高层建筑钢筋混凝土结构设计问题及实例分析
摘要：文章主要结合笔者多年的工作经验，就钢筋混凝土结构设计中的常见问题进行了详细地探讨与研究，并结合某工程实例进行论述，旨在有效地提升高层建筑钢筋混凝土结构设计及保证工程的质量与安全。
关键词：高层建筑钢筋混凝土结构设计问题
中图分类号：[tu208.3] 文献标识码：a 文章编号：
一、概念设计
结构概念设计是保证结构具有优良抗震性能的一种方法。结构概念设计是要求建筑师和结构师在建筑设计中应特别重视规范、规程中有关结构概念设计的各条规定，设计中不能陷入只凭计算的误区。以下问题应值得注意：
（1）在结构体系上，应重视结构的选型和平、立面布置的规则性，择优选用抗震和抗风性能好且经济合理的结构体系。结构应具有明确的计算简图和合理的传递地震力途径，结构在两个主轴方向的动力特性宜相近。
（2）水平地震作用是双向的，结构布置应使结构能抵抗任意方向的地震作用，应使结构沿平面上两个主轴方向具有足够的刚度和抗震能力；结构刚度选择时，虽可考虑场地特征，选择结构刚度以减少地震作用效应，但是也要注意控制结构变形的增大，过大的变形将会因p-δ效应过大而导致结构破坏；结构除需要满足水平方向刚度和抗震能力外，还应具有足够的抗扭刚度和抵抗扭转震动的能
浅谈高层建筑结构设计的优化 摘要：在社会经济快速发展的背景下，城市建筑用地资源日益紧张，高层乃至 超高层建筑项目不断兴起，在城市建筑领域中占据着相当重要的地位，并带动着 建筑行业的蓬勃发展。高层建筑项目建设中，结构设计的质量水平会对高层建筑 物的整体性能产生影响，如何对高层建筑结构进行优化设计是业内人士必须关注 的一项课题。本文即探讨在高层建筑结构优化设计中存在的不足之处，并提出了 高层建筑结构优化设计的解决措施与方法，望能够促进建筑结构设计方案的进一 步优化与发展。 关键词：高层建筑；结构；设计；优化 引言：高层建筑凭借着自身众多优势而成为当前城市建设中最重要的类型。 而结构设计的科学合理性对高层建筑的安全稳定性、适用性、耐久性及经济性等 有重大影响，因此优化高层建筑结构设计意义重大。高层建筑结构优化的主要目 的是在满足人们基本居住要求的前体下，实现对有限空间及资源的更合理分配， 以提升房屋的安全、舒适及美观性。建筑工程包含的内容众多，因此结构设计优 化的内容也是多方面的，在结构优化设计中，只有从多角度进行全面的优化设计，才能从整体上促进高层建筑结构优化设计水平的提高。 1、高层建筑历史与现状发展 在很早以前就有了结构化优化的思维，是在很多建筑设计者的实践中提炼出 来的，林同炎设计大师就是首次在国内提出结构化优化的方法。之后在我国高层 建筑迅速发展，目前发展已经十分惊人，各种优化方法也层出不穷。 在早前，手工画图时代，结构设计师都是依靠先把空间问题转换成平面问题。此时通过计算力学效应，逐步分析计算和考核，强度、整体受力情况都需要一一 验算核准，强调安全性，也要满足设计的基本要求。然后凭经验初取截面，再进 行强度验算校核、整体受力验算等步骤。由于受到当时条件制约，整体上要既要 实现经济，又要完全达到优化设计是很难达到的。随着计算机的普及，在建筑设 计上的应用，利用计算机来优化建筑设计结构，研究成果虽然取得了突破性的进展，但是应用上并不如人意。那是因为科研的结果与现实的运用在很大程度上有 一定的距离，现实中会考虑更多的约束条件，工程的复杂性在现实中得到体现。 不是科研中的简单函数关系就能处理完成，需要考虑实际情况。工程的复杂和不 可复制性，就决定了结构化优化的难度。 各种计算机语言和软件的出现，为建筑结构化设计提供了精准的计算，让设 计更有迅速。即便如此，科学研究的最优解和建筑实际的最优化还是有很大的区别，理论和实践区别在于实践的变化性。这就需要以实践为基础，更深入的去研究，从结构优化，到安全、美学、功能等方面进行优化。 2、设计高层建筑结构合理性所遵守的原则 2.1 高层建筑结构基础设计方案要合理 高层建筑场地的地址因素是决定高层建筑结构基础方案如何选择的参考依据。合理、有效的高层建筑结构基础方案的设计，必须结合相应的地址勘探条件，必 须切实、全面的考虑周边原有建筑群体、施工限制条件、地基荷载分布情况与高 层建筑结构类型等相互间的关联因素。 2.2 保证高层建筑结构设计方案的合理性
浅析高层建筑结构设计的难点 我国建筑行业发展至今，不管是其规模还是建筑技术在国际领域都是名列前茅。在建筑工程中，结构设计环节，是高层建筑未来施工的主要参考依据。它具有基础性、关联性、创新性等特征，在当代城市规划中，发挥着越来越重要的作用。基于此，结合国内高层结构设计的相关理论，着重对其设计难点进行分析，以达到降低高层建筑建设成本，保障结构设计质量的目的。 标签：高层建筑；结构设计；难点分析 一、高层建筑结构的特征 与普通建筑相比，高层建筑需承载垂直和水平两个方向的荷载，因此，其对结构的荷载承受能力要求更高，其中垂直荷载主要是由建筑物高度引起的，而水平荷载则是由外界风力产生的，外界风力和地震都是影响高层建筑结构稳定性的重要因素，另外，建筑层数的增高也会加快建筑物的位移速度，而过快得位移速度则会对建筑物的功能性和建筑物内住户的舒适度产生直接的影响，并且过大的侧移位还会对建筑的结构和非结构构件造成损害，因此，相关人员在进行高层建筑结构设计时，需合理控制建筑物的侧移范围，才能保证其结构功能性良好。 二、高层建筑结构的设计原则 （一）基础方案的合理性 高层建筑结构基础施工方案，是保证高层建筑施工整体性和良好性的基础保障，在实际的建筑结构方案设计当中，相关设计单位需要依照具体施工地质条件，依照具体的建筑施工要求来对结构实施设计。一方面，在建筑结构基础方案的配置上，需要和地质调查报告进行对接，保证其中各项调查数据充分符合工程施工标准。