经验交流：高层建筑结构嵌固端的选取及技术问题

1、经验交流：高层建筑结构嵌固端的选取及技术问题

1、引言

高层建筑在进行结构分析计算之前必须首先确定结构嵌固端的所在位置，而嵌固端的选取却面临着各种不同情况，如不设地下室但基础埋深较大；没有地下室但其层数或多或少，且基础形式不同等。根据以上情况正确选取其结构嵌固端，是高层建筑结构计算模式中的一个重要假定，它不仅关系到结构中某些构件内力分配的准确性，而且还影响结构产生侧移的真实性，以及结构局部的经济性，因此有必要对结构嵌固端的选取作进一步探讨，并由此引伸出若干相关的技术问题。

2、结构嵌固端的条件

高层建筑的结构嵌固端通常是选择在地面标高处，但地面标高处要真正成为结构嵌固端是有条件的，而且在输入首层计算高度时还有许多讲究。

2.1设有地下室时的条件

（1）地下室顶板标高与室外地坪的高差不能太大，极端的情况如半地下室则首层楼面一般不能成为结构嵌固端，除非其高差仅为1—3级台阶高度时才可能考虑；

（2）地下室顶板结构应为梁板体系（即不可设计成无梁楼盖），且该层楼面不得留有大孔洞，楼面框架梁的抗弯刚度要足够大，楼板也要有相当厚度；

（3）地下室侧壁要有良好的侧限，即必须与“地球”有良好的接壤，上述半地下室顶板不能成为结构嵌固端的原因就是不满足此条件。

对于上述条件中对首层楼面框架梁的要求，假设满足《抗震规范》第6.1.14条“位于地下室的梁柱节点左右梁端截面实际受弯承载力之和不宜小于上下柱端实际受弯承载力之和”的要求，对于高层建筑来说，由于首层处的柱截面往往远大于框架梁截面，故即使有意增大框架梁截面并增加抗弯钢筋用量，上述要求仍很难满足。就此要求而言，则只有多层或小高层建筑才有可能以首层顶板作为结构的嵌固端，而真正意义的高层建筑则完全排除了这种可能性。

2.2不设地下室时的条件

高层建筑不设地下室通常是针对层数有限的小高层，或其基础持力层较浅的情况，但从抗震角度考虑是不宜提倡的。

（1）不管是采用天然地基基础或桩基础，都是以基础（承台）面作为结构嵌固端，且必须在该标高处的纵横方向设置刚度较大的基础梁加以连结，故首层层高应从基础面算起；

（2）若基础（承台）面标高与首层标高有一定距离而不设基础梁连结或其刚度过小，则地面标高处应设有刚性地面来作为结构嵌固端，首层层高可从地面层算起。若不设刚性地面，则上部结构无从形成嵌固端，也即结构计算简图不成立，设计上显然是不允许的。

以上列举的条件无非是说明要成为上部结构的嵌固端，其下部结构必须具有足够的刚度以保证柱根之间不产生相对位移，且能承受或平衡柱根弯矩。规范中规定“当地下室顶板作为上部结构嵌固部位时，地下室结构的楼层侧向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的二倍”正是基于这一考虑。

3、与嵌固端相关的技术问题

结构嵌固端的形成或者说上部结构对嵌固端的要求，在工程设计中还可引伸出若干相关的技术问题及其正确的设计方法，以下将分别探讨。

（1）单层地下室

当高层建筑仅设单层地下室且底板采用天然地基筏板基础或桩一筏基础时，通常选择基础底板而非首层作为结构嵌固端，这有利于充分利用其基础的“无限”刚度，为首层楼面的灵活结构选型创造条件，即使是首层楼面留有大孔洞，或选用无梁楼盖结构，都不影响结构计算的准确性。此外，规范规定地下室负一层的抗震等级与上部结构必须一致，以基础底板作为嵌固端不会造成地下室结构造价的提高，反而可能取得较好的经济效益。即使单层地下室底板是以桩为基础的普通梁板结构，一般情况下仍然取底板处为结构嵌固端，例外的是地下室作为抗爆级别较高的防空地下室时，其顶板通常具有作为结构嵌固端的刚度，因此可取其作为上部结构的嵌固端，如图1所示。

