導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇高層建筑概念，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞：超高層；概念設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師的概念設(shè)計(jì)需要涵蓋結(jié)構(gòu)專業(yè)前瞻性設(shè)計(jì)內(nèi)容，同時(shí)應(yīng)綜合運(yùn)用其他專業(yè)（如建筑，設(shè)備）的設(shè)計(jì)元素為后續(xù)的施工圖設(shè)計(jì)及建筑的建設(shè)建立正確的基礎(chǔ)和方向。

一、平面及立面造型對(duì)超高層建筑結(jié)構(gòu)安全性的影響

對(duì)于超高層建筑而言，其結(jié)構(gòu)的安全性至關(guān)重要，是概念設(shè)計(jì)中需著重考慮的問(wèn)題。對(duì)于超高層建筑，對(duì)結(jié)構(gòu)安全性影響較大的是水平荷載，即風(fēng)荷載和地震荷載。水平荷載作用使建筑產(chǎn)生巨大的變形并會(huì)對(duì)建筑產(chǎn)生推覆作用，造成結(jié)構(gòu)構(gòu)件的塑性變形甚至引起建筑的傾覆。而經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)受力分析顯示，建筑平面和豎向剛度、質(zhì)量的均勻性是水平荷載作用下結(jié)構(gòu)彈性變形的基本保證。平面或者豎向質(zhì)量、剛度的突變會(huì)造成結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變的突變，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的破壞。因此，在概念設(shè)計(jì)中，建筑的造型應(yīng)盡量減少風(fēng)荷載和地震荷載對(duì)建筑破壞力。比如合理的選擇樓層建筑平面形狀，能顯著降低風(fēng)荷載對(duì)超高層建筑的作用。通過(guò)風(fēng)荷載體型系數(shù)就可以明顯的看到平面形狀不同，風(fēng)荷載作用的明顯差異。例如圓形的風(fēng)荷載系數(shù)為0.8、而V形、Y形、弧形平面建筑的風(fēng)荷載體型系數(shù)為1.4，這就意味著在同樣的高度和環(huán)境下，圓形平面建筑風(fēng)荷載比V形、Y形、弧形平面建筑大約可減少43%。 這就意味著，在建筑造價(jià)方面，可以通過(guò)減少至少43%的代價(jià)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的安全性。在地震力方面，也是如此，不規(guī)則的建筑平面，如樓板開(kāi)洞較大或平面凸出凹進(jìn)過(guò)大，都會(huì)使地震力在突變位置或樓板開(kāi)洞薄弱區(qū)域產(chǎn)生巨大的應(yīng)力應(yīng)變，對(duì)建筑產(chǎn)生不可預(yù)見(jiàn)的巨大破壞。合理的平面選型是建筑質(zhì)量和剛度均勻的前提條件，而適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量和剛度如同超高層建筑健康的肌肉與骨骼，是建筑生命健康的保證。臺(tái)北101大廈，香港中銀大廈等等可謂是建筑選型的典范，其簡(jiǎn)潔明了的結(jié)構(gòu)傳力體系，規(guī)則的立面使其健康的體魄抵御了強(qiáng)勁的颶風(fēng)和地震災(zāi)害。因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師進(jìn)行概念設(shè)計(jì)的時(shí)間應(yīng)該推前到建筑方案階段，在建筑方案設(shè)計(jì)之初，就應(yīng)該和建筑專業(yè)密切配合，參與到建筑方案設(shè)計(jì)當(dāng)中，權(quán)衡利弊，使建筑的選型達(dá)到最優(yōu)。

二、概念設(shè)計(jì)中建筑朝向設(shè)計(jì)對(duì)建筑使用和節(jié)能的影響

超高層建筑的定位首先應(yīng)考慮對(duì)城市環(huán)境的影響。容積率過(guò)高很難滿足日照要求，陽(yáng)光有著巨大輻射能量。在寒冷地區(qū)人們十分珍惜陽(yáng)光帶來(lái)的溫暖。據(jù)有關(guān)資料分析，地球每年接收的能量有60億億千瓦，這么大能量棄之可惜，從某種意義上講地球本身就是巨大的太陽(yáng)能接收器，陽(yáng)光不僅對(duì)人的身體健康有著很大影響，對(duì)建筑的節(jié)能也有著十分重要意義。寒冷地區(qū)城市規(guī)劃應(yīng)注重應(yīng)用日照原理。合理的確定建筑位置與朝向，使每幢建筑能接收更多的太陽(yáng)輻射熱能，因此，建筑的方位與節(jié)能有著直接關(guān)系。不同朝向，不同季節(jié)，建筑物所得到的太陽(yáng)輻射熱能量不同，熱損失也不同，在確定建筑的方位時(shí)首先應(yīng)考慮環(huán)境情況，按其太陽(yáng)高度角做出日影響圖，以確定冬季每天的日照時(shí)間，建筑南向開(kāi)窗面積盡可能大些，在滿足采光條件下，北向、東向窗盡可能小些，從而獲得更多的太陽(yáng)光線，減少熱損失，保持室內(nèi)舒適的溫度環(huán)境。

三、建筑節(jié)能材料的使用

超高層建筑作為城市中高容積率空間，其節(jié)能設(shè)計(jì)是概念設(shè)計(jì)中必要考慮的元素。而除了城市的綜合環(huán)境、氣候條件、總體布局，建筑朝向等因素外，對(duì)建筑節(jié)能影響較明顯的是護(hù)結(jié)構(gòu)（包括）保溫、隔熱的性能等許多綜合性因素構(gòu)成。

外墻是圍護(hù)結(jié)構(gòu)的主體部分，高層建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)不同于磚石結(jié)構(gòu)房屋，前者是鋼筋混凝土框架或剪力墻結(jié)構(gòu)承重，因此，圍護(hù)結(jié)構(gòu)屬于填充材料，為了減輕荷載，達(dá)到保溫、隔熱要求，采用輕質(zhì)高效保溫材料，目前在寒冷地區(qū)常用的墻體做法有、頁(yè)巖陶?；炷量招钠鰤K；粘土空心磚與實(shí)心磚復(fù)合墻體；粘土實(shí)心磚或空心磚巖棉夾心復(fù)合墻體等。但存在問(wèn)題較多，節(jié)能的效果仍達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的要求。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的材料布置分外側(cè)和內(nèi)側(cè)，在寒冷地區(qū)的同一氣候條件下，由于材料層次布置不同所取得的保溫效果也不盡相同，為防止墻體內(nèi)產(chǎn)生冷凝水，保溫層設(shè)在外側(cè)更為妥些。高層建筑的圍護(hù)墻體不宜采用外側(cè)保溫的聚苯乙烯泡沫板(舒樂(lè)板、PG板)，巖棉板等輕質(zhì)保溫材料。一幢建筑的壽命少則幾十年，多則上百年，材料的應(yīng)用與建筑整體的壽命應(yīng)同步。對(duì)于輕質(zhì)的外保溫復(fù)合墻體，筆者認(rèn)為存在以下不足之處：1）抗震能力差，易松散，與結(jié)構(gòu)構(gòu)件結(jié)合不好，整體性能差。2）不能承受外部裝修貼、掛荷載，如：貼石材，安裝裝飾構(gòu)件等。

3）不能承受有振動(dòng)的鑿、刨的裝修，如：剁斧石面層、予留洞。槽易出現(xiàn)冷橋。

4）墻表面易出現(xiàn)裂紋。除此之外，復(fù)合墻體由于框架梁拉、剪力墻的嵌入，墻體內(nèi)容易造成冷橋，是保溫、隔熱的薄弱環(huán)節(jié)。據(jù)測(cè)定，高層建筑所出現(xiàn)的冷橋約占整個(gè)熱損失的5％－13％，因此應(yīng)引起設(shè)計(jì)者重視，采取有效構(gòu)造措施盡可能避免產(chǎn)生冷橋。國(guó)外普遍推廣采用混凝土空心砌塊用于高層建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫，歐、美各國(guó)取得不少先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。某些歐美國(guó)50％左右的建筑已應(yīng)用多種形式的混凝土空心砌塊。由于混凝土空心砌塊保溫效果好，又具有一定強(qiáng)度，避免了輕質(zhì)復(fù)合材料墻體的一些弊端。能源消費(fèi)正以驚人的速度增長(zhǎng)，節(jié)能建筑在為環(huán)保地球行動(dòng)有著深重的意義。

四、概念設(shè)計(jì)中建筑設(shè)備的參與

除了結(jié)構(gòu)和建筑這兩大主要的專業(yè)參與概念設(shè)計(jì)外，設(shè)備專業(yè)如機(jī)電、暖通、室內(nèi)、燈光等也應(yīng)參與到概念設(shè)計(jì)當(dāng)中來(lái)，緊密結(jié)合建筑和結(jié)構(gòu)專業(yè)的設(shè)計(jì)思路，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，找出最佳的解決方案，以免在施工圖階段產(chǎn)生專業(yè)交叉矛盾。

五、結(jié)束語(yǔ)

超高層建筑如同擎天巨人，其健康的體魄是由建筑、結(jié)構(gòu)，設(shè)備組成的有機(jī)整體。各個(gè)專業(yè)在概念設(shè)計(jì)中緊密溝通和配合，確保概念設(shè)計(jì)成為建筑設(shè)計(jì)和建設(shè)過(guò)程中的一盞明亮的導(dǎo)航燈。

參考文獻(xiàn)：

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從20世紀(jì)70年代以來(lái)，人們?cè)诳偨Y(jié)大震災(zāi)害經(jīng)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn):對(duì)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，“概念設(shè)計(jì)”遠(yuǎn)比“計(jì)算設(shè)計(jì)”更重要。然而抗震概念設(shè)計(jì)的重要性和豐富內(nèi)涵往往在嚴(yán)格的規(guī)范規(guī)定和一體化的程序設(shè)計(jì)中被淡化了。歷次地震表明:如果概念設(shè)計(jì)不利于抗震，那么不論計(jì)算多“精密”，也常常無(wú)濟(jì)于事;如果概念設(shè)計(jì)非常成功，建筑物往往能承受大大超過(guò)計(jì)算時(shí)的抗震烈度而安然無(wú)恙。但設(shè)計(jì)中建筑師不可能完全按照結(jié)構(gòu)“概念設(shè)計(jì)”的準(zhǔn)則進(jìn)行設(shè)計(jì)，常常是結(jié)構(gòu)師要向業(yè)主、建筑師作一定的妥協(xié)和讓步。從工程安全、經(jīng)濟(jì)出發(fā)，妥協(xié)讓步不是無(wú)底線的，結(jié)構(gòu)師面臨的難點(diǎn)就是如何守住結(jié)構(gòu)不規(guī)則的底線?，F(xiàn)行的《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3 -2002(以下簡(jiǎn)稱《高規(guī)》)對(duì)抗震概念設(shè)計(jì)的要求作了更全面、更符合實(shí)際的規(guī)定，并作了諸多定量的限制，使得抗震概念設(shè)計(jì)在工程應(yīng)用中能更具體、更明確地落到實(shí)處。本文主要從現(xiàn)行規(guī)范的相關(guān)規(guī)則性條款為切人點(diǎn)討論結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的若干問(wèn)題。

1 結(jié)構(gòu)平面布置中的規(guī)則性探討

1.1 位移比對(duì)扭轉(zhuǎn)不規(guī)則的控制

《高規(guī)》對(duì)于扭轉(zhuǎn)不規(guī)則的控制主要可概括為對(duì)位移比、周期比兩個(gè)宏觀比值的控制，對(duì)樓層最大位移與平均位移比值的下限和上限分別是1.2和1.5，扭轉(zhuǎn)不規(guī)則對(duì)抗震的不利影響可根據(jù)如下分析:δ1為同一側(cè)樓層角點(diǎn)豎向構(gòu)件最小水平位移或最小層間位移;δ2為同一側(cè)樓層角點(diǎn)豎向構(gòu)件最大水平位移或最大層間位移。當(dāng)δ2達(dá)到不規(guī)則判別準(zhǔn)則的界限值時(shí)，即:δ2=1.2 ；δ2 =1.5δ1（下限）或δ2=1.5 ；δ2 =3δ1（上限）；此時(shí)整個(gè)結(jié)構(gòu)無(wú)論是豎向受力體系還是水平受力體系都處于受力非常不均勻的狀態(tài)。

高層建筑結(jié)構(gòu)按單向水平地震作用計(jì)算位移比時(shí)，需考慮質(zhì)量偶然偏心的影響，比《抗震規(guī)范》的規(guī)定嚴(yán)格(多層建筑可不考慮)，這主要是考慮高層建筑結(jié)構(gòu)的需要。當(dāng)質(zhì)量與剛度分布明顯不對(duì)稱、不均勻時(shí)，應(yīng)按雙向水平地震作用計(jì)算扭轉(zhuǎn)影響，此時(shí)可不考慮質(zhì)量偶然偏心的影響。