另一方面，在进行高层建筑施工过程中，还需要对建筑实施综合性进行分析，特别是对建筑整体结构的稳定程度、每一个环节的负载加以考虑，通过这种施工设计方式，充分保证工程施工的稳定性。 （二）结构措施完善 在高层建筑施工当中，除了需要对基础施工方案和施工图纸进行设计之外，其中还有一个比较重要的施工原则是相关施工单位经常忽略的问题，那就是需要保证建筑结构实施措施完善化。相关设计单位在对高层建筑结构进行设计的过程当中，需要充分地注意各部分组件相互之间的衔接程度。比如建筑体当中的钢筋锚固长度等，同时，设计单位还需要充分注意建筑体存在的一些薄弱环节，建筑体本身的温度对建筑体组件产生的影响等，对这几个方面的问题，在实际的设计工作当中，需要充分遵循“强柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉”的基本结构设计原则，保证高层建筑结构设计的稳定性。
对建筑构造设计的思考 随着高新科技的迅猛发展以及经济全球化的普及趋势，人们的物质生活日益充裕，进而更加追求精神上的满足，对居住环境也有了越来越高的要求，从而对相关建筑结构设计人员提出了严峻的考验。在建筑进行构造设计的过程中，需要考虑到多方面的因素和问题，需要设计者不断探索和研究，为设计出更加舒适、合理的建筑奠定基础。文章主要介绍了建筑构造设计的途径以及方法，希望可以为建筑构造设计人员提供一些帮助和理论启示，仅供参考。 标签：建筑构造设计；途径；方法；基础 前言 自改革开放以来，我国市场经济不断增强，人们生活水平不断提高，各行各业发生了翻天覆地的变化，其中，建筑行业的发展颇为迅速。由于与人们的生产生活息息相关，所以建筑构造设计水平是人们关注的重点。建筑构造设计主要是指对构成建筑空间的实体进行设计，其设计过程会涉及到方方面面，设计者要遵循理论联系实际原则，根据建筑实体的实际情况不断对设计方案进行改进，以满足人们日益提高的居住要求。建筑物实体主要由支撑系统与围护分隔系统组成，且这两大系统本身又包含很多组成系统，使得建筑构造复杂繁琐，进而在极大程度上给建筑构造设计工作带来了困难和挑战。 1 建筑构造设计的途径 随着科学技术的不断完善和创新，我国的建筑构造设计水平不断提高，设计理念不断更新，使得建筑实体更具有舒适性、经济性，以及实用性，符合人们不断变化和提高的要求。就我国现阶段建筑构造设计而言，其设计途径主要有以下两种。一种是根据事先确定的设计图纸进行设计，直接选择和局部调整已有的标准构造，从而设计出建筑实体。另一种是按照建筑构造设计原理及其所处的环境进行全新的设计，从而得出最终的设计成果。无论通过哪一种途径对建筑物进行构造设计，首先都必须要熟练掌握建筑构造设计的基本原理和方法，明确设计宗旨，做好方案设计工作，避免盲目设计现象的出现，为设计出完美的建筑实体夯实设计基础。 2 建筑构造设计的方法 建筑构造设计由于其特殊性，是一项繁琐复杂的工作，设计环节就是一个不断提出问题，并加以解决的过程。建筑构造设计方法主要指针对某一对象，根据其内在规律提出问题，然后按照设计思路进行解决。 2.1 由设计对象的特定环境，确定构造设计的方向 联系的客观性要求我们，要从事物固有的联系中把握事物，切忌主观随意性。
浅析高层建筑结构设计的中震设计概念 发表时间：2016-06-27T14:51:54.553Z 来源：《基层建设》2016年5期作者：隆凡梅 [导读] 本文主要阐述了中中震设计的原理、设计方法及软件操作，并提出一些个人见解以供参考。 摘要：对于普通建筑物的结构抗震设计，目前我国是以小震为设计基础，中震和大震则是通过地震力的调整系数和各种抗震构造措施来保证的。但是对于较重要的、超高的、超限的建筑物则需要进行中震和大震的抗震计算。本文主要阐述了中中震设计的原理、设计方法及软件操作，并提出一些个人见解以供参考。 关键词：中震设计概念；地震影响系数；荷载 《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001 2008年版)(下简称《抗规》)中对中震设计仅在总则中提到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标，但没有给出中震设计的设计要求和判断标准。 首先我们了解一下现行《抗规》存在几个问题： 1规范未对结构存在的薄弱构件进行分析并作出专门的设计规定，仅对框架类剪切型结构适用的薄弱层作了一些规定； 2在中震作用下，规范仅提出“中震可修”的概念设计要求，没有具体的抗震设计方法； 3“中震可修”的技术经济问题：可修的标准决定工程????造价、破坏损失、震后修复费用。 随着时代的进步，现在的建筑物体型复杂，结构新颖，超高超限越来越多，因此要求对结构进行中震的设计也越来越多。 2 中震设计 2.1 为何要进行中震设计呢？ 《抗规》条文说明1.0.1条指出，对大多数结构，可只进行第一阶段设计（即小震下的弹性计算），而通过概念设计和抗震构造措施来实现“中震可修和大震不倒”的设计要求，但前提是建筑物的体型常规、合理，经验上一般能满足大中震的抗震要求。反之对于一些体型很不好的甚至超限的建筑物，在大震下的结构反应和小震完全不同，不进行相应的中震和大震计算是没法保证结构安全的。 为达到各阶段抗震要求，须对于上述体型异常、刚度变化大、超高超限等类型建筑物进行中震抗震设计，其余类型建筑物建议可按中震抗震进行验算。 2.2 中震设计的基本概念 抗震设计要达到的目标是在不同频数和强度的地震时，要求建筑物具有不同的抵抗能力。中震设计就是为了使建筑物满足该地区的基本设防烈度，即能够抵抗50年限期内可能遭遇超越概率为10％的地震烈度。 中震设计和大震设计都可称为性能设计。