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1、高層建筑的結構設計分析摘要：高層建筑是社會經濟發展和科技進步的產物。隨著大城市的發展，城市用地緊張，市區地價日益高漲，促使近代高層建筑的出現，電梯的發明更使高層建筑越建越高。宏偉的高層建筑是經濟實力的象征，具有重要的宣傳效應，在日益激烈的商業競爭中，更扮演了重要的角色。本文對高層建筑結構設計從多方面進行了分析，具有一定的參考價值。 /1/view-12281676.htm關鍵詞：高層建筑；結構設計；設計特點；優化措施。一、高層建筑結構設計特點1軸向的變形不可忽視豎向載荷在高層建筑中很大，導致柱或剪力墻產生較大的軸向變形，從而使連續梁中間支座處的負彎矩減小，跨中正彎矩和端支座負彎矩值增大。同時軸2、向變形影響構件的側移和剪力，若不考慮構件的軸向變形會得出偏于不安全的計算結果。另外對預制構件的下料長度還會產生影響，對下料的長度要根據軸向變形計算值來進行調整。2抗震性要求越來越高相對于低層建筑物，在地震時，高層建筑物顯得更加不安全，在地震的作用下變形會更嚴重一些。所以，在設計高層建筑物的時候，建筑物的承載力和剛度應該自下而上的逐漸減小，均勻變化。要合理的設計軟弱樓層的塑性集中變形，盡可能增大樓層的結構延性，提高建筑物的變形能力。也要考察好建筑物的地基土質，假設地震情況下的建筑物情況，進行計算，盡量完善和提高建筑物的設計。3設計主要因素水平力在多層和低層房屋結構中，基于重力為代表的豎向荷載控制3、著結構設計是比較普遍的。但在高層建筑中，雖然豎向荷載會給結構設計產生重要影響，但是，水平荷載就起著決定性的關鍵作用了。一方面，因為樓面使用荷載和樓房自重在豎構件中所導致的彎矩和軸力的數值，僅僅與樓房高度的一次方是成正比關系的；而水平荷載對結構產生的傾覆力矩，以及由此在豎構件中引起的軸力，是與樓房高度的兩次方成正比；另一方面，對某一定高度樓房來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風荷載和地震作用，其數值是隨結構動力特性的不同而有較大幅度的變化。二、提高高層建筑抗震性能1重點提高結構重要部位的延性在結構豎向，對于剛度沿高度均勻分布的、體形較簡單的高層建筑，應著重提高底層構件的延性；對于大底盤4、高層建筑，應著重提高主樓與裙房頂面相銜接的樓層中構件的延性；對于不規則立面的高層建筑，應著重加強體形突變處樓層構件的延性；對框支結構，應著重提高底層或底部幾層框架的延性。在結構平面位置上，應著重提高房屋周邊轉角處、平面突變處以及復雜平面各翼相接處構件的延性；對偏心結構，應加大房屋周邊特別是剛度較弱一側構件的延性；對具有多道抗震防線抗側力構件，應著重提高第一道抗震防線構件的延性。2加強結構體系的合理性分析規范特別強調了整體結構的科學性和合理性。對結構進行整體分析是為了解結構在地震作用下動力特性、判斷結構的變形是否滿足抗震設防要求，以及進行構件截面設計。規范中用于控制整體結構合理性的指標主要是周期5、比、位移比、剛度比、剛重比和剪重比等。三、高層建筑結構設計的優化措施1科學運用建筑材料合理選擇高層建筑結構材料也有利于提高建筑設施的抗震性能。從抗震設計的角度對建筑工程所用材料參數進行有效分析，選用符合高層建筑抗震要求的工程材料。在考慮高層建筑建設材料抗震性能的同時還應考慮材料經濟性，可以提高工程經濟效益。2高層建筑結構平面形狀、豎向體型宜規則、均勻高層建筑混凝土結構技術規程規定：在考慮偶然偏心影響的規定水平地震力作用下，樓層豎向構件最大的水平位移和層間位移，A級高度高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應大于該樓層平均值的1.5倍。結構平面布置中豎向構件必須考慮有利于抵抗水平和豎向荷載，6、受力明確，傳力直接，均勻對稱，減少扭轉影響。所以在布置結構構件時，應使結構均勻分布，令荷載合力作用線通過結構剛度中心，以減少扭轉影響。結構剛度不對稱產生扭轉時，單單通過增加剛度效果不一定明顯，力求均勻對稱才是關鍵，有時通過減小對應側的剛度使得剛度分布均勻可能效果更好。在滿足規范規定軸壓比的要求下，合理的結構布置能夠大大的降低結構成本且能取得更大的地震抗力。地震是難以預測以及精確計算的，地震作用而使建筑物承受的力，因地震作用的大小、地基的堅固度，以及建筑物固有的周期而異。地震作用的大小被評估為靜態的水平力，通常都會隨著建筑物的高度的增加，建筑物水平力的比例就會變小。對于某一方向的地震作用，相同方7、向的抗震要素的抵抗，會與其剛度成正比。3建筑結構經濟性分析“少費多用（more withless）”原則的含義是，憑借有效的手段或方式，利用最小化的量的材料、資源來投資，目的在于獲得盡可能大的發展效益。“少費多用”原則，順應目前的發展形勢，在建筑堅持可續費發展的思路上，該原則是一條重要的、有效的、節約型的設計方式。“少費多用”原則還體現在建筑空間組織、利用的高效化方面。原則堅持對平面面積的充分利用，還注重三維空間的挖掘。比如某市圖書館設計中提出了“模塊式”圖書館的創作思路，將圖書館劃分成不同的功能模塊，采用不同的層高、柱網，進行類比布局。這樣可以減少“三統一”標準空間所造成的浪費，充分發揮空間8、效益。某高效空間住宅的設計中則對廚房、廁所的上區、臥區上下等潛在空間進行了有效的利用。將每戶主、次二個開間設置為不同層高，對應于不同的功能使用要求，大大提高了住宅空間的使用效益。對于經濟實力還不發達的中國，對于目前設計人員按傳統設計法造成財產大量浪費的現狀，推行能實現資源合理分配、利用，節約建筑造價的結構優化設計方法是勢在必行的，同時也是刻不容緩的。四、結語隨著高層建筑進一步的發展，滿足高層建筑的形式，材料，力學分析模型都將日趨復雜多元，為了革新高層建筑，體現其魅力，追求新的結構形式和更加合理的力學模型將是土木工程師們的目標和方向。高層建筑結構設計是一個長期、復雜甚至循環往復的過程，任何在這個9、過程中的遺漏或錯誤都有可能使整個設計過程變得更加復雜或使設計結果存在不安全因素。所以把每個重要問題都考慮全面了，才能保證結構設計的安全。在實際的高層建筑結構的設計中，會存在一定的問題，需要針對問題進行分析，分析其危害性和產生的原因，充分了解問題所在。并針對這些問題采取有效的解決措施，提高建筑結構設計的質量和水平，使得高層建筑朝著更好的方向發展。參考文獻：1高層建筑混凝土結構技術規程（JGJ3_2002）S.北京：中國建筑工業出版社，2010.2 范小平.高層建筑結構概念設計中相關的幾個問題應用分析J.福建建材，2008，（6）.3劉大海，楊翠茹. 高樓結構方案優選M. 陜西：陜西科學技術出版社，2008.4 唐興榮、蔣永生、孫寶俊、丁大鈞、樊得潤、郭澤賢.帶預應力混凝土桁架轉換層的多高層建筑結構設計和施工建議J.建筑結構學報，2011，（12）：27-31.