導(dǎo)語：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計研究8篇一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

第一篇：高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計

對于高層建筑工程來說，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與安全性要求更為嚴(yán)格，為了實現(xiàn)工程結(jié)構(gòu)支架，必須要設(shè)計一種能夠進(jìn)行結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的結(jié)構(gòu)層。梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)為高層建筑支架轉(zhuǎn)換重要組成部分，可以在滿足基礎(chǔ)功能的前提下，提高工程結(jié)構(gòu)的安全性。在對此結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行設(shè)計時，需要從多個角度出發(fā)，做好每個細(xì)節(jié)的研究分析，選擇合適的措施進(jìn)行優(yōu)化，爭取不斷提高工程設(shè)計效果。

1高層建筑工程梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計特點

梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)傳力途徑為墻－梁－柱(墻)形式，具有傳力明確、清晰、直接特點。轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)主要作用是承受上部結(jié)構(gòu)傳達(dá)的豎向荷載，以及懸掛下部結(jié)構(gòu)多層荷載力等，這樣就導(dǎo)致轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)構(gòu)件存在很大的內(nèi)力，在對結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時，就需要將對豎向荷載的控制作為研究要點。對高層建筑工程梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)來說，基本上均具有比上部結(jié)構(gòu)大于數(shù)倍的跨度，決定了結(jié)構(gòu)設(shè)計時還需要做好對結(jié)構(gòu)豎向撓度的控制。通常為提高轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)強度與剛度，會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸會加大。對高層建筑工程設(shè)計轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)，會沿著建筑高度方向?qū)偠染鶆蛐栽斐捎绊懀淖兞Φ膫鞑ネ緩剑蔀樨Q向不規(guī)則結(jié)構(gòu)，在對梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時，需要結(jié)合其所具有的特點來確定設(shè)計要點，選擇措施做好每個環(huán)節(jié)的優(yōu)化分析。

2高層建筑工程梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計原則

2．1減少豎向構(gòu)件

在對高層建筑工程梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時，需要控制好豎向構(gòu)件的數(shù)量。因為如果工程豎向構(gòu)件數(shù)量較多，會減少轉(zhuǎn)換構(gòu)件數(shù)量，會降低轉(zhuǎn)換效果。當(dāng)整體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層剛度突變減小時，會降低工程整體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的剛度，進(jìn)而都會影響到抗震效果，對工程建設(shè)效果影響比較大。另外，在建筑物豎向高度方向上，在保證轉(zhuǎn)換層存有足夠承載力與剛度前提下，采取靈活的方式來進(jìn)行多處整層布置，或者是在某層局部位置設(shè)置，可以采用分段布置或者間隔布置。

2．2結(jié)構(gòu)位置布置

要提高轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)位置的合理性，一般情況下應(yīng)將上升位置設(shè)計在比較低的位置，以免轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)位置過高而對框架剪力墻結(jié)構(gòu)剛度與內(nèi)力造成影響，情況嚴(yán)重的甚至?xí)档徒Y(jié)構(gòu)抗震性能。因此必須要做好對轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)位置的控制，嚴(yán)格遵守高位轉(zhuǎn)換原理，結(jié)合實際需求來調(diào)整下部框架，提高結(jié)構(gòu)剛度設(shè)計效果，避免出現(xiàn)軸向變形的問題。按照工程經(jīng)驗與研究結(jié)果，轉(zhuǎn)換構(gòu)件可以采用轉(zhuǎn)換大梁、斜撐、箱形結(jié)構(gòu)以及厚板等形式。

2．3下部結(jié)構(gòu)剛度

在對轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)剛度進(jìn)行控制時，需要確保結(jié)構(gòu)上下部之間變形與結(jié)構(gòu)剛度特征的統(tǒng)一性。因此，可以采取提升抗側(cè)剛度的方法，確保建筑結(jié)構(gòu)剛度的均勻性，將剛度質(zhì)量中心與剛度中心完全整合在一起，避免出現(xiàn)中心偏移的情況，不斷提高工程結(jié)構(gòu)的逆轉(zhuǎn)控制性能。同時，在對結(jié)構(gòu)設(shè)計后需要保證簡體結(jié)構(gòu)整體抗側(cè)剛度比重在下部結(jié)構(gòu)中上升，達(dá)到提高簡體截面的控制效果，將工程結(jié)構(gòu)抗震荷載性能控制在專業(yè)范圍內(nèi)，提高結(jié)構(gòu)抗震、防震性能，對高層建筑工程梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化。

2．4轉(zhuǎn)換層計算

在對轉(zhuǎn)換層進(jìn)行設(shè)計前，必須要結(jié)合實際情況對各環(huán)節(jié)的所有數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行采集、計算與分析，最終形成統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)的計算分析結(jié)果直接決定了工程結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量，要求設(shè)計人員必須要嚴(yán)格按照受力變形狀況來進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，利用信息技術(shù)與計算機技術(shù)完成各項三維立體空間的構(gòu)建。例如在對數(shù)據(jù)進(jìn)行計算時，設(shè)計人員可以選擇有限元方法對轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部補充與計算，完成各項整體之間的兩層結(jié)構(gòu)模型計算，對各項模型條件做好相應(yīng)的處理，保證所有模型數(shù)據(jù)均能夠滿足實際施工要求。

3高層建筑工程梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計實例分析

3．1工程概述

以某高層建筑工程為例，工程主樓地上建筑35層，地下3層，裙樓地上為3層，地下2層，施工時將地下1層樓作為上面結(jié)構(gòu)固定端，并將主要樓層作為一個剪力墻結(jié)構(gòu)，把結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層設(shè)置在固定端以上4層位置，使得結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層支架模式變成梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)換層標(biāo)高20m，轉(zhuǎn)換層高為6m，轉(zhuǎn)換區(qū)域面積為900㎡，形成一個L格局。轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)抗震等級為二級，設(shè)計活荷載為3.5KN/㎡，設(shè)置22根支柱結(jié)構(gòu)，布置成矩形柱網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，主要鋼筋為Ⅲ級鋼(HRB400)，箍筋為的Ⅱ級鋼(HRB335)，混凝土強度等級為C60，核心筒面積大約為48㎡。另外，墻結(jié)構(gòu)設(shè)計厚度為350mm，但是實際施工后中間墻厚度≥200mm，并采用Ⅲ級鋼(HRB400)來作為邊緣構(gòu)建的縱向鋼筋結(jié)構(gòu)。剪力墻鋼筋采用的Ⅱ級鋼(HRB335)，混凝土強度等級為C50，框架支柱梁最大橫截面積為1100mm×2300mm，最大凈跨為7500mm，選擇用Ⅲ級鋼(HRB400)為縱向鋼筋。

3．2梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計

(1)模板支撐系統(tǒng)。在設(shè)計模板支撐系統(tǒng)前，需要從安全角度出發(fā)，利用專業(yè)軟件以及人工組合的方式進(jìn)行精確計算，確定出滿足工程施工建設(shè)需求的安全參數(shù)，以及支撐鋼管的橫截面、跨度、空間間距等數(shù)據(jù)。另外，為提高結(jié)構(gòu)施工的便利性，以及施工材料的利用效果，還需要做好模板裝拆卸便利性的分析。尤其是要做好安裝施工難點的分析設(shè)計，可以通過軟件來設(shè)計出隱藏的分支節(jié)點，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性。(2)轉(zhuǎn)換大梁結(jié)構(gòu)。高層建筑工程梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計，需要對應(yīng)實際結(jié)構(gòu)功能需求來進(jìn)行相應(yīng)分析。例如在對轉(zhuǎn)換大梁進(jìn)行設(shè)計時，需要對詳細(xì)計算結(jié)構(gòu)受力數(shù)據(jù)，依照豎向荷載或者承托建筑結(jié)構(gòu)上部剪力墻內(nèi)容，來完成各項組件的構(gòu)建，為建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計打下堅實的基礎(chǔ)。另外，為提高工程各樓板之間的負(fù)載性能，必須要做好對結(jié)構(gòu)剛度與強度的分析，確保工程結(jié)構(gòu)豎向受力效果滿足專業(yè)設(shè)計要求。(3)鋼筋下料與綁扎。對于轉(zhuǎn)換梁縱筋來說，具有直徑大、排數(shù)多、數(shù)量多等特點，并且在施工時一般還需要進(jìn)行全長加密處理，構(gòu)造腰筋必須要嚴(yán)格按照受拉鋼筋錨固要求將其錨固在兩端柱子內(nèi)，這就對鋼筋下料與綁扎環(huán)節(jié)的處理提出了更高的要求。設(shè)計時要求每一道梁式轉(zhuǎn)換層鋼筋放樣與所下材料完全滿足專業(yè)設(shè)計要求，并且要與設(shè)計方案對應(yīng)。提前進(jìn)行簡單布局的排列，確定出最符合實際要求的設(shè)計方案，最后在進(jìn)行相應(yīng)的處理，避免下料處理后沒有按照既定規(guī)則來安置鋼筋，影響鋼筋綁扎效果，而對最后混凝土的振搗效果造成影響。(4)轉(zhuǎn)換層計算。以提高結(jié)構(gòu)設(shè)計合理性與有效性為目的，對轉(zhuǎn)換層各細(xì)節(jié)做好設(shè)計，改善局部分析的合理性與有效性。在進(jìn)行計算時可以選擇用平面有限元的方式，分析不同數(shù)據(jù)之間的影響，并結(jié)合以往經(jīng)驗來做好各影響因素的控制，按照工程樓層實際情況進(jìn)行計算。另外，為提高計算效果，還應(yīng)對樓層平面內(nèi)剛度實施三維空間盒子模型構(gòu)建，提高模型數(shù)據(jù)與整體高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)控制的有效性。在轉(zhuǎn)換梁截面計算時，如果轉(zhuǎn)換梁承托上部普通框架，在轉(zhuǎn)換梁常用截面尺寸范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)換梁受力基本與普通梁相同，可以按普通梁截面設(shè)計方法進(jìn)行配筋計算。