1.2 周期比對(duì)扭轉(zhuǎn)不規(guī)則的控制

當(dāng)扭轉(zhuǎn)振型成為結(jié)構(gòu)第一振型時(shí)，結(jié)構(gòu)抗扭剛度小，扭轉(zhuǎn)振動(dòng)成為主振型，對(duì)結(jié)構(gòu)抗震非常不利?！陡咭?guī)》4.3.5條規(guī)定:結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期Tt與平動(dòng)為主的第一自振周期T1之比，A級(jí)高度高層建筑不應(yīng)大于0.9，B級(jí)高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及復(fù)雜高層建筑不應(yīng)大于0.85。當(dāng)兩者接近時(shí)，由于振動(dòng)耦連的影響，結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯增大。但《高規(guī)》對(duì)T1與T2的比值卻無(wú)限制，主要考慮該限制對(duì)一般工程偏嚴(yán)。對(duì)特殊工程(如比較規(guī)則、扭轉(zhuǎn)中心與質(zhì)心相重合的結(jié)構(gòu))，當(dāng)兩個(gè)主軸的側(cè)向剛度相差過(guò)大時(shí)，可對(duì)T1與T2的比值加以限制，一般不宜大于1.0。

從抗震歷史經(jīng)驗(yàn)看，《高規(guī)》對(duì)縫寬的規(guī)定是底線，只可提高，不得放寬。

1.3凹凸不規(guī)則和樓板局部不連續(xù)的的控制

《高規(guī)》5.1.5條規(guī)定:進(jìn)行高層建筑內(nèi)力與位移計(jì)算時(shí)，可假定樓板在其自身平面內(nèi)為無(wú)限剛性，相應(yīng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取必要措施保證樓板平面內(nèi)的整體剛度。但當(dāng)樓板平面比較狹長(zhǎng)、有較大的凹入和開(kāi)洞而使樓板有較大削弱時(shí)，樓板可能產(chǎn)生顯著的面內(nèi)變形和應(yīng)力集中效應(yīng)，且平面有較長(zhǎng)的外伸時(shí)，外伸段容易產(chǎn)生局部振動(dòng)而引發(fā)凹口處破壞。從實(shí)際設(shè)計(jì)情況來(lái)看，高層住宅建筑常采用井字形、凹形等平面以有利于通風(fēng)采光，而將樓電梯間集中配置于中央位置從而出現(xiàn)此類情況?？刹捎玫膽?yīng)對(duì)措施主要有:

1.3.1 從計(jì)算角度看，這時(shí)宜采用考慮樓板變形影響的計(jì)算方法，使受力、變形計(jì)算模型更符合實(shí)際情況，減少計(jì)算誤差，具體可根據(jù)情況采用不同的處理方法:對(duì)于平面尺寸較小的建筑(如點(diǎn)式建筑)，可將整個(gè)樓面都考慮為彈性樓板，使建模和計(jì)算比較簡(jiǎn)單，并且計(jì)算精確，但計(jì)算工作量較大;其他情況可采用分塊剛性模型加彈性樓板連接的計(jì)算模型，可將凹口周圍兩開(kāi)間或局部突出部位的根部開(kāi)間的樓板考慮為彈性樓板，而其余樓板考慮為剛性樓板。

1.3.2 從構(gòu)造措施看，由于樓電梯間無(wú)樓板而使樓面產(chǎn)生較大削弱，對(duì)樓板應(yīng)力集中部位(凹入部位、局部突出樓板的根部及洞口的四角)和弱連接的樓板截面的配筋予以加強(qiáng)，剩余板厚加厚，改善這些樓板關(guān)鍵部位的強(qiáng)度和延性;

1.3.3 當(dāng)凹口深度接近超限上限時(shí)，宜在凹口部位設(shè)計(jì)拉梁或拉板。當(dāng)開(kāi)口尺寸接近最大限值時(shí)宜在洞口周圍設(shè)置鋼筋混凝土梁增加整體性，拉梁和拉板宜每層均勻設(shè)置。

2 結(jié)構(gòu)立面布置中的規(guī)則性探討

實(shí)際工程中，常由于以下幾個(gè)方面原因產(chǎn)生豎向不規(guī)則體系:

2.1 建筑立面造型導(dǎo)致立面體型復(fù)雜，如立面收進(jìn)、外挑結(jié)構(gòu)、立面大開(kāi)洞、連體建筑、大底盤多塔樓。

2.2 建筑平面布置變化導(dǎo)致豎向結(jié)構(gòu)不連續(xù)(如帶轉(zhuǎn)換層的高層結(jié)構(gòu))、錯(cuò)層結(jié)構(gòu)及有薄弱層的結(jié)構(gòu)形式。

2.3 沿豎向分段改變構(gòu)件截面尺寸和混凝土強(qiáng)度等級(jí)。

《高規(guī)》4.4.2條規(guī)定:抗震設(shè)計(jì)的高層建筑結(jié)構(gòu)，其樓層側(cè)向剛度不宜小于相鄰上部樓層側(cè)向剛度的70%或其上相鄰三層側(cè)向剛度平均值的80%。在實(shí)際工程中，往往沿豎向分段改變構(gòu)件截面尺寸和混凝土強(qiáng)度等級(jí)，這種改變使剛度

發(fā)生變化。從施工的角度講，改變次數(shù)不宜太多;但從結(jié)構(gòu)受力角度講，改變次數(shù)太少，每次變化太大易產(chǎn)生剛度突變。所以一般沿豎向變化不超過(guò)4次。每次改變，梁、柱尺寸減少100～150mm,墻厚減少50 mm，混凝土強(qiáng)度降低一個(gè)等級(jí)為宜。最好尺寸減少與強(qiáng)度等級(jí)降低錯(cuò)開(kāi)樓層，避免同時(shí)改變。剛度發(fā)生變化的另一種情況是底層或若干層由于取消一部分剪力墻或柱子產(chǎn)生的剛度突變，常出現(xiàn)在底部大空間框支剪力墻結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該盡量加大落地剪力墻和下部柱的截面尺寸，并提高這些樓層混凝土強(qiáng)度等級(jí)，盡量減少剛度削弱的程度。

立面收進(jìn)和外挑在《高規(guī)》4.4.5條也有明確的規(guī)定，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)與建筑協(xié)調(diào)采用臺(tái)階式多次內(nèi)收的立面。

連體建筑也是容易出現(xiàn)豎向規(guī)則性超限。連體建筑頂部重量大，不利于抗震，要盡量減輕連體的質(zhì)量(如采用輕質(zhì)隔墻等)，一般情況下連體部位的層數(shù)不宜超過(guò)建筑總層數(shù)的20%。

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關(guān)鍵詞：高層建筑設(shè)計(jì)，概念方案

 

伴隨高層建筑外部造型設(shè)計(jì)多以追求建筑形象的新、奇、特為目標(biāo)，每棟高層都想表現(xiàn)自己，突出自我，而這樣做的結(jié)果只能使整個(gè)城市顯得紛繁無(wú)序、生硬，建筑個(gè)體外部體量失衡，缺乏親近感，拒人于千里之外。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。造成這種現(xiàn)象的主要原因是缺乏對(duì)高層建筑的外部尺度的認(rèn)真仔細(xì)推敲，因此，對(duì)高層建筑的外部尺度的研究是很有必要的。

首先定義一下尺度，所謂的尺度就是在不同空間范圍內(nèi)，建筑的整體及各構(gòu)成要素使人產(chǎn)生的感覺(jué)，是建筑物的整體或局部給人的大小印象與其真實(shí)大小之間的關(guān)系問(wèn)題。它包括建筑形體的長(zhǎng)度、寬度、整體與城市、整體與整體、整體與部分、部分與部分之間的比例關(guān)系，及對(duì)行為主體人產(chǎn)生的心理影響。講到尺度時(shí)應(yīng)注意它與尺寸之間的區(qū)別，尺度一般不是指建筑物或要素的真實(shí)尺寸，而是表達(dá)一種關(guān)系及其給人的感覺(jué)，尺寸是用度量單位。

高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)，不能只單單重視建筑本身的立面造型的創(chuàng)造，而應(yīng)以人的尺度為參考系數(shù)，充分考慮人觀察視點(diǎn)、視距、視角，和高層建筑使用親近度，從宏觀的城市環(huán)境到微觀的材料質(zhì)感的設(shè)計(jì)都要?jiǎng)?chuàng)造良好的尺度感，把高層建筑的外部尺度分為五種主要尺度：城市尺度、整體尺度、街道尺度、近人尺度、細(xì)部尺度。

1.高層建筑設(shè)計(jì)中的外部尺度

1.1城市尺度

高層建筑是一座城市有機(jī)組成部分，因其體量巨大，高度很大，是城市的重要景點(diǎn)，對(duì)城市產(chǎn)生重大的影響。從對(duì)城市整體影響的角度來(lái)看，表現(xiàn)在高層建筑對(duì)城市天際輪廓線的影響，城市的天際輪廓線有實(shí)、虛之分，實(shí)的天際線即是建筑物的輪廓，虛的天際線是建筑物頂部之間連接的光滑曲線，高層建筑在城市天際線創(chuàng)造中起著重要的作用，因城市的天際輪廓線從一個(gè)城市很遠(yuǎn)的地方就可以看見(jiàn)，也是一座城市給一個(gè)進(jìn)入它的人第一印象。因此，高層建筑尺度的確定應(yīng)與整個(gè)城市的尺度相一致，而不能脫離城市，自我夸耀，唯我獨(dú)尊，不利于優(yōu)美、良好天際線的形成，直接影響到城市景觀。高層建筑對(duì)城市局部或部分產(chǎn)生的影響，是指從市內(nèi)比較開(kāi)闊的地方，如：廣場(chǎng)、干道、開(kāi)放的水系和綠地所看到的天際線，也直接影響人民的日常生活。因此，城市天際輪廓線不僅影響人從城市外圍所看的景觀，也直接影響到市內(nèi)居民的生活與視覺(jué)觀賞。

1.2整體尺度

整體尺度是指高層建筑各構(gòu)成部分，如：裙房、主體和頂部等主要體塊之間的相互關(guān)系及給人的感覺(jué)。整體尺度是設(shè)計(jì)師十分注重的，關(guān)于建筑的整體尺度的均衡理論有許多種，但都強(qiáng)調(diào)整體尺度均衡的重要性。面對(duì)一棟建筑物時(shí)，人的本能渴望是能把握該棟建筑物的秩序或規(guī)律，如果得到這一點(diǎn)，就會(huì)認(rèn)為這一建筑物容易理解和掌握，若不能得到這一點(diǎn)，人對(duì)該建筑物的感知就會(huì)是一些毫無(wú)意義的混亂和不安。因此，建筑物的整體尺度的掌握是十分重要的，在設(shè)計(jì)時(shí)要注意下面的兩點(diǎn)：

1.2.1各部分尺度比例的協(xié)調(diào)

高層建筑一般由三個(gè)部分組成的——裙房、主體和頂部，也有些建筑在設(shè)計(jì)中加入了活躍元，以使整棟建筑造型生動(dòng)活躍起來(lái)。一個(gè)造型美的高層建筑是建立在很好地處理了這幾個(gè)部分之間的尺度關(guān)系，而這三個(gè)部分尺度的確定，應(yīng)有一個(gè)統(tǒng)一的尺度參考系（如把建筑的一層或幾層的高度作為參考系），不能每一部分的尺度參考系都不同，這樣易使整個(gè)建筑含糊、難以把握。

1.2.2高層建筑中各部分細(xì)部尺度應(yīng)有層次性

高層建筑各部分細(xì)部尺度的劃分是建立在整體尺度的基礎(chǔ)上的，各個(gè)主要部分應(yīng)有更細(xì)的劃分，尺度具有等級(jí)性，才能使各個(gè)部分造型構(gòu)成豐富。尺度等級(jí)最高部分為高層建筑的某一整個(gè)部分（裙房、主體和頂部），最低部分通常采用層高、開(kāi)間的尺寸、窗戶、陽(yáng)臺(tái)等這些為人們所熟知的尺寸，使人們觀察該建筑時(shí)很容易把握該部分的尺度大小。一般在最高和最低等級(jí)之間還有1～2個(gè)尺度等級(jí)，也不易過(guò)多，太多易使建筑造型復(fù)雜而難以把握。

1.3街道尺度

街道尺度是指高層建筑臨街面的尺度對(duì)街道行人的視覺(jué)影響。這是人對(duì)高層建筑近距離的感知，也是高層建筑設(shè)計(jì)中重要的一環(huán)。臨近街道的高層建筑部分的尺度確定，主要考慮到街道行人的舒適度，高層建筑主體因?yàn)槌叨冗^(guò)大，易向后退，使底層的裙房置于沿街部分，減少了高層建筑對(duì)街道的壓迫感。例如：上海南京路兩邊的高層建筑置于后面，裙房置于前使兩側(cè)的建筑高度與街道的寬度的比例為1∶12，形成良好的購(gòu)物環(huán)境。

