時(shí)間：2023-09-27 16:15:30
導(dǎo)語(yǔ)：在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
關(guān)鍵詞：高層；建筑結(jié)構(gòu)；轉(zhuǎn)換層；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào)：[TU208.3] 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
由于高層建筑結(jié)構(gòu)下部樓層受力很大，上部樓層受力較小，正常的結(jié)構(gòu)布置應(yīng)是下部剛度大，墻體多、柱網(wǎng)密，到上部漸漸減少墻、柱的數(shù)量，以擴(kuò)大柱網(wǎng)。這樣，結(jié)構(gòu)的正常布置與建筑功能對(duì)空間的要求正好相反。因此，為滿足建筑功能的要求，結(jié)構(gòu)必須進(jìn)行“反常規(guī)設(shè)計(jì)”，即將上部布置小空間，下部布置大空間；上部布置剛度大的剪力墻，下部布置剛度小的框架柱。為了實(shí)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)布置，就必須在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的樓層設(shè)計(jì)水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件，即轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。
一、轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)
工程中經(jīng)常遇到的帶轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)形式即為底層大空間剪力墻結(jié)構(gòu)，即結(jié)構(gòu)的部分剪力墻落地，部分剪力墻在底部變?yōu)榭蚣?，這種結(jié)構(gòu)形式的受力特點(diǎn)是:
1、底層大空間剪力墻結(jié)構(gòu)以轉(zhuǎn)換層為界，其上部所有剪力墻變形曲線相似， 由水平外力產(chǎn)生的樓層剪力按各片剪力墻的等效剛度比例分配， 其下部由于框支剪力墻的側(cè)向剛度急劇變小，使底層框架承擔(dān)的水平力也迅速減小，而落地剪力墻在底層承擔(dān)的水平力卻迅速增加。
2、水平力在底層分配關(guān)系迅速改變，這種改變是通過(guò)轉(zhuǎn)換層的剛性樓板對(duì)內(nèi)力的傳遞作用而實(shí)現(xiàn)的。轉(zhuǎn)換層樓板在完成上下樓層剪力重新分配的同時(shí)，自身在平面內(nèi)受到很大的力，也產(chǎn)生了較明顯的平面內(nèi)變形， 從而影響了關(guān)于樓板平面剛度無(wú)限大的基本假定。
3、當(dāng)?shù)讓涌蛑е吐涞丶袅Π吹刃偠确峙渌搅r(shí)，由于框支柱的側(cè)向剛度通常不到剪力墻側(cè)向剛度的1%，因此在計(jì)算中它所承擔(dān)的水平力是極小的。但當(dāng)轉(zhuǎn)換層樓板有變形時(shí)，底層在框支柱區(qū)域內(nèi)水平位移達(dá)到最大， 從而使框支柱實(shí)際受到的剪力要比理論分析所得到的剪力大得多。
以上受力特點(diǎn)表明，轉(zhuǎn)換層上下附近的受力狀況是比較復(fù)雜的，在工程設(shè)計(jì)時(shí)必須對(duì)落地剪力墻和框支柱留有安全儲(chǔ)備。
二、高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1、轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)布置
底部帶轉(zhuǎn)換層的建筑結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換層上部的部分豎向構(gòu)件不能直接連續(xù)貫通落地，因此，必須設(shè)置安全可靠的轉(zhuǎn)換構(gòu)件。按現(xiàn)有的工程經(jīng)驗(yàn)和研究結(jié)果，轉(zhuǎn)換構(gòu)件可采用轉(zhuǎn)換大梁、析架、空腹析架、斜撐、箱形結(jié)構(gòu)以及厚板等形式。
由于轉(zhuǎn)換厚板在地震區(qū)使用經(jīng)驗(yàn)較少，可在非地震區(qū)和6 度抗震設(shè)計(jì)時(shí)采用，對(duì)于大空間地下室，因周圍有約束作用，地震反應(yīng)小于地面以上的框支結(jié)構(gòu)，故7 度，8度抗震設(shè)計(jì)時(shí)的地下室可采用厚板轉(zhuǎn)換層。
落地剪力墻和框支柱的布置對(duì)于防止轉(zhuǎn)換層下部結(jié)構(gòu)在地震中倒塌將起十分重要的作用。
高規(guī)規(guī)定了幾條重要原則: 帶轉(zhuǎn)換層的筒體結(jié)構(gòu)的內(nèi)筒應(yīng)全部上、下貫通落地并按剛度要求增加墻厚; 框支剪力墻結(jié)構(gòu)要有足夠的剪力墻上、下貫通落地并按剛度比要求增加墻厚; 長(zhǎng)矩形平面的框支剪力墻結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)計(jì)時(shí)，其落地剪力墻的間距按原規(guī)程適當(dāng)加嚴(yán)，比原規(guī)程增加了限制落地柱周圍的樓板不應(yīng)錯(cuò)層的規(guī)定。
這幾點(diǎn)的原則是防止轉(zhuǎn)換層下部結(jié)構(gòu)破壞的基本要求，特別是對(duì)于抗震設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，要求更加嚴(yán)格。遵守這些原則就可控制剛度突變，減少內(nèi)力傳遞的突變程度縮短轉(zhuǎn)換層上、下結(jié)構(gòu)內(nèi)力傳遞途徑，保證轉(zhuǎn)換層樓蓋有足夠的剛度以傳遞不同抗側(cè)力結(jié)構(gòu)之間的剪力，防止框支柱因樓蓋錯(cuò)層發(fā)生破壞。
框支剪力墻轉(zhuǎn)換梁上一層墻體內(nèi)不宜設(shè)邊門洞、中柱上方不宜設(shè)門洞。試驗(yàn)研究和計(jì)算分析說(shuō)明，這些門洞使框支梁的剪力大幅度增加，邊門洞小墻肢應(yīng)力集中，很容易破壞。此外，落地剪力墻和筒體的洞口宜在墻體的中部，以便使落地剪力墻各墻肢受力( 剪力、彎矩、軸力) 比較均勻。
2、 結(jié)構(gòu)平面布局
工程底部為框架- 剪力墻結(jié)構(gòu)， 體型簡(jiǎn)單、規(guī)則;上部為純剪力墻結(jié)構(gòu). 在剪力墻平面布置上， 東西向完全對(duì)稱， 南北向質(zhì)量中心與剛度中心偏差不超過(guò)2m， 結(jié)構(gòu)偏心率較小. 除核心筒外， 其余剪力墻布置分散、均勻; 且盡量沿周邊布置， 以增強(qiáng)抗扭效果. 查閱計(jì)算結(jié)果， 扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期與平動(dòng)為主的第一自振周期之比為0. 83， 各層最大水平位移與層間位移比值不大于1. 4， 均滿足平面布置及控制扭轉(zhuǎn)的要求. 可見(jiàn)工程平面布局規(guī)則合理， 抗扭效果良好
3、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題要點(diǎn)
（1）轉(zhuǎn)換層下部主體結(jié)構(gòu)的剛度分布。對(duì)于轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)豎向剛度突變是設(shè)計(jì)人員不可避免的、也是最復(fù)雜的問(wèn)題?？拐鹪O(shè)計(jì)時(shí)，為了保證轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)上下層主體結(jié)構(gòu)的總剪切剛度滿足的要求，常常要采用加大轉(zhuǎn)換層下部主體結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件（主要是核心筒體）截面尺寸、提高其混凝土強(qiáng)度等級(jí)、增設(shè)剪力墻等方法。這里由兩個(gè)問(wèn)題值得注意:①筒體截面尺寸增大導(dǎo)致結(jié)構(gòu)地震總反應(yīng)增大以及筒體在整個(gè)下部結(jié)構(gòu)抗側(cè)總剛度中所占的比重變得更大，筒體所承受的地震荷載呈現(xiàn)級(jí)數(shù)增大的趨勢(shì)，此時(shí)作為抗震第一道防線的筒體的安全設(shè)計(jì)更應(yīng)得到充分重視；②在增設(shè)剪力墻來(lái)提高抗側(cè)剛度時(shí)，要注意整體剛度的均勻分布，保證剛度中心與質(zhì)量中心盡可能重合，避免由于兩者偏心引起的建筑物整體扭轉(zhuǎn)。
（2） 剪力墻的合理布置對(duì)上下剛度傳遞的影響。前面提到要使上下兩種不同結(jié)構(gòu)形式內(nèi)力得以準(zhǔn)確傳遞，首先要盡量避免轉(zhuǎn)換層上下結(jié)構(gòu)的剛度突變，這個(gè)問(wèn)題可從兩方面解決：①減少上部剛度，即上部住宅能不設(shè)剪力墻的部位就不設(shè)剪力墻，墻肢在滿足軸壓比的前提下盡量短;②加大下部剛度，在建筑使用功能允許的條件下，可在大空間層的適當(dāng)部位設(shè)置若干落地剪力墻，同時(shí)注意落地剪力墑的布局應(yīng)均勻、對(duì)稱，避免過(guò)于集中。
（3）轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)剛度的合理選擇。在進(jìn)行轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，存在著轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)剛度合理值的問(wèn)題。當(dāng)轉(zhuǎn)換層剛度過(guò)大時(shí)，一方面引起地震反應(yīng)和結(jié)構(gòu)豎向剛度的突然增大，使轉(zhuǎn)換層上下層處于更加不利的受力狀態(tài)，另一方面材料用量增加，結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性不合理。當(dāng)轉(zhuǎn)換層剛度過(guò)小時(shí)，上部框支部分的豎向構(gòu)件與其它豎向構(gòu)件之間可能出現(xiàn)較大的沉降差，從而在上部結(jié)構(gòu)中與該部分豎向構(gòu)件相連的水平構(gòu)件中產(chǎn)生明顯的次應(yīng)力，導(dǎo)致其配筋增加。這一點(diǎn)在正交主次轉(zhuǎn)換梁結(jié)構(gòu)中的轉(zhuǎn)換次梁中表現(xiàn)最為突出，此時(shí)不僅轉(zhuǎn)換次梁要選用合適的截面尺寸，還要保證轉(zhuǎn)換主梁具有足夠的剛度，以減小因轉(zhuǎn)換主梁撓度引起轉(zhuǎn)換次梁的支座沉降而導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生的次應(yīng)力。
綜上所述，高層建筑轉(zhuǎn)換層是建筑結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位，高層建筑轉(zhuǎn)換層的設(shè)置通常是為了滿足建筑的需要，因此其結(jié)構(gòu)型式的選擇必須與建筑方案相互配合，同時(shí)又盡可能的滿足前面的所提到的事情。注重轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)，合理的結(jié)構(gòu)平面和豎向布置可以從整體上形成良好的抗震體系，保證建筑物的安全性和經(jīng)濟(jì)性。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：現(xiàn)代;高層建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
Abstract: With the development of social economy and the improvement of people's living standard, and also put forward higher requirements for the modern high-rise building structure design. The development of advanced design theory, strengthen the application of advanced technology, accelerate the research of new high strength, light weight, environmental building materials, building structure design is more safe, applicable, reliable and economy is the development direction of modern high-rise building structure design.
