簡析高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設計的原則及其注意事項

1、<p>　　簡析高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設計的原則及其注意事項</p><p>　　【摘要】近些年來，城市化進程的不斷加快，加劇了城市土地利用的緊張趨勢，使得高層建筑已成為城市建設的重要組成部分，并顯得越來越密集。而混凝土結(jié)構(gòu)作為現(xiàn)代化城市發(fā)展的一種客觀成果，引領著我國建筑行業(yè)整體的發(fā)展水平。本文簡述了高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設計的選型及概念設計，對高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設計的原則以及高層建筑結(jié)構(gòu)設計的注意事項進行了簡

2、要分析，以供參考。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】高層建筑；混凝土結(jié)構(gòu)設計；原則；注意事項 </p><p>　　隨著城市的不斷發(fā)展以及人口密度的增加，近些年我國的高層建筑也越來越多。目前高層建筑主要都采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)有著較高的強度以及荷載能力，可以保證高層建筑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。由于混凝土施工簡便且成本較低，在我國的建筑行業(yè)中得到了廣泛的應用。高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設計是當今建筑業(yè)的一

3、項重要工作，需要提高設計人員的專業(yè)素質(zhì)，建造出高質(zhì)量高標準的建筑，從而促進我國城市化進程的發(fā)展。 下文就高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設計進行淺要分析。 </p><p>　　一、高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設計的選型及概念設計 </p><p>　　1、結(jié)構(gòu)選型。在進行結(jié)構(gòu)選型時需要考慮三方面的問題：結(jié)構(gòu)規(guī)則性問題、結(jié)構(gòu)超高問題以及嵌固端設置問題。高層建筑的結(jié)構(gòu)規(guī)范新舊版本有著很大的不同，在新規(guī)范中，對于結(jié)構(gòu)

4、的限制條件也有所增加。并且，新規(guī)范明文規(guī)定建筑不應采用嚴重不規(guī)則的設計方案。因此，結(jié)構(gòu)工程師需要在執(zhí)行新規(guī)范時多注意不同之處，避免施工設計時處于被動狀態(tài)。建筑結(jié)構(gòu)的總高度在抗震規(guī)范以及高度規(guī)范當中都有著嚴格的限制，新規(guī)范中對于超高問題有了新的規(guī)定，增加了除了a級高度建筑以外的b級高度建筑。所以在進行結(jié)構(gòu)選型時需要注意控制超高問題。高層建筑往往帶有地下室，因此結(jié)構(gòu)設計工程師需要對嵌固端設置進行重視。 </p><p&g

5、t;　　2、概念設計.為了保證高層建筑結(jié)構(gòu)具有良好的抗震能力，需要設計人員在設計時采用結(jié)構(gòu)概念設計。這種設計方式對建筑師以及結(jié)構(gòu)設計師有很高的要求，必需嚴格地遵守結(jié)構(gòu)概念設計的規(guī)范規(guī)程以及各項規(guī)定，設計過程中需要對建筑結(jié)構(gòu)進行全面的分析，不能僅僅依靠計算來進行設計。在進行結(jié)構(gòu)體系設計時，需要對結(jié)構(gòu)選型以及平面布置的規(guī)律提高重視程度，選用具有較好的抗震能力以及抗風性能，并且經(jīng)濟性較高的結(jié)構(gòu)類型，并要對結(jié)構(gòu)進行計算簡圖的設計，保證結(jié)構(gòu)的地震

6、力有合理的傳遞，并保證在兩個主軸方向有相近的動力特性。另外，概念設計可以保證高層建筑受到中等級地震后可以通過修復繼續(xù)使用，而在遇到高等級地震時可以保證不倒。為保證“中震可修，大震不倒”的目標，需要專家對設計提出具體指標，對建筑的穩(wěn)定性以及彈性進行完善的設計。 </p><p>　　二、高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設計的原則 </p><p>　　1、整體性?；炷两Y(jié)構(gòu)設計的整體性是指把各個部分組成一

7、個整體，研究整體的功能和設計規(guī)律，從整體和部分中發(fā)現(xiàn)整體的特征。 </p><p>　　2、結(jié)構(gòu)性。在混凝土結(jié)構(gòu)設計過程中，要充分了解其結(jié)構(gòu)及其各要素是非常重要的。建筑結(jié)構(gòu)決定著建筑的性能和質(zhì)量，影響著它在建筑中的使用和其發(fā)展情況，同時它也是性能的載體，還可以反作用于結(jié)構(gòu)?；炷两Y(jié)構(gòu)的各要素運動的穩(wěn)定性與結(jié)構(gòu)息息相關(guān)。 </p><p>　　3、最優(yōu)化性?；炷两Y(jié)構(gòu)設計中存在差異整合，使建

8、筑的各個部分合理的組合在一起，差異的部分相互互補，相互支持，相互需要，保證著整合后的性能。建筑結(jié)構(gòu)的形成也離不開差異整合，充分體現(xiàn)了它的重要性，在設計過程中，我們要重視這一點。 </p><p>　　4、動態(tài)性?；炷两Y(jié)構(gòu)設計的動態(tài)原則是把握系統(tǒng)的內(nèi)外聯(lián)系，以及發(fā)展趨勢，動力規(guī)律、方式等方面，使混凝土在建筑中提供更好地應用，滿足需求，把握時代的發(fā)展方向，跟隨時代的腳步。 </p><p>

