導(dǎo)語：如何才能寫好一篇高層建筑如何抗震，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；短柱抗震性能；改善措施

Abstract: in designing high-rise, in order to meet the regulation of the requirements of the limit value of the axial compressive ratio, the section pillars is often, in the bottom structure usually form even super short column short column. This paper discusses the building of short column identification method, and improve the seismic behavior of short column several measures.

Keywords: high building; Structure design; Short columns, the seismic performance; Improvement measures

中圖分類號：S611文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，為滿足規(guī)程對軸壓比限值的要求，柱子的截面往往比較大，在結(jié)構(gòu)底部常常形成短柱甚至超短柱。在層高一定的情況下，為提高延性而降低軸壓比，則會(huì)導(dǎo)致柱截面增大，且軸壓比越小，截面越大；而截面增大，導(dǎo)致剪跨比減小，又降低了構(gòu)件的延性。另外，諸如圖書館的書庫、層高較低的儲藏室、高層建筑的地下車庫等，由于使用荷載大，層高較低，在設(shè)計(jì)中也不可避免地會(huì)出現(xiàn)短柱。根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的試驗(yàn)結(jié)果及以往的震害調(diào)查表明，短柱的延性很差，尤其是超短柱幾乎沒有延性，在建筑遭受本地區(qū)設(shè)防烈度或高于本地區(qū)設(shè)防烈度的地震影響時(shí)，很容易發(fā)生剪切破壞而造成結(jié)構(gòu)破壞甚至倒塌，無法滿足 “中震可修，大震不倒”的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。為了避免短柱脆性破壞問題在高層建筑中發(fā)生，規(guī)范都有明確的措施。如何使用這些構(gòu)造措施呢?首先，要正確判定是不是短柱；然后對短柱采取一些構(gòu)造措施或處理，提高短柱的延性和抗震性能。

l如何判定短柱

規(guī)程和規(guī)范都規(guī)定，柱凈高H與截面高度h之比H／h≤4為短柱，工程界許多工程技術(shù)人員一般都據(jù)此來判定短柱。這個(gè)判斷式只和柱的截面和層高有關(guān)系，而和柱的內(nèi)力沒有聯(lián)系。實(shí)際上根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)、材料力學(xué)的理論，確定是不是短柱的參數(shù)是柱的剪跨比，只有剪跨比=M／vh≤2的柱才是短柱，而柱凈高與截面高度之比H／h≤4的柱其剪跨比不一定小于2，亦即不一定是短柱。設(shè)計(jì)人員按H／h≤4來判定的主要依據(jù)是：①=M／Vh≤2；②考慮到框架柱反彎點(diǎn)大都靠近柱中點(diǎn)，取M=0．5VH，則=M／Vh=0．5VH／Vh=0．5H／h≤2，由此即得H／h≤4。但是，對于高層建筑，梁、柱線剛度比較小，特別是底部幾層，由于受柱底嵌固的影響，且粱對柱的約束彎矩較小，反彎點(diǎn)的高度會(huì)比柱高的一半高得多，甚至不出現(xiàn)反彎點(diǎn)，此時(shí)不宜按H／h≤4來判定短柱，而應(yīng)按短柱的力學(xué)定義―剪跨比=M／Vh≤2來判定才是正確的。

框架柱的反彎點(diǎn)不在柱中點(diǎn)時(shí)，柱子上、下端截面的彎矩值大小就不一樣，即Mt≠M(fèi)b。因此，框架柱上、下端截面的剪跨比大小也是不一樣的，即t=Mt/Vh≠b=Mb／Vh。此時(shí)，應(yīng)采用哪一個(gè)截面的剪跨比來判斷框架柱是不是屬于短柱呢?可以簡化為采用框架柱上、下端截面中剪跨比的較大值，即取= max（t, b）。其理由如下：框架柱的受力情況有如一根受有定值軸壓力的連續(xù)梁，柱高Hn相當(dāng)于連續(xù)梁的剪跨a，已有的試驗(yàn)研究結(jié)果表明：對于剪跨a不變的連續(xù)梁，當(dāng)截面上、下配置的縱筋相同時(shí)，剪切破壞總是發(fā)生在彎矩較大的區(qū)段；對于框架柱，臨界斜裂縫也總是發(fā)生在彎矩較大的區(qū)段。事實(shí)上，在柱高Hn或連續(xù)梁剪跨a的范圍內(nèi)，最大剪跨比是出現(xiàn)在彎矩較大區(qū)段上的。鋼筋混凝土構(gòu)件的抗剪承載力是隨剪跨比增大而降低的。所以，同樣條件下，彎矩較大區(qū)段的截面抗剪承載力，要比彎矩較小區(qū)段的小，在荷載作用下，如果發(fā)生剪切破壞，就只能是在彎矩較大區(qū)段上。因此，采用框架柱上、下端截面中剪跨比的較大值來判斷框架柱是否屬于短柱的剪跨比，應(yīng)是可行的。一般情況下，在高層建筑的底部幾層，框架柱的反彎點(diǎn)都偏上，即Mb>Mt。此時(shí)，可按式(1)或式(2)判定短柱：

=M/Vh≤2(1)

Hn／h≤2／y n(2)

式中：yn-n層柱的反彎點(diǎn)高度比，根據(jù)幾何關(guān)系，可得yn=1／(1+ψ)，其中，ψ=MtMb，0≤ψ≤1；Hn- n層柱的凈高。式(2)具有一般性。當(dāng)反彎點(diǎn)在柱中點(diǎn)時(shí)，ψ=1，yn=0．5，式(2)即成為Hn／h≤4：當(dāng)反彎點(diǎn)在柱上端截面時(shí)，ψ=0，yn=1，式(2)即成為Hn／h≤2；如果框架柱上不出現(xiàn)反彎點(diǎn)，就應(yīng)采用最大彎矩作用截面的剪跨比=M／Vh≤2來判斷短柱。當(dāng)需要初步判斷框架柱是否屬于短柱時(shí)，可先按D值法確定柱子的反彎點(diǎn)高度比yn，然后按式(2)判斷短柱。在施工圖設(shè)計(jì)階段，可根據(jù)電算結(jié)果作進(jìn)一步判斷。

2改善措施

2．1使用復(fù)合螺旋箍筋

高層建筑框架柱的抗剪能力，是應(yīng)該滿足剪壓比限值和“強(qiáng)剪弱彎”要求的，柱端的抗彎承載力也是應(yīng)該滿足“強(qiáng)柱弱粱’，要求的。對于短柱，只要符合“強(qiáng)剪弱彎”和“強(qiáng)柱弱梁”的要求，是能夠做到使其不發(fā)生剪切型破壞的。因此，使用復(fù)合螺旋箍筋來提高柱子的抗剪承載力，改善對混凝土的約束作用，能夠達(dá)到改善短柱抗震性能的目的。

2．2采用分體柱

由于短柱的抗彎承載力比抗剪承載力要大得多，在地震作用下往往是因剪壞而失效，其抗彎強(qiáng)度不能完全發(fā)揮。因此，可人為地削弱短柱的抗彎強(qiáng)度，使抗彎強(qiáng)度相應(yīng)于或略低于抗剪強(qiáng)度，這樣，在地震作用下，柱子將首先達(dá)到抗彎強(qiáng)度，從而呈現(xiàn)出延性的破壞狀態(tài)。人為削弱抗彎強(qiáng)度的方法，可以在柱中沿豎向設(shè)縫，將短柱分為2或4個(gè)柱肢組成的分體柱，分體柱的各柱肢分開配筋。在組成分體柱的柱肢之間，可以設(shè)置一些連接鍵，以增強(qiáng)它的初期剛度和后期耗能能力。一般，連接鍵有通縫、預(yù)制分隔板、預(yù)應(yīng)力摩擦阻尼器、素混凝土連接鍵等形式。對分體柱工作性態(tài)的理論分析和試驗(yàn)研究表明：采用分體柱的方法，雖然使柱子的抗剪承載力基本不變，抗彎承載力稍有降低，但是使柱子的變形能力和延性均得到顯著提高，其破壞形態(tài)由剪切型轉(zhuǎn)化為彎曲型，從而實(shí)現(xiàn)了短柱變長柱的設(shè)想，有效地改善了短柱尤其是剪跨比≤1．5的超短柱的抗震性能。分體柱方法已在實(shí)際工程中得到應(yīng)用。

2．3采用鋼骨混凝土柱

鋼骨混凝土柱由鋼骨和外包混凝土組成。鋼骨通常采用由鋼板焊接拼制或直接扎制而成的工字形、口字形、十字形截面。與鋼結(jié)構(gòu)相比，鋼骨混凝土柱的外包混凝土，可以防止鋼構(gòu)件的局部屈曲，提高柱的整體剛度，顯著改善鋼構(gòu)件出乎面扭轉(zhuǎn)屈曲性能，使鋼材的強(qiáng)度得以充分發(fā)揮。采用鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)，一般可比鋼結(jié)構(gòu)節(jié)約鋼材達(dá)50％以上。此外，外包混凝土增加了結(jié)構(gòu)的耐久性和耐火性。與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，由于配置了鋼骨，使柱子的承載力大大提高，從而有效地減少了柱截面尺寸；鋼骨翼緣與箍筋對混凝土有很好的約束作用，混凝土的延性得到提高，加上鋼骨本身良好的塑性，使柱子具有良好的延性及耗能能力。由于鋼骨混凝土柱充分發(fā)揮了鋼與混凝土2種材料的特點(diǎn)，具有截面尺寸小、自重輕、延性好以及優(yōu)越的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等特點(diǎn)，如果在高層或超高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)下部的若干層采用鋼骨混凝土柱，可以大大減小柱的截面尺寸，顯著改善結(jié)構(gòu)的抗震性能。

2．4采用鋼管混凝土柱

鋼管混凝土是由混凝土填入薄壁圓形鋼管內(nèi)而形成的組合結(jié)構(gòu)材料，是套箍混凝土的一種特殊形式。由于鋼管內(nèi)的混凝土受到鋼管的側(cè)向約束，使得混凝土處于三向受壓狀態(tài)，從而使混凝土的抗壓強(qiáng)度和極限壓應(yīng)變得到很大的提高，混凝土特別是高強(qiáng)混凝土的延性得到顯著改善。同時(shí)，鋼管既是縱筋，又是橫向箍筋，其管徑與管壁厚度的比值至少都在90以下，這相當(dāng)于配筋率至少都在4．6％以上，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過抗震規(guī)范鋼筋混凝土柱所要求的最小配筋率限值。由于鋼管混凝土的抗壓強(qiáng)度和變形能力特佳，即使在高軸壓比條件下，仍可形成在受壓區(qū)發(fā)展塑性變形的“壓鉸”，不存在受壓區(qū)先破壞的問題，也不存在像鋼柱那樣的受壓翼緣屈曲失穩(wěn)的問題。

篇2

1、目前我國高層建筑中存在的主要問題

改革開放以來我國經(jīng)濟(jì)科學(xué)都有了很大的發(fā)展，與此同時(shí)建筑物的抗震性能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也有了很大的進(jìn)步，但是與國外的技術(shù)水平相比還是存在著很多不足，工作人員需要再接再厲不斷提高我國建筑物的抗震水平。國外的一些國家會(huì)根據(jù)不同地區(qū)地震強(qiáng)度的不同，采用不同的抗震性能指標(biāo)以此來規(guī)范建筑物的施工標(biāo)準(zhǔn)。但是我國對于建筑物抗震施工標(biāo)準(zhǔn)卻籠統(tǒng)的規(guī)定為不壞、不倒、不塌，對于建筑物究竟如何建設(shè)才能夠做到不坍塌，卻并沒有明確的規(guī)定和數(shù)據(jù)。如果說是小型建筑做到不會(huì)坍塌，但是這一建筑標(biāo)準(zhǔn)用到高層建筑中就完全不一樣了，高層建筑不但施工難度好而且抗震性能特別差，在對高層建筑進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)一定要有更高的抗震標(biāo)準(zhǔn)才行。

