時間：2023-07-13 17:23:12
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞：復(fù)雜高層；超高詠ㄖ；結(jié)構(gòu)設(shè)計；設(shè)計要點
中圖分類號：TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
在建筑行業(yè)發(fā)展中，越來越多新技術(shù)、新工藝和新材料應(yīng)用其中，這就對工程結(jié)構(gòu)設(shè)計提出了更高的要求。尤其是在當(dāng)前復(fù)雜高層和超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，可能受到一系列客觀因素影響，為工程結(jié)構(gòu)埋下安全隱患，影響工程結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量。尤其是在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，相較于普通的建筑而言，結(jié)構(gòu)設(shè)計要求更高，需要充分結(jié)合建筑特性，把握復(fù)雜高層和超高層建筑設(shè)計技術(shù)要點，提升設(shè)計合理性，為后續(xù)施工活動有序開展打下堅實的基礎(chǔ)。
一、復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計
某建筑工程總高度78.5m，高22層，主樓地下兩層，地面20層。建筑結(jié)構(gòu)為框剪結(jié)構(gòu)，通過多方設(shè)計方案論證，樁基工程選擇后壓漿鉆孔灌注樁，選擇端承-摩擦樁的裝荷載形式，壓漿鉆孔灌注樁295根，φ700樁252根，有效樁長18m～19m。采用標(biāo)號C25的混凝土，關(guān)注前0.5m?～0.5m?碎石置于空洞地步。關(guān)注過程中，導(dǎo)管同孔底之間的距離為0.5m，連續(xù)灌注混凝土。
復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，相較于普通的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計而言存在明顯的差異。一般其概況下，普通建筑的高度是在200m以下，復(fù)雜高層和超高層建筑的高度則超過了200m，這就對建筑工程穩(wěn)定性提出了更高的要求。普通建筑多為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，而復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)則是多為鋼結(jié)構(gòu)或是混合結(jié)構(gòu)，設(shè)計技術(shù)含量較高，結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜。此外，在復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，需要充分考慮到建筑抗震要求、環(huán)境因素、自重以及風(fēng)荷載等因素的影響，設(shè)計內(nèi)容較為復(fù)雜，所以復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計難度更大。
二、復(fù)雜高層和超高層建筑概念設(shè)計
（一）提升對概念設(shè)計的重視程度
近些年來，在復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計理念不斷創(chuàng)新，積累了豐富的結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)驗，其中最具代表性的就是概念設(shè)計。在概念設(shè)計中，提升結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)則性和均勻性；結(jié)構(gòu)中作用力傳遞更為清晰；結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)該充分體現(xiàn)高標(biāo)準(zhǔn)的要求；結(jié)構(gòu)設(shè)計中融入節(jié)能減排理念，促使結(jié)構(gòu)設(shè)計更為科學(xué)合理；設(shè)計中，提升建筑材料利用效率，在滿足建筑結(jié)構(gòu)整體設(shè)計要求的同時，迎合可持續(xù)發(fā)展要求。基于此，為了滿足上述設(shè)計要求，設(shè)計人員應(yīng)該同建筑工程師進(jìn)行密切的交流，在充分交流基礎(chǔ)上，提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計合理性。
（二）選擇合理的結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系
在復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，為了可以有效提升結(jié)構(gòu)設(shè)計安全性，選擇抗側(cè)力體系是尤為必要的。在選擇結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系中，應(yīng)該根據(jù)建筑具體高度來選擇，明確結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系和建筑物高度之間的關(guān)系，如果建筑高度在100m以下，可以選擇框架、框架剪力墻和剪力墻體系；如果建筑高度在100m～200m以內(nèi)，則選擇框架核心筒、框架核心筒伸臂；建筑高度在600m左右時，選擇筒中筒伸臂、桁架、斜撐組合體；在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，需要充分考慮到結(jié)構(gòu)內(nèi)部各個部件之間的關(guān)系，形成一個整體；如果建筑工程結(jié)構(gòu)中存在多個抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，應(yīng)該分別對這些抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上科學(xué)分析和判斷。
（三）提高建筑抗震設(shè)計重視程度
提高建筑抗震設(shè)計重視程度是尤為必要的，尤其是在復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，抗震設(shè)計對于建筑安全影響較大。在選擇抗震方案中，需要選擇合理的施工材料，質(zhì)量符合建筑要求；盡可能降低地震過程中能量的擴(kuò)大，對建筑構(gòu)件的承載力進(jìn)行驗收，計算地震下建筑結(jié)構(gòu)位移數(shù)值；高層建筑工程設(shè)計中，結(jié)構(gòu)抗震手段的應(yīng)用需要在得到位移數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上實現(xiàn)，設(shè)計更加合理的建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，一旦建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生變形可以起到有效的保護(hù)作用；結(jié)構(gòu)設(shè)計中體現(xiàn)出建筑構(gòu)件的生產(chǎn)要求和界面變化情況，提升結(jié)構(gòu)設(shè)計穩(wěn)定性和牢固性。
（四）復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計融合經(jīng)濟(jì)理念
在復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，由于工程項目較為龐大，在具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，可能受到客觀因素影響出現(xiàn)一系列成本問題。故此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，需要充分融合經(jīng)濟(jì)型設(shè)計理念，對結(jié)構(gòu)設(shè)計方案優(yōu)化處理，避免建筑工程結(jié)構(gòu)冗長帶來的資源和資金浪費，提升資金利用效率。
三、復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計精準(zhǔn)性
（一）選擇合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件，提升設(shè)計結(jié)果精準(zhǔn)性
在復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計工程師需要充分掌握前沿的設(shè)計手段和方法，能夠選擇合理的分析軟件，提升計算結(jié)果準(zhǔn)確性。當(dāng)前我國復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)計算軟件種類繁多，但是不同軟件側(cè)重點存在明顯的差異，這就需要在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計人員可以了解到不同軟件的具體功能和應(yīng)用范圍，結(jié)合工程結(jié)構(gòu)設(shè)計要求來選擇合理的計算機軟件。此外，在復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，還應(yīng)該對力學(xué)理念合理判斷和分析，結(jié)合自身豐富的設(shè)計經(jīng)驗，提升計算結(jié)果精準(zhǔn)性。
（二）加強荷載和作用力的考量
在復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計工程師需要充分結(jié)合復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)特性，明確結(jié)構(gòu)自身的豎向荷載力大小和風(fēng)荷載的影響因素，將其融入到后續(xù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，提升設(shè)計合理性。復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，除了需要考慮到結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性問題以外，還可以組織風(fēng)洞試驗，測試建筑的抗風(fēng)能力。在后續(xù)的實驗中，可以設(shè)計模型來模擬在不同風(fēng)場環(huán)境下，建筑物的抗風(fēng)能力和受力情況，有針對性提升建筑物結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中，還需要考慮到倒塌水準(zhǔn)，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：其一，復(fù)雜高層和超高層建筑的延性結(jié)構(gòu)構(gòu)件，構(gòu)件的彈性變形能力高低同結(jié)構(gòu)抗震能力存在密切聯(lián)系；其二，對于復(fù)雜高層和超高層建筑中的構(gòu)件，滿足各項技術(shù)要求；就復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要求，對于建筑物中的控制構(gòu)件，滿足建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計要求，能夠在不同環(huán)境下保持相應(yīng)的彈性。
（三）科學(xué)計算自振周期
復(fù)雜高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，需要充分把握震動規(guī)律，提升設(shè)計合理性。但是不同的振幅和頻率，可能出現(xiàn)大幅度震動現(xiàn)象，進(jìn)而影響到建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。故此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，需要科學(xué)計算出自震周期，結(jié)合抗震強度、建筑高度進(jìn)行科學(xué)計算，確保自振結(jié)果精準(zhǔn)性。
（四）建筑的垂直交通設(shè)計
復(fù)雜高層和超高層建筑的結(jié)構(gòu)形式主要為框架―剪力墻和核心筒結(jié)構(gòu)，此種建筑結(jié)構(gòu)形式可以有效提升結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，同時垂直交通體系結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生較大的水平在和抵抗力。除了需要考慮到樓梯、電梯和衛(wèi)生間等區(qū)域以外，向平面中央集中，可以有效減少空間占地面積，賦予建筑更好的交通環(huán)境和采光效果。垂直交通結(jié)構(gòu)體系設(shè)計中，需要充分協(xié)調(diào)采光和節(jié)能之間的關(guān)系，便于后續(xù)的維護(hù)工作開展。
結(jié)論
綜上所述，復(fù)雜高層和超高層建筑由于自身特性，建筑物高度較高，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要充分考慮到建筑抗震性能、垂直交通設(shè)計和載荷計算等問題，確保建筑工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性，滿足高層建筑使用要求，維護(hù)人們的生命財產(chǎn)安全。同時，對于建筑行業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展具有更加突出的促進(jìn)作用。
關(guān)鍵詞：超高層；復(fù)雜高層；建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計要點
1超高層及復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求
（1）科學(xué)分析構(gòu)造。在設(shè)計超高層及復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)過程中，設(shè)計人員需要對建筑的整體構(gòu)造進(jìn)行合理設(shè)計，嚴(yán)格遵循實用性與穩(wěn)定性的原則，對結(jié)構(gòu)設(shè)計細(xì)節(jié)加以高度重視，加固設(shè)計部分應(yīng)力符合集中的部位。同時設(shè)計人員需要綜合分析外界的環(huán)境因素，如風(fēng)向風(fēng)力、溫度變化等，以免建筑物出現(xiàn)形變和側(cè)移等問題，確保構(gòu)造的穩(wěn)定性[1]。此外，設(shè)計人員需要準(zhǔn)確把握建筑材料的性能，尤其是材料的形變能力和延展性，以便因材料質(zhì)量問題而影響建筑構(gòu)造的使用性能。（2）優(yōu)選結(jié)構(gòu)方案。結(jié)構(gòu)方案的選擇是超高層及復(fù)雜高層建筑建設(shè)的前提與基礎(chǔ)，因此設(shè)計人員需要以工程實際情況為依據(jù)，科學(xué)確定結(jié)構(gòu)方案，在確保結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，協(xié)調(diào)好建筑成本投入及結(jié)構(gòu)優(yōu)化之間的關(guān)系。同時構(gòu)建系統(tǒng)科學(xué)的評價方案，在評價體系中納入相關(guān)的評價標(biāo)準(zhǔn)，如自然因素、施工工藝、工程材料和設(shè)計要求等，然后分析和對比超高層及復(fù)雜高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，優(yōu)選出最佳方案，保證工程的有序?qū)嵤＃?）完善計算簡圖。在結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)，計算簡圖的目的就是為方案的選擇提供數(shù)據(jù)支撐，達(dá)到結(jié)構(gòu)精細(xì)化分析的目的。由于計算簡圖的完善與否直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)合理，因此在實際工作中，設(shè)計人員應(yīng)體現(xiàn)出計算簡圖的全面性與直觀性特征，對結(jié)構(gòu)簡圖的繪制誤差進(jìn)行科學(xué)控制，以便獲得關(guān)鍵性的內(nèi)容，真實準(zhǔn)確反映出工程的結(jié)構(gòu)信息，便于工程的順利開展。
2超高層及復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點
超高層及復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點具體表現(xiàn)為以下幾方面：（1）注重概念設(shè)計。在超高層及復(fù)雜高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，需要高度注重概念設(shè)計，適當(dāng)提高結(jié)構(gòu)的均勻性、完整性、規(guī)則性，保證結(jié)構(gòu)抗側(cè)力與豎向的傳力路徑相對直接與清晰；同時在設(shè)計中適當(dāng)融合節(jié)能和環(huán)保的理念，構(gòu)建切實可行的耗能機制，關(guān)注材料與結(jié)構(gòu)的利用率，保證結(jié)構(gòu)受力的完整性。（2）加強抗震設(shè)計。抗震設(shè)計保證超高層及復(fù)雜高層建筑安全性的前提與基礎(chǔ)，要想做好抗震設(shè)計應(yīng)做好如下幾點：①關(guān)注抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法和質(zhì)量。由于地震作用方向的隨機性強，對地震荷載進(jìn)行準(zhǔn)確計算后，需要從構(gòu)件與結(jié)構(gòu)等方面出發(fā)，科學(xué)選用抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，使剛心與形心相重合，提高結(jié)構(gòu)安全性能[2]。②認(rèn)真考慮抗震設(shè)防烈度。抗震設(shè)防烈度是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要內(nèi)容，在烈度設(shè)計中應(yīng)以建筑物最大承受強度大小為主，以此增強建筑物的安全性與經(jīng)濟(jì)性，有效減少建設(shè)誤差，保證人們的生命財產(chǎn)安全。③科學(xué)選擇建材。抗震設(shè)計材料應(yīng)具備材質(zhì)均勻、高強輕質(zhì)等特點，并且構(gòu)件連接應(yīng)有良好的延性、連續(xù)性、整體性，這樣才能有效消耗地震的能力，降低地震反應(yīng)，減少因地震造成的損失。④加強構(gòu)件強度。為了增強超高層及復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)的抗變形能力和抗震性能，可以選擇強度較大的結(jié)構(gòu)，如鋼結(jié)構(gòu)、型鋼混凝土結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)等。（3）合理選擇結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系。要想保證建筑的安全性，必須要對結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系進(jìn)行科學(xué)選擇，但是在選擇過程中需要注意幾點：①在實際設(shè)計環(huán)節(jié)，應(yīng)該高度重視相關(guān)結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件的聯(lián)系，使其形成統(tǒng)一和完整的整體。②如果建筑結(jié)構(gòu)中涉及諸多抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，則需要對其進(jìn)行認(rèn)真分析，科學(xué)評判其貢獻(xiàn)程度，對其效用進(jìn)行詳細(xì)考察[3]。③從建筑物實際高度出發(fā)，對所學(xué)的結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行確定，如建筑物高度不超過100m，框架剪力墻、框架、剪力墻為最佳體系構(gòu)成；高度保持在100~200m的范圍內(nèi)，剪力墻和框架核心筒為最佳體系構(gòu)成；蓋度在200~300m的范圍內(nèi)，框架核心筒和和框架核心筒伸臂為最佳體系構(gòu)成；高度低于600m時，銜架、斜撐、組合體、筒中筒伸臂、巨型框架為最佳體系構(gòu)成。
3結(jié)束語
在超高層及復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，需要對其設(shè)計要點進(jìn)行準(zhǔn)確掌握，從施工過程、抗震設(shè)防烈度和結(jié)構(gòu)方案等方面處罰，做到科學(xué)分析構(gòu)造、優(yōu)選結(jié)構(gòu)方案、完善計算簡圖，并加強抗震設(shè)計，注重概念設(shè)計，合理選擇結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系。這樣才能提高材料的利用率，保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性和安全性，增強建筑的整體質(zhì)量和使用性能，達(dá)到良好的設(shè)計效果。
參考文獻(xiàn)
[1]吳榮德，李國方.復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點探析[J].住宅與房地產(chǎn)，2015，28：40.
