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導語：在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計論文的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
【關(guān)鍵詞】剪力墻結(jié)構(gòu)，高層建筑框架結(jié)構(gòu)，設(shè)計，應(yīng)用
中圖分類號： TU398+.2 文獻標識碼： A 文章編號：
一 前言
由于科學技術(shù)的進步和人們生產(chǎn)生活方式的改變，人們對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求也越來越高，隨著建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計理論的逐漸完善，剪力墻結(jié)構(gòu)憑借著剛度大，可以有效的減少側(cè)移，建筑結(jié)構(gòu)抗震性能很好，可以保證建筑的安穩(wěn)和穩(wěn)定性，因此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中被廣泛的推廣運用，為我國的經(jīng)濟發(fā)展和人們生活質(zhì)量的改善提供了強大的動力。因此，加強剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用探究，有著十分重大的意義。筆者將從結(jié)合多年的施工經(jīng)驗，對高層建筑框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則，墻肢分類，設(shè)置，邊緣構(gòu)件的布置，和連梁的設(shè)計等多方面做出分析，并提出剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化措施。
二 墻肢的分類和結(jié)構(gòu)布置
2.1墻肢的分類
在剪力墻的分類中，最重要的分類依據(jù)是墻肢的高度和厚度比值。一般有短肢剪力墻和一般剪力墻兩種，同時，也可以根據(jù)墻面的開洞大小分為整截面墻、整體小開口墻、聯(lián)肢墻和壁式框架等幾種類型。
2.2厚度選擇
剪力墻的墻肢厚度關(guān)系到剪力墻出平面的的穩(wěn)定性和剛度。因此，在選擇時候，一定要遵守相關(guān)的技術(shù)規(guī)程。在住宅建筑的設(shè)計中，填充墻的厚度和剪力墻的厚度相同，多會選取兩百毫米左右。如果高層建筑沒有地下室，在進行剪力墻的設(shè)計時候，可以在綜合考慮到建筑結(jié)構(gòu)平面的基礎(chǔ)上，減少一字型的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計，多采用十字形等形狀。這樣既可以使得翼緣長度大于其厚度，讓建筑結(jié)構(gòu)抗震性能更好的發(fā)揮，同時也可以滿足建筑設(shè)計的美觀性和實用性。
2.3剪力墻的結(jié)構(gòu)布置
隨著建筑越來越高，建筑的綜合性能也日漸提升，因此，建筑設(shè)計中，應(yīng)該使得建筑具有很好的空間工作性能。因此，在進行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計時候，應(yīng)該采用雙向布置，科學合理的構(gòu)成建筑結(jié)構(gòu)的空間性能。同時，由于對建筑的抗震性能有了更高的要求，因此，在剪力墻設(shè)計時候，嚴禁在需要抗震設(shè)防區(qū)域使用單向剪力墻設(shè)計。在進行剪力墻設(shè)計時，要保證平面均勻分布，剛度中心要和建筑的整體質(zhì)心相重合或者是盡量靠近，如此可以很大程度上減小扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。
如果剛度中心和質(zhì)心相距很遠，可以改變墻肢長度和連梁的高度調(diào)整剛心位置。在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，剪力墻由于抗側(cè)剛度很大，整體結(jié)構(gòu)的自振周期很短，使得整體建筑受到的水平地震作用很大，不利于建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，因此，可以綜合考慮到剪力墻的抗側(cè)剛度和承載力，減小墻體的縱橫厚度，加大墻體之間的距離，或者是合理減少墻體的總體數(shù)量，如此，可以達到降低墻體自身重量的目的。同時，可以降低墻體的整體水平地震的剪力和彎矩程度。
三 連梁的設(shè)計布置
連梁的跨高以及截面的尺寸會受到各種條件的影響和限制，因此，在剪力墻的連梁設(shè)計中，會因為設(shè)計的不合理，容易出現(xiàn)連梁承載力或者是連梁的界面難以達到相關(guān)規(guī)定的標準，從而既會影響到工程的施工，又會影響到工程的質(zhì)量。因此，要綜合多種情況，進行設(shè)計和處理。
3.1提高混凝土等級
為了讓連梁的抗剪承載能力不會超過規(guī)定標準，可以合理的提高剪力墻的混凝土的等級，當混凝土的等級得到提升，混凝土的彈性模量增加比例會小于抗剪承載力的提升比例，從而，可以達到控制目標。
3.2增加剪力墻洞口的寬度、減小連梁高度
在進行連梁的設(shè)計中，為了達到降低連梁剛度，減少地震影響效果的目的，可以選擇擴大剪力墻所開洞口的寬度，也就是增加連梁的總體跨度，從而使的連梁的高度降低。使得連梁的承載力保證在一定的標準范圍內(nèi)。
3.3對連梁的剛度進行折減
連梁由于跨高比較小與之相連的墻肢剛度大等原因，在水平力作用下的內(nèi)力往往很大，連梁屈服時表現(xiàn)為梁端出現(xiàn)裂縫，剛度減小，內(nèi)力重分布。因此，在開始進行結(jié)構(gòu)整體計算時，就需對連梁剛度進行折減。高規(guī)中解釋說高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件均采用彈性剛度參與整體分析，但抗震設(shè)計的剪力墻結(jié)構(gòu)中的連梁剛度相對墻體較小，而承受的彎矩和剪力很大，配筋設(shè)計困難。因此，可考慮在不影響其承受豎向荷載能力的前提下，允許其適當開裂而把內(nèi)力轉(zhuǎn)移到墻體上。
3.4增加剪力墻的厚度
在進行連梁設(shè)計時，可以增加剪力墻的厚度，使得連梁的截面寬度變大，不僅僅可以讓建筑結(jié)構(gòu)整體的剛度變大，也使得地震產(chǎn)生的內(nèi)力作用變得更大，由于連梁的抗剪承載力與連梁寬度的增加成正比。通過剪力墻的厚度增加，也有可能達到讓連梁抗剪承載力符合限度的目的。
四 剪力墻結(jié)構(gòu)計算和設(shè)計的優(yōu)化的措施
4.1剪力墻結(jié)構(gòu)計算方面的優(yōu)化
4.1.1樓層最小剪力系數(shù)的調(diào)整原則。在滿足短肢剪力墻承受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不超過40%的前提下，盡可能減少剪力墻的布置，以大開間剪力墻布置方案為目標，使結(jié)構(gòu)具有適宜的側(cè)向剛度使樓層最小剪力系數(shù)接近規(guī)范限值，這樣能夠減輕結(jié)構(gòu)自重，有效減小地震作用的輸入同時降低工程造價。
4.1.2樓層最大層間最大位移與層高之比的調(diào)整原則。規(guī)范規(guī)定在計算多地震作用的樓層最大層間位移時，以樓間彎曲變形為主，計入扭轉(zhuǎn)變形，可不扣除結(jié)構(gòu)整體彎曲變形，因此，對于高層建筑應(yīng)盡可能扭轉(zhuǎn)變形最小，但又不能僅根據(jù)這些層間位移不夠，不加分析地增加豎向構(gòu)件的剛度。在實際工程設(shè)計中，有些設(shè)計人員一看到某一方向?qū)娱g位移不能滿足規(guī)范要求，就不斷地增加該項的側(cè)向剛度，此舉雖然可以解決問題，但應(yīng)該注意此時結(jié)構(gòu)的剪重比，若與規(guī)范限制接近則可行，若剪重比已經(jīng)較大，則不應(yīng)一味地增加也要學會減小對應(yīng)一側(cè)的結(jié)構(gòu)剛度，使其剪重比減小，地震作用減小，同樣可以達到較好的效果。
4.2剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的優(yōu)化
4.2.1剪力墻墻肢截面宜簡單、規(guī)則。剪力墻的豎向剛度應(yīng)均勻，剪力墻的門窗洞口宜上下對齊，成列布置，形成明確的墻肢和連梁。應(yīng)力分布比較規(guī)則，又與當前普遍應(yīng)用的計算簡圖較為符合，設(shè)計結(jié)果安全可靠。宜避免使墻肢剛度相差懸殊的洞口設(shè)置，當剪力墻的洞口布置出現(xiàn)錯洞，疊合錯洞時，墻內(nèi)配筋應(yīng)構(gòu)成框架形式。
4.2.1剪力墻的特點是平面內(nèi)剛度及承重力大，而平面外剛度及承載力都相對很小，應(yīng)控制剪力墻平面外的彎矩，保證剪力墻平面外的穩(wěn)定性。當剪力墻墻肢與其平面外方向的樓面梁連接時，應(yīng)采取足夠的措施減少梁端部彎矩對墻的不利影響。
五 結(jié)束語
總之，剪力墻結(jié)構(gòu)在我國建筑行業(yè)的廣泛運用，既可以大力推進我國建筑質(zhì)量的提高，又可為我國的社會主義和諧社會奠定強大的基礎(chǔ)，在進行剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計時候，必須綜合考慮多方面因素，嚴格遵守設(shè)計規(guī)程，進而保證設(shè)計的科學合理。
參考文獻；
[1] 李成華 剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用分析 [期刊論文] 《城市建設(shè)》 -2009年35期
[2] 王福貴 剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用分析 [期刊論文] 《城市建設(shè)理論研究（電子版）》 -2008年1期
關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；存在問題；解決方式
一、高層建筑設(shè)計結(jié)構(gòu)類型時存在的問題及解決方法
1、 在選擇建筑的結(jié)構(gòu)構(gòu)型時要科學合理
存在的問題：
建筑的結(jié)構(gòu)構(gòu)型決定著建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體走向，現(xiàn)在很多設(shè)計師在設(shè)計結(jié)構(gòu)構(gòu)型時，沒有考慮到各方面的問題，導致最終的建筑設(shè)計在整體上不能滿足用戶需求。
解決方法：
在布置高層建筑的結(jié)構(gòu)平面時應(yīng)該遵循對稱、規(guī)則、簡單的原則，防止出現(xiàn)狹長的縮頸位置和應(yīng)急過于集中的凹角部位，此外，還應(yīng)該防止樓梯的電梯部位出現(xiàn)偏置而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)的后果。在設(shè)計豎向體型時，應(yīng)防止過于外挑，并且內(nèi)收也要適度，剛度也要均勻的變化，切忌出現(xiàn)應(yīng)力過于集中。在《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中有了專門的內(nèi)容在敘述建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)型的規(guī)則性，比如：豎向結(jié)構(gòu)的規(guī)則性、平面結(jié)構(gòu)的規(guī)則性等等，在審定建筑設(shè)計方案中，堅決摒棄不符合規(guī)則的設(shè)計圖。因此，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師在設(shè)計建筑構(gòu)型時必須要遵循這些規(guī)則，如果在設(shè)計過程中發(fā)現(xiàn)了一些問題或者碰到了難題，就應(yīng)該及時向建筑專業(yè)交流溝通，盡最大的努力選擇最優(yōu)的結(jié)構(gòu)構(gòu)型，以免給工程的后續(xù)工作帶了不必要的麻煩。
