多層建筑的結構設計范文

導語：如何才能寫好一篇多層建筑的結構設計，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：多層建筑；框架結構；結構設計

中圖分類號：TU318文獻標識碼： A

一、多層框架房屋地基基礎設計要點  

（一）要正確地閱讀和使用地質報告。熟悉勘察報告的主要內容，了解勘察結論和計算指標的可靠程度，進而判斷報告中的建議對該項工程的適用性。這里，要把場地的工程地質條件與擬建建筑物的具體情況和要求聯系起來進行綜合分析。  

（二）在滿足承載力和變形的基本要求下，盡量采用比較經濟的天然地基上的淺基礎。地基持力層的選擇應從地基基礎和上部結構的整體性出發，綜合考慮場地土層的分布情況及穩定性，土層的物理力學性質，建筑物的體型、結構類型和荷載性質與大小，還要考慮地下水的影響。 

（三）多層房屋一般采用條形基礎或獨立基礎。一般先由地基承載力和變形確定基礎底面尺寸，然后再進行基礎截面設計驗算。基礎高度由混凝土抗沖切和剪切條件確定，基礎配筋則由基礎驗算截面的抗彎能力確定。除滿足計算要求以外，還要滿足一些規范規定的構造要求。要注意的是，在確定基礎底面尺寸或計算基礎沉降時，應考慮設計地面以下基礎及其上覆土重力的作用；而在進行基礎截面設計中，應采用不計基礎與上覆土重力作用時的地基凈反力進行計算。  

（四）在地基處理時，要針對地質報告條件和水文地質條件選用合適的地基處理方法。要特別注意所選的方法必須符合土力學的基本原理和重視當地的實際工程經驗。要有長期荷載重心和基礎形心盡量相重合的概念。要有基礎整體性的概念，通過增設基礎連系梁和基礎圈梁等措施來保證。  

二、多層建筑框架結構配筋設計的要點

（一）框架柱配筋的調整      

框架柱的配筋率一般都很低,有時電算結果為構造配筋,但是實際工程中均不會按此配筋,因為在地震作用下的框架柱,尤其是角柱,所受的扭轉剪力最大,同時又受雙向彎矩作用,而橫梁的約束又較小,工作狀態下又處于雙向偏心受壓狀態,所以其震害重于內柱,對于質量分布不均勻的框架尤為明顯,因此應選擇最不利的方向進行框架計算,另外也可分別從縱、橫兩個方向計算后比較同一側面的配筋,取其較大值,并采用對稱配筋的原則,為了滿足框架柱在多種內力組合作用下其強度要求,在配筋計算時應注意以下問題:  

角柱、邊柱及抗震墻端柱在地震作用組合下會產生偏心受拉時,其柱內縱筋總截面面積應比計算值增大25%;框架柱的配筋可放大1.2～1.6倍,其中角柱1.4倍,邊柱1.3倍,中柱1.2倍;框架柱的箍筋形式應選用菱形或井字形,以增強箍筋對混凝土的約束;對于二、三級框架的底層柱底和底部加強部位縱筋宜采用焊接,且當柱縱向鋼筋的總配筋率超過3%時,箍筋的直徑不應小于8,并應焊接。  

另外多層框架電算時常不考慮溫度應力和基礎的不均勻沉降,當多層框架水平尺寸和垂直尺寸較大以及地基軟弱土層較厚或地基土質不均勻時,可以適當放大框架柱的配筋,且宜在縱、橫兩個方向設置基礎梁,其配筋不宜按構造設置,應按框架梁進行設計,并按規范要求設置箍筋加密區。 

（二）框架外挑梁配筋

由于占地面積的限制、使用功能的要求或結構上的原因，工程上常在框架的梁端設計挑梁。由于框架梁的荷載與外挑梁的實際荷載值不同，因而框架梁與外挑梁的斷面尺寸會有所不同，而有的設計人員在繪圖時只是將框架梁上的某些主筋向外挑梁延伸了事，殊不知有些主筋根本無法伸進挑梁，這些差錯一般在施工時才會暴露出來，但為時已晚，許多鋼筋已截斷成型，這不僅影響了施工進度，而且也造成了不必要的損失。框架梁外挑梁下常設置鋼筋混凝土柱。在柱的內力和配筋計算中，有些設計人員對其受力概念不清，誤認為此為構造柱，并且其配筋為構造配筋，懸臂梁也未按計算配筋，這樣有可能導致水平荷載作用下承載力不足，為事故的發生埋下隱患。

（三）框架邊柱柱頂配筋

對于框架結構的高層建筑，水平荷載對結構的傾覆力矩以及由此在豎向構件中所引起的軸力與建筑高度的平方成正比；頂點位移與建筑高度的4次方成正比。水平荷載是結構設計中的控制因素。框架頂

層的風荷載較大，而屋面結構荷重傳給邊柱的軸向總力比樓層邊柱總力要小，顯然柱頂有大偏心問題，頂層邊柱節點出現軸向力對截面重心的偏心距大于0.5倍的柱截面高度。根據框架結構的構造要求，橫梁上部鋼筋應全部伸人柱內，且伸過橫梁下邊；柱內一部分鋼筋伸到頂端，另一部分鋼筋伸到橫梁內，其根數依據計算確定且不少于2根。設計人員在圖中經常容易將邊柱柱角的鋼筋彎入梁內，對這類問題，缺乏實踐經驗的工程技術人員不易立即發現，而要等施工時才會察覺。問題的癥結在于柱寬大于梁寬，柱角的縱筋要完全伸人梁內是辦不到的，對這種差錯應引起設計人員的重視。

三、樓板開大洞結構計算注意問題

樓板開洞的結構比較普通，如果開洞面積大于該層樓面面積30％，就屬于平面不規則了，計算時必須進行處理以PKPM軟件為例來說，TAT和SAT、IVE分別采用了兩種方式進行處理。TAT軟件是將無樓板的節點定義為彈性節點，也就是表明該節點不受剮性樓板假定的限制，其平動自由度獨立（在這里所指的節點為梁柱交點）；SAT—WE軟件是將所有樓板定義為彈IS膜，由軟件真實地計算樓板的平面內剛度,忽略樓板的片面外剛度。

建議如果某層洞口面積大于樓層面積的30％以上時，應將全樓所有樓板定義為彈性膜比較符合實際，也可以將該層洞口邊緣節點定義為彈性節點（即不考慮樓板的剛度）；如果屋面為剛網架時，應輸入～板厚，定義為彈性膜。真實計算樓板的平面內剛度，比較符合實際。在正確定義了彈性節點或彈性膜后，在后續計算中必須采用總剛計算法，否則側剛度計算法仍按剛性樓板計算結構內力和配筋，計算時應特別注意這一點。

四、在多層框架抗震設計要點 

為滿足抗震規范要求的“梁鉸型”側移框架，在設計中應注意的問題。 

1、在進行框架內分析時,梁的剛度取值應客觀、準確。當不易取準時,寧可取值略大些,且勿偏小。由于非地震區的設計習慣影響，在進行框架的內力分析時，往往易使梁的剛度取值偏小,導致內力分析時，梁剛度取值偏低。對此，過去的習慣認識介偏于安全的，只是多用一點材料。在實際中，我們通過對框架計算結果的分析比較，認識到，內力分析時梁剛度取值低，在垂直荷載作用下，對框架邊節點、將使梁端負彎矩的計算結果比實際偏大;對中間節點,也會使跨度大的一側的梁端負彎矩配筋量偏大。這樣一來導致了梁端負率矩配筋量偏大,抗彎安全儲備偏高,對于地震區的設計,將影響梁端鉸的優先產生,影響框架的延性,是與設計的初衷相悖的。大震時,可能導致其余部位優先成鉸,是抗震設計中不可忽視的不安全因素,再者,由于梁端抗彎能力的偏高,可能導致抗剪強度反而偏低。達不到強剪弱彎的要求,易產生剪切形脆性破壞.這也是抗震設計中應盡量避免的。鑒于上述討論,可以看出,在計算時,梁剛度取值比實際偏低,對抗震設計可能存在潛在不安全因素。 

2、在進行框架配筋時，梁端負筋寧低勿高。在我們已往的設計中，進行實際配筋時，習慣上略高于計算值，這在設計中是允許的。但在地震區，對梁端負筋，為保證梁端朔性鉸的及時出現，必須改變以往的作法，在我們設計的一些工程中，遵循的原則是梁端負筋配置量正好或略低于需要量，而跨中配筋略為放寬點，再則，對多層框架，為施工和用料方便，往往將幾層配筋相差在±5%以內的梁合為一種配筋，對此，如全按大者配置，會影響某些層的“梁鉸型”。對此，我們的作法是：梁端負筋隨小者配置，跨中鋼盤隨大者再略放寬配置。如此，即保證了強度要求，又滿足了“鉸梁型”的要求。三則，在施工中進行材料代換時，對梁鉸負筋應切實注意，決不可因代換而增加配置量。 

參考文獻

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（陜西信隆建筑工程設計咨詢有限公司陜西西安710000）

【摘要】隨著經濟建設的高速發展，我國多層建筑迅速增多，形成了強大的沖擊波。面對如此形勢，把多層建筑的結構設計放在首位加以研究，對建筑創作是非常重要的。本文將就多層建筑結構設計中的一些問題加以探討。

關鍵詞 多層建筑；結構設計

Talking about the design of multi-storey building structure

Liu Yong

(Shaanxi Nobutaka Architectural Engineering Consulting Co., LtdXi´anShanxi710000)

【Abstract】With the rapid development of economic construction, China´s rapid increase in multi-storey buildings, a strong shock wave. Faced with such a situation, the first place to study the structural design of multi-storey buildings, the architectural creation is very important. This paper will multistory building structure design issues to be explored.

