高層建筑結構設計簡析

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1、高層建筑結構設計簡析高層建筑結構設計簡析　摘要:高層建筑結構設計與低層、多層建筑結構相比較，不同結構體系的選擇，直接關系到建筑平面的布置、立面體形、樓層高度、機電管道的設置、施工技術的要求、施工工期長短和投資造價的高低等。　　　　科學性。建筑結構設計是以數(shù)學、力學為理論基礎，借助現(xiàn)代計算機技術進行的一種應用性技術?！　眯?。建筑結構設計必須講究經(jīng)濟效益，一個成功的建筑結構設計，技術上先進合理，經(jīng)濟上效益顯著。　　復雜性。建筑結構設計的復雜性首先表現(xiàn)在設計中各種因素的不確定性，建筑結構設計是一個具有多解而沒有標準答案的問題。　　實踐性。建筑結構設計是一種工程實踐活動，沒有一個工程

2、師是直接從大學畢業(yè)生馬上變成一個成熟的工程師，而是必須經(jīng)過一個較長時間的工程設計鍛煉?！　?chuàng)新性。建筑結構設計作為一種技術服務行業(yè)，在設計市場競爭激烈形勢下，要想獲得開發(fā)商的項目，必須提供比別人更加合理經(jīng)濟的結構方案，這就需要工程師的創(chuàng)新能力。　　適用、安全、經(jīng)濟、美觀、便于施工是進行建筑結構設計的原則。鋼筋混凝土高層建筑結構設計應與建筑、設備和施工密切配合，做到安全適用、技術先進、經(jīng)濟合理，并積極采用新技術、新工藝和新材料。高層建筑結構設計應重視結構選型和構造，擇優(yōu)選擇抗震及抗風性能好而經(jīng)濟合理的結構體系與平、立面布置方案，并注意加強構造連接。在抗震設計中，應保證結構整體抗震性

3、能，使整個結構有足夠的承載力、剛度和延性。結構設計不能破壞建筑設計，應滿足、實現(xiàn)各種建筑要求;建筑設計不能超出結構設計的能力范圍，不能超出安全、經(jīng)濟、合理的結構設計原則，結構設計決定建筑設計能否實現(xiàn)?！　〉撞靠拐饓蚣芙Y構　　(1)底部抗震墻應雙向布置，應注意縱向抗震墻不要偏少?！　?2)上部抗震墻與底部框架、抗震墻應對齊或基本對齊。“基本對齊”要求：(對于7度設防區(qū))每結構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)托墻梁支座處應設柱，對于支承于抗震墻的托墻梁支座應采取加強措施?！　?4)底框結構轉換層樓板應

4、適當加強，避免開大洞。避免板標高變化產(chǎn)生錯層。　　關于箱、筏基礎底板的挑板問題　　從結構角度來講，如果能出挑板，能調勻邊跨底板鋼筋，特別是當?shù)装邃摻钔ㄩL布置時，不會因邊跨鋼筋而加大整個底板的通長筋，較節(jié)約;出挑板后，能降低基底附加應力，當基礎形式處在天然地基和其他人工地基的坎上時，加挑板就可能采用天然地基;能降低整體沉降，當荷載偏心時，在特定部位設挑板，還可調整沉降差和整體傾斜;窗井部位可以認為是挑板上砌墻，不宜再出長挑板。雖然在計算時此處板并不應按挑板計算。當然此問題并不絕對，當有數(shù)層地下室，窗并橫隔墻較密，且橫隔墻能與內部墻體連通時，可靈活考慮;當?shù)叵滤缓芨撸龌A挑板，有

5、利于解決抗浮問題;從建筑角度講，取消挑板，可方便柔性防水做法?！　〗ㄖY構設計與暖通專業(yè)設計的協(xié)調　　高層建筑空調設備(風道、冷熱水管、空調箱、空調機組等)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)。構成維持整個高層建筑活動機能的關鍵部分。在豎向布置上又與給排水、電氣等集中布置在設備層。結構設計時應充分注意核心區(qū)及設備層的特點：　　(1)樓面負荷大。在內力分析及樓板設計時應考慮?！　?2)預埋管道附件多，注意局部荷載超過設計荷載?！　?3)設備層層高不同于標準層層高，而且應力集中，是抗震薄弱環(huán)節(jié)，要考慮抗震加固措施。各構件之間對協(xié)同工作的理解，還在于當結構受力時，結

6、構中的各個構件能同時達到較高的應力水平。在多高層結構設計時，應盡可能避免短柱。其主要的目的是使同層各柱在相同的水平位移時，能同時達到最大承載能力，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)。對于大截面柱，可以通過對柱截面開豎槽，使矩形柱成為田形柱。從而增大長細比，避免短柱的出現(xiàn)，這樣就能使同層的抗側力結構在相近的水平位移下，達到最大的水平承載力。　　提高建筑結構設計水平的措施　　概念設計是展現(xiàn)先進設計思想的關鍵，各結構工程師的主要任務就是在特定的建筑空間中用整體的概念來完成結構總體方案的

7、設計，并能有意識地處理構件與結構、結構與結構的關系。強調概念設計的重要，主要還因為現(xiàn)行的結構設計理論與計算理論存在許多缺陷或不可計算性，比如對混凝土結構設計，內力計算是基于彈性理論的計算方法，而截面設計卻是基于塑性理論的極限狀態(tài)設計方法，這一矛盾使計算結果與結構的實際受力狀態(tài)差之甚遠，為了彌補這類計算理論的缺陷，或者實現(xiàn)對實際存在的大量無法計算的結構構件的設計，都需要優(yōu)秀的概念設計與結構措施來滿足結構設計的目的。目前，部分已建建筑在其四角設置巨型鋼管柱，從而極大地增強了角柱的強度