基于性能的抗震设计是建筑结构抗震设计的一个新的重要发展，它的特点是使抗震设计从宏观性、规范指定的目标向具体量化的多重目标过渡，业主（设计者）可选择所需的性能目标，而不仅仅是按现行规范通过分项系数、内力调整系数、抗震构造措施等粗略、定性的手段来满足中震和大震的设防要求。针对本工程的结构特点，设定本结构的抗震性能目标。对超限结构而言，利用这些指标能更合理地判断整体结构在中震、大震作用下的性能表现，给超限设计提供可靠的判断依据。 2.3 中震设计的分类 中震设计就是结构在地震影响系数按小震的2.875倍（αmax=0.23）取值下进行验算。目前工程界对于结构的中震设计有两种方法，第一种按照中震弹性设计，第二种是按照中震不屈服设计。 首先明确一点，中震弹性和中震不屈服是两个完全不同的概念，两者所采用的设计方法与设防目的均不相同。中震弹性设计，设计中取消《抗规》要求的各项地震组合内力调整系数，保留材料、荷载等分项系数，对应地保留了结构的安全度和可靠度，结构仍属于弹性阶段，属正常设计。中震不屈服设计，设计中除了地震内力不作调整，同时也取消了材料、荷载等分项系数，对应地不考虑结构的安全度和可靠度，结构已经处于弹塑性阶段，属承载力极限状态设计，是一种基于性能的设计方法。由此可见，中震弹性设计接近于平常的小震弹性设计，而中震不屈服设计则与大震设计同属于基于性能的设计。 3 基本方法及应用 根据中震设计的分类，以下分别阐述中震弹性及中震不屈服的具体设计方法，介绍如何在satwe、etabs、midas等软件中实现中震设计。 3.1 中震不屈服设计 3.3.1 不同抗震烈度下的各级屈服控制 若场地安评报告提供实际的地震影响系数，则应取用所提供的多遇地震、设防烈度地震下相应的地震影响系数，屈服判别地震作用1、2 的地震影响系数可相应插值求得。 3.3.2 SAWTE计算：地震信息中抗震等级均为四级；αmax按表3取值；总信息中风荷载不参加计算；勾选地震信息中的按中震（或大震）不屈服做结构设计选项；其它设计参数的定义均同小震设计。 3.3.3 MIDAS/Gen计算：主菜单→设计→钢筋混凝土构件设计参数→定义抗震等级：四级；主菜单→荷载→反应谱分析数据→反应谱函数：定义中震反应谱，在相应的小震反应谱基础上输入放大系数β即可，β值按表3计算所得；总信息中风荷载不参加计算；主菜单→结果→荷载组合：将各项荷载组合中的地震作用分项系数取为1.0；主菜单→设计→钢筋混凝土构件设计参数→材料分项系数：将材料分项系数取为1.0；其它同小震。 3.3.4 ETABS计算：选项→首选项→混凝土框架设计→定义抗震设计等级：四级；定义→反应谱函数→Add Chinese 2002 Spectrum→定义中震反应谱，地震影响系数最大值αmax取值，其余参数按《抗规》；静荷载工况中不定义风荷载作用；定义→荷载组合→各项荷载比例系数均取为荷载分项系数1.0x荷载组合系数φ；定义→材料属性→填写各材料的强度标准值其它同小震。 4 工程算例 4.1 示范算例 4.1.1 基本参数：二十二层框支剪力墙结构，三层楼面转换，无地下室，首、二层4.5米，标准层3.5米，总高79m。结构平面布置如图一所示。结构高宽比3.76，长宽比1.22；抗震参数，7 度，第一组，0.10g；场地II类；风荷载100年一遇为0.9kN/㎡。
图书馆建筑结构设计毕业论文 一.建筑设计论述 （一）.设计依据： 1.依据建筑工程专业2007届毕业设计任务书。 2.《建筑结构荷载规》 3.《混凝土结构设计规》 4.《建筑抗震设计规》 5.《建筑地基基础设计规》及有关授课教材、建筑设计资料集、建筑结构构造上资料集等相关资料。 （二）.设计容： 1.设计容、建筑面积、标高： （1）设计题目为“某学校图书馆设计”。 （2）建筑面积：5971.5m2，共五层，层高均为3.9m。 （3）室外高差0.450m，室外地面标高为-0.450m。 （4）外墙370mm厚空心砖，隔墙240mm厚空心砖，楼梯间墙为370mm厚空心砖。 2.各部分工程构造： (1)屋面( 不上人屋面) SBS型改性防水卷材 冷底子油一道 30mm厚1:3水泥砂浆找平层 煤渣找坡层2%（最薄处15mm厚）平均厚度81mm 20mm厚1:3水泥砂浆找平层 80mm厚苯板保温层 20mm厚1:3水泥砂浆找平层 120mm厚钢筋混凝土板 20mm厚混合砂浆板下抹灰 刮大白二遍 (2)楼面：
石板 15mm水泥砂浆找平层 120mm厚钢筋混凝土板 20mm厚石灰沙浆抹灰 刮大白二遍 3.建筑材料选用： 墙：普通粘土空心砖窗:采用塑钢窗 二.结构设计论述 1.气象条件：雪荷载0.50KN/m2，基本风压：0.55KN/m 2. 2.工程地质条件： 根据地质勘探结果,给定地质情况如下表: 地质条件一览表 序号岩土分类土层深度厚度围地基土承载力桩端阻力桩周摩擦力 1 杂填土0.0—0.8 0.3 ——— 2 粉土0.8—1.8 0.5 120 —10 3 中砂 1.8—2.8 0.8 200 —25 4 砾砂 2.8—6. 5 3.7 300 2400 30 5 圆砾 6.5—12.5 5.6.0 500 3500 60 注：1 拟建场地地形平坦，地下稳定水位距地表-6m，表中给定土层深度由自然地坪算起。 2 建筑地点冰冻深度-1.2m。 3 建筑场地类别：Ⅱ类场地土。 4 地震设防基本烈度：7 度。 3.材料情况： 非承重空心砖MU5；砂浆等级为M5； 混凝土：C30（基础）、C30（梁、板、柱、楼梯） 纵向受力钢筋：HRB335级；箍筋：HPB235级钢筋 4.抗震设防要求：设防基本烈度为7度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度 值为0.10g。 5.结构体系：现浇钢筋混凝土框架结构。
