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1、關(guān)于高層房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的探討摘要：高層房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計與低層、多層建筑結(jié)構(gòu)相比較，其結(jié)構(gòu)專業(yè)在各專業(yè)中占有很重要的位置，不同結(jié)構(gòu)體系的選擇，宜接關(guān)系到建筑平面的布置、立面體形、施工工期長短和施工技術(shù)的要求和投資的高低等。文章結(jié)合筆者多年來在這方面的工作經(jīng)驗，就高層房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計概要進(jìn)行探討。關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；探討；對策；隨著城市集約化用地要求的不斷提高，建筑向高發(fā)展的趨勢越來明顯，西方發(fā)達(dá)國家在把建筑向高發(fā)展的過程中，運用建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)建筑了很多經(jīng)典的作品。我國也大力借鑒了這些西方高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的成功技術(shù)，一人批造型

2、新穎、美觀實用的高層結(jié)構(gòu)建筑在東部發(fā)達(dá)地區(qū)鱗次櫛比,隨著產(chǎn)業(yè)西行，高層和異結(jié)構(gòu)建筑也開始在西部地區(qū)落地生根。但由于耳前房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計周期短，任務(wù)重,大多數(shù)結(jié)構(gòu)設(shè)計僅是根據(jù)已確定好的平面和豎向布置，先假定好構(gòu)件尺寸，通過電算來調(diào)整結(jié)構(gòu)的周期、位移、剛度比等，以至于房屋建好后在經(jīng)濟(jì)、實用、安全方面留下遺憾。1?高層建筑的細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計1.1結(jié)構(gòu)平血的設(shè)計與布置平面形狀簡單、規(guī)則、對稱盡量使質(zhì)心和鋼心重合。偏心大的結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)大，會加大端部構(gòu)件的位移，導(dǎo)致應(yīng)力集中。平面突出部分不宜過長。扭轉(zhuǎn)是否過大，可用概念設(shè)計方法近似計算鋼心、質(zhì)心及偏

3、心距后進(jìn)行判斷，還可以比較結(jié)構(gòu)最遠(yuǎn)邊緣處的最大層間變形和質(zhì)心處的層間變形，其比值超過1?1者，可以認(rèn)為扭轉(zhuǎn)太大而結(jié)構(gòu)不規(guī)則。高層建筑不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的結(jié)構(gòu)布置，當(dāng)由于使用功能與建筑的要求，結(jié)構(gòu)平面布置嚴(yán)重不規(guī)則時，應(yīng)將其分割成若干比較簡單、規(guī)則的獨立結(jié)構(gòu)單元。對于地震區(qū)的抗震建筑，簡單、規(guī)則、對稱的原則尤為重要。1.2結(jié)構(gòu)立體的設(shè)計與布置結(jié)構(gòu)豎向布置最基本的原則是規(guī)則、均勻。規(guī)則，主要是指體型規(guī)則,若有變化，亦丿應(yīng)是有規(guī)則的漸變。體型沿豎向的劇變，將使地震時某些變形特別集屮，常常在該樓層因過大的變形而引起倒塌。均勻是指上下體型、剛

4、度、承載力及質(zhì)量分布均勻，以及它們的變化均勻。結(jié)構(gòu)宜設(shè)計成剛度下大上小，自下而上逐漸減小。下層剛度小，將使變形集中在下部，形成薄弱層，嚴(yán)重的會引起建筑的全面倒塌。如果體型尺寸有變化，也應(yīng)下大上小逐漸變化，不應(yīng)發(fā)生過大的突變。上下樓層收進(jìn)使得體型較小的情況經(jīng)常發(fā)牛，對于收進(jìn)的尺寸應(yīng)當(dāng)限制。1?3建筑基礎(chǔ)的設(shè)計與布置高層建筑的上層結(jié)構(gòu)載荷很大，基礎(chǔ)底面壓力也很大，應(yīng)采用整體性好、能滿足地基的承載力和建筑物容許變形要求并能調(diào)節(jié)不均勻沉降的基礎(chǔ)形式。根據(jù)上部結(jié)構(gòu)類型、層數(shù)、載荷及地基承載力，可以用筏型基礎(chǔ)或箱型基礎(chǔ)；當(dāng)?shù)鼗休d力或變形不能滿