2、 房屋最適高度和高寬比
存在的問題：
房屋的最適高度和高寬比直接影響著人們在使用過程中的心理感受，最適的高度和高寬比能給人一種舒適的感覺，并且還能增強建筑結(jié)構(gòu)的安全性。而目前，很多設(shè)計師在設(shè)計房屋的最適高度和高寬比時，過于片面地追求單一方面的因素，而使房屋的高度和高寬比不能達到最佳。
解決方法：
在高層建筑設(shè)計規(guī)范和抗震規(guī)范中明確指出，應(yīng)該嚴格限制高層建筑的總高度，以前是將高層建筑的總高度限制值設(shè)定成A級，但是現(xiàn)在將建筑的限制高度設(shè)定成B級，所以必須嚴格控制高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計高度，從多方面綜合考慮，如果高層建筑的高度超出了限定值B級，那么就要改變結(jié)構(gòu)設(shè)計方案和處理手段。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計實踐中，經(jīng)常會發(fā)生因設(shè)計高度超過B級高度導致在審查設(shè)計圖時，沒有通過直接作廢，就又需要重新設(shè)計，這就嚴重影響到建筑的整體規(guī)劃和建設(shè)周期。高層建筑的高寬比直接控制著建筑結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性、剛度、載重能力以及經(jīng)濟合理性，不同高度的高層建筑有著各不相同的高寬比限制值。然而，在設(shè)計一些結(jié)構(gòu)比較復雜的高層建筑過程中，怎樣準確地確定一個科學合理的高寬比是一個比較困難的工作。通常在計算時，能夠根據(jù)需要考慮的方向的的最小投影寬度，針對建筑物中有一些的小的突出部位，例如樓電梯間，這就不在計算的寬度范圍之內(nèi)。針對有些高層建筑物附帶了裙房，如果裙房的剛度和面積相對于上部的塔樓的剛度和面積過于大時，此時在寬度比的計算過程中就可以直接考慮裙房上面的部位。
3、重視短肢剪力墻的設(shè)置
存在的問題：
短肢剪力墻在建筑結(jié)構(gòu)受力方面起到了十分重大的作用，現(xiàn)在的很多建筑的意外倒塌事故，都是由短肢剪力墻的受力不均勻引起的。
解決方法：
短肢剪力墻所指的是墻肢截面高度和厚度的比值是5～8的剪力墻。短肢剪力墻結(jié)構(gòu)是在最近幾年出現(xiàn)的，它既對住宅建筑的合理布置有利，還能使建筑結(jié)構(gòu)的自重得到一定程度的減輕，然而，在高層建筑結(jié)構(gòu)中，剪力墻的肢不能過于短小，這是由于短肢剪力墻有著比較差的抗地震能力，在地震多發(fā)區(qū)的實際應(yīng)用很少，鑒于安全方面，高層建筑結(jié)構(gòu)的剪力墻不能全部采用短肢剪力墻。如果斷肢剪力墻設(shè)置太多，就應(yīng)該增加設(shè)置一些筒體或者常規(guī)性的剪力墻，這二者之間共同受力，形成堅固的剪力墻結(jié)構(gòu)，此外，高層建筑規(guī)范中還對短肢剪力墻的使用有了一些特別的限制，比如：抗震等級、縱向鋼筋的總配筋率、最大高度等，所以，短肢剪力墻在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)該少使用或者不適用為宜，不能因為了方便于施工而設(shè)計錯誤。
二、高層建筑結(jié)構(gòu)的分析與計算方法
1、 在整體計算建筑結(jié)構(gòu)時要選擇正確的軟件
現(xiàn)在大家普遍采用的計算軟件包括：TBSA、TAT、SATWE或SAP、ETABS等。然而，因為不同的軟件所使用的計算模型都是各不相同的，所以要根據(jù)建筑高度、結(jié)構(gòu)選型、結(jié)構(gòu)體系等來正確選擇合適的軟件版本進行設(shè)計。所以計算得出的結(jié)果有一些不同。因此，在計算和分析高層建筑的整體結(jié)構(gòu)時，必須要綜合考慮到建筑結(jié)構(gòu)的高度和構(gòu)型來正確選擇計算軟件，以便能夠保證計算結(jié)果的精準性，有時可以使用多個不同的軟件來計算，然后工程設(shè)計師再仔細分析這些不同的結(jié)果，找出適合參考且合理的結(jié)果。否則，一旦選擇了不恰當?shù)挠嬎丬浖?，不僅會消耗設(shè)計者大量的精力和時間，影響到建設(shè)周期，還將有可能使建筑結(jié)構(gòu)存在一系列的安全隱患。
2、應(yīng)該具有充足的振性數(shù)目
在新的高層建筑規(guī)范中，提出了振型參與系數(shù)的概念，還清楚地指出了這個參數(shù)的額定值。又因為在之前的高層建筑規(guī)范中，沒有明確指出振型參與系數(shù)該方面的內(nèi)容，即使有的指出了此概念，沒有清楚的指出這個參數(shù)的額定值，所以，在分析和計算時期，就應(yīng)該正確判斷確立出這個參數(shù)，再進行有效地調(diào)整振型參與系數(shù)的最終取值。
3、非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計算和設(shè)計
在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，通常會有一些因為建筑的功能和美觀方面的要求而非主體承重骨架體系以內(nèi)的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件。特別是在設(shè)計高層建筑屋頂處的裝飾構(gòu)件過程中，因為高層建筑有著比較大的風荷載和地震作用，所以，就一定要根據(jù)新的高層建筑規(guī)范中的要求老計算和處理非結(jié)構(gòu)構(gòu)件，以免造成惡劣的影響。
三、總結(jié)
高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項比較復雜且耗時長的工作，在設(shè)計過程中，稍不留意就會出現(xiàn)一些或大或小的錯誤，從而會給建筑結(jié)構(gòu)的后期施工帶了一系列的安全隱患，一旦發(fā)生安全事故，將會給建設(shè)單位帶了嚴重的損失。因此，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)該嚴格按照新的高層建筑規(guī)范進行設(shè)計方案，并且還要認真考慮高層建筑的結(jié)構(gòu)構(gòu)型，在通過仔細的分析計算來得出最終比較完美的設(shè)計圖，這樣既能保證建筑物的安全性能，還能給建設(shè)單位帶來豐厚的利潤。在設(shè)計過程中，若遇到了一些阻礙，就應(yīng)該及時和建筑師商討，實現(xiàn)資源共享、技術(shù)共享。
參考文獻：
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[3] 倪志剛. 超高層巨型組合結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)考慮的鋼結(jié)構(gòu)建造因素影響[A]. 第六屆海峽兩岸及香港鋼及組合結(jié)構(gòu)技術(shù)研討會—2010論文集[C]. 2010
[4] 張慶新. 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計[A]. 吉林省土木建筑學會2012年學術(shù)年會論文[C]. 2012
論文摘要：隨著社會經(jīng)濟的繁榮，我國小高層建筑發(fā)展迅速。設(shè)計思想也在不斷更新。結(jié)構(gòu)體系日趨多樣化。小高層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)越來越廣泛應(yīng)用于建筑中，小高層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計有著光明的應(yīng)用前景。我國尚未形成相應(yīng)的規(guī)范，還需要進行大量的研究工作。
1 小高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的住宅的基本結(jié)構(gòu)形式
1.1 框架結(jié)構(gòu) 框架結(jié)構(gòu)的特點是開間大、靈活性好、抗震性能較好，造價較低，但由于柱截面大于隔墻厚度而造成柱角外凸，影響家具的布置和美觀，有時由于住宅中房間分隔的不規(guī)則性又造成柱網(wǎng)的難以布置。
1.2 框架一剪力墻結(jié)構(gòu) 在框架結(jié)構(gòu)中布置一定數(shù)量的剪力墻就組成了框架一剪力墻結(jié)構(gòu)。它是小高層住宅中應(yīng)用比較廣泛的一種主體結(jié)構(gòu)型式。其特點是平面靈活，適用性強，結(jié)構(gòu)合理，能使框架、剪力墻兩種有不同變形性能的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)很好地協(xié)同發(fā)揮作用。
1.3 大開間剪力墻結(jié)構(gòu) 隨著時代的發(fā)展和人們生活水平的提高，原來建造的小開間剪力墻體系住宅在建筑功能上的局限性變得日益明顯。從強度方面看，小開間結(jié)構(gòu)中墻體的作用不能得到充分的發(fā)揮，并且過多的剪力墻布置還會導致較大的地震力，增加工程費用，另外，由于結(jié)構(gòu)自重較大，也增加了基礎(chǔ)的投資，因此，大開間剪力墻應(yīng)運而生。承重墻的開間達到4.5m~7.5m，進深達到7.5m~1lm，室內(nèi)一般無承重的橫墻和縱墻，可以按照住戶的不同要求靈活分隔，隨著家庭的變化還可重新布置。
1.4 短肢剪力墻結(jié)構(gòu) 短肢剪力墻（墻肢截面高度與厚度之比為5~8的剪力墻）介乎于異形框架柱和一般剪力墻之間，由于這種結(jié)構(gòu)體系在建筑功能、結(jié)構(gòu)形式、投資效益、節(jié)能指標等多方面效果良好，己成小高層住宅的主要結(jié)構(gòu)形式。
2 小高層住宅鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點
2.1 水平荷載逐漸成為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的控制因素 在低層住宅中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計;而在小高層住宅中，盡管豎向荷載仍對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計產(chǎn)生著重要影響，但水平荷載將成為控制因素。對某一特定建筑來說，豎向荷載大體上是定值;而作為水平荷載的風荷載和地震作用，其數(shù)值是隨動力特性的不同而有較大幅度的變化。
2.2 軸向變形不容忽視 對于采用框架體系或框架一剪力墻體系的小高層住宅，框架中柱的軸壓應(yīng)力往往大于邊柱的軸壓應(yīng)力，這就使得中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。當房屋很高時，此種差異軸向變形將會達到很大的數(shù)值，其后果相當于連續(xù)梁中間支座產(chǎn)生沉陷，使連續(xù)梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩值和端支座負彎矩值增大。