关于高层建筑结构设计分析 摘要：随着社会经济的迅速发展，人民物质生活水平的不断提高，居住条件的不断改善，高层住宅如雨后春笋一座座拔地而起。一个优秀的建筑结构设计往往是适用、安全、经济、美观便于施工的最佳结合。 关键词：建筑结构结构设计 abstract: with the rapid development of social economy, the people’s material life level unceasing enhancement, the constant improvement of the living conditions, high-rise residential have mushroomed place have sprung up. a good structure design is often apply, safety, economy, beautiful is advantageous for the construction of the best combination. keywords: building structure design 中图分类号： tu3文献标识码：a 文章编号： 一、高层建筑各专业设计的协调 高层建筑设计是个多专业、多程序的复杂系统工程，涉及“建筑、结构、设备”三个基本环节，参与高层建筑设计的工程师都深深体会到，对于每个专业单独而言是最完美的设计，但结合在一起却不是优秀的设计。各专业之间的矛盾如不妥善处理!高层建筑就无法施工，建成后也无法使用。“建筑、结构、设备”是互相制约的三个有机组成部分，高层建筑设计既是各个专业自我完善的过
建筑结构设计方案的优化思考 发表时间：2019-07-09T14:36:02.737Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年6期作者：廖芳鲜 [导读] 整体质量以及工程造价。因此，结合笔者工作实践，阐论建筑结构设计优化技术。 摘要：建筑结构设计是建筑工程建设的基础，建筑结构设计的合理性与科学性直接关系到建筑工程的安全稳定性、整体质量以及工程造价。因此，结合笔者工作实践，阐论建筑结构设计优化技术。 关键词：建筑；房屋结构；结构设计 伴随着社会经济的高速发展，现代建筑朝着外部结构美观化，内部结构实用性、安全稳定性方向发展。但是，高质量的建筑结构设计应在保证上述要求的基础上，提高施工便捷性，节省建筑成本，这就需要对房屋结构进行优化设计。房屋结构设计优化技术是基于房屋建筑使用状况，通过精确计算，设计出最合理的建筑结构方案，切实提高房屋建筑工程结构的稳定性、安全性的同时，兼顾其造价成本的经济合理性。 1建筑结构优化设计的内涵与意义 建筑结构优化设计指的是根据建筑要求与相关规范的要求，经过相应的计算，确保建筑结构重量、刚度、造价等指标符合最优化的建筑设计要求。房屋建筑结构优化设计是现今建筑领域的结构设计主流趋势，更是契合与现代建筑行业规范要求的可行性方案，优化设计要在“安全可行性”中找出“最优”。 建筑结构优化设计既能提高建筑的实用性、美观性、安全性、耐久性，更能有效控制工程造价。以较低成本打造高质量的建筑工程是建筑企业的诉求，其中结构科学合理的建筑结构设计是实现低价优质的保障，因此，建筑结构优化设计对于建筑企业经济效益，乃至建筑行业的持续发展有着极为重要的意义。 2房建筑结构设计优化路径 2.1建构模型 2.1.1确定设计变量 建筑结构设计优化在建构模型上建立影响变量的参数，进行有针对性地计算，从而确定最佳方案。变量参数的选择基于参数对建筑结构整体的影响强弱而定，选择影响因素少的参数，降低计算难度。影响建筑结构设计的参数我们通常称之为设计变量，损失期望C2、结构参数C1为目标控制参数，结构可靠度PS为约束控制参数，对于影响较小、变化幅度小的参数，可由预定参数表示，由此减少计算与编制的工作量。 2.1.2确定目标函数 确定目标函数，可基于重要性划分参数属性，通过选择一些影响较小的参数，有效控制函数模型计算量。目标函数确定后，基于相应条件进行最优解计算，针对建筑对结构强度、应力等约束条件开展结构优化设计，提高建筑结构设计的合理性。 2.1.3确定约束条件 在房屋结构设计优化上，为提高结构可靠性，应从确定优化设计的约束条件着手，其中约束条件主要为裂缝宽度、结构尺寸、结构强度、结构体系、应力约束等，结构设计上，在分析对比目标约束条件与实际约束条件，保证各个约束条件皆与建筑结构要求相符，由此实现最优设计。 2.2设定计算方案 房屋结构设计上，基于可靠性的优化设计有着极为复杂的多变量，且约束条件较多，非线性问题突出，因此，在对其进行计算时，应把约束性问题向无约束性的问题进行转化而求解，常用计算方法为：Powell、复合形法等。 2.3设计程序 在房屋结构优化设计上，应根据建筑结构的形式及功能，在当前主流普遍使用的模拟计算软件中选用合适的计算程序，确定科学的计算方法，建立正确的模拟计算程序。 2.4分析结果 建筑结构设计优化方案的制定，应在分析比较相关计算结果的基础上，多角度分析问题，切实保证结构的美观性、合理性、实用性、耐久性等。建筑结构设计优化既需要尽可能的节省造价，更需要确保技术上可靠性，确保两者兼具。 3结构设计优化设计技术的实践应用 3.1概念设计 房屋结构设计优化在缺少量化数值的情况下，可利用概念设计进行结构设计，处理好建筑构件与结构之间的关系。所谓概念设计，是基于地震震害形成的设计方法，在地震烈度设防上，往往存在诸多不确定因素，难以找到于之相契合的计算方式，此时，就可以以概念设计方法，将相关数值作为设计参考依据。