（2）投影面积比例

高层塔楼在地下室顶板上的投影面积比例大小对首层作为嵌固端的结构有着不同的影响。图2中当该比例*1时，若首层楼面符合作为嵌固端的其它条件，则该首层作为结构嵌固端就毫无疑问了，但当上述投影面积比例＜1时，说明地下室侧限远离塔楼，塔楼发生的侧向位移将波及首层楼面并使其发生变形，即使变形量很小，但严格说来首层作为嵌固端的刚度必然小于前一种情况，且变形又增大了上部结构侧移的计算值，同时首层骨架构件也会由于自身的变形而产生附加内力。作为有经验的结构工程师，在实际设计中都会根据工程实际情况予以鉴别并作出相应的结构处理。

（3）大底盘多塔楼大底盘

多塔楼大多为商住楼，而且由于商用及居住性质不同，对柱网的要求也不同，故通常需设置结构转换层。当大底盘的商用部分层数不多（如仅1—2层），且结构转换层设于大底盘的屋顶标高处时，塔楼的嵌固端就可考虑取在大底盘的屋顶处，至少在塔楼初算时可以如此假定。

这一考虑基于以下两点：

①既然属大底盘，其楼层面积肯定大于塔楼的投影面积，加上大底盘屋顶设置转换层，故大底盘的楼层平面刚度远大于塔楼的楼层刚度；

②转换层之上通常为剪力墙、部分短肢剪力墙或异形柱一短肢剪力墙结构，为使转换层上下部的侧向刚度相近，大底盘部分肯定要将原位剪力墙增厚或增加新的剪力墙，从而使塔楼下的大底盘部分具有足够的侧向刚度。目前高层建筑结构计算软件的功能已较为完善，因此大底盘多塔楼建筑均以整体结构进行计算，其嵌固端也不像结构初算阶段选择在大底盘屋顶标高处。

（4）高层建筑的基础埋深

在研究探讨高层建筑的结构嵌固端时，必然牵涉到其基础埋深问题，高层建筑基础要具有一定的埋置深度，首先是为了保证结构的整体稳定（包括抗滑），其次有利于减弱地震反应。规范对高层建筑的基础埋深有一量化规定，即“天然地基或复合地基基础，可取h/15，桩基础可取h/18”，但这一规定仅与建筑物的总高h有关，而与其它因素无关。

但我们在认真思考后发现基础埋深除了与建筑物总高h有关外，还应与控制高层建筑体型重要指标的高宽比风心有关。如两栋建筑物的高度量相同，但其高宽比h/b分别为5.0和2.5，显然h/b值较小者整体稳定性更高，若采用相同的基础形式，则阶b值较大者其基础埋深应更大。换言之，基础埋深对h／b较大者应偏于严格，而对h／b较小者则可略为放松，不宜作相同处理甚至反其道而行之，否则就违背了基础需一定埋深的原则。除了高宽比h／b外，基础埋深还应与高层建筑的裙房底座宽度、地下室底盘宽度等因素有关，对地下室面积仅为塔楼投影面积者应偏于严格，相反对没有裙房或地下室面积大于塔楼投影面积者则可略为放松。

（5）首层楼面的活载

作为结构嵌固端的首层楼面（地下室顶板），其正常使用时的活载一般不太大，即使作为商业用途，其活载也仅为3.5kn／m2，但设计中要考虑施工过程中可能产生的施工荷载，对于首层梁板构件取活载8.0—10.0kn／m2则往往是必要的。

当高层建筑主体结构建至2层楼面时，首层地面自然而然就成为理想的施工场所，或用于堆放材料（袋装水泥、砌块、搭架钢脚手架等），或用于钢筋加工，甚至作为载重汽车的行驶停放场等，即使是临时荷载，其楼面活载也就有必要取较高值（该活载值仅作用于该层梁板，并不需传给竖向构件的墙柱）。

此外，该层楼板配置通长面筋，不仅是出于增大刚度的考虑，而且是抵抗混凝土收缩和温度应力的需要，特别是由于开发商的原因可能导致地下室顶板完成后要裸露一段时间（从几个月到几年不等），为了防止或减少由于暴晒或暴露时间过长而产生的裂缝，配置足够的楼板面筋尤为必要。首层楼面考虑较大的施工荷载，其梁板截面就需较大，有利于满足首层楼面作为结构嵌固端刚度要较大的要求。