 

為了保持街道空間及視覺(jué)的連續(xù)性，高層建筑臨街面應(yīng)與沿街的其他建筑相一致，宜有所呼應(yīng)。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。如：在新加坡老區(qū)和改建后的一條干道的兩側(cè)，為了不致造成新區(qū)高層和老區(qū)低層截然分開(kāi)，沿新區(qū)一側(cè)作了和老區(qū)房屋高度相同中相似的裙房，高層稍后退，形態(tài)效果良好的對(duì)話關(guān)系。

1.4近人尺度

近人尺度是指高層建筑最底部分及建筑物的出入口的尺寸給人的感覺(jué)。這部分經(jīng)常為使用者所接觸，也易被人們仔細(xì)觀察，也是人們對(duì)建筑直接感觸的重要部分。其尺度設(shè)計(jì)應(yīng)以人的尺度為參考系，不宜過(guò)大或過(guò)小，過(guò)大易使建筑缺少親近性，過(guò)小則減小了建筑的尺度感，使建筑猶如玩具。

在近人尺度處理中，應(yīng)特別注意建筑底層及入口的柱子、墻面的尺度劃分，檐口、門、窗及裝飾的處理，使其尺度感比以上幾個(gè)部分更細(xì)。對(duì)入口部分及建筑周邊空間加以限定，創(chuàng)造一個(gè)由街道到建筑的過(guò)渡緩沖的空間，使人的心理有一個(gè)逐漸變化的過(guò)程。如：上海圖書館門前采用柱廊的形式，使出入館的人有一個(gè)過(guò)渡區(qū)，這樣使建筑更具有近人及親人性。

2.高層建筑外部尺度設(shè)計(jì)的原則

2.1建筑與城市環(huán)境在尺度上的統(tǒng)一

注意高層建筑布置對(duì)城市輪廓線的影響，因?yàn)樵诔鞘休喞€的組織中，起最大作用的是建筑物，特別是高層建筑，因而它的布置應(yīng)遵行有機(jī)統(tǒng)一的原則進(jìn)行布置：

（1）高層建筑聚集在一起布置，可以形成城市的“冠”，但為避免其相互干擾，可以采用一系列不同的高度，或雖采用相仿高度，但彼此間距適當(dāng)，組成有關(guān)的構(gòu)圖。也可以單棟高層建筑布置在道路轉(zhuǎn)彎處，以豐富行人的視覺(jué)觀賞。

（2）若高層建筑彼此間毫無(wú)關(guān)系，隨處隨地而起不到向心的凝聚感，則不會(huì)產(chǎn)生令人滿意的和諧整體。

（3）高層建筑的頂部不應(yīng)雷同或減少雷同，因?yàn)檫@會(huì)極大影響輪廓線的優(yōu)美感。

2.2同一高層建筑形象中，尺度要有序

高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮建筑的城市尺度、整體尺度、街道尺度、近人尺度、細(xì)部尺度這一尺度的序列，在某一尺度設(shè)計(jì)中要遵守尺度的統(tǒng)一性，不能把幾種尺度混淆使用，才能保證高層建筑物與城市之間、整體與局部之間、局部與局部之間及與人之間保持良好的有機(jī)統(tǒng)一。

2.3高層建筑形象在尺度上須有可識(shí)別性

高層建筑物上要有一些局部形象尺度，能使人把握其整體大小，除此之外，也可用一些屋檐、臺(tái)階、柱子、樓梯等來(lái)表示建筑物的體量。任意放大或縮小這些習(xí)慣的認(rèn)知尺度部件就會(huì)造成錯(cuò)覺(jué)，效果就不好。但有時(shí)往往要利用這種錯(cuò)覺(jué)來(lái)求得特殊的效果。

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關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；概念設(shè)計(jì)；高層建筑；結(jié)構(gòu)選型

Abstract: The conceptual design is a building designer by combining design experience, design theory and the characteristics of the project, and effectively the structure to achieve the optimal structure layout of building structure design, so as to achieve the best economic benefit. Based on the author's practical experience, starting from the concept of design ideas to improve the seismic performance of building structures are discussed, for reference.

Keywords: structural design; conceptual design; high-rise building; structure selection

中圖分類號(hào)：TB482.2

0.引言

隨著建筑建設(shè)的快速發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)向著更高更復(fù)雜的方向發(fā)展，這要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者不能單純地盲目去進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，僅僅套規(guī)范進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)其設(shè)計(jì)效果并不是最佳的。 通過(guò)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)首先進(jìn)行概念設(shè)計(jì)，其成為當(dāng)前結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要思想。 從設(shè)計(jì)實(shí)踐效果表明，通過(guò)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中利用概念設(shè)計(jì)可以設(shè)計(jì)出更為合理的建筑結(jié)構(gòu)體系，并達(dá)到節(jié)省原料的目的。 隨著概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用推廣，越來(lái)越多結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員更向往于這一設(shè)計(jì)理念，并逐漸成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主導(dǎo)思想。

1.概念設(shè)計(jì)理念的可行性

歸根結(jié)底，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)采取概念設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)師結(jié)合設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、設(shè)計(jì)理論以及所要設(shè)計(jì)項(xiàng)目的工程特點(diǎn)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的抗震結(jié)構(gòu)以及總體布局進(jìn)行規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的多樣化要求的手段。 其宗旨是在特定環(huán)境條件下， 通過(guò)采取整體概念出發(fā)來(lái)考慮結(jié)構(gòu)總體方

案， 從而對(duì)于該結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)可充分利用總體系與分體系之間的力學(xué)關(guān)系。 通過(guò)基于概念設(shè)計(jì)進(jìn)行高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其可行性重要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常采用的設(shè)計(jì)方法是通過(guò)查找手冊(cè)、以及結(jié)合計(jì)算機(jī)程序等方式進(jìn)行，這一切都是缺少創(chuàng)新性。而概念設(shè)計(jì)則是要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師應(yīng)充分結(jié)合設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及理論知識(shí)，采取一系列的合理想象及創(chuàng)新進(jìn)行規(guī)劃，得出具有合理性以及一定創(chuàng)新性的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

（2）優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果。 基于概念設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)其包含分析、綜合以及評(píng)估三步。 分析階段主要是對(duì)問(wèn)題進(jìn)行全方位的了解，因?yàn)榇嬖诜治鰯?shù)據(jù)不完整與不準(zhǔn)確的特點(diǎn)，此階段具有一定的模糊性質(zhì)，綜合階段則是要求工程師將理論知識(shí)和實(shí)際情況，通過(guò)結(jié)合設(shè)計(jì)師的想象力以及創(chuàng)新意識(shí)從而實(shí)現(xiàn)工程設(shè)計(jì)規(guī)劃。最后評(píng)估階段是最優(yōu)方案的選擇過(guò)程。這種優(yōu)選方案不僅可以有效地防止了結(jié)構(gòu)后期出現(xiàn)的繁瑣計(jì)算，更重要的是體現(xiàn)了方案的可靠性與經(jīng)濟(jì)性。

（3）提升工程師設(shè)計(jì)能力 。 概念設(shè)計(jì)其是在正確理念和原則的指引下，允許工程師在設(shè)計(jì)中進(jìn)行一定程度的發(fā)揮，因此避免了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員一味采用傳統(tǒng)方法設(shè)計(jì)，這方便于結(jié)構(gòu)師從根源查找問(wèn)題，從而使計(jì)算結(jié)果更為準(zhǔn)確。 因此，概念設(shè)計(jì)無(wú)論在理論知識(shí)、方

式還是思想以及手段等方面都為建筑結(jié)構(gòu)提供了科學(xué)有效的技術(shù)平臺(tái)。

2.概念設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的體現(xiàn)

從眾多工程實(shí)踐表明，通過(guò)采取概念設(shè)計(jì)理念來(lái)進(jìn)行高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以有效地使結(jié)構(gòu)在荷載作用下，結(jié)構(gòu)破壞減小到最小。如何通過(guò)采取概念設(shè)計(jì)來(lái)抵抗結(jié)構(gòu)可能受到的各種不確定情況，將是概念設(shè)計(jì)的最終目的。 而對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，其不確定因素相對(duì)多層結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，其復(fù)雜性更強(qiáng)，因此對(duì)于高層結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，采取概念設(shè)計(jì)是更有必要，對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)及其抗震的概念設(shè)計(jì)將是概念設(shè)計(jì)的重要體現(xiàn)。通過(guò)概念設(shè)計(jì)進(jìn)行采取結(jié)構(gòu)計(jì)算及其構(gòu)造可有效地提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。

結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，基于概念設(shè)計(jì)理念，筆者總結(jié)出相關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)措施：

（1）對(duì)于高層結(jié)構(gòu) ，抗側(cè)力構(gòu)件主要承受水平地震作用以及風(fēng)荷載，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)布置的概念設(shè)計(jì)來(lái)探討所設(shè)計(jì)的高層建筑的平立面布置是否合理。結(jié)構(gòu)布置應(yīng)盡量規(guī)則、對(duì)稱；通過(guò)應(yīng)用概念設(shè)計(jì)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)當(dāng)滿足結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件布置的合理與規(guī)則性， 豎向抗側(cè)力構(gòu)件則應(yīng)從下往上減小截面尺寸以及材料強(qiáng)度，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)保證豎向構(gòu)件的均勻變化，同時(shí)豎向結(jié)構(gòu)布置應(yīng)盡量上下貫通，避免結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)上部結(jié)構(gòu)有墻柱而下部沒(méi)有情況。 對(duì)于平面復(fù)雜結(jié)構(gòu)，要求平面以及立面尺寸不應(yīng)出現(xiàn)較大的凹進(jìn)，結(jié)構(gòu)平面凹進(jìn)的一側(cè)尺寸應(yīng)小于該方向總長(zhǎng)度的 30%；同時(shí)要求樓板的平面剛度以及尺寸也不應(yīng)出現(xiàn)較大突變。

（2）合理地布置受力構(gòu)件。 從概念設(shè)計(jì)理念出發(fā)，布置結(jié)構(gòu)的主要受力構(gòu)件時(shí)應(yīng)當(dāng)布置于主要承受荷載作用的位置，以充分地發(fā)揮構(gòu)件的作用；使得結(jié)構(gòu)中各個(gè)受力構(gòu)件的布置考慮其可能受到的各種荷載作用。 同時(shí)布置受力構(gòu)件應(yīng)當(dāng)兼顧構(gòu)件傳力特點(diǎn)出發(fā)，盡可能地避免構(gòu)件傳力的復(fù)雜性，力求使構(gòu)件傳力簡(jiǎn)單。對(duì)于豎向受力構(gòu)件布置，其不但要考慮承受豎向荷載作用，同時(shí)還需考慮其會(huì)承受地震等水平作用，甚至還承受溫度應(yīng)力影響。 水平受力構(gòu)件則力求使其傳力路徑簡(jiǎn)單，以最快捷的傳力路線傳遞給主梁，在傳給柱、剪力墻上。 同時(shí)應(yīng)避免構(gòu)件受力復(fù)雜。

對(duì)于高層結(jié)構(gòu)需要布置剪力墻時(shí)，則應(yīng)當(dāng)把剪力墻均勻地布置于結(jié)構(gòu)周邊，從而充分地發(fā)揮剪力墻構(gòu)件的受扭能力。除此之外，剪力墻布置時(shí)還要兼顧到剪力墻間距，這需要充分結(jié)合樓板剛度要求。

（3）由于結(jié)構(gòu)通常是假定樓板剛度為無(wú)限大 ，因此對(duì)于框架剪力墻結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，剪力墻以及框架在相同樓層的水平位移將是相同的。 為此，從概念設(shè)計(jì)出發(fā)，對(duì)于框架剪力墻結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，需要增加了樓板厚度，從而有效地提高樓板水平剛度。

（4）對(duì)于高層建筑來(lái)說(shuō)，其主要承受較大的水平荷載作用，因此控制水平位移是高層結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的重要設(shè)計(jì)要點(diǎn)。 基于概念設(shè)計(jì)出發(fā)，對(duì)于框架剪力墻結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，可通過(guò)增加合理的剪力墻數(shù)目以及增大框架柱截面來(lái)提高高層結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度。