概念设计以建筑结构强度、延性等为方案设计主导，无需进行数值计算，特别是对于难以进行精确计算的问题，可根据结构整体与分支之间的联系，地震危害、工程经验、结构损害机理等进行设计。因此，概念设计是基于整体角度控制抗震细部结构，由此确定建筑整体布置。利用概念设计，可在建筑设计时有效构思结构体系，这种设计方案概念更为明确清晰，并能准确定性，为后期设计奠定良好的基础。在概念设计上应秉持刚柔并济理念，设置多道防线，将复杂的问题简单化，尤其是确保受力与传力结构设计更为简单明了，譬如，建筑竖向抗侧力刚度应尽可能连续均匀，防止发生侧位移角，避免传力路径的突然变化；使结构平面正交抗侧力刚心接近于建筑荷载中心，减少地震损坏。 概念设计是建筑结构设计优化的重要环节之一，通过对薄弱部位的事先分析，有针对性的进行承载力调整，以增强或削弱某部位的荷载力，基于弹塑性计算进行校核，基于对结构材料性能的充分了解，在不减弱结构安全性与耐久性的前提下节约造价。 3.2 案例分析 某房屋建筑结构设计优化思路为：由于纵向刚度有余，依据层间位移，将内部剪力墙取消，由于对抗扭刚度小，难以有效对抗水平力
高层建筑结构设计分析论文 1结构分析及设计分析 1.1分析三种重要的体系 1.1.1剪力墙体系 剪力墙结构是利用建筑的内、外墙做成剪力墙以承受垂直和水平荷载的结构体系。剪力墙的变形状态和受力特性同剪力墙的开洞情况联系密切，其中依据轧受力特性的不同，单片剪力墙可以分为特殊开洞墙和单肢墙。类型不同的剪力墙，对应的也会有不同的截面应力分布，所以，在对位移和内力进行计算时，也应该对不同的计算和设计方法进行使用，将平面有限元法应用到剪力墙的结构计算中。此种方法能够比较准确地完成计算，能够应用到各类剪力墙之间，然而，也有一定的弊端存在于这种方法中，其有着较多的自由度。所以，在具体的应用时，较为普遍地应用了开洞墙这一类型。 1.1.2筒体结构 筒体结构分为框架—核心筒、筒中筒等结构体系，其中框架—核心筒受力特点为框架主要承受竖向荷载，筒体主要承受水平荷载，变性特点类似于框架剪力墙，但抗侧刚度较大。依据不同的计算机模型处理手段，有三种类型的分析方法：主要为离散化方法、三维空间分析和连续化方法，其中三维空间方法的精确性会更高。 1.1.3框架—剪力墙体系 框架—剪力墙结构，是由若干个框架和剪力墙共同作为竖向承重结构的建筑结构体系。此种结构位移和内力等计算方法尽管种类较
多，然而，连梁连续化假定方法会经常被使用，在对位移协调条件进行计算时，应该按照框架水平位移和剪力墙转角进行设计，将外荷载和位移的关系用微分方程建立起来。然而，应该考虑需求和因素量会存在的差异，所以，也会有着不同形式的解答方式。 1.2具体的设计与分析 1.2.1合理地确定水平荷载 每一个建筑结构都应该一同承受风产生的水平荷载和垂直荷载，对于抵抗地震的能力也应该具备。高层建筑中，尽管结构设计会较大程度上受到竖向荷载的影响，然而，水平荷载却占据着重大的比重。随着不断增多的高层建筑层数，在高层建筑的结构设计中，水平荷载成为了其中一个重要的影响因素。首先，由于楼面使用荷载和楼房自重在竖构件中发挥的功能，对应水平荷载会将一定的倾覆作用施加到结构中，并且竖构件中就会出现高层建筑结构的作用力；其次，就高层建筑结构而言，地震作用和竖向荷载，也会跟着建筑结构的动力情况而出现较大的改变。 1.2.2合理地确定侧控 同低层建筑不同，在高层建筑结构设计中，结构侧移已经成为 了其中一个非常重要的影响因素。随着不断增加的楼层数量，结构侧移在水平荷载侧向变形下会逐渐增大。在高层建筑结构进行设计中，不但规定结构要有一定的强度，对于荷载作用带来的内力能够有效的予以承受，同时，还应该确保具备一定的抗侧刚度，确保在某一限度内控制结构在水平荷载作用出现的侧移情况。
浅谈高层建筑结构设计 上世纪末以来，城市化进程加速，城市人口激增，社会经济蓬勃发展，高层建筑在城市中越来越多。如今，城市中的高层建筑已经成为当地经济繁荣的重要标志。 标签结构设计；高层建筑；控制参数；载荷；抗震 1 高层建筑的特点 《高层建筑混凝土结构技术规程》规定，10层及10层以上和高度超过28 m 的钢筋混凝土民用建筑属于高层建筑。相比多层建筑而言，高层是向空中发展，容积率一定的情况下，建造高层建筑可以节省规划用地面积，提高城市绿化率，还可以缓解城市用地紧张的局面。 高层建筑基础需要计算确定深度，独立的高层建筑单体而言，基础埋深比较容易确定，但现今住宅多为数十栋高层建筑群，地下车库相互连接，这时，既要充分考虑地下车库应的侧向刚度作为高层建筑的侧限。 高层建筑比多层建筑多出较多的设备用房，如电梯、管道井等，这样就会增加建筑物的造价，增加公共面积；从建筑防火的角度看，高层筑的防火要求要高于中低层建筑，也会增加高层建筑的工程造价和运行成本。 2 高层结构设计体系特点 地震作用和风荷载的影响下高度的增加，水平作用对高层建筑结构安全的控制作用更加显著。高层建筑的抗震性能、抗侧刚度、承载能力、造价高低，与所采用的结构系统密切相连。不同的层数、高度应采用不同的结构体系。 2.1 筒体结构 单个筒体可分为实腹筒、框筒和桁筒。平面剪力墙组成空间薄壁筒体，即为实腹筒；框架通过减小肢距，形成空间密柱框筒，即框筒；筒壁若用空间桁架组成，则形成桁筒。实际结构中除烟囱等构筑物外不可能存在单筒结构，而常常以框架—筒体结构、筒中筒结构、多筒体结构和成束筒结构形式出现。在层数很多或设防烈度要求很高时，可用筒体结构。 2.2 剪力墙结构体系 利用建筑物墙体作为承受竖向荷载、抵抗水平荷载的结构，称为剪力墙结构体系。剪力墙结构体系于钢筋混凝土结构中，由墙体承受全部水平作用和竖向荷载。现浇钢筋混凝土剪力墙结构的整体性好，刚度大，在水平荷载作用下侧向变形小，承载力要求也容易满足。但剪力墙结构体系平面布置不灵活，结构自重往