4結(jié)束語

高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)在設(shè)計施工時，往往會受到各項因素的影響，為提高其設(shè)計效果，必須要針對結(jié)構(gòu)所具有的特點進(jìn)行分析，嚴(yán)格遵循專業(yè)設(shè)計原則，做好每個細(xì)節(jié)的控制，做好各項數(shù)據(jù)的計算，爭取不斷提高工程建設(shè)效果。

作者:才紅 寧堯 么巧亭 單位:長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院 長春新星宇建筑安裝有限責(zé)任公司

第二篇：高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計探討

1、緒論

1.1研究背景

隨著我國城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，農(nóng)村中的眾多人們都去城市進(jìn)行發(fā)展，因此現(xiàn)在導(dǎo)致城市里人口的數(shù)目的一直在擴大，房子也愈來愈供不應(yīng)求。為了緩解這種人多房少供不應(yīng)求的局面，愈來愈多的高樓、甚至超高層的大樓在眾多地方拔地而起。開發(fā)商建造的那些高層建筑，能夠高效利用少量土地造出眾多樓層，大大提高了土地利用率。除了最大程度上占用了有限的建造空間外，而且還呈現(xiàn)出了完美的外觀供人欣賞，有些高樓還成為了城市的標(biāo)志與象征。因此常常可以變成區(qū)域性或者地標(biāo)性建筑乃至城市的榮耀。雖然現(xiàn)在在城市中出現(xiàn)了愈來愈多的高樓大廈，然而現(xiàn)在卻并未有被大眾一致認(rèn)可的方法以及標(biāo)準(zhǔn)來對高層建筑實施抗震設(shè)計，很多時候仍需建造師頭腦中對建筑的把握和經(jīng)驗來進(jìn)行設(shè)計，然而這種方式是否可靠，還很難進(jìn)行評判。

1.2研究目的及意義

工程類的學(xué)科所面對的一定是經(jīng)濟建設(shè)。高層建筑成本高、其存在的不定性因素眾多，應(yīng)該針對它存在的問題實施進(jìn)一步優(yōu)化以及設(shè)計從而來得到好的開發(fā)計劃以及節(jié)約成本、提升效率。然而現(xiàn)在結(jié)構(gòu)與材料設(shè)計方面的理論以及方法仍未有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，在結(jié)構(gòu)和材料的設(shè)計中仍然有注重大小設(shè)計卻不注意整體性和生命周期設(shè)計的情況。現(xiàn)在各類軟件普遍在設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)中得到推廣，現(xiàn)如今非常需要把概念性的設(shè)計以及整體性的優(yōu)化結(jié)合起來，從這兩方面來掌握高層建筑結(jié)構(gòu)和材料的建造特點，從而讓高層建筑結(jié)構(gòu)和材料設(shè)計愈來愈適當(dāng)以及可靠。

2、高層建筑結(jié)構(gòu)與材料的抗震分析

2.1高層建筑結(jié)構(gòu)與材料的發(fā)展及趨勢

2.1.1對鋼筋混凝土的再次重視

1990年后，一些本來建筑結(jié)構(gòu)是高層鋼的國家開始進(jìn)行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展。相對于鋼結(jié)構(gòu)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具備不錯的整體性，有較大的剛度和較小的位移，又比較舒適。更重要的是能承受高溫潮濕環(huán)境，比較便于維護(hù)。而且，就算是位于美國日本一些鋼鐵工業(yè)較為前列的國家，鋼筋混凝土的成本仍然比鋼結(jié)構(gòu)低很多。尤其是三十層左右的高層建筑，基本上都使用的是鋼筋混凝土。我國現(xiàn)在大部分都使用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，關(guān)于混凝土方面的理論技術(shù)也日益趨于完善。

2.1.2新型結(jié)構(gòu)更廣泛的應(yīng)用

框架結(jié)構(gòu)以及剪力墻結(jié)構(gòu)是高層建筑的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)。筒體結(jié)構(gòu)在1960年左右才被推廣出來，自從它被推廣以來，它在3高層建筑中占了一個極其重要的位置。筒體有框筒體系、筒中筒體系以及多束筒體系這三種組成形式。1980年之后，又陸續(xù)出現(xiàn)巨形結(jié)構(gòu)、應(yīng)力蒙皮結(jié)構(gòu)以及隔震結(jié)構(gòu)。

2.1.3對組合結(jié)構(gòu)應(yīng)用的增加

使用組合結(jié)構(gòu)造出的建筑比采用混凝土結(jié)構(gòu)造出的建筑可以高出很多。因為鋼管里面的混凝土處在被壓迫的情況下，所以它的承受能力得到了大大的提高，這樣一來鋼材的使用可以大大減少。當(dāng)巨形組合柱第一次在香港的銀行得到使用時，經(jīng)濟上取得了很大的利潤，當(dāng)今混凝土的強度愈來愈高并且在施工水平上得到了改善，由此一來將來在高層建筑里使用組合結(jié)構(gòu)的范圍將會愈來愈大。

2.2影響高層建筑抗震能力的主要因素

2.2.1高層建筑結(jié)構(gòu)上的設(shè)計

建筑物假如平面的布置很多樣化，導(dǎo)致質(zhì)心和剛心無法重疊。這就要求工程師們在抗震設(shè)計過程中，結(jié)構(gòu)上的布置要盡量讓質(zhì)心和剛心重合，從而減小扭轉(zhuǎn)效應(yīng)發(fā)生的可能性。建筑立面要均勻，讓結(jié)構(gòu)的重心盡量低，屋子以外的地方因為底面和下面結(jié)構(gòu)相連薄弱，剛度突然變化，在地震過程中有很大的可能性會先倒下。而且，它在地震作用下會經(jīng)過周圍的屋面結(jié)構(gòu)傳到下部結(jié)構(gòu)，一旦屋面結(jié)構(gòu)剛度較小時，在下部某個范圍里會受到較為嚴(yán)重的毀壞。在抗震設(shè)計的時候，在屋面以外的建筑不可以太高。另外，結(jié)構(gòu)體系一旦有所改變，一定得進(jìn)行轉(zhuǎn)換層的設(shè)定。在設(shè)定轉(zhuǎn)換層的同時也得考慮到建筑處在什么地方，根據(jù)現(xiàn)實情形選擇恰當(dāng)?shù)哪Ｊ剑瑥亩鴣斫档蛣偠龋箍拐鹦栽鰪姟Ｈ绻阋屴D(zhuǎn)換層的剛度得到提高，那么你的擁有很高的技術(shù)和豐富的經(jīng)驗。在細(xì)節(jié)方面尤其是不可以忽略的。

2.2.2高層建筑建造所用的材料

人們總是注重高層建筑的抗震性能，尤其是對于一些地震經(jīng)常發(fā)生的地方而言，高層建筑的抗震性能如果不好，那么當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟會得到嚴(yán)重受損，人們生活也得不到安定。如果要加強高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震性，那么恰當(dāng)?shù)牟牧系倪x擇顯得尤為重要。在材料方面，我們要清楚一點:地震產(chǎn)生的危害影響是與材料本身的質(zhì)量分不開的。如果說在一樣的環(huán)境條件下面，如果材料的質(zhì)量越大，那么地震產(chǎn)生的影響也會相應(yīng)的變大，毀壞力度就會隨之變大；如果材料的質(zhì)量越小，那么地震產(chǎn)生的影響就會相應(yīng)的變小，毀壞力度就會隨之變小。因此，在建造各種房子里的構(gòu)件時，我們通常使用類似多孔磚和空心塑料板材等的輕質(zhì)材料，這些輕質(zhì)材料可以大大使得建筑的抗震性能得到提高。

