高層建筑的概念精選(九篇)

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第1篇：高層建筑的概念范文

【關(guān)鍵詞】高層建筑；城市建設；新概念

在城市整體環(huán)境中，高層建筑具有舉足輕重的作用。由于高層建筑的體量大高度大，在城市設計中主要控制高層建筑的高度和體量這兩方面，既建筑的尺度。

一、高層建筑尺度與城市尺度的融合

一座城市中所有的新建筑皆對城市的形式及其系統(tǒng)產(chǎn)生影響。不過，高層建筑對于城市，以其絕對的強度，具有重要的影響。高層建筑尺度的確定應與整個城市的尺度相一致，而不能脫離城市，孑然孤立，不利于優(yōu)美、良好天際線的形成，直接影響到城市景觀。高層建筑對城市局部或部分產(chǎn)生的影響，是指從市內(nèi)比較開闊的地方，如：廣場、道路、開放的水系和綠地所看到的天際線，會直接影響人民的日常生活。

因此，城市天際輪廓線不僅影響人從城市所看的景觀，也直接影響到市內(nèi)居民的生活與視覺觀賞。高層建筑對城市各構(gòu)成要素也產(chǎn)生重大的影響，高層建筑的位置、高度的確定，也應充分地考慮該城市尺度、傳統(tǒng)文化。不當?shù)某叨葧Τ鞘挟a(chǎn)生不良的影響，改變了城市傳統(tǒng)的歷史文化，也改變了原來城市各構(gòu)成要素之間有機協(xié)調(diào)的比例關(guān)系。

二、高層建筑臨街面的尺度對街道行人的視覺影響

街道尺度是根據(jù)街道生活來確定的，顯然最重要的是街道上行人與大樓之間的關(guān)系。具體的說街道尺度是指高層建筑臨街面的尺度對街道行人的視覺影響。這是人對高層建筑近距離的感知，也是高層建筑設計中重要的一環(huán)。高層建筑的底部必須與街區(qū)的城市結(jié)構(gòu)聯(lián)系，并與城市的水平尺度比例相當。其設計應該對周圍建筑的場地范圍予以密切注意。臨近街道的高層建筑部分的尺度確定，主要考慮到街道行人的舒適度，高層建筑主體因為尺度過大，易向后退，使底層的裙房置于沿街部分，減少了高層建筑對街道的壓迫感，但如果退后尺度不當，高層建筑就變得與街道分離了，并可能變得與其環(huán)境失去聯(lián)系，還有高層建筑物之間的地面場地不要僅僅作為行車道路，而應該加入更多的街道生活，使環(huán)境豐富生動起來。為了保持街道空間及視覺的連續(xù)性，高層建筑臨街面應與沿街的其他建筑相一致，宜有所呼應，但每個建筑都必須擁有各自的特點，這樣除了豐富空間外，還可以緩解人的視覺疲勞。

三、高層建筑本身構(gòu)成的整體尺度

整體尺度是指高層建筑各構(gòu)成部分，如：裙房、主體和頂部等主要體塊之間的相互關(guān)系以及給人的感覺。一個十分均衡勻稱的建筑體，就是要通過理解和運用有數(shù)學關(guān)系的比例系統(tǒng)并征對實際被感受到的各種條件要求加以調(diào)節(jié)，營造出一種自然而然的愉悅、和諧的比例感受的效果。如果一座建筑的各部分比例合理且相協(xié)調(diào)，同時能夠滿足正常人的心里要求，那么它就很容易被人們接受，也可稱之為成功的建筑。因此，建筑物的整體尺度的掌握是十分重要的，在設計時要注意下面的兩點：

（1）各部分尺度比例的協(xié)調(diào)

不難看出一個美的高層建筑是裙房、主體和頂部三者相結(jié)合的產(chǎn)物。當其三者合理的處理比例尺度的問題，同時這種尺度比例關(guān)系應是統(tǒng)一的，這樣建筑物才會給人舒服的感覺。然后在加入適當?shù)难b飾手法，使建筑造型生動化?？傊@三部分的比例關(guān)系使高層建筑形象設計的重點；

（2）高層建筑中立面細部尺度應有層次性

立面設計的結(jié)構(gòu)構(gòu)成必須明確劃分為水平因素和垂直因素。一般都要使各要素的比例與整體的關(guān)系相配，以達成令人愉悅的觀感效果。因此很自然的，較低矮而橫向舒展的建筑物，其窗戶開間之類，其比例必定使寬闊狀為主導，而高層建筑則以修長的因素更有利于綜合微型和巨型因素，使大中有小，小中有大。這一原則使高層建筑產(chǎn)生強烈的統(tǒng)一性和協(xié)調(diào)性。