4、结束语

在高层建筑结构设计中，无论选择哪个部位作为结构嵌固端，都可以通过结构计算程序获得准确的计算结果，但我们期望的是计算结果较真实地反映结构的实际情况。为了达到这一目的，结构计算时输入正确的参数和数据固然相当重要，但结构嵌固端的确定对结构计算结果的影响也相当大，因此重视结构嵌固端的确定并非微不足道，且在嵌固端确定后设计中如何保证其成为真正的嵌固端，还有许多细节有待研究和完善，这是结构设计人员不能忽视的重要环节。

2、高层建筑主体结构的施工技术研究论文

摘要：高层建筑的主体结构，是工程施工中的重点部分，其决定了高层建筑的稳定性。高层建筑施工中，非常重视主体结构施工技术的应用，确保施工技术能够达到规范的标准，而且施工企业严格把控主体结构的施工技术，满足高层建筑的实际需求。所以文章以高层建筑为研究对象，分析主体结构施工技术的应用。

关键词：高层建筑；主体结构；施工技术

高层建筑的主体结构，楼层多、隐蔽性强，工序设计较为繁琐，增加了主体结构的施工难度，很容易在施工中引起质量问题，进而影响主体结构在高层建筑中的稳定性。高层建筑在主体结构的施工技术方面，提出了质量和性能上的要求，致力于解决主体结构中的倾斜、变形等缺陷，提高主体结构的安全水平，延长高层建筑的使用寿命。

1高层建筑主体结构施工

主体结构是高层建筑的核心，其在施工中可以分为三类，支撑高层建筑的结构施工。分析高层建筑的主体结构，如：

（1）框架结构，通过现浇法完成框架的梁、柱、板施工，构成高层建筑的主体结构，框架结构的现浇工艺，包含大量的工作，需要合理分配模板，才能满足工程的需求；

（2）剪力墙结构，该结构施工的核心是大型模板及滑模操作，施工速度快，工程的机械化强，有利于维护高层建筑主体结构的性能；

（3）筒体结构，其可保障高层建筑的整体性，采用简单的筒体构造，支撑高层建筑的竖向结构，施工中涉及到现浇、滑模等多项工艺，对施工技术的要求非常高，以便规范主体结构的施工过程，保障主体结构在高层建筑中的稳定度。

2高层建筑主体结构的施工技术

根据高层建筑主体结构的施工实况，分析施工技术的应用，主要在测量、混凝土、模板、钢筋四项技术上进行分析，如下：

2.1测量技术

测量工作是高层建筑主体结构施工的前提，为主体结构施工提供标准的参数。分析主体结构测量技术的内容，如：

（1）规范标高线的设置，以楼层为单位，最少设置四个预留孔，避免标高线偏位，落实引测工作，考虑到楼层标高的影响，需要使用水准仪进行复核，将标高线的测量结果控制在标准范围以内；

（2）垂直度测量，在垂直方向上定位主体结构，尤其是边角柱的设计，更要符合主体结构的要求，采用加重锤、激光仪进行测量，落实双重检测；

（3）轴线的测量与控制，复核工作中，先标注出预埋钢板的位置，再遵循主体结构的规范要求，使用经纬仪引测核实，完成主体结构的测量工作。

2.2混凝土施工技术

混凝土是高层建筑主体结构的重点，施工技术复杂多样，直接增加了主体结构的施工难度。混凝土施工技术，与主体结构的安全、稳定存在密切的关系，施工企业为了保障混凝土施工技术的规范性，提出了几项技术要点。例如：某多功能高层建筑，地上24层，地下2层，1～6楼为商业区，7～24楼为办公区，总占地面积205680m2，体现了商业、办公、用餐、购物等多功能应用。该建筑工程对混凝土施工技术的要求非常高，确保施工技术能够符合设计要求，首先管理混凝土材料，控制材料及温度，防止混凝土材料出现质量问题；然后规范混凝土施工中的振捣技术、浇筑技术等，专门控制混凝土施工的各个环节，规避混凝土的裂缝干扰，稳定混凝土强度；最后该建筑工程按照混凝土施工的状态，选择合适的养护剂，规定时间为16天，消除水热化对混凝土结构的影响，维护混凝土在主体结构中的性能。