2.2.3高層建筑場地的選擇

如果是因為地震較為強烈或者由于次生災(zāi)害導(dǎo)致的房屋倒塌，能夠經(jīng)過工程方面的措施進(jìn)行補救以及預(yù)防，而一旦是因為地面的某種變形導(dǎo)致的房屋坍塌，那么就算是使用工程上的措施也很難將破壞補救回來。所以，在進(jìn)行高層建筑場地的選擇時，要盡可能的勘察仔細(xì)。弄明白地形地質(zhì)等具體情形，選擇一些比較能夠抵御地震、甚至地震不容易發(fā)生的地方，如果在地震頻發(fā)或者地震強烈的地方建造樓層，不僅會造成嚴(yán)重的經(jīng)濟損失，更重要的是會危及人的健康安全。

2.2.4建造團隊的施工質(zhì)量

不僅是建造高層時的材料和結(jié)構(gòu)十分重要，施工質(zhì)量在建造過程中占的位置也相當(dāng)?shù)闹匾梢哉f，三者缺一不可。施工出現(xiàn)的任何小問題，，對房屋的抗震性來說，造成的影響都是不容小覷的。施工過程里導(dǎo)致的材料性能和截面特征在某個范圍里改變，延性構(gòu)造措施在施工過程里的改變等存在的質(zhì)量問題，會引起抗震性的改變。可見施工質(zhì)量的重要性。

3、高層建筑結(jié)構(gòu)與材料的抗震設(shè)計探討

3.1抗震設(shè)計中的注意點

3.1.1抗震設(shè)計的含義

抗震規(guī)范中對抗震設(shè)防目標(biāo)提出了三水準(zhǔn)的要求，在之后提出的規(guī)范中又進(jìn)一步發(fā)展了此類想法，而且做了一定的完善與補充。首先要確保結(jié)構(gòu)的承受能力要求和變形要求，所以又叫做承載力設(shè)計，其次是要驗證結(jié)構(gòu)防倒塌的能力，所以叫做變形驗算。

3.1.2抗震設(shè)計常犯錯誤

就抗震設(shè)計而言，概念方面設(shè)計的重要性多過于計算方面的設(shè)計，由于地震的產(chǎn)生具有不確定性，結(jié)構(gòu)計算出來的往往和真實的情形有所不同，在計算設(shè)計下產(chǎn)生的結(jié)果比較難以掌控結(jié)構(gòu)在地震下的作用，所以不可以直接依賴于計算設(shè)計得出的結(jié)果。而談到概念設(shè)計，一般都是指準(zhǔn)確地解決整體計劃、材料的運用和細(xì)節(jié)內(nèi)部組成，從而來實現(xiàn)恰當(dāng)抗震設(shè)計的目標(biāo)。完善的概念設(shè)計在結(jié)構(gòu)抗震中起到根本性作用，然而現(xiàn)在人們依舊更注重計算設(shè)計，這在抗震設(shè)計方面是一個嚴(yán)重的誤區(qū)。

3.2高層建筑抗震設(shè)計的趨勢

一個美國的研究者在20世紀(jì)提出了一種全新的抗震設(shè)計方法——基于位移的抗震設(shè)計，這種設(shè)計是建立在承載力的基礎(chǔ)上，不僅如此，這種設(shè)計還得實行定量分析。除了小型地震階段的計算之外，也要在大震的作用之下對其變形實施設(shè)計。這就是高層建筑抗震設(shè)計的發(fā)展趨勢。這個方法將狀態(tài)空間理論的應(yīng)用提升到了高層建筑結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)層面。由結(jié)構(gòu)動力方程，導(dǎo)入位移和速度這兩個量，建立狀態(tài)方程，得到非齊次狀態(tài)方程的解。這種方法得出的結(jié)果經(jīng)過實踐驗證都比較可靠準(zhǔn)確。尤其是在輸入輸出十分多且不確定的情況下，這種方法高效又準(zhǔn)確。

3.3材料與結(jié)構(gòu)的選擇

在地震經(jīng)常發(fā)生的地方，人們應(yīng)該注重使用的建筑材料和結(jié)構(gòu)，盡量要選擇恰當(dāng)?shù)摹Ｔ谕鈬绕涫堑卣饡l(fā)生的地方，主要采用的是剛結(jié)構(gòu)，然而我國九成都用的是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)比混凝土結(jié)構(gòu)在強度上更強，延展性和韌性都比較好。并且抗震能力更強一些。在眾多地震的實踐經(jīng)驗中可以看出，使用鋼結(jié)構(gòu)的房屋比較不容易坍塌。在高層建筑中如果使用的是框架-核心筒體系，不僅用鋼量能省很多，而且還能使柱子斷面變小，業(yè)主常常比較欣賞這樣的選擇。如今中國生產(chǎn)的鋼材數(shù)量已經(jīng)位于世界的前沿，建筑鋼材的種類數(shù)量都呈逐漸上升的趨勢，生產(chǎn)鋼結(jié)構(gòu)以及對其優(yōu)化的技術(shù)都得到了很大的提升，所以如果有條件，建議最好使用鋼管混凝土結(jié)構(gòu)或者鋼結(jié)構(gòu)，從而使柱斷面尺寸變小，使抗震性得到提高。在超過某個高度后，因為鋼結(jié)構(gòu)比較輕的質(zhì)量和良好的韌性，要使風(fēng)振降到最低，那么就得使用混凝土材料，鋼管混凝土通常是最佳的選擇。

4、總結(jié)

高層建筑材料和結(jié)構(gòu)的抗震分析以及設(shè)計一直處于變化與進(jìn)步的過程中，人們應(yīng)該在實踐中對高層建筑所在的場地的地理情況做具體的分析和研究，選擇恰當(dāng)?shù)目拐鸾Y(jié)構(gòu)及材料，從而使地震帶來的破壞降到最低。高層建筑結(jié)構(gòu)與材料的抗震分析與設(shè)計探討的發(fā)展空間將是無限的。在不久的未來，人們一定能在材料上和結(jié)構(gòu)上做出更深入的分析和更優(yōu)秀的設(shè)計，有更多完善的高層建筑抗震設(shè)施和裝置來應(yīng)對地震。

作者:林鋒 單位:重慶市設(shè)計院

第三篇：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計研究

1高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方法

1.1應(yīng)用分析方法了解各類結(jié)構(gòu)體系

1.1.1框架式的剪力墻結(jié)構(gòu)。高層建筑結(jié)構(gòu)種類是非常多的，其中框架式的剪力墻結(jié)構(gòu)就是較為普遍的一種建筑結(jié)構(gòu)，其內(nèi)在的位移結(jié)構(gòu)設(shè)計方法非常多，并衍生出了很多的計算方法，應(yīng)用最為普遍的是連續(xù)假定方法。在對位移的協(xié)調(diào)性進(jìn)行計算時，要明確剪力墻框架的水平位移與轉(zhuǎn)角狀況，從而對其進(jìn)行正確的計算，其求解的方法是構(gòu)建結(jié)構(gòu)位移和結(jié)構(gòu)負(fù)載之間的關(guān)系方程式。但是在對其進(jìn)行構(gòu)建過程中，其影響因素和內(nèi)在的需求等變量是有所差別的。

1.1.2剪力墻的體系。剪力墻的受力與變形狀況是剪力墻結(jié)構(gòu)開洞影響的。剪力墻的單片受力特性是有差異的，并且按照這種差異可以將其分為單肢墻結(jié)構(gòu)和特殊的開洞墻結(jié)構(gòu)。這些不同的墻面結(jié)構(gòu)截面所具有的應(yīng)力和負(fù)荷也是有差異的，為此，在對其內(nèi)應(yīng)力和位移進(jìn)行計算時要采用不同的計算方法。通常采用的計算方法是平面限單元方法，這種計算方法準(zhǔn)確性較高，并且適合多種類型的剪力墻。但是其缺點是資源的浪費較為嚴(yán)重，自由分散度也較多。

1.1.3筒體結(jié)構(gòu)。根據(jù)其計算模型的處理方法不同，筒體結(jié)構(gòu)的分析也是不同的，主要包括連續(xù)分析法、分散分析法以及三維空間分析法，其中三維空間分析法的精確度較高，并且很多工程都采用這種計算模型。

1.2高層建筑的抗震分析設(shè)計和應(yīng)用

高層建筑抗震分析和設(shè)計是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重點，為此要想使高層建筑能夠具有非常強的抗震性能，并滿足結(jié)構(gòu)功能，就要對高層建筑結(jié)構(gòu)的彈性、塑性、變形能力進(jìn)行研究和分析。現(xiàn)今，我國抗震性能的各項規(guī)范都是構(gòu)建在地震多發(fā)帶上，并滿足高層結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)力和位移條件，這種在多地震帶上進(jìn)行的設(shè)計和分析對高層建筑穩(wěn)定有重要意義。

