本功能性的同時(shí)更被賦予了越來(lái)越多的含義。因此，在建筑設(shè)計(jì)上，設(shè)計(jì)者的個(gè)性思想及創(chuàng)造力被越來(lái)越多的表現(xiàn)出來(lái)，這也是建筑業(yè)蓬勃發(fā)展的良性表現(xiàn)。與此同時(shí)，建筑體型及立面的創(chuàng)新也使得建筑在具體的施工過(guò)程中呈現(xiàn)出更大的操作難度更復(fù)雜的受力結(jié)構(gòu)，這無(wú)疑會(huì)對(duì)建筑整體的安全提出新的考驗(yàn)。因此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，設(shè)計(jì)者應(yīng)在保障建筑安全性這一大的前提下合理創(chuàng)新，盡量避免不規(guī)則化立面設(shè)計(jì)，從根本上保障建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體安全。
總而言之，建筑機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性把控是一個(gè)多方面綜合考慮的過(guò)程。一方面他是工程可行性的基本保障，是工程順利實(shí)施的前提，另一方面，他又將對(duì)工程建設(shè)的各個(gè)環(huán)節(jié)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。例如，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會(huì)對(duì)工程具體實(shí)施過(guò)程中的建材、工藝等提出具體的要求，從而對(duì)工程造價(jià)產(chǎn)生根本上的影響。在工程建設(shè)中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性不言而喻。因此，現(xiàn)代建筑工程對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了更高的要求，設(shè)計(jì)人員必須對(duì)于工程整體的各個(gè)環(huán)節(jié)做充分的思考，并以高度的責(zé)任心及使命感將對(duì)建筑安全性的把控落實(shí)到工程建設(shè)的每一個(gè)具體環(huán)節(jié)中。
參考文獻(xiàn)
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