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(1)高層建筑結(jié)構(gòu)計算簡圖的合理化原則計算簡圖是計算高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)，其合理性能直接關(guān)系到高層建筑的結(jié)構(gòu)的安全性。由此可見在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時要堅持計算簡圖合理化原則，且高層建筑實際結(jié)構(gòu)的節(jié)點不是單一的，故必須要將簡圖的誤差控制在規(guī)范的范圍內(nèi)。
(2)高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)方案的合理化原則高層建筑的地質(zhì)條件是高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)方案的設(shè)計參考依據(jù)。其結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)方案的合理化要求對高層建筑的結(jié)構(gòu)類型、施工條件、荷載分布情況、與鄰近既有建筑物的關(guān)聯(lián)性等因素進(jìn)行綜合考慮。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計基礎(chǔ)方案通常情況下要確保其能夠最大程度發(fā)揮地基的潛力，高層建筑設(shè)計必須要具備相應(yīng)的地質(zhì)勘察報告。
(3)高層建筑方案的合理化原則高層建筑結(jié)構(gòu)方案的合理化指的是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案必須要與結(jié)構(gòu)體系的結(jié)構(gòu)形式的要求保持充分的一致性，同時要滿足經(jīng)濟(jì)性的要求。結(jié)構(gòu)體系的具體要求要保證具有簡單性、受力明確性等，綜合考慮工程設(shè)計的需求、施工材料、地理條件、施工條件等，同時還要兼顧建筑的暖氣、水和電額的相互協(xié)調(diào)。
2高層建筑及超高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計目標(biāo)分析
高層建筑的抗震設(shè)計在整個建筑設(shè)計中具有重要的作用。在設(shè)計時要考慮到重現(xiàn)期大約為7度的地震，建筑物只能出現(xiàn)的損傷都可以忽略，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時要使結(jié)構(gòu)的反應(yīng)狀態(tài)基本處于彈性反應(yīng)狀態(tài)。對于重現(xiàn)期與9度的地震水準(zhǔn)較為接近的地震，在設(shè)計時要對最大地震的震動進(jìn)行預(yù)計，并設(shè)計為在真正遇襲情況下能有效防止倒塌情況，并能夠證實以下幾點:
(1)對于結(jié)構(gòu)中的所有的延性的構(gòu)件，要保證其非彈性變形必須低于其變形能力;
(2)對于非延性破壞模式的結(jié)構(gòu)部件，要求其對于力的需求要大于等于其名義上的強度;(3)對于超高建筑物或者較為復(fù)雜的建筑物的設(shè)計上，對于起到控制作用的構(gòu)件還需要保證其在受到中等震級地震的振動下仍能夠保持其自身一定的彈性。
3設(shè)計要點分析
(1)重視概念設(shè)計對于超高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計以及復(fù)雜建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計上，要重視其結(jié)構(gòu)概念的設(shè)計，在設(shè)計時要盡量提升建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性和均勻性;要確保結(jié)構(gòu)的傳力途徑清晰和直接，尤其是結(jié)構(gòu)的豎向和抗側(cè)力傳力的途徑;在設(shè)計上包保證結(jié)構(gòu)具有較高水平的整體性設(shè)計;設(shè)計時要將節(jié)能減排的置入，以建立合理的耗能機制，創(chuàng)建綠色建筑;在設(shè)計時要充分考慮到結(jié)構(gòu)與建筑結(jié)構(gòu)材料的利用率，確保形成較為完整的結(jié)構(gòu)受力整體。這一設(shè)計過程的實現(xiàn)，得力于建筑師以及結(jié)構(gòu)工程師之間的良好溝通交流，以更好的實現(xiàn)建筑和結(jié)構(gòu)之間的統(tǒng)一。
(2)選擇科學(xué)、合理的抗側(cè)力體系大量研究表明，在設(shè)計時選擇較為合理的結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系，能有效保證高層建筑以及復(fù)雜高層建筑的安全性。在選擇時要注意結(jié)合建筑物的實際高度對結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行選擇;在進(jìn)行建筑設(shè)計時要盡可能的確保結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件之間相互聯(lián)結(jié)和組合;對建筑設(shè)計中可以根據(jù)多重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系的具體情況進(jìn)行設(shè)計，要綜合分析每種結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)點及適用性，對各種體系的貢獻(xiàn)度進(jìn)行合理的評估與評判。
(3)注重抗震設(shè)計在滿足建筑的功能性的基礎(chǔ)上，高層建筑和超高層建筑的重要設(shè)計環(huán)節(jié)就是抗震設(shè)計，該設(shè)計是建筑安全性較為重要的一步。在對高層建筑進(jìn)行抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計時，建筑材料的選擇一定要慎重，保證質(zhì)量。大量研究表明，在地震時要減少能量的輸入能夠有效減少地震對高層建筑的損害。
要做到以下幾點:
(1)在對建筑構(gòu)件的承載力進(jìn)行驗收時要對建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的層間位移限值實施較為有效的控制。
(2)在對高層建筑的具體工程項目進(jìn)行設(shè)計時，要積極采取基于位移的結(jié)構(gòu)抗震方法，對設(shè)計方案要進(jìn)行定量的具體分析，確保結(jié)構(gòu)的變形延性能夠滿足地震的預(yù)期要求。
(3)綜合分析建筑構(gòu)件的變形以及建筑結(jié)構(gòu)的位移之間存在的精確大關(guān)系，有效確定構(gòu)件的具體變形值。
(4)結(jié)合建筑物的實際情況，如建筑界面的應(yīng)變分布以及建筑界面的具體大小具有針對性的分析，并結(jié)合其具體構(gòu)建要求進(jìn)行設(shè)計。
您好，根據(jù)作者的專業(yè)，這篇論文我把電氣內(nèi)容放在前邊，結(jié)構(gòu)內(nèi)容放后邊了
關(guān)鍵詞：高層；鋼結(jié)構(gòu)建筑；消防；電氣；結(jié)構(gòu)；設(shè)計要點
中圖分類號：S611文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
前言：高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的電氣消防設(shè)計水平和結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全、可靠，直接關(guān)系到高層建筑物和民用建筑建筑物的安全使用性能，建筑行業(yè)在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計和消防電氣設(shè)計中應(yīng)該根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，做好建筑工程的消防電源及配電設(shè)計、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面的設(shè)計工作,通過優(yōu)化建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計和消防電氣設(shè)計不僅可以有效避免安全隱患的出現(xiàn),防止重大安全事故的發(fā)生保障人員的人生安全。
一、高層鋼結(jié)構(gòu)建筑消防電氣設(shè)計的特點
高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的結(jié)構(gòu)本身在高溫下容易失去承載力，室內(nèi)裝修的材料也是可燃的，加上存在人員及貨物過于密集、樓層過多的問題，高層建筑存在著嚴(yán)重的安全隱患。高層鋼結(jié)構(gòu)建筑容易發(fā)生的“煙囪模式”是由于豎井內(nèi)電氣管線多、管道敷設(shè)彎曲、電梯間通風(fēng)設(shè)備多等多種原因造成的。煙囪模式在遇到明火的時候，會加快火勢的增大和蔓延。經(jīng)過對許多火災(zāi)事故和現(xiàn)場的分析，相關(guān)部門發(fā)現(xiàn)火災(zāi)發(fā)生十五分鐘之后，火勢會不斷加大并以極快的速度蔓延，煙霧的擴(kuò)散程度也會迅速加快。所以，高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的火災(zāi)撲救十分困難，假如發(fā)生火災(zāi)，就會對人民的身體健康和財產(chǎn)安全造成極大的損害。
二、高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的消防電氣設(shè)計要點
1、供配電設(shè)計
高層建筑的防火規(guī)范必須按《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50045-95執(zhí)行。國家標(biāo)準(zhǔn)《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB50052-2009規(guī)定了供電負(fù)荷等級和供電要求。一級負(fù)荷應(yīng)由獨立的雙重電源供電，當(dāng)一電源發(fā)生故障時，另一電源不應(yīng)同時受到損壞。許多高層鋼結(jié)構(gòu)的建筑為一類高層建筑，所以它的供電負(fù)荷等級也應(yīng)該是一級。一類高層鋼結(jié)構(gòu)的消防控制室、消防水泵、消防電梯、防煙排煙設(shè)施、火災(zāi)自動報警、漏電火災(zāi)報警系統(tǒng)、自動滅火系統(tǒng)、應(yīng)急照明、疏散指示標(biāo)志和電動的防火門、窗、卷簾、閥門等消防電氣的負(fù)荷應(yīng)該是一級負(fù)荷別重要的負(fù)荷供電。
2、火災(zāi)事故照明和疏散指示照明
高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的樓梯間、前室、配電室、消防控制室、消防水泵房、防煙排煙機房、供消防用電的蓄電池室、自備發(fā)電機房、電話總機房以及發(fā)生火災(zāi)時仍需堅持工作的其它房間、人員密集的場所、公共建筑內(nèi)的疏散走道和居住建筑內(nèi)走道長度超過20m的內(nèi)走道應(yīng)設(shè)置應(yīng)急照明。疏散用的應(yīng)急照明，其地面最低照度不應(yīng)低于0.5Lx，疏散照明最少持續(xù)供電時間為30min。
3、先進(jìn)可靠的火災(zāi)自動報警控制系統(tǒng)
高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的火災(zāi)報警系統(tǒng)按《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB50116-98的要求執(zhí)行，將火災(zāi)報警系統(tǒng)分為三種基本形式：區(qū)域報警系統(tǒng)，集中報警系統(tǒng)和控制中心報警系統(tǒng)。火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的保護(hù)對象應(yīng)根據(jù)其使用性質(zhì)、火災(zāi)危險性、疏散和撲救難度等分為特級、一級和二級。鋼結(jié)構(gòu)的高層建筑的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)基本上采用控制中心報警系統(tǒng)。控制中心報警系統(tǒng)中至少應(yīng)設(shè)置一臺集中火災(zāi)報警控制器、一臺專用消防聯(lián)動控制設(shè)備和兩臺及以上區(qū)域火災(zāi)報警控制器；或至少設(shè)置一臺火災(zāi)報警控制器、一臺消防聯(lián)動控制設(shè)備和兩臺及以上區(qū)域顯示器，應(yīng)能集中顯示火災(zāi)報警部位信號和聯(lián)動控制狀態(tài)信號，系統(tǒng)中設(shè)置的集中火災(zāi)報警控制器或火災(zāi)報警控制器和消防聯(lián)動控制設(shè)備在消防控制室內(nèi)的布置應(yīng)滿足規(guī)范要求，宜用于特級和一級保護(hù)對象。
4、火災(zāi)漏電探測報警系統(tǒng)
高層鋼結(jié)構(gòu)建筑內(nèi)火災(zāi)危險性大、人員密集，根據(jù)《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB50116-98的要求需設(shè)置漏電火災(zāi)報警系統(tǒng)。火災(zāi)漏電探測報警系統(tǒng)主要探測線路的漏電電流、過電流等信號，發(fā)出聲光信號報警，準(zhǔn)確報出故障線路地址，監(jiān)視故障點的變化，并儲存各種故障和操作試驗信號不應(yīng)少于12個月。火災(zāi)漏電的探測模塊安裝在供配電的每一個回路的空氣開關(guān)下端，探測每一路需要檢測回路的漏電電流、過電流情況。每一個探測回路只發(fā)出聲光信號報警，準(zhǔn)確報出故障線路地址，監(jiān)視故障點的變化，不切斷回路的電源。火災(zāi)漏電探測報警系統(tǒng)的主機安裝在消防控制中心的墻上，給值班人員提供準(zhǔn)確的報警信號和故障點位置。
5、做好建筑物的防雷與接地
高層建筑的火災(zāi)中，由雷擊造成的原因占一定的比例。所以建筑設(shè)計時必須計安全可靠的防雷和接地裝置 ，防止直擊雷、側(cè)擊雷的直接破壞和雷電波的浸入造成的破壞。鋼材是良好的導(dǎo)電體，鋼結(jié)構(gòu)的高層建筑像一個導(dǎo)電的鐵籠子，所以更要做好建筑物的防雷和接地，還應(yīng)及時與結(jié)構(gòu)等專業(yè)溝通，合理確定位置，使其滿足規(guī)范要求，減少和預(yù)防由于雷擊造成的安全事故。
三、高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)注意的問題
1、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計要安全可靠