5、足設(shè)計要求時，可以采用樁基或復(fù)合地基。筏型基礎(chǔ)一般有兩種做法：倒肋形樓蓋式和倒無梁樓蓋式。倒肋形樓蓋的筏基，板的折算厚度較小，用料較省，剛度較好，但施工比較麻煩，模板較費。如果采用板底架梁的方案有利于地下室空間的利用，但地基開鑿施工麻煩，而且破壞了地基的連續(xù)性，擾動了地基土，會降低地基承載力；采用倒無梁樓蓋式的筏基，板厚較大，用料較多，剛度也較差,但施工較為方便，且有利于地下空間的利用。1.高層房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計屮經(jīng)常出現(xiàn)的問題剖析2.1地基與基礎(chǔ)方面。在這方面經(jīng)常出現(xiàn)的問題大多數(shù)是：高層房屋建筑基礎(chǔ)設(shè)計由于設(shè)計周期短，設(shè)計人員對基礎(chǔ)

6、設(shè)計沒有做到優(yōu)化設(shè)計，對基礎(chǔ)進(jìn)行多方案比較設(shè)計、測算，做到即安全乂經(jīng)濟(jì)。實際上，我們在具體施工時，地基與基礎(chǔ)設(shè)計要做到合理，安全適用，設(shè)計人員必須依據(jù)地質(zhì)勘察資料，統(tǒng)一考察多方面因索綜合分析基礎(chǔ)類型和上部結(jié)構(gòu)。2.2地下室設(shè)計方面。1）在地下室抗浮設(shè)計時，經(jīng)常出現(xiàn)抗浮地下水位高度不準(zhǔn)。給結(jié)構(gòu)帶來不安全，因地質(zhì)質(zhì)料常常以自然地面向下多少米進(jìn)行抗浮計算，而實際場地高差較大，無法準(zhǔn)確確定水位，所以應(yīng)經(jīng)勘察單位確定正確的抗浮水位很重要。2）地下室裂縫控制，因計算機計算，經(jīng)常會統(tǒng)一按0.2mm控制，這樣會造成鋼筋量偏高，應(yīng)當(dāng)迎水面按0.2mm

7、,其它按0?3nmi控制。3）地下室外墻配筋計算中有的工程，凡圍墻扶壁柱的不區(qū)別扶壁柱尺寸大小，一律按雙向板計算配筋，而扶壁柱按地下室結(jié)構(gòu)整體電算分析配筋，又沒按雙向板傳遞荷載驗算扶壁柱配筋。按外墻與扶壁柱變形協(xié)調(diào)原理，外墻豎向受力鋼筋、扶壁柱配筋不足，外墻水平鋼筋有富余。2.3高層房屋建筑中柱、梁以及基礎(chǔ)的活荷載未按規(guī)范乘以折減系數(shù)方面。設(shè)計人員設(shè)計高層建筑時，在計算梁、柱和基礎(chǔ)的活荷載時未按照現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范活荷載乘折減系數(shù)計算其效應(yīng)組合。2?4房屋建筑高度、高寬比超過現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程限值方一血。現(xiàn)行的規(guī)范、規(guī)程給出的房屋最大適用高度

8、和高寬比限值。按照現(xiàn)行抗震規(guī)范，高寬比雖然不是強制性條文，但是合理的高寬比對高層建筑的造價有很大的影響，因為高寬比過大（尤其在高烈度地區(qū)）將會影響建筑的位移比和剪力墻，柱，梁的配筋。一些高層建筑房屋高度超過最大適用高度規(guī)定限值，甚至個