关于建筑结构设计中裂缝的思考韩伟 发表时间：2018-10-30T16:15:01.890Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第16期作者：韩伟 [导读] 因此如果想防止出现建筑裂缝现象就要学会由导致裂缝的原因入手，提出有针对性的预防措施。 新疆绿城建筑规划设计有限公司新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830000 摘要：建筑物的结构设计是整个工程中相对重要的部分，墙体和楼板的裂缝现象又是结构设计中的重点治理部分。一般混凝土结构出现裂缝的诱因非常多，从而导致需要更加严格的结构设计方案，因此如果想防止出现建筑裂缝现象就要学会由导致裂缝的原因入手，提出有针对性的预防措施。 关键词：建筑结构设计；裂缝；措施 1简要介绍裂缝的特征 很大一部分建筑工程结构裂缝是垂直产生的，建筑工程结构裂纹尺寸与墙的实际高度相同，建筑结构裂缝的实际形状为中间向二边扩展直至消失；大部分的结构裂缝宽度通常小于0.3毫米，只有少数的结构裂缝宽度大于0.3毫米；结构裂缝的位置很大的概率出现在墙体的中部，只有少数的结构裂缝出现在墙的两端；拆除模板后结构裂缝出现的概率更大，这意味着结构的裂缝和温度的快速变化有很大关系；时间的变化后，裂缝会出现不同的变化，发展的方向逐渐发生变化，但实际结构裂缝的宽度通常不会改变；挡土墙的回填过程中，结构裂缝一般出现松弛的现象，但实际并不特别严重的泄漏问题。 2建筑设计中裂缝的危害 按照裂纹产生的不同危害，将其分为三种类型：表面裂纹、深度裂纹和穿透裂纹。裂缝出现的越多，对建筑工程的破坏也会越来越大。一般来说，施工中最严重的裂纹是穿透裂纹，这对建筑施工来说也是最有害的。建筑工程会被裂缝所破坏，这也极大地降低了建筑的安全性和稳定性。即使深层裂缝不会给建筑物带来重大破坏，也会在一定程度上降低建筑物的质量。表面裂缝与其他几种类型做比较，它所造成的损伤是最小的，但如果不能及时处理好表面的裂纹，随着时间的渐渐推移，也会逐渐变成深层裂纹，最终将会给建筑物带来巨大的损伤。 3建筑结构裂缝的成因 3.1荷载裂缝 荷载裂缝就是建筑自重对承重结构造成的压力下，经年累月的应力使混凝土结构逐渐出现了裂缝。与非荷载裂缝相比，更强调了裂缝所受的巨大压力，同时也突出了该结构在建筑中的重要作用。在相应建筑标注制定的过程中，曾经广泛的借鉴了西方建筑行业的经验。实际上，建筑荷载预估值通常都比较低，混凝土结构的使用又比较高。这样的偏差下，就令行业标准难以真正的指导实际建设，荷载裂缝成为了一种较为普遍的现象。部分企业在建筑设计的过程中，为了应付质检一味的对行业标注进行生搬硬套，忽略了我国的具体国情。最终就导致了建筑结构抗裂性不足，这个问题在一些高层和超高层建筑中最为多见。 3.2温度应力裂缝 众所周知，我国大部分国土受到温带大陆性气候的影响。其表现为冬季寒冷干燥，夏季炎热潮湿；在巨大的湿热差下，热胀冷缩现象就更加明显。在项目混凝土结构的建筑过程中，由于气候条件的差异就很难把控其中的参数。混凝土凝固的过程中，大量水分流失就会造成建筑裂缝的自身。如果在内外部温度、湿度差异过大的情况下，混凝土结构的表层就会率先团结，内部则相对滞后，这种情况也会造成裂缝，并且会沿着结构线不断的延伸。 3.3塑性沉降裂缝 塑性沉降也是裂缝产生的主要原因之一，并且这种现象造成的质量问题也往往更加严重。在混凝土的现场浇筑过程中，骨料和砂石需要充分的搅拌均匀以分摊自重应力。但是在实际的建设过程中，由于没有把握好含水率的问题，使内部颗粒团结沉降，内部的水分受到压力之后不断排出，最终形成了坍缩的问题。同时，部分项目在施工过程中没有对骨料的大小和质量把好关，从而使浇筑过程中出现了自然沉降。 4建筑结构设计中控制裂缝的措施 4.1结构的平面布置 应当确保建筑结构平面布置的规则性，避免平面布置形状出现突变的情况。在平面存在凹口时，应当在凹口部位的边缘设置拉梁，凹口周边的楼板应当适当的加厚并且对配筋进行强化，楼板的负筋应当拉通。此外还应该按照相关规范和要求对建筑结构的长度进行控制，在建筑结构的长度超过相关规范规定的数值时，地下部位设置后浇带，地上应设置膨胀加强带。后浇带通常设置在梁和楼板的1/3宽的位置，宽度应当在800-1000mm范围内。加强带宽度一般为2000mm，带两侧布置密孔钢丝网，以此将带内混凝土与带外混凝土分隔开，钢丝网垂直布置于上下层（或内外层）钢筋之间，并用钢筋加固。膨胀加强带带内增设15%水平温度钢筋，水平温度钢筋均匀布置在上下层，内掺12％的膨胀混凝土后，且混凝土强度等级提高一级。后浇带及加强带的设置应当将梁、墙和板完全的分开，钢筋仍然应该连续的配置。在房屋长度超过规定的的数值比较大的情况下，应当进行变形缝的设置。在建筑物群房和主楼的高度相差比较大的情况下，需要在主楼和群房之间进行沉降缝或者是后浇带的设置，这样能够有效的避免或者减少因为基础沉降而导致的裂缝的产生。 4.2混凝土构件厚度 由于钢筋锚固和耐久性等因素的影响，必须对现浇构件的最小厚度进行合理的限制，对于现浇楼板的厚度应当选择≥L/30-L/40（L为板的计算跨度），通常民用建筑不应当低于100mm，根据实际发现，楼板的厚度在比较薄的情况下可能会出现收缩裂缝，因此必须结合实际情况根据相关规范和要求对其最小厚度进行科学的限制。 4.3混凝土强度等级选用 建筑结构通常属于大体积混凝土，建筑结构的梁和楼板的混凝土强度应当保持一致，宜选用中级。在建筑结构的墙和柱的混凝土等级高于梁和板时，节点核心区的混凝土强度的等级应当与柱和墙保持一致。现浇梁与楼板的混凝土强度等级应当保持一致性。在柱和墙的混
