高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)析

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1、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)析高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)析　摘要:高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與低層、多層建筑結(jié)構(gòu)相比較，不同結(jié)構(gòu)體系的選擇，直接關(guān)系到建筑平面的布置、立面體形、樓層高度、機(jī)電管道的設(shè)置、施工技術(shù)的要求、施工工期長(zhǎng)短和投資造價(jià)的高低等。　　　　科學(xué)性。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是以數(shù)學(xué)、力學(xué)為理論基礎(chǔ)，借助現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行的一種應(yīng)用性技術(shù)?！　?yīng)用性。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須講究經(jīng)濟(jì)效益，一個(gè)成功的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，技術(shù)上先進(jìn)合理，經(jīng)濟(jì)上效益顯著?！　?fù)雜性。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性首先表現(xiàn)在設(shè)計(jì)中各種因素的不確定性，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)具有多解而沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)答案的問(wèn)題?！　?shí)踐性。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一種工程

2、實(shí)踐活動(dòng)，沒(méi)有一個(gè)工程師是直接從大學(xué)畢業(yè)生馬上變成一個(gè)成熟的工程師，而是必須經(jīng)過(guò)一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)間的工程設(shè)計(jì)鍛煉?！　?chuàng)新性。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為一種技術(shù)服務(wù)行業(yè)，在設(shè)計(jì)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈形勢(shì)下，要想獲得開(kāi)發(fā)商的項(xiàng)目，必須提供比別人更加合理經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)方案，這就需要工程師的創(chuàng)新能力。　　適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀、便于施工是進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則。鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)與建筑、設(shè)備和施工密切配合，做到安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理，并積極采用新技術(shù)、新工藝和新材料。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)重視結(jié)構(gòu)選型和構(gòu)造，擇優(yōu)選擇抗震及抗風(fēng)性能好而經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)體系與平、立面布置方案，并注意加強(qiáng)

3、構(gòu)造連接。在抗震設(shè)計(jì)中，應(yīng)保證結(jié)構(gòu)整體抗震性能，使整個(gè)結(jié)構(gòu)有足夠的承載力、剛度和延性。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不能破壞建筑設(shè)計(jì)，應(yīng)滿足、實(shí)現(xiàn)各種建筑要求;建筑設(shè)計(jì)不能超出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力范圍，不能超出安全、經(jīng)濟(jì)、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)決定建筑設(shè)計(jì)能否實(shí)現(xiàn)?！　〉撞靠拐饓蚣芙Y(jié)構(gòu)　　(1)底部抗震墻應(yīng)雙向布置，應(yīng)注意縱向抗震墻不要偏少。　　(2)上部抗震墻與底部框架、抗震墻應(yīng)對(duì)齊或基本對(duì)齊?！盎緦?duì)齊”要求：(對(duì)于7度設(shè)防區(qū))每結(jié)構(gòu)單元不宜多于一道或每三道抗震墻不多于一道與下部框架、抗震墻不對(duì)齊。盡量減少次梁托換的數(shù)量，減少傳力途徑?！　?3)托墻梁支座處應(yīng)設(shè)柱，對(duì)于支承

4、于抗震墻的托墻梁支座應(yīng)采取加強(qiáng)措施?！　?4)底框結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層樓板應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)，避免開(kāi)大洞。避免板標(biāo)高變化產(chǎn)生錯(cuò)層?！　￡P(guān)于箱、筏基礎(chǔ)底板的挑板問(wèn)題　　從結(jié)構(gòu)角度來(lái)講，如果能出挑板，能調(diào)勻邊跨底板鋼筋，特別是當(dāng)?shù)装邃摻钔ㄩL(zhǎng)布置時(shí)，不會(huì)因邊跨鋼筋而加大整個(gè)底板的通長(zhǎng)筋，較節(jié)約;出挑板后，能降低基底附加應(yīng)力，當(dāng)基礎(chǔ)形式處在天然地基和其他人工地基的坎上時(shí)，加挑板就可能采用天然地基;能降低整體沉降，當(dāng)荷載偏心時(shí)，在特定部位設(shè)挑板，還可調(diào)整沉降差和整體傾斜;窗井部位可以認(rèn)為是挑板上砌墻，不宜再出長(zhǎng)挑板。雖然在計(jì)算時(shí)此處板并不應(yīng)按挑板計(jì)算。當(dāng)然此問(wèn)題并不絕對(duì)，當(dāng)有數(shù)層地下室