2高層建筑結(jié)構(gòu)選型的主要內(nèi)容與要求

高層建筑結(jié)構(gòu)在選型上有非常多的要求，同時也是確保高層建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的前提。其主要內(nèi)容是：要選擇好基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)；水平和承重結(jié)構(gòu)要適合；豎向承重結(jié)構(gòu)包含了剪力墻；橫向承重結(jié)構(gòu)有單板和雙板的樓蓋。在高層建筑初期設(shè)計階段，要想使設(shè)計符合規(guī)范就要明確高層建筑結(jié)構(gòu)的特點和使用范圍。其選型的要求為：高層建筑設(shè)計要選擇好地段，要盡量在安全的環(huán)境下設(shè)計和選型，從而減少事故的發(fā)生率。所以，要求設(shè)計人員也要深入到施工現(xiàn)場，全面勘察和調(diào)研項目施工場地的地質(zhì)情況和地質(zhì)特點。全方面搜集相關(guān)的數(shù)據(jù)和資料，確保提出和制定的施工方案具有可行性。在抗震設(shè)計過程中，高層建筑要有足夠強的承受力，并具有多重的抗震防線；其結(jié)構(gòu)的選型要與建筑物的承受力相適應(yīng)；在施工過程中，要盡量節(jié)省資金和資源，并要與周圍的環(huán)境相適應(yīng)。高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計受環(huán)境的影響較大，并且風(fēng)力、壓力、承受能力等都是影響因素；建筑方案中的建筑尺寸、方位、高度等基本因素，還有建筑的外形、立體形態(tài)等；建筑使用功能也是非常重要的因素，一般高層建筑功能按照其功用的不同呈現(xiàn)出不同的利用價值，比如住宅、辦公樓等。有很多建筑功能和結(jié)構(gòu)是不能匹配的，為此，要針對建筑功能的不同對建筑物進(jìn)行設(shè)計。此外，建筑施工工期也是影響因素，還有建筑施工材料的供應(yīng)狀況、建筑設(shè)計和施工質(zhì)量的影響、建筑結(jié)構(gòu)的抗震性等。為此，在選型時一定要對其影響因素進(jìn)行綜合分析。

3結(jié)語

本文主要對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與選型方法進(jìn)行了分析，并對結(jié)構(gòu)設(shè)計和選型的具體方法提出了建議，表明要想使高層建筑提高抗震能力并使穩(wěn)定性增強，就要做好結(jié)構(gòu)的選擇和設(shè)計。所以，作為一名設(shè)計人員，應(yīng)該明確設(shè)計方案的科學(xué)性和可行性對后期工程項目施工的重要影響，設(shè)計人員應(yīng)該明確自身的工作職責(zé)，具有吃苦耐勞的精神，能深入現(xiàn)場進(jìn)行勘察和調(diào)研工作，為設(shè)計方案的完成搜集和提供詳細(xì)和可靠的數(shù)據(jù)，以設(shè)計出最完美的建筑結(jié)構(gòu)方案，并科學(xué)合理地完成結(jié)構(gòu)選型，達(dá)到項目整體效益最大化的戰(zhàn)略目標(biāo)。

作者:沙建華 單位:曲阜市建筑設(shè)計有限公司

第四篇：高層建筑結(jié)構(gòu)的選型設(shè)計

一、高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則

1.科學(xué)的基本方案

在考慮實際的工程地質(zhì)條件的前提之下，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計而定基本方案要做到科學(xué)而合理，以最大化體現(xiàn)地基的潛力，并進(jìn)行詳細(xì)而客觀的地質(zhì)勘測。臨近的建筑物是否會產(chǎn)生相互間的影響,以及高層建筑的自身承重力和結(jié)垢類型都要在考慮的范圍之內(nèi)。這都要進(jìn)行綜合考慮，最后得出一個最科學(xué)的基本方案。

2.合理的簡圖計算

合理的簡圖計算能夠確保高層建筑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，加強安全性。高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計，應(yīng)當(dāng)以計算簡圖為參考而進(jìn)行。計算簡圖應(yīng)當(dāng)與構(gòu)造措施相結(jié)合，從而減小計算簡圖的誤差。

3.完善的構(gòu)造手段

高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計，需要高度重視構(gòu)建的擴展性，薄弱環(huán)節(jié)鞏固加強以及溫度因素對于固件的影響，以做好防范措施，增強韌度，使其更加堅固，加強構(gòu)造的完善。

二、高層建筑的結(jié)構(gòu)體系

高層建筑的結(jié)構(gòu)體系按照鋼結(jié)構(gòu)體系分為：框架筒體結(jié)構(gòu)、組合筒體結(jié)構(gòu)、剪力桁架與框架結(jié)構(gòu)、交錯鋼結(jié)構(gòu)。按照鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系分為：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)（包括框架筒體結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)、成束筒結(jié)構(gòu)）、懸掛結(jié)構(gòu)、巨型框架結(jié)構(gòu)、應(yīng)力蒙皮結(jié)構(gòu)等。而比較典型常用的結(jié)構(gòu)體系主要包括框架結(jié)構(gòu)體系、剪力墻結(jié)構(gòu)體系，框架——筒體結(jié)構(gòu)體系、筒中筒結(jié)構(gòu)體系、多筒體系。框架結(jié)構(gòu)體系的建筑平面布置比較靈活，整體抗震性能也較好，結(jié)構(gòu)自重也小，但抵抗側(cè)向變形能力較差，限制了框架結(jié)構(gòu)的高度。剪力墻結(jié)構(gòu)體系整體型號鋼豆大康車變型能力強，抗震性能好，但建筑平面布置不夠靈活。框架——筒體結(jié)構(gòu)體系時間框架剪力墻兩種抗側(cè)力結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起使用。在使用這種結(jié)構(gòu)體系的過程中，需要注意剪力墻對稱分布比較好，應(yīng)該上下貫通，適合布置成筒體。另外，剪力墻應(yīng)該布置在結(jié)構(gòu)到萬州，加強結(jié)構(gòu)的抗扭曲作用，剪力墻的間距也不宜過大。筒中結(jié)構(gòu)體系是由內(nèi)筒和外筒兩個筒體組成的結(jié)構(gòu)體系。

三、高層建筑結(jié)構(gòu)的選型設(shè)計中存在的問題及改進(jìn)措施

1.高層建筑的高度

在《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2002）中規(guī)定，建筑結(jié)構(gòu)體系的最大合適的高度。此規(guī)范本著合理性和經(jīng)濟性的原則而制定，與我國土木工程的規(guī)范相一致，比較適合目前我國經(jīng)濟發(fā)展水準(zhǔn)、建筑水準(zhǔn)以及施工技術(shù)水平。但在實際的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，很多的高層建筑的高度超過規(guī)范高度。而高層建筑的高度增加的過程中，建筑物自身的系數(shù)也會超出合適的范圍，比如穩(wěn)定性、安全性、材料的性能等。此外，一旦遇到地震，高層建筑物的形態(tài)非常容易發(fā)生很大變化，不利于高層建筑物的穩(wěn)定性，以及持續(xù)使用的壽命。因此，高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計對于高度問題需要謹(jǐn)慎考慮。

2.鋼筋混凝土屋梁的承受能力

城市的高層建筑要合理考慮到有關(guān)消防問題以及空調(diào)制冷設(shè)備等問題，而這些設(shè)備的安裝必須要在樓層梁底部開口之后才能夠進(jìn)行安裝，那是由于設(shè)備的位置通常位于樓層梁底下。而在樓層的屋梁底部進(jìn)行穿孔的話，其鋼筋混凝土梁的承受能力就會大大減弱，并在開口處容易發(fā)生損壞，在遇見地震等大的自然災(zāi)害時容易出現(xiàn)較大的變化。鋼筋混凝土梁的承受能力以及開口位置的裂縫控制也在高層，是結(jié)構(gòu)設(shè)計的必要考慮范疇之內(nèi)。

3.建筑材料的選擇

強度較小的鋼架結(jié)構(gòu)，無法有效地減少在大的自然災(zāi)害的時候建筑結(jié)構(gòu)體系所發(fā)生的側(cè)移，這樣的話就會增加鋼結(jié)構(gòu)的負(fù)重。因此，必須要設(shè)置伸臂或者加大混凝土鋼結(jié)構(gòu)的強度，將側(cè)移范圍減小到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。同時，高層建筑結(jié)構(gòu)的加強層與轉(zhuǎn)換層在本層有可能導(dǎo)致剛度突變。因此，需要盡量降低本身的剛度，減少不良影響。另外，我國根據(jù)建筑材料的品種類型，鋼結(jié)構(gòu)的加工，采用鋼管混凝土及鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)形式，可以有效增強建筑物的抗震性能。