2.3 側(cè)移成為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的控制指標 與低層住宅不同，結(jié)構(gòu)側(cè)移己成為小高層住宅鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵因素。隨著房屋高度的增加，水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形迅速增大，結(jié)構(gòu)的頂點側(cè)移一般與房屋高度H的四次方成正比。在設(shè)計小高層住宅時，不僅要求結(jié)構(gòu)具有足夠的強度，而且還要有足夠的抗側(cè)移剛度，使結(jié)構(gòu)在水平荷載下產(chǎn)生的側(cè)移控制在一定的范圍內(nèi)。這是因為:①過大的側(cè)移會使人不舒服，影響房屋的正常使用。②過大的側(cè)移會使隔墻、圍護墻以及它們的高級飾面材料出現(xiàn)裂縫或損壞，也會使電梯軌道變形而導致不能正常運行。③過大的側(cè)移會因P一效應(yīng)使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加內(nèi)力，甚至因側(cè)移與附加內(nèi)力的惡性循環(huán)導致建筑物的倒塌。
2.4 結(jié)構(gòu)延性是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要指標 相對于低層住宅而言，小高層住宅更柔一些，地震作用下的變形就更大一些。為了使結(jié)構(gòu)在進入塑性階段后仍具有較強的變形能力，避免倒塌，特別需要在構(gòu)造上采取恰當?shù)拇胧?，來保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。
3 小高層住宅鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計策略
3.1 優(yōu)化設(shè)計的方法 當前，在無成熟的優(yōu)化設(shè)計分析軟件的情況下，主要是應(yīng)用小高層住宅結(jié)構(gòu)分析軟件，采用人工分析進行調(diào)整，運用概念設(shè)計的方法對不同的結(jié)構(gòu)選型和布置不斷的進行方案分析比較，以獲得比較理想的結(jié)構(gòu)方案，這是在結(jié)構(gòu)設(shè)計中最常用的也是最簡單的優(yōu)選或者說是優(yōu)化方法。用概念設(shè)計的方法所得的方案是較合理、經(jīng)濟的，雖其費工費時、對設(shè)計人員的素質(zhì)要求較高，但這種依靠設(shè)計人員經(jīng)驗進行人工優(yōu)化的方法仍是當前所普遍采用的主要方法。對于同一小高層住宅方案，可以有許多不同的結(jié)構(gòu)(包括基礎(chǔ))布置方案;確定了結(jié)構(gòu)布置的小高層住宅物，即使在同種荷載情況下也存在不同的分析方法;分析過程中設(shè)計參數(shù)、材料、荷載的取值也不是唯一的;小高層住宅物細部的處理更是不盡相同等等，這些問題目前計算機是無法完全解決的，都需要設(shè)計人員自己做出判斷。而判斷只能在結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般規(guī)律指導下，根據(jù)工程實踐經(jīng)驗進行，這便是前面所說的概念設(shè)計。因此，概念設(shè)計存在于設(shè)計師對多種備選方案進行選擇的過程中。
3.2 性能分析
3.2.1 抗震性能分析 對結(jié)構(gòu)體系來說足夠的承載能力和變形能力是兩個同時需要滿足的條件。結(jié)合概念設(shè)計的理念，對上述兩種結(jié)構(gòu)體系進行對比分析，電算程序可以采用中國建筑科學研究院編制的結(jié)構(gòu)空間有限元分析軟件SATWE。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，不僅要求結(jié)構(gòu)具有足夠的承載能力，還要求其有適當?shù)膭偠?。高層結(jié)構(gòu)的使用功能和安全與其側(cè)移的大小密切相關(guān)，過大的側(cè)向變形會使隔墻、維護墻及其飾面材料出現(xiàn)裂縫或損壞。結(jié)構(gòu)分別按考慮5%的偶然偏心和雙向地震力作用的不利情況計算出各結(jié)構(gòu)體系層間位移角，剪力墻結(jié)構(gòu)小于框剪結(jié)構(gòu)，但均小于規(guī)范要求，且富裕量較大，說明兩種結(jié)構(gòu)體系滿足剛度要求。
但就使用性能方面，剪力墻結(jié)構(gòu)由于墻體太多，結(jié)構(gòu)自重大，導致了較大的地震作用，混凝土和鋼材用量也較高;同時也增加了基礎(chǔ)工程的投資，而且限制了建筑上的靈活使用。而框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的特點是平面使用靈活，適用性強，結(jié)構(gòu)合理，能使框架、剪力墻兩種有著不同變形性能的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)很好地協(xié)同發(fā)揮作用。在水平荷載作用下，具有較純框架和純剪力墻結(jié)構(gòu)更為有利的水平變形曲線。由框架構(gòu)成自由靈活的使用空間，容易滿足不同建筑功能的要求;同時剪力墻具有相當大的抗側(cè)移剛度，從而使框一剪結(jié)構(gòu)具有較好的抗震能力，也大大減少了結(jié)構(gòu)的側(cè)移。
3.2.2 經(jīng)濟性比較 我們通過對三種鋼筋混凝土住宅結(jié)構(gòu)直接費的計算，發(fā)現(xiàn)三種鋼筋混凝土住宅結(jié)構(gòu)單位面積直接費相差不是很多，其中短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費最大，框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費最小，其中短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費比框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費高出12.5%，比大開間剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費高出7.3%，大開間剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費比框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的單位面積直接費高出4.9%。三種鋼筋混凝土住宅結(jié)構(gòu)的次要項目造價基本相同。單位面積造價框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的最小，框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的次之，短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的稍微較大，三種結(jié)構(gòu)體系直接費最大相差不到45元/m2元。
4 結(jié)語
隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，人民生活水平進一步提高，用戶對住宅的功能提出更高的要求，人們希望建筑物在使用過程中具有更大的靈活性，能夠適應(yīng)多功能變換的需求。因此，設(shè)計單位在拿到開發(fā)單位的設(shè)計意圖后，應(yīng)本著經(jīng)濟美觀，安全適用的原則多為社會設(shè)計出更好的產(chǎn)品。
參考文獻
［論文摘要］文章分析高層建筑結(jié)構(gòu)的六個特征，并介紹目前國內(nèi)高層建筑的四大結(jié)構(gòu)體系摘要：框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)。
我國改革開放以來，建筑業(yè)有了突飛猛進的發(fā)展，近十幾年我國已建成高層建筑萬棟，建筑面積達到2億平方米，其中具有代表性的建筑如深圳地王大廈81層，高325米；廣州中天廣場80層，高322米；上海金茂大廈88層，高420.5米。另外在南寧市也建起第一高樓摘要：地王國際商會中心即地王大廈共54層，高206.3米。隨著城市化進程加速發(fā)展，全國各地的高層建筑不斷涌現(xiàn)，作為土建工作設(shè)計人員，必須充分了解高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計特征及其結(jié)構(gòu)體系，只有這樣才能使設(shè)計達到技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、平安適用、確保質(zhì)量的基本原則。
一、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的特征
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計和低層、多層建筑結(jié)構(gòu)相比較，結(jié)構(gòu)專業(yè)在各專業(yè)中占有更重要的位置，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、機電管道的設(shè)置、施工技術(shù)的要求、施工工期長短和投資造價的高低等。其主要特征有摘要：
（一）水平力是設(shè)計主要因素
在低層和多層房屋結(jié)構(gòu)中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結(jié)構(gòu)設(shè)計。而在高層建筑中，盡管豎向荷載仍對結(jié)構(gòu)設(shè)計產(chǎn)生重要影響，但水平荷載卻起著決定。因為建筑自重和樓面使用荷載在豎向構(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，僅和建筑高度的一次方成正比；而水平荷載對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩、以及由此在豎向構(gòu)件中所引起的軸力，是和建筑高度的兩次方成正比。另一方面，對一定高度建筑來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風荷載和地震功能，其數(shù)值是隨著結(jié)構(gòu)動力性的不同而有較大的變化。
（二）側(cè)移成為控指標
和低層或多層建筑不同，結(jié)構(gòu)側(cè)移已成為高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中的關(guān)鍵因素。隨著建筑高度的增加，水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形迅速增大，和建筑高度H的4次方成正比（＝qH4/8EI）。
另外，高層建筑隨著高度的增加、輕質(zhì)高強材料的應(yīng)用、新的建筑形式和結(jié)構(gòu)體系的出現(xiàn)、側(cè)向位移的迅速增大，在設(shè)計中不僅要求結(jié)構(gòu)具有足夠的強度，還要求具有足夠的抗推剛度，使結(jié)構(gòu)在水平荷載下產(chǎn)生的側(cè)移被控制在某一限度之內(nèi)，否則會產(chǎn)生以下情況摘要：
1.因側(cè)移產(chǎn)生較大的附加內(nèi)力，尤其是豎向構(gòu)件，當側(cè)向位移增大時，偏心加劇，當產(chǎn)生的附加內(nèi)力值超過一定數(shù)值時，將會導致房屋側(cè)塌。
2.使居住人員感到不適或驚慌。
3.使填充墻或建筑裝飾開裂或損壞，使機電設(shè)備管道損壞，使電梯軌道變型造成不能正常運行。
4.使主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)大裂縫，甚至損壞。
（三）抗震設(shè)計要求更高
有抗震設(shè)防的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，除要考慮正常使用時的豎向荷載、風荷載外，還必須使結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能，做到小震不壞、大震不倒。
（四）減輕高層建筑自重比多層建筑更為重要
高層建筑減輕自重比多層建筑更有意義。從地基承載力或樁基承載力考慮，假如在同樣地基或樁基的情況下，減輕房屋自重意昧著不增加基礎(chǔ)造價和處理辦法，可以多建層數(shù)，這在軟弱土層有突出的經(jīng)濟效益。