Key words: modern high-rise building; structure design;
中圖分類號(hào)：TB482.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
1高層建筑結(jié)構(gòu)體系組成部分
框架結(jié)構(gòu)體系框架結(jié)構(gòu)體系一般用于鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，由梁和柱通過(guò)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成承載結(jié)構(gòu)，框架形成可靈活布置的建筑空間，使用較方便。鋼筋混凝土框架按施工方法的不同。又可分為：①梁、板、柱全部現(xiàn)場(chǎng)澆筑的現(xiàn)澆框架；②樓板預(yù)制，梁、柱現(xiàn)場(chǎng)澆筑的現(xiàn)澆框架；③ 梁、板預(yù)制，柱現(xiàn)場(chǎng)澆筑的半裝
配式框架；④梁、板、柱全部預(yù)制的全裝配式框架等。
剪力墻結(jié)構(gòu)體系剪力墻結(jié)構(gòu)體系于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，由墻體承受全部水平作用和豎向荷載。根據(jù)施工方法的不同，可以分為：全部現(xiàn)澆的剪力墻；全部用預(yù)制墻板裝配而成的剪力墻；內(nèi)墻現(xiàn)澆、外墻為預(yù)制裝配的剪力墻。
在承受水平力作用時(shí)，剪力墻相當(dāng)于一根下部嵌固的懸臂深梁。剪力墻的水平位移由彎曲變形和剪切變形兩部分組成。高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)，以彎曲變形為主，其位移曲線呈彎曲形，特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)層間位移隨樓層增高而增加。簡(jiǎn)體結(jié)構(gòu)體系簡(jiǎn)體結(jié)構(gòu)為空間受力體系。筒體的基本形式有三種：實(shí)腹筒、框筒及桁架筒。用剪力墻圍成的筒體稱為實(shí)腹筒。在實(shí)腹筒的墻體上開(kāi)出許多規(guī)則的窗洞所形成的開(kāi)孔簡(jiǎn)體稱為框筒，它實(shí)際上是由密排柱和剛度很大的窗裙梁形成的密柱深梁
框架圍成的簡(jiǎn)體。如果簡(jiǎn)體的四壁和斜桿形成的桁架組成，則成為桁架筒。
2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
2.1水平力是設(shè)計(jì)主要因素在低層和多層房屋結(jié)構(gòu)中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。而在高層建筑中，盡管豎向荷載仍對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生重要影響，但水平荷載卻起著決定性作用。因?yàn)榻ㄖ灾睾蜆敲媸褂煤奢d在豎向構(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，僅與建筑高度的一次方成正比；而水平荷載對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩、以及由此在豎向構(gòu)件中所引起的軸力，是與建筑高度的兩次方成正比。另一方面，對(duì)一定高度建筑來(lái)說(shuō)，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用，其數(shù)值是隨著結(jié)構(gòu)動(dòng)力性的不同而有較大的變
化。
2.2側(cè)移成為控制指標(biāo)與較低樓房不同，結(jié)構(gòu)側(cè)移已成為高樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵因素。隨著樓房高度的增加，水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形迅速增大，因而結(jié)
構(gòu)在水平荷載作用下的側(cè)移應(yīng)被控制在某一限度之內(nèi)。
2.3抗震設(shè)計(jì)要求更高有抗震設(shè)防的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，除要考慮正常使用時(shí)的豎向荷載、風(fēng)荷載外，還必須使結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能，做到小震不壞、
大震不倒。
2.4軸向變形不容忽視高層建筑中，豎向荷載數(shù)值很大，能夠在柱中引起較大的軸向變形，從而會(huì)對(duì)連續(xù)梁彎矩產(chǎn)生影響，造成連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值減小，跨中正彎矩之和端支座負(fù)彎矩值增大；還會(huì)對(duì)預(yù)制構(gòu)件的下料長(zhǎng)度產(chǎn)生影響，要求根據(jù)軸向變形計(jì)算值，對(duì)下料長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整；另外對(duì)構(gòu)件剪力和側(cè)移
產(chǎn)生影響，與考慮構(gòu)件豎向變形比較，會(huì)得出偏于不安壘的結(jié)果。
2.5結(jié)構(gòu)延性是重要設(shè)計(jì)指標(biāo)。
相對(duì)于較低樓房而言，高樓結(jié)構(gòu)更柔一些，在地震作用下的變形更大一些。為了使結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性變形階段后仍具有較強(qiáng)的變形能力，避免倒塌，特別需要
在構(gòu)造上采取恰當(dāng)?shù)拇胧?，?lái)保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。
3高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾個(gè)問(wèn)題
3.1高層建筑結(jié)構(gòu)受力性能
建筑物底面對(duì)建筑物空間形式的豎向穩(wěn)定和水平方向的穩(wěn)定都是非常重要的，由于建筑物是由一些大而重的構(gòu)件所組成，因此結(jié)構(gòu)必須能將它本身的重量傳至地面，結(jié)構(gòu)的荷載總是向下作用于地面的，而建筑設(shè)計(jì)的一個(gè)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(guān)系，所以，在
建筑設(shè)計(jì)的方案階段，就必須對(duì)主要的承重柱和承重墻的數(shù)量和分布作出總體設(shè)想。
3.2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的扭轉(zhuǎn)問(wèn)題
建筑結(jié)構(gòu)的幾何形心、剛度中心、結(jié)構(gòu)重心即為建筑三心，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要求建筑三心盡可能匯于一點(diǎn)，即三心合一。結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)問(wèn)題就是指在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中未做到三心合一，在水平荷載作用下結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)效應(yīng)。為避免建筑物因水平荷載作用而發(fā)生的扭轉(zhuǎn)破壞，應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)選擇合理的結(jié)構(gòu)形式和平面
布局，盡可能地使建筑物做到三心合一。
在水平荷載作用下，高層建筑扭轉(zhuǎn)作用的大小取決于質(zhì)量分布。為使樓層水平力作用沿平面分布均勻，減輕結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，應(yīng)使建筑平面盡可能采用方形、矩形、圓形、正多邊形等簡(jiǎn)面形式。
3.3高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的側(cè)移和振動(dòng)周期
建筑結(jié)構(gòu)的建筑結(jié)構(gòu)的振動(dòng)周期問(wèn)題包含兩方面：合理控制結(jié)構(gòu)的自振周
期；控制結(jié)構(gòu)的自振周期使其盡可能錯(cuò)開(kāi)場(chǎng)地的特征周期。
（1）結(jié)構(gòu)自振周期高層建筑的自振周期（T 1）宜在下列范圍內(nèi)：
框架結(jié)構(gòu)：T1=（0.1—0.15）N框一剪、框筒結(jié)構(gòu)：T1=（0.08-0.12）N剪
力墻、筒中筒結(jié)構(gòu)：TI=（0.04—0.10）N N為結(jié)構(gòu)層數(shù)。
結(jié)構(gòu)的第二周期和第三周期宜在下列范圍內(nèi)：
第二周期：T2=（1／3—1／5）T1；第三周期：T3＝（1／5—1／7）T1.
（2）共振問(wèn)題當(dāng)建筑場(chǎng)地發(fā)生地震時(shí)，如果建筑物的自振周期和場(chǎng)地的特征周期接近，建筑物和場(chǎng)地就會(huì)發(fā)生共振。因此在建筑方案設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)針對(duì)預(yù)估的建筑場(chǎng)地特征周期，通過(guò)調(diào)整結(jié)構(gòu)的層數(shù)，選擇合適的結(jié)構(gòu)類別和結(jié)構(gòu)體系，
擴(kuò)大建筑物的自振周期與建筑場(chǎng)地特征周期的差別，避免共振的發(fā)生。
（3）水平位移特征水平位移滿足高層規(guī)程的要求，并不能說(shuō)明該結(jié)構(gòu)是合理的設(shè)計(jì)。同時(shí)還需要考慮周期及地震力的大小等綜合因素。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，地震力的大小與結(jié)構(gòu)剛度直接相關(guān)，當(dāng)結(jié)構(gòu)剛度小，結(jié)構(gòu)并不合理時(shí)，由于地震力小則結(jié)構(gòu)位移也小，位移在規(guī)范允許范圍內(nèi)，此時(shí)并不能認(rèn)為該結(jié)構(gòu)合理。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)周期長(zhǎng)、地震力小并不安全。其次，位移曲線應(yīng)連續(xù)變化，除沿豎向發(fā)生剛度突變外。不應(yīng)有明顯的拐點(diǎn)或折點(diǎn)。
3.4位移限值、剪重比及單位面積重度
（1）位移限值在結(jié)構(gòu)整體計(jì)算的輸出結(jié)果中，結(jié)構(gòu)的側(cè)移是一個(gè)重要的衡量便準(zhǔn)，其數(shù)值大小從一個(gè)側(cè)面反映出結(jié)構(gòu)的整體剛度是否合適，過(guò)大或過(guò)小都說(shuō)明結(jié)構(gòu)剛度過(guò)小或過(guò)大，以致要引起設(shè)計(jì)者對(duì)其中的結(jié)構(gòu)體系選擇、結(jié)構(gòu)的豎
向及平面布置合理性的再思考。
（2）剪重比及單位面積重度結(jié)構(gòu)的剪重比λ=VEK／G是體現(xiàn)結(jié)構(gòu)在地震作用下反應(yīng)大小的一個(gè)指標(biāo)．其大小主要與結(jié)構(gòu)地震設(shè)防烈度有關(guān)，其次與結(jié)構(gòu)體型有關(guān)，當(dāng)設(shè)防烈度為7、8、9度時(shí)，剪重比分別為0.012，0.024．0.040；扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯或基本周期
除個(gè)別較特別的以外，多數(shù)在5kN／㎡左右。
以上兩個(gè)指標(biāo)不僅在施工圖設(shè)計(jì)階段，而且在初步設(shè)計(jì)階段都是非常重要的
數(shù)據(jù)，因此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者對(duì)這兩個(gè)指標(biāo)切不可掉以輕心，更不可認(rèn)為是無(wú)關(guān)緊要的。
4.結(jié)論。
隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，建筑科技和建筑技術(shù)也有了高速發(fā)展。尤其在城市，隨著進(jìn)一步發(fā)揮土地的綜合利用率的提高，高層建筑正在日益成為城市建筑的主體。為了體現(xiàn)高層建筑的魅力，追求新的結(jié)構(gòu)形式和更加合理的力學(xué)模型將是土木工程師們目標(biāo)和方向。 參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：高層建筑；抗震；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào)：TU208.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展與人多的不斷增多，建筑用地越來(lái)越緊張，促使高層建筑發(fā)展迅猛。在科學(xué)技術(shù)、新工藝以及新材料的推動(dòng)下，為高層建筑今后的發(fā)展提供了更多的空間。隨著全世界各個(gè)地區(qū)地震災(zāi)害的相繼發(fā)生，所造成的經(jīng)濟(jì)損失、人員傷亡，越來(lái)越讓人們重視建筑的抗震程度。地震是自然災(zāi)害破壞性極大的災(zāi)害之一，以目前的科學(xué)技術(shù)也無(wú)法對(duì)抗震發(fā)生進(jìn)行精確的計(jì)算，但是在高層抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，人們可以對(duì)其設(shè)計(jì)進(jìn)行不斷的優(yōu)化與改進(jìn)，從而提升其抗震性能。
一、高層建筑抗震設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則
當(dāng)前抗震設(shè)計(jì)的目標(biāo)是“小震不壞，中震可修，大震不倒”?？拐鹪O(shè)計(jì)講究剛?cè)岵?jì)，結(jié)構(gòu)布置形式一定要合理，要符合實(shí)際的情況，嚴(yán)格遵循“強(qiáng)剪強(qiáng)彎”的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。要重視剛度的要求，在設(shè)計(jì)過(guò)程中不斷趨向于這方面的滿足，從而將抗震的效果增強(qiáng)，最大限度保障高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)處于地質(zhì)中能承受的彈性范圍之內(nèi)。直觀來(lái)講，就是建筑本事結(jié)構(gòu)即使出現(xiàn)了變形，但是其中結(jié)構(gòu)形態(tài)也不會(huì)出現(xiàn)根本的損壞，而且經(jīng)維護(hù)能能正常發(fā)揮其功效。在追求建筑高度的同時(shí)，也允許進(jìn)入彈塑性狀態(tài)，但是高層建筑結(jié)構(gòu)的安全也必須符合國(guó)家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，才能真正投入使用。國(guó)家規(guī)定，六級(jí)以上必須要有抗震設(shè)計(jì)。高層抗震設(shè)計(jì)不能一味的追求抗震的抗力，我們清楚的知道地震不是一次性的，往往還帶有很多次的余震，由于地震的作用特別復(fù)雜以及地震發(fā)生時(shí)強(qiáng)度的不確定因素，還有建筑結(jié)構(gòu)與體積存在的差異性等等，假如高層建筑只是設(shè)計(jì)了一道防線，那么其抗震效果就無(wú)法應(yīng)對(duì)這么多突發(fā)因素。
二、我國(guó)高層建筑抗震設(shè)計(jì)常見(jiàn)的問(wèn)題
1、工程地質(zhì)勘查資料不全
在設(shè)計(jì)初期，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該及時(shí)掌握施工場(chǎng)地的地質(zhì)情況，但是往往在設(shè)計(jì)過(guò)程中，卻沒(méi)有建筑場(chǎng)地巖土工程的勘察資料，就不能很好的進(jìn)行地基設(shè)計(jì)，給建筑物的結(jié)構(gòu)帶來(lái)安全隱患。
2 建筑材料不滿足要求
對(duì)于材料而言．我們要明確這樣一個(gè)道理：地震對(duì)結(jié)構(gòu)作用的大小幾乎與結(jié)構(gòu)的質(zhì)量成正比。一般說(shuō)在相同條件下，質(zhì)量大，地震作用就大，震害程度就大，質(zhì)量小，地震作用就小。震害就小。所以,在建筑物的樓板、墻體、框架、隔斷、圍護(hù)墻以及屋面構(gòu)件中，廣泛采用多孔磚、硅酸鹽砌塊、陶?；炷?，加氣混凝土板、空心塑料板材等輕質(zhì)材料，將能顯著改善建筑物的抗震性能。
3 建筑物本身的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
建筑物如果平面布置復(fù)雜，致使質(zhì)心與剛心不重合，在地震作用下產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，加劇了地震的破壞作用，海城地震和唐山地震中有不少類似震害實(shí)例。臺(tái)灣9.21地震中，一棟鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)由于結(jié)構(gòu)平面不規(guī)則，在水平地震作用下，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴(yán)重扭轉(zhuǎn)效應(yīng)而破壞倒塌，同時(shí)撞壞相鄰建筑上部的陽(yáng)臺(tái)。
4 平面布局的剛度不均
抗震設(shè)計(jì)要求建筑的平、立面布置宜規(guī)正、對(duì)稱，建筑的質(zhì)量分布和剛度變化宜均勻．否則應(yīng)考慮其不利影響。但有的平面設(shè)計(jì)存在嚴(yán)重的不對(duì)稱：一邊進(jìn)深大，一邊進(jìn)深小，一邊設(shè)計(jì)大開(kāi)問(wèn)．一邊為小房間；一邊墻落地承重，一邊又為柱承重。平面形狀采用L、形不規(guī)則平面等．造成了縱向剛度不均，而底層作為汽車庫(kù)的住宅，一側(cè)為進(jìn)出車需要，取消全部外縱墻．另一側(cè)不需進(jìn)出車輛，因而墻直接落地，造成橫向剛度不均。這些都對(duì)抗震極為不利。
5防震縫設(shè)置不規(guī)范
對(duì)于高層建筑存在下列三種情況時(shí)，宜設(shè)防震縫：(1)平面各項(xiàng)尺寸超過(guò)《鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》(JGJ3—91)中表2.2.3的限值而無(wú)加強(qiáng)措施；(2)房屋有較大錯(cuò)層；(3)各部分結(jié)構(gòu)的剛度或荷載相差懸殊而又未采取有效措施；但有的竟未采取任何抗震措施又未設(shè)防震縫。
上述這些問(wèn)題的存在，倘若不能得到改正，勢(shì)必對(duì)建筑物的安全帶來(lái)隱患。上述這些問(wèn)題的原因是多方面的，這就需要設(shè)計(jì)人員從設(shè)計(jì)的角度避免這些問(wèn)題的出現(xiàn)，防止將這種問(wèn)題帶入施工中，應(yīng)該高層建筑的抗震性能。
三 高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)
1抗震措施
在對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中，除要考慮概念設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算外，歷次地震后人們?cè)谙拗平ㄖ叨?，提高結(jié)構(gòu)延性(限制結(jié)構(gòu)類型和結(jié)構(gòu)材料使用)等方面總結(jié)的抗震經(jīng)驗(yàn)一直是各國(guó)規(guī)范重視的問(wèn)題。當(dāng)前，在抗震設(shè)計(jì)中，從概念設(shè)計(jì)，抗震驗(yàn)算及構(gòu)造措施等三方面入手，在將抗震與消震(結(jié)構(gòu)延性)結(jié)合的基礎(chǔ)上，建立設(shè)計(jì)地震力與結(jié)構(gòu)延性要求相互影響的雙重設(shè)計(jì)指標(biāo)和方法，直至進(jìn)一步通過(guò)一些結(jié)構(gòu)措施(隔震措施，消能減震措施)來(lái)減震，即減小結(jié)構(gòu)上的地震作用使得建筑在地震中有良好而經(jīng)濟(jì)的抗震性能是當(dāng)代抗震設(shè)計(jì)規(guī)范發(fā)展的方向。而且，強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎和強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件在提高結(jié)構(gòu)延性方面的作用已得到普遍的認(rèn)可。
2高層建筑的抗震設(shè)計(jì)理念
我國(guó)《建筑抗震規(guī)范》(GB50011-2001)對(duì)建筑的抗震設(shè)防提出“三水準(zhǔn)、兩階段”的要求，“三水準(zhǔn)”即“小震不壞，中震可修，大震不倒”。當(dāng)遭遇第一設(shè)防烈度地震即低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的多遇地震時(shí)，結(jié)構(gòu)處于彈性變形階段，建筑物處于正常使用狀態(tài)。建筑物一般不受損壞或不需修理仍可繼續(xù)使用。因此，要求建筑結(jié)構(gòu)滿足多遇地震作用下的承載力極限狀態(tài)驗(yàn)算，要求建筑的彈性變形不超過(guò)規(guī)定的彈性變形限值。當(dāng)遭遇第二設(shè)防烈度地震即相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的基本烈度地震時(shí)，結(jié)構(gòu)屈服進(jìn)入非彈性變形階段，建筑物可能出現(xiàn)一定程度的破壞。但經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用。因此，要求結(jié)構(gòu)具有相當(dāng)?shù)难有阅芰?變形能力)不發(fā)生不可修復(fù)的脆性破壞。當(dāng)遭遇第三設(shè)防烈度地震即高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的罕遇地震時(shí)，結(jié)構(gòu)雖然破壞較重，但結(jié)構(gòu)的非彈性變形離結(jié)構(gòu)的倒塌尚有一段距離 不致倒塌或者發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞，從而保障了人員的安全。因此，要求建筑具有足夠的變形能力，其彈塑性變形不超過(guò)規(guī)定的彈塑性變形限值。三個(gè)水準(zhǔn)烈度的地震作用水平，按三個(gè)不同超越概率(或重現(xiàn)期)來(lái)區(qū)分的：多遇地震：50年超越概率63．2％，重現(xiàn)期50年；設(shè)防烈度地震(基本地震)：50年超越概率10％，重現(xiàn)期475年：罕遇地震：50年超越概率2％．3％，重現(xiàn)期1641．2475年，平均約為2000年。對(duì)建筑抗震的三個(gè)水準(zhǔn)設(shè)防要求，是通過(guò)“兩階段”設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其方法步驟如下：第一階段：第一步采用與第一水準(zhǔn)烈度相應(yīng)的地震動(dòng)參數(shù)，先計(jì)算出結(jié)構(gòu)在彈性狀態(tài)下的地震作用效應(yīng)，與風(fēng)、重力荷載效應(yīng)組合，并引入承載力抗震調(diào)整系數(shù)，進(jìn)行構(gòu)件截面設(shè)計(jì)，從而滿足第一水準(zhǔn)的強(qiáng)度要求；第二步是采用同一地震動(dòng)參數(shù)計(jì)算出結(jié)構(gòu)的層間位移角，使其不超過(guò)抗震規(guī)范所規(guī)定的限值；同時(shí)采用相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施，保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性、變形能力和塑性耗能，從而自動(dòng)滿足第二水準(zhǔn)的變形要求。第二階段：采用與第三水準(zhǔn)相對(duì)應(yīng)的地震動(dòng)參數(shù)，計(jì)算出結(jié)構(gòu)(特別是柔弱樓層和抗震薄弱環(huán)節(jié))的彈塑性層間位移角，使之小于抗震規(guī)范的限值。并采用必要的抗震構(gòu)造措施，從而滿足第三水準(zhǔn)的防倒塌要求。
四 結(jié)語(yǔ)
