1、精選對于高層建筑結構設計的要點分析 對于高層建筑結構設計的要點分析摘要：隨著社會經濟的迅速發展和建筑功能的多樣化，城市人口的不斷增多及建設用地日趨緊張和城市規劃的需要，促使高層建筑得以快速發展。本文介紹高層建筑結構設計的步驟與結構抗震設計，提出了高層建筑結構設計需要注意的問題。關鍵詞： 高層；建筑；結構設計一、高層建筑結構設計的主要步驟1、確定合理的基礎設計方案 在進行高層建筑的基礎設計過程中，要結合當地的地質條件、荷載的具體分布、上部的結構類型以及相鄰建筑的影響和施工條件等各項因素進行分析，選擇合理性、經濟性的基礎方案。在設計過程中，地基的潛力要充分發掘，如有必要要對地基的變形進行計算。在基

2、礎設計過程中，地質勘察材料就已經完整的形成，如果建筑缺乏相應的地質報告，則要到現場查看，鄰近的建筑物資料也可作為參考。2、確定最佳結構方案 一個成功的建筑結構設計，一定是最經濟、最合理的方案。結構體系的設計不但要明確其受力，還要便于傳力，不同的結構體系不可混用于相同的結構單元。所以在進行結構設講地，工程的設計要求、施工情況以及材料供應等均要作用綜合分析的因素，與水、電、暖等同時進行協商，以此為基礎進行結構的選型，最終確定出最佳方案。3、確定適用的計算簡圖 結構計算是以計算簡圖為基礎的，而實際結構設計中因為計算簡圖的不合理而導致結構不安全的問題時有發生，因此，計算簡圖的適用性、合量性也是保證結構

3、安全的重要因素之一。由于實際結構的節點不是單純的剛結，因此計算簡圖要有相應的構造來保證，不過其誤差不可超出相關標準規定的范圍。4、分析計算結果現在計算機技術在高層建筑的結構設計中得到了廣泛的應用，但是由于其軟件種類眾多，不同類型的軟件由于其算法不同，有可以得出不同的計算結果。因此設計人員在利用計算時，如果發現程序和某個結構的實際情況不符，或者存在人工輸入的錯誤，甚至軟件自身的缺陷等都要及時查找原因并糾正，以保證計算結果的準確性。5、采用合理的構造方法 高層建筑結構設計的過程中，要對構件的延性尤為注意，對其薄弱位置更加關注。鋼筋錨固的長度要注意，尤其是鋼筋直線段的錨固長度，而且溫度應力對其所造成

4、的影響也要考慮進去。此外，平面、立面的布置要遵循對稱、均勻、規范的原則，盡量不要出現薄弱部分，并且要通過極限狀態做驗算。二、高層建筑結構抗震設計地震是難以預測以及精確計算的，地震作用而使建筑物承受的力，因地震作用的大小、地基的堅固度，以及建筑物固有的周期而異。地震作用的大小被評估為靜態的水平力，通常都會隨著建筑物的高度的增加，建筑物水平力的比例就會變小。對于某一方向的地震作用，相同方向的抗震要素的抵抗，會與其剛度成正比。1、施加于建筑物的地震作用由震源傳來的地震波，當地表附近的地基越軟弱時就越會增強，而且隨著建筑物增高及固有周期變長時，搖動的力就變小，而且越到建筑物的上方樓層，搖動的力(加速度

5、)就有變大的傾向。基于這些因素的考慮，定出施加于建筑物的地震作用，這被當作施加于建筑物各樓層的水平力來評估。2、抗震因素的配置毫無疑問，建筑物會從各方向承受地震作用，如果將整體建筑物當作是二維框架的集合體去考慮力的傳遞就容易使人理解。與地震作用的水平方向平行的框架負擔著水平力，各層柱子與抗震墻等則按剛度比例負擔地震作用。3、構架的變形抵抗對結構體施加水平力時，若超過其支承的彈性限度，變形就會急遽地增加，達到最大強度。在設計時，對于頻度高的地震，通常都停留在支承力的彈性極限以下，大地震時則不要超過其最大強度。4、構件的強度與韌性關系強度大的抗震因素不需要韌性。墻壁與斜撐的韌性較小，框架構架的韌性