（5）對(duì)地基以及基礎(chǔ)采取概念設(shè)計(jì)。 從概念設(shè)計(jì)出發(fā)進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，首先應(yīng)提高基礎(chǔ)整體性?；诟拍钤O(shè)計(jì)進(jìn)行高層結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，地基基礎(chǔ)要求采用整體性好的方案，使基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)能整體傳力，保證高層建筑的抗震性能。 抗震規(guī)范中規(guī)定進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，同一結(jié)構(gòu)單元的基礎(chǔ)不宜設(shè)計(jì)在性質(zhì)完全不同的地基土上；同一結(jié)構(gòu)單元宜采用相同的基礎(chǔ)形式；當(dāng)?shù)鼗翞檐浫跬?、液化土?xí)r，應(yīng)初步估計(jì)地震時(shí)地基土的不均勻沉降或液化影響。

（6）對(duì)結(jié)構(gòu)采取構(gòu)造措施是概念設(shè)計(jì)重要內(nèi)容 。 從眾多高層結(jié)構(gòu)破壞結(jié)果表明，僅僅從結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這難以防止高層結(jié)構(gòu)在荷載作用下的破壞，因此采取必要構(gòu)造措施對(duì)概念設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)顯得尤為重要。 就高層結(jié)構(gòu)的地震破壞來(lái)說(shuō)，提高結(jié)構(gòu)的整體性以及延性措施尤為有效。如在延性設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量做到“強(qiáng)柱弱梁”、“強(qiáng)剪弱彎”、“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、強(qiáng)錨固”的設(shè)計(jì)要求；同時(shí)也可以通過(guò)提高結(jié)構(gòu)中的各個(gè)構(gòu)件延性來(lái)有效地提高整體結(jié)構(gòu)的延性。 另外，其他一些工程質(zhì)量問(wèn)題也可以通過(guò)構(gòu)造措施來(lái)給予減輕破壞，如溫度應(yīng)力引起的混凝土開(kāi)裂，則可通過(guò)配置適量鋼筋來(lái)減輕。

3.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的復(fù)雜化，通過(guò)采取概念設(shè)計(jì)理念進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成為當(dāng)前結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要思想。概念設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的核心和靈魂，其宗旨是要求建筑師和結(jié)構(gòu)工程師明白在目前科技發(fā)展和設(shè)計(jì)計(jì)算的水平上，如果結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得嚴(yán)重不規(guī)則、整體性差，只憑結(jié)構(gòu)力學(xué)分析來(lái)進(jìn)行計(jì)算，是難以保證結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)、抗震功能的。運(yùn)用結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)從整體上把握結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)性能，這樣才能對(duì)計(jì)算分析結(jié)果進(jìn)行科學(xué)的判斷、合理的采用，保證工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性與安全性。因此，概念設(shè)計(jì)是做好建筑設(shè)計(jì)工作最重要的一環(huán)。

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關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 高層建筑 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)概念設(shè)計(jì)

前言

概念設(shè)計(jì)一般指不經(jīng)數(shù)值計(jì)算，尤其在一些難以作出精確理性分析或在規(guī)范中難以規(guī)定的問(wèn)題中，根據(jù)整體結(jié)構(gòu)體系與分體系之間的力學(xué)關(guān)系、結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理、震害、試驗(yàn)現(xiàn)象和工程經(jīng)驗(yàn)所獲得的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想，從整體角度來(lái)確定建筑結(jié)構(gòu)總體布置和抗震細(xì)部措施的宏觀控制。它要求在設(shè)計(jì)過(guò)程中始終貫穿和應(yīng)用結(jié)構(gòu)概念，是一種定性而非定量的分析，是整體宏觀控制和細(xì)部構(gòu)造措施，設(shè)計(jì)原理和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合的設(shè)計(jì)思想。在方案設(shè)計(jì)階段就運(yùn)用概念設(shè)計(jì)的思想是非常必要和及時(shí)的，而且要將它貫穿應(yīng)用于整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程，才能為建筑結(jié)構(gòu)的安全性、可靠性、適用性和經(jīng)濟(jì)性提供有力的保證。本文論述了概念設(shè)計(jì)在高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

一、筏型基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)理論

隨著城市的發(fā)展,高層建筑的地下室一般都被用作地下車庫(kù)的使用空間。所以設(shè)計(jì)人員往往傾向于采用筏型基礎(chǔ)，而不愿意選擇縱橫內(nèi)隔墻較多的箱型基礎(chǔ)。筏型基礎(chǔ)又可分為梁板式筏基和平板式筏基。

計(jì)算筏板基礎(chǔ)時(shí)，常用的方法有“倒樓蓋”法、靜定法(截面法)、彈性地基梁板方法和有限元分析方法?！暗箻巧w”法和靜定法都是一種簡(jiǎn)化計(jì)算方法。按“倒樓蓋”法進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，要求地基土比較均勻、筏板基礎(chǔ)的剛度較大、上部結(jié)構(gòu)剛度較大、柱軸力及柱距相差不大、荷載分布比較均勻；按靜定法計(jì)算的要求與“倒樓蓋”法大部分相同，只是靜定法適用于上部結(jié)構(gòu)剛度較小、柱軸力及柱距相差較大的情況。用上述兩種方法計(jì)算的缺點(diǎn)是不能考慮基礎(chǔ)的整體作用，也無(wú)法計(jì)算撓曲變形,“倒樓蓋”法夸大上部結(jié)構(gòu)剛度的影響，靜定法則完全忽略了上部結(jié)構(gòu)剛度的影響。當(dāng)不滿足上述要求時(shí)應(yīng)按彈性地基梁板計(jì)算。近年來(lái),隨著計(jì)算軟件的進(jìn)步，上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基共同作用分析法在筏板基礎(chǔ)內(nèi)力計(jì)算中得到廣泛運(yùn)用，該分析法基礎(chǔ)按彈性地基上板考慮，地基模型一般采用文克爾地基、彈性半空間地基和壓縮層地基等地基模型,常用數(shù)值分析方法為有限元法、有限差分法等，其中有限元法較為常用。

二、樁筏復(fù)合基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)理論

《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》第8.5.14條規(guī)定，樁基設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn)考慮樁、土、承臺(tái)的共同工作。相關(guān)規(guī)范對(duì)樁筏復(fù)合基礎(chǔ)的計(jì)算方法并未做出統(tǒng)一規(guī)定，采用的計(jì)算方法也不盡相同，多根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r和經(jīng)驗(yàn)確定，大致有以下兩種計(jì)算方法。

1、假定整個(gè)建筑物和重量全部由樁傳到地基中去，而承臺(tái)板只起連接樁頂和傳遞上部荷載的構(gòu)造作用。在群樁布置中使樁的受力均勻，樁群形心與上部結(jié)構(gòu)傳給基礎(chǔ)的荷載重心盡量重合。當(dāng)群樁數(shù)量較多時(shí)，采用了“外密內(nèi)疏”的內(nèi)樁方法,即適當(dāng)減少群樁中部的樁數(shù)而增加樁數(shù)。應(yīng)該說(shuō)，這種方法主要以樁受力為主，這種情況下，沒(méi)有考慮承臺(tái)板基礎(chǔ)的支承力,將會(huì)增加樁的數(shù)量，造成浪費(fèi)。

2、發(fā)揮樁土的共同承載作用，利用天然地基的承載力，采用控制沉降的方法將上部荷載由樁和筏板共同互補(bǔ)承擔(dān)，使樁的數(shù)量及筏板厚度得以減少。

建筑物的沉降一般分為沉降量和沉降差。減沉設(shè)計(jì)是控制沉降而設(shè)置樁基的方法。也即是在設(shè)計(jì)時(shí)由基礎(chǔ)的沉降控制值來(lái)確定樁數(shù)和樁長(zhǎng)。減沉設(shè)計(jì)概念主要應(yīng)用于軟土地基上多層或小高層建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，樁在基礎(chǔ)中除承擔(dān)部分荷載外主要起減少和控制沉降的作用，樁可視為減少沉降的措施，或作為減少沉降的構(gòu)件來(lái)使用。同時(shí)，承臺(tái)或筏板也能分擔(dān)部分荷載，與按樁承擔(dān)全部荷載設(shè)計(jì)的樁基相比，根據(jù)不同的容許沉降量要求，用樁量有可能減少，樁的長(zhǎng)度也可能減短，因而可達(dá)到降低工程造價(jià)的效果。

3、減沉設(shè)計(jì)的內(nèi)容

（1）樁長(zhǎng)及樁身斷面選擇。選擇樁長(zhǎng)應(yīng)盡可能穿過(guò)壓縮性高的土層，樁端置于相對(duì)較好的持力層。在承臺(tái)產(chǎn)生一定沉降時(shí)樁仍可充分發(fā)揮并能繼續(xù)保持其全部極限承載力：選擇樁身斷面應(yīng)使樁身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度確定的單樁容許承載力與地基土對(duì)樁的極限承載力二者匹配，以充分發(fā)揮樁身材料的承載能力。

（2）承臺(tái)埋深及其地面尺寸的初步確定。首先按外荷載，全部由承臺(tái)承擔(dān)時(shí)其極限承載力仍有一定安全儲(chǔ)備的原則，先初步確定承臺(tái)的埋深及其底面尺寸，然后確定減沉設(shè)計(jì)的用樁量,再驗(yàn)算承臺(tái)的初步尺寸，并給予調(diào)整。

（3）不同用樁數(shù)量時(shí)樁基沉降計(jì)算。根據(jù)初定的承臺(tái)埋深及其底面尺寸，原定若干種不同的用樁數(shù)量方案，分別計(jì)算相應(yīng)的沉降量，從而得到沉降s與樁數(shù)n的關(guān)系曲線圖，減少沉降樁基礎(chǔ)的樁距一般應(yīng)大于6 d,樁的分布與建筑物豎向荷載相對(duì)應(yīng)。

4、減沉設(shè)計(jì)的基本原則

（1）設(shè)計(jì)用樁數(shù)量可以根據(jù)沉降控制條件，即允許沉降量計(jì)算確定。根據(jù)沉降s與樁數(shù)n關(guān)系曲線,按建筑物容許沉降量確定樁基實(shí)際所需的用樁數(shù)量。在用樁數(shù)量確定后，再按已經(jīng)選定的樁數(shù)和初步確定的承臺(tái)埋深及底面尺寸計(jì)算其極限荷載，驗(yàn)算安全系數(shù)或調(diào)整承臺(tái)埋深及底面尺寸，以確保合理的安全度。減沉樁基礎(chǔ)樁距較常規(guī)樁筏基礎(chǔ)布樁要大，一般至少大于4倍~6倍樁徑，故其介于天然地基淺基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)之間。

（2）基礎(chǔ)總安全度不能降低，應(yīng)按樁、土和承臺(tái)共同作用的實(shí)際狀態(tài)來(lái)驗(yàn)算。因而減沉樁基礎(chǔ)也稱之為控制變形疏樁基礎(chǔ)。對(duì)于減沉樁筏基礎(chǔ)的沉降計(jì)算則應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)考慮樁同作用。

（3）為保證樁、土、和承臺(tái)共同工作，應(yīng)采用摩擦型樁，使樁基產(chǎn)生可以容許的沉降，承臺(tái)不致脫空，在樁基沉降過(guò)程中充分發(fā)揮樁端持力層的抗力。在上部土層為松軟土質(zhì)、次固結(jié)土以及承載力太低土組成時(shí)，樁與樁間同作用得不到保證時(shí)，就不能考慮樁與樁間同作用，而應(yīng)該按現(xiàn)行樁基設(shè)計(jì)。

在共同工作分析中要重視的問(wèn)題是如何根據(jù)共同工作分析的成果優(yōu)化設(shè)計(jì)，而優(yōu)化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵乃是盡量減小沉降差，從而降低筏板內(nèi)力和上部結(jié)構(gòu)次應(yīng)力，減小筏板厚度和配筋,提高樁筏基礎(chǔ)的可靠性。為此，提出變剛度調(diào)平設(shè)計(jì)的概念和方法。這也是發(fā)展控制變形設(shè)計(jì)的一個(gè)重要內(nèi)容。

三、變剛度調(diào)平設(shè)計(jì)

1、變剛度調(diào)平設(shè)計(jì)的內(nèi)容

篇6

關(guān)鍵詞：抗震概念設(shè)計(jì);建筑結(jié)構(gòu);工程設(shè)計(jì);抗震性

對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，要遵守抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，從抗震概念設(shè)計(jì)應(yīng)用入手，結(jié)合工程實(shí)際情況，提出定量控制要求。值得注意的是，開(kāi)展高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，要在概念清晰且技術(shù)可靠的基礎(chǔ)上，合理的設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)，以確保建筑的抗震性能。通常情況下，高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，需要從概念設(shè)計(jì)、抗震計(jì)算、抗震措施等方面加以把控，以確保設(shè)計(jì)的合理性。

