有关高层建筑结构设计问题的探讨

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1、有关高层建筑结构设计问题的探讨　　摘要:本文围绕高层建筑结构，总结了高层建筑结构设计的特点以及提出了高层建筑结构分析和各种体系相对应的方法。因此针对高层建筑结构设计常见问题，探讨了一些应注意的事项。关健词：高层建筑；结构设计；设计方法中图分类号：TU208文献标识码：A随着高层建筑的迅速发展，建筑高度不断增加，建筑类型与功能越来越复杂，结构体系更加多样化，高层建筑的结构设计也成为结构工程师设计工作的主要重点和难点。根据以往的工作实践经验，着重探讨了高层建筑结构设计的要点。经过多年来的设计实践，在高层建筑结构设计过程中经常出现一些容易忽视的问题。为了避免

2、在高层结构设计过程中少犯或不犯这些错误，现将这些常常出现的问题总结如下：1注意结构的延性，防止截面钢筋超配1.17要使高层建筑在遭遇强烈地震时具有很强的抗倒塌能力，最理想的办法是使结构中所有的构件都具有很高的延性。然而在实际工程中很难完全做到这一点，比较经济的办法是有选择有重点的提高结构中重要构件的延性。【1】在结构竖向，对于刚度沿高度均匀分布的、体形较简单的高层建筑，应着重提高底层构件的延性；对于大底盘高层建筑，应着重提高主楼与裙房顶面相衔接的楼层中构件的延性；对于不规则立面的高层建筑，应着重加强体形突变处楼层构件的延性。在结构平面位置上，应该着重提

3、高房屋周边转角处、平面突变处以及复杂平面各翼相接处构件的延性；对偏心结构，应加大房屋周边特别是刚度较弱一侧构件的延性；对具有多道抗震防线抗侧力构件，应着重提高第一道抗震防线构件的延性。1.2要使结构能进入弹塑性状态，并能通过结构的塑性变形吸收地震能量、抗御更高烈度的地震，就必须做到“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱杆件”，才能使结构在进入弹塑性状态后形成合理的延性较大的屈服机制。在强震作用下，结构的内力是按照各构件的实际承载力进行分配的，而构件实际承载力的大小和构件截面的实际配筋有关。值得注意的一个问题是，在实际设计时，对某些构件的配筋进行放大调整，形成了

4、强梁弱柱、强杆件弱节点的不利情况，这样做的结果可以保证构件小震不坏，但是因为没有形成延性结构就不能保证大震不倒【2】。因此在设计工作中，必须注意构件截面纵向钢筋的超配现象，同时也要注意材料的超强问题。2要注意高层建筑的整体稳定性对于高层建筑来说，在抗震设计中，房屋的高宽比是一个需慎重考虑的问题。2.17使基础有足够的埋置深度。有些裙楼和高层主楼从地上到地下用变形缝彻底分开，导致主楼基础埋深不够，地震时会使建筑物发生滑移、整体倾斜甚至倾覆。2.2对于高宽比很大的高层建筑，建议采用桩基础，桩基础钢筋在承台内的锚固长度要足够大。因为桩是埋在土中的细长构件，由

5、于桩土摩擦力的存在，桩的抗拔性能较好，从而能很好地抵抗上部结构的倾覆。避免采用天然地基或复合地基上的浅基础。3关于框架柱截面大小的选择3.1对于框架柱来讲，轴压比越小，在往复水平荷载作用下其滞回曲线越丰满，其耗能能力越大、延性越好；相反对于短柱，在往复水平荷载作用下其滞回曲线呈较瘦的反S形，耗能能力降低、延性较差，呈剪切破坏。对高层建筑的底部柱而言，为了满足轴压比限值的要求，将柱截面取得很大，但是由于层高的限制，就使得框架柱成为短柱。在实际工程设计中，常采用以下几种措施：（1）框架柱的截面首先要满足规范轴压比的要求；（2）采用高强混凝土、钢管混凝土柱；

6、（3）使柱的轴压比满足规范限制要求。所以采取上述措施，并符合强柱弱梁、强剪弱弯的原则后，底层框架柱在地震时是能做到不发生剪切破坏的。3.27同一楼层中各柱要尽量等刚度。地震震害表明，长短柱共存时，很容易因构件刚度及受力大小悬殊而各个击破，先后依次破坏。3.3在框架体系或框筒体系中，角柱的受力要比其它柱差。这是因为：（1）在双向刚接框架中，角柱沿纵横两个方向都是单边有梁，即在重力荷载作用下，角柱已处于双向受弯状态；（2）在高层建筑中，水平荷载引起较大的倾覆力矩，框架整体弯曲时，使角柱所受的附加轴力最大；（3）结构的质心与刚心不可能完全重合，在结构的扭转振

7、动过程中，角柱的相对侧移最大，因此为了防止角柱的斜向压弯及扭转破坏，不能使柱截面太小，同时要特别注意箍筋的加密，增加箍筋对受压区混凝土的约束作用。但是不必刻意将角柱的截面增大。4关于剪力墙设计4.1钢筋混凝土抗震墙的延性和破坏形态与墙体的高宽比和超静定次数密切相关。4.1.17为了提高抗震墙的变形能力，避免发生剪切破坏，对于一道截面较长的抗震墙，应该利用洞口设置弱连梁，使墙体分为小开口墙、多肢墙或单肢墙，并使每个墙段的高宽比不小于2。【3】所谓弱连梁，是指在地震作用下各层连梁的总约束弯矩不大于该墙段总地震弯矩的20%；连梁不能太强，以免水平地震作用下某

8、个墙肢出现全截面受拉，这是比较危险的。但是，考虑到耗能，连梁又不能太弱，连梁弱到成为一般小梁时