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1、高層鋼筋混凝土建筑設計要點探討摘要:正確的結構分析和結構體系的選擇是高層鋼筋混凝土建筑設計的核心，尤其關系到日后使用的安全性。本文對高層鋼筋混凝土建筑的結構特點以及在設計中的要點進行了分析，并且對建筑與環(huán)境的融合進行了簡單的闡釋。 /2/view-13089290.htm關鍵字:水平荷載 結構體系 鋼筋混凝土 環(huán)境 在一個城市中，高層鋼筋混凝土建筑一般具有一定的代表性和象征性，可以從一定程度上表現(xiàn)出該城市經(jīng)濟水平和發(fā)展程度。 同時，高層鋼筋混凝土建筑也是人們進行經(jīng)濟活動的主要場所，在對其進行嚴謹設計的基礎上還要注意其本身所體現(xiàn)出的文化，特別還要注意高樓對周邊和整個城市環(huán)境的影響。一、高層鋼筋混2、凝土建筑本體的設計1、結構分析與設計特點 從名詞上看，高層鋼筋混凝土建筑的主要特點是層數(shù)和高度，從實質(zhì)上講，其特點是指水平荷載在設計中所占的主導地位。 垂直荷載和風產(chǎn)生的水平荷載是任何一個建筑結構都要承受的，另外設計中還要求建筑物具有抵抗地震作用的能力。對于較低矮的樓房，是以重力為代表的豎向荷載控制著結構設計，水平荷載對結構的影響很小；而對于較高的建筑，盡管豎向荷載對建筑本身依然產(chǎn)生著非常重要的影響，起著決定性作用的卻已經(jīng)是水平荷載了。隨著建筑物層數(shù)的增多，水平荷載成為建筑設計中的控制因素。可以說，多層到高層，是一個水平荷載起的作用由小到大的量變過程。結構在水平荷載作用下的側向變形已成為高層鋼3、筋混凝土建筑設計中至關重要的因素，這是與非高層建筑不同的地方。水平荷載下結構的側向變形會隨著建筑物層數(shù)的增加而迅速增大，與建筑物高度的四次方成正比。 因此，在設計中不僅要求高層建筑的強度具有足夠高的數(shù)值，還要求抗推剛度能夠滿足將建筑在水平荷載下側移的幅度限制在一定的范圍之內(nèi)，以防止豎向的構件在側移的過程中造成較大的附加性內(nèi)力。一旦此內(nèi)力超過臨界值，就會產(chǎn)生極大的破壞力，致使建筑主體構件產(chǎn)生裂痕，導致房屋坍塌或者各種管道損壞、電梯變形等各種嚴重后果。 在采用框架體系和框架-剪力墻體系的高層建筑中，框架中柱的軸壓應力一般比邊柱的軸壓應力要大，因此中柱的軸向壓縮變形也比邊柱的軸向壓縮變形要大。當建筑4、很高時，這種軸向變形的差異將會達到較大的數(shù)值，其結果相當于連續(xù)梁中間支座沉陷，從而使連續(xù)梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩值和端支座負彎矩值增大。 和較低的建筑相比，高樓結構更柔，在地震的作用下變形會更大一些。在高層建筑的構造上要采取恰當?shù)拇胧ＷC結構具有足夠的延性，使結構在進入塑性變形階段后仍具有較強的變形能力，避免倒塌。高層鋼筋混凝土建筑結構體系的選擇 高層結構設計一般可依照房屋適用的最大高度和抗震設防烈度選擇。框架、框架-剪力墻、現(xiàn)澆剪力墻和筒體是常規(guī)的四種結構體系。各種結構體系有不同的受力特點，合理的結構體系可以使建筑物更加有生命力。比如:框架結構體系具有建筑平面布置靈活，能獲得5、較大空間，構件簡單，施工方便較為經(jīng)濟,因而很適合于多層工業(yè)廠房以及民用建筑中的多高層辦公樓、旅館、醫(yī)院、學校、商店和住宅建筑等。 目前國內(nèi)高層建筑以鋼和鋼筋混凝土結構為主。