張小強

　　青州市魯圣建筑工程有限公司山東青州262500

　　摘要：從城市建設(shè)和管理的角度看，建筑物向高空延伸，可以縮小城市的平面規(guī)模，為人們提供更多的生活工作空間，縮短城市道路和各種公共管線長度，從而節(jié)省城市建設(shè)與管理的投資，高層建筑設(shè)計成為城市建筑的發(fā)展趨勢，隨著經(jīng)濟和社會的發(fā)展，新的建筑形式層出不窮，給設(shè)計師提出了更高的要求。

　　關(guān)鍵詞：高層建筑;結(jié)構(gòu);設(shè)計;淺析

　　1高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點

　　1.1側(cè)向力具有重要的影響

　　側(cè)向力的影響主要表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)內(nèi)力、結(jié)構(gòu)變形和建筑物土建造價三個方面。在低層建筑主要是用于承受自重、活載和雪載等垂直力以及風(fēng)地震之類的水平力，其中由于水平荷載對建筑結(jié)構(gòu)的影響不大，甚至可以忽略;在多層建筑中，水平荷載的影響比低層建筑大;然而在高層建筑中，水平荷載和地震力是結(jié)構(gòu)設(shè)計的重點。

　　1.2結(jié)構(gòu)的剛度要適宜

　　建筑高度的增加，會增加建筑的側(cè)向位移。所以在進行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，不僅要注意結(jié)構(gòu)的強度，還要使結(jié)構(gòu)的剛度適宜，以確保結(jié)構(gòu)既可以保持合理的自振頻率，又可以控制好水平力作用下的層位移的范圍。

　　1.3結(jié)構(gòu)的延性要保持良好

　　高層建筑結(jié)構(gòu)相對于低層建筑所要承受的荷載要大些，并且地震對高層建筑的影響也比低層建筑大。要想提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，就要從結(jié)構(gòu)的承載力和變形能力兩個方面入手。只有確保了結(jié)構(gòu)強大的變形能力，才能減小地震對建筑物的損壞，避免建筑物倒塌。要想達到這樣的效果，首先要保證結(jié)構(gòu)具有足夠的強度，然后是提高薄弱部位的變形能力，使結(jié)構(gòu)具有很好的延性。

　　2改進高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的策略

　　2.1剪力墻設(shè)計

　　高層建筑必須要具備良好的變形能力，要想在這一方面得到提高則應(yīng)當(dāng)采取措施防止剪切破壞。遇到一道截面較長的抗震墻時需要配合洞口布置弱連梁，讓墻體劃分成小開口墻、多肢墻，其而保證各個墻段的高寬比在2以上。建筑工程中的弱連梁需滿足地震時各層連梁的總約束彎矩小于該墻段總地震彎矩的20%;連梁狀況同樣需在標準狀況內(nèi)，這一刻防止墻肢發(fā)生全截面受拉問題，這對于整個建筑來說都是很嚴重的。另一方面，為了實現(xiàn)節(jié)能降耗且防止連梁強度過低，在連梁弱施工中需做好各方面工作。當(dāng)連梁變?yōu)槠胀ǖ男×簳r，墻肢則成為單肢墻，單肢墻的延性則減弱，由于單肢墻的抗震防線只有一道，超靜定的次數(shù)較少，出現(xiàn)地震后將面臨很大的損壞。當(dāng)前，大部分設(shè)計師操作時會把結(jié)構(gòu)中門洞連梁、窗洞連梁設(shè)計成截面高度極小的二力桿件，這種變化大大降低了建筑的抗震能力。

　　一般情況下，我們都需要針對連梁的剛度嚴格控制把握，這多數(shù)還是考慮到剪力墻的剛度過大，剪力墻中的連梁受到水平力影響之后會因為很大的內(nèi)力而超過截面允許值，處理時需要對此類連梁先屈服，保證連梁能形成塑性鉸且不出現(xiàn)脆性破壞。我們一要保證連梁達到強剪弱彎的要求，在連梁的剛度方面要做好不同的控制。

　　工程標準中指出剪力墻在端部需分布暗柱、端柱等邊緣構(gòu)件，這些能發(fā)揮出磚混結(jié)構(gòu)的約束柱效果，在結(jié)構(gòu)的剛度降低，地震作用下層間位移和頂點位移偏大后，邊緣構(gòu)件起到的作用更明顯，這時暗柱的截面和配筋也變大。若剪力墻的總截面面積與樓層面積之比值偏大，而房屋高度小、樓座面積大，對于墻端部的暗柱面積和配筋量則沒有建筑標準中的需要了。