四、結(jié)語

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不僅要考慮建筑構(gòu)造本身的美學(xué)特性以及藝術(shù)價值，更重要的一點是要增強高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力、安全性能。因此，關(guān)于高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計，選型構(gòu)造方面以及建筑設(shè)計構(gòu)造的高度和材料使用等方面都要進(jìn)行嚴(yán)格合理的分析，做到科學(xué)而又經(jīng)濟實用。

作者:張波 單位:河北柏雅建筑工程有限公司

第五篇：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不規(guī)則性分析

一、高層建筑中不規(guī)則的結(jié)構(gòu)劃分

（一）平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)的類型

平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)的類型主要包括了三種，即平面凹凸不規(guī)則、扭轉(zhuǎn)不規(guī)則、樓板局部開大洞。結(jié)構(gòu)平面凹進(jìn)一側(cè)的尺寸大于其投影方向總尺寸的30%，或平面凸出一側(cè)的長度大于寬度的1.5倍時，視為平面凹凸不規(guī)則。樓層豎向構(gòu)件在考慮偶然偏心影響的規(guī)定水平地震力作用下，最大水平位移和層間位移均大于該樓層平均值的1.2倍時，視為扭轉(zhuǎn)不規(guī)則；大于該樓層平均值的1.5倍時，視為嚴(yán)重不規(guī)則。樓板局部開大洞是指樓板開洞總面積超過樓面面積的30%時，平面剛度發(fā)生突變。

（二）豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)的類型

豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)的類型主要包括了四種，即側(cè)向剛度突變、樓層承載力不規(guī)則、豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)、樓層質(zhì)量沿高度分布不均。對于框架結(jié)構(gòu)，樓層與其相鄰上層側(cè)向剛度的比值小于0.7，與其相鄰上部三層側(cè)向剛度平均值的比值小于0.8時，視為側(cè)向剛度突變。對于框架-剪力墻、剪力墻結(jié)構(gòu)，樓層與其相鄰上層側(cè)向剛度的比值小于0.9時，視為側(cè)向剛度突變。樓層抗側(cè)力構(gòu)件與其相鄰上一層層間受剪承載力的比值小于0.8時，視為樓層承載力不規(guī)則。豎向抗側(cè)力構(gòu)件的內(nèi)力通過水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件而向下傳遞，視為豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)。樓層質(zhì)量沿高度分布不均是指樓層質(zhì)量大于相鄰下部樓層質(zhì)量的1.5倍。

二、不規(guī)則高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)采取的措施

經(jīng)歷多次大地震讓我們明白，平面嚴(yán)重不規(guī)則、質(zhì)量與剛度偏心以及抗扭轉(zhuǎn)剛度太弱的建筑結(jié)構(gòu)，在地震中都受到了嚴(yán)重破壞。通過一些振動臺模型試驗結(jié)果證明，扭轉(zhuǎn)效應(yīng)是導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞的重要因素。因此，在實際工程中需要從以下兩方面對建筑結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)加以制約：1）、對建筑結(jié)構(gòu)平面布置的不規(guī)則性加以制約，從而避免產(chǎn)生過大的偏心而導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。2）、建筑結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度不能太弱。為減少不規(guī)則結(jié)構(gòu)設(shè)計給高層建筑帶來扭轉(zhuǎn)效應(yīng)具體方法如下。

（一）減小結(jié)構(gòu)的偏心現(xiàn)象

偏心距是指建筑結(jié)構(gòu)某一個截面抗扭剛度中心偏離該截面的核心距離。偏心距過大對樓體承受壓力的構(gòu)件不利，相對偏心距與扭轉(zhuǎn)效應(yīng)在一個特定的環(huán)境范圍里以線性函數(shù)關(guān)系表現(xiàn)出來。要想降低扭轉(zhuǎn)效應(yīng)給高層建筑帶來影響，必須減小樓層位移比，要調(diào)整建筑結(jié)構(gòu)的平面布置，減小剛度中心與重量核心之間的距離，降低扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。因此，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)結(jié)合建筑平面及功能進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)布置。例如剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻的合理布置可以使結(jié)構(gòu)的剛心與建筑的質(zhì)心、平面的形心盡量接近，從而實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的基本對稱。這就要求結(jié)構(gòu)工程師在建模計算時，要反復(fù)調(diào)整分析計算結(jié)果。

（二）提高周邊抗扭構(gòu)件抗剪力

相關(guān)研究表明，當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)處于非彈性狀態(tài)時，對稱的建筑結(jié)構(gòu)蔡曉燕安占義陜西省現(xiàn)代建筑設(shè)計研究院710048受到雙向水平地震作用下，會隨著形態(tài)變化而偏心。因此考慮建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，應(yīng)強化周邊抗扭構(gòu)件的抗剪性能，使建筑結(jié)構(gòu)可以在強震作用下保持整體彈性狀態(tài)。

（三）調(diào)整建筑結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度和抗扭剛度

建筑結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度與其結(jié)構(gòu)周期比的平方呈線性關(guān)系。因此，加大結(jié)構(gòu)抗扭剛度，就可以減小建筑結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)周期，降低結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。為防止建筑結(jié)構(gòu)某個部位的扭轉(zhuǎn)性能過差，就應(yīng)該強化建筑結(jié)構(gòu)中的各個薄弱環(huán)節(jié)。在具體設(shè)計時，可通過增加周邊連梁剛度、加長或加厚周邊剪力墻來實現(xiàn)。

（四）合理設(shè)置防震縫

對于平面形狀比較復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)，可以通過合理設(shè)置防震縫將結(jié)構(gòu)分成比較簡單的結(jié)構(gòu)單元。防震縫的設(shè)置，有利于減少房屋扭轉(zhuǎn)，改善結(jié)構(gòu)抗震性能。防震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)類型不同時，防震縫的寬度宜按不利的結(jié)構(gòu)類型考慮，并按較低一側(cè)的房屋高度確定縫寬。防震縫應(yīng)沿房屋的全高設(shè)置，基礎(chǔ)及地下室無需設(shè)置防震縫。防震縫兩側(cè)構(gòu)件應(yīng)加強構(gòu)造措施，必要時可在防震縫兩側(cè)設(shè)置垂直于防震縫的抗撞墻。當(dāng)相鄰結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)存在較大差異時，為避免不均勻沉降，可適當(dāng)加大防震縫的寬度。

三、結(jié)束語

在實際工程中，準(zhǔn)確判斷建筑結(jié)構(gòu)的不規(guī)則性，能直接影響到結(jié)構(gòu)的建模計算、結(jié)構(gòu)布置、薄弱樓層的判斷、位移比的控制、以及最后的施工圖設(shè)計，從而影響到整個建筑結(jié)構(gòu)布置的合理性、安全性和經(jīng)濟性。結(jié)構(gòu)設(shè)計師應(yīng)在設(shè)計中采取有效的措施來避免和解決不規(guī)則性給建筑帶來的不利因素，提高高層建筑的抗震性能。

作者:蔡曉燕 安占義 單位:陜西省現(xiàn)代建筑設(shè)計研究院

第六篇：高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計分析

一、前言

高層建筑之所以常使用剪力墻結(jié)構(gòu)是因為剪力墻結(jié)構(gòu)不僅僅具有綜合性強的特點，還具有投資成本低和堅韌度高的特點，這也是剪力墻被廣泛使用的原因。使用剪力墻結(jié)構(gòu)既可以節(jié)約投資成本，而且和其他結(jié)構(gòu)相比還具有較強的優(yōu)勢，例如，和框架結(jié)構(gòu)相比較，如果兩者在基本情況相同的時候，剪力墻結(jié)構(gòu)的外觀更加美觀。伴隨著社會大眾對剪力墻結(jié)構(gòu)的不斷重視，剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)用于高層建筑也是越來越普遍，雖然相關(guān)的章程對剪力墻結(jié)構(gòu)沒有具體的規(guī)定，但是作為工程質(zhì)量的保證，優(yōu)化剪力墻結(jié)構(gòu)是重點問題。

二、剪力墻結(jié)構(gòu)的概念及結(jié)構(gòu)能效

剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)用于建筑時，剪力墻結(jié)構(gòu)不僅要符合建筑物的整體布局結(jié)構(gòu)，而且還要滿足建筑物的平面結(jié)構(gòu)，剪力墻結(jié)構(gòu)在整體建筑中是一個構(gòu)件，是起到抗震，抗風(fēng)以及傳導(dǎo)荷載力導(dǎo)致的剪力、軸力等的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，與此同時剪力墻結(jié)構(gòu)還是建筑物的隔離墻，因此在整個建筑中剪力墻結(jié)構(gòu)是主要承載部分。剪力墻結(jié)構(gòu)具有空間小的特點，所以在使用剪力墻結(jié)構(gòu)時通常采用混凝土結(jié)構(gòu)作為樓層的蓋板，這樣既可以節(jié)約樓高，而且還可以提高空間的利用率，是一個有效的使用措施，剪力墻結(jié)構(gòu)被廣泛使用還有一個重要的原因，那就是剪力墻結(jié)構(gòu)在空間和整體結(jié)構(gòu)上都具有較強的抗側(cè)力性能和承載性能，然而沒有完美的結(jié)構(gòu)，剪力墻結(jié)構(gòu)也具有一些不足之處，比如，建筑物的設(shè)計靈敏度較低，空間間距限制較大，對于大型建筑不適用。