2.3模板施工技术

高层建筑主体结构中的模板施工技术，工程量非常大，直接影响到主体结构的质量。高层建筑在规划主体结构的模板施工技术时，考虑到当地水文、环境的影响，科学编制工程方案，以此为基础，完善模板施工。例如：某高层民用住宅楼，分a、b、c三区，楼层分别是26层、28层、28层，该企业检查钢板的刚度、强度，按照主体结构的施工需求，选择合适的模板，期间要注意模板材料的经济性以及质量控制，避免影响模板的拆除工艺，防止引起环境污染，该工程要求施工人员，按照主体结构的轴线，合理搭建模板，同时调整模板的尺寸，保障其符合主体结构的规定，施工企业拆除模板之前，重新检查混凝土结构强度，控制楼板强度后，安全拆除模板。

2.4钢筋施工技术

钢筋结构承载着高层建筑主体结构的重力，为高建筑营造稳定的环境。高层建筑施工企业严格把控钢筋在主体结构中的安装，优化钢筋的安装及应用。首先准备好钢筋施工的材料，保证钢筋达到技术的标准，在施工前还需安排抽样检查，专门检查钢筋的强度、型号等，防止不达标的钢筋应用到主体工程中；然后遵循主体结构的施工图纸，准确的加工钢筋材料，钢筋连接时，按照自上而下的构件方式，如果钢筋接头在受力位置，需采取交错布置的方法，防止钢筋受力不足而引起变形；最后落实钢筋施工技术中的安全管理，待钢筋施工完成后，安排技术交底工作，重点检查钢筋数量多、交叉施工的位置，积极维护钢筋的整体性，避免出现钢筋缺失或受力缺陷的问题，完善钢筋施工技术在主体结构中的应用。

3高层建筑主体结构施工中的注意事项

结合高层建筑主体结构的施工应用，分析施工技术中的注意事项，以此来保障主体结构的安全效益。

第一，高层建筑主体结构的施工材料，在运行时应该做好相应的安排。混凝土、钢筋的运行过程中，注意材料的保存和安全运行，注意现场材料的堆放，选择恰当的安放位置，做好防潮、防尘的处理，保障材料使用时的性能，降低主体结构材料应用的难度。

第二，高层建筑主体结构施工技术中，存有多项技术标准，施工人员必须严格按照技术标准执行，才能确保高层建筑达到安全的水准。各个主体结构的施工环节，均对应了技术标准，一方面规范主体结构的施工，另一方面解决施工中的矛盾，确保主体结构施工的顺利进行，改善主体结构的施工过程。

第三，高层建筑主体结构施工中的安全控制，尤其是施工人员的安全，因为高层建筑楼层多，垂直高度大，所以施工中涉及到多项高空作业，施工人员应该按照安全要求，保护好自己的人身安全，施工前先检查安全保护措施，再进行施工工作。

4结语

高层建筑主体结构施工中，按照施工技术的要求，落实各项注意事项，完善主体结构施工技术的应用。主体结构是高层建筑的重点部分，也是关键性的结构，为了保障高层建筑主体结构的质量和性能，需不断优化主体结构的施工，做好技术管理的工作，既要满足主体结构的施工需求，又要确保主体结构的稳定性，由此才能提升高层建筑主体结构的质量。

参考文献

[1]宋涛.高层建筑主体结构施工方法的浅析[j].科技创新导报，2012（07）：55.

[2]沈左爱.高层建筑主体结构工程施工技术探析[j].江西建材，2015（02）：93.

[3]贾小凯.高层建筑主体结构的施工技术分析[j].江西建材，2015（09）：116-119.

[4]王喜双.高层建筑主体结构的施工技术探讨[j].科技创新与应用，2015（09）：156.