2、系統(tǒng)分析高層建筑物的抗震性能

2.1為高層建筑設(shè)計(jì)合理的鋼結(jié)構(gòu)框架。最近幾年全球范圍內(nèi)逐漸就行起一種新的建筑結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)建筑。由于鋼材料不僅強(qiáng)度高而且韌性好，在強(qiáng)大的壓力面前可以通過變形來釋放能量，是很好的抗震建筑材料。同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)靈活，形式多樣，施工步驟簡單，工期短，能夠在一些條件復(fù)雜的環(huán)境下進(jìn)行建設(shè)是一種很不錯(cuò)的新型建筑形式。唯一的缺點(diǎn)就是鋼結(jié)構(gòu)建筑成本較普通的建筑方式要高出很多，在一些中小型的工程中使用并不常見。

2.2如何提高鋼結(jié)構(gòu)框架的抗震性能。就目前的全球建筑市場情勢來看，鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為了一種使用越來越普遍的建筑結(jié)構(gòu)形式。因?yàn)檫@種建筑方式不僅結(jié)構(gòu)靈活空間利用率高，而且施工簡單質(zhì)量輕抗震性能好，是不可多得的良好建筑形式。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡單所以大大增加了空間的利用率；因?yàn)楦鱾€(gè)框架之間可以隨組合變換所以結(jié)構(gòu)靈活；因?yàn)槭且越Y(jié)構(gòu)框架的形式進(jìn)行澆筑的所以技術(shù)簡單。總之這建筑結(jié)構(gòu)在極大的提高了空間利用率的同時(shí)，簡化了施工步驟提高了建筑的抗震性能。

2.3關(guān)于磚和混凝土結(jié)合的建筑物的抗震性能研究。我們平時(shí)所說的磚混結(jié)構(gòu)就是磚和混凝土結(jié)合的建筑結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)形式是用混凝土將磚塊之間粘結(jié)起來，這是最普遍也是常見的一種建筑形式。目前我國大部分地區(qū)使用的還是這種建筑方式，但是很多大城市已經(jīng)不再使用著這種建筑方式了，只是在一些不重要的環(huán)節(jié)配合著其他建筑形式使用。但是磚和混凝土結(jié)合的結(jié)構(gòu)抗震性能非常差，在地突然發(fā)的時(shí)候最容易因?yàn)榉课莸顾斐纱罅康娜藛T傷亡。所以在施工建筑的過程中承重墻切不可使用使用磚和混凝土結(jié)合的形式，而要多采用鋼結(jié)構(gòu)形式。

3、如何提高高層建筑的抗震性能

3.1首先選擇地基。房屋建設(shè)質(zhì)量的好壞不僅與施工技術(shù)施工材料有關(guān)，還與施工場地有著密切的關(guān)聯(lián)，尤其是在地震的高發(fā)區(qū)一定要注意對于建筑場地選擇的合理性，不可以在靠近山坡或者是其它容易發(fā)生危險(xiǎn)的地方來進(jìn)行施工建設(shè)。在施工之前對于場地土質(zhì)條件也要進(jìn)行詳細(xì)的研究，對于土質(zhì)太軟不適宜施工建設(shè)的場地一點(diǎn)要做好地基的填充壓實(shí)工作，以免在將來發(fā)生意外的時(shí)候房屋整體倒塌。

3.2選擇合適抗震施工技術(shù)。房屋抗震性能的好壞不僅與房屋的建設(shè)材料有關(guān)，還與整個(gè)建筑過程的施工技術(shù)建筑場地，房屋抗震體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等有著密切的關(guān)系。在施工建設(shè)的過程中一定要充分考慮到各方面的影響因素，首先在高層建筑的空間設(shè)計(jì)方面一定要有規(guī)律性，在考慮房屋抗震性能的基礎(chǔ)上對建筑空間進(jìn)行設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)主體以提高抗震性能為主結(jié)構(gòu)主體不宜太過復(fù)雜，還有盡量使用鋼材料來作為整體建筑的支護(hù)結(jié)構(gòu)，這也樣可以大大降低地震過程中房屋倒塌的可能性。為了提高建筑物的抗震性能，在施工的過程中面對結(jié)構(gòu)復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，一定考慮結(jié)構(gòu)的抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，如果設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)中有抗震性能比較薄弱的地方，就要及時(shí)采取相應(yīng)的預(yù)防措施以免在發(fā)生地震時(shí)對居民的生命財(cái)產(chǎn)安全造成威脅。為了切實(shí)提高房屋的實(shí)際抗震效果，在進(jìn)行建設(shè)之前一定要事先進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在確保設(shè)計(jì)方案合格后在進(jìn)行施工建設(shè)。在施工之前還要對工程進(jìn)行精確的方震分析，對建筑物能承受的地震級數(shù)進(jìn)行預(yù)測。還要對施工防護(hù)的重點(diǎn)進(jìn)行分析，施工過程中對這些結(jié)構(gòu)主體進(jìn)行重點(diǎn)維護(hù)，以保證主體的支撐效果。

3.3抗震結(jié)構(gòu)體系的選擇分析研究。通常情況下，為提高高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，減少在地震中的損害，一般都選擇不承擔(dān)重力載荷豎向支撐墻或者填充墻，或者是具有良好延性的抗震墻作為抗震防線的第一種構(gòu)件。在框架―抗震墻結(jié)構(gòu)體系中，如果抗震墻遭到破壞，在吸收一定的地震能量后，框架就隨即起就承擔(dān)起防震的作用。此類體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路，既保證了抗震性能，同時(shí)又具有良好的強(qiáng)度。如果抗震體系單純的具有良好的強(qiáng)度，但是延性較低，這樣的結(jié)構(gòu)在遭遇地震時(shí)，很容易受到破壞，反之，如果抗震體系的延性較好，但是強(qiáng)度較低，在遭遇地震作用時(shí)，也容易發(fā)生損壞。因此，只有具備合理的剛度和強(qiáng)度分配，重點(diǎn)關(guān)注可能出現(xiàn)問題的薄弱部位，保證抗震性能，提高高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力。

4、抗震方法分析研究

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，最為簡單的就是底部剪力法，根據(jù)地震反應(yīng)譜理論，以工程結(jié)構(gòu)底部的總地震剪力與等效單質(zhì)點(diǎn)的水平地震作用相等，來確定結(jié)構(gòu)總地震作用的方法。如果結(jié)構(gòu)體系較為復(fù)雜，就要選用振型分解反應(yīng)譜法，這種方法也稱規(guī)范法，它的核心依據(jù)就是振型疊加原理，采取一定的方式疊加起來，得到總的地震作用。如果結(jié)構(gòu)空間特別不規(guī)則，則前述的兩種方法均不能起到作用，就要選擇彈性時(shí)程分析方法。

篇3

關(guān)鍵字：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；抗震設(shè)計(jì)

Abstract: with the development of social economy and the improvement of science and technology, high building more and more. In the city high-rise building where springing up today, how well the new high-rise building structure and material of seismic analysis and design also become the designer must pay much attention.

Key word: high building; Structure design; Seismic design

中圖分類號：TU97文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

從上個(gè)世紀(jì)開始，各國的專家、學(xué)者對抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行了一系列研究。進(jìn)入 90 年代，結(jié)構(gòu)抗震分析和設(shè)計(jì)已提到各國建筑設(shè)計(jì)的歷史日程。特別是我國處于地震多發(fā)區(qū)（地震基本烈度 6 度及其以上的地震區(qū)面積約占全國面積的 60%），高層抗震設(shè)計(jì)設(shè)防更是工程設(shè)計(jì)面臨的迫切的任務(wù)。作為工程抗震設(shè)計(jì)的依據(jù)，高層建筑抗震分析更處于非常重要的地位。

1 材料的選用和結(jié)構(gòu)體系問題在地震多發(fā)區(qū)，采用何種建筑材料或結(jié)構(gòu)體系較為合理應(yīng)該得到人們的重視。

我國高層建筑中常采用的結(jié)構(gòu)體系有：框架、框架 - 剪力墻、剪力墻和筒體等幾種體系，這也是其他國家高層建筑采用的主要體系。但國外，特別地震區(qū)，是以鋼結(jié)構(gòu)為主，而在我國鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及混合結(jié)構(gòu)卻占了90%. 如此高的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及混合結(jié)構(gòu)，國內(nèi)外都還沒有經(jīng)受較大的考驗(yàn)。鋼結(jié)構(gòu)同混凝土結(jié)構(gòu)相比，具有優(yōu)越的強(qiáng)度、韌性和延性，總體上看抗震性能好，抗震能力強(qiáng)。

震害調(diào)查表明，鋼結(jié)構(gòu)較少出現(xiàn)倒塌破壞情況。在高層建筑中采用框架 - 核心筒體系，因其比鋼結(jié)構(gòu)的用鋼量少，又可減少柱子斷面，故常被業(yè)主所看中?；旌辖Y(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土內(nèi)往往要承受 80%以上的震層剪力，有的高達(dá)90%以上。由于結(jié)構(gòu)以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的位移值為基準(zhǔn)，但因其彎曲變形的側(cè)移較大，靠剛度很小的鋼框架協(xié)同工作減小側(cè)移，不僅增加了鋼結(jié)構(gòu)的負(fù)擔(dān)，而且效果不大，有時(shí)不得不加大混凝土筒的剛度或設(shè)置伸臂結(jié)構(gòu)，形成加強(qiáng)層才能滿足規(guī)范側(cè)移限值；此外，在結(jié)構(gòu)體系或柱距變化時(shí)，需要設(shè)置結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層。加強(qiáng)層和轉(zhuǎn)換層都在本層形成剛度而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)剛度突變，常常會(huì)使與加強(qiáng)層或轉(zhuǎn)換層相鄰的柱構(gòu)件剪力突然加大，加強(qiáng)層伸臂構(gòu)件或轉(zhuǎn)換層構(gòu)件與外框架柱連接處很難實(shí)現(xiàn)強(qiáng)柱弱梁。因此在需要設(shè)置加強(qiáng)層及轉(zhuǎn)換層時(shí)，要慎重選擇其結(jié)構(gòu)模式，盡量減小其本身剛度，減小其不利影響。

唐山鋼鐵廠震害調(diào)查資料統(tǒng)計(jì)參數(shù)結(jié)構(gòu)形式總建筑面積（萬）倒塌和嚴(yán)重破壞比例（%）中等破壞比例（%）鋼結(jié)構(gòu) 3.6709.3 鋼筋混 凝 土 結(jié) 構(gòu)4.0623.247.9 砌 體 結(jié) 構(gòu)3.0941.220.9 在高層建筑中，應(yīng)注意結(jié)構(gòu)體系及材料的優(yōu)選?，F(xiàn)在我國鋼材產(chǎn)量已居世界前列，建筑鋼材的類型及品種也在逐漸增多，鋼結(jié)構(gòu)的加工制造能力已有了很大提高，因此在有條件的地方，建議盡可能采用型鋼混凝土結(jié)構(gòu)（SRC）、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)（CFS）或鋼結(jié)構(gòu)（S 或），以減小柱斷面尺寸，并改善結(jié)構(gòu)的抗震性能。

在超過一定高度后，由于鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量較輕而且較柔，為減小風(fēng)振而需要采用混凝土材料，鋼骨（鋼管）混凝土，通常作為首選。工程經(jīng)驗(yàn)表明：利用鋼管混凝土承重柱自重可減輕 65%左右，由于柱截面減小而相應(yīng)增加使用面積，鋼材消耗指標(biāo)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相近，而工程造價(jià)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比可降低 15%左右，工程施工工期縮短 1/2.此外鋼管混凝土結(jié)構(gòu)顯示出良好的延性和韌性。

