淺議高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響因素

1、<p>　　淺議高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響因素</p><p>　　摘要：在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，還需要不斷深入研究建筑結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)，完善設(shè)計(jì)中對(duì)受力分析的理論依據(jù)，優(yōu)化高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)施，同時(shí)注重建筑結(jié)構(gòu)實(shí)施的經(jīng)濟(jì)性和合理性，使高層建筑結(jié)構(gòu)得到更進(jìn)一步的發(fā)展。本文探討分析了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響因素。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：高層；建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；原則；因素 </p>

2、;<p>　　中圖分類號(hào)： TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p>　　隨著我國(guó)建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，人們對(duì)建筑質(zhì)量的要求也會(huì)越來(lái)越高。為了能夠?qū)⑷藗兊囊蟪浞譂M足，建筑結(jié)構(gòu)必須進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，這樣，不僅能夠有效解決目前市場(chǎng)上土地價(jià)格上漲給工程造價(jià)帶來(lái)的影響，有效降低了開(kāi)發(fā)商的成本，而且還能夠在確保建筑整體質(zhì)量達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，使建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠滿足客戶的諸多需求。 </p&g

3、t;<p>　　一、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則 </p><p>　　1、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則，首先一點(diǎn)就是要選擇出合理的結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖，計(jì)算簡(jiǎn)圖是進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，是所有計(jì)算數(shù)據(jù)的出處和根源所在。關(guān)系到各環(huán)節(jié)的建筑尺寸和誤差。如果不能選擇合理的計(jì)算簡(jiǎn)圖，對(duì)于結(jié)構(gòu)安全就會(huì)埋下隱患。因此，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全保障前提，就是合理計(jì)算簡(jiǎn)圖的選擇。同時(shí)，在選擇了計(jì)算簡(jiǎn)圖之后，還應(yīng)該采用相應(yīng)的構(gòu)造方法保

4、證其安全性。在結(jié)構(gòu)的實(shí)際施工中，結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)不單單是鋼節(jié)點(diǎn)或者鉸接點(diǎn)，要使得計(jì)算簡(jiǎn)圖的誤差在規(guī)定的允許范圍之內(nèi)。 </p><p>　　2、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則的第二點(diǎn)就是要選用合適的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，即根據(jù)高層建筑所處位置的地質(zhì)條件來(lái)選擇基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。這一點(diǎn)的要求是要對(duì)高層建筑的結(jié)構(gòu)類型、施工情況、荷載分布等問(wèn)題進(jìn)行綜合性的分析，然后以此為依據(jù)選擇出最合理的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案?；A(chǔ)設(shè)計(jì)方案的選擇是以該處的地質(zhì)勘查報(bào)告為依據(jù)的，它要求

5、能夠在最大限度上發(fā)揮地基的潛力，相關(guān)的地基變形檢驗(yàn)是必不可少的。 </p><p>　　3、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則第三點(diǎn)就是要對(duì)結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行合理的選擇，好的設(shè)計(jì)方案在滿足結(jié)構(gòu)形式和體系的基礎(chǔ)上，還要充分考慮造價(jià)成本，把經(jīng)濟(jì)適用發(fā)揮到最大程度。結(jié)構(gòu)體系的最基本的原則是受力明確、傳力簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)方案盡滿足使用、安全要求的基礎(chǔ)上，盡量的簡(jiǎn)潔。在相同的機(jī)構(gòu)單元中的結(jié)構(gòu)體系選擇應(yīng)該統(tǒng)一，如果高層所在的地域地震頻發(fā)，那么在應(yīng)力的

6、設(shè)計(jì)上應(yīng)該滿足平面和豎向的全部規(guī)則。最終的結(jié)構(gòu)方案的確定，需要對(duì)地理?xiàng)l件，工程設(shè)計(jì)需求，材料的選擇，施工條件進(jìn)行全面的考量和整合，并且和建筑水、暖、電各個(gè)分項(xiàng)相互協(xié)調(diào)，綜合各方面因素進(jìn)行最后的敲定。 </p><p>　　4、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則第四點(diǎn)是要準(zhǔn)確的分析計(jì)算結(jié)果。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中已經(jīng)廣泛的使用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)進(jìn)行各種合算，而使用的計(jì)算軟件不同，所得到的結(jié)果也就有可能會(huì)不同，所以相