　　2.2超長結(jié)構(gòu)的溫度變形和混凝土干縮變形

　　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是建筑工程的關(guān)鍵部門，施工標準中對此結(jié)構(gòu)提出的規(guī)定涉及到室內(nèi)條件下現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)的伸縮縫需對間距嚴格控制，間距最大不超過55m，而現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)伸縮縫的最大間距在45m。若處于露天環(huán)境時，結(jié)構(gòu)伸縮縫的間距更要嚴格控制，運用這樣的工程結(jié)構(gòu)主要能處理好兩方面的問題：

　　2.2.1干縮裂縫

　　當(dāng)現(xiàn)澆混凝土在凝固硬化過程中常會出現(xiàn)收縮應(yīng)力，整個結(jié)構(gòu)則會出現(xiàn)干縮裂縫，該結(jié)構(gòu)形式越長，則造成的干縮裂縫越大。

　　2.2.2結(jié)構(gòu)控制

　　超長結(jié)構(gòu)的運用應(yīng)當(dāng)符合工程當(dāng)?shù)氐募竟?jié)變化，大氣溫度的變化將造成結(jié)構(gòu)出現(xiàn)熱脹冷縮，這樣很容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)溫度裂縫。另外，結(jié)構(gòu)越長，則對溫度產(chǎn)生的作用越大，這在許多建筑工程里是很難避免的問題。若參照工程規(guī)定的要求布置伸縮縫，常會造成雙墻、雙柱、雙梁，對高層建筑的立面處理、防水構(gòu)造會造成很大的不便。考慮到有效處理超長結(jié)構(gòu)混凝土干縮裂縫的問題，當(dāng)前工程單位主要采取的措施為分布混凝土后澆帶，把大的樓板面積劃分成小的區(qū)格，第一步結(jié)合混凝土澆筑小的區(qū)格，在小區(qū)格混凝土干縮變形結(jié)束后對區(qū)格之間的預(yù)留帶進行澆筑。此方法能有效防范干縮裂縫的出現(xiàn)，維持了建筑結(jié)構(gòu)的正常性。需要注意的是，后澆帶不得取代結(jié)構(gòu)的溫度伸縮縫，這是由于后澆帶混凝土硬化后，樓板會變成較長的整體，后澆帶則發(fā)揮不了應(yīng)有的作用。

　　2.3屋面高大女兒墻的設(shè)計方法

　　屋頂女兒墻對于高層建筑的作用也不可忽視，其能影響到整體建筑效果。女兒墻設(shè)計時難以直接參與主體結(jié)構(gòu)的研究，這就需要計算時僅分析女兒墻的自重，若女兒墻較低則能達到精度要求的，不對建筑結(jié)構(gòu)的安全沒有影響。而在女兒墻高度上升時，其地震荷載和風(fēng)荷載效應(yīng)會更大，給整個建筑結(jié)構(gòu)帶來的影響變大。

　　女兒墻較高時需科學(xué)計算出女兒墻所受水平荷載狀態(tài)，女兒墻通常選擇鋼筋混凝土材料，配筋計算需借鑒支承于屋頂?shù)膽冶郯迩疫\用雙層鋼筋�？紤]到維持屋面女兒墻與主體結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)，屋面女兒墻所在的框架梁或墻要達到足夠的強度。計算女兒墻時需驗算在正常使用情況下由風(fēng)荷載造成的內(nèi)力并進行截面配筋。部分專家提出計算地震作用，再將其乘以放大系數(shù)3來對內(nèi)力、配筋進行計算，該方式運用效果不理想，這是由于女兒墻是建筑結(jié)構(gòu)的次要構(gòu)件，若施工方法正確基本上不會發(fā)生嚴重問題。

　　3結(jié)語

　　實際上結(jié)構(gòu)設(shè)計不僅僅是一門技術(shù)，更是一門藝術(shù)，結(jié)構(gòu)設(shè)計沒有絕對最佳的標準模式，只有通過不斷地探索、比較，去尋求相對的最優(yōu)。因此，我們每一個結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師都應(yīng)不斷地追求盡善盡美的設(shè)計思想，不只盲目照搬規(guī)范和依賴計算機程序作設(shè)計，用自己的結(jié)構(gòu)設(shè)計概念、經(jīng)驗、判斷力和創(chuàng)造力為業(yè)主和社會設(shè)計出更好的建筑。

　　參考文獻：

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