四、高層建筑的設計要求

（1）、控制超高層建筑數(shù)量，由于超高層建筑的相對體積和高度，其對城市周圍環(huán)境的影響很大，超高層建筑剝奪了部分城市居民的光線，其可能投下的陰影也可能改變區(qū)域的性質(zhì)，另外，就目前的數(shù)據(jù)來看，大部分已建成的超高層建筑得收益也并不樂觀。

（2）、高層建筑避免過度密集，高層建筑對于其所在城市街道甚至是街上的行人都有重要影響，所以高層建筑的發(fā)展應有規(guī)劃者通過城市及地方規(guī)劃加以控制。高層建筑的過度密集雖然對于辦公、居住等條件十分有利，但是不斷激增的高層建筑也引起了環(huán)境條件的不斷惡化，也演變成了城市生活質(zhì)量的禍害，造成了城市交通的過度擁擠。

（3）高層建筑與城市街道應該相輔相成、彼此協(xié)調(diào)統(tǒng)一，大部分高層建筑分布在城市較繁華、較密集地段，為了保持此地段的連續(xù)性，在規(guī)劃設計時，高層建筑應與其它建筑有所呼應，使其與其它建筑以及街道相協(xié)調(diào)。高層建筑影響了城市發(fā)展，對城市的環(huán)境質(zhì)量好壞也有一定影響，建筑應與城市空間相互協(xié)調(diào)，與城市營造相互配合，即高層建筑設計通過建筑設計及規(guī)劃相互作用完成。高層建筑發(fā)展至今已有百余年歷史，在發(fā)達地區(qū)，我國高層建筑的設計也已獲得不小成功，相信，通過建筑工作者的不懈努力，我國高層建筑設計將不斷發(fā)展完善，取得更大成功。

五、高層建筑與城市空間融洽

第2篇：高層建筑的概念范文

關(guān)鍵詞：高層建筑、剪力墻結(jié)構(gòu)、優(yōu)化、措施

引言

在調(diào)查研究過程當中，對于高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的關(guān)心程度早已提升到一個很高的層面。在這些研究人員當中，較為重視的就是如何將剪力墻存在的缺點予以改進，在最大限度上將工程施工的經(jīng)濟成本控制在最低，將工程質(zhì)量提升等。結(jié)合這些研究，筆者做出以下分析：

1 對于高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的概念設計

對于一幢建設較為成功的高層建筑而言，其應當有著能夠承受建筑內(nèi)所有重力負荷并保持穩(wěn)定的作用，并且還需要對于自然界給予的壓力有著一定的承受能力，諸如風荷載，地震作用等。進而保證整個建筑的穩(wěn)固以及建筑內(nèi)部的各類裝飾或者墻體的安全，最后提供給在內(nèi)生活或工作的人們一個良好的環(huán)境。

同一般結(jié)構(gòu)的建筑相比，高層建筑在水平方向的荷載以及受地震的影響要大得多。并且，在建筑高度增加的同時，位移增加也會加大，而彎矩次之。所以對于高層建筑設計而言，承載能力是關(guān)鍵，較大的抗側(cè)剛度也是必不可少的部分，這樣就能夠保證水平荷載產(chǎn)生的側(cè)向變形控制在一定范圍內(nèi)?；诖?，剪力墻結(jié)構(gòu)在水平力作用下側(cè)向變形的特征為彎曲型，其承受豎向荷載及水平荷載的能力都較大。并且具有整體性好，側(cè)向剛度大，水平力作用下側(cè)移小，并且由于沒有梁、柱等外露與凸出，便于房間內(nèi)部布置等優(yōu)點，正好在這方面予以運用。

在構(gòu)建地下室或者下部一層、幾層，需要大空間時就可以形成部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)。在框架-剪力墻結(jié)構(gòu)以及剪力墻結(jié)構(gòu)兩種不同結(jié)構(gòu)的過渡層必須設置轉(zhuǎn)換層。受益于剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，能夠建造出比框架結(jié)構(gòu)更高、更多層數(shù)的建筑。只是還要考慮其存在的不足，也就是只能以小房間為主，比如住宅、賓館、單身公寓等。同時，賓館中需要大空間的門廳、餐廳、商場等，往往設置在另外的建筑單元中。并且為了適用任何方向的水平力（或地震作用），因此對于矩形平面，剪力墻在縱橫雙向均應設置；對于圓形平面，剪力墻應沿徑向及環(huán)向設置；三角形平面，宜沿三個主軸方向設置剪力墻。