鋼結(jié)構(gòu)要做到安全合理、符合電氣專業(yè)相關(guān)要求、節(jié)點構(gòu)造方便可靠，并為構(gòu)件生產(chǎn)、運輸、安裝提供保障。 結(jié)構(gòu)方案盡可能節(jié)約鋼材，減輕鋼結(jié)構(gòu)重量；鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計生產(chǎn)盡可能縮短制造、安裝時間，節(jié)約勞動工日；鋼結(jié)構(gòu)必須有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性，保證整個結(jié)構(gòu)安全可靠，符合建筑物的使用要求，有良好的耐久性；結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)便于運輸、便于維護(hù)。而且還要注意鋼結(jié)構(gòu)使用價值和觀賞價值兼?zhèn)洹?/p>
2、鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計要實用、安全
鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計要發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，滿足電氣消防設(shè)計規(guī)范，建筑鋼結(jié)構(gòu)的平面布置應(yīng)力求規(guī)則、對稱，而且避免鋼結(jié)構(gòu)帶來的建筑平、立面單調(diào)呆板；注意設(shè)計深度，保證達(dá)到有關(guān)的規(guī)定要求；注意解決鋼結(jié)構(gòu)建筑建筑防腐蝕、防火、防震問題。做好鋼結(jié)構(gòu)防銹、防腐處理，使結(jié)構(gòu)布置符合規(guī)則性要求，提高防震能力，保證鋼結(jié)構(gòu)建筑的實用安全性統(tǒng)一。
四、高層鋼結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)要點
1、判斷鋼結(jié)構(gòu)在建筑設(shè)計中的適用性
在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計、選用結(jié)構(gòu)設(shè)計方案之前，要充分考察建筑項目建設(shè)是否適合用鋼結(jié)構(gòu) 。鋼結(jié)構(gòu)通常用于大跨度、高層、荷載、體型復(fù)雜或有較大振動、密封性要求高、吊車起重量大、要求能便于安裝拆卸的結(jié)構(gòu)。為了避免不必要的經(jīng)濟(jì)損失，要認(rèn)真考察鋼結(jié)構(gòu)在建筑設(shè)計中的適用性。
2、確定結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置
“概念設(shè)計”這一理念應(yīng)貫穿于在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體過程中，運用概念設(shè)計可以在早期迅速、有效地進(jìn)行構(gòu)思、比較與選擇，它在結(jié)構(gòu)選型與布置階段尤其重要。國內(nèi)常見的鋼結(jié)構(gòu)類型主要有：框架、塔桅索膜、網(wǎng)架、平面架、輕鋼等。在鋼結(jié)構(gòu)選型環(huán)節(jié)，要注意依據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計中主體系與分體系之間試驗現(xiàn)象、破壞機理、工程經(jīng)驗、力學(xué)關(guān)系與震害等因素的綜合深入分析，從而全面性整體性的選擇最為科學(xué)、合理的結(jié)構(gòu)，并且注意合理布置細(xì)節(jié)。
3、分析結(jié)構(gòu)、預(yù)估截面
建筑設(shè)計在確定鋼結(jié)構(gòu)選型和布置后要注意對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，以便鋼結(jié)構(gòu)于在實際設(shè)計中的合理應(yīng)用，例如利用線彈性分析鋼結(jié)構(gòu)。另外還需對構(gòu)件截面作初步估算，包括梁柱和支撐等的斷面形狀與尺寸的假定。設(shè)計時應(yīng)及時與電氣等專業(yè)溝通，使設(shè)計更加優(yōu)化，這些也是鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計的重要環(huán)節(jié)。
結(jié)語：綜上所述，在高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的消防電氣設(shè)計以及結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，深入了解其消防電氣的設(shè)計特點以及結(jié)構(gòu)設(shè)計特點是關(guān)鍵，做好電氣和結(jié)構(gòu)兩個專業(yè)間的相互配合工作，這既是現(xiàn)代化高層建筑物得到安全保障的體現(xiàn)，也是建筑火災(zāi)得到有效控制的體現(xiàn)，極大地保障了人們的生命財產(chǎn)安全。并且隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展的同時，促進(jìn)人們不斷在建筑電氣消防技術(shù)中引入了很多新型的現(xiàn)代化設(shè)備，不斷的完善結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，進(jìn)而大幅度地提升了超高層建筑物的安全穩(wěn)定功能，使其更加符合現(xiàn)代化超高層建筑設(shè)計的新要求。
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關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu) ；超高層 ；結(jié)構(gòu)設(shè)計 ；抗震
中圖分類號：TU3文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
傳統(tǒng)的建筑防震技術(shù)主要是以加強建筑物的剛性和韌性之間的配合度來實現(xiàn)的,而近年來,我國開始引進(jìn)國外的先進(jìn)技術(shù),采用了隔震的防震新技術(shù),并結(jié)合我國的實際建筑施工水平進(jìn)行了改良。目前以我國的建筑隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)水平來講,主要的隔震技術(shù)方式是基礎(chǔ)隔震,除此之外,還有中間隔震和懸掛隔震等技術(shù)方式。在實際的超高層建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中,對于隔震的技術(shù)方式選用還需要結(jié)合具體建筑工程的要求來確定。
1. 隔震技術(shù)的應(yīng)用
自我國引進(jìn)隔震建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)以來, 就在高層建筑工程中得到了廣泛應(yīng)用,并且隨著技術(shù)人員的不斷改進(jìn)與創(chuàng)新,目前隔震技術(shù)除了能夠在建筑工程建造設(shè)計中發(fā)揮重大作用,還能夠?qū)σ呀?jīng)建設(shè)完工的高層建筑進(jìn)行隔震結(jié)構(gòu)改造,以提高現(xiàn)有高層建筑的抗震性能。一般來講,隔震結(jié)構(gòu)層可以設(shè)計在高層建筑的不同位置, 如防火層或設(shè)備層的結(jié)構(gòu)部位,或者基礎(chǔ)層和中間層也可以,甚至在高層建筑的頂層也能起到良好的抗震加固效果。
2. 隔震建筑物
隔震建筑物是指在建筑物結(jié)構(gòu)中的某個層面采用了隔震層的加固技術(shù), 這種隔震層裝置是各種側(cè)向勁度較小的隔震組件相互作用而形成的。其目的是為了加長整個隔震建筑物的周期,以消減外力作用在建筑物上的影響。其作用原理是因為在加長了建筑物的周期以后,會增大建筑物的位移,再加上各種消能組件的作用,就可以大幅度增高結(jié)構(gòu)的阻尼比,而實現(xiàn)減少建筑位移量的目的。
3. 基礎(chǔ)隔震技術(shù)
基礎(chǔ)隔震技術(shù)是目前我國高層建筑抗震技術(shù)中應(yīng)用最廣泛, 也是效果最好的抗震加固技術(shù),并且基礎(chǔ)隔震的技術(shù)成本較低,但在隔震功能上卻發(fā)揮巨大的效應(yīng),因地震而引起的地面運動頻率對于基礎(chǔ)隔震效果的影響非常小,共振現(xiàn)象的發(fā)生頻率非常小,可以忽略不計。
3.1 基礎(chǔ)隔震的概念
通常所指的基礎(chǔ)隔震是指在建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計中, 為建筑基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)之間加設(shè)一層高度不大但有足夠可靠的隔震設(shè)置,用以吸收由地面運動所帶來的作用力,從而減少建筑上部結(jié)構(gòu)中受到的地震影響,保證建筑物的穩(wěn)定和安全,保護(hù)建筑物內(nèi)部的人群和設(shè)備不受傷害,也有效制止了因整體結(jié)構(gòu)破壞而引起的次生災(zāi)害。
3.2 基礎(chǔ)隔震設(shè)計中需要注意的問題
由于基礎(chǔ)隔震層要充分吸收建筑周邊的所有地面運動作用力, 因此,在設(shè)計中,最好要將隔震層的面積范圍稍大于建筑基礎(chǔ)的范圍,因此,在建筑施工中,要保證施工場地足夠?qū)捑b。在設(shè)置隔震層周邊的擋土墻時,由于在其上部會產(chǎn)生墻外狹道等現(xiàn)象,因此在設(shè)計中要充分考慮到這一部分結(jié)構(gòu)在地震作用中是否會發(fā)生位移而引起其他不良問題的出現(xiàn)。
3.3 基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)體系動力分析
在高烈度區(qū)地震波影響下, 高層隔震結(jié)構(gòu)體系的上部結(jié)構(gòu)彎曲變形已開始占了較大部分,在高烈度地區(qū)應(yīng)用橡膠隔震結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)中的隔震支座可能會出現(xiàn)一定的拉應(yīng)力或者非線性變形,但是結(jié)構(gòu)整體是安全的。對于高層隔震結(jié)構(gòu)體系,上部結(jié)構(gòu)的傾覆彎矩較大,水平地震作用會引起隔震層的轉(zhuǎn)動,結(jié)構(gòu)的垂直荷載也較大,隔震層可能產(chǎn)生明顯的豎向變形。對于這種情況, 隔震結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)不僅要按多質(zhì)點平動體系進(jìn)行分析,并且要考慮結(jié)構(gòu)的擺動。因此應(yīng)采用多質(zhì)點平動加擺動計算模型,如圖1 所示。
圖1 基礎(chǔ)隔震體系多質(zhì)點平動加擺動動力分析模型
4. 中間層隔震技術(shù)
在實際的建筑工程中, 尤其是在城市中心的地區(qū)進(jìn)行高層或超高層建筑施工時,往往會受到地面施工空間的限制,這時候也可以采用中間層隔震技術(shù)。這種隔震建筑物的結(jié)構(gòu)可以分為三部分,即隔震層以下的建筑結(jié)構(gòu)包括建筑基礎(chǔ)、隔震層、隔震層以上的建筑結(jié)構(gòu)。
5. 懸掛隔震技術(shù)
懸掛隔震技術(shù)是利用一定的裝置將建筑物整體結(jié)構(gòu)或大部分結(jié)構(gòu)懸掛起來,以達(dá)到在地震時,地面運動作用不到建筑主體結(jié)構(gòu)上的目的,從而實現(xiàn)有效抗震。但這種隔震技術(shù)結(jié)構(gòu)中,懸桿所要承受的荷載較大,必須用高強鋼來實現(xiàn),但高強鋼的柔性較差,容易在較大的垂直作用力下斷裂。
6. 超高層建筑結(jié)構(gòu)的隔震設(shè)計
針對超高層建筑結(jié)構(gòu)的隔震設(shè)計,需要嚴(yán)格按照有關(guān)高層建筑規(guī)范條例的相關(guān)內(nèi)容,結(jié)合建筑物所在環(huán)境的實際情況,遵循隔震設(shè)計的一般要求,采取合理的設(shè)計步驟,確保超高層隔震建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計達(dá)到最優(yōu)化的效果。
6.1 隔震設(shè)計要求
(1)設(shè)計方案:建筑結(jié)構(gòu)的隔震設(shè)計,應(yīng)根據(jù)建筑抗震設(shè)防類別、抗震設(shè)防烈度、場地條件、建筑結(jié)構(gòu)方案和建筑使用要求,與建筑抗震的設(shè)計方案進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)可行性的對比分析后,確定其設(shè)計方案。(2)設(shè)防目標(biāo):采用隔震設(shè)計的房屋建筑,其抗震設(shè)防目標(biāo)應(yīng)高于抗震建筑。在水平地震方面,隔震結(jié)構(gòu)具有比抗震結(jié)構(gòu)至少高0.5 個設(shè)防烈度的抗震安全儲備。豎向抗震措施不應(yīng)降低。(3)隔震部件:設(shè)計文件上應(yīng)注明對隔震部件的性能要求;隔震部件的設(shè)計參數(shù)和耐久性應(yīng)由試驗確定;并在安裝前對工程中所有各種類型和規(guī)格的部件原型進(jìn)行抽樣檢測,每種類型和每一規(guī)格的數(shù)量不應(yīng)少于3 個,抽樣檢測的合格率應(yīng)為100%;設(shè)置隔震部件的部位,除按計算確定外,應(yīng)采取便于檢查和替換的措施。
6.2 隔震設(shè)計步驟
(1)結(jié)構(gòu)隔震控制目標(biāo)的確定。依據(jù)設(shè)防烈度或地震危險性場地條件以及工程的重要性,確定設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。(2)結(jié)構(gòu)設(shè)計。確定上部結(jié)構(gòu)方案與結(jié)構(gòu)布置,初步確定上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸及材料強度等級。由于設(shè)置了隔震層,上部結(jié)構(gòu)所受地震作用降低很多。因此,對柱子軸壓比的限制可適當(dāng)降低,柱子的截面也可適當(dāng)減少。這部分設(shè)計內(nèi)容與非隔震建筑相同。(3)隔震裝置的選用。根據(jù)隔震裝置的承載力、剛度、變形等性能要求和規(guī)定,確定隔震支座的類型、個數(shù)和隔震支座的尺寸、布置并進(jìn)行隔震支座設(shè)計。(4)結(jié)構(gòu)隔震體系動力參數(shù)的確定。選擇隔震結(jié)構(gòu)動力計算分析模型,確定結(jié)構(gòu)的剛度、自振周期、阻尼比等動力參數(shù)。(5)結(jié)構(gòu)隔震控制驗算。計算結(jié)構(gòu)地震作用和結(jié)構(gòu)的加速度、速度、位移、隔震的水平位移、支座軸力等地震反應(yīng),確認(rèn)是否滿足設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。
7.超高層隔震建筑物設(shè)計技術(shù)
超高層隔震建筑物設(shè)計技術(shù)主要有下列關(guān)鍵因素：
7.1長周期建筑物之隔震效果