【Key words】Multi-story building;Structural design

1. 建筑設計作用

1.1建筑設計應首要解決功能問題。

功能是什么？功能就是空間使用者對空間環境的各種要求，包括生理要求和心理要求。人類大量的活動要在建筑中進行，所有與人生理有關的問題都應得到解決，如呼吸、行走、坐、臥、進食、排泄、取暖、避寒等等。這是建筑設計要解決的第一步，也是人為自己創造空間的基本要求。其次，作為高等動物的人有比其它動物更高的需求。如：羞恥感（隱秘性）、光線、適宜的高度、聲音，最后應滿足人們社會性需求和精神文化需求。所以，功能所體現的就是人（設計者）在充分考慮自身多種需求的條件下為人（使用者）所創造的空間環境。然后，人（使用者）在這樣的環境下長期生活，這樣的空間的優缺點又在生理及心理或是文化習慣上影響著人。

1.2建筑設計與城市的關系。

討論建筑設計的作用，首先應該討論建筑設計與城市的關系。人類營造城市所投入的巨大勞動和智慧讓一個個文明燦爛登場又黯然謝幕。今天即使古代文明灰飛煙滅了，但當我們看到遺跡的時候依然會為那壯美與精致而震驚。眾所周知，人類在河流的渡口和道路的節點聚居形成了村鎮，隨著經濟活動的開展，有了市場的出現，城市的功能驟然形成了，之后隨著人口的劇增、交通的頻繁和城市的擴展，人們創造了環境。所以建筑設計直接關系到城市的風格與文明程度，從而得出“人創造了空間，空間反過來又影響了人”的結論。

1.3建筑為人服務，人創造了建筑，建筑反過來又影響了人。

2. 現代建筑結構設計存在的問題

2.1明確建筑設計的作用后，再來看看建筑師對建筑物最初設計方案時的考慮：建筑師更多的是考慮空間組成特點及安全問題，而不是詳細地確定它的具體結構。對于低層、多層和高層建筑，豎向和水平向結構體系的設計基本原理都是相同的，但是，隨著高度的不斷增加，豎向結構體系成為設計的控制因素，其原因有兩個：

（1）較大的垂直荷載要求有較大的柱、墻或者井筒；

（2）側向力所產生的傾覆力矩和剪切變形要大得多。與豎向荷載相比，側向荷載對建筑物的效應不是線性增加的，而隨建筑高度的增高迅速增大。例如，在所有條件相同時，在風荷載作用下，建筑物基底的傾覆力矩近似與建筑物高度的平方成正比，而其頂部的側向位移與高度的四次方成正比，地震的作用效應更加明顯。在現代高層建筑中，問題不僅僅是抗剪，而更重要的是整體抗彎和抵抗變形，可見，現代建筑的高層結構受力性能與低層建筑有很大的差異，存在扭轉、共振、水平側向位移及剪重比等問題。

2.2現代建筑結構設計中的扭轉問題。

建筑結構的幾何形心、剛度中心、結構重心即為建筑三心，在結構設計時要求建筑三心盡可能匯于一點，即三心合一。結構的扭轉問題是指在結構設計過程中未做到三心合一，在水平荷載作用下結構發生扭轉振動效應。為避免建筑物因水平荷載作用而發生的扭轉破壞，應在結構設計時選擇合理的結構形式和平面布局，盡可能使建筑物做到三心合一。

2.3現代建筑結構設計中的共振問題。

當建筑場地發生地震時，如果建筑物的自振周期和場地的特征周期接近，建筑物和場地就會發生共振。因此在建筑方案設計時就應針對預估的建筑場地特征周期，通過調整結構的層數，選擇合適的結構類別和結構體系，擴大建筑物的自振周期與建筑場地特征周期的差別，避免共振的發生。

2.4水平側向位移問題。

水平側向位移即使是滿足建筑結構規程的要求，并不能說明該結構是合理的設計。同時還需要考慮周期及地震力的大小等綜合因素。因為結構抗震設計時，地震力的大小與結構剛度直接相關，當結構剛度小，結構并不合理時，由于地震力小則結構位移也小，位移在規范允許范圍內，此時并不能認為該結構合理。因為結構周期長、地震力小并不安全；其次，位移曲線應連續變化，除沿豎向發生剛度突變外，不應有明顯的拐點或折點。一般情況下剪力墻結構的位移曲線應為彎曲型；框架結構的位移曲線應為剪切型；框一剪結構和框一筒結構的位移曲線應為彎剪型。

2.5剪重比及單位面積重度問題。

結構的剪重比A=VJG是體現結構在地震作用下反應大小的一個指標，其大小主要與結構地震設防烈度有關，其次與結構體型有關，當設防烈度為7、8、9度時，基本周期大于5.0s的結構，最小剪重比分別為0.0 12(0.018)， 0.024 (0.032)， 0.0 4 0；扭轉效應明顯或基本周期＜3.5 s的結構最小剪重比則分別0.016(0.024）， 0.0 3 2(0.048)， 0. 0 6 4。單位面積重度r G＝G／A（N／m2）是衡量結構構件截面取值是否合理和樓層荷載數據輸人是否正確的一個重要指標。式中的G由結構構件自重、樓面建筑面層及天棚抹灰（或吊頂）重、填充墻（包括抹面層）重和樓面使用荷載組成；A則一般以地面以上的建筑面積總和計算，以便有一個相對準確的比較標準。定性地分析比較r值的大小，可得出以下結果，即一般內部隔墻多的建筑大于間隔墻A建筑；層數多的建筑略大于層數少的同性質建筑；設防烈度高的建筑大于設防烈度低的同性質同規模建筑；剪力墻多的建筑大于剪力墻少甚至僅為框架的建筑。一般多高層建筑的單位面積重度在10－18KN／m2之間，除個別較特別的以外，多數在15KN／m2左右。以上兩個指標不僅在施工圖設計階段，而且在初步設計階段都是非常重要的數據，其數值正常與否從另一個側面反映出結構體系的選擇是否合適，結構布置（包括構件截面確定）是否合理，電算數據輸人是否正確，以及最后決定電算結果是否可信可用等，因此結構設計時應對這兩個指標重視。

3. 結論

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關鍵詞:多層框架房屋 結構設計 鋼筋混凝土 荷載計算

前言

鋼筋混凝土多層框架結構由于具有結構傳力明確、結構靈活、整體性強、抗震能力強等諸多優點,因此被廣泛應用于現代建筑中。雖然該種結構形式看上去比較簡單,但是在設計時,若把握不好,將會出現很多問題,以下是筆者根據多年的設計經驗總結出來的幾個多層框架結構設計中值得我們思考的問題,以供大家參考。

一、基礎的選型

1.設計荷載取值

通常情況下,多層框架房屋采用的是柱下獨立基礎的形式,而《抗震規范》中明確指出,在地基的主要持力層沒有軟弱粘性土層的情況下,當建筑高度在25米以內且層數在8層以內的一般房屋建筑,可以不對地基和基礎的抗震承載力進行驗算。但是在進行基礎設計時應該要將風荷載考慮進去。所以,不能因為一般建筑在地震區風荷載不是控制荷載而忽略了。還有些設計師在進行獨立基礎設計時,柱腳內力設計值取值不合理,只對軸力與彎曲采取了設計值,而未能考慮剪力,還有些甚至只取了軸力設計值。若獨立基礎的設計荷載取值不合理,將會導致建筑結構的不安全或者材料浪費。

2.基礎拉梁層的計算模型問題

基礎拉梁層進行框架整體計算一般都是采用TAT或者SATWE等程序,由于基礎拉梁層無樓板,因此計算時樓板厚度應取零,并且定義彈性節點,分析計算式應該采用總剛分析方法。另外尤其是要注房屋平面不規則這一點。

二、基礎拉梁設計問題

當多層框架房屋基礎埋深較大時,可以在±0.000以下的合適的位置設置基礎拉梁,以減小底層柱的計算長度以及底層位移。設計時可按照框架梁的要求,按照規范要求設置箍筋加密區。以抗震的角度來考慮,應該采用短柱基礎方案。通常情況,若獨立基礎埋置深度較小,或者以前埋置較深且已經采用了短柱基礎,但是當地基不良或者柱子荷載差異較大時,可設置構造基礎拉梁,其方位為沿著兩主軸方向。基礎拉梁的截面尺寸為:寬、高分別為1/20～1/30,1/12～1/18倍柱中心距。而構造基礎拉梁的截面的寬、高則可以可取其下限值,也就是1/30與1/18柱中心距離,縱向受力鋼筋計算時則可以取其連接的柱子最大軸力設計值的十分之一,構造配筋的配筋率必須滿足規范要求,同時,還要保證不得小于上下各2φ14,鋼筋直徑不得小于φ8mm,間距為200mm。當填充墻或者樓梯柱直接支撐于拉梁上時,則應該將拉梁的界面適當的增大,其配筋也應該適當的增加。若框架底層高度不高或者基礎過去埋深不大時,可以利用拉梁平衡柱底彎矩,這時應該將基礎拉梁的結構尺寸設計大點。此時,應正彎矩鋼筋全跨拉通,而負彎矩鋼筋至少應在半跨拉通。其余要求均與上部框架梁完全相同。

三、框架結構帶樓電梯小井筒

井筒將會吸收地震剪力,以至于框架結構承受的地震剪減小。因此框架結構應該盡可能的不要設置鋼筋混凝土樓電梯小井筒。若實在不可避免時,應該適當的減薄井筒的壁厚,并且可以通過豎縫,結構洞等方法將其剛度減弱。計算時,除按框架計算外,還應該按照帶井筒的框架進行復核,并且將與井墻連接的柱子的配筋進行加強。另外,尤其要注意,出屋頂的樓電梯間與水箱間等結構物的承重結構必須采用框架梁結構,而不能采用砌體墻;雨篷等構件不能夠從承重墻挑出,而是應該從承重梁上挑出;樓梯梁與夾層梁等不可以支承于填充墻上,而應該由承重柱來支承。

四、結構計算中幾個重要參數選取問題

《抗震規范》中明確指出,采用計算機計算出來的所有結果,都必須在經過對其合理性、有效性認真分析判斷后才能適用于工程設計。一般,電算的結果主要包括結構的自振周期,樓層彈性層間位移、樓層地震剪力系數、樓層的彈塑性層間位移。樓層的側向剛度比,振型參與質量系數,墻和柱的軸壓比及墻、柱、梁和板的配筋,底層墻和柱底部截面的內力設計值。框架—抗震墻結構中抗震墻承受的地震傾覆力矩與總地震傾覆力矩的比值。要想對電算結果的合理性有一個正確的判斷,這就要求計算時必須選用正確的計算簡圖與合理的結構方案,還得分別將抗震設防烈度以及場地類別正確的輸入,除此之外,還必須將電算程序中的其他參數準確合理的輸入。