總之，面對(duì)中國(guó)的高層建筑抗震結(jié)構(gòu)存在的諸多問(wèn)題，限于我國(guó)作為一個(gè)發(fā)展中國(guó)家的財(cái)力、物力 探討、研究有效的建筑抗震措施的任務(wù)仍然十分艱巨。與此同時(shí)．我國(guó)政府相關(guān)部門也應(yīng)該加強(qiáng)規(guī)范力度．發(fā)揮好對(duì)高層建筑防震措施的檢查、檢驗(yàn)效力。
參考文獻(xiàn)
[1]都鳳強(qiáng).高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)踐探討[J]科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)2009年21期
關(guān)鍵詞：高層建筑；梁式轉(zhuǎn)換層；結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào)：TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
引言
在高層建筑的建設(shè)中，梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)由于具有傳力直接、施工便捷及清楚等優(yōu)點(diǎn)，成為了一種實(shí)現(xiàn)垂直轉(zhuǎn)換的結(jié)構(gòu)形式，并被廣泛應(yīng)用于高層建筑。
1.梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式的相關(guān)分析
高層建筑結(jié)構(gòu)上部受力要小于下部受力，如果按照一般的思維，在設(shè)計(jì)中則應(yīng)考慮下部剛度比上部結(jié)構(gòu)大，即給下部增加墻體、柱網(wǎng)，減少上部墻柱的密度，然而這在現(xiàn)實(shí)的高層建筑中是不可能的，即當(dāng)前高層建筑對(duì)下部的使用空間要求比上部大，且越往高層越小，這就需要在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用反常規(guī)設(shè)計(jì)法?！陡邔咏ㄖ炷两Y(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中對(duì)轉(zhuǎn)換梁最小高度及寬度作了規(guī)定：框支梁截面寬度應(yīng)≤其相應(yīng)方向的截面寬度，≥其上墻體截面厚度的兩倍，一般不可＜40cm；如果梁上托柱，則不應(yīng)＜梁寬方向的柱截面寬度；非抗震設(shè)計(jì)時(shí)，轉(zhuǎn)換梁的高度要≥跨度的1/8，抗震設(shè)計(jì)時(shí)，其高度則應(yīng)≥跨度的1/6[1]。因此，為了確保轉(zhuǎn)換梁結(jié)構(gòu)的可靠性，必須嚴(yán)格按照規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)。
2.梁式轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)原則
2.1豎向布置原則
布置轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)時(shí)，可結(jié)合建筑功能及結(jié)構(gòu)傳力的情況，沿著高層建筑某一高度方向布置，或者靈活布置多處；還可以結(jié)合建筑功能需求，在樓層局部進(jìn)行轉(zhuǎn)換層的布置，且該空間不但能作為一個(gè)正常使用的樓層，還可以作為技術(shù)設(shè)備層，值得注意的是，該轉(zhuǎn)換層的剛度必須夠強(qiáng)，避免沿豎向剛度過(guò)大。對(duì)于大底盤有大量塔樓的高層建筑，塔樓轉(zhuǎn)換層應(yīng)在裙房屋面層，且屋面梁、厚度及板尺寸均要增大，避免中間出現(xiàn)剛度過(guò)小的樓層，以提高抗震能力。對(duì)于框支剪力墻高層建筑結(jié)構(gòu)，其轉(zhuǎn)換層7度區(qū)以不超過(guò)第5層為宜，8度區(qū)以不超過(guò)第3層為宜，如果轉(zhuǎn)換層的位置與規(guī)定相悖，則應(yīng)及時(shí)采取措施處理。以免造成不可估量的損失[2]。
2.2抗震設(shè)計(jì)原則
為了保證設(shè)計(jì)符合安全要求，規(guī)程中對(duì)一些框支剪力墻結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的位置設(shè)置作了相關(guān)規(guī)定，即如果設(shè)置樓層大于3層時(shí)，其框支柱及剪力墻底部的加強(qiáng)部位的抗震等級(jí)，最好提高一級(jí)，以保證其抗震能力。同時(shí)，還要增大轉(zhuǎn)換層的轉(zhuǎn)換構(gòu)件水平向地震作用的計(jì)算內(nèi)力；如果進(jìn)行8度抗震設(shè)計(jì)，還應(yīng)將豎向地震作用的影響也列入考慮范圍。
2.3結(jié)構(gòu)布置原則
經(jīng)證實(shí)，底部的轉(zhuǎn)換層位置如果過(guò)高，其上、下剛度突變則更大，而其上、下內(nèi)力傳遞途徑的突變則愈強(qiáng)；同時(shí)，若轉(zhuǎn)換層位置過(guò)高，簡(jiǎn)體或落地剪力墻則較易產(chǎn)生受彎裂縫，增大框支柱的內(nèi)力，使得轉(zhuǎn)換層上部周邊的墻體容易被破壞，因此，轉(zhuǎn)換層的位置不易設(shè)置過(guò)高，否則不利于抗震，且底部帶轉(zhuǎn)換層上部的某些豎向構(gòu)件，不允許直接、連續(xù)地貫通落地，故設(shè)置安全、可靠的轉(zhuǎn)換構(gòu)件十分必要。在現(xiàn)階段，轉(zhuǎn)換層構(gòu)件有轉(zhuǎn)換大梁、箱形結(jié)構(gòu)、斜撐等形式。在地震區(qū)很少使用轉(zhuǎn)換厚板，但在6度抗震設(shè)計(jì)及非地震區(qū)則可使用轉(zhuǎn)換厚板；對(duì)于空間較大的地下室，由于受到周圍環(huán)境的限制，其地震反應(yīng)要比地面以上的框支結(jié)構(gòu)小，所以7度和8度抗震設(shè)計(jì)的地下室，允許使用轉(zhuǎn)換厚板。
3.關(guān)于梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、構(gòu)造分析
剪力墻是由框支主梁承托次梁的，故其傳力途徑經(jīng)過(guò)了多次轉(zhuǎn)換，受力情況較為復(fù)雜，而框支主梁不僅要承受上部剪力墻的作用力，還要承受梁自身的剪力、彎矩及扭矩，故極易受到破壞。對(duì)于那些有特殊抗震要求的建筑，為了提高結(jié)構(gòu)的受力性能及抗震能力，可在進(jìn)行其平面布置時(shí)使局部剪力墻落地，且與基礎(chǔ)貫通，將其做成這樣一種受力體系，即框支墻、剪力墻與落地剪力墻協(xié)同工作。
3.1框支柱的設(shè)計(jì)要求與構(gòu)造要求分析
確定框支柱截面的尺寸時(shí)，主要是根據(jù)其軸壓比計(jì)算。地震作用下的框支柱內(nèi)力調(diào)整要求：抗震設(shè)計(jì)時(shí)，框支柱的柱頂彎矩應(yīng)與放大系數(shù)相乘，且配筋時(shí)要根據(jù)放大后的彎矩設(shè)計(jì)值進(jìn)行[3]；剪力調(diào)整：框支柱的數(shù)量≤10時(shí)，且框支層為1至2層時(shí)，每層的每根柱要承受的剪力應(yīng)是基底剪力的2%；若框支層在3層以上時(shí)（含3層），每層的各根柱要承受的剪力應(yīng)起碼是基底剪力的3%；如果款支柱的數(shù)量＞10時(shí)，且框支層為1至2層時(shí)，各層各根柱的承受剪力之和應(yīng)是基底剪力的20%；如果框支層在3層以上時(shí)（含3層），各層各框支柱承受的剪力之和應(yīng)是基底剪力的30%；在調(diào)整了框支柱的剪力后，還要對(duì)框支柱的彎矩、柱梁端處的剪力也進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，框支柱軸力則不規(guī)定必須調(diào)整[4]。
3.2轉(zhuǎn)換梁的設(shè)計(jì)要求與構(gòu)造要求分析
確定轉(zhuǎn)換梁的截面尺寸時(shí)，主要是根據(jù)其剪壓比計(jì)算，這樣可以防止發(fā)生脆性破壞。通常轉(zhuǎn)換梁不會(huì)開(kāi)洞，如果需要開(kāi)洞，洞口應(yīng)處于梁中和軸的附近，且洞口的上、下弦桿要有加強(qiáng)，箍筋應(yīng)較密實(shí)，以保證其抗剪能力。如果洞口的內(nèi)力比較大，建議使用型鋼構(gòu)件進(jìn)行加強(qiáng)；轉(zhuǎn)換梁的混凝土強(qiáng)度級(jí)別應(yīng)≥C30；非抗震設(shè)計(jì)時(shí)，轉(zhuǎn)換梁上、下主筋的最小配筋率為0.3%，且轉(zhuǎn)換梁中最好沒(méi)有接頭，轉(zhuǎn)換梁的上部主筋則起碼有50%是沿梁全長(zhǎng)貫通，下部主筋則均要貫通伸入柱內(nèi)。
3.3轉(zhuǎn)換梁截面設(shè)計(jì)方法的相關(guān)分析
轉(zhuǎn)換梁應(yīng)力截面的設(shè)計(jì)方法：應(yīng)用有限元的方法對(duì)轉(zhuǎn)換梁進(jìn)行分析后獲取的結(jié)果，即為轉(zhuǎn)換梁應(yīng)力和它的分布規(guī)律。為了使所獲取的應(yīng)力及分布規(guī)律可以直接用于截面的配筋計(jì)算，如果不將混凝土的抗拉作用列入考慮范圍，全部的拉力應(yīng)有鋼筋承擔(dān)并要滿足其屈服強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的要求。受壓范圍的混凝土，其強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到軸心抗壓強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值。
3.3.1托柱形式的轉(zhuǎn)換梁截面設(shè)計(jì)方法分析
如果轉(zhuǎn)換梁承托的是上部普通框架，在其常用截面尺寸區(qū)域內(nèi)，其受力情況與普通梁基本一樣，此時(shí)可采用普通截面設(shè)計(jì)的方法來(lái)進(jìn)行配筋運(yùn)算；如果轉(zhuǎn)換梁承托的是上部斜桿框架，則要承受軸向拉力，這時(shí)應(yīng)采用偏心受拉構(gòu)件的方法對(duì)截面進(jìn)行設(shè)計(jì)。
3.3.2托墻形式的轉(zhuǎn)換梁截面設(shè)計(jì)方法分析
如果轉(zhuǎn)換梁承托的上部墻體滿跨不開(kāi)洞，其與上部墻體協(xié)同工作，則其破壞形態(tài)與受力特征為深梁，則應(yīng)選擇應(yīng)力截面設(shè)計(jì)或深梁截面設(shè)計(jì)的方法對(duì)轉(zhuǎn)換梁截面進(jìn)行設(shè)計(jì)，并要把計(jì)算得到的縱向鋼筋沿著梁全高進(jìn)行合理配置。同時(shí)，轉(zhuǎn)換梁跨中很大一片區(qū)域內(nèi)的內(nèi)力相對(duì)較大，所以底部的縱向鋼筋不可截?cái)嗷驈澠穑鴳?yīng)全都伸入支座。如果轉(zhuǎn)換梁的承托上部墻體是小墻肢，則可根據(jù)普通梁的截面設(shè)計(jì)方法來(lái)開(kāi)展配筋計(jì)算，縱向的鋼筋則可布置在轉(zhuǎn)換梁底部。
4.小結(jié)
隨著建設(shè)事業(yè)的蓬勃發(fā)展，城市高層建筑也日益增多，人們對(duì)于高層建筑的功能要求也越來(lái)越高，即要求建筑使用功能全面化、綜合化、多樣化及體型復(fù)雜化。梁式轉(zhuǎn)換層由于具有傳力明確、清楚、直接及施工便捷等優(yōu)點(diǎn)，故在高層建筑中得到廣泛應(yīng)用。此外，在進(jìn)行梁式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員必須對(duì)概念設(shè)計(jì)給予足夠的重視，應(yīng)經(jīng)過(guò)查閱數(shù)據(jù)、多次比較調(diào)整，甚至采用有限元分析，才能得出最合理的設(shè)計(jì)。
【參考文獻(xiàn)】
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【關(guān)鍵詞】:高層建筑；結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；
Abstract: The increase of the height of building, style diversity has put forward more new problems and requirements for high-rise buildings in the design and technology, this paper analyzes several problems existing in design structure characteristics, design principle and basic structure of the high-rise.