地震效應(yīng)和建筑的重量成正比，減輕房屋自重是提高結(jié)構(gòu)抗震能力的有效辦法。高層建筑重量大了，不僅功能于結(jié)構(gòu)上的地震剪力大，還由于重心高地震功能傾覆力矩大，對豎向構(gòu)件產(chǎn)生很大的附加軸力，從而造成附加彎矩更大。
（五）軸向變形不容忽視
采用框架體系和框架——剪力墻體系的高層建筑中，框架中柱的軸壓應(yīng)力往往大于邊柱的軸壓應(yīng)力，中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。當房屋很高時，此種軸向變形的差異將會達到較大的數(shù)值，其后果相當于連續(xù)梁中間支座沉陷，從而使連續(xù)梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩值和端支座負彎矩值增大。
（六）概念設(shè)計和理論計算同樣重要
抗震設(shè)計可以分為計算設(shè)計和概念設(shè)計兩部分。高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計計算是在一定的假想條件下進行的，盡管分析手段不斷提高，分析的原則不斷完善，但由于地震功能的復雜性和不確定性，地基土影響的復雜性和結(jié)構(gòu)體系本身的復雜性，可能導致理論分析計算和實際情況相差數(shù)倍之多，尤其是當結(jié)構(gòu)進入彈塑性階段之后，會出現(xiàn)構(gòu)件局部開裂甚至破壞，這時結(jié)構(gòu)已很難用常規(guī)的計算原理去進行分析。實踐表明，在設(shè)計中把握好高層建筑的概念設(shè)計也是很重要的。
二、高層建筑的結(jié)構(gòu)體系
（一）高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計原則
1.鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)和建筑、設(shè)備和施工密切配合，做到平安適用、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理，并積極采用新技術(shù)、新工藝和新材料。
2.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)重視結(jié)構(gòu)選型和構(gòu)造，擇優(yōu)選擇抗震及抗風性能好而經(jīng)濟合理的結(jié)構(gòu)體系和平、立面布置方案，并注重加強構(gòu)造連接。在抗震設(shè)計中，應(yīng)保證結(jié)構(gòu)整體抗震性能，使整個結(jié)構(gòu)有足夠的承載力、剛度和延性。
（二）高層建筑結(jié)構(gòu)體系及適用范圍
目前國內(nèi)的高層建筑基本上采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)體系有摘要：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)等。
1.框架結(jié)構(gòu)體系?？蚣芙Y(jié)構(gòu)體系是由樓板、梁、柱及基礎(chǔ)四種承重構(gòu)件組成。由梁、柱、基礎(chǔ)構(gòu)成平面框架，它是主要承重結(jié)構(gòu)，各平面框架再由連系梁連系起來，即形成一個空間結(jié)構(gòu)體系，它是高層建筑中常用的結(jié)構(gòu)形式之一。
框架結(jié)構(gòu)體系優(yōu)點是摘要：建筑平面布置靈活，能獲得大空間，建筑立面也輕易處理，結(jié)構(gòu)自重輕，計算理論也比較成熟，在一定高度范圍內(nèi)造價較低。
框架結(jié)構(gòu)的缺點是摘要：框架結(jié)構(gòu)本身柔性較大，抗側(cè)力能力較差，在風荷載功能下會產(chǎn)生較大的水平位移，在地震荷載功能下，非結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞比較嚴重。
框架結(jié)構(gòu)的適用范圍摘要：框架結(jié)構(gòu)的合理層數(shù)一般是6到15層，最經(jīng)濟的層數(shù)是10層左右。由于框架結(jié)構(gòu)能提供較大的建筑空間，平面布置靈活，可適合多種工藝和使用的要求，已廣泛應(yīng)用于辦公、住宅、商店、醫(yī)院、旅館、學校及多層工業(yè)廠房和倉庫中。
2.剪力墻結(jié)構(gòu)體系。在高層建筑中為了提高房屋結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力剛度，在其中設(shè)置的鋼筋混凝土墻體稱為“剪力墻”，剪力墻的主要功能在于提高整個房屋的抗剪強度和剛度，墻體同時也作為維護及房間分格構(gòu)件。
剪力墻結(jié)構(gòu)中，由鋼筋混凝土墻體承受全部水平和豎向荷載，剪力墻沿橫向縱向正交布置或沿多軸線斜交布置，它剛度大，空間整體性好，用鋼量省。歷史地震中，剪力墻結(jié)構(gòu)表現(xiàn)了良好的抗震性能，震害較少發(fā)生，而且程度也較稍微，在住宅和旅館客房中采用剪力墻結(jié)構(gòu)可以較好地適應(yīng)墻體較多、房間面積不太大的特征，而且可以使房間不露梁柱，整潔美觀。
剪力墻結(jié)構(gòu)墻體較多，不輕易布置面積較大的房間，為了滿足旅館布置門廳、餐廳、會議室等大面積公共用房的要求，以及在住宅樓底層布置商店和公共設(shè)施的要求，可以將部分底層或部分層取消剪力墻代之以框架，形成框支剪力墻結(jié)構(gòu)。
在框支剪力墻中，底層柱的剛度小，形成上下剛度突變，在地震功能下底層柱會產(chǎn)生很大內(nèi)力及塑性變形，因此，在地震區(qū)不答應(yīng)采用這種框支剪力墻結(jié)構(gòu)。
3.框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系。在框架結(jié)構(gòu)中布置一定數(shù)量的剪力墻，可以組成框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)既有框架結(jié)構(gòu)布置靈活、使用方便的特征，又有較大的剛度和較強的抗震能力，因而廣泛地應(yīng)用于高層建筑中的辦公樓和旅館。
4.筒體結(jié)構(gòu)體系。隨著建筑層數(shù)、高度的增長和抗震設(shè)防要求的提高，以平面工作狀態(tài)的框架、剪力墻來組成高層建筑結(jié)構(gòu)體系，往往不能滿足要求。這時可以由剪力墻構(gòu)成空間薄壁筒體，成為豎向懸臂箱形梁，加密柱子，以增強梁的剛度，也可以形成空間整體受力的框筒，由一個或多個筒體為主反抗水平力的結(jié)構(gòu)稱為筒體結(jié)構(gòu)。通常筒體結(jié)構(gòu)有摘要：
（1）框架—筒體結(jié)構(gòu)。中心布置剪力墻薄壁筒，由它受大部分水平力，周邊布置大柱距的普通框架，這種結(jié)構(gòu)受力特征類似框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，目前南寧市的地王大廈也用這種結(jié)構(gòu)。
（2）筒中筒結(jié)構(gòu)。筒中筒結(jié)構(gòu)由內(nèi)、外兩個筒體組合而成，內(nèi)筒為剪力墻薄壁筒，外筒為密柱（通常柱距不大于3米）組成的框筒。由于外柱很密，梁剛度很大，門密洞口面積小（一般不大于墻體面積50%），因而框筒工作不同于普通平面框架，而有很好的空間整體功能，類似一個多孔的豎向箱形梁，有很好的抗風和抗震性能。目前國內(nèi)最高的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)如上海金茂大廈（88層、420.5米）、廣州中天廣場大廈（80層、320米）都是采用筒中筒結(jié)構(gòu)。
（3）成束筒結(jié)構(gòu)。在平面內(nèi)設(shè)置多個剪力墻薄壁筒體，每個筒體都比較小，這種結(jié)構(gòu)多用于平面外形復雜的建筑中。
關(guān)鍵詞：要點分析，工程實例。
中圖分類號：TU3文獻標識碼： A 文章編號：
引言
依托科技在多個領(lǐng)域中的不斷創(chuàng)新，建筑技術(shù)也在快速的發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計就面臨著越來越苛刻的要求。好的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的方案不但要經(jīng)濟性、可行性、合理性等特點，而且要有相當?shù)睦碚摷夹g(shù)作為基礎(chǔ)。經(jīng)濟高速發(fā)展的幾年，我國城市涌現(xiàn)出越來越多的高層和超高層建筑，隨著數(shù)量的加大，一系列的設(shè)計弊端和問題在結(jié)構(gòu)設(shè)計中也體現(xiàn)出來，設(shè)計人員必須在事件中不斷的積累經(jīng)驗、總結(jié)經(jīng)驗，豐富自己的專業(yè)知識和設(shè)計創(chuàng)新，才會在未來的城市建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中體現(xiàn)設(shè)計的核心價值。
一、 現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點分析
1. 軸向變形是現(xiàn)代高層建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計中須要考慮的設(shè)計要素。有些情況下可能會由于數(shù)值較大的豎向荷載，在柱中可能引起一定程度軸向變形，引起連續(xù)梁中間支座處的負彎矩值減小越來越明顯，會產(chǎn)生影響預制構(gòu)件下料的長度，設(shè)計人員要依據(jù)軸向變形的實際計算值，合理調(diào)整下料長度，而達到不影響連續(xù)梁彎矩的目的。
2. 現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中水平荷載是一項必須重視的因素，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，樓面使用荷載和建筑物的自重等豎向荷載，將在豎向構(gòu)件中引起與建筑物高度一次方成正比例的一定數(shù)值的軸力與彎矩，而水平荷載對于建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩及其在豎構(gòu)件中引起的軸力，則是與建筑物高度的二次方成正比，豎向荷載基本是定值，而地震作用、風荷載等水平荷載的數(shù)值則會隨著建筑結(jié)構(gòu)動力特性的不同，而會出現(xiàn)很大幅度的變化，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，這種情況經(jīng)常出現(xiàn)，這是必須在設(shè)計工作中進行詳細計算與周密分析的原因所在。
3. 設(shè)計工作還有一項重要的控制指標——側(cè)移，必須將水平荷載作用下的建筑結(jié)構(gòu)側(cè)移控制在一定的限度之內(nèi)，側(cè)移在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中已經(jīng)成為重要的控制指標，特別是伴隨著建筑物高度不斷增加，建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形在相同水平荷載下增大顯著，這是與與多層建筑完全不同的。
4. 設(shè)計工作還有另一項重要指標—結(jié)構(gòu)延性，相比較于小高層、多層建筑而言，層數(shù)較高的建筑結(jié)構(gòu)會相對更加柔一些，在相同的地震作用下變形更大些。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中必須采取相應(yīng)的工藝與技術(shù)措施，以保證建筑結(jié)構(gòu)具有足夠的延性，這都是為了保證高層建筑結(jié)構(gòu)進入塑性變形階段后，依然會具有非常合理的變形能力，避免建筑物倒塌或者發(fā)生其他的危險。