三、高層剪力墻結(jié)構(gòu)布置要求

因為剪力墻結(jié)構(gòu)在整體建筑中是起到抗震，抗風(fēng)以及傳導(dǎo)荷載力導(dǎo)致的剪力、軸力等的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，而且剪力墻結(jié)構(gòu)還是建筑物的隔離墻，所以剪力墻結(jié)構(gòu)大多數(shù)是順著主軸線布置。剪力墻結(jié)構(gòu)具有較強的抗脆性和延性變形、彎曲延性，設(shè)計師在設(shè)計剪力墻結(jié)構(gòu)時，剪力墻要具有相對較大的高度與寬度，但是剪力墻的厚度要較小一點，這也是符合剪力墻的特征。對于剪力墻結(jié)構(gòu)墻布置應(yīng)在“周邊、對稱、成對”的前提下，盡可能減少墻肢片數(shù)量和暗柱數(shù)量。

四、剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化措施

1加強剪力墻結(jié)構(gòu)均衡設(shè)計。高層剪力墻結(jié)構(gòu)的均衡設(shè)計需要工作人員使用合理的對策，促進(jìn)剪力墻結(jié)構(gòu)的受力平均，這不僅僅可以提高工程的安全性能和結(jié)構(gòu)的合理，而且還可以節(jié)約高層建筑的造價成本。剪力墻結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計需要工作人員依據(jù)建筑物的平面布局狀況來實現(xiàn)，設(shè)計人員分析各種情況，得出剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的方案，這包括設(shè)計人員依據(jù)施工場地的現(xiàn)狀，設(shè)計出科學(xué)合理的剪力墻結(jié)構(gòu)，在設(shè)計人員設(shè)計好剪力墻結(jié)構(gòu)方案的同時還要制定出符合設(shè)計要求的管理條例，加強對剪力墻結(jié)構(gòu)的檢查和監(jiān)督，增強施工人員的安全意識和管理團隊的科學(xué)管理水平，保證施工人員嚴(yán)格按照設(shè)計方案和施工圖紙進(jìn)行施工，保障施工的質(zhì)量，特別是剪力墻結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。

2高層剪力墻結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計。高層剪力墻結(jié)構(gòu)有著各式各樣的設(shè)計方式，對于不同高度的建筑物，選擇不同的剪力墻結(jié)構(gòu)，這不僅僅要考慮層高還要考慮剪力墻構(gòu)件所需要的材料，對于層高小于20層的建筑物，大多數(shù)情況下使用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的方法，這種設(shè)計方法的水平地震剪力、期限和位置移動均可以在正常的范圍中得到制約，而且還使用現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)，有效的把混凝土結(jié)構(gòu)的墻體改變成砌體墻體，這種方法不僅可以促進(jìn)整個建筑物剛度的提升，降低結(jié)構(gòu)本身的重量，而且還可有利于減少建設(shè)投資。

3剪力墻結(jié)構(gòu)墻體配筋的優(yōu)化設(shè)計。關(guān)于墻體配筋在剪力墻結(jié)構(gòu)中的優(yōu)化設(shè)計，第一步要做的工作就是選擇優(yōu)質(zhì)的材料，其中鋼筋材料的選擇是重中之重，選擇質(zhì)優(yōu)的鋼筋需要檢查鋼筋的各種合格證明，這是鋼筋進(jìn)場前的首要工作，符合要求的鋼筋才可以進(jìn)入施工場地，剪力墻結(jié)構(gòu)墻體配筋大多數(shù)需要把垂直鋼筋安置在里面，水平鋼筋安置在外面。這是因為地底下的墻體配筋相對于其他部分較多，而且地下水壓和土壓造成的壓力較強，剪力墻結(jié)構(gòu)的配筋通常符合建議標(biāo)準(zhǔn)和工程測算的最小配筋率即可。依據(jù)實際現(xiàn)狀制定的剪力墻優(yōu)化設(shè)計能夠較好的減少投資成本。對剪力墻厚度的選擇尤為重要，不必特意把最小厚度定為200mm，在滿足結(jié)構(gòu)計算要求的前提下也可采用180mm或160mm剪力墻。

4剪力墻結(jié)構(gòu)連梁的優(yōu)化設(shè)計。相關(guān)剪力墻結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)中明確提出，如果連梁的跨高比大于5的時候，就需要按照框架梁的要求展開設(shè)計，這也就是表示，跨高比大于5的連梁，它的剛度不可以減少，然而當(dāng)連梁的跨高比在5~6時，一旦剛度不減少，很有可能造成剪力過大的情況，使得建設(shè)工程的成本增加，浪費資源。解決方法就是使跨高比大于6，這樣就可以明顯的減少鋼筋與混凝土的使用量，有效的減少投資成本。

5層間位移比和最大位移的優(yōu)化設(shè)計。依據(jù)規(guī)定，在核算常遇地震作用標(biāo)準(zhǔn)值造成的樓層最大的彈性層間位移時，把以高層變形建筑物排除以外，大多數(shù)不扣除整個結(jié)構(gòu)的彎矩變形，同時算入扭轉(zhuǎn)變形。所以，以高層建筑為例，首要的任務(wù)是制止樓層間和剪切變形。根據(jù)制約的垂直構(gòu)件數(shù)量可以制約剪切變形，一旦單數(shù)構(gòu)件布置的不科學(xué)，一樣能產(chǎn)生很大的扭轉(zhuǎn)變形，所以，高層建筑需要最大可能的減少扭轉(zhuǎn)變形，不可以隨意增設(shè)構(gòu)件的剛度。

6樓層最小剪力系數(shù)的優(yōu)化設(shè)計。在符合短肢剪力墻承擔(dān)的第一振型底部地震傾覆力矩占結(jié)構(gòu)總底部地震傾覆力矩低于40%的情況下，需要最大限度的降低使用剪力墻，將大空間剪力墻布置方法作為目的，促進(jìn)樓層最低剪力系數(shù)靠近標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。這種方法可以加大剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度和減少自重，將地震作用造成的消極作用降到最小。

五、結(jié)語

綜上所述，一旦高層剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計出現(xiàn)不足的時候，這可能會大大制約剪力墻結(jié)構(gòu)與工程整體的安穩(wěn)性，所以，加強剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計是工作的重中之重，剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計不僅可以促進(jìn)工程穩(wěn)定而且還可以降低建設(shè)資金的投入，對我國建筑行業(yè)的高速發(fā)展有著積極影響。

作者:賈東升 單位:河北建筑設(shè)計研究院有限責(zé)任公司

第七篇：高層居民建筑短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)設(shè)計

1高層居民建筑短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)的統(tǒng)述

目前，在我國的高層居民建筑中，短肢結(jié)構(gòu)墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計已被廣泛應(yīng)用到高層居民建筑。由于短肢結(jié)構(gòu)墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計具備空間布局科學(xué)合理等特點，進(jìn)而符合現(xiàn)代居民對建筑空間結(jié)構(gòu)的要求。短肢結(jié)構(gòu)墻的結(jié)構(gòu)主要包括以下方面:第一，保證結(jié)構(gòu)墻的截面厚度和短肢截面高度的比例在6—8范圍內(nèi);第二，短肢結(jié)構(gòu)墻的結(jié)構(gòu)形式不能全部應(yīng)用到高層建筑中，還應(yīng)使用其他結(jié)構(gòu)墻形式;第三，如果短肢結(jié)構(gòu)墻占用的空間過多，則應(yīng)在建筑設(shè)計布局中采用一般的結(jié)構(gòu)墻，進(jìn)行搭配設(shè)計，從而能夠保證建筑具有較好地抵抗水平力。采用短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)對高層居民建筑進(jìn)行設(shè)計，還應(yīng)保證短肢結(jié)構(gòu)墻的結(jié)構(gòu)符合以下幾個條件:第一，結(jié)合抗震理念，在對結(jié)構(gòu)底部地震傾覆力矩的設(shè)計過程中，應(yīng)保證短肢墻承受第一振型底部地震傾覆力的大小，其承受力的范圍是不超過總底部的1/2;第二，考慮短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)承受第一振型底部地震傾覆力的下限，由于短肢結(jié)構(gòu)墻在建筑結(jié)構(gòu)中使用較少，因此不符合底部地震傾覆力矩的標(biāo)準(zhǔn)，在設(shè)計過程中可以根據(jù)一般的結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè);第三，根據(jù)墻肢的實際情況，確定其作為短肢結(jié)在結(jié)構(gòu)墻處理還是一般結(jié)構(gòu)墻處理。如果存在的墻肢數(shù)量較少，則應(yīng)將其作為一般的結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理，反之，則應(yīng)按照短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理。