刍议高层房屋建筑结构设计 摘要：高层建筑的结构设计问题是一个长期而复杂的过程，也是建筑师开展设计工作的重点与难点，其结构专业在各专业中占有很更重要的位置。本文将通过对高层房屋建筑结构设计中存在的一系列问题提出相应对策并对此做简要分析。 关键词：高层建筑；结构设计；方案 abstract: the problem of structure design of high-rise building is a long and complicated process, also is the architect in the key work of design and the difficulty, its structure in each major professional plays very more important position. this paper will be through the high-rise building structural design of a series of problems and put forward the corresponding countermeasures to make the brief analysis. keywords: high building; structure design; scheme 中图分类号：tu8文献标识码：a 文章编号： 我国改革开放以来综合国力的不断提高，建筑业有了突飞猛进的发展，已成为当今社会的支柱产业之一。由于我国是人口大国，土地资源宝贵，所以要求高效的利用土地资源。高层建筑因为其有效的解决了土地高效利用问题，加之计算机技术在建筑中广泛的利用，所以高层建筑在现代建筑结构设计中发展迅速，数量与日剧增；
林业科技情报2014Vol.46No.1 浅谈高层建筑结构设计的重点和难点 梅雅莉 （黑龙江省林业设计研究院） ［摘要］由于我国人口数量的增多，为解决住房等问题需要发展建筑行业，尤其是要发展高层建筑行业。随着建筑高度的不断增加，建筑的形式和结构功能也变得复杂多样，因此，高层建筑的结构设计工作便成为建筑工程师在设计过程中的重点和难点。本文着重对高层建筑结构设计过程中应注意的问题进行分析。 ［关键词］高层建筑；结构设计；重点问题 Discussion On The Emphasis And Difficulty Of The Structure Design For High－Ｒise Building Mei Yali （Forest Designing AndＲesearch Institute Of Heilongjiang Province） Abstract：With the increasing for the population in our country，it is necessary to develop architecture industry，es-pecially the high－rise buildings，to solve the housing problem．Associated with the increasing number for the high －rise building，the type of the architecture and the structure function has got much more complex．As a result，the design for high－rise building becomes the emphasis and difficulty for the architecture engineering worker．The par-ticle mainly analyzes the problem emerging from the high－rise building design process． Key words：high－rise building；structure design；emphasis problem 1高层建筑结构设计的概况及意义 随着我国城市化进程不断加快，城市人口显著增多，高层建筑在城市建设中发挥着越来越重要的作用。即使在建筑设计理念和方法日益先进的今天，仍会因为高层建筑复杂的结构，较广的学术知识涉及和较大的工程量而出现设计失误的现象。高层建筑结构设计的意义有：首先，如果建筑所使用的面积一定，设计和建造高层建筑可以获得相对多一些的使用面积，可以解决城市用地紧张、房价高涨等问题。另一方面，精美的高层建筑设计还可以改善城市的外观，或者说成为城市的一道风景。比如马来西亚的石油大厦和上海的金茂大厦等等。而如果设计的建筑高层密度、结构不合理，就会给城市带来热岛效应，影响城市居民的生活环境，甚至由于高层的玻璃因反光而发生光污染的现象。其次，如果是在建筑面积与建设场地面积的比值一定，那么建造高层建筑就会有效地节约城市土地面积，得到更多的空闲地面，用这些空闲出来的地面来进行城市绿化或者供人们休息娱乐。与此同时，建筑高层的土地结构设计会为城市带来更充足的日照、更良好的采光和通风效果。在新加坡新建的居住区中，由于建造了很多的高层建筑群，得到了许多空闲的地面，使人们的休闲活动空间也得到了拓展。最后，一般情况下，高层建筑也可以使人们的内心得到舒展，所以说高层建筑对于城市人们的生活非常重要。因此，高层建筑的结构设计也非常重要，良好的建筑结构可以使人们生活得更加安全，更加舒心。也会使城市更加美观，拥有良好的生态环境。高层建筑结构设计师们要发挥自己的所学所能，设计出美观、经济、实用的高层建筑。 2高层建筑结构设计中应注意的问题 在高层建筑结构的设计中，我们需要注意一些问题，主要有以下几方面。 2.1剪力墙的设计 在高层建筑中，剪力墙对建筑有着重要的影响，所以，在剪力墙的设计过程中，要充分考虑剪力墙的结构体系。也就是以建筑物墙体作为承受水平、竖向荷载的结构，要求混凝土剪力墙具有较好的结构，较强的刚度，以满足其承载力的要求。在对剪力墙进行计算配筋时，切记要为墙肢一端配筋。在短肢剪力墙相对较多的结构中，将较短的墙段划为约束边缘的构件是不妥的，这会使墙肢中和轴附近的钢筋无法发挥作用。另外，剪力墙间距也不能过大，因为这会使得平面的布置显得死板，无法满足公共建筑功能需求。此外，一旦剪力墙自身的结构过大，高度超过标准就会引起悬臂墙变形， · 03 ·