二、 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工程實例
本論文以某高層住宅建筑工程項目為例，需要指出建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本流程與注意事項如下：這個建筑工程項目位于某城市的市中心繁華的地段，地上20 層，地下1 層，建筑總高度78.3 m，建筑總面積約25萬m2。建筑結(jié)構(gòu)的長寬比為3.8～7.4，高寬比為5.6～10.1。項目所在地地形平坦，表層土以人工填土為主，土層在垂直與水平方向有著穩(wěn)定的分布，基礎(chǔ)一般在第四紀沉積土層的以下部分。結(jié)構(gòu)為二級安全等級，抗震設(shè)防重要性為丙類，基本風壓0.45kN/m2，抗震設(shè)防烈度為9 度。
1. 主體結(jié)構(gòu)設(shè)計
這個項目主體結(jié)構(gòu)采用框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系。其中框架的抗震等級為二級，剪力墻的抗震等級為一級。建筑物中部布置剪力墻，形成筒體，并且將其作為主要的抗側(cè)力構(gòu)件，在筒體周圍結(jié)合建筑物的實際使用功能合理設(shè)置框架柱。地下室頂板作為結(jié)構(gòu)嵌固端，其板厚設(shè)計為180mm，板配筋為雙層雙向形式滿布。地上部分的樓層主次梁沿Y 向布置，以利于減小主梁的高度，增加使用凈高，層樓板厚為110mm。
2. 基礎(chǔ)設(shè)計
依據(jù)本工程所在地的地質(zhì)勘察報告提供的地基承載力計算，確定本工程X 向基礎(chǔ)梁的尺寸為900×1800，Y 向基礎(chǔ)梁的尺寸為1000×2000 或1800×2000。由于受到筒體內(nèi)電梯基坑、集水井局部下沉的影響，設(shè)計采用梁板式筏形基礎(chǔ)，筒體四周的板厚為1.5m，其他部位板厚為1.0m。局部可能主梁不能正常貫通，筒體部位的豎向荷載也相對較大?；A(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，要特別重視各類技術(shù)資料與數(shù)據(jù)的收集和整理，計算采用彈性地基梁、板和有限元梁、板的設(shè)計軟件，確保計算結(jié)果真實性與可靠性。
3. 框支層設(shè)計
(1)框支墻結(jié)構(gòu)設(shè)計
本工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中，為了有效改善混凝土的受壓性能，增大結(jié)構(gòu)延性，在設(shè)計中合理控制墻肢軸壓比，其比值應(yīng)控制在0.5 以內(nèi)。核心筒落地剪力墻的厚度為40cm，核心筒以外，建筑四角分別布置L型剪力墻，厚度為70-90cm 。底部加強區(qū)域的剪力墻設(shè)計中，應(yīng)按照相關(guān)規(guī)范與技術(shù)要求設(shè)置相應(yīng)的約束邊緣構(gòu)件，其縱筋配筋率應(yīng)控制在≥1.2%，體積配箍率則要控制在≥1.4%。同時，在本工程長厚比＜5 的短墻計算中，按照柱輸入計算進行分析與比較。墻體水平與豎向分布筋不但要滿足基本的計算要求，而且滿足最小配筋率為0.3%的限值要求。
(2)框支柱設(shè)計
本工程框支柱的抗震等級為二級，框支柱的剪力設(shè)計中，設(shè)計值按照柱實配縱筋進行計算，還應(yīng)控制剪壓比在0.15 以內(nèi)，剪力設(shè)計值應(yīng)乘以放大系數(shù)1.1。柱內(nèi)縱向鋼筋的配筋率應(yīng)＜1.2%，體積配箍率均＜1.5%，使得柱具有較為理想的延性，以符合“強剪弱彎”的設(shè)計要求。軸壓比的限值為0.6?？蛑е饕孛鏋?300×1300 和1300×2300 等，設(shè)計中的相關(guān)計算結(jié)果表明，全部框支柱的受力情況較為理想，軸壓比為0.41～0.52，所以，箱形轉(zhuǎn)換層下的框支柱變形控制效果較為理想。
(3)箱形轉(zhuǎn)換層樓板設(shè)計
本工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中，箱形轉(zhuǎn)換層的箱體的上下層板厚均為25cm，總高度為245cm。結(jié)構(gòu)設(shè)計中，采用專業(yè)的ANSYS 有限元軟件對箱體上下層板的內(nèi)力進行分析與計算。在不同的荷載工況條件下，在箱形轉(zhuǎn)換層樓板設(shè)計中，樓板裂縫≤0.2mm，雙層雙向通長配筋。箱體上層板的最大壓應(yīng)力控制在1.2MPa 以內(nèi)，箱體下層板的最大拉應(yīng)力應(yīng)控制在2.0MPa 以內(nèi)。
三、 結(jié)語
由上述可以得出，對于設(shè)計中常見的效率與質(zhì)量的問題要引起特別的重視，必須綜合考慮各種影響因素在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中的影響與作用。應(yīng)及時引入先進的設(shè)計理念和方法，從而使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中更多的應(yīng)用新工藝、新技術(shù)和新材料，從而達到有效提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計整體品質(zhì)的目的，有利于項目建設(shè)工作的順利進行。
參考文獻
關(guān)鍵詞：帶轉(zhuǎn)換層；設(shè)計； 建筑的安全性
Abstract: the conversion layers design is in the structural design of high-rise building is a key part. Taking the high-rise building with conversion layers structure as the research object, analyses the architecture design of security problems, finally discusses how to design of the building structure in how to improve the safety of the building.
Keywords: take conversion layers; Design; Construction safety
中圖分類號：S611文獻標識碼： A 文章編號：
近年來隨著科學技術(shù)的進步，現(xiàn)代高層建筑結(jié)構(gòu)向著體型復雜、功能多樣的綜合性方向發(fā)展，帶有轉(zhuǎn)換層的高層建筑得到了大量應(yīng)用。由于建筑功能的需要，形成了建筑上層的結(jié)構(gòu)形式與下層的結(jié)構(gòu)形式不一樣；或上下層結(jié)構(gòu)形式一樣，但上下層結(jié)構(gòu)的柱網(wǎng)的尺寸不一樣。為解決這一矛盾，就采用了轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層形式有梁式樓蓋轉(zhuǎn)換、箱形樓蓋轉(zhuǎn)換、析架轉(zhuǎn)換、厚板轉(zhuǎn)換和斜柱轉(zhuǎn)換。
1帶轉(zhuǎn)換層建筑結(jié)構(gòu)的特點及存在安全問題
1.1結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的特點
1）轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)構(gòu)件常常承受其上部結(jié)構(gòu)傳下來的巨大豎向荷載或懸掛下部結(jié)構(gòu)的多層荷載，使得轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)力很大，因此，豎向荷載成了控制轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計的主要因素。2）轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)構(gòu)件通常具有數(shù)倍于上部結(jié)構(gòu)的跨度，轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)構(gòu)件的豎向撓度成為嚴格控制的目標。3）轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的連續(xù)施工強度大，有的施工過程復雜，有一定的難度。4）結(jié)構(gòu)中由于設(shè)置了轉(zhuǎn)換層，沿建筑物高度方向剛度的均勻性會受到很大的破壞，力的傳遞途徑有大的改變，這決定了轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)不能以通常結(jié)構(gòu)來進行分析和設(shè)計。
1.2帶轉(zhuǎn)換層建筑結(jié)構(gòu)的安全問題
轉(zhuǎn)換層在國內(nèi)外早就有研究和應(yīng)用。早在上世紀五十和六十年代，蘇聯(lián)和東歐一些學者就提出了柔性底層板材房屋的設(shè)計方案，也就是上部均為剪力墻、下部均為框架的結(jié)構(gòu)體系，并認為柔性底層有利于隔震，提高整座建筑物的抗震能力，因而興建了不少這樣的房屋。這是初次通過設(shè)置轉(zhuǎn)換層而取得底層大空間的嘗試。但是，震害的結(jié)果表明，這種柔性底層的剪力墻房屋并不具有人們所希望的隔震、抗震能力，框支剪力墻結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度在剪力墻和框架交接的樓層處發(fā)生突變。在強烈地震力的沖擊下，結(jié)構(gòu)因底層框架剛度太小、側(cè)移過大、延伸性差以及強度不足等而引起破壞，甚至整座建筑物的倒塌。例如1964年南斯拉夫斯可比耶地震，這類房屋很多倒塌或嚴重破壞；1978年羅馬尼亞布加勒斯特地震，許多這樣的住宅、計算中心建筑由于底層柱破壞而倒塌；1988年12月原蘇聯(lián)亞美尼亞地震總結(jié)出同樣的教訓:底層柔性的房屋抗震性能很差，地震中破壞嚴重。所以，底層均為框架的純框支剪力墻結(jié)構(gòu)體系，在地震區(qū)不宜采用。
2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中如何提高建筑的安全性
2.1豎向布置
1）應(yīng)避免高位轉(zhuǎn)換。根據(jù)前人研究成果，轉(zhuǎn)換層位于3層以上時，層間位移角、剪力的分配及傳力途徑發(fā)生急劇突變，易形成薄弱層，抗震非常不利。對部分框支剪力墻高層建筑結(jié)構(gòu)，其轉(zhuǎn)換層的位置，7度區(qū)不宜超過第5層；8度區(qū)不宜超過3層。轉(zhuǎn)換層位置超過上述規(guī)定時，應(yīng)作專門研究并采取有效措施，6度時其層數(shù)可適當增加；底部帶轉(zhuǎn)換層的框架-核心筒結(jié)構(gòu)和外筒為密柱框架的筒中筒結(jié)構(gòu)，其轉(zhuǎn)換層的位置可適當增加。
2）布置形式。沿高層建筑方向轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)可以是分段布置，形成大框架套小框架的巨型框架結(jié)構(gòu)；可以間隔布置，形成錯列墻梁或析架式框架結(jié)構(gòu)，這種情況是要求沒有支撐障礙的寬敞內(nèi)部空間，它必須采用大跨度樓蓋結(jié)構(gòu)，即采用一組三層水平構(gòu)件的梁系統(tǒng)，由轉(zhuǎn)換大梁來支撐主梁，再由主梁支撐次梁。這里的轉(zhuǎn)換大梁起到解決大跨度樓蓋和改變各主梁間距的作用，與用它來改變柱列是同一實質(zhì)；錯列剪力墻結(jié)構(gòu)也可設(shè)置于建筑物的頂部，懸掛下部結(jié)構(gòu)的荷載；疊層承托析架結(jié)構(gòu)及多梁承托結(jié)構(gòu)。