6、較大。5、抗震因素平面上的平衡抗震因素平面上的平衡不良的建筑物，在承受地震作用時容易產生伴隨扭力回轉的變形，剛性弱的部分就會產生很大的變形，使該部分的破壞有增大之虞。由于地震作用是屬于慣性力，因此力的作用中心要與重心一致。所謂的在平面上采取平衡，也就是地震作用的中心，亦即重心與抗震因素之剛度的中心(被稱作剛心)必須一致。即使平面上的剛性(框架的剛度)一致的建筑物，當它向后退縮時，由于下方樓層的重心會從中心偏離，將會產生失穩。此外，如抗震墻與鋼骨框架之類的剛度大的抗震因素呈偏心配置的建筑物，就容易產生失穩。6、抗震因素之剖面上的平衡當抗震因素的剛度在上下方向不均勻，且硬樓層部與軟樓層部混合在一起

7、時，地震作用就會集中于軟樓層部，使該樓層部分承受的力及變形變大，會有增大破壞之虞。尤其是二樓以上的部分墻壁多且一樓沒有墻壁的建筑物，稱作懸挑建筑物，有許多在地震時會發生一樓瓦解的破壞。建筑物由幾種構架構成，且各種構架的上下方向能夠采取平衡時則很理想，而以各層之框架的剛度總和采取平衡亦可。三、高層建筑結設計的幾個問題1.正確認識高層建筑的受力特點。選擇合理的結構類型高層建筑從本質上講是一個豎向懸臂結構, 垂直荷載主要使結構產生軸向力與建筑物高度大體為線性關系; 水平荷載使結構產生彎矩。從受力特性看, 垂直荷載方向不變,隨建筑物的增高僅引起量的增加;而水平荷載可來自任何方向, 當為均布荷載時, 彎

8、矩與建筑物高度呈二次方變化。從側移特性看, 豎向荷載引起的側移很小, 而水平荷載當為均布荷載時, 側移與高度成四次方變化。由此可以看出, 在高層結構中, 水平荷載的影響要遠遠大于垂直荷載的影響, 水平荷載是結構設計的控制因素, 結構抵抗水平荷載產生的彎矩、剪力以及拉應力和壓應力應有較大的強度外, 同時要求結構要有足夠的剛度, 使隨著高度增加所引起的側向變形限制在結構允許范圍內。2.正確選擇否理的結構體系由于高層建筑中抗水平力成為設計的主要矛盾, 因此采用何種抗側力結構是結構設計的關鍵性問題。根據抗側力結構的不同, 鋼筋砼結構主要可分為框架結構、框架剪力墻結構、剪力墻結構和筒體結構等幾種結構體系

9、, 這些體系的受力特點、抵抗水平力的能力,特別是抗震性能等有所不同, 因此具有不同的適用范圍。3.提高結構的抗震性能由于高層建筑的受力特點不同于低層建筑, 因此在地震區進行高層建筑結構設計時, 除應保證結構具有足夠的強度和剛度外, 還應具有良好的抗震性能。通過合理的抗震設計, 使建筑物達到小震不壞, 中震可修, 大震不倒。為了達到這一要求, 結構必須具有一定的塑性變形能力來吸收地震所產生的能量, 減弱地震破壞的影響。4.高層建筑結構設計中的扭轉問題。建筑結構的幾何形心、剛度中心、結構重心即為建筑三心，在結構設計時要求建筑三心盡可能匯于一點，即三心合一。結構的扭轉問題就是指在結構設計過程中未做到三心合一，在水平荷載作用下結構發生扭轉振動效應。為避免建筑物因水平荷載作用而發生的扭轉破壞，應在結構設計時選擇合理的結構形式和平面布局，盡可能地使建筑物做到三心合一。在水平荷載作用下，高層建筑扭轉作用的大小取決于質量分布。為使樓層水平力作用沿平面分布均勻，減輕結構的扭轉振動，應使建筑平面盡可能采用方形