王哲

【摘要】高層建筑的結(jié)構(gòu)體系是高層結(jié)構(gòu)是否合理、經(jīng)濟的關(guān)鍵，隨著建筑高度和功能的發(fā)展需要而不斷發(fā)展變化。論文總結(jié)了各種高層建筑結(jié)構(gòu)體系、特別是近年來出現(xiàn)的復(fù)雜、新穎的結(jié)構(gòu)體系的受力特征，進而對高層建筑結(jié)構(gòu)選型要點進行了探討。

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)；模型設(shè)計；選型與設(shè)計

一、結(jié)構(gòu)選型

（一）框架結(jié)構(gòu)體系

框架結(jié)構(gòu)體系采用梁、柱組成的結(jié)構(gòu)體系作為建筑豎向承重結(jié)構(gòu)，并同時承受水平荷載，適用于多層或高度不大的高層建筑?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的布置要注意對稱均勻和傳力途徑直接。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)布置采用主次梁的作法為主，逐步向扁梁或無蓋梁發(fā)展?？蚣苤强蚣芙Y(jié)構(gòu)的主要豎向承重和抗側(cè)力構(gòu)件，以受壓應(yīng)力為主。

（二）剪力墻結(jié)構(gòu)體系

剪力墻結(jié)構(gòu)體系是利用建筑物的墻體作為豎向承重和抵抗側(cè)力的結(jié)構(gòu)體系。剪力墻的間距受樓板構(gòu)件跨度的限制，一般為3～8米。因而剪力墻結(jié)構(gòu)適用于要求小房間的住宅、旅館等建筑。

（三）框架一剪力墻結(jié)構(gòu)體系

框架一剪力墻結(jié)構(gòu)是將框架和剪力墻結(jié)合在一起而形成的結(jié)構(gòu)形式。它既有框架結(jié)構(gòu)平面布局靈活、適用性強的優(yōu)點，又有較好的承受水平荷載的能力，是高層建筑中應(yīng)用比較廣泛的一種結(jié)構(gòu)形式。合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，將能使框架、剪力墻兩種不同變形性能的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)很好地協(xié)同工作，共同發(fā)揮作用。

（四）筒體結(jié)構(gòu)

隨著建筑物高度的增加，傳統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)體系、框架一剪力墻結(jié)構(gòu)體系已不能很好地滿足結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下強度和剛度的要求。筒體體系因其在抵抗水平力方面具有良好的剛度，并能形成較大的使用空間，而成為六十年代以后常用于超高層建筑中的一種新的結(jié)構(gòu)體系。根據(jù)筒體布置、組成、數(shù)量的不同，又可分為框架筒體、筒中筒、組合筒三種體系。

二、結(jié)構(gòu)設(shè)計

（一）地基與基礎(chǔ)設(shè)計

結(jié)構(gòu)工程師越來越重視地基與基礎(chǔ)的設(shè)計，這個階段的設(shè)計過程能否合理完成將直接影響后期設(shè)計工作的順利進行情況，也直接決定著整個項目的運作成本。因此，這個階段極為重要，存在著不可預(yù)計的問題，處理不好可能造成不可估量的損失。高層建筑應(yīng)根據(jù)整體布局的設(shè)計來確定滿足承載要求和不均勻沉降的地基形式?？赏ㄟ^設(shè)置地下室的方式用于減小高層建筑地基的沉降問題，這也有利于保證地基的承載力和建筑物主體的穩(wěn)定性。

（二）結(jié)構(gòu)方案設(shè)計

在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中，最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是選擇合適的結(jié)構(gòu)方案，且注意最終選擇的結(jié)構(gòu)方案應(yīng)該要滿足高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求，能夠同時實現(xiàn)社會與經(jīng)濟利益。針對結(jié)構(gòu)一樣的單元通常我們會采取一樣的結(jié)構(gòu)體系，但最終的結(jié)構(gòu)方案的選擇還要結(jié)合工程的具體要求以及施工條件、地理環(huán)境等因素才能確定。在這里需要注意兩點：第一，認真研究與之相關(guān)的國家標準和行業(yè)規(guī)范，我們所選擇的結(jié)構(gòu)方案與這些標準規(guī)范應(yīng)該保持一致，不應(yīng)有沖突存在；第二，根據(jù)建筑項目的基礎(chǔ)情況和項目規(guī)模、周邊的環(huán)境等因素來選擇方案。

三、配筋設(shè)計

（一）框架外挑梁配筋

在多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計時，受建筑占地面積、使用功能等多方面影響，挑梁一般設(shè)置在梁端。由于挑梁荷載與框架梁荷載是不一樣的，它們的斷面尺寸自然也不一樣，所以設(shè)計人員應(yīng)該針對框架外挑梁實際受力情況確定其斷面尺寸，以及配筋量，不能采用將框架梁配筋延伸至外挑梁的配筋設(shè)置方法，這樣做會降低框架外挑梁施工質(zhì)量。要求設(shè)計人員對框架外挑梁受力的實際情況進行準確分析，以便合理確定配筋量。

（二）框架柱配筋

從以往的框架結(jié)構(gòu)建筑配筋設(shè)計情況看，框架柱配筋數(shù)量相對不多，一旦遭受地震等地質(zhì)災(zāi)害，框架柱就會受到較大的扭轉(zhuǎn)剪力，同時承受雙向彎矩作用。由于橫梁對框架柱的約束力較小，如果框架柱遭受雙向彎矩，勢必產(chǎn)生非常嚴重的損壞，破壞框架整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，危及人的生命安全。為此，對框架柱配筋進行設(shè)計，必須選取最不利的方向進行配筋計算。

具體設(shè)計工作中，為了使框架柱強度符合承載力及抗震性要求，其配筋計算或設(shè)計應(yīng)當(dāng)注意以下幾點內(nèi)容：第一，當(dāng)多層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑地基不是堅硬土層時，設(shè)計人員要在原來配筋量基礎(chǔ)上給予適當(dāng)?shù)脑隽吭O(shè)計，增加框架柱配筋，一定程度上能增加框架柱本身的承載力；第二，為提高箍筋對混凝土的制約力，設(shè)計人員可以將框架柱箍筋設(shè)計成井字形和菱形；第三，在遭受地震等地質(zhì)災(zāi)害情況下，多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)建筑的抗震墻、邊柱等重心都會發(fā)生偏移，為最大程度地提高這些部位的抗受拉能力，必須確保縱筋截面設(shè)計大于計算值的1/4。

四、結(jié)語

總的來說，高層建筑結(jié)構(gòu)選型包含豎向承重結(jié)構(gòu)選型、水平承重結(jié)構(gòu)選型以及下部結(jié)構(gòu)選型；結(jié)構(gòu)布置包括結(jié)構(gòu)平面布置、結(jié)構(gòu)豎向布置及變形縫設(shè)置。設(shè)計中應(yīng)根據(jù)房屋的高度、高寬比等多方面因素選取合理的結(jié)構(gòu)體系，以上因素在結(jié)構(gòu)選型方面應(yīng)該重點考慮。

參考文獻

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