1.結構的抗震等級的確定

在建筑工程設計中,按照抗震設防來分類,一般的房屋住宅建筑、公寓、辦公樓等,很多房屋建筑是屬于丙類建筑。當我確定這些建筑的抗震等級時,通常是根據本地區的抗震設防烈度、結構類型以及建筑高度,來查《抗震規范》中的6.1.2表來確的。但是對于交通、電訊、消防、能源以及醫療類建筑,大型商場與體育場館等公共建筑,首先,就應該確定其中哪些建筑物是乙類建筑。我們通常按照抗震設防烈度來計算乙、丙類建筑的地震作用。通常情況,乙類建筑,當抗震設防烈度在6～8度時,應該采取抗震措施。一般是在本地區的抗震設防烈度的基礎上再增加一度,再查表來確定其抗震等級。若該乙類建筑處于7度地區,而其高度又超過規定的范圍,此時,就應該采取更為有效的其他抗震措施。

2.地震力的振型組合數

多層建筑結構,若不需要進行扭轉耦聯計算,其地震力的振型組合數不應小于3;若振型組合數大于3,則應該取3的倍數,但與小于建筑物的層數;若房屋層數少于3層,振型組合數就取層數。不規則的高層建筑,當需要考慮扭轉耦聯時,其振型數不應小于9。建筑結構層數比較多或者其剛度變化較大時,其振型組合數應越大,比如有轉換、小塔樓等建筑,其振型組合數不應小于12,但是也不得多于3倍層數。我們一般可以采取振型參與質量為總質量的90%時所需要的振型數作為合適的振型數。在應用SATWE 等程序進行電算時,便可以將這種參與質量的比值輸入進去。但是,有些設計人員重視程度不夠,往往比較隨意的選取振型數,這是不行的。另外,只有在建筑結構的扭轉比較明顯時,才采用耦聯計算,若必要時還是需要補充非耦聯計算。

3.結構周期折減系數的確定

框架結構建筑結構中,因為存在填充墻,其實際剛度往往比計算剛度大。計算周期比實際周期大,因而,計算出來的地震剪力偏小,顯得結構的安全性較差,所以應該對結構的計算周期進行適當的折減,但是折減系數不得過大。若框架結構采用砌體填充墻,則其計算周期折減系數為0.6～0.7;若采用輕質砌體或者砌體填充墻較少則可取0.7～0.8;當全部用輕質墻體板材時,折減系數為0.9。而只有無填充墻的純框架,才可以不進行計算周期折減。

五、結語

隨著我國建筑行業的發展,鋼筋混凝土多層框架結構由于具有結構傳力明確、結構靈活、整體性強、抗震能力強等諸多優點,因此被廣泛的應用于現代建筑中。雖然,其結構形式看上去比較簡單,但是設計時若考慮不周全、不仔細就會出現這樣或者那樣的錯誤,給建筑工程的建設造成不良的影響,有些錯誤甚至會給建筑結構的安全造成影響,因此我們在進行設計時,必須針對以上問題逐一進行落實,確保建筑結構設計質量。

參考文獻：

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[2] 程偉權,張文光.淺析建筑全框架結構及框剪結構設計布置[J].今日科苑,2009,(2).

[3] 曹長龍.多層鋼筋混凝土框架結構設計探討[J].河南建材,2008,(6).

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【關鍵詞】民用建筑；框架結構；設計；問題

一、民用建筑多層框架結構的設計中的問題及措施

（一）多層民用建筑結構體系的選用

建筑結構設計者在進行設計時首先要明確建筑結構的體系，只有根據具體的建筑結構情況，選取合理的建筑加工體系才能夠設計出經濟適用的建筑結構。目前的多層民用建筑在建造時多采用混凝土結構，同時采用剪力墻結構或是框架剪力墻結構。

框架剪力墻結構是由框架和剪力墻共同組成，其中剪力墻是多層民用建筑的主要水平承重結構，而框架則是建筑的豎向承重結構，兩種結構通過合力分工，共同承受多層民用建筑的載荷。在多層民用建筑結構設計中剪力墻的位置應設立在平面形狀教導和豎向載荷較大的部位，并對其進行均勻設置。此建筑結構體系中框架作為主結構，剪力墻作為輔助結構。

剪力墻結構在建筑時是利用鋼筋混凝土墻板來代替框架結構作為承受建筑載荷的梁柱，此時的剪力墻則作為建筑中豎向承重和抵抗測力的結構，其傘部承受建筑結構的豎向和水平方向的力。剪力墻結構一般情況下采用平面布置方式，采用此結構時要保證剪力墻具有助攻的載荷力，因為剪力墻同時承受建筑結構的豎向和水平方向的共同載荷，在設置剪力墻時要采用雙向或是多向的設置方式。

（二）多層框架民用建筑結構設計的參數控制和調整

多層民用建筑在設計過程中對各項參攝的控制和調整決定整建筑結構的安全性。而合理的控制和調整建筑結構設計參數不但能夠增加建筑結構的合理性，還能夠提高建筑結構的整體控制效率。其控制和調整重要參數主要有以下幾個：第一，軸壓比：為了滿足建筑結構的延性要求，需要限制建筑的軸壓比。軸壓比的控制和調整主要是通過增加建筑墻、柱的截面，提高墻、柱混凝土的強度來實現。第二，建筑層間的位移角：為了保證多層民用建筑的結構穩定性，需要限制建筑各層間的位移角。位移角的控制和調整主要通過加強豎向構件剛度來實現。第三，周期比：周期比主要是用來克服多層建民用筑結構的扭轉。周期比的控制和調整主要是通過改變建筑結構布置來實現。第四，剪重比：為確保多層民用建筑的安全性，通過限制剪重比來減小多層民用建筑各層間的最小水平地震剪力。剪重比的控制和調整主要是通過加強豎向構件的剛度來實現。

二、民用建筑多層框架結構技術要點

（一）調整框架柱的配筋

針對角柱和邊柱等在地震作用下會出現偏心受拉的現象，要保證各種柱中內的縱筋總截面要比計算值增大25%；另外框架柱箍筋的配筋的形式要用井字或者菱形，來增加對混凝土的約束力；對于需要加強的底部和柱的底層，配筋需要進行焊接，來保證底部的穩定性；針對不同的溫度和基礎土層，要因地制宜，當基礎土層分布不均勻時，要根據情況放大框架配筋，并根據情況進行加密箍筋配筋。

（二）框架柱配筋的調整

框架柱的配筋率一般都很低，有時電算結果為構造配筋，但是實際工程中均不會按此配筋。因為在地震作用下的框架柱，尤其是角柱，所受的扭轉剪力最大，同時又受雙向彎矩作用，而橫梁的約束又較小，工作狀態下又處于雙向偏心受壓狀態，所以其震害重于內柱，對于質量分布不均勻的框架尤為明顯。

（三）框架梁裂縫寬度、斜截面配筋調整

在滿足梁柱的截面尺寸和配筋率的情況下，仍需在計算配筋后進行梁的裂縫寬度的驗算和滿足梁端斜截面“強剪弱彎”條件下的梁端配筋調整。

1、影響裂縫寬度的因素和調整的辦法

框架梁的裂縫寬度驗算往往被工程設計人員忽視，對此應引起我們的注意。影響裂縫寬度的主要因素有兩方面，一是構件的混凝土強度等級，二是鋼筋的級別和直徑。由于混凝土等級與鋼筋的級別有一定的“依賴關系”，因此對于普通的混凝土構件，混凝土的高等級對減小梁的裂縫寬度影響不大，一般情況下宜采用加大梁的配筋率或增大梁的截面尺寸的方法來減小梁的裂縫寬度。另外需注意在利用計算機輔助軟件進行結構建模中的荷載輸入時，一定要將恒、活載數值分開輸入，以便進行內力組合和裂縫寬度的計算，不要貪圖省事而將恒、活載合并輸入，以防止梁、柱內力計算錯誤，致使所繪制的施工圖不能使用。

2、在電算中合理、準確運用彎矩的調幅

規范規定只有在豎向力作用下梁端彎矩可調幅，水平力作用下梁端彎矩不允許調幅，因此在計算時必須先將豎向荷載作用下的梁端彎矩調幅后，再將水平荷載產生的梁端彎矩疊加。

三、民用多層建筑框架結構設計構造注意的事項

（一）保證構件延性，防止脆性破壞

強剪弱彎是的重要原則，它要求人為加大各承重構件相對于其抗彎能力的抗剪承載力，使這些部位在結構經歷罕遇地震的過程中以足夠的保證率不出現脆性剪切失效。對于框架結構中的框架梁應注意抗剪驗算和構造，使其滿足相關規范要求。

（二）關注非彈性與非彈性工作狀態

主要是指的“強柱弱梁”節點。這是為了實現在罕遇地震作用下，讓梁端形成塑形鉸，柱端處于非彈性工作狀態，而沒有屈服，但節點還處于彈性工作階段。強柱弱梁措施的強弱，也就是相對于梁端截面實際抗彎能力而言柱端截面抗彎能力增強幅度的大小，是決定由強震引起柱端截面屈服后塑性轉動能否不超過其塑性轉動能力，而且不致形成“層側移機構”，從而使柱不被壓潰的關鍵控制措施。柱強于梁的幅度大小取決于梁端縱筋不可避免的構造超配程度的大小，以及結構在梁、柱端塑性鉸逐步形成過程中的塑性內力重分布和動力特征的相應變化。驗算截面承載力時，人為地將柱的設計彎距按“強柱弱梁”原則調整放大，加強柱的配筋構造。梁端縱向受拉鋼筋的配筋不得過高，以免在罕遇地震中進入屈服階段不能形成塑性鉸或塑性鉸轉移到立柱上。注意節點構造，讓塑性鉸向梁跨內移。

（三）一些構造采取的措施

1、對于大跨度柱網的框架結構，在樓梯間處的框架柱由于樓梯平臺梁與其相連，使得樓梯問處的柱可能成為短柱，應對柱箍筋全長加密。這一點，在設計中容易被忽視，應引起重視。

2、對框架結構外立面為帶形窗時，因設置連續的窗過梁，使外框架柱可能成為短柱，應注意加強構造措施。

3、對于框架結構長度略超過規范限值，建筑功能需要不允許留縫時，為減少有害裂縫（規范規定裂縫寬度小于0.3mm），建議采用補償混凝土澆筑。采用細而密的雙向配筋，構造間距宜小于150mm，對屋面宜設置后澆帶，后澆帶處按構造措施宜適當加強。