隔震建筑物之最優(yōu)越抗震效果即在延長建筑物基本振動周期，但高層建筑物基本振動周期往往超過3秒，隔震后即使將建筑物基本振動周期拉長至5秒以上，由反應(yīng)譜顯示，兩者加速度反應(yīng)相差有限。但是在增加阻尼比降低地震位移反應(yīng)，則有其貢獻(xiàn)。
7.2 傾覆作用造成隔震組件受拉力
隔震組件設(shè)計時必須考慮拉力作用，因此拉力試驗成為規(guī)范修訂之首要任務(wù)。
7.3風(fēng)力作用
隔震層設(shè)計時必須考慮地震力作用，但是小地震或風(fēng)力作用，隔震組件是否發(fā)揮功能？仍有待深入探討。
8. 結(jié)束語
隔震建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是目前抗震效果較為理想的技術(shù)方法,但其設(shè)計技術(shù)仍有很大的發(fā)展空間,還需要技術(shù)人員不斷提高技術(shù)水平,完善技術(shù)方法，使我國的高層建筑抗震性能得到更進(jìn)一步的加強。
參考文獻(xiàn)：
【關(guān)鍵詞】高層建筑；設(shè)計；結(jié)構(gòu)；抗震；抗側(cè)力構(gòu)件
前言
隨著我國各類城市圈、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)、金融市場商務(wù)區(qū)、生態(tài)文化旅游區(qū)、百鎮(zhèn)千村示范工程等社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略全面實施，區(qū)域協(xié)調(diào)、城鄉(xiāng)一體、合理布局的城鎮(zhèn)化建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，工程建設(shè)項目逐年倍增，一大批高層建筑，尤其是建筑功能的廣泛性、結(jié)構(gòu)類型的多樣性且體型復(fù)雜高層建筑顯著增多。表現(xiàn)在各個領(lǐng)域，這種新的建筑設(shè)計理念、新的結(jié)構(gòu)體系、新的施工方法等運用于大型公共建筑、上萬到幾十萬、甚至于百萬平方米高層住宅樓群的施工實踐，為從事復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)施工管理技術(shù)人員、工程建設(shè)行業(yè)質(zhì)量監(jiān)督管理人員提出新的目標(biāo)、新的要求。
一、復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的目標(biāo)
高層建筑愈來愈多，高層建筑基于性態(tài)的抗震設(shè)計必然顯得尤為重要，傳統(tǒng)的“小震不壞，中震可修，大震不倒”的抗震設(shè)防目標(biāo)顯然是不夠水準(zhǔn)的，設(shè)計上必須有所突破，筆者認(rèn)為還要從以下兩個評價水準(zhǔn)進(jìn)行考察：
1、正常使用水準(zhǔn)評價。對于重現(xiàn)期大約為 50a 的地震，建筑物只能出現(xiàn)的損傷應(yīng)該可以忽略，結(jié)構(gòu)在設(shè)計時要求結(jié)構(gòu)的反應(yīng)狀態(tài)基本處于彈性反應(yīng)狀態(tài)。
2、倒塌水準(zhǔn)評價。對于重現(xiàn)期與 2 500 a 的地震水準(zhǔn)非常接近的地震，要對最大地震振動有所預(yù)計，并設(shè)計為真正遇襲的條件能有效防止倒塌，并能證實以下幾點：（1）對于結(jié)構(gòu)中所有的延性構(gòu)件，其非彈性變形需求必須都比其變形能力要低；（2）對于具有非延性破壞模式的結(jié)構(gòu)部件，其中對力的需求應(yīng)大于等于其名義上的強度；（3）對于超高建筑物，又或者是復(fù)雜建筑物在設(shè)計上，對于起控制作用的構(gòu)件還必須要證實其受到中等地震的振動作用，仍能保持彈性。
二、復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的要點問題分析
1、重視概念設(shè)計。大量實踐經(jīng)驗告訴我們，對于復(fù)雜超高結(jié)構(gòu)設(shè)計上，應(yīng)重視其結(jié)構(gòu)概念設(shè)計，具體的應(yīng)重視以下幾個環(huán)節(jié)：（1）應(yīng)該盡量提升建筑結(jié)構(gòu)的均勻性和規(guī)則性；（2）要確保結(jié)構(gòu)有清晰且直接的傳力途徑，特別是結(jié)構(gòu)豎向和抗側(cè)力傳力途徑；（3）設(shè)計上，要保證結(jié)構(gòu)的整體性要在較高的水平；（4）設(shè)計要滲透節(jié)能減排的意識，建立較為合理的耗能機制；（5）應(yīng)從提高結(jié)構(gòu)和建筑構(gòu)件材料的利用效率入手，確保形成整個結(jié)構(gòu)的受力整體性。這一過程的實現(xiàn)，離不開結(jié)構(gòu)工程師和建造師之間良好的溝通和交流，只有溝通才能盡可能地實現(xiàn)建筑和結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一。
2、科學(xué)、合理地選擇結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系。理論研究和實踐證明，選擇合理的結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系，能夠有效保證高層及復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)的安全性。在選擇上應(yīng)注意以下幾個主要的因素：（1）結(jié)合建筑的實際高度選擇合適的結(jié)構(gòu)體系。（2）在建筑的設(shè)計上，應(yīng)盡可能地確保結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件相互聯(lián)結(jié)、組合為一個整體。（3）對于建筑中采用了多重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系的具體實際情況時，應(yīng)綜合分析每種結(jié)構(gòu)體系在建筑設(shè)計中的效用，對各自的貢獻(xiàn)度有合理的估計和評判。
三、抗震設(shè)計問題分析
隨著城市建設(shè)的發(fā)展，越來越多美觀實用、造型新穎的高層建筑不斷涌現(xiàn)。這些建筑在充分滿足人們的使用空間，并給城市帶來靚麗風(fēng)景的同時，也給結(jié)構(gòu)分析特別是起主要作用的抗震性能分析帶來了許多難題。為適應(yīng)建筑物的獨特造型和復(fù)雜空間布置，這些高層建筑的結(jié)構(gòu)形式通常較為新穎和多變，常用的結(jié)構(gòu)分析方法和分析軟件往往對其不能適用，因此需要進(jìn)行專門的研究和探索。隨著結(jié)構(gòu)計算機分析技術(shù)的快速發(fā)展，通用有限元軟件越來越成熟，它們?yōu)榇笮蛷?fù)雜工程的抗震分析提供了有利的條件，也大大促進(jìn)了復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計技術(shù)的發(fā)展。在滿足建筑的功能性的基礎(chǔ)上，抗震設(shè)計是高層和超高層建筑的設(shè)計重點，這是確保建筑安全性最為關(guān)鍵的一環(huán)，應(yīng)重點從以下幾點著手：
1、在高層建筑的抗震方案設(shè)計中，建筑結(jié)構(gòu)的材料選擇也非常重要。
2、促進(jìn)地震發(fā)生時能量的輸入能有效地減少。實踐證實，應(yīng)做好以下幾個方面：一是，在對建筑構(gòu)件的承載力進(jìn)行驗收的同時應(yīng)對建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的層間位移限值實施有效的控制。二是，具體的高層建筑工程項目設(shè)計時，我們應(yīng)該采用積極的、基于位移的結(jié)構(gòu)抗震方法，對設(shè)計方案進(jìn)行定量的分析，確保結(jié)構(gòu)的變形彈性可以滿足地震的預(yù)期要求。三是，應(yīng)綜合分析建筑構(gòu)件的變形和建筑結(jié)構(gòu)的位移兩者之間精確的關(guān)系，有效地確定構(gòu)件的變形值。四是，結(jié)合建筑物的實際如建筑界面的應(yīng)變分布及其大小來對建筑構(gòu)件的構(gòu)造需求進(jìn)行有針對性的設(shè)計。五是，選擇堅固的場地，實施建筑施工，亦是有效減少地震發(fā)生作用時能量的輸入的另一個方面。
3、大量理論研究和實踐表明，對于一個具體的高層建筑而言，如果其承載能力不是很大，但是其具有的延性較高，那么當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時，它也是不容易出現(xiàn)倒塌事故的，這是因為延性構(gòu)件可以將地震帶來的能量充分地吸收，如此一來，建筑物能夠經(jīng)受住的結(jié)構(gòu)變形將非常大。大量工程實踐證實，在很多情況下延性結(jié)構(gòu)的運用的效果是非常明顯的，借助該結(jié)構(gòu)能夠消耗掉地震的能量，從而使得地震反應(yīng)得以有效的減輕，促使地震給高層建筑帶來的破壞被有效地減弱，避免重大損失的發(fā)生。
4、設(shè)計的質(zhì)量和方法決定著抗震效果的高低，因此，高層建筑抗震設(shè)計的結(jié)構(gòu)必須得到足夠的重視。從國內(nèi)外高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計上來看，主要有如下 3 種：“框――筒”、“筒中筒”和“框架――支撐體系”。
四、結(jié)語
隨著高層建筑和超高層建筑越來越多，其復(fù)雜性也在不斷地增加，這給建筑的安全和建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性在設(shè)計上提出了較高的要求，從理論研究和結(jié)構(gòu)設(shè)計的實踐經(jīng)驗來看，要想保證復(fù)雜高層和超高層建筑的安全性，我們還有很多的工作要做，而且要保證較高的準(zhǔn)確性和合理性。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：高層建筑，結(jié)構(gòu)設(shè)計，分析，研究
中圖分類號：[TU208.3] 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
1 引言
我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展加快了城市化進(jìn)程的腳步，同時帶動了建筑業(yè)的騰飛，建筑技術(shù)隨之也有了質(zhì)的飛躍。高層建筑的發(fā)展使有限的土地面積得到了最大化的使用，發(fā)展無限的空間，緩解了城市用地緊張和城市人口壓力，并且高層建筑一躍成為建筑發(fā)展的主流導(dǎo)向，儼然成為城市高度發(fā)展的標(biāo)志。高層建筑結(jié)構(gòu)層數(shù)多、復(fù)雜難度大、施工困難、管理復(fù)雜、工序繁多、建設(shè)周期長、質(zhì)量難以保證等諸多的特殊性，給設(shè)計施工帶來了許多不便。高層建筑能夠做到結(jié)構(gòu)功能與外部條件的一致，設(shè)計理念先進(jìn)，能夠充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)的功能并保持經(jīng)濟(jì)性的協(xié)調(diào)，更好的解決構(gòu)造問題。高層建筑結(jié)構(gòu)總體系與各個分支體系設(shè)計和構(gòu)造處理的原則、力學(xué)性質(zhì)以及工作原理、力學(xué)模型和功能等這些高層建筑概念設(shè)計的依據(jù)都需要在實踐中不斷的積累經(jīng)驗。本文從高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的角度出發(fā)，針對高層建筑結(jié)構(gòu)的特點和設(shè)計問題，分析總結(jié)設(shè)計的要點，提出相對的控制措施，以期為相關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計人員提供借鑒和參考。
2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計特點
相比低層、多層建筑結(jié)構(gòu)，高層建筑結(jié)構(gòu)中結(jié)構(gòu)專業(yè)在各個專業(yè)中發(fā)揮著更為重要的作用，結(jié)構(gòu)體系的選擇直接關(guān)系到建筑的平面布置、樓層高度、施工技術(shù)、機電管道、施工工期、造價成本等，主要設(shè)計特點有以下幾點：
1）高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要因素是水平載荷，其也是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的決定因素，在低層和多層建筑結(jié)構(gòu)中，一般是以重力為代表的豎向載荷對結(jié)構(gòu)設(shè)計起著至關(guān)重要的作用。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，雖然豎向載荷對結(jié)構(gòu)存在著重要的影響作用，但是水平載荷更為重要，之所以這樣認(rèn)為，是因為水平力對高層建筑結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定性的影響程度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過豎向載荷對結(jié)構(gòu)的影響。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的豎向載荷包括建筑自重以及建筑樓面的使用載荷，它們在豎向構(gòu)件中作用的軸力和彎矩的大小與建筑高度的一次方成正比關(guān)系，而水平載荷對建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩，和由此在豎向構(gòu)件中產(chǎn)生的軸力，都與建筑高度的二次方成正比關(guān)系，因而，對于一定高度的建筑來說，豎向載荷是定值，而水平載荷主要是風(fēng)載荷和地震水平分力，它們的數(shù)值大小是動態(tài)的，具有不確定性，對著結(jié)構(gòu)動力學(xué)的不同隨之產(chǎn)生較大的變化，而隨著建筑高度的增加，較小的水平載荷也會產(chǎn)生較大的傾覆力矩和軸力，因此水平載荷是高層建筑安全性能的主要決定性因素之一。
2）建筑結(jié)構(gòu)中，軸向變形對結(jié)構(gòu)的影響主要表現(xiàn)在連續(xù)梁支座的安全和預(yù)測構(gòu)件的下料長度方面。在高層建筑結(jié)構(gòu)中，由于豎向載荷較大，柱中的撓度也較大，這樣直接影響了連續(xù)梁彎矩，導(dǎo)致中間支座附近的負(fù)彎矩減小，而連續(xù)梁跨中正彎矩和端支座負(fù)彎矩增大，威脅到連續(xù)梁的穩(wěn)定安全性能。同時較大的軸向變形也會對預(yù)測構(gòu)件的下料長度產(chǎn)生影響，因此要根據(jù)軸向變形的計算值來調(diào)整預(yù)測構(gòu)件的下料長度，避免出現(xiàn)安全隱患。結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剪力值和側(cè)移也會受到軸向變形的影響，考慮到結(jié)構(gòu)構(gòu)件豎向變形，得到的結(jié)果安全度不夠。