7、關(guān)的設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行軟件的選用時(shí)，應(yīng)該全面的了解軟件的各種相關(guān)信息，最終選擇出最為合適的軟件。因?yàn)橛?jì)算機(jī)的內(nèi)部程序可能與實(shí)際的建筑結(jié)構(gòu)并不相同，所以在使用計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行計(jì)算時(shí)，就會(huì)發(fā)生因軟件上的漏洞或是人工輸入錯(cuò)誤而出現(xiàn)計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)的情況。這就要求設(shè)計(jì)人員在通過(guò)計(jì)算機(jī)得到了相關(guān)的結(jié)果之后，對(duì)這一結(jié)果進(jìn)行反復(fù)核對(duì)，最終得出正確的結(jié)果。 </p><p>　　二、高層建筑的結(jié)構(gòu)體系 </p><p&g

8、t;　　1、框架- 剪力墻體系。當(dāng)框架體系的強(qiáng)度和剛度不能滿足要求時(shí)，往往需要在建筑平面的適當(dāng)位置設(shè)置較大的剪力墻來(lái)代替部分框架，便形成了框架- 剪力墻體系。在承受水平力時(shí)，框架和剪力墻通過(guò)有足夠剛度的樓板和連梁組成協(xié)同工作的結(jié)構(gòu)體系。在整體中，框架體系的作用主要是用來(lái)承受水平方向的剪應(yīng)力?？蚣? 剪力墻體系的位移曲線呈彎剪型。通過(guò)設(shè)置剪力墻，不僅僅增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的剛度，減少了水平方向的位移，此時(shí)水平向的剪應(yīng)力下降而且沿著豎向漸趨均勻。通過(guò)

9、上述我們發(fā)現(xiàn)此體系的高度要比體系大。 </p><p>　　2、剪力墻體系。當(dāng)受力主體結(jié)構(gòu)全部由平面剪力墻構(gòu)件組成時(shí)，即形成剪力墻體系。在此體系中，單個(gè)的墻體負(fù)擔(dān)了所有的垂直以及水平力。此體系是一種剛性的構(gòu)造，位移以彎曲形式呈現(xiàn)。此體系的剛度很好，而且強(qiáng)度也很高，延性性能好，傳力均勻，能有效地抗倒塌，是一種很優(yōu)秀的體系。 </p><p>　　3、筒體體系。所有使用筒體作為抗側(cè)力的結(jié)構(gòu)都叫

10、做筒體構(gòu)造體系。它是一種典型的空間受力體系，具體表現(xiàn)有兩種，一種是實(shí)心的另一種是空心的。此體系有很多的優(yōu)點(diǎn):比如剛度很好，強(qiáng)度很高，受力均勻，能有效地抗風(fēng)以及抗地震等。此體系多是用在跨度較大、空間較大的建筑或者是特別高的建筑中。 </p><p>　　三、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響因素 </p><p>　　1、地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì) </p><p>　　地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一直是

11、結(jié)構(gòu)工程師比較重視的方面，不僅僅由于該階段設(shè)計(jì)過(guò)程的好與壞將直接影響后期設(shè)計(jì)工作的進(jìn)行，同時(shí)，也是因?yàn)榈鼗A(chǔ)也是整個(gè)工程造價(jià)的決定性因素，因此，在這一階段，所出現(xiàn)的問(wèn)題也有可能更加嚴(yán)重甚至造成無(wú)法估量的損失。在地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中要注意地方性規(guī)范的重要性問(wèn)題。地方性的“地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范“能夠?qū)⒏鞯胤降牡鼗A(chǔ)類型和設(shè)計(jì)處理方法等一些成熟的經(jīng)驗(yàn)描述和規(guī)定得更為詳細(xì)和準(zhǔn)確，所以，在進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，一定要對(duì)地方規(guī)范進(jìn)行深入地學(xué)習(xí)，以避免對(duì)整個(gè)

12、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或后期設(shè)計(jì)工作造成較大的影響。 </p><p>　　2、 高層建筑結(jié)構(gòu)平面及立面形式的選擇 </p><p>　　在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，為了避免扭轉(zhuǎn)問(wèn)題的發(fā)生，所以在設(shè)計(jì)時(shí)要做到建筑的幾何形心、剛度中心、結(jié)構(gòu)重心盡可能匯于一點(diǎn)，這樣可以有效的減少結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)的可能。如若在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中沒(méi)有做到三心合一，由此就會(huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)問(wèn)題。扭轉(zhuǎn)問(wèn)題就是結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下發(fā)生的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)效應(yīng)。扭轉(zhuǎn)振動(dòng)