四、結束語

在民用建筑的多層框架結構設計中，設計師要在了解建筑結構設計的基本內容的基礎上，認真面對多層框架結構設計中出現的問題：表現在計算簡圖不合理、多層框架柱配筋調配不合理以及對框架梁裂縫寬度的忽視等問題。需要結構設計師在進行民用建筑多層框架結構設計中注意進行問題的改進，另外還要從多層框架的基礎設計上以及多層框架的上部設計來進行改進，保證多層框架的民用建筑更加安全、穩定和實用。

參考文獻：

[1] 紀長城，郭仲寧，淺談民用建筑框架結構設計應注意的幾個問題[J] 黑龍江科技信息，2011（18）

篇5

【關鍵詞】建筑；多層框架；設計問題；措施；注意問題

中圖分類號：TS958文獻標識碼： A

一、前言

當前建筑的造型和功能日益增加，形式也日益多樣化。特別是民用建筑，人們更加追求實用性和個性。因此，要加強對民用建筑的結構設計，使其滿足人們的功能需求。

二、多層框架結構設計的存在問題

1、計算簡圖不合理

隨著民用建筑的發展，設計方面的要求也在不斷提高。但是多層框架結構設計也遇到許多問題，其中最明顯的一個問題就是計算簡圖非常不合理，不合理的簡圖嚴重影響了工程質量。具體地講，由于民用建設大多數都屬于多層框架結構，建筑的獨立基礎計算方法主要是按中心受壓來計算的，根本沒有考慮到有無地下室等其他因素。最后實施的民用建筑表明，此種方式下的中心受壓計算不科學，存在嚴重問題。究其原因，對于民用建筑來說，其中多層框架結構拉梁，無法平衡柱腳彎矩。如果設計拉梁層，底層柱的配筋也無法斷定是由哪種截面控制來決定。也就是說，在民用建筑多層框架結構計算簡圖極不合理的情況下，這種設計方法將會影響民用建筑多層框架設計的安全與穩定性。

2、柱配筋調整不合理

從民用建筑的整個框架結構設計上看，大部分柱配筋的調整也極不合理。主要是由于多層框架柱的配筋率低，而且是普遍較低。另外值得思考的是，在實際民用建筑工程施工過程中，還存在大部分人按照設計的電算結果構造配筋。這種現象更進一步加劇了民用建筑結構框架柱配筋的調整出現問題，不合理的調整最終會影響建筑的質量問題。比如一旦遇到地震，框架柱將會受到巨大的扭轉剪力，并受其雙向彎矩的巨大作用沖擊，進而損傷橫梁和內柱。如果有的框架質量不夠均勻，受到的損壞則會更大。除此以外，在民用建筑多層框架電算的過程中，配筋調配的不合理性還會引起溫度和基礎不均，使結構部位發生沉降現象，最終使多層框架柱直接影響到實際民用建筑整體的結構框架。

3、忽視梁裂縫寬度

在目前的民用建筑多層框架結構設計過程中，經常會出現框架梁的裂縫寬度問題。而且這種問題對整個建筑的影響非常大，主要在民用建筑多層框架結構工程師的設計。設計人員往往會忽視框架梁裂縫寬度，使之此類現象接連不斷地發生。實際上，民用建筑多層框架結構的框架梁的裂縫寬度受混凝土影響深重，特別是受混凝土的強度等級的影響較大。此外，還與框架結構的鋼筋直徑和類型因素有關，這主要是由于框架梁裂縫寬直接關聯著混凝土的強度和鋼筋。但是設計人員根本沒有在意這個方面，似乎這個結構部位無關緊要，最后造成不良后果。不難想象，一旦工程設計人員忽視了框架梁的裂縫寬度問題，民用建筑將會處于危險境地，因為這時的多層框架結構建筑無力抵抗自然災害的侵襲。

三、多層框架結構設計

1、截面尺寸的選擇

梁、柱的截面尺寸的選擇是框架結構設計的前提，除應滿足規范《混凝土結構設計規范GB50010-2002》所要求的取值范圍，還應注意盡可能使柱的線剛度與梁的線剛度的比值大于1，以達到在罕遇地震作用下，梁端形成塑性鉸時，柱端處于非彈性工作狀態而沒有屈服，節點仍處于彈性工作階段的目的。即規范所要求的“強柱弱梁強節點”。

2、梁、柱的適宜配筋率

框架梁的配筋在設計中應掌握“適中”的原則，一般情況下其配筋率宜取0.4%～1.5%框架柱的全部縱向受力鋼筋的配筋率宜取1%～3%。另外當梁端的縱向受拉鋼筋最小配筋率大于2%時，其箍筋的最小直徑應增大2mm。但是無論在何種情況下，均應滿足規范《混凝土結構設計規范GB50010-2002》所規定的最大、最小配筋率的要求。

另外框架梁的縱向受拉鋼筋配筋率，應注意規范《混凝土結構設計規范GB50010-2002》與規范《混凝土結構設計規范GBJ-89》中的區別。規范《混凝土結構設計規范GBJ-89》中梁的縱向受拉鋼筋最小配筋率只和框架的抗震等級有關，而在規范《混凝土結構設計規范GB50010-2002》中梁的最小配筋率除和框架的抗震等級有關外，還和混凝土的軸心抗拉強度設計值與鋼筋的抗拉強度設計值的比值有關，所以在設計中應依據規范來確定梁的最小配筋。

3、框架柱配筋的調整

框架柱的配筋率一般都很低，有時電算結果為構造配筋，但是實際工程中均不會按此配筋。因為在地震作用下的框架柱，尤其是角柱，所受的扭轉剪力最大，同時又受雙向彎矩作用，而橫梁的約束又較小，工作狀態下又處于雙向偏心受壓狀態，所以其震害重于內柱，對于質量分布不均勻的框架尤為明顯。因此應選擇最不利的方向進行框架計算，另外也可分別從縱、橫兩個方向計算后比較同一側面的配筋，取其較大值，并采用對稱配筋的原則。為了滿足框架柱在多種內力組合作用下其強度要求，在配筋計算時應注意以下問題:

（1）角柱、邊柱及抗震墻端柱在地震作用組合下會產生偏心受拉時，其柱內縱筋總截面面積應比計算值增大25%。

（2）框架柱的配筋可放大1.2～1.6倍，其中角柱1.4倍，邊柱1.3倍，中柱1.2倍。

（3）框架柱的箍筋形式應選用菱形或井字形，以增強箍筋對混凝土的約束。

（4）對于二、三級框架的底層柱底和底部加強部位縱筋宜采用焊接，且當柱縱向鋼筋的總配筋率超過3%時，箍筋的直徑不應小于Φ8，并應焊接。另外多層框架電算時常不考慮溫度應力和基礎的不均勻沉降，當多層框架水平尺寸和垂直尺寸較大以及地基軟弱土層較厚或地基土質不均勻時，可以適當放大框架柱的配筋，且宜在縱、橫兩個方向設置基礎梁，其配筋不宜按構造設置，應按框架梁進行設計，并按規范《混凝土結構設計規范GB50010-2002》要求設置箍筋加密區。

4、框架梁裂縫寬度、斜截面配筋調整

在滿足梁柱的截面尺寸和配筋率的情況下，仍需在計算配筋后進行梁的裂縫寬度的驗算和滿足梁端斜截面“強剪弱彎”條件下的梁端配筋調整。

（1）影響裂縫寬度的因素和調整的辦法

框架梁的裂縫寬度驗算往往被工程設計人員忽視，對此應引起我們的注意。影響裂縫寬度的主要因素有兩方面，一是構件的混凝土強度等級，二是鋼筋的級別和直徑。由于混凝土等級與鋼筋的級別有一定的“依賴關系”，因此對于普通的混凝土構件，混凝土的高等級對減小梁的裂縫寬度影響不大，一般情況下宜采用加大梁的配筋率或增大梁的截面尺寸的方法來減小梁的裂縫寬度。另外需注意在利用計算機輔助軟件進行結構建模中的荷載輸入時，一定要將恒、活載數值分開輸入，以便進行內力組合和裂縫寬度的計算，不要貪圖省事而將恒、活載合并輸入，以防止梁、柱內力計算錯誤，致使所繪制的施工圖不能使用。

（2）在電算中合理、準確運用彎矩的調幅

規范規定只有在豎向力作用下梁端彎矩可調幅，水平力作用下梁端彎矩不允許調幅，因此在計算時必須先將豎向荷載作用下的梁端彎矩調幅后，再將水平荷載產生的梁端彎矩疊加。在此可采用兩種方法：一是將梁端的固定彎矩調幅后，再進行力矩分配；二是將由力矩分配法算得的梁端負彎矩直接乘以調幅系數。

四、框架結構設計中還應注意的其它問題

在框架結構中不允許采用兩種不同的結構型式，樓、電梯間、局部突出屋頂的房間，均不得采用磚墻承重，因為框架結構是一種柔性結構體系，而磚混結構是一種剛性結構。為了使結構的變形相互協調，不應采用不同結構混合受力。

加強短柱的構造措施：在工程施工過程中頂棚可能要吊頂或其它裝修。往往要求柱間填充墻不到頂或者是在墻上任意開門窗洞，這樣往往會造成短柱，由于短柱剛度大，吸收地震作用使其受剪，當混凝土抗剪強度不足時，則產生交叉裂縫及脆性錯斷，從而引起建筑物或構筑物的破壞甚至倒塌，因此在設計中應采取如下措施：

1、盡量減弱短柱的樓層約束，如降低相連梁的高度、梁與柱采用鉸接等；

2、增加箍筋的配置，在短柱范圍內箍筋的間距不應大于l00mm，柱的縱向鋼筋間距≤150mm；

3、采用良好的箍筋類型，如螺旋箍筋、復合螺旋箍筋、雙螺旋箍筋等。

由于建筑的需要，有時需要框架梁外挑，且梁下設置鋼筋混凝土柱。在柱的內力和配筋計算中，有些設計人員對其受力概念不清，誤認為此柱為構造柱，并且其配筋為構造配筋，懸臂梁也未按計算配筋，這樣有可能導致水平荷載作用下承載力不足，為事故的發生埋下隱患。實際上，在結構的整體計算中，此柱為偏心受壓構件，柱與梁端交接處類似于框架梁、柱節點，應考慮懸臂梁梁端的協調變形。所以對于此柱應作為豎向構件參與結構的整體分析，并且柱與梁端交接處應按框架梁、柱的節點處理。