3）與低層、多層建筑結(jié)構(gòu)幾何變形相比，高層建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移也成為控制目標(biāo)，需要在結(jié)構(gòu)設(shè)計中認(rèn)真重視的關(guān)鍵所在。隨著建筑高度的不斷增加，側(cè)向位移受水平荷載影響也越來越明顯，水平荷載越大，側(cè)向位移也就越大，對結(jié)構(gòu)的安全影響就越大。因此，結(jié)構(gòu)側(cè)向位移要規(guī)定一個安全的容許范圍，設(shè)計計算要將其控制在此范圍之內(nèi)，減少其高層建筑結(jié)構(gòu)的安全影響。
4）結(jié)構(gòu)延性是建筑結(jié)構(gòu)的一項非常重要的設(shè)計指標(biāo)，與低層建筑結(jié)構(gòu)相比，高層建筑結(jié)構(gòu)更具有柔韌性和延展性，建筑結(jié)構(gòu)的整體變形相對來說也會更大一些。在風(fēng)、地震等外力的水平作用下，高層建筑結(jié)構(gòu)由處于彈性狀態(tài)，在作用力超過彈性極限的前提下，結(jié)構(gòu)就會進(jìn)入塑性變形階段，此時的變形無法恢復(fù)，如果作用力繼續(xù)加大，就會達(dá)到破壞階段，因此為保證結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性變形階段后仍然具有較強的變形能力和持久性，避免出現(xiàn)倒塌，就要采取恰當(dāng)?shù)拇胧黾咏Y(jié)構(gòu)的延展性，避免結(jié)構(gòu)損壞。
5）有抗震設(shè)防要求的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，在考慮豎向載荷、風(fēng)載荷等的條件下，還要滿足抗震設(shè)防的要求，保證結(jié)構(gòu)具備良好的抗震性能，做到小震不壞、大震不倒。
3 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計分析研究
3.1結(jié)構(gòu)的高度
高層建筑結(jié)構(gòu)的總體高度受制于規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，主要體現(xiàn)在抗震規(guī)范、高層混凝土技術(shù)規(guī)范中，對高度、超高等進(jìn)行了嚴(yán)格的劃分。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，之前的一些處理方法和措施都有一定的改變，并且隨著高度的增高，結(jié)構(gòu)安全影響因素也增多，若忽視這些問題，就會產(chǎn)生非常大的風(fēng)險。在實際工程中如果忽略這些問題，在施工圖的審查過程將受到限制，導(dǎo)致返工重新設(shè)計的現(xiàn)象出現(xiàn)，若進(jìn)行專家論證繼而會影響工期、造價等一連串的規(guī)劃設(shè)計施工，給項目造成很大的麻煩。當(dāng)建筑高度達(dá)到一定的程度時，結(jié)構(gòu)會發(fā)生質(zhì)的變化，如安全指標(biāo)、荷載、材料、力學(xué)模型選擇等。
3.2 結(jié)構(gòu)的體系
建筑結(jié)構(gòu)體系有很多種，目前主流的結(jié)構(gòu)形式主要有鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。對結(jié)構(gòu)體系的選擇有直接影響的是結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層和加強層的設(shè)置，在結(jié)構(gòu)體系之間或者柱間距發(fā)生變化時，就需要設(shè)計轉(zhuǎn)換層，這時結(jié)構(gòu)的剛度突變會直接影響到相鄰的柱構(gòu)件的受力情況，剪力增大導(dǎo)致很難實現(xiàn)轉(zhuǎn)換層與體系連接處的強柱弱梁。因此，高層建筑在需要轉(zhuǎn)換層或者加強層的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，結(jié)構(gòu)體系的剛度要低，避免剛度出現(xiàn)太大變化，根據(jù)我國的建材市場產(chǎn)品性能和品種，可以適當(dāng)?shù)倪x擇鋼骨混結(jié)構(gòu)、鋼管混結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)等。
3.3 結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)問題
重視建筑結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的設(shè)計是為了保證結(jié)構(gòu)的規(guī)則性、剪力墻和嵌固端的設(shè)置。采用平面規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)方便了設(shè)計施工，并且規(guī)范要求建筑物采用規(guī)則的方案，同時在平面規(guī)則性做了嚴(yán)格的限制，就是為了避免在后期的施工圖設(shè)計中造成不必要的麻煩。短肢剪力墻是設(shè)計中受到限制最多的，因此在設(shè)計中要避免出現(xiàn)短肢剪力墻，如無法避免，則要符合各種要求。嵌固端一般出現(xiàn)在地下室頂板、人防的頂板位置，它的設(shè)計也需要按照規(guī)范要求進(jìn)行，如抗震等級一致的要求、嵌固端上下層的剛度比值的選取、嵌固端和抗震縫的相對位置要求，如不滿足規(guī)范要求，則會對工程產(chǎn)生嚴(yán)重影響，因此也要重視嵌固端的設(shè)計。
3.4 結(jié)構(gòu)的抗震性能
高層建筑結(jié)構(gòu)極易出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。當(dāng)受到地震作用時，會加劇結(jié)構(gòu)的破壞，繼而影響到鄰近建筑物的穩(wěn)定。在高層建筑中結(jié)構(gòu)抗震是設(shè)計中必不可少的環(huán)節(jié)。結(jié)構(gòu)的應(yīng)力集中現(xiàn)象會影響結(jié)構(gòu)的安全性能，常出現(xiàn)在凹凸的拐角處，需要引起一定的重視，避免出現(xiàn)或者采取補救措施來減小這種應(yīng)力集中現(xiàn)象。高層建筑結(jié)構(gòu)在豎向還常出現(xiàn)剛度突變和薄弱層，因此在進(jìn)行抗震設(shè)計時要注意防震縫的設(shè)置，同時它也是設(shè)計時容易忽視的問題。高層建筑結(jié)構(gòu)要嚴(yán)格按照抗震設(shè)防規(guī)范的要求進(jìn)行。
4 結(jié)束語
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計隨著建筑的高度變化越發(fā)復(fù)雜，相關(guān)設(shè)計人員要針對高層建筑的結(jié)構(gòu)特點以及主要安全影響因素進(jìn)行重點考慮，在嚴(yán)格遵守規(guī)范要求的基礎(chǔ)上進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)體系的選擇、高度的控制，重視結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的設(shè)計問題，按照抗震的安全標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，提高高層建筑在設(shè)計上的質(zhì)量和安全性能。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；要點分析
中圖分類號：TU97文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
前言
近年來，我國建筑行業(yè)快速發(fā)展，高層建筑以其空間優(yōu)勢得到了較好的發(fā)展，是標(biāo)志著城市經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的里程碑。然而由于高層建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且施工量大等原因，要求工程設(shè)計人員在結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)準(zhǔn)確把握設(shè)計要點，確保高層建筑結(jié)構(gòu)的安全性，以及投入使用的穩(wěn)定性。
一、 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點
（一）選用適當(dāng)?shù)挠嬎愫唸D：結(jié)構(gòu)計算是在計算簡圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，計算簡圖選用不當(dāng)則會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)安全的事故常常發(fā)生，所以選擇適當(dāng)?shù)挠嬎愫唸D是保證結(jié)構(gòu)安全的重要條件。計算簡圖還應(yīng)有相應(yīng)的構(gòu)造措施來保證。實際結(jié)構(gòu)的節(jié)點不可能是純粹的鉸結(jié)點和剛結(jié)點，但與計算簡圖的誤差應(yīng)在設(shè)計允許范圍之內(nèi)。
（二）正確分析計算結(jié)果：在結(jié)構(gòu)設(shè)計中普遍采用計算機技術(shù)，但是由于目前軟件種類繁多，不同軟件往往會導(dǎo)致不同的計算結(jié)果。因此設(shè)計師應(yīng)對程序的適用范圍、條件等進(jìn)行全面了解。在計算機輔助設(shè)計時，由于結(jié)構(gòu)實際情況與程序不相符合，或人工輸入有誤。或軟件本身有缺陷均會導(dǎo)致錯誤的計算結(jié)果，因而要求結(jié)構(gòu)工程師在拿到電算結(jié)果時應(yīng)認(rèn)真分析，慎重校核，做出合理判斷。
（三）選擇合理的結(jié)構(gòu)方案
一個合理的設(shè)計必須選擇一個經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)方案，即要選擇一個切實可行的結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)體系應(yīng)受力明確，傳力簡捷，必須對工程的設(shè)計要求、材料供應(yīng)、地理環(huán)境、施工條件等情況進(jìn)行綜合分析，并與建筑、電、水、暖等專業(yè)充分協(xié)商，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型，確定結(jié)構(gòu)方案，必要時應(yīng)進(jìn)行多方案比較，擇優(yōu)選用，考慮各結(jié)構(gòu)體系的合理性、適用性和經(jīng)濟(jì)性。
1、框架結(jié)構(gòu)。框架結(jié)構(gòu)一般用于多層及小高層結(jié)構(gòu)，最大高度范圍60.0m 以下(6 度設(shè)防)。框架結(jié)構(gòu)的特點是，具有較大的室內(nèi)空間，使用方便，但內(nèi)凸的框架柱直接影響到房間的實際使用面積及家具布置。
2、框架剪力墻結(jié)構(gòu)。剪力墻結(jié)構(gòu)因其即能承擔(dān)垂直荷載又能抵抗水平力作用，所以在高層建筑中得以廣泛使用。剪力墻體系屬剛性結(jié)構(gòu),其位移曲線呈彎曲型。剪力墻體系的強度和剛度均比較高,有一定的延性，傳力均勻、直接，抗倒塌能力強，整體性好,能見高度大于框架，是一種良好的結(jié)構(gòu)體系。
3、框架-核心筒結(jié)構(gòu)：以內(nèi)部設(shè)置混凝土筒體，周圈設(shè)置框架，來作為抗側(cè)力體系并承擔(dān)豎向荷載的結(jié)構(gòu)。（筒體其實是剪力墻的一種特殊形式）
4、筒中筒結(jié)構(gòu)：以內(nèi)部外部設(shè)置雙重混凝土筒體，來作為抗側(cè)力體系并承擔(dān)豎向荷載的結(jié)構(gòu)。 板柱-剪力墻結(jié)構(gòu)：以混凝土柱和樓板（即無梁樓蓋體系）組成的框架及剪力墻共同工作來作為抗側(cè)力體系并承擔(dān)豎向荷載的結(jié)構(gòu)。
5、部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)：剪力墻結(jié)構(gòu)的一種。其中部分剪力墻不落地，通過轉(zhuǎn)換梁（也叫框支梁）把荷載傳至框支柱（框架柱的一種特殊形式）。
（四）采取相應(yīng)的構(gòu)造措施：結(jié)構(gòu)設(shè)計始終要牢記“強柱弱梁、強剪弱彎、強壓弱拉原則”，注意構(gòu)件的延性性能；加強薄弱部位；注意鋼筋的錨固長度，尤其是鋼筋的執(zhí)行段錨固長度；考慮溫度應(yīng)力的影響。此外，還要注意按對稱、均勻、規(guī)整原則考慮平面和立面的布置；綜合考慮抗震的多道防線；盡量避免薄弱層的出現(xiàn)；正常使用極限狀態(tài)的驗算都需要概念設(shè)計做指導(dǎo)。
（五）地基與基礎(chǔ)設(shè)計
高層建筑結(jié)構(gòu)中基礎(chǔ)更是極其重要的一部分，在高層項目的整個工程造價中，基礎(chǔ)占有很大一部分，結(jié)構(gòu)設(shè)計師對地基與基礎(chǔ)設(shè)計都特別重視，高層建筑設(shè)計不同于多層建筑。其基礎(chǔ)設(shè)計應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)條件、上部結(jié)構(gòu)類型與載荷分布、相鄰建筑物影響及施工條件等多種因素進(jìn)行綜合分析，先要對施工場地的地質(zhì)情況和地下水水位進(jìn)行了勘探，從而得出相關(guān)的數(shù)據(jù)，同時還要對高層上部結(jié)構(gòu)的類型和施工條件、使用功能等進(jìn)行綜合的考慮，同時還要考慮到施工時對周圍的建筑安全性的影響，這樣才能有效的保證建筑物建成后發(fā)生傾斜或沉降。
（六）高層建筑結(jié)構(gòu)平面及立面形式的選擇
在結(jié)構(gòu)設(shè)計時要選擇合理的平面布局和結(jié)構(gòu)形式，盡可能達(dá)到建筑物的三心合一，因此在設(shè)計時對平面和立面形式進(jìn)行選擇是十分關(guān)鍵的。作為高層建筑，更適宜規(guī)則、簡單的對稱形態(tài)。同時如果平面布置極不對稱，有過多的內(nèi)凹、外凸等復(fù)雜形式都會加大震害。因此在高層結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，要保證結(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)果都要精確，這樣將保證結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性，從而保證結(jié)構(gòu)的安全性。
（七）高層的連梁設(shè)計
在內(nèi)力和位移計算時，其構(gòu)件可采用彈性剛度，在處理連梁超筋或截面控制超過剪壓比的首要方法是選好剛度折減系數(shù)。當(dāng)連梁剛度折減后，部分樓層的連梁仍然不滿足要求時，可采用內(nèi)調(diào)幅，調(diào)幅不宜超過20%。
