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来源：职称驿站所属分类：建筑设计论文 发布时间：2012-08-16浏览：13次
摘要：随着社会经济的迅速发展和建筑功能的多样化，城市人口的不断增多及建设用地日趋紧张和城市规划的需要，促使高层建筑得以快速发展。另一方面由于轻质高强材料的开发及新的设计计算理论的发展，抗风和抗震理论的不断完善，加之新的施工技术和设备的不断涌现，特别是计算机的普及和应用以及结构分析手段的不断提高，为迅速发展高层建筑提供了必要的技术条件。高层建筑的结构设计不仅应保证高层建筑具有足够的安全性，还应保证结构的经济性、合理性。本文对高层建筑结构设计中的几个问题进行探讨。。
关键词：高层建筑，结构设计，问题分析
一.高层建筑结构体系的基本类型
当高层建筑的刚度和强度不能满足设计需求时，设计中往往会采用剪力墙来进行作用上的弥补。而其体系的框架承受垂直荷载承受水平此时会呈现出弯度剪型。当结构墙的主体平面剪力大于组件的作用力时，会形成剪力墙体系。它承受的处理荷载压力均为刚性的弯曲延性压力对于作用力的直接受力合抗塌性能极强，是一种比较实用、安全的结构体系。高层建筑的简体体系的作用力侧力构建是一种包括简体、筒体、多束筒等类型的受力构建体，分为实腹筒和空腹筒两种类型
二、高层建筑结构的相关问题分析：
高层建筑的结构体系也是越来越多样化，高层建筑结构设计也越来越成为高层建筑结构工程设计工作的难点与重点。
1、剪力墙布置问题：高层建筑应有较好的空间工作性能，剪力墙结构应双向布置，形成空间结构。在抗震结构中，应避免单向布置剪力墙，并宜使两个方向抗侧刚度接近，即两个方向的自振周期宜相近。另一方面，剪力墙的抗侧刚度及承载力均较大，为充分利用剪力墙的能力，减轻结构重量，增大剪力墙结构的可利用空间，墙不宜布置太密，使结构具有适宜的侧向刚度。
剪力墙和加强部位：
（1）抗震结构中出现塑性铰的部位应作为加强部位。而剪力墙顶层、楼电梯间墙等不宜作为加强部位，这样作的目的是对塑性铰部位可以有更明确的措施，与由于温度、收缩等需要的加强措施区别；
（2）剪力墙塑性铰出现后，剪力墙应具有足够的延性，剪力墙底部塑性铰出现都有一定范围，该范围内应当加强构造措施，提高其抗剪切破坏的能力；
（3）为安全起见，设计剪力墙时将加强部位范围适当扩大，抗震设计时，一般剪力墙结构底部加强部位的高度可取墙肢总高度的1/8和底部两层二者的较大值，当剪力墙高度超过150m时，为避免加强区太高，其底部加强部位的高度可取墙肢总高度的1/10。
2、短肢剪力墙的设置问题：高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。在新规范中，对墙肢截面高厚比为5～8的墙定义为短肢剪力墙，且根据实验数据和实际经验，对短肢剪力墙在高层建筑中的应用增加了相当多的限制，因此，短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5~8的剪力墙，一般剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比大于8的剪力墙。近年兴起的短肢剪力墙结构，有利于住宅建筑布置，又可进一步减轻结构自重，应用逐渐广泛。但是由于短肢剪力墙抗震性能较差，地震区应用经验不多，考虑高层住宅建筑的安全，其剪力墙不宜过少、墙肢不宜过短，可以对短肢剪力墙的应用范围应在设计中加以限制，并采取一些加强措施。
加强措施
对于短肢剪力墙设计中应着重以下加强措施。
（1）为限制过多的剪力墙的数量，在抗震设计时，筒体和一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构总底部地震倾覆力矩50%；
（2）抗震设计时，短肢剪力墙的抗震等级应比规范中规定的剪力墙的抗震等级提高一级采用；目的是从构造上改善短肢剪力墙的延性；
（3）出于改善延性的考虑，抗震设计时，各层短肢剪力墙在重力荷载代表值作用下产生的轴力设计值的轴压比，抗震等级为一、二、三时分别不宜大于0.5、0.6和0.7（对一般剪力墙，三级抗震等级时轴压比未限制）；对于无翼缘或端柱的一字形短肢剪力墙，其延性更为不利，因此轴压比限值要相应降低0.1；
（4）对于短肢剪力墙的剪力设计值，不仅底部加强部位应调整，其他各层也要调整，一、二、级抗震等级应分别乘以增大系数1.4和1.2，目的是避免短肢剪力墙过早剪坏；
（5）短肢剪力墙截面的纵向钢筋的配筋率，底部加强部位不宜小于1.2%，其它部位不宜小于1.0%；
（6）对于短肢剪力墙截面最小厚度，无论抗震还是非抗震设计，其厚度都不应小于200㎜；对于非抗震设计，除要求建筑最大适用高度适当降低外，对墙肢厚度限制的目的是使墙肢不致过小。
3、嵌固端的设置问题：由于高层建筑一般都带有二层或二层以上的地下室和人防，嵌固端有可能设置在地下室顶板，也有可能设置在人防顶板等位置，因此，在这个问题上，结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的方面，如：嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一致性、在结构整体计算时嵌的设置、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等问题，而忽略其中任何一个方面都有可能导致后期设计工作的大量修改或埋下安全隐患。
4、结构的规则性问题：新旧规范在这方面的内容出现了较大的变动，新规范在这方面增添了相当多的限制条件，例如：平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等，而且，新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。”因此，结构工程师在遵循新规范的这些限制条件上必须严格注意，以避免后期施工图设计阶段工作的被动。
三.高层建筑结构的经济体系分析
对于高层建筑的结构体系选型设计十分重要，它不仅要考虑设计、结构和施工等等要求，还要从建筑设备和选材方面综合考虑。当然，当中最重要的还是综合经济指标的构建和优化。对于一栋高层呢个建筑必须满足使用功能的特点，能做到多功能的一体性。由于不同建筑的使用功能不同，所以空间的划分和结构形式也不尽相同。对于非地震区的可以选择水平荷载的风荷载。这样在抗风的同时，结构平面的不知也会有内力的倾覆性。高层建筑的混凝土用粮食随着每层楼的整体重量增加而延伸跨度与构建的支承关系的。为了抵抗荷载作用侧移力，就随之要增加材料；所以对于高层建筑的设计抵抗侧向材料选择时很重要的。
四、结语：近些年来，我国的高层建筑建设发展迅速。但从设计质量方面来看，并不理想。我们要从根本上对于概念进行有效的思维展开，使整体概念来完成结构的总体方案设计，并可以有意识的处理好构件和结构之间的相互关系。
《有关高层建筑结构设计中的几个问题探讨》
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文章名称： 有关高层建筑结构设计中的几个问题探讨
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