2 剪力墻的優(yōu)缺點

2.1 剪力墻的優(yōu)點

對于剪力墻的優(yōu)點而言，主要體現(xiàn)的方面在于有著很強的整體性以及用鋼量小卻剛度大等，這樣就決定了其能夠在高層建筑中得到大范圍的運用。而且，當墻體采用剪力墻結(jié)構(gòu)時，能夠讓承重墻和分隔墻互為一體，整體上就顯得較為經(jīng)濟，也就非常適用于諸如旅館類多房間結(jié)構(gòu)的建筑當中。同時，使用剪力墻結(jié)構(gòu)，能夠很好的保證建筑外形的美觀性，能夠避免露柱或者露梁的狀況發(fā)生，也從另一方面使得室內(nèi)空間得到拓展。

2.2 剪力墻的缺點

在對剪力墻的優(yōu)點進行分析之后，若換成其他角度去考慮剪力墻的話，其還是存在以下幾個缺點：

（1）受剪力墻自身具有很大抗側(cè)剛度的影響，在地震中，剪力墻產(chǎn)生的反應也就會相應的增大，進而使得在剪力墻的上、下部結(jié)構(gòu)上的資金成本增加，使得經(jīng)濟壓力加大；

（2）此類墻體所澆筑的內(nèi)容主要的還是混凝土，這樣其本身所具有的重量就會很大，無形中造成了材料的浪費，也會使得建筑在地震之中的反應加?。?/p>

（3）運用剪力墻結(jié)構(gòu)，雖然每個墻肢在承載能力上有一定的承受能力，但是這些墻肢所具有的軸壓并不大，因此使得應有的性能難以很好的發(fā)揮。

3 對于剪力墻結(jié)構(gòu)方案的選擇

不論選擇何種剪力墻結(jié)構(gòu)方案，仍需要以建筑結(jié)構(gòu)的施工安全得到了保障之后為前提，并且還需要對工程造價的高低進行充分考慮，盡量的擇選出最適合高層建筑的結(jié)構(gòu)形式。而在框支剪力墻的結(jié)構(gòu)當中，選擇短肢剪力墻結(jié)構(gòu)也比較不錯。在框支剪力墻的結(jié)構(gòu)中，為使上下層的剛度變化適度，能夠利用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，這是由于它對剪力墻的剛度有所緩解。比如使用加大下一層的剛度，產(chǎn)生的經(jīng)濟效益則會比較明顯。假如高層建筑物的層數(shù)在18以上，最佳的選擇方式還是普通剪力墻結(jié)構(gòu)。如果將短肢剪力墻結(jié)構(gòu)運用到層數(shù)過大的建筑結(jié)構(gòu)當中，會導致其剛度不達標，從而導致結(jié)構(gòu)的安全性能也受到其影響。

4 對于剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計

4.1 加大對轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設計的重視程度

當前，居民們都希望自身所居住的建筑能夠擁有多種功能，這也是建設人員需要考慮的問題。但是，當前的高層建筑往往有著較強的綜合性能，特別是在使用的方面，上下部的機構(gòu)并不相同。所以，就需要對對應的變化在選擇高層建筑物自身的結(jié)構(gòu)布置時進行充分考慮。

對于剪力墻結(jié)構(gòu)的設計的重視，是考慮到在高位轉(zhuǎn)換的底部大空間當中，其結(jié)構(gòu)相對復雜。并且在進行高位轉(zhuǎn)換時，剛度以及質(zhì)量較大的轉(zhuǎn)換層升高，有效的將其本身與上下的剛度調(diào)整到接近的地步也相當有必要。不過對于轉(zhuǎn)換層自身來說，其質(zhì)量以及剛度都不適宜較大，在最終時，是否能夠確保轉(zhuǎn)換層附近的層間位移角基本達到均勻的情況，就需要在水平作用力的作用之下，進行空間精確分析，檢查其均勻情況。

并且在采用轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)形式時，在選擇上，偏向于重量與剛度皆偏小的材料，在實際的計算中，對于參與到了組合的振型數(shù)需要多多的進行選擇。通過計算，我們能夠計算出在結(jié)構(gòu)當中，哪一部分才是最薄弱的，然后再通過內(nèi)力分配特點的具體研究，改善薄弱部位的設計性能，適當?shù)膶τ跇?gòu)件的配筋進行相應的調(diào)整，從而達到改善薄弱部位性能的目的。

4.2 改良連梁設計

對于連梁的抗震以及非抗震的設計時，其高跨比存在大于或者小于2.5兩類，而且對于截面配筋以及受剪承載力兩個方面都有了相應的規(guī)范。而可以使用以下兩種方式針對塑性調(diào)幅：