五、結束語

總之，對民用建筑多層框架結構設計的時候，要保證科學性，采取有效的設計方法，保證設計質量。

參考文獻

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關鍵詞：多層砌體；住宅建筑；結構設計；問題

中圖分類號： TU318 文獻標識碼： A 文章編號：

隨著我國的國民經濟高速發展,綜合國力得到了大大的提高,相應帶動了大量的城鄉改造工程。但城市的發展在幅員遼闊的中國極不平衡,較為落后、偏僻的城市,由于經濟實力較差、交通不便等原因,樓房的建設依然以砌體結構為主,如辦公樓、教學樓、多層住宅、沿街二、三層店鋪和多層底商住宅樓等。因設計水平所限,注重了承載力的計算,忽視了構造措施和概念設計;注重了本專業的設計,忽視了和別的專業相協調,在許多建筑的施工圖設計中,已經埋下了很大的安全隱患。這樣的設計不僅不符合現行設計規范,而且降低了建筑結構的可靠度和安全性

一、砌體結構的含義

用磚砌體、石砌體或砌塊砌體建造的結構叫做砌體結構。我國砌體結構應用非常的廣泛,它具有可以就地取材，非常好的耐久性和比較好的大氣穩定性和化學穩定性,也同樣具有不錯的保溫隔熱性能。

二、 砌體結構的特點

多層砌體房屋是指由燒結普通粘土磚、燒結多孔粘土磚、混凝土小型空心砌塊等砌體承重的多層房屋。通常砌體結構房屋給人們的印象多數是建筑高度不大、層數較少、層高較低、窗戶較小、內部墻較多，立面造型簡單，這種印象正好說明了砌體結構的建筑特點。砌體結構由粘土磚或砌塊砌筑而成，材料呈脆性，其抗剪、抗拉和抗彎強度較低，因此抗震性能較差，即便有圈梁、構造柱等加固措施，在強烈地外，巷子中磚瓦緊湊地接著淅淅瀝瀝的水滴。“滴答滴答下小雨了，種子說我要發芽，我要發芽。”記得初來時，我在小巷中震作用下，破壞率仍然較高。

三、多層砌體住宅建筑結構設計易忽視的問題

1、地基處理及基礎設計

地基及基礎在建筑的安全性方面的重要作用不言而喻。砌體結構房屋，由于平面不規則，或房屋高差較大引起建筑物重量懸殊較大，或由于地基不均勻，即房屋各部位下面持力層地基強度不同，以及下臥層軟硬程度不同，而引起較大的不均勻沉降。顯然，對于以脆性材料為主的砌體結構這種不均勻沉降更是極其不利的。但由于砌體結構上部荷載相對來說并不很大，許多設計人員往往在設計中不太重視，在地基處理和基礎設計時的比較隨意，如：（1）人為造成不均勻地基。如建筑距離較小時，為了解決基礎外放的問題，同一結構單元，樁基和天然地基或換填土地基混用等。（2）采用軟件進行基礎設計時，為減少繪圖工作量，歸并系數較大，這等同于獨基(或條基)采用不同的地基承載力特征值。從理論上講，上述兩種情況，事實都是對同樣的地基承受不同的附加應力，必然會產生不均勻沉降。

為更好的控制不均勻沉降，從而減少由于沉降差引起的結構附加應力。在做地基處理及基礎設計時應該更加細致，比如：對同一結構，承載能力較低的地基之上的基礎，寬度取值可比計算值大些，以減少對地基的附加壓力，從而減少沉降值；而地基強度較高的基礎，寬度可按計算設置甚至略小于計算值（慎用），以期人為增加該部分基礎的沉降量，減少與較軟弱地基部分的沉降差。

設計中如遇到地質條件很不均勻的復雜地基時，除了對由于地基承載力不同而引起的砌體結構房屋的不均勻沉降作上述處理外，相應的應上部結構也適當進行加強，以增強結構的整體剛度，抵抗地基的均勻沉降。如增加設置圈梁的層數和圈梁設置的密度，加強不同土層的交接房屋結構的連接構造和配筋等。

2、預制過梁的設計與施工

過梁是墻體門、窗或設備洞口上承擔豎向荷載的構件。在設計及施工工程中常見問題如下:

（1） 過梁端部支承長度不足.(一般為240mm)

從設計角度講，過梁截面設計主要取決于：過梁上荷載選取；正截面受玩，支座斜截面受剪承載力計算；按梁端有效支承長度或過梁有效支承長度驗算支承處砌體局部受壓。預制尺寸的誤差，施工操作中的隨意擺放都能導致過梁支承長度的不足。在此中情況下，容易導致支承處砌體局部受壓強度不足。更有甚者，一端與構造柱相連的過梁沒有采用與構造柱整體澆筑， 只是在構造柱相應位置處甩筋后澆，使過梁支座截面的斜截面抗剪能力降低，滿足不了設計要求。

（2） 門窗洞口處過梁與設備洞口處過梁不區別對待

設備洞口處過梁與門窗洞口處過梁的區別在于設備洞口處過梁須預留洞口(供穿管用)，造成其本身強度的削弱。有的設計人員人為：住宅結構中過梁的荷載不大，故常常忽略。但是在實際工程之中，確確實實有的設備洞口上方的過梁由于開洞而設計時沒有加強，從而導致過梁跨中出現豎向裂縫，影響正常使用。所以在砌體住宅設計中，考慮過過梁開洞削弱的影響， 適當加大設備洞口連梁的截面高度和配筋，避免在使用期間其出現裂縫，滿足正常使用要求。

3、砌體承重墻設備留洞問題

（1）砌體住宅結構設計中,樓梯間由于樓層處開大洞沒有樓板連接形成了砌體結構中的一個比較薄弱的部位。然而，近幾年的砌體住宅設計中,往往把設備留洞放樓梯間在兩側橫墻上，致使本來就比較薄弱的部位更加變的薄弱了。具體表現如下:

a）樓梯間橫墻處較大洞口兩側沒有設置構造柱。

b）相鄰洞口之間凈距過小。

（2）因為結構施工圖中很少有設備洞口定位,有時只是在《結構設計總說明》統一注明墻體開洞加強措施，從而導致現場施工中墻體留洞帶有很大的隨機性.較大的消弱了墻體的側向剛度，大大降低了墻體側向承載力。對此提出建議如下:

a）較大洞口或洞口集中部位兩側設置構造柱，構造柱整層通高配置。并應于相應洞口（洞口上皮一致）上方設置現澆混凝土過梁，與兩側構造柱整澆一起。

b）若洞口上皮不一致時，除按條1 設置構造柱外，洞口間凈距最小須保證各洞口過梁在墻體上支承長度之和。

c）待設備箱體安裝完畢固定后,應用細石混凝土添塞充實。其次，砌體結構承重墻體砌筑過程中，各管線的預埋尤其注意。施工中往往由于疏忽大意，導致管線沒有預埋墻體之中，而只能在墻體上開線槽，臥管線與槽中。這種做法實際上存在幾個缺陷：其一，墻體開槽，削弱墻體強度。其二，線槽填充的混凝土與砌體材料的熱漲性能差異較大，將導致墻面開裂。其三，墻體懸掛器件穿孔時，易損壞管線，造成漏水，漏電。所以在施工時應組織周密，勿漏項，盡量避免這種費力不討好的返工之做。

4、樓板配筋問題

砌體住宅結構設計中，樓板鋼筋的用量占據上部結構鋼筋用量的很大比例。而開發商為了減少投資，控制造價，一味控制建筑結構用鋼量。甚至提出限制鋼筋用量的設計要求。有的結構設計人員就從樓板配筋上下“功夫”， 不合理的縮減樓板配筋或者過分相信軟件計算數據，沒有考慮工程經驗在內，從而造成鋼筋配置量偏小，構造布置上不滿足要求，導致樓板開裂或產生過大撓度變形，影響住宅的正常使用。造成這一現象的主要原因在于：結構計算中的理論條件與現實工程實際的情況不相符。列舉實例如下：（1）樓板負筋位置的正確保證。理論設計原則是采用“大直徑，大間距”。實際配置中僅滿足設計配筋需要從而采用了直徑小的鋼筋。這樣一來，施工人員的踩踏、現場澆注混凝土的砸壓造成負筋下移，結果是：a）樓板保護層過大，表層混凝土開裂b）樓板支座截面處樓板計算高度變小，支座負筋配置量加大，導致配筋不足，引起支座裂縫。（2）衛生間等開有較多洞口的樓板沒有考慮洞口削弱的影響，設計過程中沒有人為的適當增強。在多層砌體住宅結構設計中，衛生間所轄板塊較小，建議樓板配筋采用雙層雙向全部拉通的布置方式。而對于放置浴缸、浴盆的衛生間，其活荷載的取值應加大。

我國是一個發展中國家，經濟發展還很不平衡，在今后很長一段時間里，多層砌體結構房屋還會在中小城鎮、廣大農村，尤其是廣大民居建筑中還將廣泛采用。因此，設計人員必須嚴格執行規范和相應的構造要求，只有這樣才能有效消除設計質量隱患，保護人民生命財產安全。另外，還要深入開展科學研究，充分挖掘技術潛力，努力克服材料弱點，進而提高多層砌體結構的抗震性能，為經濟建設服務。

參考文獻：

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[2] 彭熾凡. 構造柱徹體結構受壓承載力測試與分析[J]. 廣東科技, 2007,(01)

[3] 劉彤, 程春麗. 淺談砌體結構抗震的新發展[J]. 黑龍江科技信息, 2009,(22)

篇7

關鍵詞：磚混結構；民用建筑；抗震；設計

目前，磚混結構的民用建筑在我國非常常見，主要是由于這種結構無論在選材上，還是施工的工藝上，抑或施工的成本上都有著非常大的優勢。但是我們在關注其優點的時候，也應該注意到其不足之處，多層磚混砌體民用建筑大部分使用機制空心磚以及混合砂漿來完成其砌筑的過程，并利用其內外磚墻的咬砌來實現整體的連接性，這一方式就決定了其脆性性質，也就是說它的抗震性比較差，這一點在地震設防地區表現的尤為明顯。因此，本文對于如何做好多層磚混結構民用建筑的抗震設計具有學術以及實踐上的雙重意義。

1層數要求以及高度

針對多層磚混民用建筑的層數要求以及高度要求，我們在設計中要確保其不超過相應的限值，可以通過以往的實例看出這一點，一般來說，多層磚混結構民用建筑的層數與高度和在地震中所受的破壞是成正比的，因此，做好對于其層數以及高度的控制可以有效地減少地震中所帶來的傷害。