浅析高层建筑结构设计存在的问题及对策 发表时间：2016-05-25T10:16:41.620Z 来源：《工程建设标准化》2016年2月供稿作者：吴志星[导读] （山西平阳重工机械有限责任公司，山西，侯马，043003）众所周知，高层建筑的最大优势就是能够充分提高土地的利用率，这一优势在一定程度上充分缓解了当前我国土地资源短缺的压力。（山西平阳重工机械有限责任公司，山西，侯马，043003） 【摘要】在实行改革开放以后，随着时代的发展和科技的进步，我国的建筑业不仅与时俱进，楼层不断向高处扩展，而且在一定程度上取得了不小的成就，然而在高层建筑结构设计上各种问题频发，这也成为了一个亟待解决的问题。本文通过着重介绍高层建筑结构设计的原则、当前高层建筑结构设计中存在的问题和改进建筑结构设计中常见问题的对策，来强化和确保高层建筑结构设计的不断完善。 【关键词】高层建筑；结构设计；问题；对策 众所周知，高层建筑的最大优势就是能够充分提高土地的利用率，这一优势在一定程度上充分缓解了当前我国土地资源短缺的压力，但是，高层建筑的质量会受到多重因素的影响，一旦产生安全事故，必将对人们的生命和财产带来极大的影响，因此，对建筑的结构设计提出了更高的要求，只有高层建筑的结构设计科学合理，其质量才能有保障，才会有利于社会和谐稳定发展。 一、高层建筑结构的设计原则 1、选择合理的结构方案 只有结构方案经济合理，才能让一个建筑设计合理，可行性强的结构形式和传力简捷、受力明确的结构体系也会促进一个良好设计的形成。因此在进行结构设计时应当具体分析建筑所处的地理环境、材料和设计的需求及施工条件等，充分考虑高层建筑自身的特点，根据实际情况来选择一个合理的结构方案。 2、选择合适的基础方案 在设计过程中要注意最大程度地发挥地基的潜力，在基础设计时要形成详尽的地质勘察报告，如果缺少报告，必须进行现场勘查来制定设计方案，要先通过综合分析工程的地质地貌、施工条件、上部结构类型、相邻建筑物的影响及荷载分布等因素的考虑再进行基础设计，只有这样，才能设计出经济合理的基础方案。 3、进行正确的分析计算 随着科技的发展，计算机技术在结构设计方面已得到广泛应用，种类繁多的计算软件都存在不同程度的缺陷，因此在结构设计的计算过程中会出现不精确的情况，这就要求设计师在使用软件过程中细致认真，对产生的结果认真分析和校对，作出合理判断。 二、当前高层建筑结构设计中存在的问题 1、结构体系选用不科学 由于我国所处地球的板块较为活跃，因此地震频发，对与这些地震多的地区建设高层建筑就应当选用抗震性强的结构体系和建筑材料，一些发达国家通常是使用的钢结构，而我国大多使用的钢筋混凝土结构或者混合结构，但钢框架的刚度较小，钢结构会产生一定程度的负担，也不会起到较好的效果，钢筋混凝土很容易产生弯曲变形而导致侧移，因此在进行结构设计时必须注意使用加强层把侧移量降低或者加大混凝土制土桶刚度。 2、高层建筑普遍超高 高层建筑对抗震能力的要求较高，因此国家严格规定了建筑物的高度，但是实际需求的不断改变使得建筑的高度不断发生改变，因此国家又对A级高度和B级高度进行新的规定和细致划分。即使如此，一些设计师在进行结构设计时往往会忽视高度的问题，对于一些不适合建设高层建筑的地段或条件也会出现为了追求利益的最大化而违反相关规定进行施工，这种情况对整个建筑的成本预计和建设进度都会造成诸多不良影响。 3、结构设计的刚度问题 楼层竖向结构的规则性与平面刚度问题是高层建筑结构设计过程中一个经常遇到的问题，由于在高层建筑的设计过程中每位设计师都有自己的想法和设计理念，因此在设计时就会产生差异，导致结构设计产生矛盾和分歧，在建筑施工过程中很容易出现一味追求独特新颖的外观而忽视抗侧移的刚度对高层建筑能否抗震的影响。 4、材料配备和资源配置不科学 高层建筑的结构特点非常明显，其结构设计的复杂性是由其功能的复杂性决定的，传统的建筑选材多为可燃性材料，这种材料很可能增加高层建筑火灾发生的可能性，对于建筑施工过程中劳动力等资源的配置如果未能提前进行预计和计算，还会对后期的施工造成一定的难度，对于其引发的一系列突发状况也很难及时处理和解决，造成施工进度无法按期完成。 三、改进建筑结构设计中常见问题的对策 1、选用科学的结构体系 受自然灾害的影响，人们对建筑的稳定性能要求逐渐提高，对高层建筑的要求越来越严格，由于高层建筑限制性较大，因此必须对高层建筑结构设计中选用的结构体系进行严格限制，以免在后期的项目施工的设计阶段发生不必要的变动，对计算简图也要慎重选择和使用，根据建筑物的影响因素和自身特点来选用一套科学合理的的结构体系。 2、注重建筑的设计高度 设计师在进行高层建筑的结构设计过程中，要明确意识到有关的高度规范，严格审查设计图纸，确保结构设计与相关的要求和规范相符合，对于建筑施工过程中出现的问题要及时调集有关专家加以具体分析，对高层建筑重新进行设计和评估，以免对建筑的施工进度和质量产生不良影响。国家相关部门也应当加大对高层建筑的审查力度，对不合乎规范的行为进行严加处理，确保高层建筑结构的稳定性和安全性。 3、选择合理的刚度设计