（1）在進行內(nèi)力計算之前，就需要拆減連梁的剛度；

（2）在進行內(nèi)力計算之后，連梁的剪力與彎矩的組合值還需要乘上一個折減系數(shù)。

5 結(jié)語

結(jié)合以上所述，設計人員在對高層建筑結(jié)構(gòu)當中的剪力墻結(jié)構(gòu)的設計時，應當先要對其本身的概念要有較為深入的認識，并可以借鑒以上幾點的論述，來對概念性的剪力墻結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，以便能夠建出更加符合當前社會要求的建筑，方便人們的生活。

參考文獻

[1] 混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范（GB 50010-2010）

[2] 建筑抗震設計規(guī)范（GB 50011-2010）

[3] 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ 3-2010）

[4]門進杰，李慧娟，史慶軒，賀志堅，王順禮，周琦.某板式住宅高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計研究[J].結(jié)構(gòu)工程師，2013，03：1-10.

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[6]謝向鵬，李獻軍，高菊芳.試析高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計[J].中國建筑金屬結(jié)構(gòu)，2013，24：175.

第3篇：高層建筑的概念范文

關(guān)鍵詞：高層建筑結(jié)構(gòu)設計；抗震概念設計；重要性；應用

中圖分類號： TU208 文獻標識碼： A

一、抗震概念設計的含義和原則

（一）基本含義

高層建筑結(jié)構(gòu)設計中的抗震概念設計是指根據(jù)地震災害和建筑設計的相關(guān)原則進行高層房屋的建設，在設計的時候要從高層建筑的整體結(jié)構(gòu)來考慮抗震設計。具體抗震概念設計就是制定正確合理的抗震設計方案，重視抗震材料的選擇以及結(jié)構(gòu)設計，保證高層建筑的抗震性。現(xiàn)在抗震概念設計是設計師在設計房屋時，考慮的關(guān)鍵問題，特別是高層建筑結(jié)構(gòu)設計。

（二）原則

結(jié)構(gòu)設計要相對簡化，結(jié)構(gòu)設計要有明確的目標和直接的作用。簡單的結(jié)構(gòu)設計能夠有效地對建筑模型、建筑的位移等等情況分析，保證設計各方面的完善，增加結(jié)構(gòu)設計的抗震性預估的準確性。抗震概念設計要保證結(jié)構(gòu)剛性和抗震能力，合理的結(jié)構(gòu)設計可以有效地減少地震對建筑的損害，建筑結(jié)構(gòu)要具備足夠的剛性和抗震能力才能真正實現(xiàn)抗震的目標，結(jié)構(gòu)剛性要合理地把握，剛性過大不僅不能減少地震對建筑的損害，還會造成建筑結(jié)構(gòu)的變形，影響建筑的質(zhì)量?？拐鸶拍钤O計要重視建筑樓蓋的設計，建筑樓蓋將建筑整體的力量分布到不同的部位，將壓力平衡。當建筑某個部位出現(xiàn)變化或者損害時，建筑樓蓋可以協(xié)同其他結(jié)構(gòu)工作，保證建筑的質(zhì)量。

二、高層建筑結(jié)構(gòu)設計中抗震概念設計的必要性

抗震概念設計在高層建筑結(jié)構(gòu)設計中發(fā)揮十分重要的作用，設計師在設計高層建筑時，不能忽視抗震概念設計。地震發(fā)生時對建筑的損害無法估計，存在很大的不確定性，再加上高層建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復雜性，無法準確的預測地震會損害高層建筑哪個部位，造成怎樣程度的損害。設計師在結(jié)構(gòu)設計時，會仔細地分析地震帶給高層建筑的影響，在實際的施工過程中，重視材料的應用，增強建筑的牢固性。但是建筑材料后期的變化以及地震中不確定的因素，都會與實際地震帶給建筑的損害有很大的差別，這樣地震同樣會給建筑造成傷害。結(jié)構(gòu)設計時對建筑和地震的相關(guān)數(shù)據(jù)進行分析和預估十分必要，但是高層建筑結(jié)構(gòu)設計不能僅僅只是依靠數(shù)據(jù)分析來完成，更主要的是在實際的高層結(jié)構(gòu)設計中重視抗震概念設計，從本質(zhì)上提高高層建筑的抗震能力。