Key words: high-rise building; structure characteristics; foundation structure design
中圖分類號(hào)：TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：
0 引言
隨著城市建設(shè)的不斷加快，建筑業(yè)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，建筑用地也不斷緊張，全國(guó)各地的高層建筑不斷涌現(xiàn)，近年來(lái)，我國(guó)已建成高層建筑萬(wàn)棟，建筑面積達(dá)到2億多平方米。建筑高度的不斷增加, 風(fēng)格的變化多樣， 給高層建筑的設(shè)計(jì)提出了更新更高的要求。尤其是高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)越來(lái)越成為高層建筑結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)工作的難點(diǎn)與重點(diǎn)，給工程設(shè)計(jì)人員提出了更高的要求。下面就高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)、設(shè)計(jì)原則以及基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行探討。
1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)
1.1水平荷載成為決定因素。首先，數(shù)據(jù)顯示樓房自重和樓面使用荷載在豎向構(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值僅與樓房高度的一次方成正比，而水平荷載對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩，以及由此在豎向構(gòu)件中引起的軸力與樓房高度的兩次方成正比。再者，對(duì)具有特定高度的樓房來(lái)說(shuō)， 豎向荷載基本上是定值，而作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用， 其數(shù)值隨結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的不同而有較大幅度的變化。因此，水平荷載對(duì)高層建筑穩(wěn)定性的影響作用是很大的
1.2軸向變形不可忽視。高層建筑中，豎向載荷很大，能在柱中引起較大的軸向變形，對(duì)連續(xù)梁彎矩產(chǎn)生影響，造成連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩減小，跨中正彎矩和端支座負(fù)彎矩值增大；此外還會(huì)對(duì)預(yù)測(cè)構(gòu)件的下料長(zhǎng)度產(chǎn)生影響，要求根據(jù)軸向變形計(jì)算值，對(duì)下料長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整；另外對(duì)構(gòu)件剪力和側(cè)移產(chǎn)生影響，與考慮構(gòu)件豎向變形比較，會(huì)得出偏于不安全的結(jié)果。
1.3側(cè)移成為控制指標(biāo)。與低層或多層建筑不同，結(jié)構(gòu)側(cè)移已成為高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵因素。隨著建筑高度的增加，水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)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、輕質(zhì)高強(qiáng)材料的應(yīng)用、新的建筑形式和結(jié)構(gòu)體系的出現(xiàn)、側(cè)向位移的迅速增大，在設(shè)計(jì)中不僅要求結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度，還要求具有足夠的抗推剛度，使結(jié)構(gòu)在水平荷載下產(chǎn)生的側(cè)移被控制在某一限度之內(nèi)，否則會(huì)產(chǎn)生以下情況：
1.因側(cè)移產(chǎn)生較大的附加內(nèi)力，尤其是豎向構(gòu)件，當(dāng)側(cè)向位移增大時(shí)，偏心加劇，當(dāng)產(chǎn)生的附加內(nèi)力值超過(guò)一定數(shù)值時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致房屋側(cè)塌。
2.使居住人員感到不適或驚慌。
3.使填充墻或建筑裝飾開(kāi)裂或損壞，使機(jī)電設(shè)備管道損壞，使電梯軌道變型造成不能正常運(yùn)行。
4.使主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)大裂縫，甚至損壞。
1.4結(jié)構(gòu)延性是重要設(shè)計(jì)指標(biāo)。相對(duì)于較低樓房而言， 高層建筑結(jié)構(gòu)更柔一些， 在地震作用下的變形更大一些。為了使結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性變形階段后仍具有較強(qiáng)的變形能力， 避免倒塌，特別需要在構(gòu)造上采取恰當(dāng)?shù)拇胧?，?lái)保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。
1.5抗震設(shè)計(jì)要求更高。有抗震設(shè)防的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，除要考慮正常使用時(shí)的豎向荷載、風(fēng)荷載外，還必須使結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能，做到小震不壞、大震不倒。
2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原則
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則是：注重概念設(shè)計(jì)，重視結(jié)構(gòu)選型與平、立面布置的規(guī)則性，擇優(yōu)選用抗震和抗風(fēng)好且經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)體系，加強(qiáng)構(gòu)造措施。鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)與建筑、設(shè)備和施工密切配合，做到安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理，并積極采用新技術(shù)、新工藝和新材料。 在抗震設(shè)計(jì)中，應(yīng)保證結(jié)構(gòu)的整體性能，使整個(gè)結(jié)構(gòu)具有必要的承載力、剛度和延性。結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足下列基本要求：
( l ）應(yīng)具有必要的承載力、剛度和變形能力。
( 2 ）應(yīng)避免因局部破壞而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)破壞。
( 3 ）對(duì)可能的薄弱部位要采取加強(qiáng)措施。
( 4 ）結(jié)構(gòu)選型與布置合理，避免局部突變和扭轉(zhuǎn)效應(yīng)而形成薄弱部位。
( 5 ）宜具有多道抗震防線。
3 高層建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)基本要求
基礎(chǔ)是房屋結(jié)構(gòu)的重要組成部分，房屋所受的各種荷載都要經(jīng)過(guò)基礎(chǔ)傳至地基。由于高層建筑層數(shù)多、上部結(jié)構(gòu)荷載很大，導(dǎo)致使其基礎(chǔ)具有埋置深度大，材料用量多，施工周期長(zhǎng)，工程造價(jià)高等特點(diǎn)。為此，高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足以下幾方面的要求：
(1) 高層建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，應(yīng)綜合考慮建筑場(chǎng)地的地質(zhì)狀況、上部結(jié)構(gòu)的類型、施工條件、使用要求，確保建筑物不致發(fā)生過(guò)量沉降戒傾斜，滿足建筑物正常使用要求。還應(yīng)注意與相鄰建筑的相互影響，了解鄰近地下構(gòu)筑物及各項(xiàng)地下設(shè)施的位置和標(biāo)高，確保施工安全。
（2）基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)上部結(jié)構(gòu)和地質(zhì)狀況進(jìn)行，宜考慮地基、基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)相互作用的影響。需要降低地下水位的，應(yīng)在施工時(shí)采取有效措施，避免因基坑降水而影響鄰近建筑物、構(gòu)筑物、地下設(shè)施等正常使用和安全。同時(shí)還應(yīng)注意降水的時(shí)間要求，以免停止降水后，水位過(guò)早上升，使建筑物發(fā)生上浮等問(wèn)題。
（3）高層建筑應(yīng)采用整體性好、能滿足地基的承載力和建筑物容許變形要求并能調(diào)節(jié)不均勻沉降的基礎(chǔ)形式。宜采用筏形基礎(chǔ)，必要時(shí)可采用箱形基礎(chǔ)。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件好、荷載較小，且能滿足地基承載力和變形要求時(shí)，也可采用交叉梁基礎(chǔ)或其他基礎(chǔ)形式；當(dāng)?shù)鼗休d力或變形不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，可采用樁基或復(fù)合地基。
（4）高寬比大于4的高層建筑，基礎(chǔ)底面不宜出現(xiàn)零應(yīng)力區(qū)；高寬比不大于4的高層建筑，基礎(chǔ)底面與地基之間零應(yīng)力區(qū)面積不應(yīng)超過(guò)基礎(chǔ)底面面積的15%。計(jì)算時(shí)，質(zhì)量偏心較大的裙樓與主樓可分開(kāi)考慮。
（5）在地震區(qū)，高層建筑宜避開(kāi)對(duì)抗震不利的地段；當(dāng)條件不允許避開(kāi)不利地段時(shí)，應(yīng)采取可靠措施，使建筑物在地震地不致由于地基失穩(wěn)而破壞，或者產(chǎn)生過(guò)量下沉或傾斜。
4 基礎(chǔ)的埋深問(wèn)題
高層建筑的基礎(chǔ)應(yīng)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(chǔ)底面，對(duì)于獨(dú)立的高層建筑而言，基礎(chǔ)埋深比較容易確定，但當(dāng)今多數(shù)高層建筑與地下車庫(kù)都是相互連接的，當(dāng)?shù)叵萝噹?kù)基礎(chǔ)采用筏板基礎(chǔ)或設(shè)有防水底板的獨(dú)立基礎(chǔ)（防水底板不宜太薄）時(shí)，高層建筑的基礎(chǔ)埋深可從室外地坪算起，此時(shí)高層建筑地下室頂板及地下車庫(kù)頂板應(yīng)按嵌固層要求設(shè)計(jì)，地下車庫(kù)應(yīng)有足夠的側(cè)向剛度作為高層建筑的側(cè)限。假如不滿足以上條件的時(shí)候，高層建筑的基礎(chǔ)埋深應(yīng)該要從地下車庫(kù)地面算起。高層建筑通常設(shè)地下室來(lái)滿足埋深要求，主要有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：
1．提高地基承載力。當(dāng)高層建筑采用天然地基時(shí)，地基承載力可進(jìn)行修正。隨著基礎(chǔ)埋深的增加，修正后的地基承載力隨之增大，從而可滿足高層建筑對(duì)地基承載力的要求。
2．有利于高層建筑上部結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定。高層建筑地下室外墻一般采用鋼筋鹼墻，地下室頂板厚不宜小于160mm，地下室具有較大的層間剛度，同時(shí)地下室外墻周邊土也提供了很大的側(cè)向剛度和約束。因此設(shè)地下室有利于上部結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定，有利于協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)整體變形，調(diào)整地基不均與沉降。
此外在確定埋置深度時(shí)，應(yīng)考慮建筑物的高度、體型、地基土質(zhì)、抗震設(shè)防烈度等因素。埋置深度可從室外地坪算至基礎(chǔ)底面，并宜符合下列要求：
1天然地基或復(fù)合地基，可取房屋高度的1/15；
2樁基礎(chǔ)，可取房屋高度的1/18（樁長(zhǎng)不計(jì)在內(nèi)）。
當(dāng)建筑物采用巖石地基或采取有效措施時(shí)，在滿足地基承載力、穩(wěn)定性要求及本規(guī)程第12.1.6條規(guī)定的前提下，基礎(chǔ)埋深可不受本條第1、2兩款的限制。當(dāng)?shù)鼗赡墚a(chǎn)生滑移時(shí)，應(yīng)采取有效的抗滑移措施。
5 總結(jié)
近些年來(lái)，我國(guó)的高層建筑發(fā)展十分迅速，建筑造型新穎獨(dú)特，建筑物的高度與規(guī)模不斷增加。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，地基是大樓的基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，作出合理的結(jié)構(gòu)方案選擇。并能根據(jù)具體情況進(jìn)行具體分析采取適當(dāng)?shù)拇胧┙鉀Q實(shí)際問(wèn)題。才能不斷地完善和發(fā)展高層建筑。
參考文獻(xiàn)
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梁式轉(zhuǎn)換：梁式轉(zhuǎn)換層是指在普通的現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板上布置相應(yīng)的托梁，以承載在上部樓層落空的各承重柱或剪力墻傳來(lái)的荷載，一般多用于有大空間、大開(kāi)間要求的底層結(jié)構(gòu)。當(dāng)需要縱、橫雙向同時(shí)進(jìn)行結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換時(shí)，應(yīng)采用雙向結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換梁布置。
板式轉(zhuǎn)換：當(dāng)高層建筑結(jié)構(gòu)的上下柱網(wǎng)、軸線相互之間存在較大錯(cuò)位，可考慮選擇采用板式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，以形成厚板式承臺(tái)轉(zhuǎn)換層，其下部樓層的柱網(wǎng)可以靈活布置。厚板轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)多適用于上下樓層柱網(wǎng)極不規(guī)則的高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換，使得轉(zhuǎn)換層上、下樓層的結(jié)構(gòu)功能布置靈活。