2 關(guān)于新型結(jié)構(gòu)與材料的探討和應(yīng)用

2.1 脊骨結(jié)構(gòu)（inestructure）特別適用于具有高大門廳、空曠地下車庫，頂部階梯式的高層建筑。脊骨結(jié)構(gòu)根據(jù)建筑布置條件可由支撐、外伸框架或單跨空腹梁構(gòu)成，可采用全鋼或鋼筋混凝土組合體系。由于抗側(cè)力構(gòu)件沿高度連續(xù)，避免了薄弱樓層，有利于結(jié)構(gòu)抗震，保證剛度和穩(wěn)定的抗側(cè)力構(gòu)件是高層建筑的脊骨，包括豎向構(gòu)件抵抗由傾覆力矩引起的軸力及由對角支撐或剛性連接的構(gòu)件或抗側(cè)力的墻組成剪離膜（Shearmembrane），一個(gè)脊骨結(jié)構(gòu)包括位于建筑外端少數(shù)鋼、混凝土或組合巨型柱，這些柱不應(yīng)影響各樓層的使用。巨型柱由支撐、空腹桁架或剛性連接的外伸框架梁連接成為一個(gè)脊骨結(jié)構(gòu)，以下是脊骨結(jié)構(gòu)組成的幾個(gè)要點(diǎn)。

（1）為了有效的抗傾覆力矩及剪力，脊骨結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)是上下貫通的。

（2）為了有效的抗傾覆力矩，巨型柱相距越遠(yuǎn)越好。

（3）脊骨結(jié)構(gòu)主軸應(yīng)與結(jié)構(gòu)主軸相重合。

（4）樓板結(jié)構(gòu)應(yīng)能直接將樓層荷載傳到巨型柱以提高抗傾覆能力。

2.2剪力膜的三種型式：

帶支撐框架（Bracedframe），巨型柱由跨過多層的對角支撐連在一起。帶外伸框架的支撐筒體（BracedcorewithoutriggerFrame）。

單跨空腹梁（FreeaingVierendeels）。不論是風(fēng)力控制或地震力控制的高層建筑，脊骨結(jié)構(gòu)體系都是非常有效的?？捎糜?20 層至100 層的高層建筑。在國外，脊骨結(jié)構(gòu)已在高層建筑中得到應(yīng)用。如：美國費(fèi)城 53 層的拜耳大西洋塔樓（BellAtlanticTower）采用全鋼脊骨結(jié)構(gòu)和56 層的米尼亞波里斯（Mieapolis）的西北中心（NorthwestCenter）大樓具有多層次階梯形屋頂是采用組合巨型柱脊骨結(jié)構(gòu)。

鋼纖維混凝土是一種性能良好的新型復(fù)合材料，由于鋼纖維阻滯帶基體混凝土裂縫的開展，從而使其抗拉、抗彎、抗剪強(qiáng)度等較普通混凝土顯著提高，其抗沖擊、抗疲勞、裂后韌性和耐久性也有較大改善。鋼纖維對基體混凝土的增強(qiáng)作用隨著纖維的體積含量、長徑比的增大而增大，但在工程實(shí)際中，纖維含量有一定限值，超過這一限值，用一般方法攪拌、成型就有困難。對于一般常用的鋼纖維混凝土，其體積含量建議取1.0%- 2.0%，長徑比建議取值。應(yīng)用于一些結(jié)構(gòu)部位（如柱梁節(jié)點(diǎn)、柱子、扁梁柱節(jié)點(diǎn)、樁基承臺、屋面板、轉(zhuǎn)換梁、筏形基礎(chǔ)等）。采用鋼纖維混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)的框架與普通鋼筋混凝土框架相比，結(jié)構(gòu)的延性提高 57%，耗能能力提高 130%，荷載循環(huán)次數(shù)提高了 15%，在框架梁柱節(jié)點(diǎn)采用鋼纖維混凝土可代替部分箍筋，既改善了節(jié)點(diǎn)區(qū)的抗震性能，又解決了鋼筋過密，施工困難等問題。鋼釬維幾何參數(shù)參考范圍表 3鋼纖維混凝土工程類別長度（mm）等效直徑長徑比一般澆注鋼纖維混凝土 20～600.3～0.930～80 鋼纖維混凝土抗震框架節(jié)點(diǎn) 35～600.3～0.950～80

結(jié)語：經(jīng)濟(jì)和安全的關(guān)系，是結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的重要技術(shù)政策。從長遠(yuǎn)觀點(diǎn)看，如何從我國高層建筑抗震設(shè)計(jì)現(xiàn)狀及國際高層抗震設(shè)計(jì)發(fā)展的趨勢出發(fā)，探求一種新型的結(jié)構(gòu)與材料的應(yīng)用，應(yīng)該成為地震區(qū)高層建筑發(fā)展的新方向。

篇4

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

中圖分類號：TU97文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

前言

目前，城市建筑類型大部分為高層建筑設(shè)計(jì)，高層建筑使用功能逐漸走向綜合化、多樣化、全面化等方向發(fā)展；如：小開間的民用式建筑、下部為大開間的公共場所以及商場。從高層建筑功能來看，上部需要很多的墻體以分隔空間，進(jìn)而不斷滿足住戶需求；下部則需要寬廣的使用空間，少墻體、大柱網(wǎng)，從而更好的滿足建筑物使用要求。根據(jù)這種建筑形式， 在建筑布置中，就會(huì)出現(xiàn)和常規(guī)豎向布置相反的“下小上大”的現(xiàn)象，即：下部柱網(wǎng)稀少， 上部墻體稠密的現(xiàn)象。針對這種情況，為了保障建筑要求，必須在上下結(jié)構(gòu)體系，進(jìn)行轉(zhuǎn)換層設(shè)置，轉(zhuǎn)換層作為當(dāng)代高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要方式，轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)是整個(gè)工程設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。著高層建筑平面逐漸多樣化，在設(shè)計(jì)中，必須結(jié)合實(shí)際情況，選擇合適的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，進(jìn)而達(dá)到經(jīng)濟(jì)、安全的綜合成果。

1、 轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)布置以及設(shè)計(jì)要求

1.1 轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)布置。

在轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)布置中，由于底部轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)、上部豎向構(gòu)件不能直接連通落地，從而就需要可靠安全的轉(zhuǎn)換層構(gòu)件。根據(jù)目前的究結(jié)果以及工程經(jīng)驗(yàn)，在高層建筑轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)中， 可以使用的轉(zhuǎn)換構(gòu)件有：析架、斜撐、空腹性析架、轉(zhuǎn)換式大梁、厚板以及箱形結(jié)構(gòu)等形式。由于地震區(qū)轉(zhuǎn)換厚板使用檢驗(yàn)不足，經(jīng)常被6度以及非地震區(qū)使用；對于空間較大的范圍或者地下室，受約束作用影響，地面上部的框支結(jié)構(gòu)大于地震反應(yīng)，所以7度或者8度的地震設(shè)計(jì)時(shí)也可以采用厚板進(jìn)行轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)。

由于框支柱和落地式剪力墻對防止轉(zhuǎn)換層下部結(jié)構(gòu)在地震中倒塌具有重要作用， 故在筒體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，筒體上下必須根據(jù)剛度要求適當(dāng)增加墻厚。同時(shí)，框支剪力墻必須擁有足夠的剪力墻，進(jìn)行上下貫通，在長矩形框支剪力墻非結(jié)構(gòu)中，落地剪力墻必須根據(jù)施工要求， 按照原有規(guī)程進(jìn)行設(shè)計(jì)，或者采用落地柱周邊不能有錯(cuò)層的規(guī)定。這不僅是對轉(zhuǎn)換層下部結(jié)構(gòu)的保障，也是對抗震結(jié)構(gòu)的嚴(yán)格要求，在盡量減小內(nèi)力突變的同時(shí)，控制好剛度突變，縮短轉(zhuǎn)換層架構(gòu)傳遞。

1.2 高層建筑轉(zhuǎn)換層構(gòu)件設(shè)計(jì)要求

（1）框支柱。為了保障高層建筑轉(zhuǎn)換層框支柱擁有良好的延性，必須對軸壓進(jìn)行嚴(yán)格的控制。當(dāng)框支柱抗震級別為特一級時(shí)，軸壓比必須小于 0.6；對于截面尺寸較大形成的短柱， 必須低于 0.55。由于配箍率和截面尺寸具有緊密的聯(lián)系，從而導(dǎo)致框支柱配箍率比普通框架柱大很多。在工程建設(shè)中，由于個(gè)別框支柱必須作為剪力墻進(jìn)行使用，所以約束性邊緣構(gòu)件特征值必須在0.2 以上，也就是 2.64%的配箍率。在整個(gè)工程建設(shè)中，框支柱作為重要的構(gòu)件，為了保障安全系數(shù)，柱端彎矩和剪力必須乘以對應(yīng)的增大系數(shù)，讓每層框支柱剪力之和始終為基底的30%。在程序計(jì)算中，由于樓板假定剛度較大，所以水平剪力一般根據(jù)構(gòu)件剛度進(jìn)行分配。

（2）框支梁。在高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中， 框支梁尺寸只受剪壓比控制， 寬度通常在 400 毫米之上，高度大于跨度計(jì)算的 1/6。由于框支梁受力情況復(fù)雜，不僅是保障抗震系數(shù)的關(guān)鍵因素， 同時(shí)也是上下層荷載重要的傳輸通道，它是整個(gè)高層建筑工程復(fù)雜重要的受力結(jié)構(gòu)；所以在設(shè)計(jì)中必須預(yù)留充足的安全儲備，對于抗震等級為特一級的框支梁，配筋率必須在 0.6 以上。在滿足計(jì)算要求的前提下，一般用偏心受拉的方式，配置足夠的腰筋，并且配筋率始終在 0.8%以上。

2、 高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)以及上下剛度比

2.1 高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)

在高層建筑抗震設(shè)計(jì)中，由于高位轉(zhuǎn)換具體情況，從而對整個(gè)結(jié)構(gòu)受力極為不利。根據(jù)相關(guān)計(jì)算結(jié)果表明：在水平性地震作用中，由于傾覆性力矩以轉(zhuǎn)折形式在轉(zhuǎn)換層呈現(xiàn)，下部以剪力墻結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)，落地剪力墻在傾覆力矩下遞較快的同時(shí)，讓傾覆力矩以轉(zhuǎn)折的形式呈現(xiàn)。當(dāng)整個(gè)高層建筑位置較高時(shí)，傳力途徑和剪力分配就會(huì)產(chǎn)生極大的變化，由于落地式剪力墻極容易出現(xiàn)裂縫，在上部墻體內(nèi)力較大的過程中，下部支撐極容易屈服，進(jìn)而出現(xiàn)薄弱層。為了保障整個(gè)工程設(shè)計(jì)的合理性、安全性，框支轉(zhuǎn)換層設(shè)置必須在 3 層之上，剪力墻、框支柱抗震等級必須增強(qiáng)一級，除了特一級、密柱框架、核心筒結(jié)構(gòu)不需提高。

目前，我國底部轉(zhuǎn)換層在高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中已經(jīng)廣泛應(yīng)用，但是仍然沒有大地震考驗(yàn)；由于轉(zhuǎn)換層上部結(jié)構(gòu)不能貫通下部樓層，所以轉(zhuǎn)換層通常為薄弱樓層，當(dāng)框架剪力乘以 1.15 時(shí)，就可以增大系數(shù)。但是在這過程中，需要注意的是：樓層設(shè)計(jì)剛度滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，該樓層仍然是薄弱層。對于轉(zhuǎn)換層構(gòu)件設(shè)計(jì)中，必須調(diào)整水平地震內(nèi)力；對于8度的抗震設(shè)計(jì)，必須考慮地震作用影響，使用“動(dòng)力時(shí)程”或者“反應(yīng)譜”方法對其進(jìn)行計(jì)算，或者將轉(zhuǎn)換構(gòu)件在重力荷載的標(biāo)準(zhǔn)下，讓內(nèi)力和增大系數(shù)的 1.1 相乘。另外，由于內(nèi)力增大系數(shù)較高，對于處在第三層或者三層以上的轉(zhuǎn)換層極為不利，同時(shí)內(nèi)力幅度增大。針對這類特殊現(xiàn)象，高層建筑轉(zhuǎn)換層作為受力極為復(fù)雜的，但是對抗震不利的結(jié)構(gòu)，當(dāng)防烈抗震度達(dá)到 0.4g 時(shí)，必須停止使用。在實(shí)際抗震設(shè)計(jì)中，根據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)類型、防烈度、 房屋高度以及構(gòu)件類型，使用對應(yīng)的抗震等級對其進(jìn)行精細(xì)的計(jì)算，或者采用構(gòu)造措施進(jìn)行設(shè)計(jì)、處理。