9、　　三、高層建筑結(jié)構(gòu)設計的注意事項 </p><p>　　高層建筑設計從體系選擇、平面布置、豎向布置、抗震概念設計無一不體現(xiàn)設計師的水平，以下就高層建筑結(jié)構(gòu)設計的注意事項作簡要分析。 </p><p>　　1、結(jié)構(gòu)體系選擇。結(jié)構(gòu)體系的選擇，應從建筑、結(jié)構(gòu)、施工技術(shù)條件、建材、經(jīng)濟等各專業(yè)綜合考慮。結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問題。規(guī)范在這方面有相當多的限制條件，例如：平面規(guī)則性信息、嵌固端上下層剛度比信息

10、等，而且，采用強制性條文明確規(guī)定“建筑不應采用嚴重不規(guī)則的設計方案?！币虼?，結(jié)構(gòu)工程師在遵循規(guī)范規(guī)定上必須格外注意，避免后期施工圖設計階段工作的被動。結(jié)構(gòu)的超高問題。在抗震規(guī)范與高規(guī)中，對結(jié)構(gòu)總高度都有嚴格限制，除將原來的限制高度設定為A級高度建筑外，還增加了B級高度建筑，因此，必須對結(jié)構(gòu)高度嚴格控制，一旦結(jié)構(gòu)為B級高度建筑或超過了B級高度，其設計方法和處理措施將有較大的變化。 </p><p>　　2、“設縫”

11、。溫度伸縮縫、沉降縫、防震縫是高層結(jié)構(gòu)設計中較重要的構(gòu)造措施。對溫度伸縮縫，其影響因素很多，規(guī)范用規(guī)定結(jié)構(gòu)伸縮縫的最大間距來控制，還規(guī)定了最大間距宜適當減小和適當放寬的情況，應根據(jù)實際工程的具體情況執(zhí)行相關(guān)條文。如北京朝陽商業(yè)中心、廣東佛山醫(yī)院等工程地上結(jié)構(gòu)長度均超過100米，由于采取了可靠措施，也未設溫度伸縮縫而效果良好。沉降縫由于同一建筑物中各部分基礎顯著的沉降差產(chǎn)生，在設計中，通常用“放”、“抗”、“調(diào)”等辦法解決，即設沉降縫、采

12、用剛度大的基礎、調(diào)整各部分基礎形式或施工順序。目前，廣州、深圳等地多采用基巖端承樁，主樓、裙房間不設縫；北京的高層建筑則一般采用施工時留后澆帶的做法。設計師應在實際中靈活掌握。防震縫在規(guī)范中有明確規(guī)定，但應據(jù)實際情況適當放寬或縮小。 </p><p>　　3、 側(cè)向位移的限值。高層建筑結(jié)構(gòu)的水平位移隨著高度增長而迅速變大，為防止位移過大，規(guī)范對頂點位移和層間位移都作了限制?？刂祈旤c位移u/h的主要目的是保證建筑內(nèi)

13、人體有舒適感和防止房屋在罕遇地震時倒塌。但控制房屋在罕遇地震時倒塌與否的條件是結(jié)構(gòu)極限變形能力而不是u/h限值。另外，為使結(jié)構(gòu)具有較好的防倒塌能力，應在結(jié)構(gòu)計算中考慮相關(guān)效應?？刂茖娱g位移△u/h的主要目的是防止填充墻、裝飾物等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的開裂和損壞。 </p><p>　　4、高層建筑結(jié)構(gòu)設計中的扭轉(zhuǎn)問題。建筑結(jié)構(gòu)的幾何形心、剛度中心、結(jié)構(gòu)重心即為建筑三心，在結(jié)構(gòu)設計時要求建筑三心盡可能匯于一點，即三心合一。結(jié)

14、構(gòu)的扭轉(zhuǎn)問題就是指在結(jié)構(gòu)設計過程中未做到三心合一，在水平荷載作用下結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動效應。為避免建筑物因水平荷載作用發(fā)生扭轉(zhuǎn)破壞，應在結(jié)構(gòu)設計時選擇合理的結(jié)構(gòu)形式和平面布局，盡可能使建筑物做到三心合一。在水平荷載作用下，高層建筑扭轉(zhuǎn)作用的大小取決于質(zhì)量分布。為使樓層水平力作用沿平面分布均勻，減輕結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)振動，應使建筑平面盡可能采用方形、矩形、圓形、正多邊形等簡單平面形式。在某些情況下，由于城市規(guī)劃對街道景觀的要求以及建筑場地的限制，高層

15、建筑不可能全部采用簡單平面形式，當需要采用不規(guī)則L形、T形、十字形等比較復雜的平面形式時，應將凸出部分厚度與寬度的比值控制在規(guī)范允許的范圍之內(nèi)，同時，在結(jié)構(gòu)平面布置時，應盡可能使結(jié)構(gòu)處于對稱狀態(tài)。 </p><p><b>　　結(jié)束語 </b></p><p>　　完善高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設計可以保證高層建筑的質(zhì)量與性能，從而促進我國城市的建設以及建筑業(yè)的發(fā)展。在現(xiàn)代建

16、筑過程中，需要嚴格對高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)進行設計，確保建筑工程的質(zhì)量。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1] 李善雷.高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計的探討[J].科技風，2011（4）：156. </p><p>　　[2] 馮阿巧.關(guān)于高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設計的探討[J].建筑規(guī)劃與設計，2013（6）：219