（八）提高結(jié)構(gòu)重要部位的延性
結(jié)構(gòu)延性是指結(jié)構(gòu)吸收地震能量后的變形能力。結(jié)構(gòu)延性設(shè)計是高層結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的一項重要內(nèi)容。結(jié)構(gòu)主要靠延性來抵抗地震作用產(chǎn)生的非彈性變形。在結(jié)構(gòu)豎向，對于體形較簡單的、剛度沿高度均勻分布的高層建筑，應(yīng)著重提高底層構(gòu)件的延性；對于大底盤高層建筑，應(yīng)著重提高主樓與裙房頂面相銜接的樓層中構(gòu)件的延性；對于不規(guī)則立面的高層建筑，應(yīng)著重加強體形突變處樓層構(gòu)件的延性。在結(jié)構(gòu)平面位置上，應(yīng)該著重提高房屋周邊轉(zhuǎn)角處、平面突變處和復(fù)雜平面各翼相接處構(gòu)件的延性。
（九）充分考慮結(jié)構(gòu)抗震性能
當(dāng)前國內(nèi)外抗震設(shè)計的發(fā)展趨勢，是根據(jù)對結(jié)構(gòu)在不同超越概率水平的地震作用下的性能或變形要求進(jìn)行設(shè)計，結(jié)構(gòu)彈塑性分析成為抗震設(shè)計的必要組成部分。在需要抗震設(shè)防的高層建筑中，盡可能不采用純框架體系，可以采用框架一剪力墻、剪力墻或筒體結(jié)構(gòu)體系，要根據(jù)我國的具體條件進(jìn)一步總結(jié)對高層建筑的剛度要求，以便能夠更經(jīng)濟(jì)合理地布置剪力墻和筒體等抗側(cè)力構(gòu)件。
筒體體系：凡采用筒體為抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)體系稱為筒體體系,包括筒體-框架、單筒體、多束筒、筒中筒等多種形式。筒體是一種空間受力結(jié)構(gòu)，分為空腹筒和實腹筒兩種類型。筒體體系具有很高的剛度和強度，各構(gòu)件受力比較合理，抗震、抗風(fēng)能力很強，往往應(yīng)用于大空間、大跨度或超高層建筑。
二、高層建筑結(jié)構(gòu)方案設(shè)計中應(yīng)注意的問題
（一）考慮受力性能
對于一個建筑物的最初的設(shè)計，設(shè)計師考慮更多的是它的空間組成特點，而不是詳細(xì)地確定它的具體結(jié)構(gòu)。建筑物底面對建筑物空間形式的豎向穩(wěn)定和水平方向的穩(wěn)定都是非常重要的，由于建筑物是由一些大而重的構(gòu)件所組成，因此結(jié)構(gòu)必須能將它本身的重量傳至地面，結(jié)構(gòu)的荷載總是向下作用于地面的，而結(jié)構(gòu)設(shè)計的一個基本要求就是要搞清楚所選擇的體系中向下的作用力與地基土的承載力之間的關(guān)系，所以，在建筑設(shè)計的方案階段，就必須對主要的承重柱和承重墻的數(shù)量和分布作出總體設(shè)想。
（二）提倡概念設(shè)計
概念設(shè)計通常是指不經(jīng)數(shù)值計算，特別是在一些難以作出精確理性分析或在規(guī)范中難以規(guī)定的問題時，結(jié)合整體結(jié)構(gòu)體系以及分體系間的結(jié)構(gòu)破壞機理、力學(xué)關(guān)系、試驗現(xiàn)象以及工程經(jīng)驗等所獲得的基本設(shè)計原則與設(shè)計思想，從整體的角度來確定建筑結(jié)構(gòu)的總體布置以及抗震細(xì)部措施的宏觀控制。采用概念性近似估算方法，可以在建筑設(shè)計的方案階段迅速、有效地對結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行構(gòu)思、比較與選擇。所得方案一般概念清晰、定性正確，防止后期設(shè)計階段出現(xiàn)不必要的繁瑣運算，具有經(jīng)濟(jì)可靠的優(yōu)點。
結(jié)語
對于高層結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點要進(jìn)行深入的分析研究，重視結(jié)構(gòu)計算的準(zhǔn)確性的同時，還應(yīng)結(jié)合結(jié)構(gòu)方案的具體實況，對結(jié)構(gòu)方案做出科學(xué)合理的選擇。工程設(shè)計人員應(yīng)堅持具體情況具體分析，并不斷開拓思路，汲取新的技術(shù)理念，融入到實際設(shè)計中，確保高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全、實用與美觀。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：高層建筑；風(fēng)荷載；計算研究
中圖分類號：[TU208.3] 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
一、高層建筑風(fēng)荷載產(chǎn)生機理及解析
風(fēng)荷載的大小以及對建筑物自身及建筑物周邊作用力的大小，與建筑物體型、高度、建筑物所處位置、結(jié)構(gòu)特性有關(guān)。高層建筑可能造成很強的地面風(fēng)，對行人和商店有很大影響；當(dāng)附近還有別的高層建筑時，群體效應(yīng)對建筑物和建筑物之間的通道也會造成危害。因此在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，必須從氣流風(fēng)速等風(fēng)荷載產(chǎn)生機理對建筑風(fēng)荷載進(jìn)行統(tǒng)籌考慮。
1、陣風(fēng)紊流和脈動分量：大氣邊界層中的風(fēng)可以用一個平均風(fēng)速值疊加隨機的脈動分量或陣風(fēng)。平均風(fēng)速隨高度升高而增加，脈動風(fēng)速隨高度的變化不如平均風(fēng)速明顯，脈動風(fēng)速具有隨機性和動力特性。結(jié)構(gòu)設(shè)計人員關(guān)心的風(fēng)的基本要素包括：風(fēng)向、平均風(fēng)速剖面、紊流度剖面和紊流的譜特性、空間任意兩點風(fēng)速的相關(guān)性、極值風(fēng)速的概率統(tǒng)計特性。
2、具備特征的湍流：由于氣流的慣性和粘性，來流在遭遇建筑物時，將發(fā)生復(fù)雜的流固相互作用。氣流經(jīng)過分離、再附、渦的形成與脫離以及尾流的發(fā)展，在建筑物表面的氣體壓力發(fā)生復(fù)雜變化。這會導(dǎo)致不均勻的壓力和吸力，這些不均勻壓力的合力形成了作用于結(jié)構(gòu)上的外加氣動力。
3、超高層建筑中的紊流風(fēng)。位于大氣邊界層中的建筑的紊流風(fēng)作用下的情況更復(fù)雜。氣流在超高層建筑物周圍具有不均勻性；實際建筑物形狀復(fù)雜，氣流在建筑物表面的發(fā)展因建筑的體型不同而不同；紊流也會加劇建筑物周圍的氣流或氣壓的復(fù)雜性；建筑物周圍的其它建筑也會對氣流的形成與發(fā)展產(chǎn)生復(fù)雜影響，
二、風(fēng)荷載對高層建筑的影響及分類
風(fēng)對建筑物的影響主要是風(fēng)荷載對水平位移的影響，與高層建筑風(fēng)效應(yīng)、當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c、風(fēng)力狀況、場地特征、建筑物體型等等因素緊密相關(guān)。
一般將高層建筑風(fēng)效應(yīng)分為順風(fēng)向、橫風(fēng)向和扭轉(zhuǎn)三個方向。結(jié)構(gòu)的順風(fēng)向動態(tài)響應(yīng)計算一般假定脈動風(fēng)速為平穩(wěn)高斯過程，并利用準(zhǔn)定常假定建立脈動風(fēng)速與脈動風(fēng)壓之間的關(guān)系。橫風(fēng)向響應(yīng)的機理十分復(fù)雜。一般將其劃分成三種類型：①尾流激勵。它指的是與渦脫有關(guān)的橫風(fēng)向激勵，這種機理導(dǎo)致的橫風(fēng)向氣動力往往有明顯確定的周期性。②來流紊流引起的激勵，主要依賴于建筑的氣動特性。③結(jié)構(gòu)橫風(fēng)向運動導(dǎo)致的激勵。與這種激勵機制有關(guān)的有馳振激勵、顫振激勵和鎖定等。一般認(rèn)為，高層建筑遭受這幾種純粹的激勵的可能性不大。實際高層建筑的橫風(fēng)向激勵實質(zhì)是上述機制共同作用的結(jié)果，由于這些機理，氣流在建筑物表面和周圍產(chǎn)生復(fù)雜的隨時空變化的壓力分布。由于機理復(fù)雜，影響因素眾多，需要借助風(fēng)洞實驗方法來研究橫風(fēng)向風(fēng)效應(yīng)問題。扭轉(zhuǎn)響應(yīng)是由于迎風(fēng)面、背風(fēng)面和側(cè)面風(fēng)壓分布的不對稱所導(dǎo)致的，與風(fēng)的紊流及建筑尾流中的旋渦有關(guān)，但對于不同幾何外形的建筑物，主要的影響因素不相同。
總風(fēng)荷載與局部風(fēng)荷載。總風(fēng)荷載是指建筑物的各個表面所受風(fēng)荷載的合力，是沿建筑物變化的線荷載，通常按建筑物的主軸方向計算。局部風(fēng)荷載是指在建筑物表面某些風(fēng)壓較大的部位，考慮風(fēng)壓對局部某些構(gòu)建的不利作用時考慮的風(fēng)荷載，考慮部位一般是建筑物的角隅或陽臺雨篷等懸挑構(gòu)件。風(fēng)荷載與樓層高度有關(guān)，越高風(fēng)壓越大，但不是簡單的正比關(guān)系。對于平坦或稍有起伏的地形，風(fēng)壓高度變化系數(shù)應(yīng)根據(jù)地面粗糙度類別按規(guī)范取值確定。對于山區(qū)的建筑物，風(fēng)壓高度變化系數(shù)還應(yīng)考慮地形條件的修正。
三、高層建筑風(fēng)荷載建模計算及研究
高層建筑三維風(fēng)荷載形成機理復(fù)雜,影響因素眾多。高層建筑物的風(fēng)荷載包括三個部分：①平均風(fēng)壓產(chǎn)生的平均力；②脈動風(fēng)壓產(chǎn)生的隨機脈動力；③由于風(fēng)致建筑物振動產(chǎn)生的慣性力。對于高層建筑來說，動態(tài)風(fēng)荷載不容忽視，要比較準(zhǔn)確地確定風(fēng)荷載往往要依賴于模型風(fēng)洞試驗。
風(fēng)荷載具有以下特點：①風(fēng)荷載與空間位置及時間(不確定性)有關(guān)，受地形、地貌、周圍建筑環(huán)境等因素影響；②風(fēng)荷載與結(jié)構(gòu)的幾何外形相關(guān)，結(jié)構(gòu)不同部分對風(fēng)敏感程度不同；③對具有顯著非線性特征的結(jié)構(gòu)，可能產(chǎn)生流固耦合效應(yīng)；④結(jié)構(gòu)尺寸可能在多個方向比較接近，風(fēng)荷載需要考慮空間相關(guān)性；⑤脈動風(fēng)的強度、頻率、風(fēng)向是隨機的；⑥風(fēng)荷載具有靜力和動力的雙重特點，其動力部分即脈動風(fēng)的作用會引起高層建筑的振動。在現(xiàn)行高層建筑試驗?zāi)Ｐ椭校陨弦蛩赝猓紤]高層建筑群體效應(yīng)，需要增加以下幾類進(jìn)行建模計算：
1、近地風(fēng)荷載：高層建筑物周圍的風(fēng)環(huán)境狀況是由近地風(fēng)決定的，近地風(fēng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)如湍流度、旋渦尺寸等以相當(dāng)復(fù)雜的形式依賴于建筑物的尺度、外形、建筑物之間相對位置以及周圍的地形地貌等，不同時間、不同空間的風(fēng)速、風(fēng)向是不同的。
2、建筑表面風(fēng)壓差：風(fēng)作用在建筑物上產(chǎn)生風(fēng)壓差。在迎風(fēng)面上由于空氣流動受阻，速度降低，風(fēng)的部分動能變?yōu)殪o壓，使建筑物迎風(fēng)面上的壓力大于大氣壓，形成正壓區(qū)。在建筑物的背風(fēng)面、屋頂和兩側(cè)，由于在氣流曲繞過程中形成空氣稀薄現(xiàn)象，因此該處壓力將小于大氣壓，形成負(fù)壓區(qū)，形成渦流。
3、高層建筑高樓峽谷風(fēng)：高大建筑林立會產(chǎn)生峽谷效應(yīng)，帶來變幻莫測的高樓風(fēng)。氣流分布與建筑物形狀有關(guān)。高層建筑如建筑呈橫長形時風(fēng)速最大區(qū)為建筑上方，當(dāng)建筑呈細(xì)高狀時，風(fēng)速最大區(qū)為建筑兩側(cè)，而裙樓建筑為橫長形,情況屬于前者，塔樓建筑為細(xì)長形，情況屬于后者。
4、高層建筑密集區(qū)域群體效應(yīng)：影響高層建筑群風(fēng)環(huán)境的主要因素為①建筑群空間密度及布局；②建筑物周圍環(huán)境相對高度；③風(fēng)向、風(fēng)速；④建筑物的尺度、相對高度；⑤局域的地形、地貌等。
5、巷道和拐角的特殊位置風(fēng)壓：拐角處是角區(qū)氣流作用較大的區(qū)域，其附近風(fēng)速較高，風(fēng)力較大，流場分布極不均勻。巷道是建筑物之間的區(qū)域，當(dāng)氣流平行流向巷道時，由此產(chǎn)生渠道效應(yīng)，風(fēng)速不斷增大，而且巷道兩端是建筑物的拐角，角區(qū)氣流對巷道內(nèi)產(chǎn)生較高風(fēng)速也起了一定的作用。
基于以上風(fēng)荷載考慮的風(fēng)荷載建模計算，其結(jié)果將作為建筑結(jié)構(gòu)抗風(fēng)考慮的要素，特別是考慮到水平荷載增加以及建筑表面抗壓，形成了高層建筑抗風(fēng)結(jié)構(gòu)的整體要求。
四、高層建筑抗風(fēng)結(jié)構(gòu)要求
在高層建筑中水平荷載起著決定性作用，作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用，其數(shù)值是隨著結(jié)構(gòu)動力性的不同而有較大的變化。對一些較柔的高層建筑，風(fēng)荷載是結(jié)構(gòu)設(shè)計的控制因素，隨著建筑物高度的增高，風(fēng)荷載的影響越來越大。高層建筑中除了地震作用的水平力以外，主要的側(cè)向荷載是風(fēng)荷載，在荷載組合時往往起控制作用。
建筑設(shè)計應(yīng)避免嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計方案，不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的結(jié)構(gòu)體系，主體結(jié)構(gòu)應(yīng)符合下列要求：應(yīng)具有必要的承載能力、剛度和變形能力；應(yīng)避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的破壞而導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)喪失承受重力荷載、風(fēng)荷載和地震作用的能力；對可能出現(xiàn)的薄弱部位，應(yīng)采取有效措施予以加強。風(fēng)荷載作為高層結(jié)構(gòu)設(shè)計考慮的重要設(shè)計荷載，特別對于高聳結(jié)構(gòu)部分、高層建筑、大跨度橋梁、冷卻塔、屋蓋等，其抗風(fēng)設(shè)計應(yīng)按照計算手冊嚴(yán)格進(jìn)行結(jié)構(gòu)荷載計算。
五、結(jié)束語