2.2 高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)上下層剛度比

高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層剛度比設(shè)計(jì)作為整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，為了避免安全隱患， 必須認(rèn)真對待。在轉(zhuǎn)換層上下結(jié)構(gòu)等效側(cè)向剛度比計(jì)算中，必須綜合各個(gè)構(gòu)件彎曲、 剪切以及軸向變形對整個(gè)結(jié)構(gòu)側(cè)移的影響。當(dāng)高層建筑轉(zhuǎn)換層設(shè)置在三層或者三層以上時(shí)， 側(cè)向剛度不能低于樓層側(cè)向剛度的60%。為了避免轉(zhuǎn)換層下部剛度過大、側(cè)向剛度過小造成的不良影響，對于三層或者三層以上的轉(zhuǎn)換層，必須將 60%規(guī)定為工程下限值。在柱距框筒結(jié)構(gòu)以及內(nèi)部框架結(jié)構(gòu)中，必須保持上下剪切剛度始終不變。對于普通情況，由于下部截面較小，下層比上層高，所以很難滿足施工要求。針對這種情況，必須使用鋼管混凝土柱或者鋼骨混凝土柱，有效調(diào)整延性、剛度以及截面面積，進(jìn)而達(dá)到建筑工程要求。在這過程中，需要特別注意的是：轉(zhuǎn)換層上下結(jié)構(gòu)連接，當(dāng)上部為混凝土?xí)r，必須鋼骨混凝土柱及時(shí)錨入下部轉(zhuǎn)換層。

3、 結(jié)束語

著現(xiàn)代高層建筑綜合化、多功能化發(fā)展，在同一豎直直線上，不同的樓層開始有不同的用途。高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為當(dāng)代建筑設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，必須根據(jù)高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)布置、要求，再結(jié)合抗震設(shè)計(jì)以及配合比原則，從根本上保障轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性、 科學(xué)性。

參考文獻(xiàn)：

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篇5

【關(guān)鍵詞】彈塑性設(shè)計(jì)；高層建筑；分析應(yīng)用

中圖分類號： TU208 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

我國的城市規(guī)模正在逐漸擴(kuò)大，為了提高土地的利用率，興建高層建筑是一個(gè)必然的趨勢。然而高層建筑的高度越來越高，結(jié)構(gòu)和體型也越來越復(fù)雜，如何保障高層建筑的安全性、抗震性是高層建筑設(shè)計(jì)中一個(gè)刻不容緩的問題。本人結(jié)合多年實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，對彈塑性設(shè)計(jì)在高層建筑方面的應(yīng)用展開了探討，旨在通過彈塑性設(shè)計(jì)提高高層建筑的抗震性和安全性。

1.高層建筑彈塑性設(shè)計(jì)的概念

高層建筑中的彈塑性設(shè)計(jì)包括靜力彈塑性分析法和動(dòng)力彈塑性分析法兩種。在具體應(yīng)用中兩種方法進(jìn)行結(jié)合使用。

1.1靜力彈塑性分析理論

靜力彈塑性分析也稱為靜力推覆分析，主要是以實(shí)際的結(jié)構(gòu)情況為依據(jù)，將通過模擬地震而得到的水平慣性力作用添加到建筑結(jié)構(gòu)中，使建筑結(jié)構(gòu)承受一種側(cè)向力，并不斷加強(qiáng)這種側(cè)向力的強(qiáng)度[1]。建筑結(jié)構(gòu)在側(cè)向力的作用下彈性、裂開并且屈服，最后發(fā)生結(jié)構(gòu)控制位移。促使建筑結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的位移或者成為機(jī)構(gòu)，以掌握建筑結(jié)構(gòu)在地震影響下的情況。對建筑結(jié)構(gòu)的薄弱部位、內(nèi)力特性、變形情況、塑性鉸的發(fā)生次序和部位、破壞機(jī)制等情況進(jìn)行了解，從而判斷建筑結(jié)構(gòu)對地震作用的承受能力[2]。

1.2動(dòng)力彈塑性分析理論

上世紀(jì)六七十年代，與靜力彈塑性分析理論相對的另一種高層建筑彈塑性分析理論興起了，也就是彈塑性動(dòng)力時(shí)程分析理論。該理論同樣是對高層建筑的抗震性進(jìn)行分析，在上世紀(jì)八十年代之后彈塑性動(dòng)力時(shí)程分析理論已經(jīng)被大部分國家所采用，用來對高層建筑的抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。

彈塑性動(dòng)力時(shí)程分析主要是通過運(yùn)動(dòng)微分方程，對高層結(jié)構(gòu)物進(jìn)行積分求解，以時(shí)程分析的方法來來高層建筑結(jié)構(gòu)在時(shí)間變化中的質(zhì)點(diǎn)位移、加速度動(dòng)力和移動(dòng)速度進(jìn)行掌握，計(jì)算高層結(jié)構(gòu)的時(shí)程變化狀況與結(jié)構(gòu)變形情況[3]。彈塑性動(dòng)力時(shí)程分析法涉及到的數(shù)據(jù)量很大，計(jì)算程序也較為復(fù)雜，開展的難度比較大。然而信息技術(shù)的發(fā)展為彈塑性動(dòng)力時(shí)程分析法提供了便利，彈塑性動(dòng)力時(shí)程分析也在逐漸被認(rèn)可和推廣。

2.高層建筑彈塑性分析的方法和步驟

本文以某高層建筑為例，對高層建筑彈塑性分析的方法步驟進(jìn)行分析和闡述。該高層建筑樓層為裙樓設(shè)計(jì)。主體結(jié)構(gòu)中，地上為14層，地下三層。樓層的高度為標(biāo)準(zhǔn)高度，避難層與地下室底部的高度為五米。此高層建筑物采取鋼筋混凝土筒中筒結(jié)構(gòu)為抗側(cè)力體系。

該高層建筑物彈塑性設(shè)計(jì)方法和步驟如下：

2.1根據(jù)假設(shè)條件計(jì)算彈塑性模型

在該高層建筑設(shè)計(jì)中，對抗震的設(shè)防烈度為七度，對基本地震加速度進(jìn)行設(shè)計(jì)，并將其作為二級場地。該高層建筑使用的是鋼筋混凝土筒中筒結(jié)構(gòu)，以提高其技術(shù)的可操作性和工程建設(shè)的效率。該鋼筋混凝土筒中筒結(jié)構(gòu)中，內(nèi)筒為鋼筋混凝土剪力墻核心筒結(jié)構(gòu)，外筒為框筒結(jié)構(gòu)。高層建筑的基礎(chǔ)受力構(gòu)件在一般情況下為樓板、梁柱、支撐剪力墻等。其中梁柱能夠模擬空間桿單元的受力情況，因此作為一維構(gòu)件。梁柱根據(jù)受力情況的不同有三種情況：一端鉸接一端固定、兩端固定和兩端鉸接[4]。當(dāng)梁柱的截面過大時(shí)，還要考慮梁柱的剪切變形作用。

高層建筑結(jié)構(gòu)的剪力墻是其最重要的抗側(cè)力構(gòu)件。因此，依據(jù)有限元理論，必須模擬剪力墻的受力情況，一般以殼元作為最合適的模擬對象。殼元和平面板元相結(jié)合，則可以模擬樓板的受力情況。

總之，高層建筑彈塑性分析的第一步就是要對假設(shè)情況進(jìn)行梳理，并進(jìn)行計(jì)算模型的設(shè)置。

2.2對高層建筑進(jìn)行靜力彈塑性分析

在該步驟中，主要使用的計(jì)算機(jī)軟件是非線性有限元計(jì)算分析軟件。非線性有限元計(jì)算分析軟件可以構(gòu)建高層建筑的有限元模型，以此作為分析對象，來分析高層建筑的彈塑性。高層建筑的靜力彈塑性分析主要是對高層建筑的設(shè)防烈度、場地類別、地震分組、地震影響系數(shù)最大值、特征周期、彈性阻尼比、能力和需求曲線交點(diǎn)坐標(biāo)以及層間位移角等情況進(jìn)行分析和檢測。

經(jīng)過分析，以烈度為7度的罕遇地震來影響高層建筑的結(jié)構(gòu)，相關(guān)規(guī)范中對高層建筑結(jié)構(gòu)彈塑性的層間位移角的最大值是1/120，而該高層建筑結(jié)構(gòu)彈塑性的層間位移角明顯小于1/120，因此可以得出該高層建筑在遭遇烈度為7度的罕遇地震時(shí)不會(huì)發(fā)生倒塌現(xiàn)象。

接著對該高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力彈塑性推覆分析，繪制出塑性鉸的分布示意圖，并對塑性鉸分布示意圖進(jìn)行分析。通過分析可以得出，在該高層建筑結(jié)構(gòu)中，部分柱子的頂部和腳部都出現(xiàn)了塑性鉸的情況。對該情況出現(xiàn)的原因進(jìn)行分析，可能是由于該高層建筑的角柱是異形柱，因此塑性鉸較高。在計(jì)算模型時(shí)沒有加入型鋼，也沒有調(diào)節(jié)混凝土柱的配筋，尤其是混凝土柱配筋上部的塑性鉸位置。

2.3對高層建筑進(jìn)行彈塑性動(dòng)力時(shí)程分析

在靜力彈塑性分析完畢后，要對該高層建筑進(jìn)行彈塑性動(dòng)力時(shí)程分析，選擇一組人工波和兩組實(shí)際的強(qiáng)震記錄來進(jìn)行彈塑性動(dòng)力時(shí)程分析，所謂的人工波也就是以人工來對加速度時(shí)程進(jìn)行模擬的曲線。一組人工波與兩組實(shí)際強(qiáng)震記錄的原始最大加速度與相關(guān)的規(guī)范的最大加速度相對比，以其最大的層間位移角與相關(guān)規(guī)定中的最大層間位移角相對比。對比之后可以發(fā)現(xiàn)最大層間位移角沒有超過相關(guān)規(guī)定中的角限值。因此通過彈塑性動(dòng)力時(shí)程分析，可以得出該高層建筑的工程結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)較高。

2.4將靜力彈塑性分析的結(jié)果與彈塑性動(dòng)力時(shí)程分析的結(jié)果進(jìn)行對比

在對該高層建筑進(jìn)行靜力彈塑性分析和彈塑性動(dòng)力時(shí)程分析之后，還要將兩種分析的結(jié)果進(jìn)行比較，分析其相同點(diǎn)與不同點(diǎn)，才能對該高層建筑的彈塑性進(jìn)行最終的評定。

通過對比發(fā)現(xiàn)，該高層建筑結(jié)構(gòu)的塑性鉸區(qū)域的分布總體來說是一致的，通過動(dòng)力時(shí)程分析可以得出塑性鉸的分布區(qū)域。然而彈塑性動(dòng)力時(shí)程分析出的塑性鉸分布區(qū)域卻比靜力彈塑性分析得出的分布區(qū)域更加廣泛。要對這二者分析的塑性鉸分布區(qū)域進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)高振型的作用在靜力塑性鉸分析中沒有進(jìn)行考慮，因此經(jīng)濟(jì)塑性鉸分析中的加載模式與實(shí)際地震影響之間還存在一定差距。