1高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計(jì)的意義

貴州省位于我國(guó)南北地震帶南段的東側(cè)，省內(nèi)西部部分區(qū)域位于地震帶上。貴州地震的頻度與強(qiáng)度為中等水平，地震平面分布不均。若發(fā)生地震，會(huì)造成極大的損失，以尼泊爾大地震為例，涉及到多個(gè)多家，地震造成近4000人死亡，約7000人受傷，對(duì)尼泊爾國(guó)造成超過(guò)50億美元的經(jīng)濟(jì)損失，由此可見(jiàn)地震的損失性。在地震中，建筑既是人們的保護(hù)工具，也是威脅人們安全的物體，若能夠提升建筑的抗震性，對(duì)保護(hù)人們的財(cái)產(chǎn)與安全，有著積極的作用，因此加強(qiáng)高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計(jì)研究，有著必要性。

2抗震概念設(shè)計(jì)應(yīng)用的基本要點(diǎn)

2.1合理選擇建筑結(jié)構(gòu)

高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計(jì)，最為重要的是建筑體形和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，占據(jù)著重要地位，多數(shù)倒塌建筑主要是因?yàn)橐?guī)劃不合理造成的，所以要科學(xué)的選擇水平面與垂直面，提升建筑的抗震性能。一般來(lái)說(shuō)，建筑平面形狀規(guī)則，直接影響著建筑的抗震性，平面形狀平整度越高，則建筑的抗震性能就越強(qiáng)，圖1為水平地震作用。規(guī)則平面能夠承擔(dān)荷載作用，建筑結(jié)構(gòu)的整體性較為突出。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，于高度方向，需要保證結(jié)構(gòu)布置的連續(xù)性，實(shí)現(xiàn)側(cè)向剛度保持連續(xù)，以免出現(xiàn)薄弱層。

2.2合理選擇傳力路線

高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)多利用計(jì)算機(jī)程序，來(lái)確保計(jì)算的準(zhǔn)確性，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員只需要掌握簡(jiǎn)單的計(jì)算方法即可。利用計(jì)算機(jī)，在獲取受力狀態(tài)下，形成建筑結(jié)構(gòu)件計(jì)算簡(jiǎn)圖。接著利用力學(xué)模型和數(shù)學(xué)模型，從地震反應(yīng)入手，做好詳細(xì)的分析，明確計(jì)算結(jié)果，合理選擇建筑結(jié)構(gòu)路徑，提高傳力路線選擇的效率。

2.3合理選擇建筑位置

通過(guò)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，建筑物損毀與建筑所處的地形，有著直接的關(guān)系。除此之外，建筑損壞和地基、斷層等，也有著緊密關(guān)系。以覆蓋土因素為例，建筑破壞率和此因素呈現(xiàn)的是正相關(guān)，覆蓋土層厚度小，證明土質(zhì)偏硬，具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，當(dāng)遇到地震時(shí)，不易發(fā)生倒塌情況，因此在設(shè)計(jì)高層建筑時(shí)，要選擇硬質(zhì)地基，降低地震效應(yīng)，確保建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[1]。

2.4設(shè)置多條抗震防線

高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，需要設(shè)置多條抗震防線?？紤]到地震時(shí)間存在差異，伴隨多次余震，受到地震反復(fù)沖擊，會(huì)給建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性造成損壞，若高層建筑物設(shè)置一道防線，當(dāng)建筑受到一次破壞后，難以抗衡后續(xù)破壞，因此需要設(shè)置多道保護(hù)，確保高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

3抗震概念設(shè)計(jì)在高層建筑抗震設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

3.1提升結(jié)構(gòu)延性

高層建筑抗震設(shè)計(jì)水平低于地震等級(jí)，極易因?yàn)榇嘈云茐?，造成建筑倒塌，所以在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，要提高結(jié)構(gòu)延性，增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)抵抗能力?？梢詮囊韵路矫嫒胧郑孩俨牧?。選擇延性材料，此類材料的應(yīng)用，當(dāng)發(fā)生非彈性變形，或者發(fā)生反復(fù)彈性變形時(shí)，其延性不會(huì)明顯下降。②桿件。通過(guò)控制桿件的延性，包括塑性變形與能量收納與耗散等，提高結(jié)構(gòu)延性，通常從墻肢與框架的柱等方面捂手。③構(gòu)件。構(gòu)件的延性指的是某個(gè)構(gòu)件的塑性變形與能量消耗的能力，通過(guò)控制墻體或者框架延性，來(lái)提高建筑結(jié)構(gòu)整體延性?？偟脕?lái)說(shuō)，建筑結(jié)構(gòu)延性指的是抗倒塌能力與塑性變形能力。在設(shè)計(jì)時(shí)，可以采取以下措施：①在平面上，增強(qiáng)突變處與轉(zhuǎn)角處等構(gòu)件的延性；②對(duì)于豎向，則可以加強(qiáng)薄弱樓層的延性，比如體型突變處、主樓與裙房相接的樓層等；③增強(qiáng)首道抗震防線部分的構(gòu)件延性[2]。

3.2提升結(jié)構(gòu)的整體性

高層建筑結(jié)構(gòu)的整體性較強(qiáng)，能夠確保建筑結(jié)構(gòu)在地震力的作用下，處于協(xié)調(diào)運(yùn)行的狀態(tài)，可避免建筑倒塌。采取以下措施：①選用鋼結(jié)構(gòu)支撐結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)作為建筑行業(yè)的新技術(shù)，其市場(chǎng)份額不斷擴(kuò)大，貴州地區(qū)已經(jīng)逐步引入鋼結(jié)構(gòu)，比如貴州鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展中心樓，樓層高24層，建筑面積為26000m2，建筑承板使用的是鋼筋線桁架工藝，建筑整體性較好，抗震性能較好。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，采取鋼結(jié)構(gòu)支撐體系，對(duì)提升高層建筑框架結(jié)構(gòu)中的側(cè)向剛度，有著積極的影響，可以抵抗水平荷載，提升高層建筑整體強(qiáng)度。與純框架架構(gòu)相比，支撐結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較好，將窗臺(tái)下方-下層窗戶頂部區(qū)域位置，作為支撐位置，合理設(shè)置支撐，能夠達(dá)到結(jié)構(gòu)支撐要求。采取環(huán)向封閉同一平面，能夠提高建筑鋼結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度，在強(qiáng)震區(qū)應(yīng)用，其效果更為凸顯。②抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。若高層建筑結(jié)構(gòu)為多種框架結(jié)構(gòu)形式，應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)，可以承載建筑物豎向負(fù)載與部分橫向負(fù)載。采用抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，可以按照建筑的各類要求，來(lái)選用抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。若高層建筑中桁架高度和單樓層相同，可以利用交錯(cuò)桁結(jié)構(gòu)，來(lái)設(shè)置上下樓層，確保各單元設(shè)置的靈活性。應(yīng)用此結(jié)構(gòu)，在鋼結(jié)構(gòu)平面內(nèi)，梁柱彎矩較小，側(cè)向位移也較小。

3.3準(zhǔn)確計(jì)算結(jié)構(gòu)抗震

開(kāi)展高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)前，需要準(zhǔn)確的計(jì)算建筑結(jié)構(gòu)的地震作用，接著計(jì)算結(jié)構(gòu)與構(gòu)件的地震作用效應(yīng)，并且和其它載荷效應(yīng)，做好相互結(jié)合，檢驗(yàn)建筑結(jié)構(gòu)抗震承載力與變形，確保能夠達(dá)到新《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2001）規(guī)范相關(guān)要求。需要做好以下計(jì)算：①地震作用計(jì)算。建筑結(jié)構(gòu)抗震承載力主要考慮水平地震作用，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，還需要注意豎向地震作用。②抗震驗(yàn)算。主要包括截面抗震驗(yàn)算、彈性變形驗(yàn)算、薄弱層彈塑性變形驗(yàn)算等[3]。

3.4做好非結(jié)構(gòu)部件設(shè)計(jì)

非結(jié)構(gòu)部件指的是建筑結(jié)構(gòu)分析中，不考慮側(cè)向荷載與重力荷載的建筑部件，包括內(nèi)隔墻與墻等。雖然建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，此類部件不參與荷載分析，但若發(fā)生地震，此類部件會(huì)起到作用，極有可能會(huì)改便建筑結(jié)構(gòu)承載力，或是提升建筑抗震性，或是增加破壞性，因此需要做好非結(jié)構(gòu)部件的處理?？梢圆扇∫韵麓胧孩偌訌?qiáng)建筑框架和填充墻之間的聯(lián)系，使得填充墻可以成為建筑主體抗震結(jié)構(gòu)的組成部分。對(duì)于墻體連接，可以采取柔性連接方式，削弱墻柱的聯(lián)系，避免發(fā)生嵌固作用。②對(duì)于附著在建筑樓與屋面結(jié)構(gòu)的，需要做好此類非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和主體結(jié)構(gòu)的連接處理，以免發(fā)生地震時(shí)，造成人員傷亡。③加強(qiáng)幕墻和裝飾貼面等和建筑主體結(jié)構(gòu)的有效連接，避免貼面損壞。

3.5做好倒塌分析

開(kāi)展高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，采取倒塌分析法，做好建筑倒塌分析，以優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)抗?fàn)幮栽O(shè)計(jì)，達(dá)到抗震標(biāo)準(zhǔn)?？梢越梃b超高層建筑經(jīng)驗(yàn)，譬如：某超高層建筑為Ⅷ度抗震設(shè)防烈度建筑，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，利用倒塌分析法，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案分析，發(fā)現(xiàn)采取內(nèi)嵌鋼支撐剪力墻方案，能夠有效的增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。基于倒塌分析，明確此工程采取全支撐方案建設(shè)總材料用量可節(jié)約11.2%，建筑結(jié)構(gòu)抗倒塌儲(chǔ)備能力可以增加14.8%，建筑的抗震性能較好。采取對(duì)比各種最小地震剪力系數(shù)調(diào)整方案，能夠明確采取調(diào)整地震剪力，開(kāi)展剛度驗(yàn)算，設(shè)計(jì)建筑構(gòu)件承載力，能夠獲得較好的效果，此方案和提高剛度縮短建筑結(jié)構(gòu)自振周期的方案相比，具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性。對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)倒塌關(guān)鍵位置，能夠提高建筑結(jié)構(gòu)整體的抗倒塌能力，此方案的實(shí)施，增加鋼用量約0.1%?？偠灾?，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，做好倒塌分析，能夠準(zhǔn)確衡量各類結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的效果，明確各類抗震措施對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的影響，發(fā)揮著積極的作用[4]。

4結(jié)束語(yǔ)

應(yīng)用概念設(shè)計(jì)，開(kāi)展高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，需要充分的借鑒工程經(jīng)驗(yàn)，嚴(yán)格按照建筑抗震設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)范，采取相應(yīng)的措施，提升建筑結(jié)構(gòu)的整體性能，提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。

參考文獻(xiàn)

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[2]劉均偉.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震概念設(shè)計(jì)的運(yùn)用研究[J].山西建筑，2016（20）：43~44.

[3]雷雨潤(rùn).高層建筑結(jié)構(gòu)中抗震概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用[J].建設(shè)科技，2017（08）：80.