在我們的設計工作中，民用建筑的總高度以及總層數要同時符合上標的限值，這主要是因為建筑的總重量中樓蓋的重量能夠占到一半，如果總高度一樣，那么我們每多一層樓蓋就會增加半層樓的側向地震作用，這也會增大對底部的傾覆力矩，進而使其抗震性能變差。

2民用建筑平面以及立面的布局

做好民用建筑平面以及立面的布局是抗震設計中一個非常基礎也是非常重要的內容，它對于建筑的抗震性能有著直接的關系。針對多層磚混結構民用建筑的抗震設計要求，我們最好要做到平、立面簡單對稱。根據我們的經驗，越是對稱的民用建筑，其抗震的性能越好。

出現這種情況是因為如果我們做好對于平、立面的布置，那么可以使其每個部位所受到的力比較均勻，這可以有效地減少薄弱的環節。在我們的生活中，地震是具有隨機性以及復雜性的，如果民用建筑的體型不規則，由于受力的影響，則其必然會更容易受到地震的影響，在我們的設計工作中，如果民用建筑的布局是一定的，則可以通過設置防震縫將復雜的建筑分成規則的單元，這對于減輕地震的危害也有著明顯的效果。

3合理布置縱墻和橫墻

縱、橫墻體是多層磚混民用建筑的主要承重構件，合理布置縱、墻體能有效提高建筑抗震性能。多層磚混房屋的縱、橫墻體布置應力求均勻，使得縱橫墻共同承擔建筑荷載。我們看到在農村地區的許多多層磚混建筑采用縱墻或橫墻承重，非承重方向的約束墻體少，這樣的建筑空間剛度和整體性較差，抗震能力大大降低低。墻體布置時，我們應在兩個方向適當布置縱橫墻混合承重，這樣一來限制了縱、橫墻的側向變形，增強建筑整體性和空間剛度，對抗彎、抗剪都非常有利。我們通常采用縱墻貫通的平面布置方式，某些特殊情況下，縱墻不能貫通布置時，我們可以采用在縱、橫墻交接的地方適當增設構造配筋，必要的時候還可以每隔一定高度放置水平拉結構筋。另外應注意建筑縱橫墻上不宜開設大洞口。

4增強砌體建筑的剛度及整體性

前面已經提到增強建筑整體性和空間剛度能夠改善房屋抗震性能，多層磚混建筑結構的抗震性設計主要是加強空間剛度結構體系的整體剛度和整體穩定性。樓板要有較大的水平剛度，采用現澆鋼筋混凝土樓板能夠大大增加房屋水平剛度。現澆鋼筋混凝土樓板及屋蓋是目前應用最廣泛的抗震構件，具有整體性好、水平剛度大的優點，而且可以消除滑移、散落等問題。采用現澆鋼筋混凝土樓板及屋蓋設計后，不僅建筑的整體性和剛度得到很大加強，而且對平面上墻體對齊的要求也可以適當放寬。因為砌體結構是以剪切變形為主的，這種情況下，層間變形是我們可以控制的。較強的樓板及屋蓋還是良好的荷載傳遞的良好構件，當上下墻體不對齊時，現澆樓板及屋蓋能起到一定的傳遞水平力的作用。總之，現澆樓板及屋蓋是一種較理想的抗震構件，而且在適當的部位增設構造柱，配置些構造鋼筋，能夠提高建筑結構整體的穩定性，從而提高建筑抗震能力。

5布置建筑圈梁和構造柱

通過對以往的震害調查可以發現，在多層磚混結構民用建筑中，圈梁是一種性價比很高的措施，它對于提高民用建筑的抗震能力十分有利。這主要是因為在地震過程中，圈梁可以與構造柱共同作用，這樣就對墻體在豎向平面內進行了約束，對于墻體裂縫的擴大有著很好的遏制作用。此外，圈梁的設計對于減小裂縫與水平面之間的夾角也有著重要的作用，可以提升墻體的整體性。我們通過實驗發現，在多層磚混結構民用建筑中，增設構造柱可以有效地提升其延性，其中鋼筋混凝土構造柱可以使砌體的抗剪承載力提高10%-30%。

不過，需要注意的是，我們平時在驗算中發現，即使通過在適當部位加設構造柱也不能完全滿足我們的抗震承力驗算。因此，為了進一步提升墻體的抗震能力，一般在設置構造柱的前提下，還可以在可在抗震性能較差的承重墻段內進行水平鋼筋的設置，這可以使砌體及水平鋼筋共同對震力進行承擔。

6增加墻體面積與提高砂漿強度

震害調查表明，墻體面積越大，砂漿強度等級越高，多層磚混結構的抗震能力就越強，因此，提高墻體面積和砂漿強度能夠減輕地震的破壞程度。實驗證明，若是6層磚混房屋，上面幾層的地震作用較小，底下一層、二層的地震影響比較大，抗震計算不滿足要求，如果改變墻體的承載面積，如將部分的240mm寬的承重墻改為360mm，提高砂漿的強度等級，如將砂漿等級從M5體高到M10，則能夠使抗震滿足要求。同樣的，高層建筑也可以通過增加底部墻體面積和提高砂漿強度提高房屋的抗震性能。

7墻段內設置水平鋼筋

在抗震演算過程中，多層磚混民用建筑的底層往往不容易滿足抗震要求，因此，我們要采取適當的措施增強底部的抗震能力。

我們常采用的方法是在抗震力不夠的承重墻內配置水平鋼筋，使得地震力由砌體和水平筋共同承擔。而且在墻內設置水平筋可以減少墻體的脆性，增加延性，從而提高抗震能力。實驗表明，水平鋼筋宜采用HPB235、HRB335鋼筋，配筋率不應小于0.07%，也不宜大于0.17%，間距不應大于400mm；鋼筋錨固長度不宜小于180mm。

總之，由于多層磚混結構民用建筑是我國應用非常廣的一種形式，因此，做好其抗震設計對于保護人民的生命以及財產安全有著不可忽視的重要性。但是，在這一過程中，由于其涉及的環節比較多，這就容易導致疏漏的情況，因此，在我們的設計工作中，應結合實際的情況，嚴格按照相關的標準進行設計，只有這樣才能做好這一工作，進而為切切實實地對人們生命財產安全起到保護的作用。

參考文獻：

[1]G B 50011-2010，建筑抗震設計規范

[2]劉紀陸；；基礎隔震結構的精確求解方法[J]；四川建筑科學研究；2006年06期

篇8

關鍵詞：高烈度區域；多層建筑結構設計；結構選型；概念設計

中圖分類號：TU97文獻標識碼： A

0 前言

隨著社會經濟的進一步發展，建筑行業異軍突起崛起，相應的人們對建筑物的需求也越來越高。在評價一個建筑物的時候，主要從建筑物的實用性、安全性、經濟性等來綜合考慮，但是，就因為這樣也大大的增加了建筑設計的難度，尤其是對一些高烈度區的建筑設計要求更高。本文針對于高烈度區多層建筑結構設計主要進行如下幾個方面的分析，首先，詳細的分析了在高烈度區，多層建筑結構選型的問題。由于高烈度區尤其自身的自然限制，因此，在多層建筑結構選型非常重要。其次，我們具體的分析了在高烈度區多層建筑結構設計需要應對的具體問題，下面就針對于上述所談到的具體問題進行詳細的探討。

1 建筑結構選型的問題分析

建筑結構框架的選型是非常重要的，框架結構主要以剪切變形為主，框架結構主要的優勢在于能夠增加內部大空間的使用率。但是，框架結構也有著自身的劣勢，就是剛度較小，不適用在較高的建筑物[1]。因此，框架結構主要應用在多層建筑結構的設計中，像，辦公樓、商場、教學樓以及民用住宅等多層的建筑物中都用到了框架結構；建筑結構中的抗震墻，其主要以彎曲變形為主的設計結構，其空間整體性好，有著較大的側向剛度，適應能力較強等特點，但是，由于不能提供較大的空間，所以房間布置很受限制，像這樣的結構設計，比較適用在高層建筑物中；框筒結構的設計，是一種典型的抗震墻結構中的特例，這個建筑結構的設計主要是將建筑平面中存在的交通設計成為內筒裝，而在建筑結構的框架更能設計成多樣化的建筑立面，這樣的設計更適合用在高層的酒店的樓梯設計。由此，我們可以看出，在進行高烈度區的多層建筑結構設計的時候，需要根據該地區的實際情況以及建筑的具體類型和使用目的進行結構的選型。在高烈度區建筑的結構選型中，需要注意符合高烈度地區的條件，并且需要滿足多層建筑的所有功能。因此，對上述3種建筑結構進行分析，我們了解到，在高烈度區的多層建筑結構設計中一般選擇框架結構作為建筑的主要結構。

2 設計中應該注意的問題

根據近幾年相關數據調查結果顯示，由于高烈度區主要處于板塊的交接地帶，板塊活躍非常的頻繁，進而給人們的生命財產造成了巨大的損失。因此，在進行高烈度區建筑結構設計的時候，設計上與其他地區相比，也具有很大的挑戰性，需要設計人員全方位立體化的考慮，才能夠收到良好的設計效果。因此，下文就在高烈度區建筑結構設計中需要注意的問題進行具體的探討。

2.1 計算設計與概念設計需要同時重視起來

在建筑結構設計當中，不能單純的依賴計算設計，還應該充分的考慮在建筑結構設計中所應用的概念設計。概念設計在建筑結構設計中占有著很重要的位置，尤其是對建筑物整體性能來說是非常重要的[2]。在建筑結構抗震設計當中，其主要遵循著強剪弱彎、強柱弱梁、強節點弱等設計基本原則。強剪弱彎，主要是為了防止設計構件的剪力破壞，而且桿件在受到剪承載力應當不小于受彎承載力；強柱弱梁，在設計的時候對柱的要求就是它的抗彎能力應當高于梁的抗彎能力；強節點弱構件，為了避免節點在破壞先于構件。在近些年的建筑結構設計中，我們通過許多建筑工程的設計可以發現，在設計中的框架梁上部分的配筋都比較大，其主要作用就是梁裂縫寬度驗算以及梁翼緣的作用，即增加了更多的縱向鋼筋，增大了梁端承載力以及相應的柱端承載力就會逐漸的變小。通過這種強梁弱柱的設計，對整個建筑都具有很大的作用，能夠確保建筑的穩定性和承壓性，而這種設計也比較適用于高烈度區的多層建筑節結構設計中，能夠最大程度的確保建筑的安全穩定性，確保人們的生命財產的安全。