通過對高層建筑采取靜力彈塑性分析和彈塑性動(dòng)力時(shí)程分析，并將二者的結(jié)果進(jìn)行仔細(xì)的對比，可以對對該高層建筑的彈塑性進(jìn)行一個(gè)比較全面的分析。

3.結(jié)語

高層建筑的抗震性一直受到全社會(huì)廣泛的關(guān)注，也關(guān)系著高層建筑的安全性與可靠性。高層建筑要依靠其結(jié)構(gòu)的性能設(shè)計(jì)來提高其抗震性。因此要對高層建筑的工程抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行研究。彈塑性設(shè)計(jì)在高層建筑中的應(yīng)用的方法主要是靜力彈塑性分析和彈塑性動(dòng)力時(shí)程分析，對高層建筑在地震作用下的狀態(tài)進(jìn)行分析。通過彈塑性設(shè)計(jì)可以對高層建筑結(jié)構(gòu)體系中的薄弱體系，以及高層建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的破壞程度和破壞次序進(jìn)行推斷，以加強(qiáng)高層建筑結(jié)構(gòu)的安全性和抗震性。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 任旭,石玉.結(jié)合工程實(shí)際對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的論述[J]. 建材與裝飾(下旬刊). 2012(05)

[2] 劉貴榮,陸雪梅.淺析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問題[J]. 中小企業(yè)管理與科技(下旬刊). 2012(05)

篇6

一、高層建筑設(shè)計(jì)注意的問題

1、應(yīng)當(dāng)注意防震縫的設(shè)計(jì)，必須留有足夠的寬度。

2、平面形狀或剛度不對稱，會(huì)使建筑物產(chǎn)生顯著的扭轉(zhuǎn)，震害嚴(yán)重。

3、凸出屋面的塔樓受高振型的影響，產(chǎn)生顯著的鞭梢效應(yīng)，破壞嚴(yán)重。

4、高層部分和低層部分之間的連接構(gòu)造不合理。

5、框架柱截面太少，箍筋不足，柱子的延性和抗震能力不夠而發(fā)生剪切破壞或柱頭壓碎。

6、由于沿豎向樓層質(zhì)量與剛度變化太大，是樓層變形過分集中而產(chǎn)生破壞。

7、地基的穩(wěn)定性問題要特別注意。

8、伸縮縫和沉降縫寬度過小，碰撞破壞很多。

9、不應(yīng)在建筑物端部設(shè)置樓梯間，樓板有大洞口，因剛度不均勻而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。

10、外縱墻門窗洞口過大，連梁尺寸太小，容易產(chǎn)生破壞。

11、中間部分樓層柱子截面和材料改變或取消了部分剪力墻，產(chǎn)生剛度或承載力突變，形成結(jié)構(gòu)薄弱層。

二、抗震設(shè)計(jì)

1、高層抗震設(shè)計(jì)的基本原則：小震不壞，中震可修，大震不倒。

2、抗震設(shè)計(jì)的高層建筑在下列情況下宜設(shè)防震縫：

（1）平面長度和外伸長度尺寸超出了規(guī)程限值而又沒有采取加強(qiáng)措施時(shí)；

（2）各部分結(jié)構(gòu)剛度相差太遠(yuǎn)，采取不同材料和不同結(jié)構(gòu)體系時(shí)；

（3）各部分質(zhì)量相差很大時(shí)；

（4）各部分又較大錯(cuò)層時(shí)。。

三、高層建筑沉降縫、伸縮縫 、抗震縫的處理

1、沉降縫、伸縮縫和抗震縫要注意的問題：高層建筑應(yīng)當(dāng)調(diào)整平面尺寸和結(jié)構(gòu)不止，采取構(gòu)造措施和施工措施，能不設(shè)縫就不設(shè)縫，能少設(shè)縫就少設(shè)縫，如果沒有采取措施或必須設(shè)縫時(shí)，則必須保證必要的縫寬以防止震害。

2、鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)的溫度-收縮問題，一般由構(gòu)造措施來解決。

3、后澆帶可選擇在對結(jié)構(gòu)受力影響較小的部位曲折通過，不要在一個(gè)平面內(nèi)，以免全部鋼筋都在同一平面內(nèi)搭接。一般可設(shè)置在梁和樓板的1/3處。

4、目前許多工程是采用調(diào)整個(gè)部分沉降差，在施工過程中留后澆段作為臨時(shí)沉降縫，等到沉降基本穩(wěn)定后再連為整體，不設(shè)永久性的沉降縫。

5、沉降縫：高層建筑的主樓和裙房的層數(shù)相差很遠(yuǎn)，在下列條件時(shí)可不留永久沉降縫

（1）采用端承樁，樁支承在基巖上。

（2）.地基條件好，沉降差小。

（3）有較多的沉降觀測資料，沉降計(jì)算比較可靠。

后兩種情況下，可調(diào)壓力差，主樓和裙房部分才用不同的基礎(chǔ)，使其沉降接近。

調(diào)時(shí)間差，先施工主樓，待主樓基本建成，沉降基本穩(wěn)定，再建裙房。

此外，各結(jié)構(gòu)單元之間設(shè)了伸縮縫和沉降縫時(shí)，其縫寬應(yīng)滿足防震縫寬度的要求。

6、防震縫應(yīng)在地面以上全高設(shè)置，當(dāng)不作為沉降縫時(shí)，基礎(chǔ)可以不設(shè)防震縫，但要加強(qiáng)構(gòu)造和連接。

7、高層建筑各部分之間凡是設(shè)縫的，就要分得徹底；凡是不設(shè)縫的，就要連接牢固。

8、高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)房屋高度和高寬比、抗震設(shè)防類別、抗震設(shè)防烈度、場地類別、結(jié)構(gòu)材料和施工技術(shù)條件等因素考慮其適宜的結(jié)構(gòu)體系。

9、高層建筑的高寬比是對結(jié)構(gòu)剛度、整體穩(wěn)定、承載能力和經(jīng)濟(jì)合理性的宏觀控制

四、框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般要求

1.框架結(jié)構(gòu)房屋，高度不超過15m的部分，可取70；超過15m的部分，6、7、8、9度相應(yīng)每增加高度5、4、3、2m，宜加寬20 。

2.框架-剪力墻結(jié)構(gòu)房屋可按第一項(xiàng)數(shù)值的70%采用，剪力墻結(jié)構(gòu)房屋可按第一項(xiàng)規(guī)定數(shù)值的50%采用，但二者均不宜小于70.結(jié)構(gòu)豎向布置沿豎向剛度突變還由于下述兩個(gè)原因產(chǎn)生：

( 1 ) 抗側(cè)力結(jié)構(gòu)（框架、剪力墻、筒體等）的突然改變布置。

篇7

【關(guān)鍵詞】高層建筑帶高位轉(zhuǎn)換層抗震性能

中圖分類號： TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

在現(xiàn)代高層建筑發(fā)展中，為了滿足建筑功能和建筑藝術(shù)的要求，復(fù)雜體型的建筑結(jié)構(gòu)形式經(jīng)常被結(jié)構(gòu)工程師采納，帶高位轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)就屬于其中的一種形式。這種結(jié)構(gòu)形式平、立面布置不規(guī)則，結(jié)構(gòu)的抗震受力機(jī)理復(fù)雜，本文探討了帶高位轉(zhuǎn)換層建筑結(jié)構(gòu)抗震性能。

一、高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的概念與結(jié)構(gòu)形式

1、概念：因建筑功能需要，上部小空間，下部大空間，上部部分豎向構(gòu)件不能連續(xù)貫通落地，而通過水平轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)與下部豎向構(gòu)件連接，這樣構(gòu)成的高層建筑結(jié)構(gòu)稱為帶轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)。

2、結(jié)構(gòu)形式：針對不同的結(jié)構(gòu)類型需采用不同的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式，目前，實(shí)際工程中應(yīng)用較多的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式主要有五種基本結(jié)構(gòu)形式：梁式；桁架式；空腹桁架式；箱形；厚板式。另外還存在一些其他形式的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式。

二、轉(zhuǎn)換層位于不同高度對結(jié)構(gòu)整體受力的影響

隨著高層建筑的迅速發(fā)展和框支剪力墻結(jié)構(gòu)體系的廣泛應(yīng)用，為滿足復(fù)雜建筑的需要，轉(zhuǎn)換層位置的高度越來越高，按照《高規(guī)》的概念，當(dāng)轉(zhuǎn)換層的位置大于等于三層的時(shí)候，這就是我們所說的高位轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行高位轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意以下幾個(gè)方面：

1、當(dāng)轉(zhuǎn)換層位置由二層逐漸提高時(shí)，結(jié)構(gòu)的自振周期、振型和地震位移只略有一些量的改變，而沒有質(zhì)的變化。在轉(zhuǎn)換層附近也沒有非常顯著的突變。

2、由于轉(zhuǎn)換層的質(zhì)量遠(yuǎn)大于其它樓層，所以不同振型作用下地震作用在轉(zhuǎn)換層處有明顯增大的突變，尤其轉(zhuǎn)換層位置在振型曲線振幅最大處或附近時(shí)更為顯著。所以我們在計(jì)算分析帶高位轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)的時(shí)候，由于高振型的影響可能明顯增大，所以要采用較多振型。

3、地震作用下，隨著轉(zhuǎn)換層位置的不斷增高，轉(zhuǎn)換層下部樓層的總地震剪力和總彎矩值會(huì)有所增大，這是轉(zhuǎn)換層位置較高帶來的很不利影響。但最大層地震剪力和彎矩由轉(zhuǎn)換層位置的提高而引起的最大增值一般仍發(fā)生在首層。因?yàn)閷訑?shù)較多的高層建筑(一股為30層左右的建筑)，轉(zhuǎn)換層本身的地震作用，在全部地震作用中所占的比例仍不算很大。

4、對于設(shè)置轉(zhuǎn)換層的建筑結(jié)構(gòu)，在轉(zhuǎn)換層處層間位移沒有突變，但是結(jié)構(gòu)樓層的層間位移角在轉(zhuǎn)換層附近出現(xiàn)其值大小的突變，但其數(shù)值較轉(zhuǎn)換層位置較低時(shí)的相應(yīng)樓層的層間位移要小許多。轉(zhuǎn)換層在下部高度位置改變時(shí)對層間位移的最大值的影響，比轉(zhuǎn)換層在五層以上改變高度的影響更為顯著。

三、底盤結(jié)構(gòu)規(guī)則性對結(jié)構(gòu)抗震性能及扭轉(zhuǎn)的影響

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，多、高層建筑發(fā)展迅速，建筑平面布置變得越來越復(fù)雜，比如，L形、V形、Y形、H形等的復(fù)雜平面屢見不鮮；在豎向，結(jié)構(gòu)的側(cè)移剛度因?yàn)椴捎昧宿D(zhuǎn)換層而發(fā)生剛度突變，同時(shí)，轉(zhuǎn)換層上部住宅平面布置也設(shè)計(jì)得靈活多樣化。

1、應(yīng)當(dāng)在不附加偏心距的狀態(tài)下進(jìn)行計(jì)算并檢查結(jié)構(gòu)位移比，檢查剛心與質(zhì)心是否相距過大。根據(jù)偏心情況調(diào)整剪力墻的布置，盡量做到結(jié)構(gòu)平面剛度分布均勻，同時(shí)在此狀態(tài)下檢查周期比是否符合要求。如果周期比不滿足要求，首先宜盡可能增大抗扭剛度，如果側(cè)向平移剛度確實(shí)較大，可適當(dāng)減小抗側(cè)剛度。

2、提高抗扭剛度是概念設(shè)計(jì)中改進(jìn)結(jié)構(gòu)抗震性能的重要而且根本的措施之一，即使周期比滿足要求，再采取增加抗扭剛度的措施，調(diào)整剛心位置或其他有效方法改進(jìn)，還能夠在一定程度上對減小位移比有利。此外，還應(yīng)當(dāng)注意，要在符合概念設(shè)計(jì)的要求下增大抗扭剛度。如果轉(zhuǎn)換層上部結(jié)構(gòu)的剪力墻較多，那么其抗扭剛度自然很大，所以其周期比就明顯滿足要求。