3、高层建筑结构设计问题论文

摘要：改革开放三十年以来，随着我国经济的迅速发展，全国大中型城市的多高层建筑迅速增多，随着高层建筑的建筑高度的不断增加，建筑类型与功能的愈来愈复杂，结构体系的更加多样化，高层建筑结构设计也越来越成为建筑结构工程师的重要工作内容。由于高层建筑一般都带有二层或二层以上的地下室和人防，嵌固端有可能设置在地下室顶板，也有可能设置在人防顶板等位置，因此，在这个问题上，结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的方面：抗震设计的多高层建筑，当地下室顶层作为上部结构的嵌固端时，地下一层的抗震等级应按上部结构采用，地下一层以下结构的抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。1、4短肢剪力墙的设置问题。地基与基础设计一直是结构工程师比较重视的方面，不仅仅由于该阶段设计过程的好与坏将直接影响后期设计工作的进行，同时，也是因为地基基础也是整个工程造价的决定性因素，因此，在这一阶段，所出现的问题也有可能更加严重甚至造成无法估量的损失。

关键词：高层建筑结构，结构设计，短肢剪力墙，地基与基础

改革开放三十年以来，随着我国经济的迅速发展，全国大中型城市的多高层建筑迅速增多，随着高层建筑的建筑高度的不断增加，建筑类型与功能的愈来愈复杂，结构体系的更加多样化，高层建筑结构设计也越来越成为建筑结构工程师的重要工作内容。

1、结构选型

对于高层结构而言，在工程设计的结构选型阶段，结构工程师应该注意以下几点：

1、1合理选择结构体系。高层建筑结构平面布置应力求简单、规则、对称，避免应力集中的凹角和狭长的缩颈部位；避免在凹角和端部设置楼电梯间；避免楼电梯间位置偏置，以免产生扭转的影响。竖向体型尽量避免外挑，内收也不宜过多，力求刚度均匀渐变，避免产生应力集中。《高层建筑混凝土结构技术规程》在结构的规则性方面也规定了相应的条文，例如：平面规则性信息、竖向规则性信息等，而且，新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。论文发表。”因此，结构工程师在遵循规范的这些限制条件上必须严格注意，发现问题应及时和建筑工程师沟通，以避免在后期设计中带来麻烦。论文发表。

1、2房屋的适用高度和高宽比。在抗震规范与高规中，对结构的总高度都有严格的限制，除了将原来的限制高度设定为a级高度的建筑外，增加了b级高度的建筑，因此，必须对结构的该项控制因素严格注意，一旦结构为b级高度建筑甚或超过了b级高度，其设计方法和处理措施将有较大的变化。在实际工程设计中，出现过由于忽略该问题，导致施工图审查时没有通过，必须重新进行设计的情况，对工程工期、造价等整体规划的影响相当巨大。高层建筑的高宽比，是对结构刚度、整体稳定、承载能力和经济合理性的宏观控制。a、b级高度高层建筑建筑的高宽比限值也相应不同。但在复杂体型的高层建筑中，如何计算高宽比是一个比较难以确定的问题。一般可按所考虑方向的最小投影宽度来计算，对于突出建筑物的很小的的局部结构，比如楼电梯间等，一般不应包括在计算宽度内。对于带有裙房的高层建筑，当裙房的面积和刚度相对于其上部塔楼的面积和刚度较大时，计算高宽比的房屋高度和宽度可按裙房以上部分考虑。

1、3嵌固端的设置问题。由于高层建筑一般都带有二层或二层以上的地下室和人防，嵌固端有可能设置在地下室顶板，也有可能设置在人防顶板等位置，因此，在这个问题上，结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的方面：抗震设计的多高层建筑，当地下室顶层作为上部结构的嵌固端时，地下一层的抗震等级应按上部结构采用，地下一层以下结构的抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。地下室中超出上部主楼范围且无地上结构的部分，其抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。对于9度抗震设计时，地下室结构的抗震等级不应低于二级。地下室的现浇顶板厚度不宜小于180mm，且不宜有较大洞口。地下室柱截面每侧的纵向钢筋面积除应符合计算要求外，不应少于地上一层对应柱每侧纵向钢筋面积的1、1倍（地下室柱子多出的纵向钢筋不应向上延伸，而应锚固于地下室顶板的框架梁内），地下室剪力墙的配筋不应少于地上一层剪力墙的配筋。对于边柱和角柱，由于只有一面有梁，为满足该梁端截面实际弯矩承载力不宜小于柱下端实际承载力的要求，可采用增大梁截面，或不增大梁截面而增加梁配筋的方法。这些问题在设计中都应注意，忽略其中任何一个方面都有可能导致后期设计工作的大量修改或埋下安全隐患。