2.2結(jié)構(gòu)加強層
當建筑物較高柔(例如框架-簡體結(jié)構(gòu))，整體剛度有可能不足時，在結(jié)構(gòu)豎向的一定部位設(shè)置水平剛性樓層(即加強層)，人為地加強結(jié)構(gòu)的整體彎曲效應(yīng)，這時轉(zhuǎn)換層可同建筑物的加強層、設(shè)備層等統(tǒng)一考慮。由于剛度突變導致層間位移角、剪力的分配及傳力途徑發(fā)生急劇突變，形成薄弱層，就應(yīng)控制好轉(zhuǎn)換層的側(cè)向剛度比，抗震時不應(yīng)大于2。
2.3轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)計算的一般原則
1）帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)可分別情況，按空間協(xié)同工作分析方法、三維空間分析方法或其它有效方法進行整體內(nèi)力與位移計算。此時轉(zhuǎn)換構(gòu)件作為結(jié)構(gòu)的一部分參與整體計算。巨型框架結(jié)構(gòu)可將主框架連同次級框架一起作為整體結(jié)構(gòu)進行空間分析。當次級框架梁，柱的剛度較小時，也可以將次級框架作為荷載，只對主框架進行空間分析，此時，次級框架只對豎向荷載進行內(nèi)力計算。底層柱上端和轉(zhuǎn)換梁(墻)宜采用平面有限單元法進行局部應(yīng)力分析并相應(yīng)配置鋼筋。底部框支剪力墻在轉(zhuǎn)換梁附近墻體宜采用平面有限單元法進行局部應(yīng)力分析，此時宜采用高精度的平面應(yīng)力單元。轉(zhuǎn)換平板，箱形結(jié)構(gòu)宜采用板單元或組合單元進行局部應(yīng)力分析。2）轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)，其薄弱層的地震剪力應(yīng)乘以1.15的增大系數(shù)。特一、一、二級轉(zhuǎn)換構(gòu)件水平地震作用計算內(nèi)力應(yīng)分別乘以增大系數(shù)1.8、1.5、1.25；8度抗震設(shè)計時轉(zhuǎn)換構(gòu)件尚應(yīng)考慮豎向地震的影響。帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)，其框支柱承受的地震剪力標準值應(yīng)按下列規(guī)定采用：每層框支柱的數(shù)目不多于10根，當框支層為1~2層時，每根柱所受的剪力應(yīng)至少取基底剪力的2%；當框為3層及3層以上時，每根柱所受的剪力應(yīng)至少取基底剪3%；每層框支柱的數(shù)目多于10根，當框支層為1~2層時，每層框支柱承受剪力之和應(yīng)取基底剪力的20%；當框支層為3層及3層以上時，每層框支柱承受剪力之和應(yīng)取基底剪力的30%；框支柱剪力調(diào)整后，應(yīng)相應(yīng)調(diào)整框支柱的彎矩及柱端梁(不包括轉(zhuǎn)換梁)的剪力、彎矩，框支柱軸力可不調(diào)整。
2.4結(jié)構(gòu)布置
1）底部大空間部分框支剪力墻高層建筑結(jié)構(gòu)在地面以上的大空間層數(shù)，8度時不宜超過3層，7度時不宜超過5層，6度時其層數(shù)可適當增加；底部帶轉(zhuǎn)換層的框架-核心筒結(jié)構(gòu)和外筒為密柱框架的筒中筒結(jié)構(gòu)，其轉(zhuǎn)換層位置可適當提高。剪力墻和筒體底部墻體應(yīng)加厚。轉(zhuǎn)換層上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度比；底部大空間為1層時，等效剪切剛度比Y宜接近1，非抗震設(shè)計時Y不應(yīng)大于3，抗震設(shè)計時丫不應(yīng)大于2。底部大空間層數(shù)大于1層時，等效側(cè)向剛度比Ye宜接近1，非抗震設(shè)計時Ye不應(yīng)大于2，抗震設(shè)計時Ye不應(yīng)大于1.3?？蛑又車鷺前宀粦?yīng)錯層布置；框支剪力墻和筒體的洞口宜布置在墻體的中部；框支剪力墻轉(zhuǎn)換梁上一層墻體內(nèi)不宜設(shè)邊洞，不宜在中柱上方設(shè)門洞。
2.5截面設(shè)計
1）截面的限制條件：框支梁與框支柱截面中線宜重合；框支梁截面寬度不宜大于框支柱相應(yīng)方向的截面寬度，且不宜小于其上墻體截面厚度的2倍，且不宜小于400mm；當梁上托柱時，尚不應(yīng)小于梁寬方向的柱截面寬度。梁截面高度，抗計時不應(yīng)小于計算跨度的1/6，非抗震設(shè)計時不應(yīng)小于計算跨度的1/8；框支梁可采用加腋梁；2）配筋構(gòu)造：梁上、下部縱向鋼筋的最小配筋率，非抗震設(shè)計時分別不應(yīng)小于0.3%；抗震設(shè)計時，特一、一和二級分別不應(yīng)小于0.6%、0.50%和0.40%；b.受拉的框支梁，其支座上部縱向鋼筋至少應(yīng)有50%沿梁全長貫通，下部縱向鋼筋應(yīng)全部直通到柱內(nèi)；沿梁高應(yīng)配置間距不大干200mm、直徑不小于16mm的腰筋?？蛑Я荷喜康膲w開有門洞或梁上托柱時，該部位框支梁箍筋應(yīng)加密配置，箍筋直徑、間距及配箍率按規(guī)范采用，當洞口靠近框支梁端部且梁的受剪承載力不滿足要求時，可采取框支梁加腋或增大框支墻洞口連度等措施；框支梁不宜開洞。若需開洞時，洞口位置宜遠離框支柱邊，上、下弦桿應(yīng)加強抗剪配筋，開洞部位應(yīng)配置加強鋼筋，或用型鋼加強，被洞口削弱的截面應(yīng)進行承載力計算。
3結(jié)語
論文重點針對轉(zhuǎn)換層設(shè)計是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中非常關(guān)鍵的部分。論文重點針對以帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)為研究對象，分析了建筑設(shè)計中的安全問題，最后重點探討了如何在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中如何提高建筑的安全性。希望對實際工程提供借鑒。
參考文獻：
[1]超，王建云.高層結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換層及應(yīng)用探討.國外建材科技，2005，26(4):87~88
[關(guān)鍵詞] PKPM；SATWE；框架-剪力墻
0 引 言
在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，因為其相較剪力墻結(jié)構(gòu)布置更加靈活，因此框架-剪力墻結(jié)構(gòu)形式在實際當中得到了廣泛的應(yīng)用。影響框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系的因素很多，有框架和剪力墻的傾覆力矩比、0.2Q0調(diào)整等等。本文根據(jù)《高規(guī)》及《抗規(guī)》中的相關(guān)規(guī)定，結(jié)合工程實際對設(shè)計過程當中出現(xiàn)的問題進行探討。
1 工程實例
本工程位于陜西省西安市大興新區(qū)，建筑總面積約140000.50m2，地下三層，地上三十三層，房屋總高度為99.25m。本工程建筑抗震設(shè)防類別為標準設(shè)防類；抗震等級為一級；所在地區(qū)抗震設(shè)防烈度為8度，設(shè)計基本地震加速度值為0.2g，設(shè)計地震分組為第一組；建筑場地類別為Ⅱ類；特征周期： Tg =0.35sec；50年一遇的基本風壓值取0.35kN/m2；地面粗糙度類別為C類； 風載體型系數(shù)1.3。圖1為本工程局部框架-剪力墻標準層結(jié)構(gòu)布置圖。
圖1框架-剪力墻標準層結(jié)構(gòu)布置圖
2 高層框架D剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計主要控制點在PKPM中應(yīng)用及結(jié)果分析
高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中，為使結(jié)構(gòu)平面布置和豎向承重構(gòu)件（柱、剪力墻等）的合理布置，設(shè)計過程中考慮控制的目標參數(shù)主要有如下幾個：
2.1、框架柱傾覆彎矩及0.2Q0調(diào)整系數(shù)
（1）框架D剪力墻結(jié)構(gòu)中框架柱傾覆彎矩控制及計算：
根據(jù)《抗規(guī)》第6.1.3條、《高規(guī)》第8.1.3條規(guī)定，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)在基本振型地震作用下，若框架部分承擔的地震傾覆力矩大于總地震傾覆力矩的10%但不大于50%，按框架-剪力墻結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。
本工程WV02Q.OUT文件見表一數(shù)據(jù)得出： 框架部分承擔的地震傾覆力矩小于總地震傾覆力矩的50%，計算符合要求。
表一
框架柱地震傾覆彎矩百分比
柱傾覆彎矩 傾覆彎矩百分比
X向地震 125593.5 18.89%
Y向地震 183902.3 26.53%
（2） 0.2Q0調(diào)整
對于框架剪力墻結(jié)構(gòu)，一般剪力墻的剛度很大，剪力墻吸引了大量的地震力，而框架部分所承擔的地震力較小。根據(jù)《抗規(guī)》第6.2.13條規(guī)定，側(cè)向剛度沿豎向分布基本均勻的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，任一層框架部分的地震剪力，不應(yīng)小于結(jié)構(gòu)底部總地震剪力的20%和按框架-剪力墻結(jié)構(gòu)分析的框架部分各樓層地震剪力中最大值1.5倍二者的較小值。本工程指定調(diào)整樓層為1至33層的范圍，在WV02Q.OUT文件中0.2Q0調(diào)整系數(shù)：0.2Qox=2026.19KN、1.5Vxmax=2769.88KN； 0.2Qoy=2117.01KN、Vymax=2885.20KN，本工程計算結(jié)果符合要求。
2.2、周期比
周期比側(cè)重控制的是側(cè)向剛度與扭轉(zhuǎn)剛度之間的一種相對關(guān)系，它的目的是使抗側(cè)力構(gòu)件的平面布置更有效、更合理，使結(jié)構(gòu)不致于出現(xiàn)過大（相對于側(cè)移）的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，減小扭轉(zhuǎn)對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不利影響，見《高規(guī)》第4.3.5條及相應(yīng)的條文說明。本工程WZQ.OUT 文件中自振周期結(jié)果如下見表二：
表二
振型號 周期 轉(zhuǎn)角 平動系數(shù)（X+Y） 扭轉(zhuǎn)系數(shù)
1 2.7958 84.94 1.00 （ 0.01+0.99 ） 0.00
2 2.6832 174.68 0.98 （ 0.97+0.01 ） 0.02
3 1.9960 6.98 0.03 （ 0.02+0.00） 0.97
4 0.7765 33.76 0.98 （ 0.68+0.30） 0.02
從上面結(jié)果中可以查得，結(jié)構(gòu)以扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期Tt=1.5943s，以平動為主的第一自振周期T1=2.7958s，Tt/T1=0.71〈0.9，滿足《高規(guī)》第4.3.5條的規(guī)定。
2.3、位移比