3、建議將位移比與最大層間位移角進(jìn)行綜合考慮，在扭轉(zhuǎn)周期符合要求的前提下，對于剛度較大、位移較小的結(jié)構(gòu)(層數(shù)不多、高度不大或剪力墻較多的住宅結(jié)構(gòu))，或偏置裙房而裙房高度不大的結(jié)構(gòu)可適當(dāng)放寬位移比限制值。

4、用具有附加偏心距的地震作用計(jì)算的內(nèi)力參加內(nèi)力組合，是提高結(jié)構(gòu)抗扭承載力的重要措施。當(dāng)位移比超過限值，調(diào)整確實(shí)有困難時(shí)，可適當(dāng)加大附加偏心距數(shù)值，再計(jì)算地震作用的內(nèi)力。

5、轉(zhuǎn)換層位置設(shè)置在三層或三層以上時(shí)，對于平面布置不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)，其地震剪力影響比較大，且底部不規(guī)則平面的建筑結(jié)構(gòu)，當(dāng)轉(zhuǎn)換層位置在同一層時(shí)其地震總剪力比底部平面布置相對較規(guī)則的值要大很多。

6、底部不規(guī)則平面的建筑結(jié)構(gòu)總彎矩值也和地震總剪力的變化一樣。而且，其隨著轉(zhuǎn)換層位置提高而增加的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)比底部布置規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)要快很多。所以，對于底部不規(guī)則布置的帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)，尤其是對于高位轉(zhuǎn)換的建筑結(jié)構(gòu)，要對其底層的剪力和彎矩進(jìn)行嚴(yán)格的控制。

四、側(cè)向剛度比對結(jié)構(gòu)抗震性能的影響

因建筑功能需要，帶轉(zhuǎn)換層的建筑結(jié)構(gòu)通常都是因?yàn)樯喜啃】臻g，下部大空間，上部部分豎向構(gòu)件不能直接連續(xù)貫通落地，而通過水平轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)與下部豎向構(gòu)件連接。因此，設(shè)有轉(zhuǎn)換層的高層建筑往往對于轉(zhuǎn)換層上部與下部結(jié)構(gòu)的剛度相差較大。這樣在水平荷載作用下，當(dāng)轉(zhuǎn)換層上、下部樓層結(jié)構(gòu)因側(cè)向剛度相差較大，會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)換層上、下部結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力突變，促使部分構(gòu)件提前破壞，當(dāng)轉(zhuǎn)換層位置相對較高時(shí)，這種內(nèi)力突變會(huì)進(jìn)一步加劇。因此如何有效的控制轉(zhuǎn)換層上、下部分結(jié)構(gòu)的剛度，防止其因剛度突變，對結(jié)構(gòu)抗震帶來的影響顯得較為突出。筆者認(rèn)為，滿足側(cè)向剛度比的要求有以下可行的措施：

1、在保證上部住宅剪力墻強(qiáng)度及層間位移滿足規(guī)范的前提要求下，盡量減少上部剪力墻數(shù)量，減薄厚度，轉(zhuǎn)換層以下厚度加大，以減小結(jié)構(gòu)上部剛度，增大下部剛度。

2、核心筒剪力墻厚度，轉(zhuǎn)換層以下為350mm和300nm，轉(zhuǎn)換層以上墻厚由300mm過渡到200mm厚，逐漸減薄，避免剛度突變。

3、混凝土標(biāo)號，轉(zhuǎn)換層以下采用C40混凝土，轉(zhuǎn)換層以上采用C40混凝土過渡到C30的混凝土。

4、調(diào)整轉(zhuǎn)換層上部剪力墻，盡量采用短肢剪力墻，且剪力墻的分布盡量靠近中部質(zhì)心位置。轉(zhuǎn)換層上部的剪力墻墻厚也由250mm過渡到200mm的厚度以減小剛度。轉(zhuǎn)換層下層的框支柱較大，且靠近結(jié)構(gòu)，以增大轉(zhuǎn)換層下部結(jié)構(gòu)的剛度。

結(jié)語

隨著高層建筑的不斷發(fā)展，高層建筑結(jié)構(gòu)形式日益豐富，帶高位轉(zhuǎn)換層建筑結(jié)構(gòu)就是為了滿足建筑藝術(shù)和建筑功能的需求應(yīng)運(yùn)而生的一種新型建筑結(jié)構(gòu)形式。本文筆者對帶高位轉(zhuǎn)換層建筑結(jié)構(gòu)抗震性能進(jìn)行了探討，取得了一些有實(shí)用價(jià)值的成果，但尚有一些問題有待進(jìn)一步深入探討。

【參考文獻(xiàn)】

[1]龔思禮.建筑抗震設(shè)計(jì)手冊[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2003

篇8

關(guān)鍵詞：高層綜合樓；基礎(chǔ)設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)選型；抗震設(shè)計(jì)；連接體結(jié)構(gòu)

引言

近年來，隨著我國城市經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，高層建筑建設(shè)數(shù)量不斷增多，人們對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量提出了更高的要求。在現(xiàn)代高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，經(jīng)常會(huì)碰到一些結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的空間，給設(shè)計(jì)人員帶來了一些難度，需要對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化與改善，從而設(shè)計(jì)出最合理的建筑結(jié)構(gòu)，以滿足使用者的不同需求，以及實(shí)現(xiàn)建筑企業(yè)良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。本文主要從實(shí)踐的角度出發(fā)，探討了某高層綜合樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難點(diǎn)，并提出了有效的優(yōu)化措施。

1 工程概況

某高層綜合樓，地下兩層為停車庫及設(shè)備房，局部為人防地下室，地上建筑由 A、B、C三棟高層塔樓及一棟兩層的商業(yè)裙樓組成，一、二層為商業(yè)用房，三層至頂層為辦公用房。其中C塔樓為19 層，總高度58.6m，與兩層裙樓通過伸縮縫相連；A、B塔樓為 18 層，兩棟塔樓頂部兩層相連，總高度64.4m，本工程 A、B 塔樓采用框架-剪力墻連體結(jié)構(gòu)，底部局部大空間轉(zhuǎn)換剪力墻結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換層在第3層頂面。

圖1 A、B棟一層商場平面（單位：mm）

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難點(diǎn)及優(yōu)化措施

2.1 基礎(chǔ)及地下室設(shè)計(jì)問題及優(yōu)化

本工程采用樁基礎(chǔ)，樁型采用抗拔性能較好的鉆孔灌注樁，樁徑根據(jù)上部荷載情況選用￠700和￠800兩種，主樓部分采用￠800的樁，其它部分為￠700的。樁基持力層為 8～2層圓礫層，樁進(jìn)入持力層2.5～6.4m，有效樁長為48.1～56m，單樁豎向承載力特征值結(jié)合設(shè)計(jì)試樁結(jié)果和地質(zhì)報(bào)告情況分別確定為3500KN和4100kN。

兩層地下室平面呈“廠”字形，局部為兩層人防地下室，人防等級為6級。地下室東西向最長150m，南北向最長120m，中間不設(shè)伸縮縫，超過規(guī)范建議的結(jié)構(gòu)伸縮縫最大間距，設(shè)計(jì)采用縱橫向設(shè)置多道后澆帶等措施減小溫度變化和混凝土收縮對結(jié)構(gòu)的影響。

2.2 結(jié)構(gòu)選型及結(jié)構(gòu)布置問題及優(yōu)化

由于建筑平面較狹長復(fù)雜，因此連體結(jié)構(gòu)兩邊的塔樓采用基本一致的體形、平面和剛度，可以一定程度上減小復(fù)雜的耦聯(lián)振動(dòng)。最初的建筑方案在兩塔樓間的平面呈喇叭形，柱距北面小為16.8m，南面大為29.4m。連接體結(jié)構(gòu)擬采用最下一層的鋼骨混凝土梁作為轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)來支承整個(gè)連接體，這樣試算下來鋼骨混凝土梁的最大斷面達(dá)到900×3000，給施工帶來很大的難度經(jīng)過安全性、經(jīng)濟(jì)性和可行性的綜合分析比較，最后決定在某兩軸之間各增加兩個(gè)柱子，使連接體的柱距相同，均為16.8m。連接體結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)采用剛性連接，連體部分連接主梁為每層設(shè)500×1800混凝土梁，保證連接部分的剛度，將主體結(jié)構(gòu)連接為整體協(xié)調(diào)受力、變形、由于主梁較高，連接體每層層高為主塔樓兩層的高度，以滿足建筑空間的需要。

連體結(jié)構(gòu)因振型豐富，且平動(dòng)與扭轉(zhuǎn)振型多耦合在一起，因此采用平扭耦聯(lián)方法計(jì)算結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，且考慮雙向地震的影響；連體部位復(fù)雜，對連體部分采用彈性樓蓋進(jìn)行計(jì)算考慮到連體結(jié)構(gòu)的兩塔樓體型相似且間距較近，因此風(fēng)荷載取值時(shí)考慮建筑物相互間的影響，將體形系數(shù)乘以相互干擾增大系數(shù)，并對連接體最下一層的樓板考慮了向下的風(fēng)吸力影響振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)果見表1，計(jì)算結(jié)果表明自振周期在合理范圍內(nèi)，結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第1自振周期與平動(dòng)為主的第1自振周期之比為0.85，基本滿足規(guī)范要求 地震力作用下的樓層最大層間位移1/1791（Y+5%偶然偏心） 和頂點(diǎn)位移1/2048均小于1/800，亦滿足規(guī)范要求。

2.3 抗震設(shè)計(jì)問題及優(yōu)化

（1）加強(qiáng)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的抗震措施。考慮到該工程為復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換層為薄弱層，故在抗震構(gòu)造方面有針對性地采取了如下措施：1）框支柱、框支梁、剪力墻底部加強(qiáng)部位的抗震等級提高一級采用；2）薄弱層（第三結(jié)構(gòu)層）的地震剪力乘1.15 的增大系數(shù)；并適當(dāng)對框支柱的剪力進(jìn)行調(diào)整；3）框支柱、框支梁的設(shè)計(jì)滿足《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2010）修訂版中關(guān)于框支柱、框支粱在抗震設(shè)計(jì)時(shí)的相關(guān)規(guī)定；4）框支梁所在層的樓板厚度加大為180，雙層雙向加強(qiáng)配筋構(gòu)造。

（2）加強(qiáng)連接體結(jié)構(gòu)的抗震措施。該工程屬于Ⅰ類扭轉(zhuǎn)不規(guī)則（Y+5%偶然偏心地震力作用下連體部分的樓層最大位移1.45），且震害表明地震中連接體本身破壞嚴(yán)重，踏落較多，同時(shí)使主體結(jié)構(gòu)中與連接體相連的部分結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞，因此在抗震構(gòu)造方面有針對性地采取了如下措施：1）連接體及連接體相鄰的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震等級提高一級；2）樓板厚度增大到 150mm，加強(qiáng)連接部分的周邊板配筋，雙層雙向貫通布置，并加強(qiáng)邊梁的配筋及構(gòu)造；3）加強(qiáng)連接體最底層構(gòu)件的配筋；4）加強(qiáng)連接體下面兩層的設(shè)計(jì)，指定其為薄弱層，放大地震力。

2.4 連接體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化

由于兩塔樓在52m高空相連，如何保證施工的安全成為一個(gè)難點(diǎn)。為此施工時(shí)需要在48m高處搭建一個(gè)鋼結(jié)構(gòu)的臨時(shí)施工平臺。由于連接體的梁板自重較大，為了降低鋼平臺的造價(jià)及保證施工的安全簡便，施工單位提出了混凝土分階段澆搗的施工方案，即先澆梁，待其混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%后再澆板，這樣鋼平臺只需承受梁的自重，而板的重量可以由梁來承擔(dān)。

為配合上述施工方案，我們對連接體的設(shè)計(jì)進(jìn)行了調(diào)整，分別按施工順序計(jì)算了混凝土澆搗的兩個(gè)階段的內(nèi)力以及下層連接體梁板作為上一層連接體的施工平臺所承受的施工荷載，并按最不利的工況進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)。計(jì)算結(jié)果顯示，部分梁的配筋恰恰是由施工階段控制的。

3 結(jié)束語

綜上所述，本文通過結(jié)合工程實(shí)例對高層綜合樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了研究，從中可以得知，對于高層建筑的結(jié)構(gòu)體系，結(jié)構(gòu)的合理布置更重要。對于連體結(jié)構(gòu)，盡量使連體結(jié)構(gòu)各獨(dú)立部分的體型、平面和剛度相近，能有效避免連體結(jié)構(gòu)復(fù)雜的耦聯(lián)振動(dòng)，同時(shí)對此類結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換層及連體部位要采取相應(yīng)的抗震措施。

參考文獻(xiàn)

[1]《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB50011-2010.