13、效應(yīng)在風(fēng)載等水平荷載載荷情況下會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生危害，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要選擇合理的結(jié)構(gòu)形式和平面布局，從而達(dá)到建筑物的三心合一，因此在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)平面和立面形式進(jìn)行選擇是十分關(guān)鍵的。作為高層建筑，更適宜簡(jiǎn)單、規(guī)則的對(duì)稱形態(tài)，而過(guò)于復(fù)雜的平面形式則不適宜。同時(shí)如果平面布置不對(duì)稱，有過(guò)多的外凸、內(nèi)凹等復(fù)雜形式都容易造成震害。因此在高層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，為了保證結(jié)構(gòu)的安全性，要保證結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)體系的選擇、布置、構(gòu)造措施比軟件的計(jì)算結(jié)果都要精確，這樣將

14、保證結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性，從而保證結(jié)構(gòu)的安全性。 </p><p>　　3、提高結(jié)構(gòu)重要部位的延性 </p><p>　　在結(jié)構(gòu)豎向，對(duì)于剛度沿高度均勻分布的、體形較簡(jiǎn)單的高層建筑，應(yīng)著重提高底層構(gòu)件的延性；對(duì)于大底盤高層建筑，應(yīng)著重提高主樓與裙房頂面相銜接的樓層中構(gòu)件的延性；對(duì)于不規(guī)則立面的高層建筑，應(yīng)著重加強(qiáng)體形突變處樓層構(gòu)件的延性。在結(jié)構(gòu)平面位置上，應(yīng)該著重提高房屋周邊轉(zhuǎn)角處、平面突

15、變處以及復(fù)雜平面各翼相接處構(gòu)件的延性。 </p><p><b>　　4、抗震設(shè)計(jì) </b></p><p>　　在高層建筑遇到地震作用時(shí)，抗震結(jié)構(gòu)都會(huì)部分進(jìn)入到塑性狀態(tài)，為了有效的滿足大震作用下結(jié)構(gòu)的功能要求，有必要進(jìn)行研究和計(jì)算結(jié)構(gòu)的彈塑性變形能力。根據(jù)當(dāng)前國(guó)內(nèi)外抗震設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)，是根據(jù)對(duì)結(jié)構(gòu)在不同超越概率水平的地震作用下的性能或變形要求進(jìn)行重新的設(shè)計(jì)與準(zhǔn)備，使

16、結(jié)構(gòu)彈塑性分析成為抗震設(shè)計(jì)的必要組成部分。我國(guó)現(xiàn)行抗震要求高層建筑物必須要能夠有效的抗震，要用時(shí)程分析法計(jì)算彈性方法，以有效的應(yīng)對(duì)地震的沖擊。在進(jìn)行抗震分析與設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要考慮高度因素，因?yàn)楦叨韧菦Q定其抗震能力的關(guān)鍵，還要考慮其建筑設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)問(wèn)題。只有都考慮全面了，才可以有效的提高其抗震能力，使高層建筑能夠可持續(xù)發(fā)展。 </p><p>　　綜上所述，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的影響因素00并不只有上文所提到的這些

17、，而解決的對(duì)策也同樣不只如此，它關(guān)系到的問(wèn)題是多方面的，本文所提到的只是其中較為主要的問(wèn)題。作為設(shè)計(jì)人員，在進(jìn)行高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要時(shí)刻保持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度來(lái)面對(duì)設(shè)計(jì)中的每一個(gè)細(xì)節(jié)，讓高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)真正的兼?zhèn)浒踩?、合理性與科學(xué)性。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1] 張卓.淺談高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J]. 現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)信

18、息. 2009(14) </p><p>　　[2] 房國(guó)府.高層建筑結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)[J]. 中國(guó)高新技術(shù)企業(yè). 2010(33) </p><p>　　[3] 何俊旭.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)選型探討[J]. 價(jià)值工程. 2010(06) </p><p>　　[4] 黃輝亮.淺析當(dāng)前我國(guó)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與選型[J]. 知識(shí)經(jīng)濟(jì). 2011(10) </p&g