主要為限制結(jié)構(gòu)平面布置的不規(guī)則性，以避免產(chǎn)生過大的偏心而導致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，見《抗規(guī)》第3.4.2條，《高規(guī)》第4.3.5條及相應(yīng)的條文說明。本工程WDISP.OUT， 結(jié)果如下：最大值層間位移角：X方向最大值層間位移角為1/825，Y方向最大值層間位移角為1/831，滿足《高規(guī)》第4.6.3條最大值層間位移角≤1/800的規(guī)定；最大位移與層平均位移的比值、最大層間位移與平均層間位移的比值：X方向最大位移與層平均位移的比值為1.28，X方向最大層間位移與平均層間位移的比值為1.30，Y方向最大位移與層平均位移的比值為1.29，Y方向最大層間位移與平均層間位移的比值為1.29，滿足《高規(guī)》第4.3.5條的規(guī)定。
2.4、剪重比
主要為限制各樓層的最小水平地震剪力，確保周期較長的結(jié)構(gòu)的安全，見《抗規(guī)》第5.2.5條，《高規(guī)》第3.3.13條及相應(yīng)的條文說明。
本工程平面及豎向均比較規(guī)則，在SATWE中設(shè)計時選取了18個振型進行計算，在WZQ.OUT結(jié)果文件中查看X、Y向有效質(zhì)量系數(shù)及樓層最小剪重比如下： X方向的有效質(zhì)量系數(shù)：99.50%；Y方向的有效質(zhì)量系數(shù)： 99.84%。兩個方向有效質(zhì)量系數(shù)均超過90%，說明計算振型數(shù)夠了，詳見《高規(guī)》第5.1.13條及相應(yīng)的條文說明。由于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度為8度，兩個方向的樓層最小剪重比，滿足《高規(guī)》第3.3.13條的要求。
2.5、剛度比
主要為限制結(jié)構(gòu)豎向布置的不規(guī)則性，避免結(jié)構(gòu)剛度沿豎向突變，形成薄弱層，見《抗規(guī)》第3.4.2條，《高規(guī)》第4.4.2條及相應(yīng)的條文說明；對于形成的薄弱層則按《高規(guī)》第5. 1.14條予以加強。
各層剛心、偏心率、相鄰層側(cè)移剛度比等計算信息見WMASS.OUT結(jié)果文件，本工程滿足規(guī)范要求。
3、結(jié) 語
本文以規(guī)范相關(guān)要求出發(fā)，結(jié)合工程實際，通過對結(jié)構(gòu)設(shè)計時的相關(guān)控制點，對框架-剪力墻結(jié)構(gòu)形式進行了探討。如何在空間靈活的前提下，保證結(jié)構(gòu)的安全性、合理性、經(jīng)濟性，這是在日后實際工作當中有待于提高的方向。
關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；問題；對策；
引言：多層和高層結(jié)構(gòu)的差別主要是層數(shù)和高度。但是實際上，多層和高層建筑結(jié)構(gòu)沒有實質(zhì)性差別，它們都要抵抗豎向及水平荷載作用，從設(shè)計原理及設(shè)計方法而言，基本上是相同的。但是在高層建筑中，要使用更多結(jié)構(gòu)材料來抵抗外荷載，特別是水平荷載，因此抗側(cè)力結(jié)構(gòu)成為本工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要問題，設(shè)計時要滿足更多的要求，尤其自身有別于多層建筑的特殊要求和設(shè)計特點。
1.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點
某工程系一個大地盤、多塔樓、帶高位轉(zhuǎn)換層的高層建筑，設(shè)計過程中主要把握以下幾個方面。
（l）水平荷載成為控制結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要因素。結(jié)構(gòu)內(nèi)力、位移與高度的關(guān)系，除軸向力與高度成正比之外，彎矩和位移隨高度都呈指數(shù)曲線上升，因此，隨著高度的增加，水平荷載將成為控制因素。水平力作用下結(jié)構(gòu)是否優(yōu)化，材料用量將有很大差別。
（2）特別是在地震區(qū)，隨著層數(shù)的增加，地震作用對高層建筑危害的可能性也比對多層建筑大，高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計應(yīng)受到加倍重視，本工程位于非地震區(qū)，無需進行地震作用計算，仍需要考慮抗震的構(gòu)造措施。
（3）側(cè)移成為控制指標。與多層建筑不同，結(jié)構(gòu)側(cè)移已成為高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的關(guān)鍵因素。隨著建筑高度的增加，水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形迅速增大，因而應(yīng)將結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的側(cè)移控制在某一限度之內(nèi)。
（4）軸向變形不容忽視。高層建筑中豎向荷載數(shù)值很大，使得柱產(chǎn)生較大的軸向變形，從而會使得連續(xù)梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩和端支座負彎矩值增大。軸向變形還會對預制構(gòu)件的下料長度產(chǎn)生影響，需要根據(jù)軸向變形的計算值調(diào)整下料長度進行。另外軸向變形對構(gòu)件的剪力和側(cè)移產(chǎn)生影響，如不考慮構(gòu)件豎向變形將會得出偏于不安全的計算結(jié)果。
2.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計存在問題
2.1 底層框架剪力墻砌體結(jié)構(gòu)挑梁裂縫問題
底層框架剪力墻砌體結(jié)構(gòu)房屋是指底層為鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)，上部為多層砌體結(jié)構(gòu)的房屋。該類房屋多見于沿街的旅館、住宅、辦公樓，底層為商店，餐廳、郵局等空間房屋，上部為小開間的多層砌體結(jié)構(gòu)。這類建筑是解決底層需要一種比較經(jīng)濟的空間房屋的結(jié)構(gòu)形式。部分設(shè)計者為追求單一的建筑立面造型來增加使用面積，將二層以上的部分橫墻且外層挑墻移至懸挑梁上，各層設(shè)計有挑梁，但實際結(jié)構(gòu)的底層挑梁承載普遍出現(xiàn)裂縫，該類挑梁的設(shè)計與出現(xiàn)裂縫在臨街砌體結(jié)構(gòu)房屋中比較常見。
2.2 樓層平面剛度的問題
一些設(shè)計在缺乏基本的結(jié)構(gòu)觀念或結(jié)構(gòu)布置缺乏必要措施時，采用樓板變形的計算程序。盡管程序的編程在數(shù)學力學模型上是成立的甚至是準確無誤的，但在確定樓板變形程度上卻很難做到準確。作為計算的大前提都無法“準確”，就不可能指望其結(jié)果會“正確”了。據(jù)此進行的結(jié)構(gòu)設(shè)計肯定存在著結(jié)構(gòu)不安全成分或者結(jié)構(gòu)某些部位或構(gòu)件安全儲備過大等現(xiàn)象。
2.3 忽視了縱向框架 現(xiàn)行建筑抗震設(shè)計規(guī)范要求水平地震作用應(yīng)按兩個主軸方向分別計算，各方面的地震和用應(yīng)由該方向的抗側(cè)力構(gòu)件來承擔。說是說，在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中，縱向框架與橫向框架有同等的重要性。一些結(jié)構(gòu)設(shè)計者對以于非抗震設(shè)計，而縱向地按普通的連續(xù)梁進行設(shè)計，梁柱的節(jié)點和框架中的縱筋、箍筋的配置無法不答合框架的構(gòu)造要求。由于沒有考慮地震的縱向作用，在實際設(shè)計中經(jīng)常出現(xiàn)梁的支座負筋，跨中縱筋及箍筋的配筋置均不足的現(xiàn)象。
3.保證高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量的有效對策
3.1 主梁有次梁處加附加筋
一般應(yīng)優(yōu)先加箍筋，附加箍筋可認為是：主梁箍筋在次梁截面范圍無法加箍筋或箍筋短缺，在次梁兩側(cè)補上，像板上洞口附加筋。附加筋一般要有，但也不是絕對的。規(guī)范中說的比較清楚，位于梁下部或梁截面高度范圍內(nèi)的集中荷載，應(yīng)全部由附加橫向鋼筋承擔。也就是說，位于梁上的集中力如梁上柱、梁上后做的梁如水箱下的墊梁不必加附加筋。位于梁下部的集中力應(yīng)加附加筋。但梁截面高度范圍內(nèi)的集中荷載可根據(jù)具體情況而定。當主次梁截面相差不大，次梁荷載較大時，應(yīng)加附加筋。當主梁高度很高，次梁截面很小、荷載很小時，如快接近板上附加暗梁，主梁可不加附加筋。還有當主次梁截面均很大，如工藝要求形成的主次深梁，而荷載相對不大，主梁也可不加附加筋?？偟脑瓌t，當主梁上次梁開裂后，從次梁的受壓區(qū)頂至主梁底的截面高度的混凝土加箍筋能承受次梁產(chǎn)生的剪力時，主梁可不加附加筋。梁上集中力，產(chǎn)生的剪力在整個梁范圍內(nèi)是一樣，所以抗剪滿足，集中力處自然滿足。主次深梁及次梁相對主梁截面、荷載較小時，也可滿足。
3.2 平面及立面形式的選擇
在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)盡量使建筑的三心（幾何形心、剛度中心、結(jié)構(gòu)重心）盡可能匯于一點，達到三心合一。如若在結(jié)構(gòu)設(shè)計中沒有做到三心合一，由此就會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)問題。扭轉(zhuǎn)問題就是結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下發(fā)生的扭轉(zhuǎn)振動效應(yīng)。扭轉(zhuǎn)振動效應(yīng)在風載等水平荷載載荷情況下會對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生危害，為避免其危害應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計時選擇合理的結(jié)構(gòu)形式和平面布局，盡可能地使建筑物做到三心合一，所以平面和立面形式的選擇很關(guān)鍵。高層建筑的平面宜采用簡單、規(guī)則、對稱的形狀，避免過于復雜的平面形式，大量震害的資料表明，高層建筑物平面布置不對稱、過多的外凸、內(nèi)凹等復雜形式都容易造成震害。在高層結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計中，結(jié)構(gòu)體系的選擇、布置、構(gòu)造措施比軟件的計算結(jié)果是否精確更能影響結(jié)構(gòu)的安全，除了考慮結(jié)構(gòu)安全因素外，還要綜合考慮建筑美觀、結(jié)構(gòu)合理及便于施工和工程造價等多方面因素。資料和力學分析表明，在不對稱結(jié)構(gòu)中，結(jié)構(gòu)在凹凸拐角等處容易造成應(yīng)力集中而遭到破壞，所以應(yīng)盡量避免。而在完全對稱的結(jié)構(gòu)中，也應(yīng)注意凸出部分的尺寸比例。如凸出部分較長，要在結(jié)構(gòu)設(shè)計中采取相應(yīng)的補救措施。結(jié)構(gòu)的豎向布置要盡力做到剛度均勻且連續(xù)，避免結(jié)構(gòu)的剛度突變和出現(xiàn)軟弱層。剛度突變及軟弱層的出現(xiàn)往往是由于切斷剪力墻所致，如果在結(jié)構(gòu)設(shè)計中必須要切斷少數(shù)剪力墻時，其他剪力墻在該切斷層處應(yīng)給以加強。總之，標新立異的平面及立面設(shè)計是以結(jié)構(gòu)的抗震和安全性能為代價的。
3.3 水平位移要求