2高層居民建筑短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)設(shè)計

采用短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)對高層居民建筑進(jìn)行設(shè)計時，首先，應(yīng)該對建筑所有的結(jié)構(gòu)墻實行科學(xué)合理的規(guī)劃設(shè)計，將充足的長肢結(jié)構(gòu)墻應(yīng)用到短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)中。在對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，可根據(jù)短肢結(jié)構(gòu)的變形特征，對短肢墻的結(jié)構(gòu)進(jìn)行判定，假如短肢墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計是異形柱，其結(jié)構(gòu)可被看成是框剪結(jié)構(gòu)。通過標(biāo)準(zhǔn)測量方法，進(jìn)行計算，并對結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)形式和條件進(jìn)行確定，如果結(jié)構(gòu)墻的結(jié)構(gòu)形式符合短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)條件，即可將結(jié)構(gòu)墻的參數(shù)設(shè)置判定為短肢結(jié)構(gòu)墻的規(guī)格參數(shù)。由于短肢結(jié)構(gòu)墻是按照房間的間隔墻位置進(jìn)行豎向構(gòu)件建立的，一般情況下，短肢結(jié)構(gòu)墻會設(shè)計在居民建筑房間的間隔墻的交差處，因此短肢結(jié)構(gòu)墻不會影響建筑的正常使用功能。根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)抗側(cè)力的要求，確定短肢結(jié)構(gòu)墻的數(shù)量，保證短肢結(jié)構(gòu)墻的數(shù)量適中。如果短肢墻的數(shù)量過少，就導(dǎo)致結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)過柔，如果短肢墻的數(shù)量過多，會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)過剛。在對短肢結(jié)構(gòu)墻的布置過程中，應(yīng)保證布置均勻，進(jìn)而保障建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)心、剛心完全統(tǒng)一，避免建筑結(jié)構(gòu)由于地震而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形。由于短肢結(jié)構(gòu)墻的布置方案多而且布置相對靈活，因此在樓蓋支撐處的處理也較為靈活。如果高層居民建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計不規(guī)則，當(dāng)出現(xiàn)過大的水平荷載情況時，對短肢結(jié)構(gòu)墻應(yīng)采取相應(yīng)的布局措施，可以將短肢結(jié)構(gòu)墻，設(shè)置在建筑結(jié)構(gòu)的平面以外的各個交點處以及邊緣處。進(jìn)而保證建筑結(jié)構(gòu)具有良好的整體性，滿足結(jié)構(gòu)平面剛度的要求。在高層居民建筑設(shè)計過程中，為了防止各間隔墻表面出現(xiàn)墻肢凸出，可以采取適當(dāng)墻肢厚度的墻進(jìn)行設(shè)計。為了能夠符合抗側(cè)力構(gòu)件對強度和剛度的需求，可以按照平面抗側(cè)剛度的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)置合理的中心剪力墻。

3高層居民建筑短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

3．1對短肢結(jié)構(gòu)墻的軸壓比進(jìn)行控制

采用短肢結(jié)構(gòu)墻對高層居民建筑進(jìn)行設(shè)計時，應(yīng)該對短肢結(jié)構(gòu)墻的軸壓比實行嚴(yán)格的控制，尤其是對無翼緣的一字型短肢結(jié)構(gòu)墻和端柱進(jìn)行控制。目前，我國的高層居民建筑設(shè)計過程中，短肢結(jié)構(gòu)墻會承受不同程度的負(fù)荷，會被壓彎，當(dāng)負(fù)荷為小偏壓時，會導(dǎo)致短肢結(jié)構(gòu)墻延性較差。當(dāng)負(fù)荷為多用較大的軸壓等大偏壓時，就會導(dǎo)致混凝土受壓的邊緣區(qū)域存在很高的應(yīng)力。當(dāng)混凝土的約束力較弱時，就會導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫的情況，其主要原因是混凝土承受不住其高強度的應(yīng)力，致使的短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)的承載力降低。在保證短肢結(jié)構(gòu)墻延性的前提下，首先要嚴(yán)格的控制設(shè)計過程中的短肢結(jié)構(gòu)墻的軸壓比。

3．2提高短肢結(jié)構(gòu)墻抗震性能

由于高層建筑結(jié)構(gòu)中的邊緣處的短肢結(jié)構(gòu)墻和建筑的角點處的抗震能力較差，因此一旦發(fā)生地震該位置最容易遭到損壞。如果高層建筑短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)原有形態(tài)發(fā)生改變，就會導(dǎo)致原有的結(jié)構(gòu)墻發(fā)生變形，伴隨墻肢裂縫的現(xiàn)象發(fā)生。在對高層建筑短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)針對短肢結(jié)構(gòu)墻的性能，選取科學(xué)合理的有效措施加以防范。例如，可以降低建筑結(jié)構(gòu)中短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)交點處的軸壓比，加大箍筋的配筋率等。提高小墻肢的抗震能力，讓高層居民建筑結(jié)構(gòu)具有很好的實用性和安全性。

3．3正確判定短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)內(nèi)梁的屬性

在短肢結(jié)構(gòu)墻梁的設(shè)計過程中，可根據(jù)墻開洞的跨高比例，采用針對性的設(shè)計方法，對高層結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計。當(dāng)墻開洞的跨高比例小于5時，可以應(yīng)采用連梁的形式對短肢墻結(jié)構(gòu)內(nèi)梁加以設(shè)計。當(dāng)墻開洞的跨高比例大于5時，可以采用框架梁的形式對墻肢結(jié)構(gòu)內(nèi)梁進(jìn)行設(shè)計。因為連梁剛度會對建筑結(jié)構(gòu)中的整體抗側(cè)移剛度造成影響，因此在對截面的選擇、梁的配筋以及設(shè)計進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃，進(jìn)而保障建筑結(jié)構(gòu)具有高強的抗震能力。為了能夠保證結(jié)構(gòu)的安全性和梁截面符合設(shè)計要求，因此可以適當(dāng)?shù)慕档蛪χ膭偠取?/p>

3．4短肢結(jié)構(gòu)墻的結(jié)構(gòu)計算

由于短肢結(jié)構(gòu)墻具有較大的開口，因此可以采用與普通短肢結(jié)構(gòu)墻相同的分析方法，可以采用空間桿—墻組分析法或者三維桿—系薄壁柱空間分析法。由于三維桿—系薄壁柱空間分析法具有精確的計算，因此被廣泛的使用。連梁在高層居民建筑中是一個耗能大的構(gòu)件，由于墻肢的剛度在一定程度上有所降低，因此連梁與普通的框架梁類似，但是也存在一定不同。在計算過程中，不應(yīng)降低連梁的剛度，從而降低其內(nèi)力。應(yīng)該對鹼壓區(qū)的高度進(jìn)行控制，將梁端負(fù)彎矩鋼筋的塑性控制在70%～80%之間，以強柱弱梁和強剪弱彎的標(biāo)準(zhǔn)，對短肢結(jié)構(gòu)墻結(jié)構(gòu)的延性進(jìn)行計算。

4總結(jié)

在目前的居民建筑工程中，短肢結(jié)構(gòu)墻已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到高層居民建筑中。對建筑空間的設(shè)計中應(yīng)該區(qū)別短肢結(jié)構(gòu)墻和一般的結(jié)構(gòu)墻，并按照居民的要求，對短肢墻的布局和數(shù)量進(jìn)行理地規(guī)劃。在設(shè)計過程中，應(yīng)該結(jié)合抗震的理念，保證結(jié)構(gòu)的受力和剛?cè)岢潭冗m當(dāng)，確保短肢墻的結(jié)構(gòu)實用和安全性。

作者:程吉 單位:江西省建筑設(shè)計研究總院

第八篇：高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計

1梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的重要性

高層建筑梁式轉(zhuǎn)化層技術(shù)具有重要的意義，其最大的挑戰(zhàn)，是從建筑自身受力的角度分析，建筑的下部結(jié)構(gòu)較為密集，保證建筑的穩(wěn)定性，上部結(jié)構(gòu)保持相應(yīng)的密集度，實現(xiàn)建筑上稀疏下密集的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。建筑功能的多元性、綜合性越來越重要，高層建筑在底部和中部往往采用較為稀疏的商業(yè)構(gòu)造，上部則采用比較密集的建筑構(gòu)造，與建筑自身受力的穩(wěn)定性產(chǎn)生了矛盾性。高層梁式轉(zhuǎn)化層結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，可以有效的解決此矛盾。