桁架轉(zhuǎn)換：在采用托柱形式的梁式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)換梁構(gòu)件的跨度很大且上層傳遞的荷載較大時(shí)，可根據(jù)上下樓層柱網(wǎng)的軸線位置變化情況設(shè)置相應(yīng)的桁架轉(zhuǎn)換層進(jìn)行結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換，其有效克服了梁式轉(zhuǎn)換和厚板轉(zhuǎn)換形式存在的缺點(diǎn)，轉(zhuǎn)換靈活，傳力直接，減輕了梁構(gòu)件的剪力負(fù)擔(dān)，是一種可在超高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換工程中推廣應(yīng)用的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換形式。
二、轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的構(gòu)件設(shè)計(jì)
1、框支柱
為了保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性，框支柱的軸壓比要嚴(yán)格控制，這使得框支柱比一般的框架柱有更大的延性和抗倒塌性能?？蛑еS壓比：μN(yùn) = Nmax/ （ fcbh0）
式中： Nmax ―框支柱最大組合軸力設(shè)計(jì)值（包括地震作用下軸力調(diào)整） ；
fc ―框支柱混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；
b ―框支柱截面的寬度；
h0 ―框支柱截面的有效高度。
一級(jí)抗震時(shí)， 框支柱的軸壓比控制在0.7 以下； 二級(jí)抗震時(shí)，應(yīng)該控制在0.75 以下；三級(jí)抗震時(shí)， 控制在0.8 以下；非抗震設(shè)計(jì)時(shí)，控制在0.85 以下。箍筋沿柱全高加密并采用復(fù)合箍筋，且不少于Ф10 @100?？蛑е鶓?yīng)有部分縱筋伸至框支梁以上的墻體內(nèi)，延伸長(zhǎng)度等于層高以加強(qiáng)上下層的可靠連接 。
2、框支梁
因?yàn)榭蛑Я旱氖芰艽笄沂芰η闆r復(fù)雜，它不但是上下層荷載的傳輸樞紐，而且是保證框支剪力墻抗震性能的關(guān)鍵部位，是一個(gè)復(fù)雜的受力構(gòu)件，故設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)設(shè)有較多冗余儲(chǔ)備。宜在結(jié)構(gòu)整體計(jì)算后，按有限元方法進(jìn)行詳細(xì)分析，分析和試驗(yàn)結(jié)構(gòu)表明，在豎向荷載和水平荷載作用下，框支梁大多數(shù)情況下為偏心受拉構(gòu)件，并承受很大的剪力，因此《高層建筑混泥土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定了對(duì)框支梁截面高度的設(shè)計(jì)要求及框支梁截面組合的最大剪力設(shè)計(jì)值的限制條件。在豎向荷載作用下，梁端往往首先破壞，所以必須加強(qiáng)構(gòu)造措施，伸入支座的鋼筋在柱內(nèi)應(yīng)有可靠的錨固；負(fù)鋼筋伸入梁下皮以下要大于45d ?？蛑Я翰灰碎_(kāi)洞，開(kāi)洞時(shí)應(yīng)做局部應(yīng)力分析，要求開(kāi)洞部位遠(yuǎn)離框支柱邊，開(kāi)洞部位要加強(qiáng)配筋構(gòu)造。
3、樓板
由于結(jié)構(gòu)上部的水平剪力要通過(guò)轉(zhuǎn)換層傳到下部結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換層樓面在其平面內(nèi)受力很大，樓板變形顯著，因此要適當(dāng)加厚轉(zhuǎn)換層樓面，建議采用厚度不小于180mm 的現(xiàn)澆板，這樣有利于轉(zhuǎn)換層在其平面內(nèi)進(jìn)行剪力重分配，并加強(qiáng)轉(zhuǎn)換大梁的側(cè)向剛度和抗扭能力，也可使實(shí)際情況更符合結(jié)構(gòu)整體計(jì)算中樓層剛度無(wú)限大的基本假定。而且混凝土強(qiáng)度> C30 ，并采用雙向雙排鋼筋網(wǎng)，每排鋼筋的配筋率> 0.25 % ，必要時(shí)，轉(zhuǎn)換層混凝土加1 %的鋼纖維則抗力效果更佳；它不僅可以使同一等級(jí)的混凝土抗剪強(qiáng)度提高45 % ，而且可以有效的提高混凝土的抗裂性能 。轉(zhuǎn)換層樓板不宜有大的開(kāi)洞，當(dāng)開(kāi)洞時(shí)應(yīng)在洞口四周設(shè)置次梁暗梁，樓板開(kāi)洞位置盡可能遠(yuǎn)離外側(cè)邊，與轉(zhuǎn)換層相近的樓板也應(yīng)加強(qiáng)。若必須在大空間部分設(shè)置樓、電梯間時(shí)，應(yīng)用鋼筋砼墻圍成筒體。
三、高層建筑轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)要點(diǎn)
1、高層建筑的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)布置
轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)可以根據(jù)其建筑功能和結(jié)構(gòu)傳力的需要，沿高層建筑高度方向一處或多處?kù)`活布置（或是樓層局部布置轉(zhuǎn)換層），且自身的這個(gè)空間既可以作為正常使用樓層，也可以作為技術(shù)設(shè)備層，但應(yīng)該保證轉(zhuǎn)換層有足夠的剛度，以防止沿豎向剛度過(guò)于懸殊。當(dāng)建筑物較高柔（如框架-核心筒結(jié)構(gòu)），整體剛度可能不足，在結(jié)構(gòu)豎向的一定部位設(shè)置水平剛性樓層（加強(qiáng)層），人為地加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體彎曲效應(yīng)，這時(shí)轉(zhuǎn)換層可同建筑物的加強(qiáng)層、設(shè)備層等統(tǒng)一考慮。對(duì)大底層上部為多塔的建筑，塔樓的轉(zhuǎn)換層宜設(shè)置在裙樓的屋面層，并加大屋面梁、板尺寸和厚度，以避免中間出現(xiàn)剛度特別小的樓層，減小震害。對(duì)部分框支剪力墻高層建筑結(jié)構(gòu)，其轉(zhuǎn)換層的位置，7度區(qū)不宜超過(guò)第5層；8度區(qū)不宜超過(guò)第三層。
2、高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的過(guò)度受力及軸壓比控制
（1）過(guò)度受力。高層建筑轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不是我們想象的那么簡(jiǎn)單，在這個(gè)過(guò)程中，樓層的梁面和柱面分別有兩種表現(xiàn)形式，從柱面來(lái)看，主要的突出表現(xiàn)有強(qiáng)柱和弱柱，從梁面來(lái)看主要由強(qiáng)梁和弱梁。不要輕視這兩個(gè)構(gòu)件，它們直接影響著轉(zhuǎn)換層的豎向負(fù)載能力以及構(gòu)架的內(nèi)力，在高層建筑施工期間，對(duì)施工的進(jìn)度和時(shí)間也有一定影響，尤其是在轉(zhuǎn)換層構(gòu)架與若干層構(gòu)架同時(shí)出現(xiàn)在施工階段的時(shí)候，這個(gè)構(gòu)架的內(nèi)力變化尤為突出，若不及時(shí)采取措施，必會(huì)因?yàn)槭┕るA段轉(zhuǎn)換構(gòu)件的過(guò)渡受力而影響高層的進(jìn)度，造成高層建筑施工延時(shí)延工。
（2）控制軸壓比。高層建筑中轉(zhuǎn)換層還要注意軸壓的比率，盡量控制這個(gè)比率，我們知道，轉(zhuǎn)換層的支梁和支柱在內(nèi)交角的位置，有一個(gè)突出的應(yīng)力表現(xiàn)情況，由于深受水平負(fù)載以及垂直負(fù)載的雙重影響，柱子的橫截面，柱子的剪力，以及柱子的彎矩在相對(duì)條件下較小，所以軸壓力的承受力主要受框支柱所支撐，轉(zhuǎn)換層以上的墻體垂直負(fù)載和水平負(fù)載差不多都能借助板平面內(nèi)的剛度傳遞給落地剪力墻，因此要嚴(yán)格控制框支柱的軸壓比。例如，在一高層建筑實(shí)處，設(shè)計(jì)的方案是這樣的：抗震設(shè)計(jì)時(shí)框支柱的軸壓比小于0.6，砼的強(qiáng)度等級(jí)高于C20，但低于C30，采用螺旋箍圍繞框支柱全高密度較小，箍筋直徑要不足10，問(wèn)距不足100rnm，這個(gè)設(shè)計(jì)方案，在真正實(shí)行的過(guò)程中限制了柱箍筋配箍率，減弱了轉(zhuǎn)換層柱的抗剪能力。因此要切合實(shí)際的對(duì)高層建筑進(jìn)行科學(xué)的檢測(cè)，確保萬(wàn)無(wú)一失。
【關(guān)鍵詞】高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)要點(diǎn)；對(duì)策
1高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)分析
（1）水平力是設(shè)計(jì)的決定性因素。在低層或者多層的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，常常用重力為代表的豎向荷載去控制建筑物的結(jié)構(gòu)。然而，在高層建筑中，雖然豎向荷載能起到一定的控制作用，但是水平荷載在其中卻起著決定性的作用，因而不能忽視。使得水平荷載比豎向荷載更起決定性作用的主要原因在于，高層建筑物的自身重量和使用荷載在豎向構(gòu)件中能夠引起的軸力和彎矩的數(shù)值，僅僅與建筑物的高度一次方成正比，而水平荷載對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩以及在豎向構(gòu)件中引起的軸力，與建筑高度兩次方成正比。
（2）側(cè)移是設(shè)計(jì)的重要控制指標(biāo)。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)側(cè)移是高樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要控制因素，這一點(diǎn)與低層建筑不一樣。當(dāng)樓房的高度不斷增加的時(shí)候，水平荷載下的結(jié)構(gòu)側(cè)移變形會(huì)逐漸拉大，這就給高層建筑的穩(wěn)定性造成了一定的影響。因此，在設(shè)計(jì)高層建筑結(jié)構(gòu)的時(shí)候，應(yīng)該將水平荷載作用下的側(cè)移控制在一個(gè)限度之內(nèi)。
（3）抗震設(shè)計(jì)要求較高。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對(duì)于抗震設(shè)計(jì)的要求顯得更高。一般來(lái)說(shuō)，除了要求抗震設(shè)防的高層建筑有普通的豎向荷載、風(fēng)荷載以外，還應(yīng)該促進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有良好的抗震性能，達(dá)到小震不壞，大震不倒的目的。
（4）軸向變形需加以重視。在高層建筑中，豎向荷載數(shù)值變大的時(shí)候，會(huì)在柱內(nèi)產(chǎn)生較大的軸向變形，使得連續(xù)梁彎矩發(fā)生變化，讓連續(xù)梁之間支座處的負(fù)彎矩值變小，還會(huì)對(duì)預(yù)制構(gòu)件的下料長(zhǎng)度造成影響。因此，在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，要對(duì)軸向變形的數(shù)據(jù)進(jìn)行仔細(xì)計(jì)算，對(duì)下料長(zhǎng)度進(jìn)行有效的調(diào)整，防止高層建筑的軸向變形數(shù)據(jù)不斷拉大。
2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則
高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜繁瑣的內(nèi)容，其中需要注意的內(nèi)容涉及也十分廣泛，根據(jù)多年的工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，主要集中在以下幾個(gè)方面：
2.1結(jié)構(gòu)方案的選擇
合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案對(duì)于工程來(lái)講是十分關(guān)鍵的，好的設(shè)計(jì)方案在滿足結(jié)構(gòu)形式和體系的基礎(chǔ)上，還要充分考慮造價(jià)成本，把經(jīng)濟(jì)適用發(fā)揮到最大程度。結(jié)構(gòu)體系的最基本的原則是受力明確、傳力簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)方案在滿足使用、安全要求的基礎(chǔ)上，盡量的簡(jiǎn)潔。最終結(jié)構(gòu)方案的確定，需要對(duì)地理?xiàng)l件、工程設(shè)計(jì)需求、材料的選擇和施工條件等進(jìn)行全面的考量和整合，并且和建筑水、暖、電各個(gè)分項(xiàng)相互協(xié)調(diào)，綜合各方面因素進(jìn)行最后的確定。
2.2計(jì)算簡(jiǎn)圖的選擇
計(jì)算簡(jiǎn)圖是進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，是所有計(jì)算數(shù)據(jù)的出處和根源所在。關(guān)系到各環(huán)節(jié)的建筑尺寸和誤差。如果不能選擇合理的計(jì)算簡(jiǎn)圖，對(duì)于結(jié)構(gòu)安全就會(huì)埋下隱患。因此，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全保障前提，就是合理計(jì)算簡(jiǎn)圖的選擇。同時(shí)，在選擇了計(jì)算簡(jiǎn)圖之后，還應(yīng)該采用相應(yīng)的構(gòu)造方法保證其安全性。在結(jié)構(gòu)的實(shí)際施工中，結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)不單單是鋼節(jié)點(diǎn)或者鉸接點(diǎn)，要使得計(jì)算簡(jiǎn)圖的誤差在規(guī)定的允許范圍之內(nèi)。
2.3 計(jì)算結(jié)果要進(jìn)行準(zhǔn)確的分析
科技的發(fā)展也推動(dòng)建筑領(lǐng)域不斷的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)作為現(xiàn)在科技發(fā)展的集中產(chǎn)物，自然在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中也得到了廣泛的應(yīng)用。經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展，市場(chǎng)上的計(jì)算機(jī)軟件種類和數(shù)量都大大提升，但問(wèn)題也隨之涌現(xiàn)出來(lái)，很多時(shí)候，統(tǒng)一種類的計(jì)算數(shù)據(jù)在不用軟件中處理產(chǎn)生的結(jié)果并不一致。這就對(duì)計(jì)算數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確程度提出了嚴(yán)苛的校對(duì)要求，也對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的能力提出了更高水平的要求。在全面了解軟件的使用范圍和條件的基礎(chǔ)上，選擇最為合理準(zhǔn)確的軟件也成為設(shè)計(jì)人員必須完成的課題。與此同時(shí)，建筑結(jié)構(gòu)受到各種不可掌控的實(shí)際情況制約，與計(jì)算機(jī)得出的理想結(jié)果不能達(dá)到完全的吻合，因此在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的同時(shí)，設(shè)計(jì)人員的主導(dǎo)能力還是最為關(guān)鍵的。