5、，窗并橫隔墻較密，且橫隔墻能與內(nèi)部墻體連通時(shí)，可靈活考慮;當(dāng)?shù)叵滤缓芨?，出基礎(chǔ)挑板，有利于解決抗浮問(wèn)題;從建筑角度講，取消挑板，可方便柔性防水做法?！　〗ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與暖通專業(yè)設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)　　高層建筑空調(diào)設(shè)備(風(fēng)道、冷熱水管、空調(diào)箱、空調(diào)機(jī)組等)通常與電梯、電梯廳、樓梯、電氣間、衛(wèi)生間集中布置在核心區(qū)。構(gòu)成維持整個(gè)高層建筑活動(dòng)機(jī)能的關(guān)鍵部分。在豎向布置上又與給排水、電氣等集中布置在設(shè)備層。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分注意核心區(qū)及設(shè)備層的特點(diǎn)：　　(1)樓面負(fù)荷大。在內(nèi)力分析及樓板設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮。　　(2)預(yù)埋管道附件多，注意局部荷載超過(guò)設(shè)計(jì)荷載。　　(3)設(shè)備層層高不同于標(biāo)

6、準(zhǔn)層層高，而且應(yīng)力集中，是抗震薄弱環(huán)節(jié)，要考慮抗震加固措施。各構(gòu)件之間對(duì)協(xié)同工作的理解，還在于當(dāng)結(jié)構(gòu)受力時(shí)，結(jié)構(gòu)中的各個(gè)構(gòu)件能同時(shí)達(dá)到較高的應(yīng)力水平。在多高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡可能避免短柱。其主要的目的是使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，但隨著建筑物的高度與層數(shù)的加大，巨大的豎向和水平荷載使底層柱截面越來(lái)越大，從而造成高層建筑的底部數(shù)層出現(xiàn)大量短柱，為了避免這種現(xiàn)象的出現(xiàn)。對(duì)于大截面柱，可以通過(guò)對(duì)柱截面開(kāi)豎槽，使矩形柱成為田形柱。從而增大長(zhǎng)細(xì)比，避免短柱的出現(xiàn)，這樣就能使同層的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)在相近的水平位移下，達(dá)到最大的水平承載力。　　提高建筑

7、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的措施　　概念設(shè)計(jì)是展現(xiàn)先進(jìn)設(shè)計(jì)思想的關(guān)鍵，各結(jié)構(gòu)工程師的主要任務(wù)就是在特定的建筑空間中用整體的概念來(lái)完成結(jié)構(gòu)總體方案的設(shè)計(jì)，并能有意識(shí)地處理構(gòu)件與結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系。強(qiáng)調(diào)概念設(shè)計(jì)的重要，主要還因?yàn)楝F(xiàn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與計(jì)算理論存在許多缺陷或不可計(jì)算性，比如對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，內(nèi)力計(jì)算是基于彈性理論的計(jì)算方法，而截面設(shè)計(jì)卻是基于塑性理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，這一矛盾使計(jì)算結(jié)果與結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力狀態(tài)差之甚遠(yuǎn)，為了彌補(bǔ)這類計(jì)算理論的缺陷，或者實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際存在的大量無(wú)法計(jì)算的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)，都需要優(yōu)秀的概念設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)措施來(lái)滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的。目前，部分已建建

8、筑在其四角設(shè)置巨型鋼管柱，從而極大地增強(qiáng)了角柱的強(qiáng)度