[2]《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2010）修訂版.

篇9

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

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

1 高層建筑發(fā)展概況與存在問題

80年代,是我國高層建筑在設(shè)計(jì)計(jì)算及施工技術(shù)各方面迅速發(fā)展的階段。各大中城市普遍興建高度在100m左右或100m以上的以鋼筋為主的建筑,建筑層數(shù)和高度不斷增加,功能和類型越來越復(fù)雜,結(jié)構(gòu)體系日趨多樣化。比較有代表性的高層建筑有上海錦江飯店,它是一座現(xiàn)代化的高級賓館,總高153.52m,全部采用框架一芯墻全鋼結(jié)構(gòu)體系,深圳發(fā)展中心大廈43層高165.3m,加上天線的高度共185.3m,這是我國第一幢大型高層鋼結(jié)構(gòu)建筑。進(jìn)入90年代我國高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)進(jìn)入了新的階段。不僅結(jié)構(gòu)體系及建筑材料出現(xiàn)多樣化而且在高度上長幅很大有一個(gè)飛躍。深圳于1995年6月封頂?shù)牡赝醮髲B,81層高,385.95m為鋼結(jié)構(gòu),它居目前世界建筑的第四位。

我國高層建筑的結(jié)構(gòu)材料一直以鋼筋混凝土為主。隨著設(shè)計(jì)思想的不斷更新,結(jié)構(gòu)體系日趨多樣化,建筑平面布置與豎向體型也越來越復(fù)雜,出現(xiàn)了許多超高超限鋼筋混凝土建筑,這就給高層建筑的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)提出了更高的要求。尤其是在抗震設(shè)防地區(qū),如何準(zhǔn)確地對這些復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行抗震分析以及抗震設(shè)計(jì),已成為高層建筑研究領(lǐng)域的主要課題之一。

2 建筑抗震的理論分析

2.1 建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范

建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范實(shí)際上是各國建筑抗震經(jīng)驗(yàn)帶有權(quán)威性的總結(jié),是指導(dǎo)建筑抗震設(shè)計(jì)(包括結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算,結(jié)構(gòu)抗震措施以及地基抗震分析等主要內(nèi)容)的法定性文件它既反映了各個(gè)國家經(jīng)濟(jì)與建設(shè)的時(shí)代水平,又反映了各個(gè)國家的具體抗震實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。它雖然受抗震有關(guān)科學(xué)理論的引導(dǎo),向技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性的方向發(fā)展,但它更要有堅(jiān)定的工程實(shí)踐基礎(chǔ),把建筑工程的安全性放在首位,容不得半點(diǎn)冒險(xiǎn)和不實(shí)。正是基于這種認(rèn)識,現(xiàn)代規(guī)范中的條文有的被列為強(qiáng)制性條文,有的條文中用了“嚴(yán)禁,不得,不許,不宜”等體現(xiàn)不同程度限制性和“必須,應(yīng)該,宜于,可以”等體現(xiàn)不同程度靈活性的用詞。

2.2高層建筑結(jié)構(gòu)抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

設(shè)計(jì)階段的結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性分析。高層建筑進(jìn)入初步設(shè)計(jì)階段后,首先按方案階段確定的結(jié)構(gòu)布置進(jìn)行計(jì)算分析。計(jì)算模型取自±0. 000至塔頂,假定樓板為平面內(nèi)剛度無限大,其地震反應(yīng)分析基本參數(shù)列于,以及可以看出,隨著樓層高度的增加,結(jié)構(gòu)X方向(縱向)自振周期及地震力基本正常,而結(jié)構(gòu)Y方向(橫向)自振周期偏長、結(jié)構(gòu)剛度偏低,對應(yīng)于水平地震作用的剪力較小,結(jié)構(gòu)的抗震能力偏弱,結(jié)構(gòu)偏于不安全。為增加Y方向(橫向)的抗側(cè)移剛度,提高其抗震能力,在現(xiàn)代高層建筑的設(shè)計(jì)中,可以在建筑核心筒的兩側(cè)增設(shè)四道剪力墻。根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2002)和《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2001),抗震設(shè)計(jì)時(shí),框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻的數(shù)量必須滿足一定要求,在地震作用時(shí)剪力墻作為第一道抗震防線必須承擔(dān)大部分的水平力。但這并不意味著框架部分可以設(shè)計(jì)得很弱,而是框架部分作為第二道防線必須具備一定的抗側(cè)力能力,在大震作用下第一道抗震防線剪力墻遭受破壞時(shí),整個(gè)結(jié)構(gòu)仍具備一定的抵抗能力,不至于立即破壞倒塌,這就需要在結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí),對框架部分所承擔(dān)的剪力進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

3結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法探討。

3.1結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的基本步驟。

對建筑抗震的三個(gè)水準(zhǔn)設(shè)防要求,是通過“兩階段”設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)的,其方法步驟如下:第一階段設(shè)計(jì):第一步采用與第一水準(zhǔn)烈度相應(yīng)的地震動(dòng)參數(shù),先計(jì)算出結(jié)構(gòu)在彈性狀態(tài)下的地震作用效應(yīng),與風(fēng)、重力荷載效應(yīng)組合,并引入承載力抗震調(diào)整系數(shù),進(jìn)行構(gòu)件截面設(shè)計(jì),從而滿足第一水準(zhǔn)的強(qiáng)度要求;第二步是采用同一地震動(dòng)參數(shù)計(jì)算出結(jié)構(gòu)的層間位移角,使其不超過抗震規(guī)范所規(guī)定的限值;同時(shí)采用相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施,保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性、變形能力和塑性耗能,從而自動(dòng)滿足第二水準(zhǔn)的變形要求。第二階段設(shè)計(jì):采用與第三水準(zhǔn)相對應(yīng)的地震動(dòng)參數(shù),計(jì)算出結(jié)構(gòu)(特別是柔弱樓層和抗震薄弱環(huán)節(jié))的彈塑性層間位移角,使之小于抗震規(guī)范的限值,并采用必要的抗震構(gòu)造措施,從而滿足第三水準(zhǔn)的防倒塌要求。

3.2結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法

3.2.1基礎(chǔ)的抗震設(shè)計(jì)

基礎(chǔ)是實(shí)現(xiàn)高層建筑安全性的重要條件。我國高層建筑通常采用鋼筋混凝土連續(xù)地基梁形式,在基礎(chǔ)梁的設(shè)計(jì)中,為充分發(fā)揮鋼筋的抗拉性和混凝土的抗壓性的復(fù)合效應(yīng),把設(shè)計(jì)重點(diǎn)放在梁的高度和鋼筋的用量上,在鋼筋的布置上采用主筋、腹筋、肋筋、基礎(chǔ)筋、基礎(chǔ)輔筋5種鋼筋的結(jié)合。為防止基礎(chǔ)鋼筋的生銹,一方面采用耐酸化的混凝土,另一方面是增加鋼筋表面的保護(hù)層厚度,以抑止鋼筋的腐蝕。高層建筑基礎(chǔ)處理的另一個(gè)特色是鋼制基礎(chǔ)結(jié)合墊塊的應(yīng)用,它是高層建筑上部結(jié)構(gòu)柱與基礎(chǔ)相連的重要結(jié)構(gòu)部件。它的功能之一是使具有吸濕性的混凝土基礎(chǔ)和鋼制結(jié)構(gòu)柱及上部建筑相分離,有效防止結(jié)構(gòu)體的銹蝕,確保部件的耐久性。

3.2.2鋼結(jié)構(gòu)骨架的抗震設(shè)計(jì)

采用鋼框架結(jié)合點(diǎn)柱壁局部加厚技術(shù)來提高結(jié)構(gòu)抗震性能。一般鋼框架結(jié)構(gòu),梁和柱結(jié)合點(diǎn)通常是柱上加焊鋼制隅撐與梁端用螺栓緊固連接。在這種方式下,鋼柱必須在結(jié)合部被切斷,加焊隅撐后再結(jié)合,這樣做技術(shù)上的不穩(wěn)定性和材料品質(zhì)不齊全的可能性很大,而且遇到大地震,鋼柱結(jié)合部折斷的危險(xiǎn)性很大。鑒于此,可以首先該結(jié)構(gòu)的梁柱采用高密度鋼材,以發(fā)揮其高強(qiáng)抗震、抗拉和耐久性。柱壁增厚法避免斷柱形式,對二、三層的獨(dú)立住宅而言,結(jié)構(gòu)柱可以一貫到底,從而解決易折問題。與梁結(jié)合部柱壁達(dá)到兩倍厚,所采用的是高頻加熱引導(dǎo)增厚技術(shù)。在制造過程中品質(zhì)易下降的鋼管經(jīng)過加熱處理反而使材料本來所具有的拉伸強(qiáng)度得以恢復(fù)。對于地震時(shí)易產(chǎn)生的應(yīng)力集中,柱的增厚部位能發(fā)揮很大的阻抗能力,從而提高和強(qiáng)化了結(jié)構(gòu)的抗震性。

3.2.3墻體的抗震設(shè)計(jì)

“三合一”外墻結(jié)構(gòu)體系,首先是由日本專家設(shè)計(jì)應(yīng)用的,采用外墻結(jié)構(gòu)柱與兩側(cè)外墻板鋼框架組合形成的“三合一”整體承重的結(jié)構(gòu)體系。該體系不僅僅用柱和梁來支撐高層建筑,而是利用墻體鋼框架與結(jié)構(gòu)柱結(jié)合,有效地承受來自垂直方向與水平方向的荷載。由于外墻板鋼框架的補(bǔ)強(qiáng)作用,該做法可以較好地發(fā)揮結(jié)構(gòu)柱設(shè)計(jì)值以外的補(bǔ)強(qiáng)承載力。加強(qiáng)了對豎向地震力及雪荷載的抵抗能力,最大限度地發(fā)揮其抗震優(yōu)勢;另一方面,由于外墻板鋼框架與內(nèi)部斜拉桿所構(gòu)成“面”承載與結(jié)構(gòu)柱的結(jié)合并用,也提高了整體抗側(cè)推力和抗變形能力。它的抗水平風(fēng)載和地震力的能力比單純墻體承重體系提高30%左右。

4增大結(jié)構(gòu)抗震能力的加固與改造技術(shù)

建國幾十年來，我國的抗震加固與改造技術(shù)得到了飛速發(fā)展。1976年唐山地震后，砌體結(jié)構(gòu)抗震加固的問題日益突出，砌體結(jié)構(gòu)抗震性能不好：砌體墻體抗震能力、變形性能的不足、房屋整體性不好。因此，增大墻體抗震性能的外包鋼筋混凝土面層、鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層加固技術(shù)及增大結(jié)構(gòu)整體性的壓力灌漿加固技術(shù)、增設(shè)圈梁(構(gòu)造柱)加固技術(shù)、拉結(jié)鋼筋加固技術(shù)；通過增設(shè)抗震墻來降低抗震能力薄弱構(gòu)件所承受地震作用的增設(shè)墻體技術(shù)等應(yīng)運(yùn)而生。目前該技術(shù)廣泛用于砌筑墻體的加固。