3高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中關(guān)鍵要點(diǎn)分析
（1）扭轉(zhuǎn)問(wèn)題設(shè)計(jì)。要求高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須三心盡可能匯于一點(diǎn)，即建筑結(jié)構(gòu)的剛度中心、幾何形心、結(jié)構(gòu)重心三心合一。倘若在設(shè)計(jì)中未很好地做到三心匯聚一點(diǎn)，建筑易發(fā)生扭轉(zhuǎn)問(wèn)題，并在水平力作用下造成高層建筑結(jié)構(gòu)的毀壞。
（2）抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。高層建筑由于其具有樓層多，高度高的特點(diǎn)，因此相比較其他建筑，在建筑物表面更易改變風(fēng)的流動(dòng)性和空氣的動(dòng)力效應(yīng)。在樓層柔軟部分風(fēng)和空氣會(huì)產(chǎn)生動(dòng)力形式和靜力形式，并由此產(chǎn)生的震動(dòng)，會(huì)對(duì)樓層的墻體、裝飾結(jié)構(gòu)以及支撐結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，危害建筑的穩(wěn)定性，所以在進(jìn)行高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)該進(jìn)行抗風(fēng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，杜絕建筑物在自然因素的影響下留下隱患。
4高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題的有效對(duì)策
4.1合理設(shè)計(jì)平面布局
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，扭轉(zhuǎn)問(wèn)題出現(xiàn)的原因是由于三心未合一導(dǎo)致的建筑物質(zhì)量分布不均勻。所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員對(duì)高層建筑應(yīng)當(dāng)采用相對(duì)規(guī)則的圖形，例如正方形、矩形、圓形、正多邊形等較為簡(jiǎn)單、分布均衡的平面形式。盡量不采用L形、T形、十字形等復(fù)雜平面形式。在環(huán)境要求或結(jié)構(gòu)要求特殊情況下，應(yīng)當(dāng)根據(jù)相應(yīng)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，避免建筑結(jié)構(gòu)突出部分過(guò)大，同時(shí)盡量保證結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性。
4.2優(yōu)化抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案
針對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)抗風(fēng)結(jié)構(gòu)存在的難點(diǎn)和問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化。一是基礎(chǔ)優(yōu)化。要保證高層建筑結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)性良好，首先要保證高層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)牢固。二是增加高層建筑耗能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)相應(yīng)非承重構(gòu)件利用耗能構(gòu)件如樓板、剪力墻等來(lái)抵消風(fēng)能對(duì)建筑的影響。三是減小水平荷載和風(fēng)力疊加對(duì)高層建筑的影響。四是增大結(jié)構(gòu)承載力和抗風(fēng)力。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)承載力驗(yàn)算和抗風(fēng)力驗(yàn)算，在此基礎(chǔ)上制定一個(gè)放大系數(shù)，進(jìn)一步保證高層結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)性能。
4.3優(yōu)化抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案
當(dāng)今高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)存在很多問(wèn)題和難點(diǎn)，結(jié)合相關(guān)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)了集中抗震結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方案。一是合理布置抗側(cè)力構(gòu)件。二是增加地基抗震能力。三是設(shè)計(jì)高性能剪力墻。高性能剪力墻的設(shè)計(jì)能夠有效地提高剪力墻在地震過(guò)程中吸收建筑內(nèi)力的能力，可以適當(dāng)增加墻體和樓板的剛度來(lái)控制建筑位移，達(dá)到抗震目的。四是進(jìn)行高層結(jié)構(gòu)構(gòu)件的簡(jiǎn)化和一體化。通過(guò)對(duì)扶壁、筒口、筒腳的簡(jiǎn)單化設(shè)置，達(dá)到相應(yīng)建筑物的對(duì)稱。
4.4加強(qiáng)消防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
當(dāng)下很多大型火災(zāi)、恐怖襲擊等惡劣事件已經(jīng)讓高層建筑的消防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)面臨必須改善和加強(qiáng)的地步，但是消防設(shè)計(jì)應(yīng)該從消防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和使用期間消防規(guī)范來(lái)共同執(zhí)行。在高層建筑消防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)防火結(jié)構(gòu)間的距離控制，在符合當(dāng)?shù)氐牡匦螚l件基礎(chǔ)上，高層結(jié)構(gòu)在防火結(jié)構(gòu)間距離上可適當(dāng)加大處理。在材料使用上，可以盡量減少易燃材料的使用，同時(shí)增加耐火材料的運(yùn)用來(lái)達(dá)到防火目的。另外，良好的疏散系統(tǒng)是保證火災(zāi)發(fā)生之后減少人員損傷的重要保證。高層建筑的疏散系統(tǒng)呈垂直狀態(tài)，容易導(dǎo)致疏散效率不高的問(wèn)題出現(xiàn)。在消防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，可以通過(guò)設(shè)置雙通道疏散，增設(shè)防煙區(qū)、耐火區(qū)、避難層等設(shè)施來(lái)增加消防能力。同時(shí)，高層結(jié)構(gòu)可以通過(guò)設(shè)置相應(yīng)的隔離結(jié)構(gòu)來(lái)有效地控制火勢(shì)蔓延，增強(qiáng)建筑消防安全能力。
參考文獻(xiàn)：
[1]柳奕成.高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].江西建材，2014（04）：20-21.
關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào)：TU97文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
引言：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，現(xiàn)代高層建筑向多功能、綜合用途發(fā)展，尤其是臨街高層建筑，其功能布置一般上部為住宅、旅館，下部樓層作商店、餐廳等。不同的用途需要不同的空間組合形式，因此近幾年來(lái)出現(xiàn)了上部樓層為小開(kāi)間剪力墻，而下部樓層為大柱網(wǎng)框一剪結(jié)構(gòu)形式，上述功能要求與結(jié)構(gòu)的合理布置要求正好相反，出現(xiàn)了上部剛度大而下部剛度小的豎向結(jié)構(gòu)體系。為了實(shí)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)布置就必須在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的樓層設(shè)置轉(zhuǎn)換層以保證結(jié)構(gòu)受力的正確傳遞。轉(zhuǎn)換層的合理設(shè)計(jì)將直接影響結(jié)構(gòu)的受力及構(gòu)件尺寸的確定。
1 轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)原則
因在建筑物中設(shè)置轉(zhuǎn)換層可使其豎向剛度發(fā)生突變，降低了結(jié)構(gòu)的抗震能力，為了防止這種情況的出現(xiàn)，應(yīng)遵循以下設(shè)計(jì)原則：在設(shè)置轉(zhuǎn)換層時(shí)，應(yīng)盡量選用直接落地的豎向構(gòu)件，因?yàn)樾杞Y(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的豎向構(gòu)件能夠引起剛度突變，影響結(jié)構(gòu)的抗震能力；應(yīng)在高層建筑豎向位置較低的地方設(shè)置轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)，把握宜低不宜高的原則；對(duì)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，保證選用的換層結(jié)構(gòu)型式具有明確的傳力路徑，有利于結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)和保證施工量；轉(zhuǎn)換剛度不可過(guò)大，在考慮建筑物安全和經(jīng)濟(jì)的前提下，堅(jiān)持宜小不宜大的方法。
2 高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式
2.1板式轉(zhuǎn)換
板式轉(zhuǎn)換層主要是應(yīng)用在轉(zhuǎn)換層上下柱網(wǎng)錯(cuò)開(kāi)較多、布置沒(méi)有次序、無(wú)法用梁進(jìn)行承托的情況下，需將轉(zhuǎn)換層做成2.0~2.8m厚度的轉(zhuǎn)換板，這是從抗剪和抗沖切的角度考慮的。這種轉(zhuǎn)換層的下層柱可靈活擺動(dòng)，然而因自重較大，所費(fèi)材料較多，施工難度大。
2.2 巨型框架轉(zhuǎn)換
此類轉(zhuǎn)換層具有比較好的前景，也是目前我國(guó)建筑業(yè)的發(fā)展方向。巨型框架轉(zhuǎn)換具有較好的抗震性能，主要是由豎向筒體或巨型柱與一道或多道大梁組成，從結(jié)構(gòu)上看，也是由多個(gè)梁式轉(zhuǎn)換層組成。在施工前，通過(guò)模擬施工過(guò)程的設(shè)計(jì)方法，掌握在施工中遇見(jiàn)的問(wèn)題，有效解決臨時(shí)支撐情況及維持足夠的抗側(cè)剛度。
2.3粱式轉(zhuǎn)換
在高層建筑中實(shí)現(xiàn)垂直轉(zhuǎn)換最常用的結(jié)構(gòu)形式是粱式轉(zhuǎn)換，其傳力途徑直接、明確，是由上部墻經(jīng)轉(zhuǎn)換梁傳力給下部柱，完成整個(gè)建筑物的使用功能。這種轉(zhuǎn)換方式不僅有利于工程的計(jì)算、分析及設(shè)計(jì)，在成本造價(jià)上也較低，因此廣為人們所應(yīng)用，根據(jù)資料顯示，其數(shù)量是轉(zhuǎn)換層總量的77％。選擇轉(zhuǎn)換梁的截面高度通常為0.8~6m，在帶轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的高層建筑中主要以梁式轉(zhuǎn)換層為主。
2.4箱式轉(zhuǎn)換
這種轉(zhuǎn)換方式是通過(guò)單向托粱和雙向托粱與上、下層較厚的樓板澆筑為一個(gè)整體而實(shí)現(xiàn)的，這種轉(zhuǎn)換層剛度較大。
2.5桁架轉(zhuǎn)換
桁架主要包括空腹桁架與實(shí)腹桁架兩類。與梁式轉(zhuǎn)換層相比，這種轉(zhuǎn)換層的受力更加清楚、明確，使用、活動(dòng)空間更大，自重小，抗震性能也更高。然而其節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)復(fù)雜，由于受到各種因素的限制，無(wú)法廣泛運(yùn)用于各類高層建筑中。在使用桁架轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)時(shí)時(shí)注意以下幾個(gè)方面。
（1）設(shè)計(jì)桁架轉(zhuǎn)換層時(shí)，高度要求在3m以上，若層高受到限制，無(wú)法達(dá)到要求，使得斜壓腹桿形成超短柱，那么在地震發(fā)生時(shí)便有可能出現(xiàn)脆性破壞。
（2）施工時(shí)，為了將桁架的受力優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來(lái)，應(yīng)確保上弦節(jié)點(diǎn)與上部集中荷載的中心對(duì)齊。
（3）施工時(shí)，注意將預(yù)應(yīng)力施加在上下弦和斜拉腹桿中，可明顯減少構(gòu)件的截面，減少了材料用量，對(duì)降低整個(gè)工程的造價(jià)具有較大的作用。
2.6斜柱轉(zhuǎn)換
這種轉(zhuǎn)換層能夠發(fā)揮混凝土可壓縮性能的優(yōu)勢(shì)，為整個(gè)建筑擴(kuò)大利用空間，其為比較特殊的一種結(jié)構(gòu)形式。使用此類轉(zhuǎn)換層，會(huì)增大水平荷載，因此為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，以建筑物的平面布置為前提，在轉(zhuǎn)換層施工中添加圈梁或拉梁，以最短的路徑，達(dá)到相互平衡。施工時(shí)，應(yīng)考慮斜柱轉(zhuǎn)換層的荷載分擔(dān)，只有將轉(zhuǎn)換斜柱盡量連接在更多的樓層，而減少分布在上下樓層的荷載，才能保證此類轉(zhuǎn)換層的安全及設(shè)計(jì)的方便。
3 高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1 轉(zhuǎn)換層樓板設(shè)計(jì)
轉(zhuǎn)換層將框支剪力墻分成上下兩部分，對(duì)于這兩者來(lái)說(shuō)，其受力情況是有一定差距的，在上部的樓層中，因?yàn)橥夂奢d而產(chǎn)生的水平力，有自己的分配原則，它是根據(jù)剪力墻的剛度來(lái)進(jìn)行的。在下部樓層中，框支柱的剛度與落地的剪力墻的剛度也是不同的，后者承擔(dān)著水平剪力，也就是說(shuō)，在轉(zhuǎn)換層處荷載的分配不是很均勻。轉(zhuǎn)換層其樓板具有比較重的任務(wù)，比如說(shuō)上下部分的一些剪力重分配就是由它負(fù)責(zé)，轉(zhuǎn)換樓板其自身的變形大、受力大，應(yīng)該要保持足夠的剛度來(lái)完成支撐。
3.2 轉(zhuǎn)換層豎向布置
轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)可以根據(jù)結(jié)構(gòu)的傳力以及建筑的功能需要，沿著高層的建筑方向靈活布置，也可以在符合建筑功能要求的基礎(chǔ)上，在樓層的局部來(lái)設(shè)置轉(zhuǎn)換層，而且自身的空間可以作為一種技術(shù)設(shè)備層，也可以作為一種正常的使用層，但是前提是要保證轉(zhuǎn)換層的剛度，這樣來(lái)防止剛度的過(guò)分懸殊。此外，在一些商業(yè)建筑中，如果是一種大底盤的多塔樓，對(duì)于塔樓的轉(zhuǎn)換層來(lái)說(shuō)，就應(yīng)該將其設(shè)置在裙房中的屋面層，而且要加大屋面梁的尺寸以及厚度等，以防止其中間會(huì)出現(xiàn)一種剛度太小的樓層，進(jìn)一步將震害減小。對(duì)于一些框支剪力墻的高層建筑中，在轉(zhuǎn)換層位置的設(shè)置方面，7度區(qū)應(yīng)該要低于第五層，8度區(qū)要低于第三層，如果轉(zhuǎn)換層的位置與上述的規(guī)定不相符合，那么就應(yīng)該要采取相應(yīng)的措施來(lái)予以應(yīng)對(duì)。
3.3轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)布置
據(jù)相關(guān)研究顯示，在底部的轉(zhuǎn)換層中，如果其位置越高，它的上下高度的突變就會(huì)越大，轉(zhuǎn)換層上下內(nèi)力的傳遞途徑，其突變也會(huì)加劇，落地的剪力墻以及墻體就容易出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，框架的支柱內(nèi)力加大，使得轉(zhuǎn)換層的上部其附近的一些墻體就會(huì)被破壞。所以說(shuō)，轉(zhuǎn)換層的位置如果是過(guò)于高，就會(huì)對(duì)抗震產(chǎn)生不利的影響。
底部帶的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中，其上部的一些豎向構(gòu)件不能夠直接連續(xù)的貫通落地，所以說(shuō)，要設(shè)置一種較為安全的轉(zhuǎn)換構(gòu)件。按照相關(guān)的研究結(jié)果顯示，轉(zhuǎn)換構(gòu)件能夠運(yùn)用箱形結(jié)構(gòu)、斜撐、厚板、轉(zhuǎn)換大梁等形式，在地震區(qū)對(duì)于一些轉(zhuǎn)換厚板的使用經(jīng)驗(yàn)是比較少的，可以在一些非地震區(qū)采用，在一些大空間的地下室中，因?yàn)槠渲車兄s束的作用，而地震的反應(yīng)也低于上部的框支結(jié)構(gòu)，所以，在7度到8度的地震設(shè)計(jì)的一些地下室就能夠采用這種厚板轉(zhuǎn)換層。
3.4轉(zhuǎn)換層抗震設(shè)計(jì)
具有轉(zhuǎn)換層的一些高層設(shè)計(jì)，因?yàn)槠湓O(shè)置了轉(zhuǎn)換層，沿著建筑物高度方向的剛度均勻性可能會(huì)受到一些影響甚至是破壞，轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的豎向承載力因?yàn)槠洳贿B續(xù)墻柱的突變，這樣就導(dǎo)致了傳力路線的曲折、應(yīng)力集中、以及變形集中，所以，在抗震方面，轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的性能比較差。
為了進(jìn)一步保證設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性與安全性，在一些框支剪力墻及其轉(zhuǎn)換層的位置如果是設(shè)置在第三層以上，那么框支柱以及剪力墻其底部的抗震等級(jí)要提高一級(jí)，如果已經(jīng)是特一級(jí)就不再需要將其提高，而對(duì)于底部的框架來(lái)說(shuō)，如果其為密柱框架，其抗震等級(jí)就不用再提高。轉(zhuǎn)換層及其構(gòu)件在水平地震作用下的內(nèi)力要要調(diào)整，如果是八度的抗震設(shè)計(jì)，就需要把對(duì)豎向地震的影響考慮進(jìn)去。
4 結(jié)束語(yǔ)
總之，隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展。轉(zhuǎn)換層在現(xiàn)代高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用十分普遍。因此，必須做好這方面的研究和實(shí)踐，推動(dòng)帶結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
隨著城市化建設(shè)進(jìn)程不斷加快，城市居民人均居住面積不斷縮小，土地資源日益緊張，給高層建筑帶來(lái)了極大的發(fā)展空間。高層建筑提高了土地利用率，增大了人均居住面積，已經(jīng)成為城市未來(lái)發(fā)展的主要方向，并逐步深入到人們的日常生活中去。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是高層建筑的關(guān)鍵部分，直接影響了高層建筑的實(shí)用性能以及后期的維護(hù)，做好高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使其滿足抗風(fēng)、抗震等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，還能方便居住用戶的生產(chǎn)和生活。
2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題
2.1 短肢剪力墻設(shè)置問(wèn)題 根據(jù)近年的高層建筑建設(shè)情況來(lái)看，短肢剪力墻在高層建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)頻率較高，而短肢剪力墻的增設(shè)對(duì)建筑物的穩(wěn)定性、抗震性能、牢固度的提升不僅沒(méi)有起到促進(jìn)作用，反而在一定情況下還會(huì)產(chǎn)生不利影響。因此，在設(shè)計(jì)高層建筑時(shí)，應(yīng)盡量減少短肢剪力墻的使用頻率，以提升高層建筑物結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。
2.2 嵌固端設(shè)置問(wèn)題 地下室和人防是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不可或缺的組成部分，而且地下室或人防頂板地區(qū)通常會(huì)修筑嵌固端，這就降低了高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。設(shè)計(jì)者在對(duì)嵌固端進(jìn)行布置時(shí)，應(yīng)充分考慮由此引發(fā)的問(wèn)題，如對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響、嵌固端樓板設(shè)計(jì)等。嵌固端布局時(shí)，應(yīng)對(duì)其上下層的剛度比例、方位布局進(jìn)行全方位的綜合考量，通過(guò)專業(yè)的計(jì)算軟件，對(duì)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，盡量保障嵌固端布局和抗震縫隙二者之間的平衡。
2.3 超高問(wèn)題 建筑物超高問(wèn)題是在施工過(guò)程中較為普遍的問(wèn)題，高層建筑在施工過(guò)程中若超出相關(guān)的建筑標(biāo)準(zhǔn)，將嚴(yán)重影響建筑物結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、安全性、抵御災(zāi)害的能力等，這是必須避免的問(wèn)題。一些工程設(shè)計(jì)單位及建設(shè)單位，為了增加工程賣點(diǎn)，不顧客觀實(shí)際，無(wú)限增高建筑工程的高度。相關(guān)部門應(yīng)抓緊制定出臺(tái)相關(guān)的法律法規(guī)制度，對(duì)高層建筑物的設(shè)計(jì)高度進(jìn)行嚴(yán)格規(guī)定，并對(duì)建筑物的抗震性能、防火性能等其他與安全有關(guān)的性能進(jìn)行科學(xué)控制。
2.4 設(shè)計(jì)缺乏科學(xué)性 高層建筑物不同于普通的建筑物，該類建筑的機(jī)械性能和功能具有自身特點(diǎn)，這就要求在對(duì)高層建筑物進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要加強(qiáng)對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量控制。然而，實(shí)際情況是，我國(guó)很多高層建筑設(shè)計(jì)者在專業(yè)水平和對(duì)相關(guān)技術(shù)法規(guī)了解程度方面，還存在極大的不足，無(wú)法將高層建筑物的抗震性、安全度和牢固度等參數(shù)納入到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范圍之內(nèi)，更有甚者，部分設(shè)計(jì)者受業(yè)主的影響，在沒(méi)有充分安全保障的情況下，對(duì)高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行更改，這勢(shì)必會(huì)影響高層建筑物的安全性和實(shí)用性。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否科學(xué)、規(guī)范，對(duì)于建筑物的使用壽命及用戶的安全具有密切聯(lián)系，應(yīng)采取積極有效的管控措施，對(duì)建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行嚴(yán)格管控，保障高層建筑的使用性能和安全性能，維護(hù)用戶的切身利益。
3 高層建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)采取的對(duì)策
3.1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)方案的選擇 高層建筑設(shè)計(jì)之前，應(yīng)對(duì)高層建筑工程項(xiàng)目的所在地區(qū)實(shí)際情況進(jìn)行自習(xí)勘探，了解工程項(xiàng)目所在地區(qū)的地質(zhì)、地貌、水文、氣候等要素，在科學(xué)的指導(dǎo)下選擇基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案；設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)建筑項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)類型、荷載情況進(jìn)行全方位的了解，以便能對(duì)工程項(xiàng)目的施工條件、施工影響因素進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，使基礎(chǔ)方案達(dá)到最優(yōu)化。
3.2 計(jì)算簡(jiǎn)圖的選擇 計(jì)算簡(jiǎn)圖是高層建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算依據(jù)，因此，保障計(jì)算簡(jiǎn)圖的精準(zhǔn)性，對(duì)于建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性具有直接影響。
3.3 計(jì)算工具的選擇 現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用，極大的推動(dòng)了建筑設(shè)計(jì)行業(yè)的發(fā)展，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，可利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并通過(guò)各參數(shù)的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全化、科學(xué)化、先進(jìn)化和節(jié)約化。如仿真模擬軟件、CAD制圖技術(shù)等均得到了廣泛的應(yīng)用。高層建筑設(shè)計(jì)人員應(yīng)不斷提高自身的計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平，提高工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的效率和安全性。
3.4 設(shè)計(jì)方案的選擇 高層建筑工程項(xiàng)目施工之前，應(yīng)對(duì)工程設(shè)計(jì)方案的可行性進(jìn)行科學(xué)判定，在對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，應(yīng)從工程的經(jīng)濟(jì)性角度、實(shí)用性角度、科學(xué)性及安全性等多個(gè)因素進(jìn)行綜合評(píng)定，以確保工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案能夠按照既定計(jì)劃加以實(shí)施。
3.5 提高設(shè)計(jì)技術(shù) 高層建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于客觀、主觀因素的影響，不可避免的存在一些技術(shù)問(wèn)題，影響了建筑物的安全性。為避免由于建筑物設(shè)計(jì)問(wèn)題而帶來(lái)的重大安全事故，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)采取有效的控制措施，以杜絕重大災(zāi)害的發(fā)生。如針對(duì)短肢剪力墻設(shè)置不合理問(wèn)題，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，均勻分布短肢剪力墻，并對(duì)墻體的厚度及光滑度進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制。墻體控制在0.2-0.3m較為合適并保證墻體表面的光滑度；墻體過(guò)薄、過(guò)厚或墻體凹凸不平，都對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性造成極大的影響；同時(shí)，還可將部分剪力墻與較長(zhǎng)的墻體進(jìn)行結(jié)合，以提高整個(gè)建筑工程的安全性。
3.6 設(shè)計(jì)者職業(yè)素養(yǎng)的提升 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的各項(xiàng)問(wèn)題的解決，最終需要設(shè)計(jì)人員的參與，因此，提升設(shè)計(jì)者的職業(yè)素養(yǎng)，對(duì)于提升高層建筑物的設(shè)計(jì)質(zhì)量具有直接影響。設(shè)計(jì)者應(yīng)不斷加強(qiáng)專業(yè)設(shè)計(jì)知識(shí)的學(xué)習(xí)，同時(shí)還要加強(qiáng)對(duì)建筑領(lǐng)域各項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、法律法規(guī)知識(shí)的學(xué)習(xí)、以及建筑領(lǐng)域先進(jìn)設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)技術(shù)、相關(guān)的計(jì)算機(jī)技術(shù)的學(xué)習(xí)，以保障高層建筑設(shè)計(jì)的先進(jìn)性和安全性。