2高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計原理

2.1高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本特征

高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層在建筑中起到著承上啟下的作用，它需要合理的分配上部結(jié)構(gòu)的豎向載荷，以減少結(jié)構(gòu)突變和應(yīng)力集中，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的連續(xù)性和受力的平穩(wěn)性。采取一些有效的特殊技術(shù)，例如，在梁式轉(zhuǎn)化層中布置設(shè)備、管道等，這些設(shè)備可以滿足較高樓層，供水供電的需要。在我國，很多高層建筑采取上部梁式，下部框架式的結(jié)構(gòu)，采用轉(zhuǎn)換構(gòu)件(如托架式梁)來實現(xiàn)載荷的轉(zhuǎn)遞，防止內(nèi)力過于集中。

2.2高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層的構(gòu)造特點

在建筑工程中，轉(zhuǎn)換層的應(yīng)用十分廣泛，構(gòu)造形式多樣。包括:占比約75%的梁式轉(zhuǎn)換層、占比約12%的板式轉(zhuǎn)換層、占比約9．4%的析架式轉(zhuǎn)換層、占比約2.6%的箱型轉(zhuǎn)換層。本文主要研究梁式轉(zhuǎn)換層，其主要構(gòu)造特點是:尺寸較大、用途廣泛、結(jié)構(gòu)簡單、便于施工、節(jié)約造價、性能良好、工程計算方便等，設(shè)計不好會對抗震不利，梁過高會影響空間利用率。

2.3高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層的受力特點

高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層的主要功能是傳力，將上部密集小空間的豎向載荷傳遞到下部稀疏大空間去，由于轉(zhuǎn)換層式高層建筑的自身結(jié)構(gòu)特點，載荷在豎向傳遞的過程中不連貫，不直接，致使側(cè)向剛度發(fā)生突變，轉(zhuǎn)換層應(yīng)力集中，整個結(jié)構(gòu)的受力很復(fù)雜。發(fā)生地震時，由于下部結(jié)構(gòu)最為薄弱，很可能發(fā)生坍塌和變形，造成安全隱患。轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計，首先要考慮受力特點，盡可能解決由傳力不連貫而造成的受力集中、突變等問題，避免建筑結(jié)構(gòu)破壞，造成生命財產(chǎn)損害。

2.4轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計的原理

進(jìn)行轉(zhuǎn)換層設(shè)計所采用的工程原理主要為三維設(shè)計原理、協(xié)同工作原理和有限元原理。轉(zhuǎn)換層是建筑整體的一部分，是傳力元件，需要對它的受力單獨分析。先對整體建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析計算，再對轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析計算。由于高層建筑上密集下稀疏的結(jié)構(gòu)，上部載荷在傳遞到下部時會發(fā)生明顯的變化，受力復(fù)雜，需要運用力學(xué)基本原理，綜合考慮各種因素，通過三維設(shè)計原理、協(xié)同工作原理和有限元原理進(jìn)行設(shè)計。

3轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計的問題及對對策

3.1扭轉(zhuǎn)問題

高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計的核心是剛度中心、幾何形心和結(jié)構(gòu)重心。高層建筑物結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)問題是在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，沒有將高層建筑物剛度中心、幾何形心和結(jié)構(gòu)重心進(jìn)行重合，使得高層建筑在水平壓力下出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象。為解決高層建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計中出現(xiàn)的扭轉(zhuǎn)問題，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在進(jìn)行高層建筑物梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計時，選用合理的平面布局圖，保證高層建筑物的三個核心重合。

3.2受力性能的問題

對于高層建筑物梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，建筑師在最初進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，一般很少考慮高層建筑的具體結(jié)構(gòu)特征，而過多考慮高層建筑物的空間結(jié)構(gòu)，使得高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計的受力性能存在一定問題。在進(jìn)行高層建筑物梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)該明確所選擇結(jié)構(gòu)體系中向下作用力和地基承載力之間的關(guān)系，對高層建筑主要承重部位的布局和數(shù)量進(jìn)行總體設(shè)計。

3.3超高的問題

高層建筑都存在超高承重的問題。由于我國對高層建筑抗震能力、結(jié)構(gòu)高度要求嚴(yán)格，在進(jìn)行高層建筑物梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，建筑設(shè)計人員會由于結(jié)構(gòu)類型的更換而忽略高層建筑物存在的問題，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)施工圖不能通過審核。對高層建筑物梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計方案重新進(jìn)行設(shè)計和審核，解決高層建筑物梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計中的超高問題。

3.4嵌固端的設(shè)置問題

我國很多高層建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計都會配置兩層以上地下室，使得高層建筑物的嵌固端一般都設(shè)置在地下室頂板的位置。對于嵌固端的設(shè)置問題，高層建筑物梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計師一般會忽略這類問題帶來的影響，產(chǎn)生安全隱患。

4高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用

4.1高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

美國是最早開發(fā)出高層建筑的國家，是高層建筑的發(fā)祥地。如今，高層建筑已經(jīng)遍及世界各地。截止到2011年，我國大陸有一百多棟高層建筑。從七十年代開始，梁式結(jié)構(gòu)開始被我國采用，并迅速發(fā)展，到九十年代，梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)廣泛運用。

4.2高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新案例

第一，鋼骨架混凝土的應(yīng)用。隨著城市高層建筑越來越高，梁式轉(zhuǎn)換層的負(fù)重越來越大，空間占用量也隨之增加，不僅浪費了空間，也減少了建筑的穩(wěn)定性，鋼骨混凝土作為一種新型材料應(yīng)運而生。鋼骨混凝體不僅有效的減少了轉(zhuǎn)換層的空間占用，也提高了轉(zhuǎn)換層的力學(xué)和抗震性能。第二，預(yù)應(yīng)力混凝土的應(yīng)用。預(yù)應(yīng)力混凝土與鋼骨混凝土相比有著獨特的優(yōu)勢。預(yù)應(yīng)力混凝土尺寸小，重量輕，節(jié)省材料，裂縫小，撓度小，可以適應(yīng)比較大的建筑跨度。預(yù)應(yīng)力混凝土更加節(jié)約成本，被廣泛使用。

4.3高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的應(yīng)用設(shè)想

第一，斜向支撐。在轉(zhuǎn)換層數(shù)較多，跨度較大的情況下，雖然在理論計算上可以滿足受力要求，但在實際操作時往往出現(xiàn)問題。增加一個斜向的腹桿，將部分豎向載荷傳遞出去，減少轉(zhuǎn)換梁的載荷，改善其受力狀況。第二，豎向傳力多道轉(zhuǎn)換。如果所有的載荷通過一根轉(zhuǎn)換梁承擔(dān)并轉(zhuǎn)換，力學(xué)性能和施工壓力往往達(dá)不到要求，采取多道轉(zhuǎn)換的方式，將轉(zhuǎn)換梁在多個樓層設(shè)置，每個梁承擔(dān)一定數(shù)目的樓層，控制梁的受力情況。第三，轉(zhuǎn)換梁加腋。為有效控制轉(zhuǎn)換梁受剪力的程度，采取轉(zhuǎn)換梁加腋的方式，減少轉(zhuǎn)換梁截面，滿足載荷要求。

4.4高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)用的歸納

在一些發(fā)達(dá)國家，早在二十世紀(jì)五六十年來，就有大量的建筑工程師開始建設(shè)高大的建筑，建筑結(jié)構(gòu)采用上部剪力墻，下部框架結(jié)構(gòu)的混合方式。此結(jié)構(gòu)上剛下柔，比較穩(wěn)定，十余年后，幾次大地震證實，此結(jié)構(gòu)并不穩(wěn)固，產(chǎn)生了嚴(yán)重的坍塌和破壞。設(shè)計師們經(jīng)過逐步研究，發(fā)明了轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。在我國，二十世紀(jì)七八十年代才開始研究大空間建筑，上海、大連開始建設(shè)了第一批梁式大型建筑，國內(nèi)高校也進(jìn)行了大量的高層建筑試驗和理論研究。隨著高層建筑的增加，梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)得到了最廣泛的應(yīng)用，國內(nèi)學(xué)者也為此進(jìn)行了大量研究，促進(jìn)了高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層的應(yīng)用。

5結(jié)語

高層建筑的梁式轉(zhuǎn)換層在上密下疏的建筑中起到了承上啟下的作用，合理分配上部結(jié)構(gòu)的豎向載荷，減少結(jié)構(gòu)突變和應(yīng)力集中，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的連續(xù)性和受力的平穩(wěn)性。

作者:於斌 單位:撫順職業(yè)技術(shù)學(xué)院