1、4短肢剪力墙的设置问题。短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5~8的剪力墙。近年兴起的短肢剪力墙结构，虽然有利于住宅建筑布置，也可减轻结构自重，但在高层住宅中，剪力墙肢不宜太短，因为短肢剪力墙的抗震性能较差，地震区应用经验不多，为安全起见，高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。短肢剪力墙较多时，应布置筒体（或一般剪力墙），形成短肢剪力墙与筒体（或一般剪力墙）共同抵抗水平力的剪力墙结构，并且《高规》中对短肢剪力墙的最大适用高度、抗震等级、底部加强部位、纵向钢筋总配筋率等增加了很多的限制，因此，在高层建筑设计中，结构工程师应尽可能少采用或不用短肢剪力墙。

2、地基与基础设计

地基与基础设计一直是结构工程师比较重视的方面，不仅仅由于该阶段设计过程的好与坏将直接影响后期设计工作的进行，同时，也是因为地基基础也是整个工程造价的决定性因素，因此，在这一阶段，所出现的问题也有可能更加严重甚至造成无法估量的损失。

高层建筑的基础应选用整体性好，满足地基承载力和建筑物容许变形的要求，并能调节不均匀沉降的基础形式。高层建筑宜设置地下室以减小地基的附加应力和沉降量，有利于满足天然地基的承载力和上部结构的整体稳定性。此外，在地基基础设计中要注意地方性规范的重要性。论文发表。由于我国占地面积较广，地质条件相当复杂，仅一本《地基基础设计规范》无法对全国各地的地基基础都进行详细的描述和规定，因此，作为建立在国家标准之下的地方标准，地方性的“地基基础设计规范”能够将各地方的地基基础类型和设计处理方法等一些成熟的经验描述和规定得更为详细和准确，所以，在进行地基基础设计时，一定要对地方规范进行深入地学习。

3、结构分析与计算

在结构分析与计算阶段，如何准确，高效地对工程进行内力分析并按照规范要求进行设计和处理，是决定工程设计质量好坏的关键。由于新规范的推出对结构整体计算和分析部分相当多的内容进行了调整和改进，因此，结构工程师也应该相应地对这一阶段比较常见的问题有一个清晰的认识。

3、1结构整体计算的软件选择。目前比较通用的计算软件有：satwe、tat、tbsa或etabs、sap等，但是，由于各软件在采用的计算模型上存在着一定的差异，因此导致了各软件的计算结果有或大或小的不同。所以，在进行工程整体结构计算和分析时必须依据结构类型和计算软件模型的特点选择合理的计算软件，并从不同软件相差较大的计算结果中，判断哪个是合理的、哪个是可以作为参考的，哪个又是意义不大的，这将是结构工程师在设计工作中首要的工作。否则，如果选择了不合适的计算软件，不但会浪费大量的时间和精力，而且有可能使结构有不安全的隐患存在。

3、2是否需要地震力放大，考虑建筑隔墙等对自振周期的影响。该部分内容实际上在新老规范中都有提及，只是，在新规范中根据大量工程的实测周期明确提出了各种结构体系下高层建筑结构计算自振周期折减系数。

3、3振型数目是否足够。在新规范中增加了一个振型参与系数的概念，并明确提出了该参数的限值。由于在旧规范设计中，并未提出振型参与系数的概念，或即使有该概念，该参数的限值也未必一定符合新规范的要求，因此，在计算分析阶段必须对计算结果中该参数的结果进行判断，并决定是否要调整振型数目的取值。

3、4多塔之间各地震周期的互相干扰，是否需要分开计算。一段时间以来，大底盘，多塔楼的高层建筑类型大量涌现，而在计算分析该类型高层建筑时，是将结构作为一个整体并按多塔类型进行计算，还是将结构人为地分开进行计算，是结构工程师必须注意的问题。如果多塔间刚度相差较大，就有可能出现即使振型参与系数满足要求，但是对某一座塔楼的地震力计算误差仍然有可能较大，从而便结构出现不安全的隐患。