篇7

關(guān)鍵詞：框架剪力墻；短肢剪力墻；結(jié)構(gòu)選型；抗震性能；SATWE

中圖分類號(hào)：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

引言

結(jié)構(gòu)工程在建設(shè)項(xiàng)目是非常重要的,因?yàn)橐话憬ㄖこ坛杀局薪Y(jié)構(gòu)部分所占比重占總造價(jià)的主要部分，而結(jié)構(gòu)工程中結(jié)構(gòu)選型是主要影響因素 ,一旦選擇不當(dāng),將很難實(shí)現(xiàn)精確的計(jì)算,甚至對(duì)結(jié)構(gòu)耐久性及安全性帶來(lái)無(wú)法彌補(bǔ)的缺陷. 建筑物進(jìn)行良好的選型設(shè)計(jì)即進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)對(duì)于抵抗和防止地震危害具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1工程簡(jiǎn)介

重慶地區(qū)某幢辦公寫字樓，27層，層高為3.m，建筑物總高78m，長(zhǎng)44m，寬17m，平面較規(guī)則，每層面積748m2，總面積20196m2，抗震設(shè)防烈度為6級(jí)，地震加速度為0.05g，50年一遇基本風(fēng)壓為0.4KN/m2，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)為1.0，場(chǎng)地類別為Ⅱ類，地基土為三類土。設(shè)計(jì)中采用多層及高層建筑結(jié)構(gòu)三維分析與設(shè)計(jì)軟件程序SATWE，對(duì)以下擬采用的結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行了計(jì)算和比較。

2 擬采用結(jié)構(gòu)形式及其設(shè)計(jì)基本原則

2.1.框架剪力墻結(jié)構(gòu)

框剪結(jié)構(gòu)體系結(jié)合了剪力墻結(jié)構(gòu)穩(wěn)固以及框架結(jié)構(gòu)布局靈活的優(yōu)點(diǎn)。這種結(jié)構(gòu)體系主要由柱子來(lái)承受豎向荷載，通常在結(jié)構(gòu)邊角處以及樓梯間處布置一定數(shù)量的剪力墻并主要由這些剪力墻來(lái)提供結(jié)構(gòu)的剛度和抵抗水平荷載的能力。

2.2短肢剪力墻結(jié)構(gòu)

短肢剪力墻結(jié)構(gòu)是適用建筑要求形成的特殊的剪力墻結(jié)構(gòu)，根據(jù)建筑平面布置，在建筑物凹凸轉(zhuǎn)角處布置各種形式的短墻肢，主要形式有：T型、十字型、L型、Z型、一字型、Y型等（這樣可增加短肢墻抗扭和出平面外穩(wěn)定）。因采用這種結(jié)構(gòu)體系時(shí)，將中部的電梯間、樓梯間和管道井四周的剪力墻組成筒體結(jié)構(gòu)，四周布置短肢剪力墻，也可根據(jù)需要布置一些長(zhǎng)肢墻，所以結(jié)構(gòu)布置極為靈活。

2.3普通剪力墻結(jié)構(gòu)

本方案的特點(diǎn)是依據(jù)建筑平面布局設(shè)置鋼筋混凝土抗震墻，對(duì)較長(zhǎng)的墻開(kāi)結(jié)構(gòu)洞將其分為聯(lián)肢墻，使各墻段的剛度均勻，由于抗震墻較多，可以構(gòu)成整體抗側(cè)力很強(qiáng)的體系，對(duì)較高建筑抗震特別有利。但若房屋高度不大，反而會(huì)造成因剛度過(guò)大而招致較大的地震作用，而且造價(jià)也會(huì)增大，并非是理想的方案。

3計(jì)算結(jié)果的比較分析

本工程用SATWE建模計(jì)算。框架剪力墻結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)柱尺寸為1100×1100mm，兩端剪力墻厚度約250mm；短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中介設(shè)置約肢長(zhǎng)1000mm長(zhǎng)厚度約220厚短肢剪力墻，兩端剪力墻厚度約180mm，標(biāo)準(zhǔn)層平面分別如下：

框架剪力墻結(jié)構(gòu) 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)

計(jì)算所得數(shù)據(jù)如下表：

4計(jì)算結(jié)果分析

(1)從地震基地下剪力及地震傾覆力矩兩項(xiàng)指標(biāo)來(lái)看，框剪結(jié)構(gòu)均大于短肢剪力墻結(jié)構(gòu)。說(shuō)明短肢剪力墻結(jié)構(gòu)引起的地震作用較小，較有利于抗震，分析可能是由于框剪方案中剪力墻較厚較多從而招致了較大地震作用。

(2)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(duì)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(guò)大(相對(duì)于側(cè)移)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，減小扭轉(zhuǎn)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不利影響，見(jiàn)新《高規(guī)》第3.4.5條及相應(yīng)的條文說(shuō)明。兩方案均滿足規(guī)定：“結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一周期Tt與平動(dòng)為主的第一周期T1 之比，A級(jí)高度高層建筑不應(yīng)大于0.9；B級(jí)高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及復(fù)雜高層建筑不應(yīng)大于0.85”的要求，且短肢剪力墻結(jié)構(gòu)周期比略小于框架剪力墻結(jié)構(gòu)，說(shuō)明本方案短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)較小，結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件布置較合理。

(3)最大層間位移角是用來(lái)控制結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度的，從上表可以看出本工程中兩方案均滿足規(guī)范規(guī)定，框架剪力墻位移角小于1/800, 短肢剪力墻結(jié)構(gòu)小于1/1000，且短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的最大層間位移角較小，說(shuō)明其側(cè)向剛度較大！

(4)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(guò)大的偏心而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，見(jiàn)《抗規(guī)》第3.4.2條，《高規(guī)》JGJ3-2010第3.5.3條、3.4.5條及相應(yīng)的條文說(shuō)明。從上表可以看出兩方案位移比都滿足規(guī)范規(guī)定：“樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移和層間位移，A、B級(jí)高度高層建筑均不宜大于該樓層平均值的1.2倍；且A級(jí)高度高層建筑不應(yīng)大于該樓層平均值的1.5倍，B級(jí)高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及復(fù)雜高層建筑，不應(yīng)大于該樓層平均值的1.4倍”，且相差不大，結(jié)構(gòu)平面布置規(guī)則性差不多。

(5)最小樓層抗剪承載力之比主要為限制結(jié)構(gòu)豎向布置的不規(guī)則性，避免樓層抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪承載能力沿豎向突變，形成薄弱層，見(jiàn)《抗規(guī)》第3.4.2條和《高規(guī)》JGJ3-2010第3.5.3條及相應(yīng)的條文說(shuō)明；對(duì)于形成的薄弱層應(yīng)按《高規(guī)》第5.1.14條予以加強(qiáng)。從上表可以看出本方案中兩方案均滿足規(guī)定：“不宜小于其相鄰上一層受剪承載力的0.8,不應(yīng)小于0.6”，且短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的最小樓層抗剪承載力之比略小，說(shuō)明其豎向布置的規(guī)則性較好。

(6)剛重比主要是控制在風(fēng)荷載或水平地震作用下，重力荷載產(chǎn)生的二階效應(yīng)不致過(guò)大，避免結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)倒塌，見(jiàn)《高規(guī)》02版第5.4.1條和第5.4.4條及相應(yīng)的條文說(shuō)明。從上表可以看出兩種結(jié)構(gòu)形式剛重比EJd/GH**2大于1.4，能夠通過(guò)高規(guī)(5.4.4)的整體穩(wěn)定驗(yàn)算，剛重比EJd/GH**2大于2.7，可以不考慮重力二階效應(yīng)。

(7)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(jiàn)《抗規(guī)》第3.4.2條，《高規(guī)》第4.4.3條及相應(yīng)的條文說(shuō)明；對(duì)于形成的薄弱層則按《高規(guī)》第5. 1.14條予以加強(qiáng)。從上表可以看出兩種結(jié)構(gòu)形式剛度比相同，且能滿足規(guī)范要求的：“抗震設(shè)計(jì)的高層建筑結(jié)構(gòu)，其樓層側(cè)向剛度不宜小于相鄰上部樓層側(cè)向剛度的70%或其上相鄰三層側(cè)向剛度平均值的80%”。

從經(jīng)濟(jì)性上進(jìn)行分析，粗略估計(jì)，兩方案鋼筋及混凝土用量差不多；從適用性，美觀性上分析，本方案中框架結(jié)構(gòu)柱截面較大，突出墻體較多，而短肢剪力墻結(jié)構(gòu)則更利于房間的布置，而且較經(jīng)濟(jì)。經(jīng)以上分析該工程采用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)較好。

5結(jié)論

本文主要以一工程實(shí)例，探討了設(shè)計(jì)主要控制點(diǎn)在PKPM中的應(yīng)用并對(duì)SATWE輸出結(jié)果進(jìn)行分析。進(jìn)一步認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)相關(guān)的控制點(diǎn):剛度比、位移比、周期比、剛重比等參數(shù)以及其調(diào)整過(guò)程中彼此相互關(guān)聯(lián)涉及構(gòu)件截面、剛度及平面位置的改變情況。在分析中我們還可以得出以下結(jié)論：（1）在框剪結(jié)構(gòu)中，如果剪力墻設(shè)置過(guò)多，會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)剛度過(guò)大，從而使地震效應(yīng)加大，結(jié)構(gòu)內(nèi)力增大，也同時(shí)使框架不能充分發(fā)揮作用。（2）短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻肢可短可長(zhǎng)，剪力墻的數(shù)量可少可多，主要根據(jù)抗側(cè)力的需要而定，還可通過(guò)不同布置和尺寸以調(diào)整剛度以及剛度中心的位置；由于剪力墻數(shù)量減少了，而代之以輕質(zhì)填充墻，不僅可使房屋總重量減輕，同時(shí)也可使結(jié)構(gòu)剛度適當(dāng)降低，使地震作用減小，這不僅對(duì)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)有利，而且對(duì)結(jié)構(gòu)抗震也較為有利，同時(shí)還可降低工程造價(jià)，故應(yīng)是80m左右高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)優(yōu)先選用的一種結(jié)構(gòu)體系。

參考文獻(xiàn)：

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篇8

關(guān)鍵詞：抗震概念；高層建筑；應(yīng)用

在我國(guó)的地震頻發(fā)地區(qū)，部分高層建筑對(duì)地震的承受力低下，為了進(jìn)一步加強(qiáng)我國(guó)高層建筑抗震能力，強(qiáng)化抗震概念在高層建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用變得十分重要。同時(shí)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，高層建筑為適應(yīng)現(xiàn)代高速發(fā)展的建筑競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)，需從全方位的角度探索研究，以加強(qiáng)高層建筑的抗震作用，從而促進(jìn)我國(guó)高層建筑整體建筑水平的提高。

1 抗震概念在高層建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要性

抗震概念是指在高層建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，建筑設(shè)計(jì)者需認(rèn)識(shí)地震規(guī)律和地震所造成的影響，通過(guò)對(duì)地震各方面的考慮，使高層建筑有能力承受地震帶來(lái)的破壞性壓力?？拐鸶拍钪饕墙ㄖ邔?duì)高層建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)布置、結(jié)構(gòu)材料選擇以及結(jié)構(gòu)體系的確定等方面進(jìn)行充分的了解，通過(guò)對(duì)抗震概念的熟知，認(rèn)識(shí)抗震概念的重要性，使高層建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能達(dá)到抗震標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)濟(jì)損失降到最低。

我國(guó)屬于地震多發(fā)國(guó)家，在高層建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有效應(yīng)應(yīng)用抗震概念，有助于增強(qiáng)高層建筑的承壓力和抗震性，同時(shí)，為高層建筑在激烈市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中提供了充足的條件。第一點(diǎn)，高層建筑工程設(shè)計(jì)在應(yīng)用時(shí)具備抗震概念，強(qiáng)化了高層建筑的固性，保障了高城建筑住戶的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全。第二點(diǎn)，抗震概念的加強(qiáng)，提高了高層建筑者的風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)，能充分有效的促進(jìn)建筑材料的有效選擇和使用。第三點(diǎn)，抗震概念有利于建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)符合選址的實(shí)際情況，減小了地震造成的物力、人力以及財(cái)力損失。

2 抗震概念在高層建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用策略

2.1 注重建筑均勻性和規(guī)則性的抗震概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是采用滯回耗能和塑形變形能來(lái)分散地震能，致使建筑工程結(jié)構(gòu)的抗震性能受到嚴(yán)重的影響，破壞力增大。近年來(lái)，我國(guó)多次地震災(zāi)害表明，運(yùn)用傳統(tǒng)的方法對(duì)高層建筑進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)已經(jīng)無(wú)法將地震帶來(lái)的損害程度有效地控制在一定范圍內(nèi)。因此，在高層建筑結(jié)構(gòu)體系中，傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)體系已無(wú)法達(dá)到現(xiàn)代化社會(huì)的要求。隨著建筑者對(duì)抗震建筑結(jié)構(gòu)的研究不斷深化，人們逐漸認(rèn)識(shí)到建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在抗震中應(yīng)有的耗能作用，注重高層建筑結(jié)構(gòu)體系的創(chuàng)新和改善對(duì)減小震害有著十分關(guān)鍵的作用。

在高層建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注重建筑工程結(jié)構(gòu)的均勻性和規(guī)則性。具體表現(xiàn)在建筑的立面形態(tài)、平面體狀、豎向布置和平面布置方面，使抗震建筑工程結(jié)構(gòu)具備均勻、簡(jiǎn)單、對(duì)稱、長(zhǎng)寬比例協(xié)調(diào)以及規(guī)則等特點(diǎn)。在整體結(jié)構(gòu)承載力的分布和質(zhì)量上可有效的減小扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，并為剛度中心與質(zhì)量中心的重合提供了充足的條件。

2.2 加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震概念的合理選材。隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)高層建筑市場(chǎng)呈現(xiàn)出激烈競(jìng)爭(zhēng)的趨勢(shì)，多數(shù)建筑者在對(duì)高層建筑材料的選擇和利用上存在嚴(yán)重問(wèn)題。建筑商為節(jié)約建筑成本，降低質(zhì)量好性能高抗震強(qiáng)等建筑材料的購(gòu)買量，多數(shù)情況下以低性能低質(zhì)量的材料來(lái)代替。導(dǎo)致高層建筑在抗震中承壓力下降，住戶財(cái)產(chǎn)損失巨大，同時(shí)也加大了國(guó)家的財(cái)政支出，從整體上影響了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此，強(qiáng)化高層建筑材料的選擇和利用變得十分重要。