隨著我國城市化發(fā)展進(jìn)程的加快，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計成為應(yīng)用程度最高的建筑類型，因此需要結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在掌握常規(guī)設(shè)計規(guī)范的基礎(chǔ)上，根據(jù)自己的經(jīng)驗積累對風(fēng)荷載因素建模計算結(jié)果進(jìn)行合理的調(diào)整，結(jié)合設(shè)計計算結(jié)果選擇出合理的結(jié)構(gòu)體系，正確的處理結(jié)構(gòu)設(shè)計中的水平荷載問題，才能提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量，避免結(jié)構(gòu)設(shè)計缺陷的產(chǎn)生。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：高層建筑；建筑設(shè)計；原則；對策
中圖分類號： TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
引言
高層建筑設(shè)計中往往過分地追求、新、奇、特，突出建筑物體同其他建筑物的不同之處，但是對高層建筑設(shè)計要點卻沒有進(jìn)行深入細(xì)致的分析研究，使得城市高層建筑呈現(xiàn)出整體性差，難以在凸顯城市高層建筑特點的同時，又能給人們帶來使用的便捷性，滿足人們生產(chǎn)、生活對建筑空間環(huán)境的需求。所以，如何提高城市高層建筑設(shè)計水平，滿足人們對現(xiàn)代高層建筑的各種需求，我們必須透徹地了解高層建筑的設(shè)計原則及設(shè)計要點。
一、城市高層建筑設(shè)計存在問題分析
1、高層建筑設(shè)計中的高度問題
由于部分建筑施工單位片面追求經(jīng)濟(jì)利益的最大化，私自在建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的原有高度基礎(chǔ)上加大建筑高度，以達(dá)到所賺取利潤最大化的目的，從而導(dǎo)致一些高層建筑存在高度超標(biāo)問題。由于高度的增高，增加了建筑結(jié)構(gòu)的垂向負(fù)荷，超過了原有的地基所能承受的應(yīng)力，導(dǎo)致建筑存在抗風(fēng)力、惡劣天氣以及地震等自然災(zāi)害能力差等一系列問題，嚴(yán)重危害建筑使用者的安全。
2、高層建筑樓梯設(shè)計問題
高層建筑物在進(jìn)行設(shè)計的時候是為了能夠利用最少的土地創(chuàng)造出一個滿足大流量要求、視野更為開闊的空間。在設(shè)計過程中，樓梯的設(shè)計通常都是采用敞開的樓梯作為主要的客流通道，滿足了人流量的要求，又滿足了消防安全要求。有時為了能夠更好地保障建筑物的防火要求，設(shè)計師在進(jìn)行設(shè)計的時候也常采用封閉樓梯間，或防煙樓梯間、剪刀樓梯。高層建筑剪刀樓梯應(yīng)分別設(shè)置前室，塔式住宅確有困難時可設(shè)置一個前室，但兩座樓梯應(yīng)分別設(shè)加壓送風(fēng)系統(tǒng)。兩部剪刀樓梯可以合用一個前室，所以只要一個送風(fēng)系統(tǒng)就行。但一般剪刀樓梯間前室與消防電梯前室合用，規(guī)范要求必須要分成兩個前室，一個合用前室，一個防煙樓梯間前室，這兩個需要分別設(shè)置機械加壓送風(fēng)系統(tǒng)。
3、高層建筑防火安全問題
高層建筑設(shè)計是非常復(fù)雜的，因為其功能的多樣化，就要求其內(nèi)部設(shè)計的多樣化。不同的設(shè)計又會需要不同性質(zhì)的材料，材料的可燃性會加大火災(zāi)的風(fēng)險，特別是在風(fēng)力較大的高層建筑中，一旦發(fā)生了火災(zāi)，就會迅速擴(kuò)張火勢，對高層建筑的安全性造成了極大的威脅。此外，高層建筑的層數(shù)越多，越應(yīng)該充分考慮到高層建筑的防火安全問題。
3.1高層建筑墻體防火材料的耐火強度和阻燃性。高層墻體的使用材料必須具有足夠的耐火強度和阻燃性，才能保證發(fā)生火災(zāi)時墻體結(jié)構(gòu)具有足夠的防火能力，從而將火災(zāi)控制在最小的影響范圍。
3.2建筑整體布局應(yīng)該暢通、安全。高層建筑必須配置有能夠保證一定人流量的樓梯，從而保證火災(zāi)發(fā)生，電梯不能使用時，建筑內(nèi)所有人員可以流暢的從該樓梯進(jìn)行逃生。
3.3做好建筑物室內(nèi)、外消防給水系統(tǒng)的設(shè)計，保證火災(zāi)發(fā)生時，配備有足夠的消防用水量以及滅火設(shè)備所需的水壓。自動水滅火系統(tǒng)是建筑物內(nèi)最主要的滅火系統(tǒng)，而其包含的濕式噴淋水滅火系統(tǒng)是當(dāng)前建筑物中應(yīng)用得最廣泛的，是目前首選的滅火系統(tǒng)。
3.4現(xiàn)代化的高層建筑，規(guī)模大，人員集中，功能復(fù)雜，設(shè)備眾多，還有相當(dāng)一部分高層建筑使用了大量的可燃裝飾材料，如塑膠板、化纖地毯等，這些可燃物在燃燒過程中會產(chǎn)生大量的有毒煙氣。高層建筑防排煙系統(tǒng)一般分為三種：自然排煙；機械排煙；機械加壓送風(fēng)防煙方式。
3.5對火災(zāi)報警系統(tǒng)內(nèi)部而言，高層建筑一般采用全智能火災(zāi)報警系統(tǒng)。火災(zāi)報警系統(tǒng)還可與樓控、廣播音響和門禁系統(tǒng)等聯(lián)動。只要這些措施可靠得力，超高層建筑的火災(zāi)便可被消滅在萌芽狀態(tài)，將損失減至最小。
4、高層建筑防雷擊的問題
為了加強高層建筑抵御雷電能力，高層建筑的設(shè)計方案必須針對雷電采取一系列防御措施。事實上，在防雷系統(tǒng)設(shè)計問題上，通常按照“綜合治理，整體防御，突出重點，多重保護(hù)”的原則，充分依據(jù)高層建筑自己的建筑結(jié)構(gòu)特點以及周邊配套設(shè)施，對高層建筑的頂端以及其它易受雷擊位置裝配避雷針或避雷網(wǎng)等有效設(shè)施，在電路上設(shè)置電涌保護(hù)器，用于保護(hù)用電設(shè)備免遭雷電電磁脈沖或操作過電壓破壞。將雷電對建筑的安全威脅降到最低。
5、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計體系不夠合理
高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計出了追求外觀好看以外，還有注意設(shè)計的科學(xué)性和和合理性、體系化。對于高層建筑的設(shè)計并不是單一的，有剪力墻結(jié)構(gòu)體系、筒體結(jié)構(gòu)體系等等。另外，要想一個高層建筑達(dá)到一定的安全性，一定要將其整個結(jié)構(gòu)設(shè)計系統(tǒng)化，既要考慮地震等帶來的巨大載荷，也要考慮到水平方向的強風(fēng)等，并且還有做好相關(guān)的預(yù)防措施。如果這些問題只是被單獨拿出來解決，而忽視其他一連串的問題，就極容易給高層建筑埋下隱患，對突如其來的災(zāi)害不知所措。
二、完善高層建筑設(shè)計的對策探究
1、堅持可持續(xù)發(fā)展設(shè)計
首先，我們可以根據(jù)建筑所在氣候區(qū)的特點，采取因地制宜的生態(tài)策略。如建筑的坐北朝南，南方地區(qū)漏空窗、天井的設(shè)置；如窯洞與竹樓，建筑依山就勢，采用的吊腳樓、外懸挑結(jié)構(gòu)等。
其次，可以利用可再生能源，如太陽能、風(fēng)能，針對當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，采用被動式能源策略。例如，特朗伯墻的使用，使該墻體成為集熱器，通過氣孔的開閉和可動絕熱層的移動來實現(xiàn)室內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)，實現(xiàn)冬暖夏涼。
再次，要充分利用現(xiàn)有資源或者重復(fù)利用廢舊材料。如上海世博會各國場館完全可以再利用，將其改造成旅館或公寓，如果拆除往往會造成不必要的浪費;大量的建筑垃圾，如果在設(shè)計之初就將其納入設(shè)計方案中，它們就可以被重復(fù)利用。利用建筑綠化，它可以降噪、降溫、調(diào)節(jié)水分、凈化空氣等，可采用屋頂花園、墻面綠化、觀景陽臺等形式。
2、強化整體設(shè)計效果
2.1主體設(shè)計。在現(xiàn)代高層建筑的設(shè)計中，生態(tài)節(jié)能是新時代的背景下對建筑物的新要求，這要求設(shè)計者要對建筑本身的主體部分和裙房部分加強設(shè)計，在進(jìn)行設(shè)計的時候，不僅要注重形式的多樣性，還要滿足人性化的要求。
2.2巧妙運用處理手法。高層建筑在設(shè)計的階段中，塔樓設(shè)計變化空間較少，在設(shè)計過程中，對其底部會采用一些巧妙的手法進(jìn)行處理，通常設(shè)計師會采用入口縮進(jìn)和底層架空的手段進(jìn)行設(shè)計，可有效豐富空間形式，滿足人們的審美要求。
3、改進(jìn)高層建筑中的安全設(shè)計
3.1防火問題。高層建筑物防火問題極為重要，建筑設(shè)計師們一定要嚴(yán)肅看待高層防火問題，保障居住人員的安全。首先，要合理規(guī)劃防火分區(qū)，使樓道內(nèi)的消防設(shè)施和緊急通道的分布科學(xué)、合理，考慮到樓房內(nèi)所有住戶的安全問題；其次，高層建筑物的布局要簡單，保證安全通道的通暢，采光要好，緊急照明設(shè)備一定要隨時保證其使用性，確保出現(xiàn)火災(zāi)時能夠迅速疏通人員。
3.2消防電源與供電問題，要求高層家住的供電來源要有多種，以便出現(xiàn)突發(fā)事件時能夠馬上解決消防設(shè)備的供電問題；緊急照明問題，當(dāng)高層建筑發(fā)生火災(zāi)時，要確保緊急照明裝置的使用情況處于正常運行狀態(tài)。
3.3消防電梯防煙問題。為了使火災(zāi)發(fā)生時，人員能夠順利進(jìn)入相對無煙區(qū)且有利于通過消防電梯進(jìn)行安全疏散，根據(jù)規(guī)范要求，消防電梯應(yīng)設(shè)置前室，并宜靠外墻設(shè)置，這樣更有利于利用直通室外的窗戶進(jìn)行自然排煙，這在一定程度又對消防電梯井進(jìn)行了防護(hù)。
4、將高層設(shè)計與科技相結(jié)合
現(xiàn)代建筑設(shè)計的科技創(chuàng)新，一方面體現(xiàn)在設(shè)計作品的外形中，更體現(xiàn)在建筑技術(shù)中。例如弗蘭克?蓋里設(shè)計的畢爾巴鄂古根海姆美術(shù)館，先運用電腦掃描將模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成施工圖紙，再將圖紙中的每一部分進(jìn)行分解，甚至能分解為每一塊需到工廠制作的鐵合金外墻板，這在傳統(tǒng)技術(shù)的時代是無法想像的。作為一名建筑設(shè)計師，就要時刻跟蹤和了解當(dāng)代建筑科技中出現(xiàn)的最新科技，并加以運用。
三、城市高層建筑設(shè)計應(yīng)注意的幾個要點
1、控制超高層建筑數(shù)量
超高層建筑往往以其象征性和標(biāo)志性而存在，實際上這類建筑并不經(jīng)濟(jì)，一些已建成的超高層建筑投入使用后，收益并不樂觀，可以說僅僅是體現(xiàn)城市形象，提高城市知名度，我們應(yīng)該全面考慮利與弊，不應(yīng)盲目設(shè)計興建超高層建筑。
2、避免高層建筑密集
高層建筑的密集雖然對于城市辦公等方便有利，卻給城市空間帶來很多壓力，造成城市空間和城市交通的擁擠，甚至是一些始料不及的污染和危害，比如一些高層建筑玻璃幕墻的大面積使用造成光污染;還有就是形成高壓風(fēng)帶和風(fēng)口，這些會造成意想不到的后果。因此在設(shè)計中要對區(qū)域內(nèi)的高層建筑密度進(jìn)行限制，避免高層建筑的集中分布。
3、高層建筑與城市街道
高層建筑一般分布在城市中商業(yè)發(fā)達(dá)的地段，這些地段的街道本身交通荷載就較大，高層建筑將大大增加這些街道的交通壓力，分布在這些街道兩側(cè)的高層建筑要盡量控制其層數(shù)和高度，同時在規(guī)劃設(shè)計時要對這些街道進(jìn)行擴(kuò)展，加大其通行能力；或者在區(qū)域中組織立體交通，比如空中或地下的車行和人行；在人流量比較大的高層建筑的基地中應(yīng)設(shè)置足夠的疏散場地和出入口；應(yīng)合理建筑的功能分區(qū)，組織各種出入口，使人流、貨流、車流互不交叉。
在對高層建筑進(jìn)行設(shè)計時應(yīng)對周圍建筑的場地范圍認(rèn)真考慮。部分臨近街道的高層建筑尺度的確定，要考慮到街道上行人的舒適度，高層建筑因為主體尺度過大，為了減少對街道的壓迫感，高層建筑應(yīng)向后退，但如果退后尺度不當(dāng)，高層建筑就變得好像與街道分離了，與其周圍環(huán)境失去聯(lián)系，再則高層建筑物之間的地面場地不但作為行車道路，還應(yīng)該加入更多的街道生活，使環(huán)境更加豐富。
結(jié)束語
作為當(dāng)代建筑設(shè)計師，要了解建筑設(shè)計的最新發(fā)展方向，結(jié)合實際情況，結(jié)合自己的設(shè)計風(fēng)格，在實踐中，不斷摸索創(chuàng)新，最終在競爭日益激烈的建筑設(shè)計行業(yè)中脫穎而出。同時還能設(shè)計出既美觀耐用、舒適、環(huán)保，又體現(xiàn)出現(xiàn)代科技水平、同時又具有個性風(fēng)格的建筑作品來造福人類。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：概念設(shè)計；結(jié)構(gòu)抗震；結(jié)構(gòu)體系；方法
地震是一種危害性極大的自然災(zāi)害，具有突發(fā)性和毀滅性。在人類歷史上，經(jīng)過了大大小小無數(shù)次地震，人們通過總結(jié)提出了“概念設(shè)計”的設(shè)計理念。其目的就是要從整體出發(fā)，嚴(yán)格選擇建筑材料，對細(xì)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計，從而達(dá)到抗震要求。高層建筑抗震設(shè)計主要包括以下幾方面內(nèi)容。
1 建設(shè)場地的選擇和地基基礎(chǔ)設(shè)計
在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)選址的時候，要對現(xiàn)場進(jìn)行充分的勘測，詳細(xì)了解并記錄水文地質(zhì)情況，并對一些特殊地段進(jìn)行重點分析，在此基礎(chǔ)上選擇合適的建設(shè)場地，同時根據(jù)勘測資料進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計。
（1）選擇對抗震有利的地段。在選擇建設(shè)場地的時候，要根據(jù)建筑物的高度和荷載形式，盡量選擇寬闊平坦的堅硬地帶，避開那些斜坡和堅實不均勻的地段、軟弱土地段、液化土地段等，而且在選址的時候，要在幾個預(yù)選方案中進(jìn)行比選，從中挑選對抗震最有利的地段。
（2）嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)范。在選址的時候，要根據(jù)建筑物的抗震設(shè)防類別，選擇合理的建設(shè)場地，例如對于甲、乙類建筑，盡可能避開那些在地震作用下有可能發(fā)生滑坡、地裂、泥石流等次生災(zāi)害的地段。
（3）地基均勻性。因為建筑物都有一定的尺寸，在選址的時候，要根據(jù)建筑物基礎(chǔ)的尺寸，選擇那些地基較均勻的地段作為建設(shè)場地，這樣可以避免一棟建筑物基礎(chǔ)落在性質(zhì)相差很大的地基上面，造成基礎(chǔ)沉降不均勻，危及整個建筑物安全。當(dāng)出現(xiàn)建筑物落在不均勻地基上時，要盡可能采取措施，進(jìn)行專業(yè)的地基處理，確保建筑物安全。
2 建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性