4、结束语

总之，钢筋混凝土高层结构设计是一个长期、复杂甚至循环往复的过程，在这过程中任何遗漏或错误都有可能对结构造成安全隐患。这就要求结构设计人员在工作中严格要求自己，不断学习新规范，力求掌握更为合理的结构计算方法。

4、探讨高层建筑结构设计问题论文

关键词：高层建筑结构，结构设计，短肢剪力墙，地基与基础

改革开放三十年以来，随着我国经济的迅速发展，全国大中型城市的多高层建筑迅速增多，随着高层建筑的建筑高度的不断增加，建筑类型与功能的愈来愈复杂，结构体系的更加多样化，高层建筑结构设计也越来越成为建筑结构工程师的重要工作内容。

1.结构选型

对于高层结构而言，在工程设计的结构选型阶段，结构工程师应该注意以下几点：

1.1合理选择结构体系。高层建筑结构平面布置应力求简单、规则、对称,避免应力集中的凹角和狭长的缩颈部位；避免在凹角和端部设置楼电梯间；避免楼电梯间位置偏置，以免产生扭转的影响。竖向体型尽量避免外挑，内收也不宜过多，力求刚度均匀渐变，避免产生应力集中。《高层建筑混凝土结构技术规程》在结构的规则性方面也规定了相应的条文，例如：平面规则性信息、竖向规则性信息等，而且，新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。论文发表。”因此，结构工程师在遵循规范的这些限制条件上必须严格注意，发现问题应及时和建筑工程师沟通，以避免在后期设计中带来麻烦。论文发表。

1.2房屋的适用高度和高宽比。在抗震规范与高规中，对结构的总高度都有严格的限制，除了将原来的限制高度设定为a级高度的建筑外，增加了b级高度的建筑，因此，必须对结构的该项控制因素严格注意，一旦结构为b级高度建筑甚或超过了b级高度，其设计方法和处理措施将有较大的变化。在实际工程设计中，出现过由于忽略该问题，导致施工图审查时没有通过，必须重新进行设计的情况，对工程工期、造价等整体规划的影响相当巨大。高层建筑的高宽比，是对结构刚度、整体稳定、承载能力和经济合理性的宏观控制。a、b级高度高层建筑建筑的高宽比限值也相应不同。但在复杂体型的高层建筑中，如何计算高宽比是一个比较难以确定的问题。一般可按所考虑方向的最小投影宽度来计算，对于突出建筑物的很小的的局部结构，比如楼电梯间等，一般不应包括在计算宽度内。对于带有裙房的高层建筑，当裙房的面积和刚度相对于其上部塔楼的面积和刚度较大时，计算高宽比的房屋高度和宽度可按裙房以上部分考虑。

1.3嵌固端的设置问题。由于高层建筑一般都带有二层或二层以上的地下室和人防，嵌固端有可能设置在地下室顶板，也有可能设置在人防顶板等位置，因此，在这个问题上，结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的方面: 抗震设计的多高层建筑，当地下室顶层作为上部结构的嵌固端时，地下一层的抗震等级应按上部结构采用，地下一层以下结构的抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。地下室中超出上部主楼范围且无地上结构的部分，其抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。对于9度抗震设计时，地下室结构的抗震等级不应低于二级。地下室的现浇顶板厚度不宜小于180mm，且不宜有较大洞口。地下室柱截面每侧的纵向钢筋面积除应符合计算要求外，不应少于地上一层对应柱每侧纵向钢筋面积的1.1倍（地下室柱子多出的纵向钢筋不应向上延伸，而应锚固于地下室顶板的框架梁内），地下室剪力墙的配筋不应少于地上一层剪力墙的配筋。对于边柱和角柱，由于只有一面有梁，为满足该梁端截面实际弯矩承载力不宜小于柱下端实际承载力的要求，可采用增大梁截面，或不增大梁截面而增加梁配筋的方法。这些问题在设计中都应注意，忽略其中任何一个方面都有可能导致后期设计工作的大量修改或埋下安全隐患。