2.2 結構設計共振的問題

在高烈度區建筑結構設計當中，要充分考慮到建筑物在后期使用中，由于多方面的原因可能會引起的共振現象，共振現象增加了建筑物的整體負擔，對建筑物的危害是非常大的，極有可能在某個周期發生的共振現象導致建筑物無法承受最終出現安全問題。因此，在進行建筑結構設計當中，還需要注意自振周期以及場地的卓越周期都避讓開，通過良好的設計，減少建筑物的共振問題，確保建筑物的安全性，減少不安全問題的發生。

2.3 剪力墻連梁的設計問題

在剪力墻結構設計中，連梁的設計也非常的重要，連梁具有截面大、跨度小并且與它相連接墻體的有著剛度較大的特點。連梁的設計中，在水平荷載的作用下的破壞大致可分成兩種：第一種，剪切破壞也叫脆性破壞，在高烈度區的建筑結構設計當中，設計師會經常性的把連梁的截面尺寸做得比較大，但是這樣的設計是非常的不合理不經濟的，更有失強剪弱彎的基本設計原則，不僅如此，在連梁尺寸過大時，出現板塊運動的時候非常的容易發生剪切破壞，不利于建筑的安全性和穩定性，造成很大的安全隱患。因此，在實際的設計中，設計人員需要根據該地區多層建筑的實際特點，合理的進行連梁的截面尺寸的設計，才能夠提高多層建筑整體的性能。

2.4 經濟性問題

在進行高烈度區多層建筑結構設計的時候，需要充分的考慮其經濟性的問題，高烈度區的多層建筑與其他地區的多層建筑相比，投入相對較大，主要就是在穩定性上的投入。但是，雖然高烈度區的多層建筑投入較大，但是，我們在進行結構設計的時候，盡量的降低工程的造價，實現其良好的經濟價值。因此，在進行高烈度區建筑結構設計的時候，需要注意以下幾個方面，一是，在一些高烈度區域的建筑結構設計中，在結構的選型上，不要超過規定的上限值。由于高烈度區受到很多的自然因素的限制，因此在設計中，既要符合建筑的安全要求，還需要符合建筑的經濟要求。二是，在進行結構設計的時候，設計人員需要結合高烈度區多層建筑的實際特點，充分的重視概念設計，概念設計是提高高烈度區多層建筑安全性和經濟性的一個非常重要的保障。因此，設計人員必須將概念設計貫穿于建筑設計的全過程，不僅提高建筑的安全性能，還可以盡量的節約經濟成本，實現良好的經濟效益，不僅維護使用者的生命安全，還能夠提高建筑的使用效率，促進建筑餓良好使用。

3 結束語

本文主要對高烈度區多層建筑結構設計進行了具體的分析和研究，通過本文的探討，我們了解到，在實際的多層建筑結構設計中，由于高烈度區有其自身的特點，需要設計人員進行充分的考察，搜集相關的數據，并且根據該地區的實際情況進行設計，才能夠確保設計的合理性和科學性。因此，在實際的設計中，設計人員需求對高烈度區進行全面的了解，然后根據多層建筑的特點，進行相關的設計，才能夠不斷的促進高烈度區多層建筑結構設計工作的順利開展和進行，也才能夠確保高烈度區多層建筑的安全性，舒適性和美觀性。不斷的促進我國建筑行業的發展。

參考文獻：

篇9

關鍵詞：多層建筑 ；高層建筑；結構設計

中圖分類號：TU208.3 文獻標識碼：A 文章編號：

1. 高層建筑結構受力方面

隨著社會的發展，都市的生活在給人們帶來繁華的同時，人口問題和住房壓力也讓我們陷入困境之中，因此多層建筑逐漸消失與歷史舞臺，取而代之的是一座座拔地而起的高層建筑。而相對于多層建筑，高層建筑的結構設計也更為復雜，面對諸多的設計難點，受力問題就是要解決的當務之急。

空間組成特點是一個設計師在進行方案設計的時候首要應該關注的講點，而不是急于確定其詳細的設計結構。建筑物底面對建筑物空間形式的豎向穩定和水平方向的穩定都是非常重要的，由于建筑物是由一些大而重的構件所組成，因此結構必須能將它本身的重量傳至地面，結構的荷載總是向下作用于地面的，而建筑設計的一個基本要求就是要搞清楚所選擇的體系中向下的作用力與地基土的承載力之間的關系，所以，在建筑設計的方案階段，就必須對主要的承重柱和承重墻的數量和分布作出總體設想。

很多人認為底層、多層和高層建筑的結構是不同的，其實這種觀點是片面的。在實際的結構設計當中，對于低層、多層和高層建筑，豎向和水平向結構體系的設計基本原理都是相同的，但是，隨著高度的不斷增加。豎向結構體系成為設計的控制因素，其原因有兩個：其一，較大的垂直荷載要求有較大的柱、墻或者井筒；其二，側向力所產生的傾覆力矩和剪切變形要大得多。

當然，在實際處理豎向力和側向力的過程當中，通過實踐我們不難發現，與豎向荷載相比，側向荷載對建筑物的效應不是線性增加的，而隨建筑高度的增高迅速增大。例如，在所有條件相同時，在風荷載作用下，建筑物基底的傾覆力矩近似與建筑物高度的平方成正比，而其頂部的側向位移與高度的四次方成正比，地震的作用效應更加明顯。在高層建筑中，問題不僅僅是抗剪，而更重要的是整體抗彎和抵抗變形，可見，高層建筑的結構受力性能與低層建筑有很大的差異。

2. 結構選型階段

結構的設計和選型階段對于高層建筑的設計來說，是最為重要的，所以在這個階段，設計師一定要綜合多方面考量。同時針對建筑過程中可能遇到的問題要進行正確的預估。

2.1結構的規則性問題

要熟悉結構設計的規則，在最新的規范當中，許多內容都是與舊規范相悖的，所以一定要熟知規范規則。例如：平面規則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等，而且，新規范采用強制性條文明確規定“建筑不應采用嚴重不規則的設計方案。”因此，結構工程師在遵循新規范的這些限制條件上必須嚴格注意，以避免后期施工圖設計階段工作的被動。

2.2結構的超高問題

在結構設計的時候，要對高層建筑的高度有一個嚴格的限制。最新的規范也將高度作為重點項目進行規范，除了將原來的限制高度設定為A級高度的建筑外，增加了B級高度的建筑，因此。必須對結構的該項控制因素嚴格注意，一旦結構為B級高度建筑甚或超過了B級高度，其設計方法和處理措施將有較大的變化。

如果事前不能對建筑的高度做出正確的預估，就很可能會造成嚴重的經濟損失。以往我們也遇到過類似情況，導致施工圖審查時未予通過，必須重新進行設計或需要開專家會議進行論證等工作的情況，對工程工期、造價等整體規劃的影響相當巨大。

2.3嵌固端的設置問題

現在的高層建筑一般都帶有地下室，因此嵌固端設置的為止也是結構設計的一個重要環節。因此，在這個問題上，結構設計工程師往往忽視了由嵌固端的設置帶來的一系列需要注意的方面，如：嵌固端樓板的設計、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級的一致性、在結構整體計算時嵌固端的設置、結構抗震縫設置與嵌固端位置的協調等等問題，而忽略其中任何一個方面都有可能導致后期設計工作的大量修改或埋下安全隱患。

3. 地基與基礎設計方面

無論是多層建筑還是高層建筑，打好地基都是一項基礎性的工作，也是安全性的重要保障。因此，地基與基礎設計一直是結構工程師比較重視的方面，不僅僅由于該階段設計過程的好與壞將直接影響后期設計工作的進行，同時，也是因為地基基礎也是整個工程造價的決定性因素，因此，在這一階段，所出現的問題也有可能更加嚴重甚至造成無法估量的損失。

我國對地基的設計和建筑方面有著明確的規范，一定要嚴格按照規范措施實施操作。由于我國占地面積較廣，地質條件相當復雜，作為國家標準，僅僅一本《地基基礎設計規范》無法對全國各地的地基基礎都進行詳細的描述和規定，因此，作為建立在國家標準之下的地方標準。

想要保障地基基礎建設的安全工作，就要深入的了解地方性的法規政策。地方性的“地基基礎設計規范”能夠將各地方的地基基礎類型和設計處理方法等一些成熟的經驗描述和規定得更為詳細和準確，所以，在進行地基基礎設計時，一定要對地方規范進行深入地學習，以避免對整個結構設計或后期設計工作造成較大的影響。

4. 高層建筑結構分析的基本原則

4.1 整體參數的設定

在機構的計算方面，最初就應該把握好高層建筑的具體數字，嚴格按照法規中的參數來設置。在進行抗震計算時需考慮振型的數量，數量多了會浪費時間，并可能使計算結果發生畸變，數量太少又會使計算結果失真，《高規》第5.1.13.2款規定抗震計算時振型數不應小于15。最大地震力作用方向可由設計軟件自動計算，但若該角度絕對值超過1 5度，就應重新計算。結構的基本周期是計算風荷載的重要指標，設計初期可能不知道其準確值，可待計算之后從計算書中讀取，并重新計算。

4.2 結構體系的合理性分析

結構的合理性是保障建筑的能夠順利進行的重要幫手，所以一定規范結構設計原則。周期比是結構扭轉為主的第一自振周期與平動為主的第一自振周期之比，它是控制結構扭轉效應的重要指標，結構設計中應限定周期比，以便使抗側力的構件的平面布置更有效更合理。層間位移比和剛度比分別是控制結構平面不規則性及豎向不規則的重要指標，《建筑抗震設計規范》和《高規》中均對它們做出了明確的要求。此外，為了建筑結構的整體穩定性及安全性，還應控制好結構的剛重比和剪重比。

4.3 結構構件的優化設計

為保障機構設計的合理性，在進行的過程中，要對高層建筑的結構設計做出優化，還應計算結構單個構件內力和配筋，如計算梁、柱、剪力墻軸壓比，優化構件截面設計等。采用軟件對混凝土梁計算時，出現以下幾種情況時，便會提示超筋：梁的彎矩設計值超過梁的極限承載彎矩；超過《抗震規范》要求梁端縱向受拉鋼筋的最大配筋率2.5％ ；混凝土梁斜截面計算結果不符最小截面的要求。當剪力墻連梁超筋時，表明其在水平地震力作用下抗剪承載力不夠，應予以調整。規范中允許適當折減地震作用下剪力墻連梁的剛度，使其出現塑性變形，但還應保證其配筋滿足彈性變形時承載力的要求。以上計算得出初始設置的構件截面和形狀后，還應在考慮結構的周期、位移、地震力等的前提下，適當優化構件截面，使其在滿足受力要求的前提節省材料。

五、結束語

高層建筑逐步取代多層建筑是城市發展的必然選擇，不僅能夠有效的節省我們的土地資源，還能為我們創造更多的空間。為提高用地效率，城市建筑大多朝向高層和超高層發展，這也為建筑的結構設計提出了更高的要求。因而我們廣大建筑設計人員應熟練掌握高層建筑結構設計的相關要點，合理選擇建筑結構體系，做好結構設計的計算和優化，提高建筑的結構安全性，降低設計和建造成本，為社會創造出更多的高層建筑精品。

參考文獻：

[1]肖峻，高層建筑結構分析與設計[J]，中化建設，2008，(12)

篇10

關鍵詞：高層建筑;結構；設計;選型

Abstract: With the rapid development of China's national economy, city high-rise building construction is developing rapidly, but the quality of design, and is not very ideal. In the tall building structural design, structural engineers not only pay attention to the accuracy of structural calculation and ignore the actual situation of the construction scheme, and should be based on the actual make rational structure scheme selection.