常見的混凝土柱加固技術(shù)有加大截面加固技術(shù)、外包鋼加固技術(shù)、預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)、改變傳力途徑加固技術(shù)、加強(qiáng)整體剛度加固技術(shù)、粘鋼加固技術(shù)以及碳纖維加固技術(shù)等。這些絕大部分都是經(jīng)過長期實(shí)踐檢驗(yàn)可靠性比較高的技術(shù)，已收入國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)》(cecs25—90)。此類技術(shù)不僅有比較充分的理論依據(jù)，規(guī)范還提供了詳細(xì)的計(jì)算公式。如混凝土柱的外包鋼法加固技術(shù)，開始階段的計(jì)算方法是分別計(jì)算混凝土柱和外包鋼，外包鋼按鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算：當(dāng)外包裝的綴板加密并出現(xiàn)濕式的施工方法時(shí)，其計(jì)算按整體構(gòu)件考慮；當(dāng)綴板施加。

5結(jié)語

高層建筑已經(jīng)逐漸成為當(dāng)前時(shí)代建筑發(fā)展的主流建筑形態(tài)之一,對于高層建筑,其抗震效能的分析一直是國內(nèi)外建筑抗震設(shè)計(jì)分析的研究熱點(diǎn),而最直接最有效的抗震措施就是在建筑設(shè)計(jì)階段進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì),只有從高層建筑物內(nèi)部實(shí)施結(jié)構(gòu)抗震,才能夠從根本上提高高層建筑的抗震效能。本論文從高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的角度進(jìn)行了抗震分析,對于具體的高層建筑抗震設(shè)計(jì)具有一定指導(dǎo)和借鑒意義。

參考文獻(xiàn):

[1]李忠獻(xiàn).高層建筑結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì)理論[M].北京:科學(xué)出版社,2006.

篇10

關(guān)鍵詞：高層建筑；鋼筋混凝土；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；問題；措施

中圖分類號：TV331文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

在高層建筑中采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可以有效的提高建筑結(jié)構(gòu)的安全性與穩(wěn)定性，為了更好發(fā)揮出高層建筑的功能，實(shí)現(xiàn)高層建筑的穩(wěn)定，必須加強(qiáng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工。設(shè)計(jì)是形成高層建筑質(zhì)量，在初始時(shí)期控制鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，要站在為社會(huì)和行業(yè)發(fā)展負(fù)責(zé)的高度看待和重視高層建筑設(shè)計(jì)中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的相關(guān)工作，形成對設(shè)計(jì)重點(diǎn)和細(xì)節(jié)的把握，提高高層建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的工作水平。在具體的高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)該突出設(shè)計(jì)的內(nèi)涵，體現(xiàn)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的靈魂，對高層建筑設(shè)計(jì)中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)方面的關(guān)鍵問題進(jìn)行全面思考，從短支剪力墻、結(jié)構(gòu)體系、高度控制等關(guān)鍵環(huán)節(jié)展開對高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)控制和管理，進(jìn)而為高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目標(biāo)的達(dá)成起到重點(diǎn)方面和體系方面的支撐作用。

1高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)涵

高質(zhì)量進(jìn)行高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作必須要體現(xiàn)設(shè)計(jì)的靈魂，我們可以將高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的靈魂總結(jié)為如下幾點(diǎn)：

1.1高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的安全性

高層建筑設(shè)計(jì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和功能時(shí)要以突出安全性為第一要?jiǎng)?wù)，要確保在設(shè)計(jì)年限內(nèi)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在各種負(fù)荷和影響下的穩(wěn)定性和安全性，同時(shí)要確保突發(fā)事件和偶然事件中高層建筑鋼筋混凝土必須的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)延性。

1.2高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性

高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中要有年限上的考慮，要在規(guī)定的年限上實(shí)現(xiàn)高層建筑的穩(wěn)定以及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的功能連續(xù)，形成有益于實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)的耐久性基礎(chǔ)。

1.3高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的適用性

通過高層建筑設(shè)計(jì)工作的突出，要實(shí)現(xiàn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有在一定時(shí)間內(nèi)功能的實(shí)現(xiàn)，這樣就可以保證高層建筑整體的使用要求，也可以保障鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對于裂縫、撞擊、地震、形變等各種影響因素的抵御能力。

2高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中關(guān)鍵問題

2.1短肢剪力墻的設(shè)計(jì)

高層建筑設(shè)計(jì)短肢剪力墻具有強(qiáng)烈的功能性，但是，短肢剪力墻的設(shè)置需要遵照一定的規(guī)范，切不可在設(shè)計(jì)中頻繁采用，也不能布設(shè)過多，應(yīng)該在確保高層建筑抗震目標(biāo)達(dá)到的范圍內(nèi)，盡量降低短肢剪力墻的設(shè)計(jì)數(shù)量，這樣的設(shè)計(jì)可以降低后續(xù)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工和處理過程中的難度。

2.2結(jié)構(gòu)體系的選擇

高層建筑鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)體系是整個(gè)設(shè)計(jì)工作的選擇重點(diǎn)，通常的設(shè)計(jì)方式是：要在盡量減少高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)剛度的前提下，優(yōu)化高層建筑的外觀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，保障結(jié)構(gòu)對形變和強(qiáng)度的范圍上的滿足。

2.3結(jié)構(gòu)高度的控制

在高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常會(huì)出現(xiàn)超高的問題，這不利于高層建筑物抗震性能的實(shí)現(xiàn)，由于不同高度會(huì)出現(xiàn)不同級別的設(shè)計(jì)規(guī)范形式，因此，當(dāng)結(jié)構(gòu)高度出現(xiàn)變化時(shí)，特別是出現(xiàn)超高問題時(shí)，要重新進(jìn)行高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作。

3高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

3.1加強(qiáng)抗震功能

高層建筑抗震功能主要由鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，因此，需要重視抗震這一環(huán)節(jié)，要在設(shè)計(jì)工作中將抗震設(shè)計(jì)作為高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要因素和關(guān)鍵影響。高層房屋結(jié)構(gòu)的層數(shù)多或者房屋結(jié)構(gòu)的剛度突變系數(shù)較大的話，其振型數(shù)則應(yīng)該多取，例如房屋結(jié)構(gòu)中含有多塔結(jié)構(gòu)、頂部有小塔樓、轉(zhuǎn)換層等，其振型數(shù)應(yīng)盡量取≥12的數(shù)，但是它的大小依然不可以大于房屋總共層數(shù)的3倍，除了含有彈性的樓板，而且在進(jìn)行總剛性的分析時(shí)，它的振型數(shù)才可以取得更大些。在對建筑物的框架柱進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，要對其面積進(jìn)行全面的控制，保證其在一定的范圍之內(nèi)，這樣才能夠有效的提高建筑的質(zhì)量。在對配筋進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，不但要對建筑的配筋進(jìn)行不斷的加強(qiáng)，而對于支座的部分要按照相應(yīng)的規(guī)定進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，這樣才能夠有效的增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的承載能力。

3.2高強(qiáng)混凝土合理運(yùn)用

在高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中關(guān)鍵的步驟之一是合理地使用高強(qiáng)混凝土，為了有效地降低建筑的用鋼量，可以在建筑設(shè)計(jì)的時(shí)候使用高強(qiáng)混凝土，這樣可以大幅度地節(jié)約建筑的成本。這樣的做法可以明顯地降低基本設(shè)施的實(shí)施難度和工程的造價(jià)，用來取得較好的經(jīng)濟(jì)效果。

3.3增強(qiáng)地基承載能力

對于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)而言，地基的設(shè)計(jì)是整個(gè)設(shè)計(jì)的重要部分，建筑地基的設(shè)計(jì)好壞能夠直接影響到整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和使用性能。因此，對于建筑地基的設(shè)計(jì)就顯得的至關(guān)重要。在對建筑地基進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，進(jìn)行宏觀的把握，要嚴(yán)格的把握地基的承載能力，并且還要對建筑地基的變形和沉降等問題進(jìn)行充分的考慮。對于層數(shù)較高的建筑物而言，其進(jìn)行地基的設(shè)計(jì)時(shí)通常都會(huì)將其設(shè)置在地下室，這樣就能夠有效的對地基的沉降程度降到最小，從而有效的保證了上層結(jié)構(gòu)的牢固性，提高了整個(gè)高層建筑的承載能力。除此之外，在進(jìn)行建筑地基設(shè)計(jì)的過程中，還要按照相關(guān)的規(guī)定對其進(jìn)行相應(yīng)的規(guī)范。對于層數(shù)較多的建筑而言，通常都會(huì)對地基進(jìn)行相應(yīng)的處理來對高層建筑的沉降進(jìn)行有效的控制。

3.4提高耐久性

必須加強(qiáng)高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)，在原來的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中，沒有完全考慮建筑物在實(shí)際運(yùn)作中由于環(huán)境、條件的影響，從而導(dǎo)致建筑的可靠指數(shù)明顯降低。因此在對一般的高層建筑混凝土進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，主要都集中在造價(jià)、材料上，所以只有造價(jià)小、材料少的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)才是滿意的設(shè)計(jì)。如今人們的生活水平不斷地提高，對工程的質(zhì)量要求也相應(yīng)地得到提高，所以當(dāng)建筑物的特殊使用要求或者技術(shù)要求與經(jīng)濟(jì)成為主要矛盾時(shí)，就要果斷地放棄經(jīng)濟(jì)這個(gè)指標(biāo)。

3.5扭轉(zhuǎn)問題分析和幾何中心的確定

為了避免由于水平荷載和扭轉(zhuǎn)作用的建筑物破壞，結(jié)構(gòu)和布局應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理的前提下，盡可能使建筑達(dá)到三心合一的目的。在水平荷載作用下，高層建筑扭轉(zhuǎn)功能取決于質(zhì)量分布。為了減少結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，應(yīng)使建筑平面盡可能采用正方形、矩形、圓形、多邊形等簡單形式。在某些情況下，街道景觀的要求和限制，城市規(guī)劃的高層建筑，不使用簡單的平面結(jié)構(gòu)，不規(guī)則的平面形成L形、T形、十字形等復(fù)雜形狀，在突出部分的寬度和厚度比的控制范圍規(guī)范允許的布局結(jié)構(gòu)。同時(shí)，我們應(yīng)盡可能使結(jié)構(gòu)在一個(gè)對稱的狀態(tài)。建筑結(jié)構(gòu)振動(dòng)周期包括兩個(gè)方面：結(jié)構(gòu)的固有周期的合理控制和振動(dòng)控制周期可以使周期誤差的開放性降低。

3.6加強(qiáng)概念設(shè)計(jì)

高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)該多選擇一些新穎的建筑樣式，同時(shí)又要注意其抗震設(shè)計(jì)、抗風(fēng)設(shè)計(jì)等基礎(chǔ)要素。新時(shí)期應(yīng)該加強(qiáng)概念設(shè)計(jì)，在高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的彈性設(shè)計(jì)上，盡量要滿足延展性的需求，這是高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)發(fā)展的趨勢。

4、結(jié)束語

簡而言之，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是高層建筑出現(xiàn)的基礎(chǔ)，如何科學(xué)地進(jìn)行高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)已經(jīng)成為行業(yè)的重點(diǎn)，應(yīng)該突出鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的特性，結(jié)合高層建筑的特點(diǎn)，把握高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和難點(diǎn)，充分發(fā)揮鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在整體性和機(jī)械性能上的優(yōu)勢，設(shè)計(jì)出高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的精品，在實(shí)現(xiàn)高層建筑穩(wěn)定和安全的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)高層建筑舒適度和功能性的保證。

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