1.4短肢剪力墙的设置问题。短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5~8的剪力墙。近年兴起的短肢剪力墙结构，虽然有利于住宅建筑布置，也可减轻结构自重，但在高层住宅中，剪力墙肢不宜太短，因为短肢剪力墙的抗震性能较差，地震区应用经验不多，为安全起见，高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。短肢剪力墙较多时，应布置筒体(或一般剪力墙)，形成短肢剪力墙与筒体(或一般剪力墙）共同抵抗水平力的剪力墙结构，并且《高规》中对短肢剪力墙的最大适用高度、抗震等级、底部加强部位、纵向钢筋总配筋率等增加了很多的限制，因此，在高层建筑设计中，结构工程师应尽可能少采用或不用短肢剪力墙。

2.地基与基础设计

地基与基础设计一直是结构工程师比较重视的方面，不仅仅由于该阶段设计过程的好与坏将直接影响后期设计工作的进行，同时，也是因为地基基础也是整个工程造价的决定性因素，因此，在这一阶段，所出现的问题也有可能更加严重甚至造成无法估量的损失。

高层建筑的基础应选用整体性好，满足地基承载力和建筑物容许变形的要求，并能调节不均匀沉降的基础形式。高层建筑宜设置地下室以减小地基的附加应力和沉降量，有利于满足天然地基的承载力和上部结构的整体稳定性。此外，在地基基础设计中要注意地方性规范的重要性。论文发表。由于我国占地面积较广，地质条件相当复杂，仅一本《地基基础设计规范》无法对全国各地的地基基础都进行详细的描述和规定，因此，作为建立在国家标准之下的地方标准，地方性的“地基基础设计规范”能够将各地方的地基基础类型和设计处理方法等一些成熟的经验描述和规定得更为详细和准确，所以，在进行地基基础设计时，一定要对地方规范进行深入地学习。

3.结构分析与计算

在结构分析与计算阶段，如何准确，高效地对工程进行内力分析并按照规范要求进行设计和处理，是决定工程设计质量好坏的关键。由于新规范的推出对结构整体计算和分析部分相当多的内容进行了调整和改进，因此，结构工程师也应该相应地对这一阶段比较常见的问题有一个清晰的认识。

3.1结构整体计算的软件选择。目前比较通用的计算软件有：satwe、tat、tbsa或etabs、sap等，但是，由于各软件在采用的计算模型上存在着一定的差异，因此导致了各软件的计算结果有或大或小的不同。所以，在进行工程整体结构计算和分析时必须依据结构类型和计算软件模型的特点选择合理的计算软件，并从不同软件相差较大的计算结果中，判断哪个是合理的、哪个是可以作为参考的，哪个又是意义不大的，这将是结构工程师在设计工作中首要的工作。否则，如果选择了不合适的计算软件，不但会浪费大量的时间和精力，而且有可能使结构有不安全的隐患存在。

3.2是否需要地震力放大，考虑建筑隔墙等对自振周期的影响。该部分内容实际上在新老规范中都有提及，只是，在新规范中根据大量工程的实测周期明确提出了各种结构体系下高层建筑结构计算自振周期折减系数。

3.3振型数目是否足够。在新规范中增加了一个振型参与系数的概念，并明确提出了该参数的限值。由于在旧规范设计中，并未提出振型参与系数的概念，或即使有该概念，该参数的限值也未必一定符合新规范的要求，因此，在计算分析阶段必须对计算结果中该参数的结果进行判断，并决定是否要调整振型数目的取值。

3.4多塔之间各地震周期的互相干扰，是否需要分开计算。一段时间以来，大底盘，多塔楼的高层建筑类型大量涌现，而在计算分析该类型高层建筑时，是将结构作为一个整体并按多塔类型进行计算，还是将结构人为地分开进行计算，是结构工程师必须注意的问题。如果多塔间刚度相差较大，就有可能出现即使振型参与系数满足要求，但是对某一座塔楼的地震力计算误差仍然有可能较大，从而便结构出现不安全的隐患。

4.结束语

总之，钢筋混凝土高层结构设计是一个长期、复杂甚至循环往复的过程，在这过程中任何遗漏或错误都有可能对结构造成安全隐患。这就要求结构设计人员在工作中严格要求自己，不断学习新规范，力求掌握更为合理的结构计算方法。