水平位移滿足高層規(guī)程的要求，并不能說明該結(jié)構(gòu)是合理的設(shè)計。同時還需要考慮周期及地震力的大小等綜合因素。因為結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計時，地震力的大小與結(jié)構(gòu)剛度直接相關(guān)，當結(jié)構(gòu)剛度小，結(jié)構(gòu)并不合理時，由于地震力小則結(jié)構(gòu)位移也小，位移在規(guī)范允許范圍內(nèi)，此時并不能認為該結(jié)構(gòu)合理。因為結(jié)構(gòu)周期長、地震力小并不安全；其次，位移曲線應(yīng)連續(xù)變化，除沿豎向發(fā)生剛度突變外，不應(yīng)有明顯的拐點或折點。一般情況下剪力墻結(jié)構(gòu)的位移曲線應(yīng)為彎曲型；框架結(jié)構(gòu)的位移曲線應(yīng)為剪切型；框-剪結(jié)構(gòu)和框-筒結(jié)構(gòu)的位移曲線應(yīng)為彎剪型。
4.總語
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是隨著經(jīng)濟發(fā)展及人們對建筑物功能要求改變，又隨著科技的進步而得以實現(xiàn)和解決。以上所提到的幾個問題是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在工程設(shè)計中較易出差的地方，對設(shè)計者來說要把提高設(shè)計質(zhì)量作為終身奮斗的目標，確保建筑工程的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻：
關(guān)鍵詞：高層建筑，混凝土結(jié)構(gòu)，立法，位移
高層建筑是近代經(jīng)濟發(fā)展和科學進步的產(chǎn)物。進入20世紀以來，高層建筑在全球迅猛發(fā)展。高層建筑，是指超過一定高度和層數(shù)的多層建筑。在美國，24.6m或7層以上視為高層建筑；在日本，31m或8層及以上視為高層建筑；在英國，把等于或大于24.3m得建筑視為高層建筑。中國自2005年起規(guī)定超過10層的住宅建筑和超過24米高的其他民用建筑為高層建筑。高層建筑可節(jié)約城市用地，縮短公用設(shè)施和市政管網(wǎng)的開發(fā)周期，從而減少市政投資，加快城市建設(shè)。
一、高層建筑的設(shè)計要點
當高層建筑的層數(shù)和高度增加到一定程度時，它的功能適用性、技術(shù)合理性和經(jīng)濟可行性都將發(fā)生質(zhì)的變化。與多層建筑相比，在設(shè)計上、技術(shù)上都有許多新的問題需要加以考慮和解決。
1.風荷載及水平側(cè)向力
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)考慮風荷載及水平側(cè)向力的影響，這種因素是影響結(jié)構(gòu)內(nèi)力、結(jié)構(gòu)變形及建筑物土建造價的主要因素。對于高層建筑而言，主要由抗側(cè)結(jié)構(gòu)體系來抵抗這種外力，抗側(cè)結(jié)構(gòu)體系由樓面主梁和承擔樓面重力荷載且與主梁剛性連接的柱組成。此時這些抗彎構(gòu)件可起到支承樓面荷載和抵抗側(cè)向荷載的雙重作用。而柱所承受的是軸力和彎矩的組合作用?？蚣軅?cè)向結(jié)構(gòu)體系亦可由豎向斜支撐或主要起抵抗側(cè)向荷載作用的剪力墻組成。在高層建筑中，支撐系統(tǒng)和剛性鋼框架的混合體系是一種常用的抗側(cè)結(jié)構(gòu)體系。
2.強度、剛度、穩(wěn)定性的影響
高層建筑設(shè)計時應(yīng)嚴格控制高層建筑體型的高寬比例，以保證其穩(wěn)定性。并使建筑平面、外觀、立面和剛度盡量保持對稱和勻稱，使高層建筑整體結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)易受到外力沖擊的薄弱環(huán)節(jié)。隨著建筑高度的增加，設(shè)計者在設(shè)計高層建筑時，應(yīng)充分根據(jù)建筑自身特點，使高層結(jié)構(gòu)有合理的自振動力特性，并使高層建筑在水平力作用下的層位移控制在一定范圍之內(nèi)。這種自振抵抗作用使結(jié)構(gòu)在進入塑性變形階段后仍具有較強的變形能力，使整個建筑牢牢的連接在一起，確保高層建筑在受到?jīng)_擊變形后仍能恢復自身的塑性。
3.細部構(gòu)造及地質(zhì)條件的影響
高層建筑在設(shè)計時應(yīng)妥善處理因風力、地震、溫度變化和基礎(chǔ)沉降帶來的變形節(jié)點構(gòu)造。并考慮在重量大、基礎(chǔ)深的地質(zhì)條件下如何保證安全可靠的設(shè)計技術(shù)和施工條件問題。對于多層建筑而言，設(shè)置防震縫是解決體型復雜不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)由于變形復雜而產(chǎn)生建筑物開裂的一種可靠性方法。高層建筑由于體型巨大、高度高等特點一般不設(shè)抗震縫，而同時利用有效技術(shù)措施和合理科學的計算方法，以消除不設(shè)防震縫帶來的不利影響。
二、工程實例
1.工程簡介
蘭花廣場蘭花商廈位于遼寧省， 總建筑面積6.38萬m2，工程由同濟大學設(shè)計院設(shè)計，施工單位為中國二十二冶集團有限公司，地下1層，地上為29層，總建筑高度為102.38米，其中地下一層采用箱形基礎(chǔ)，底板厚度800mm，地上29層，鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)， 除地下一層頂板外露部分厚度為 600mm外，其余部分樓板為模殼密肋板結(jié)構(gòu)，厚度為120mm，本高層建筑采用抗震性能好、功能合理的現(xiàn)澆鋼骨混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，利用樓、電梯間設(shè)置鋼筋混凝土剪力墻且連接成筒體作為主要的抗側(cè)力構(gòu)件?；炷翉姸鹊燃墳镃60，鋼筋骨架采用HRB400，框架采用寬扁梁框架以增加樓層凈高，寬扁梁截面為800×700，端部加腋為800×650，混凝土強度等級為C40；為抵抗高層建筑的外力影響，在混凝土內(nèi)筒剪力墻轉(zhuǎn)角處設(shè)置十字形鋼骨，以改善剪力墻的受力性能、提高剪力墻的延性、減少剪力墻剛度退化，中心筒墻體厚度為600mm，混凝土強度等級為C40。
2.鋼筋設(shè)計原理
根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》第6.1.11條規(guī)定，當工程符合規(guī)定條件時,宜沿兩個主軸方向設(shè)置構(gòu)造基礎(chǔ)系梁?；A(chǔ)此時基礎(chǔ)系梁截面高度可取柱中心距的1/12～1/15，從工程應(yīng)用角度來看，HRB400 級鋼筋比 HRB235 級鋼筋節(jié)約了 53.9kg/m3，占 HRB235 級鋼筋用量的 33%，經(jīng)濟效益非?？捎^，因此本工程采用HRB400級鋼筋。
2.1計算參數(shù)
本工程鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防等級為7級，即按照混凝土規(guī)范《GB50010-2002》進行設(shè)計。本高層建筑為位于遼寧省，經(jīng)計算得知，東西向風力為63.18KN，南北向風力為193.98KN，因此得知該高層框架梁設(shè)計時在荷載效應(yīng)的標準組合和準永久組合下應(yīng)分別符合現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范的下列規(guī)定：
（1）構(gòu)件受拉區(qū)拉應(yīng)力：σck-σpc≤ftk；σcq-σpc≤0
（2）梁端受壓區(qū)高度： x≤0•35h
（3）梁端預應(yīng)力強度比：fpyAp/(fpyAp+fyAshs/hp)≤0.7
（4）縱向受拉鋼筋按非預應(yīng)力鋼筋抗拉強度設(shè)計值換算的配筋率不應(yīng)大于2.5%注：σpc為扣除全部預應(yīng)力損失后在抗裂驗算邊緣混凝土的預壓應(yīng)力；Ap為鋼絞線截面積；hs,hp分別為縱向受拉非預應(yīng)力筋、預應(yīng)力筋合力點至梁截面受壓邊緣的有效距離。其他各數(shù)值見規(guī)范。根據(jù)計算得知，地上建筑每平方米鋼筋含量為85.33kg/m2，地下建筑每平方米鋼筋含量為118kg/m2。
2.2超靜定結(jié)構(gòu)分析
本工程為框架-剪力墻結(jié)構(gòu)在水平力作用下的內(nèi)力計算一般分兩步進行，首先求出水平力在各榀框架和剪力墻之間的分配，然后再分別計算各榀框架或剪力墻的內(nèi)力。框架―剪力墻的計算方法，通常是將結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為等效壁式框架，采用桿系結(jié)構(gòu)矩陣位移法求解。本工程采用計算機三維矩陣位移法計算鋼筋受力情況，假定樓板在自身平面內(nèi)為無限剛性，平面外剛度很小，可以忽略不計，如果假定為剛性樓板，設(shè)計時應(yīng)采取必要措施，極大的保證了高層建筑的內(nèi)部整體性。
3.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理
3.1地下人防工程的設(shè)計
本工程為高層建筑，地下基礎(chǔ)埋深較大，常設(shè)地下連梁承底層墻的自重和減小結(jié)構(gòu)層高度。為了簡化計算，常在結(jié)構(gòu)計算模型中按多一層框架梁設(shè)計，此時較易出現(xiàn)短柱，將采取符合高頸配筋的方法來取消短柱，地下室頂板作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固端時，從樓板厚度、砼強度等級、板的配筋率、樓層的側(cè)面剛度等都有具體要求?！督ㄖ鼗A(chǔ)設(shè)計規(guī)范》第 8.2.6 條規(guī)定，本高層建筑將高杯口基礎(chǔ)做成高頸現(xiàn)澆基礎(chǔ)，高頸至地下連梁頂處，高頸剛度大于柱剛度 4 倍以上（非線剛度）。這意味著對高層建筑來說，地下室層數(shù)或總深層不僅由地基基礎(chǔ)埋深決定，還必須考慮累積誤差等因素的影響。
3.2上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計
計算柱、墻和基礎(chǔ)時，設(shè)計忽略了實際活荷載折減系數(shù)與程序內(nèi)定值的不同，并進行人工調(diào)整；程序內(nèi)定的活荷載折減系數(shù)為《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009―2001）（2006 版）表 4.1.2 數(shù)值，按規(guī)范第 4.1.2 條，當建筑的使用功能不屬于表 4.1.1（1）項時，活荷載折減應(yīng)符合規(guī)范第 4.1.2 條的相應(yīng)規(guī)定；本高層建筑住宅建筑含有 3 層底商用房時，則底商層的活荷載折減系數(shù)均應(yīng)取 0.9 或不折減。地上框架結(jié)構(gòu)長×寬為 159.0m×73.22m，屬于典型的超長混凝土結(jié)構(gòu)，對于這類結(jié)構(gòu)，規(guī)范認為采用后澆帶分段施工，其中，沉降后澆帶寬度為 1m，待29層頂板封頂，沉降穩(wěn)定后澆筑；連續(xù)式膨脹加強帶寬度 2m，與兩側(cè)混凝土同時澆筑。在施工之前，根據(jù)工程擬用的原材料，進行了混凝土配合比設(shè)計， 原材料情況如下： 渤海PS42.5水泥，沙河營優(yōu)質(zhì)河砂，蘭花山石子，其中石子粒徑為20-40mm，砂子顆粒級配為中粗砂，且兩種粗骨料含泥量均不大于1%，粉煤灰采用熱電廠生產(chǎn)的國Ⅱ標準的粉煤灰，膨脹劑為北京新寺力公司生產(chǎn)，摻入本產(chǎn)品砼的限制膨脹率為0.02～0.04%，可在砼中建立0.2～0.7Mpa的預應(yīng)力，抗?jié)B標號可達S30。采用TS-JS（Ⅱ）高保塑型聚羧酸鹽高效泵送劑，根據(jù)實驗結(jié)果表明，該混凝土強度等級達到C40以上，可以用于施工。