探讨高层建筑结构设计问题

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 探讨高层建筑结构设计问题 摘要：随着我国经济的迅速发展， 全国大中型城市功能俱全的高层建筑迅 速增多。高层建筑结构设计给工程设计 人员提出了更高的要求，高层建筑结构 设计也越来越成为建筑结构工程师的重 要工作内容。掌握高层设计的要点是我 们每个结构设计人员所必须的。 中国论文网 /2/view-12798497.htm 关键词：高层建筑 结构设计设 计概念 设计特点 Abstract: with the rapid development of our economy, the national large and medium-sized city function and taste of the high-rise building is increasing rapidly. Structure design of high-rise -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 building for the engineering design personnel raised taller requirement, the structure design of high-rise building has become the important content of the construction engineer. Master design of high-level point is we each structure design must. Key words: high-rise building structure design concept design features 中图分类号： TU318 文献标识 码：A 文章编号： 1 前言； 城市的高层建筑能代表一个城 市的发展水平和综合实力，因此，高层 建筑在设计中必须考虑城市地标的责任 感和使命感。另外，在高层建筑设计过 程中，必须考虑周围裙带建筑的设计， 在保证施工质量的同时，考虑与高层建 筑的和谐、紧凑、自然，体现人性化的 设计理念，使建筑充满人性化的气息， 这些需要建筑设计师根据生活经验和工 程经验进行全面的考核、设计，并善于 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 运用一些巧妙的手法，并结合自己的专 业知识和经验，科学、合理的设计高层 建筑， 在保证建筑的实际需求的同时， 尽量设计节能方案，为国家建设节约型 社会做出贡献。 2 高层建筑设计概念 随着我国经济建设的不断发展， 地域性的文化交流日益密切以及社会多 学科的互相交叉融合共同推动城市高层 建筑发展的中坚力量，使城市高层建筑 设计向更深、更广、更具综合性的方向 发展，拓展高层建筑的实际功能、结构 空间和外在形态美，不断增强高层建筑 新的功能和空间理念，并逐步优化和提 升高层建筑的设计理念和当地的特有文 化交融深度和广度，并结合城市市政规 划，使高层建筑在设计上融入城市的大 背景中，且拥有自身独特的概念。 3 高层建筑结构设计特点 3.1 水平荷载成为决定因素主要 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 有如下两方面： 一方面，因为楼房自重和楼面使 用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩 的数值，仅与楼房高度的一次方成正比； 而水平荷载对结构产生的倾覆力矩，以 及由此在竖构件中引起的轴力，是与楼 房高度的两次方成正比；另一方面，对 某一定高度楼房来说，竖向荷载大体上 是定值，而作为水平荷载的风荷载和地 震作用，其数值是随结构动力特性的不 同而有较大幅度的变化。 3.2 轴向变形不容忽视 高层建筑中，竖向荷载数值很 大，能够在柱中引起较大的轴向变形， 从而会对连续梁弯矩产生影响，造成连 续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中 正弯矩之和端支座负弯矩值增大；还会 对预制构件的下料长度产生影响，要求 根据轴向变形计算值，对下料长度进行 调整；另外对构件剪力和侧移产生影响， 与考虑构件竖向变形比较，会得出偏于 不安全的结果。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 3.3 侧移成为控制指标 与较低楼房不同，结构侧移已成 为高楼结构设计中的关键因素。随着楼 房高度的增加，水平荷载下结构的侧移 变形迅速增大，因而结构在水平荷载作 用下的侧移应被控制在某一限度之内。 3.4 结构延性是重要设计指标。 相对于较低楼房而言，高楼结构 更柔一些，在地震作用下的变形更大一 些。为了使结构在进入塑性变形阶段后 仍具有较强的变形能力，避免倒塌，特 别需要在构造上采取恰当的措施，来保 证结构具有足够的延性。 4 根据不同类型高层建筑，选择 合理的结构体系 4.1 结构的规则性问题 新旧规范在这方面的内容出现了 较大的变动，新规范在这方面增添了相 当多的限制条件，例如：平面规则性信 息、嵌固端上下层刚度比信息等，而且， 新规范采用强制性条文明确规定“建筑 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 不应采用严重不规则的设计方案”。因 此，结构工程师在遵循新规范的这些限 制条件上必须严格注意，以避免后期施 工图设计阶段工作的被动。 4.2 结构的超高问题 在抗震规范与高规中，对结构的 总高度都有严格的限制，尤其是新规范 中针对以前的超高问题，除了将原来的 限制高度设定为 A 级高度的建筑外，增 加了 B 级高度的建筑，因此，必须对结 构的该项控 制因素严格注意，一旦结 构为 B 级高度建筑甚或超过了 B 级高 度，其设计方法和处理措施将有较大的 变化。在实际工程设计中，出现过由于 结构类型的变更而忽略该问题，导致施 工图审查时未予通过，必须重新进行设 计或需要开专家会议进行论证等工作的 情况，对工程工期、造价等整体规划的 影响相当巨大。 4.3 嵌固端的设置问题 由于高层建筑一般都带有二层或 二层以上的地下室和人防，嵌固端有可 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 能设置在地下室顶板；也有可能设置在 人防顶板等位置，因此，在这个问题上， 结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的 设置带来的一系列需要注意的方面，如： 嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度 比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一 致性、在结构整体计算时嵌固端的设置、 结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等 等问题，而忽略其中任何一个方面都有 可能导致后期设计工作的大量修改或埋 下安全隐患。 4.4 短肢剪力墙的设置问题 在新规范中，对墙肢截面高厚比 为 58 的墙定义为短肢剪力墙，且根 据实验数据和实际经验，对短肢剪力墙 在高层建筑中的应用增加了相当多的限 制，因此，在高层建筑设计中，结构工 程师应尽可能少采用或不用短肢剪力墙， 以避免给后期设计工作增加不必要的 麻烦。 5 高层建筑结构分析和计算中应 注意以下问题 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 在结构计算与分析阶段，如何准 确，高效地对工程进行内力分析并按照 规范要求进行设计和处理，是决定工程 设计质量好坏的关键。由于新规范的推 出对结构整体计算和分析部分相当多的 内容进行了调整和改进，因此，结构工 程师也应该相对地对这一阶段比较常见 的问题有一个清晰的认识。 5.1 结构整体计算的软件选择。 目前比较通用的计算软件有： SATWE.TAT、TBSA 或 ETABS 或 ETABS、SAP 等，但是，由于各软 件在采用的计算模型上存在着一定的差 异，因此导致了各软件的计算结果有或 大或小的不同。所以，在进行工程整体 结构计算和分析时必须依据结构类型和 计算软件