在抗震概念的原則下，以鋼筋混泥土的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為延性機(jī)構(gòu)，建筑材料的選取應(yīng)具備延性好、強(qiáng)度高以及性能大等優(yōu)勢(shì)，合理的對(duì)塑性鉸部分進(jìn)行控制，使高層建筑在大震中也能具有強(qiáng)有效的抗震作用。同時(shí)，合理的對(duì)高層建筑材料進(jìn)行選擇和利用能有效減少建筑結(jié)構(gòu)的承載力及地震危害，降低高層建筑傾覆力矩，減少扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。

2.3 重視建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震概念的科學(xué)選址。多數(shù)地震發(fā)生在板塊構(gòu)造的邊緣地帶，因板塊的擠壓張裂等因素而引起。我國(guó)處于環(huán)太平洋地震帶和喜馬拉雅—地中海地震帶，屬于地震多發(fā)國(guó)家，因此，在對(duì)高層建筑地基選址時(shí)應(yīng)對(duì)地基進(jìn)行科學(xué)的考察和勘探。通過(guò)對(duì)地基的地形地貌進(jìn)行科學(xué)分析，可有效的避免建筑位置處于地震多發(fā)帶上，從而降低地震對(duì)建筑造成的影響。

在選址的實(shí)際過(guò)程中，建筑地基勘察者應(yīng)從我國(guó)地形的實(shí)際情況出發(fā)，在充分認(rèn)識(shí)我國(guó)地形地貌的基礎(chǔ)上，以客觀的角度對(duì)建筑場(chǎng)地進(jìn)行科學(xué)的探究勘測(cè)，避開(kāi)不利地段，使建筑地基與場(chǎng)地的選擇在適宜建筑的抗震帶上。另外，應(yīng)對(duì)建筑工程結(jié)構(gòu)自身周期與場(chǎng)地地震卓越周期進(jìn)行初步的估算，通過(guò)改變房屋的類型和層數(shù)將兩者錯(cuò)開(kāi)，以此減少地震損害。

3 抗震概念在高層建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用中注意事項(xiàng)

3.1 加強(qiáng)抗震概念的有效宣傳及充分認(rèn)識(shí)?？拐鸶拍畹男麄骱驼J(rèn)識(shí)是高層建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不可缺少的重要組成部分，建筑者需要從抗震概念的各個(gè)角度出發(fā)，通過(guò)加大對(duì)抗震概念的認(rèn)知度，增強(qiáng)我國(guó)高層建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的使用性和有效性。在建筑者中需大力宣傳抗震概念的作用和意義，對(duì)抗震概念進(jìn)行全新認(rèn)識(shí)，樹(shù)立正確的抗震概念及價(jià)值觀。

如果要實(shí)現(xiàn)對(duì)抗震概念掌握的全面化和整體化，建筑工作者需要熟知抗震概念內(nèi)容以及抗震概念的重要性和必要性。同時(shí)，對(duì)建筑者要不定期的進(jìn)行抗震概念的宣傳和再學(xué)習(xí)，從抗震概念的基礎(chǔ)出發(fā)，全方面的對(duì)抗震概念進(jìn)行了解，促進(jìn)建筑者對(duì)抗震概念的掌握，以此增強(qiáng)建筑者的職業(yè)道德修養(yǎng)和業(yè)務(wù)素質(zhì)。另外，抗震概念是適應(yīng)現(xiàn)代高層建筑成長(zhǎng)的發(fā)展性理念，對(duì)我國(guó)高層建筑質(zhì)量的提升具有重要作用。

3.2 注重提高抗震建筑工程監(jiān)理者的職業(yè)道德。建筑監(jiān)理是建筑工程中的重要檢驗(yàn)者，主要控制著建筑工程的質(zhì)量、進(jìn)度以及投資，在建筑質(zhì)量和安全的監(jiān)控管理中有著重要作用。隨著我國(guó)建筑的大力發(fā)展，建筑工程監(jiān)督中出現(xiàn)了監(jiān)督管理不到位，監(jiān)理工作程序不清以及監(jiān)理者自身專業(yè)技術(shù)水平低些等問(wèn)題，因此，注重對(duì)建筑工程監(jiān)理者的職業(yè)道德修養(yǎng)的提高變得十分重要。

建筑監(jiān)理對(duì)建筑工程進(jìn)行監(jiān)督管理時(shí)，應(yīng)以公正、客觀、科學(xué)、獨(dú)立的方法和態(tài)度處理問(wèn)題。在編寫項(xiàng)目監(jiān)理技術(shù)文件時(shí)，需充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，結(jié)合建筑項(xiàng)目的具體情況和特點(diǎn)制定相關(guān)文件，避免照搬和抄襲監(jiān)理技術(shù)規(guī)范文件。通過(guò)對(duì)監(jiān)理工程程序的學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)，強(qiáng)化建筑監(jiān)理的監(jiān)督管理地位，使監(jiān)理在建筑實(shí)施中起到應(yīng)有的作用，從而使高層建筑質(zhì)量得到顯著提高和有效保證。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)建筑市場(chǎng)的興起，抗震概念在高層建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的有效應(yīng)用，為我國(guó)高層建筑的發(fā)展提供有力知識(shí)理念的同時(shí)，也科學(xué)的規(guī)范了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。從科學(xué)、客觀的角度分析，在建筑市場(chǎng)不斷發(fā)展的環(huán)境下，抗震概念不僅適應(yīng)了現(xiàn)代建筑市場(chǎng)現(xiàn)代化發(fā)展的需求，還在建筑建設(shè)過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。將抗震概念融合到高層建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，能有效的促進(jìn)高層建筑質(zhì)量的提升，進(jìn)一步提高我國(guó)高層建筑發(fā)展水平。

參考文獻(xiàn)

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篇9

關(guān)鍵詞：高層 建筑 杭震 結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì) 探析

中圖分類號(hào)：TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

正文：

一、高層建筑抗震結(jié)構(gòu)的分析

現(xiàn)代高層建筑結(jié)構(gòu)形式主要是一個(gè)垂直于地面的豎向懸臂結(jié)構(gòu)。其建筑的垂直載荷主要使建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一個(gè)與地球引力相抗衡的軸心力；建筑的水平載荷使建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生彎矩。從建筑結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)進(jìn)行分析可以看出：當(dāng)建筑的垂直載荷方向保持不變時(shí)，隨著建筑高度的不斷增加僅僅會(huì)引起量的增加而已，而這時(shí)水平載荷的方向就可以來(lái)自四面八方；而當(dāng)建筑為平均分布載荷時(shí)，建筑的高度就和彎矩呈現(xiàn)出二次方的變化。

再?gòu)慕ㄖ膫?cè)移特點(diǎn)來(lái)看：建筑豎直方向載荷引起的建筑位移是比較小的，而水平方向的載荷作為平均分布的載荷時(shí)，建筑的高度就和其側(cè)移呈現(xiàn)出四次方的變化。由此可以得出，在高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)中，水平方向的載荷對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的影響是要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于垂直方向載荷對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的影響的，所以在進(jìn)行高層混凝土建筑建設(shè)時(shí)，水平載荷是在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要重點(diǎn)控制的影響因素，所以除了在保證高層建筑結(jié)構(gòu)抵抗水平載荷產(chǎn)生的彎矩、剪力以及壓、拉應(yīng)力時(shí)，要具有較大的強(qiáng)度以外，還要保證高層建筑結(jié)構(gòu)具有足夠的剛度，使得建筑隨著高度的不斷升高，所引起的側(cè)向變形能控制在結(jié)構(gòu)規(guī)范允許的范圍之內(nèi)。

二、高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求

一方面，高層混凝土建筑在設(shè)計(jì)規(guī)劃時(shí)，一定要把握好結(jié)構(gòu)剛度值的大小，經(jīng)過(guò)精確的計(jì)算分析，充分了解地質(zhì)地形條件、所用建材性能、機(jī)械設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、物理力學(xué)知識(shí)等內(nèi)容，最終確定高層結(jié)構(gòu)的整體剛度強(qiáng)弱或者某個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)施的剛度，依靠連接設(shè)置的調(diào)節(jié)作用，力求保證抗震能力的提高，盡量讓整個(gè)建筑波動(dòng)受力保持在地質(zhì)所能支持的范圍之間。也就是說(shuō)，如果其基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生小幅度的變形，結(jié)構(gòu)的自我調(diào)節(jié)功能就會(huì)使得整體結(jié)構(gòu)不發(fā)生大幅度改變，在經(jīng)過(guò)一此維護(hù)工作之后，仍然具有使用價(jià)值。

另一方面，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及規(guī)劃時(shí)，結(jié)構(gòu)工程師一定要著重關(guān)鍵構(gòu)件和連接點(diǎn)的受力情況，采取相關(guān)措施進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，可以達(dá)到消災(zāi)減震的目的，盡最大程度地降低地震災(zāi)害帶來(lái)的損失。根據(jù)有關(guān)地震災(zāi)害統(tǒng)計(jì)，剛度過(guò)于柔和的高層混凝土建筑受到強(qiáng)大的震動(dòng)作用后，其主體結(jié)構(gòu)受到了一定程度的損毀，然而在余震的相繼作用之下，就會(huì)受到持續(xù)損壞導(dǎo)致崩塌。

總之，對(duì)于高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，一定要保證其結(jié)構(gòu)具備適宜的剛度，還要改善其延性等特點(diǎn)，進(jìn)而增強(qiáng)其整體結(jié)構(gòu)的抗震性能。

三、改善高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具體措施

(一)選定建設(shè)位置

根據(jù)地震災(zāi)害情況的綜合分析，我們得出，如果建筑物所處的位置不同，那么其承受地震作用也會(huì)有很大的差別，究其原因就是所處地質(zhì)條件存在不同點(diǎn)。這就需要，在建設(shè)項(xiàng)目位置選定時(shí)，應(yīng)該注意以下兩點(diǎn)內(nèi)容：一是工程項(xiàng)目建設(shè)位置的地質(zhì)環(huán)境應(yīng)該具有良好的抗震能力；二是應(yīng)該遠(yuǎn)離有重大威脅的場(chǎng)地，例如變電站、大型石油保存設(shè)施等等，防止除地震外其他因素帶來(lái)的安個(gè)隱患問(wèn)題。

(二)改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

結(jié)構(gòu)工程師所采用的方案要求設(shè)計(jì)出的建筑能夠滿足國(guó)家規(guī)定建筑抗震能力的標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)主體結(jié)構(gòu)有足夠的空間進(jìn)行調(diào)節(jié)變形，并且能夠在結(jié)構(gòu)的強(qiáng)大延性作用下，自動(dòng)回復(fù)到正常狀態(tài)，這樣就大大削弱了主體變形對(duì)整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)帶來(lái)的不利作用，達(dá)到高層混凝土結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期處于穩(wěn)定牢固的平衡狀態(tài)。在平算不同程度的地震作用力對(duì)結(jié)構(gòu)造成的影響，對(duì)其構(gòu)件開(kāi)展科學(xué)合理的布局，盡量協(xié)調(diào)高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)各種設(shè)施之間的受力情況，維持平衡，加大其承受外力的能力，著重考慮結(jié)構(gòu)豎向重力作用的情況，使其平和勻稱，達(dá)到剛度規(guī)劃的要求目標(biāo)，盡可能讓設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)有條理、不紊亂、有層次、不交錯(cuò)，實(shí)現(xiàn)增加整體抗震能力的目的著平研究地震災(zāi)害記錄信息，根據(jù)實(shí)際要素在設(shè)計(jì)中融入相應(yīng)的防震措施，對(duì)關(guān)鍵微小部分要嚴(yán)加處理應(yīng)對(duì)，使整體結(jié)構(gòu)由上到下所承受的重力均勻一致的降低，保持建筑整體的對(duì)稱情況，這種一目了然的重力變化規(guī)建能夠大大削弱地震帶來(lái)的水平與豎向不規(guī)則的作用力，因而有了相應(yīng)的抗震效果。

(三)控制扭轉(zhuǎn)效應(yīng)

地震作用有水平作用、豎向作用以及扭轉(zhuǎn)作用，在多種受力的綜合下，就會(huì)產(chǎn)生難以估量的破壞力，如地裂、房屋倒塌、地勢(shì)波動(dòng)較為強(qiáng)烈等由于地震爆發(fā)具有隨時(shí)性，其中包含很多不穩(wěn)定的地方，這就要求對(duì)于高層混凝土建筑抗震方面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，強(qiáng)調(diào)地震帶來(lái)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)如果沒(méi)有設(shè)置相關(guān)結(jié)構(gòu)位移的標(biāo)準(zhǔn)，就應(yīng)該選取所測(cè)定的最大位移部分的剛度以及減弱最小位移帶點(diǎn)剛度，保持結(jié)構(gòu)在整體方面位移的一致性保證每一個(gè)細(xì)節(jié)都達(dá)到相關(guān)的設(shè)計(jì)要求，一旦發(fā)現(xiàn)不合理的地方，就應(yīng)該及時(shí)作出有效的調(diào)整，盡量地控制地震扭轉(zhuǎn)作用帶來(lái)的不利影響。