鋼筋混凝土結構的優(yōu)點是：造價低，材料資源豐富，可以澆注成各種復雜的形狀，可組成多種結構體系并可節(jié)省鋼材，耐久性、耐火性好，承載能力較高，經(jīng)過合理設計后，可獲得較好的抗震性能。高層鋼筋混凝土建筑結構設計應注意的方面 高層鋼筋混凝土建筑結構平面布置應避免應力集中的凹角和狹長的縮頸部位，力求簡單、規(guī)則、對稱；避免在凹角和端部設置樓電梯間；避免樓電梯間位置偏置而產(chǎn)生扭轉；豎向體型盡量避免外挑，內(nèi)收也不宜過多，力求剛度均勻漸變，避免產(chǎn)6、生應力集中。 相比于多層建筑，高層建筑承受的水平荷載和軸向荷載要大很多，因此高層鋼筋混凝土建筑對基礎的設計要求也就更高。如果高層建筑的基礎設計不良，就會影響到建筑的使用，甚至還會影響其整體性和安全性。基礎的埋深在基礎設計中是至關重要的。基礎設計規(guī)范中要求高層建筑的基礎要有一定的埋置深度，這是為了保證高層建筑的整體穩(wěn)定性，減小地震及地基沉降對結構的影響。另外還有樁基礎的布置，承臺采用的形式等等，都對高層建筑基礎設計起到一定的影響。 鋼筋混凝土的作用對于任何一種結構體系都是十分重要的，是結構安全的保證。因此除了重視計算外，在構造措施方面必須加以注意。框架結構中的梁、柱箍筋加密區(qū)，縱筋的連接和錨固都7、對抗震設防作用極大；剪力墻結構中的墻肢配筋構造，剪力墻端部構造配筋，邊梁的配筋構造等，在結構設計中都必須予以重視。二、高層鋼筋混凝土建筑與環(huán)境的融合協(xié)調(diào) 高層鋼筋混凝土建筑在建設中要能展現(xiàn)出其人性化的一面，這就要求其與環(huán)境協(xié)調(diào)，能體現(xiàn)出自然之氣。不但要注意在小環(huán)境內(nèi)的協(xié)調(diào)，還要注意其在整個城市中的協(xié)調(diào)。 高層鋼筋混凝土建筑的形體和尺寸都十分巨大，可以帶給觀者以極其深刻的印象，在區(qū)域范圍內(nèi)能起到地標的作用，但是要避免過分的夸大和突兀而造成與周邊建筑不協(xié)調(diào)。建筑尺度的確定應與整個城市的尺度相一致，而不能脫離城市，孑然孤立，不利于優(yōu)美天際線的形成。同時還要注意對所在城區(qū)的藝術風格和美學價值的影響。高8、層建筑的底部要注意與街區(qū)的城市結構相聯(lián)系，考慮到街道行人的舒適度，如：留出部分用地作外部環(huán)境空間，高層建筑下部收進，減少高層建筑物下部占地面積等方法。高層建筑會遮擋周邊環(huán)境的陽光，造成巨大的陰影，會對周圍環(huán)境和人產(chǎn)生影響。 高層建筑還要避免過于密集，過于密集會給城市空間帶來很大的壓力，造成交通的擁堵以及一些不可預期的污染等。在規(guī)劃設計中要對區(qū)域內(nèi)的高層建筑密度進行限制，避免高層建筑的集中分布。總結： 高層鋼筋混凝土建筑已經(jīng)有百年歷史，從其出現(xiàn)的時候就成為城市的焦點。在其設計不斷發(fā)展的過程中，與城市空間的融合也日趨完善。高層鋼筋混凝土建筑結構設計，是一個復雜的過程。在該過程中任何遺漏和失誤都可能對日后的使用產(chǎn)生不利的影響，所以在設計當中要不斷學習新規(guī)范，力求掌握更為合理的結構方法。參考文獻1趙玉祥.鋼筋混凝土高層建筑設計中若干問題的探討J.建筑結構學報，1998，（4）2李薇.影響高層建筑造型設計的因素分析與應用J.陜西建筑，2009，（1）3徐輝.探討高層建筑結構的特點及設計要點J.建筑規(guī)劃與設計，2011，（1）4覃妙儀.鋼筋混凝土異形柱結構體系的設計要點J.工程管理，2010，（23）5閻勇.多高層建筑鋼筋混凝土結構的規(guī)則性和抗震驗算原則J.陜西建筑，2006，（4）