經(jīng)過對地震災(zāi)害的統(tǒng)計可知，建筑物的幾何形態(tài)對于抗震來講至關(guān)重要，所以，在進(jìn)行抗震設(shè)計時，要盡可能控制好建筑結(jié)構(gòu)的形狀，增強抗震性能。
（1）研究表明，建筑結(jié)構(gòu)形勢簡單規(guī)則，在地震作用下?lián)p壞較輕，因為簡單規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)受力均勻，而且傳力路徑比較明確，可以有效的抵抗地震作用。
（2）盡可能保證建筑結(jié)構(gòu)有較好的對稱性。如果建筑結(jié)構(gòu)不對稱，其剛度和質(zhì)量分布就不均勻，在地震作用下，各個部分受力不均勻，傳力路徑不明確，就會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)等破壞。
（3）保證建筑結(jié)構(gòu)豎向均勻性。一般情況下，建筑物在地震作用下會發(fā)生水平方向的側(cè)移，這就要求高層建筑豎向剛度比較均勻，這就可以避免在地震作用時，結(jié)構(gòu)物在豎直方向上引起應(yīng)力集中或變形集中，以至于在小震作用下有嚴(yán)重?fù)p壞，在大震作用下倒塌。
3 合理的結(jié)構(gòu)體系及構(gòu)件的延性
對于整個建筑結(jié)構(gòu)來講，設(shè)計合理的結(jié)構(gòu)體系并保證構(gòu)件的延性相當(dāng)重要，在設(shè)計過程中要遵循以下幾項原則：（1）在進(jìn)行結(jié)構(gòu)計算時，要有明確的計算簡圖和說明，而且要保證建筑結(jié)構(gòu)在地震作用時有合理的傳力路徑。（2）保證結(jié)構(gòu)有足夠的強度和變形能力。在地震作用時，有大量的能量瞬間傳遞到建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件中，如果結(jié)構(gòu)構(gòu)件有較好的變形能力，就可以吸收大量的地震能量，避免結(jié)構(gòu)損壞。因此，在抗震設(shè)計時，要盡可能采用延性較好的構(gòu)件。（3）保證結(jié)構(gòu)強度和剛度合理分布。在設(shè)計時，盡可能使結(jié)構(gòu)強度分布均勻，剛度在豎直方向上分布均勻，這樣可以避免在地震作用時，結(jié)構(gòu)物局部出現(xiàn)應(yīng)力集中，從而造成結(jié)構(gòu)物整體損壞。
4建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法
（1）構(gòu)減輕結(jié)構(gòu)自重。研究表明，地震效應(yīng)與建筑物的質(zhì)量成正比，高層建筑高度較大，其重心也較高，在地震作用下，傾覆力矩也隨質(zhì)量的增加而增大，這就會對結(jié)構(gòu)物帶來極大危險。因此，在進(jìn)行設(shè)計和建造時，要盡可能采用強度大、質(zhì)量輕的建筑材料，減輕建筑物的質(zhì)量。
（2）提高短柱延性。在建筑結(jié)構(gòu)中，要盡量提高短柱的承載力，并采取有效措施提高短柱的延性，這樣就可以大幅度增強其抗震性能，確保建筑結(jié)構(gòu)的安全。
（3）選擇合理的建筑材料。在設(shè)計階段，要進(jìn)行抗震分析和計算，在選擇建筑材料時，要對其參數(shù)進(jìn)行可靠度分析，也要充分考慮材料參數(shù)的變異性，而且盡可能選擇自振頻率不同的材料，避免在地震作用時結(jié)構(gòu)物局部或者整體發(fā)生共振，造成嚴(yán)重破壞。
（4）設(shè)置多道抗震防線，這樣可以避免在地震作用下，由于局部損壞而造成整個建筑結(jié)構(gòu)的損壞，例如框架一抗震墻結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，抗震墻可以抵抗較大的側(cè)壓力，是第一道防線，當(dāng)在地震作用下抗震墻發(fā)生破壞時，框架結(jié)構(gòu)就起到抗震的第二道防線。 多道抗震防線可以極大的消耗地震能量，延緩或者減輕地震作用對高層建筑的損壞。
（5）加強建筑物內(nèi)部的薄弱部分。在高層建筑中，由于層數(shù)較多，建筑面積較大，難免存在一些受力比較大而比較薄弱部分，在建設(shè)過程中，要及時對薄弱部分進(jìn)行加強，采取有效措施增強其強度和剛度，這樣就可以極大提高其承載力，避免在地震作用下過早的屈服產(chǎn)生較大變形，導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)局部損壞或者整個結(jié)構(gòu)的損壞。
5結(jié)語
隨著施工技術(shù)的不斷進(jìn)步，再加上各種新材料的出現(xiàn)，使得建筑結(jié)構(gòu)有更多復(fù)雜的形式，然而，在建筑設(shè)計中，抗震設(shè)計始終占據(jù)著重要的地位，尤其超高層建筑的出現(xiàn)，更是對抗震提出了更高的要求。我國是一個地震多發(fā)國家，目前人類還沒有掌握地震的有效規(guī)律，這也增加了抗震設(shè)計的難度，結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計是擺在設(shè)計師和工程師面前的一項迫切任務(wù)，更是保證建筑結(jié)構(gòu)安全性能的重要問題。總之，對建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計而言，只有進(jìn)行合理的概念設(shè)計，從場地選擇、地基基礎(chǔ)設(shè)計、平立面布置、結(jié)構(gòu)體系、構(gòu)件連接等各方面去研究，使它們符合一定的要求和原則，給抗震計算創(chuàng)造有利條件，才能有效控制結(jié)構(gòu)在地震作用下的薄弱環(huán)節(jié)，達(dá)到建筑抗震“小震不壞、中震可修、大震不倒”的目的。
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關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)選型；結(jié)構(gòu)設(shè)計
Abstract: This paper analysis of increasingly complex high-rise building structure design and selection problems.
Key words: high-rise buildings; structure selection; structural design
中圖分類號：TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
隨著高層建筑高度、規(guī)模、投資與復(fù)雜性等逐步增大，結(jié)構(gòu)選型所面臨的對象及其所處環(huán)境、需考慮解決的問題及所用的知識日趨復(fù)雜，結(jié)構(gòu)選型的難度與重要性增大、時間增長，耗費的人力、財力、物力增加。高層建筑結(jié)構(gòu)體系的選型通常要遵循一定的原則，它不僅要考慮到建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、建筑施工的要求，而且要從建筑設(shè)備安裝、結(jié)構(gòu)選材方面進(jìn)行考慮。最后還需考慮各種結(jié)構(gòu)體系的綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。選型不當(dāng)帶來的后果嚴(yán)重且難以修復(fù)，選型風(fēng)險增大，傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)選型設(shè)計思想與方法將面臨新的困難和挑戰(zhàn)。因此，分析現(xiàn)代高層建筑發(fā)展給結(jié)構(gòu)選型帶來的新困難與新要求，重新認(rèn)識結(jié)構(gòu)選型設(shè)計問題的本質(zhì)與規(guī)律，進(jìn)一步明確結(jié)構(gòu)選型的必要性與復(fù)雜性特征，既是現(xiàn)代高層建筑建設(shè)實踐的要求，也是全面認(rèn)識結(jié)構(gòu)選型問題的需要。
一、高層住宅的結(jié)構(gòu)體系
1、剪力墻承重體系
剪力墻是高層住宅最常用的結(jié)構(gòu)體系，采用剪力墻結(jié)構(gòu)可以減少非承重隔墻數(shù)量，一般用鋼量比框剪結(jié)構(gòu)少，而且室內(nèi)無外露梁柱，用戶比較喜歡。剪力墻結(jié)構(gòu)體系是以一系列剪力墻縱橫相交，既作為承重結(jié)構(gòu)又作為分間隔斷墻。墻體具有較大剛度。同時又由于墻體縱橫交錯．比框架結(jié)構(gòu)中的剛度大得多。這是抵抗高層建筑風(fēng)荷載及地震力水平荷載的有利條件，缺點是由于剪力墻組成許多小開間，雖然結(jié)構(gòu)的整體性較強，但平面布局受到了嚴(yán)格的約束。如能使用大跨度樓板，則可使用輕質(zhì)的靈活隔斷，比較自由地組織內(nèi)部空間。
2、剪力墻結(jié)構(gòu)體系
當(dāng)框架體系的強度和剛度不能滿足要求時，往往需要在建筑平面的適當(dāng)位置設(shè)置較大的剪力墻來代替部分框架， 便形成了框架一剪力墻體系。在承受水平力時，框架和剪力墻通過有足夠剛度的樓板和連梁組成協(xié)同工作的結(jié)構(gòu)體系。在體系中框架體系主要承受垂直荷載，剪力墻主要承受水平剪力。剪力墻的設(shè)置，增大了結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度，使建筑物的水平位移減小，同時框架承受的水平剪力顯著降低且內(nèi)力沿豎向的分布趨于均勻。
3、筒形結(jié)構(gòu)體系
凡采用筒體為抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)體系統(tǒng)稱為筒體體系，包括單筒體、筒體一框架、筒中筒、多束筒等多種型式。筒體是一種空間受力構(gòu)件，分實腹筒和空腹筒兩種類型。實腹筒是由平面或曲面墻圍成的三維豎向結(jié)構(gòu)單體。空腹筒是由密排柱和窗裙梁或開孔鋼筋混凝土外墻構(gòu)成的空間受力構(gòu)件。筒體體系具有很大的剛度和強度，各構(gòu)件受力比較合理，抗風(fēng)、抗震力很強，往往應(yīng)用于大跨度、大空間或超高層建筑。
4、其他結(jié)構(gòu)體系
高層住宅的新結(jié)構(gòu)體系大部分是探索性的，如筒中筒結(jié)構(gòu)的發(fā)展、或者束狀筒的組合，外筒桁架交錯，以中心并筒懸掛式結(jié)構(gòu)以及很高的桁架梁的體系等。
二、高層建筑結(jié)構(gòu)選型與建筑設(shè)計
搞好結(jié)構(gòu)工程對于建筑工程建設(shè)的質(zhì)量控制、投資控制和進(jìn)度控制有十分重要的作用。搞好結(jié)構(gòu)工程的關(guān)鍵在于結(jié)構(gòu)選型，如果選型不當(dāng)，即使結(jié)構(gòu)計算很精確，也有可能給結(jié)構(gòu)的安全使用及耐久性帶來無法彌補的缺陷，所以結(jié)構(gòu)選型對于結(jié)構(gòu)的全壽命優(yōu)化有著舉足輕重的作用。在非地震區(qū)的高層建筑，水平荷載以風(fēng)荷載為主。所以非地震區(qū)高層建筑選型宜選用有利于抗風(fēng)作用的建筑體型，也就是宜選用風(fēng)壓體型系數(shù)較小的建筑體型，比如圓形、橢圓形等。流線型的建筑體型以及由下往上逐漸變小的截錐形體型的體型系數(shù)相對較小，有利于抗風(fēng)。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)平面布置時，宜使用結(jié)構(gòu)平面形狀和剛度分布盡量均勻?qū)ΨQ，以減輕風(fēng)荷載作用下扭轉(zhuǎn)效應(yīng)對結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形的影響，并應(yīng)限制結(jié)構(gòu)高寬比，防止傾覆和失穩(wěn)。地震區(qū)高層建筑的體系選型，實際上屬于抗震概念設(shè)計范疇，它是在總結(jié)震害規(guī)律及工程經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，以宏觀概念為指導(dǎo)，正確地解決高層建筑的總體方案，選擇合理的結(jié)構(gòu)體系，以達(dá)到合理抗震。通常應(yīng)選擇對抗震有利的地段，選用整體性較好的基礎(chǔ)，立體結(jié)構(gòu)應(yīng)具有合理的地震作用傳遞途徑，擁有多道抗震防線，具有必要的剛度和強度，具有合理的剛度和強度分布，避免豎面?zhèn)纫苿偠鹊耐蛔儭Ａ硗庖嘁诉x擇風(fēng)壓體型系數(shù)較小的形狀并限制高寬比。對于低層、多層或高層建筑，其豎向和水平結(jié)構(gòu)體系設(shè)計的基本原理是相同的。但隨著高度的增加，由于以下兩個原因，豎向結(jié)構(gòu)體系成為設(shè)計的控制因素：較大的豎向荷載要求有較大的柱、墻和井筒；更重要的是，側(cè)向力所產(chǎn)生的傾覆力矩和剪切變形要大得多，必須精心設(shè)計。高層建筑的豎向結(jié)構(gòu)體系從上到下一層層地傳遞累積的重力荷載，因此要求較大的柱或墻截面來承受這些荷載。同時，這些豎向結(jié)構(gòu)體系還必須把風(fēng)荷載或地震作用等側(cè)向荷載傳給基礎(chǔ)。可是，與豎向荷載相比，側(cè)向荷載對建筑物的效應(yīng)不是線性的，而是隨建筑物的增高而迅速增大。例如，在其它條件相同時，在風(fēng)荷載作用下，建筑物基底上的傾覆力矩近似地與建筑物高度的平方成正比，而建筑物頂部的側(cè)向位移與其高度的4次方成正比。地震的效應(yīng)甚至更加顯著。當(dāng)?shù)蛯踊蚨鄬咏ㄖ慕Y(jié)構(gòu)按恒載及活荷載設(shè)計時，柱、墻、樓梯或電梯井就自然能承受大部分水平力，問題主要是抗剪。在“矮”房子的框架中，可以填充一些墻板，甚至全部填滿墻板的辦法很容易獲得適當(dāng)?shù)母郊又涡Ч槐亓硗庠偌哟笤瓉碡Q向荷載所需要的柱和梁的尺寸。高層建筑并非如此。
三、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)注意的問題
1、高度
《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定了各種常見結(jié)構(gòu)體系的最大適用高度。隨著建筑物高度的增加，許多影響因素將發(fā)生質(zhì)變，即有些參數(shù)本身超出了現(xiàn)有規(guī)范的適宜范圍，因此對于超高限建筑物，應(yīng)當(dāng)采取科學(xué)謹(jǐn)慎的態(tài)度。
2、材料的選用
在地震多發(fā)區(qū)，采用何種建筑材料或結(jié)構(gòu)體系較為合理是工程技術(shù)人員非常重視的問題。在結(jié)構(gòu)體系或柱距變化時。需要設(shè)置加強層及轉(zhuǎn)換層，要慎重選擇其結(jié)構(gòu)模式，盡量降低其本身剛度，以減少不利影響。在高層建筑中，建議盡可能采用鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)，以減小柱斷面尺寸，并改善結(jié)構(gòu)的抗震性能。
綜上所述，隨著高層建筑進(jìn)一步的發(fā)展，滿足高層建筑的形式、材料、力學(xué)分析模型都將日趨復(fù)雜且多元化。為了革新高層建筑，體現(xiàn)其魅力，追求新的結(jié)構(gòu)形式和更加合理的力學(xué)模型將是土木工程師們的目標(biāo)和方向。
參考文獻(xiàn)：
