高層建築結構設計常見問題及分析

　　隨著建築高度的日益增加，建築型別以及功能的日新月異，高層建築的結構設計總會遇到各種問題。以下是小編為你整理推薦高層建築結構設計常見問題及分析，希望你喜歡。

　　高層建築結構選型問題

　　對於結構設計來講，按照建築使用功能的要求、建築高度的不同以及擬建場地的抗震設防烈度以經濟、合理、安全、可靠的設計原則，選擇相應的結構體系，一般分為六大類：框架結構體系、剪力牆結構體系、框架——剪力牆結構體系、框——筒結構體系、筒中筒結構體系、束筒結構體系。

　　高層和超高層建築在結構設計中除採用鋼筋混凝土結構***代號RC***外，還採用型鋼混凝土結構***代號SRC***，鋼管混凝土結構***代號CFS***和全鋼結構***代號S或SS***。 > 東南科技研發中心，建築高度100m，柱網為8.4m，抗震設防烈度為6度，採用框架——剪力牆或框——筒結構體系較為經濟合理，這種結構體系的剪力牆或筒體是很好的抗側力構件，常常承擔了大部分的風載和地震荷載產生的水平側力，總體剛度大，側移小，且滿足玻璃幕牆的外裝飾要求。

　　一個合理的設計必須選擇一個經濟合理的結構方案，也就是要選擇一個切實可行的結構形式和結構體系。結構體系應受力明確，傳力簡捷。同一結構單元不宜混用不同結構體系，地震區應力求平面和豎向規則。總而言之，必須對工程的設計要求、材料供應、地理環境、施工條件等情況進行綜合分析，並與建築、電、水、暖等專業充分協商，在此基礎上進行結構選型，確定結構方案，必要時應進行多方案比較，擇優選用。

　　高層建築基礎埋深問題

　　基礎應該要有一定的埋深，埋置深度可以從室外地坪一直算到基礎底面，對於獨立的高層建築而言，基礎埋深比較容易確定，但當今多數高層建築與地下車庫都是相互連線的，當地下車庫基礎採用筏板基礎或設有防水底板的獨立基礎***防水底板不宜太薄***時，高層建築的基礎埋深可從室外地坪算起，此時高層建築地下室頂板及地下車庫頂板應按嵌固層要求設計，地下車庫應有足夠的側向剛度作為高層建築的側限。假如不滿足以上條件的時候，高層建築的基礎埋深應該要從地下車庫地面算起。高層建築通常設地下室來滿足埋深要求，主要有以下幾點優勢：

　　***1***提高地基承載力。當高層建築採用天然地基時，地基承載力可進行修正.隨著基礎埋深的增加，修正後的地基承載力隨之增大，從而可滿足高層建築對地基承載力的要求。

　　***2***有利於高層建築上部結構的整體穩定。高層建築地下室外牆一般採用鋼筋礆牆，地下室頂板厚不宜小於160mm，地下室具有較大的層間剛度，同時地下室外牆周邊土也提供了很大的側向剛度和約束。因此設地下室有利於上部結構的整體穩定，有利於協調結構整體變形，調整地基不均與沉降。

　　高層建築房屋高寬比問題

　　房屋高度指室外地面至主樓主要屋面的高度。房屋寬度按所考慮方向的最小投影寬度作為建築物的計算寬度。對帶裙房的高層建築，當裙房面積與其上塔樓面積比大於2.5或裙房抗側剛度與其上塔樓抗側剛度比大於2.0時，可取裙房以上部分的房屋高度和寬度計算高寬比。

　　高層建築建不規則性界定問題

　　建築結構不規則性除應按高規4.3與4.4節的相關規定界定外，還需注意以下問題：

　　***1***計算結構構件的最大位移比時應按剛性樓板假定。

　　***2***當結構的位移比和週期比超規範規定時，說明結構的抗扭剛度相對結構的抗側剛度偏小，結構的扭轉效應較大。在結構抗側剛度較大，結構的層間位移滿足要求的情況下，可減小結構的抗側剛度，對樓層中部結構做減法，可取消、減短、減薄剪力牆，減小連樑高度等。當結構的抗側剛度較小，側移較大時，可對樓層周邊結構做加法，可增大周邊構件的剛度。對帶裙房高層建築，帶裙房部分樓層的位移比和週期比往往超規範規定。由於裙房高度不高，裙房樓層的絕對側移值很小，因此可不按高層建築的側移控制條件來要求裙房，即位移比可適當放寬。轉貼於中國論文下載中心。

　　***3***對某些建築，因功能需要，下部幾層為大空間，上部為辦公或客房，隔牆較多，上下層剛度差別較大，此時剛度變化處的下一層宜指定為薄弱層，進行內力放大調整。

　　高層建築框架樑柱偏心距問題

　　框架結構樑柱偏心較大時，將導致節點核心區受剪面積減小，且樑端彎矩作用在節點上時出現扭矩。因此當樑柱偏心距大於柱截面在該方向寬度的1/4時，應採取措施。通常可加大梁寬或設定樑水平腋。當設定樑水平腋時，在樑柱節點處形成了較強的剛域，樑塑性鉸將外移。因此樑端箍筋加密區長度應與普通框架樑有所區別，水平加腋樑的樑端箍筋加密區長度應取普通框架樑箍筋加密區長度與加腋水平長度之和。

　　高層建築較長剪力牆開洞問題

　　高規7.1.5條規定：“較長的剪力牆宜開設洞口，將其分成長度較為均勻的若干牆段，牆段之間宜採用弱連樑連線，每個獨立牆段的總高度與其截面高度之比不應小於2，牆肢截面高度不宜大於8m。”此條規定主要基於以下考慮：

　　***1***提高剪力牆的延性，避免脆性破壞。牆段高寬比大於2時一般為彎曲破壞，牆段高寬比小於2時一般為剪下破壞。

　　***2***避免單片剪力牆承擔過大的水平剪力而首先破壞，使得整個結構抗側力構件依次破壞。在某些工程設計中，設計人員往往將較長的剪力牆開結構洞，洞口較小，形不成弱連樑，此時的剪力牆為小開口剪力牆，仍具有很大的側向剛度，承擔的水平力很大，造成剪下脆性破壞。因此開結構洞時一定要開大洞，形成弱連樑，連樑跨高比宜大於6使得較長剪力牆開洞後形成兩個較獨立的牆肢。

　　高層建築樓蓋設計問題

　　高層、超高層建築的樓板和屋蓋具有很大的平面剛度，是豎向鋼柱與剪力牆或筒體的平面抗側力構件，同時使鋼柱與各豎向構件***剪力牆或筒體***起到變形協調作用。一般鋼結構建築物的樓板和屋蓋，都採用軋製的壓型鋼板加現澆鋼筋混凝土***簡稱鋼承混凝土***樓板和屋蓋，厚度一般不小於150mm。目前在設計鋼承混凝土樓板和屋蓋時沒有考慮鋼承混凝土樓板和屋蓋與鋼樑共同作用。主要是對於板底呈波形的計算原理不甚瞭解或認為計算繁瑣，就按平板計算，這樣既不安全又增加了鋼樑的用鋼量。如果採用鋼樑與鋼承混凝土樓板共同作用，簡稱MST組合樑，只要計算正確，配筋合理，栓釘可靠，則可以節約樓層和屋蓋鋼樑的用鋼量20%左右，而且不需對鋼樑進行穩定驗算。