Key words: high-rise building; structure design; selection;

中圖分類號：F407.9 文獻標識碼A 文章編號

高層建筑目前在我們的城市建設當中所占的比例越來越大，而建筑結構設計方面的變化也越來越多，很多新興的結構設計方案以迅猛的速度呈現在我們的城市建設中。面對如此形勢，應該把高層建筑的結構設計放在首位加以研究。對于高層建筑的結構設計, 首先擺在結構工程師面前的是結構選型的問題。高層建筑結構的選型通常要遵循一定的原則, 它不僅考慮到建筑物的適用性、經濟性、抗震性能,而且要考慮施工安裝的影響。

1高層建筑結構設計的特點

1.1 水平力是設計主要因素

設計在多層建筑結構設計中，主要考慮結構豎向荷載。而在高層建筑中，盡管豎向荷載仍對結構設計產生重要影響，但水平荷載卻起著決定性作用。因為結構自重和樓面使用荷載在豎向構件中所引起的軸力和彎矩的數值，僅與建筑高度的一次方成正比;而水平荷載對結構產生的傾覆力矩、以及由此在豎向構件中所引起的軸力，是與建筑結構高度的兩次方成正比。另一方面，對于一定高度建筑來說，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，其數值是隨著結構動力特性的不同而有較大的變化。

1.2 側移成為控制指標

與低層或多層建筑不同，結構側移已成為高層結構設計中的關鍵因素。隨著建筑高度的增加，水平荷載下結構的側向變形迅速增大，與建筑高度H的4次方成正比(= qH4/8EI)。另外，高層建筑隨著高度的增加、新的建筑形式和結構體系的出現、側向位移的迅速增大，在設計中不僅要求結構具有足夠的強度，還要求具有足夠的抗推剛度。

1.3 抗震設計要求更高

有抗震設防的高層建筑結構設計，除要考慮正常使用時的豎向荷載、風荷載外，還必須使結構具有良好的抗震性能，做到小震不壞、中震可修、大震不倒。

1.4減輕高層建筑自重比多層建筑更為重要

高層建筑減輕自重比多層建筑更有意義。從地基承載力或樁基承載力考慮，如果在同樣地基或樁基的情況下，減輕房屋自重意昧著不增加基礎造價和處理措施，可以多建層數，這在軟弱土層有突出的經濟效益。地震效應與建筑的重量成正比，減輕房屋自重是提高結構抗震能力的有效辦法。高層建筑重量大了，作用于結構上的地震剪力大，地震作用傾覆力矩大，對豎向構件產生很大的附加軸力，從而造成附加彎矩更大。

1.5軸向變形不容忽視

采用框架體系和框架——剪力墻體系的高層建筑中，框架中柱的軸壓應力往往大于邊柱的軸壓應力，中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。當房屋很高時，此種軸向變形的差異將會達到較大的數值，其后果相當于連續梁中間支座沉陷，從而使連續梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩值和端支座負彎矩值增大。

2高層建筑結構選型與建筑設計

2.1在結構的功能要求被確定以后，即可根據功能要求進行結構的選型。例如對于高層建筑，在選型上可以考慮框架結構、剪力墻結構、框架剪力墻結構、框筒結構以及筒中筒結構等，在用材上可考慮鋼結構、鋼筋混凝土結構、組合結構等。對于大多數建筑物，工程造價中約有50%～70%用于結構工程，而且結構工程的施工工期也約占建筑物施工總工期的50%～70%。因此搞好結構工程對于建筑工程建設的質量控制、投資控制和進度控制有十分重要的作用。

2.2搞好結構工程的關鍵在于結構選型，如果選型不當，即使結構計算很精確，也有可能給結構的安全使用及耐久性帶來無法彌補的缺陷，所以結構選型對于結構的全壽命優化有著舉足輕重的作用。在非地震區的高層建筑，水平荷載以風荷載為主。所以非地震區高層建筑選型宜選用有利于抗風作用的建筑體型，也就是宜選用風壓體型系數較小的建筑體型，比如圓形、橢圓形等。流線型的建筑體型以及由下往上逐漸變小的截錐形體型的體型系數相對較小，有利于抗風。在進行結構平面布置時，宜使用結構平面形狀和剛度分布盡量均勻對稱，以減輕風荷載作用下扭轉效應對結構內力和變形的影響，并應限制結構高寬比，防止傾覆和失穩。地震區高層建筑的體系選型，實際上屬于抗震概念設計范疇，它是在總結震害規律及工程經驗的基礎上，以宏觀概念為指導，正確地解決高層建筑的總體方案，選擇合理的結構體系，以達到合理抗震。通常應選擇對抗震有利的地段，選用整體性較好的基礎，立體結構應具有合理的地震作用傳遞途徑，擁有多道抗震防線，具有必要的剛度和強度，具有合理的剛度和強度分布，避免豎面側移剛度的突變。另外亦宜選擇風壓體型系數較小的形狀并限制高寬比。

2.3對于低層、多層或高層建筑，其豎向和水平結構體系設計的基本原理是相同的。但隨著高度的增加，由于以下兩個原因，豎向結構體系成為設計的控制因素：較大的豎向荷載要求有較大的柱、墻和井筒；更重要的是，側向力所產生的傾覆力矩和剪切變形要大得多，必須精心設計。高層建筑的豎向結構體系從上到下一層層地傳遞累積的重力荷載，因此要求較大的柱或墻截面來承受這些荷載。同時，這些豎向結構體系還必須把風荷載或地震作用等側向荷載傳給基礎。可是，與豎向荷載相比，側向荷載對建筑物的效應不是線性的，而是隨建筑物的增高而迅速增大。例如，在其它條件相同時，在風荷載作用下，建筑物基底上的傾覆力矩近似地與建筑物高度的平方成正比，而建筑物頂部的側向位移與其高度的4次方成正比。地震的效應甚至更加顯著。當低層或多層建筑的結構按恒載及活荷載設計時，柱、墻、樓梯或電梯井就自然能承受大部分水平力，問題主要是抗剪。在“矮”房子的框架中，可以填充一些墻板，甚至全部填滿墻板的辦法很容易獲得適當的附加支撐效果，而不必另外再加大原來豎向荷載所需要的柱和梁的尺寸。高層建筑并非如此。這是因為在高層建筑中，主要問題是抗彎和抵抗變形，而不僅僅是抗剪。為了使高層建筑足以抵抗相當大的側向荷載和側移，常常不得不進行專門的結構布置，柱、梁、墻和板的截面總是要大一些。

3高層建筑結構分析與設計要點分析

3.1水平荷載成結構設計決定性因素

任何一座高層建筑結構都需要同時承受豎向自重荷載（其他豎向荷載）和側向風壓產生的橫向水平荷載作用，另外還必須具備抵御設計烈度要求的地震作用的能力。在高層（尤其是超高層）建筑結構中，盡管結構自重等豎向荷載對結構受力具有重要的影響作用，但橫向水平荷載（通常情況下主要包過風荷載和地震作用）是結構分析計算時的決定性因素。隨著高層建筑結構的建筑高度不斷增加，其橫向水平荷載作用在結構設計中的重要性將快速上升。一方面，因為結構自重和樓面使用荷載在結構豎向構件中將引起一定的作用，而橫向水平荷載對高層結構整體產生的傾覆作用將使得高層建筑結構在結構豎向構件中產生較大的拉力或者壓力作用；另一方面，對高層建筑結構來說，結構自身自重的豎向荷載作用和地震作用，也會隨結構自身的動力特性而引起大幅增大。

3.2結構側移成為控制性因素

與低層結構不同，高層建筑結構的橫向側移已成為結構設計過程中的控制線技術參數，并且隨著結構高度的增加，橫向風壓或地震作用下水平荷載引起的高層結構側向位移變化會快速增加。因此，在高層建筑結構設計過程中，不僅要確保結構各構件具有足夠的強度以提抗可能承受的風荷載作用或地震作用引起的結構內力，還要求結構整體具有足夠大的抗側移剛度，確保結構在橫向力作用下引起的側向位移值可控制在規范要求的限度范圍內。由此可見，高層建筑的結構安全和使用功能的充分發揮，與結構體系的抗側移性能密切相關。

3.3結構延性成為重要考慮因素

與低層或大跨建筑相比，高層建筑結構的柔性則相對明顯，在相同地震作用下的結構變形要嚴重的多。為避免結構整體倒塌等嚴重后果，結構設計時應確保高層結構在進入塑性變形受力階段后仍具有相對較強的變形耗能能力。因此，結構設計人員通常要在結構的相應部位采取恰當的加強措施，來保證結構整體具有足夠的延性和耗能能力。

4結語

現代高層建筑結構設計是一項集數學分析、結構設計以及計算機優化設計于一體的綜合性技術工作，同時也是一項創新性很強的實踐活動。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。

參考文獻

[1]徐建.建筑結構設計常見及疑難問題解析[M].北京:中國建筑工業出版社,2007.