(四)研究高層混凝土建筑各層結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)置

對(duì)各層參數(shù)的設(shè)置主要是在模擬地震時(shí)各種受力作用帶給結(jié)構(gòu)設(shè)施受力分析的計(jì)算，例如，墻體承載能力、柱梁變形方面計(jì)算等等在高層混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的預(yù)處理階段，在充分了解所建項(xiàng)目的位置、地形條件、所選材料、施工工藝、質(zhì)量檢測(cè)等多個(gè)方面的基礎(chǔ)上，把握其中要點(diǎn)，建立建筑設(shè)計(jì)的基本框架，應(yīng)用自身的設(shè)計(jì)理念和專項(xiàng)技能來(lái)進(jìn)行詳實(shí)的設(shè)計(jì)，并對(duì)一此關(guān)鍵地方做出十分重要的說(shuō)明，來(lái)完成建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工作最好能夠建立系統(tǒng)的完善的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)信息數(shù)據(jù)庫(kù)，便于結(jié)構(gòu)工程師查找相關(guān)案例，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，采取合理的設(shè)計(jì)方法開(kāi)展工作在研究建筑復(fù)雜結(jié)構(gòu)綜合受理情況時(shí)，要選出相應(yīng)的力學(xué)模型，例如剪切理論和主拉應(yīng)力理論，來(lái)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)受理是否合理進(jìn)行判斷應(yīng)該對(duì)由計(jì)算機(jī)運(yùn)算結(jié)果開(kāi)展深入的調(diào)杳研究，估定其有效程度，為以后的結(jié)構(gòu)抗震能力的設(shè)計(jì)提供依據(jù)高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)所要處理的參數(shù)包括整體的震動(dòng)周期、扭轉(zhuǎn)角度、相關(guān)剛度比例等。因此，對(duì)于高層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)不能一蹴而就，應(yīng)該經(jīng)過(guò)反復(fù)的計(jì)算研究和多次協(xié)調(diào)，在保證其結(jié)構(gòu)具有抗震能力的基礎(chǔ)上，確定結(jié)構(gòu)方面的有關(guān)參數(shù)。

四、高層混凝土建筑的抗震結(jié)構(gòu)布置

在進(jìn)行高層混凝土建筑的獨(dú)立結(jié)構(gòu)單元布置時(shí)，應(yīng)該使得建筑結(jié)構(gòu)平面的形狀相對(duì)簡(jiǎn)單、規(guī)則、剛度和承載力都能均勻的分布。建筑的豎直方向體型應(yīng)該規(guī)則、均勻，避免有過(guò)大的外挑和內(nèi)斂。建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度應(yīng)該是下部剛度大上部剛度小，并逐漸的進(jìn)行變化。其高層建筑在進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置時(shí)應(yīng)該遵循以下幾點(diǎn)要求：

1、在進(jìn)行高層混凝土建筑的結(jié)構(gòu)布置時(shí)應(yīng)該具有必要的承載能力、足夠大的剛度以及變形能力。

2、在進(jìn)行高層混凝土建筑的結(jié)構(gòu)布置時(shí)，應(yīng)該注意避免因?yàn)椴糠纸ㄖY(jié)構(gòu)或者是構(gòu)件遭受損壞，從而導(dǎo)致了建筑結(jié)構(gòu)的整體喪失對(duì)重力、載荷以及地震的承受能力。

3、在進(jìn)行高層混凝土建筑的結(jié)構(gòu)布置時(shí)，對(duì)可能出現(xiàn)的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的審核，并且及時(shí)采取相應(yīng)的有效措施來(lái)進(jìn)行應(yīng)對(duì)。

4、在進(jìn)行高層混凝土建筑的結(jié)構(gòu)布置時(shí)，其建筑結(jié)構(gòu)的豎直方向和水平方向的布置，應(yīng)該使建筑的剛度以及承載力進(jìn)行合理的分布，避免因地震時(shí)引起的局部突變和扭轉(zhuǎn)效益的發(fā)生，具有多道抗震設(shè)防的特點(diǎn)。

結(jié)語(yǔ)

為了保證高層建筑具有良好的抗震性，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)時(shí)，就必須要通過(guò)其受力的特點(diǎn)、建筑結(jié)構(gòu)的體系、建筑結(jié)構(gòu)的布置以及計(jì)算進(jìn)行詳細(xì)的分析，然后再進(jìn)行建造，只有這樣才能保證高層混凝土建筑擁有良好的抗震能力，才能使人們的生命財(cái)產(chǎn)安全受到有效保護(hù)。

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篇10

高層建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)在依據(jù)數(shù)值計(jì)算的基礎(chǔ)上，還增加了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)元素，并且結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)甚至比分析計(jì)算更重要，使得這一抗震設(shè)計(jì)理念能夠滿足區(qū)域差別下從事高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)際需求。強(qiáng)調(diào)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震概念設(shè)計(jì)的重要性，其目的是為了引起高層建筑結(jié)構(gòu)工程是在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，特別重視相應(yīng)的結(jié)構(gòu)規(guī)程以及抗震概念設(shè)計(jì)中的相關(guān)規(guī)定，從而擺脫傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中只重視計(jì)算結(jié)果的誤區(qū)，要求結(jié)構(gòu)工程師嚴(yán)格的按照結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算原則，再結(jié)合地區(qū)的抗震規(guī)范，以此保證高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。

2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震概念設(shè)計(jì)的原則

(1)結(jié)構(gòu)的整體性。

在高層建筑結(jié)構(gòu)中，樓蓋的整體性對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的整體性起到十分重要的作用，其相當(dāng)于水平隔板，不僅要求聚集和傳遞慣性力至各個(gè)豎向抗側(cè)力的子結(jié)構(gòu)，還要求這些子結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的抗震能力，能夠抵抗地震作用，尤其是當(dāng)豎向抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)的分布不均勻、結(jié)構(gòu)布置復(fù)雜以及抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)的水平變形特征存在差異時(shí)，整個(gè)高層建筑就依靠樓蓋使抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)進(jìn)行協(xié)同工作。

(2)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單性。

結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單性指的是結(jié)構(gòu)在地震作用下具有明確、直接的傳力途徑。在高層建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中明確規(guī)定“結(jié)構(gòu)體系應(yīng)該有明確的計(jì)算簡(jiǎn)圖與合理的地震作用傳遞途徑”，只有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，才能對(duì)結(jié)構(gòu)的位移、內(nèi)力以及模型進(jìn)行分析，準(zhǔn)確的分析出高層建筑抗震的薄弱環(huán)節(jié)，然后采取相應(yīng)的措施，避免薄弱環(huán)節(jié)的出現(xiàn)。

(3)結(jié)構(gòu)的剛度。

結(jié)構(gòu)的剛度和抗震能力水平在地震作用下是雙向的，確定結(jié)構(gòu)的剛度，然后合理的布置結(jié)構(gòu)能夠抵抗任意方向上的地震作用。通常狀況下，地結(jié)構(gòu)沿著平面上兩個(gè)主軸方向都應(yīng)該具有足夠的剛度與抗震能力，結(jié)構(gòu)的剛度不僅僅應(yīng)該控制結(jié)構(gòu)的變形，還應(yīng)該盡可能降低地震作用對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的沖擊，如果結(jié)構(gòu)發(fā)生較大的變形，將會(huì)產(chǎn)生重力二階效應(yīng)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失衡而被破壞，降低高層建筑的抗震可靠性，因此，在抗震概念設(shè)計(jì)中，應(yīng)該重視結(jié)構(gòu)的剛度設(shè)計(jì)。

(4)結(jié)構(gòu)的規(guī)則性與均勻性。

高層建筑的豎向和立面的剖面布置應(yīng)該規(guī)則，結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度的變化應(yīng)該巨暈，避免側(cè)向剛度以及抗側(cè)力結(jié)構(gòu)承載力的突變。沿著建筑物的豎向，機(jī)構(gòu)布置和建筑造型應(yīng)該規(guī)則和相對(duì)均勻，避免傳力途徑、剛度以及承載力的突變，防止結(jié)構(gòu)在豎向上的某一樓或者少數(shù)樓層之間出現(xiàn)薄弱的環(huán)節(jié)。

3抗震概念設(shè)計(jì)在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

(1)抗震概念設(shè)計(jì)應(yīng)該重視高層建筑的結(jié)構(gòu)規(guī)律。

在高層建筑的抗震概念設(shè)計(jì)應(yīng)用中，應(yīng)該對(duì)高層建筑的體型設(shè)計(jì)進(jìn)行科學(xué)的修正，保證在質(zhì)量、剛度、對(duì)稱、規(guī)則上分布均勻，保證設(shè)計(jì)的整體性，避免局部出現(xiàn)剛度過(guò)大的問(wèn)題。高層建筑的結(jié)構(gòu)布局對(duì)抗震概念設(shè)計(jì)具有十分重要的作用，簡(jiǎn)單、對(duì)稱的建筑在地震中的應(yīng)力分析和實(shí)際反映很容易做到，并且能夠達(dá)到相一致，但是在凹凸的立面與錯(cuò)層設(shè)計(jì)的高層建筑中，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)將會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的地震效應(yīng)，很難做到對(duì)高層建筑抗震效果的最佳分析。因此，高層建筑的抗震概念設(shè)計(jì)應(yīng)該重視結(jié)構(gòu)的規(guī)律性。

(2)抗震概念設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)體系上的應(yīng)用。

高層建筑抗震結(jié)構(gòu)體系是抗震概念設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，抗震概念設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)體系上的應(yīng)用依據(jù)高層建筑物的高度以及抗震等級(jí)選擇合適的抗側(cè)力體系，通過(guò)概念近似手算確定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的可行性以及主要構(gòu)件的基本尺寸?？拐鸾Y(jié)構(gòu)方案選擇的合理性，直接影響建筑抗震概念設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性與安全性。合理的選擇建筑結(jié)構(gòu)體系，應(yīng)該注意以下三個(gè)方面:其一，選擇建筑結(jié)構(gòu)體系時(shí)，應(yīng)該對(duì)因?yàn)椴糠纸Y(jié)構(gòu)或者部分構(gòu)件的破壞而導(dǎo)致整體建筑結(jié)構(gòu)體系喪失對(duì)抗震能力或者重力荷載的承載能力，應(yīng)該堅(jiān)持抗震設(shè)計(jì)原則中的贅余度功能和內(nèi)力重分配功能，這一原則的重要性在許多建筑物地震后的實(shí)際狀況中都得到了很好的印證;其二，選擇建筑結(jié)構(gòu)體系時(shí)，不僅僅應(yīng)該要求建筑體系的受力明確、傳力合理以及傳力路線，還應(yīng)該有合理的地震作用傳遞途徑和明確的計(jì)算簡(jiǎn)圖，這些都應(yīng)該和不間斷的抗震分析相符合;其三，其中延性是建筑結(jié)構(gòu)中的重要特性之一，結(jié)構(gòu)體系的變形能力取決于組成結(jié)構(gòu)的構(gòu)件和連接的延性水平，提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性水平，是提高高層建筑抗震設(shè)計(jì)概念在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用中的重點(diǎn)問(wèn)題，通過(guò)采用豎向和水平向混凝土構(gòu)件，能夠增強(qiáng)對(duì)砌體結(jié)構(gòu)的約束，當(dāng)配筋砌體在地震中即使產(chǎn)生裂縫也不會(huì)倒塌或者散落，保證高層建筑早地震中不至于喪失對(duì)重力荷載的承載能力。

(3)抗震概念設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)構(gòu)件上的應(yīng)用。

高層建筑抗震的實(shí)現(xiàn)需要各個(gè)構(gòu)件的支撐，因此，抗震結(jié)構(gòu)體系中的各個(gè)構(gòu)件都必須具有一定的剛度與強(qiáng)度，并且還應(yīng)該具有可靠的連接性。高層建筑的結(jié)構(gòu)體系是一個(gè)多層次超靜定結(jié)構(gòu)，因此其抗震結(jié)構(gòu)也應(yīng)該設(shè)置多道抗震防線，這樣在地震作用下，即使一部分構(gòu)件先被破壞，剩余的構(gòu)件依然具備支撐的作用，形成獨(dú)立的抗震結(jié)構(gòu)，承受地震力與豎向荷載。因此，合理的預(yù)見(jiàn)高層建筑結(jié)構(gòu)先屈服或者破壞的位置，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整構(gòu)件的強(qiáng)弱關(guān)系，形成多道抗震防線，實(shí)現(xiàn)對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)體系的合理控制，這是結(jié)構(gòu)抗震耗能的一種有效措施，是建筑抗震結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。

4結(jié)束語(yǔ)