隨著抗震概念設計在實際設計中的不斷應用和發(fā)展，現(xiàn)在的抗震概念設計更加的成熟和完善。合理地應用概念設計可以更好地保證建筑的質(zhì)量和安全，提高結(jié)構(gòu)設計的可靠性。汶川地震發(fā)生后，設計師更加重視抗震概念設計在高層建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用。通過對實際地震中的數(shù)據(jù)分析，制定相應的結(jié)構(gòu)設計方案，排除結(jié)構(gòu)設計中不必要的設計，將設計的重點放在抗震概念設計上，提高建筑的抗震能力。這些數(shù)據(jù)分析和結(jié)構(gòu)設計方案，為設計師下階段的抗震結(jié)構(gòu)設計有很大的參考價值，提高高層建筑結(jié)構(gòu)設計的質(zhì)量，有利于高層建筑的順利建造。

三、抗震概念設計在高層建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用

（一）選擇有利的地形建造高層建筑

地形是造成地震發(fā)生的一個重要原因，很多的地震事件證明了地形對地震的影響，所以在建筑建造前要實地考察相關(guān)的地形，對當?shù)氐牡乩憝h(huán)境有詳細地了解，有利于后期的建筑建造。一般建筑的選址要考慮地形、土質(zhì)、地表等問題，要選擇土質(zhì)較硬，穩(wěn)定性好的土地，保證建筑的質(zhì)量。表層覆蓋小、土質(zhì)硬的土地可以有效地降低地震對建筑的傷害；表層覆蓋厚、土質(zhì)較軟的土地會放大地震的作用，加重建筑的損害程度。土質(zhì)越軟的土地地震效應越大，造成的損失也越大。在抗震設計時盡量避免松軟的土地，當無法避免危險地形時，要加強抗震概念設計，在建筑的施工期間有意識地加強建筑的牢固性和抗震能力，保證建筑的質(zhì)量和安全。

（二）合理地設計建筑的平面和立體造型

建筑的平面設計和立體設計是建筑結(jié)構(gòu)設計的前提和基礎(chǔ)，建筑的平面和立體造型是將建筑的剛性和質(zhì)量相結(jié)合的手段，在設計的過程中要追求建筑造型的簡單化，不要設計過多的不規(guī)則造型。不規(guī)則的建筑在地震過程中容易變形，造成更嚴重的損失，也要嚴格地控制建筑的高度，高度越高，地震效應越嚴重。如果在設計過程中必須要求設計不規(guī)范的建筑造型，這時候設計師要特別注意建筑的抗震設計，在建筑特定的部位設置防震線，將不規(guī)則的建筑分成幾個單獨的部分，有利于減少地震對整個建筑造成傷害，建筑的隔離可以降低地震對建筑的損傷。建筑造型盡量簡單規(guī)范，可以很大程度上提高建筑的抗震能力。

（三）合理地設計建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設計要根據(jù)建筑本身的抗震能力、建筑高度、材料使用、地形等特點來確定。綜合所有相關(guān)的因素來設計內(nèi)部結(jié)構(gòu)，制定合理的設計方案。建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)要符合建筑對稱和力量均衡的原則。建筑樓梯的設計盡量避免交叉的情況，提高樓梯的質(zhì)量。在地震中往往很多情況因為建筑的內(nèi)部設計，建筑受到致命的損害，所以建筑的結(jié)構(gòu)設計，不僅要保證整個建筑的安全設計，還要重視細節(jié)的設計，這樣才能保證整個建筑的安全性。

（四）重視建筑結(jié)構(gòu)的整體一致性

建筑結(jié)構(gòu)每部分的協(xié)調(diào)工作才能保證整棟建筑的質(zhì)量，建筑任何一個小部件出現(xiàn)問題，都會對建筑的整體質(zhì)量造成影響。保持建筑結(jié)構(gòu)的整體一致性，能夠有效地抵抗地震的傷害，將損傷降到最低。建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力的綜合體現(xiàn)就是建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和整體性，建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和整體性在抗震過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。在具體施工中，要選擇穩(wěn)定性和整體性強的材料建造房屋，防止材料發(fā)生變化，造成整個建筑出現(xiàn)位移的情況，建筑位移問題的解決，可以很好地保證建筑整體的質(zhì)量。在施工時也可以放松墻面的要求，提高建筑結(jié)構(gòu)的整體性。

（五）減少非結(jié)構(gòu)部分的設計

建筑的填充墻、墻、樓梯踏步板、以及其他裝飾建筑的設計部分都會或多或少地影響到建筑的抗震能力。地震的變化性很強，殺傷力也很大，對建筑不會有選擇性的破壞，這些非結(jié)構(gòu)部分也會是損害的對象，但往往正是因為這些非結(jié)構(gòu)部分的設計加重了建筑的損害程度。非結(jié)構(gòu)部分會對建筑結(jié)構(gòu)的其他部分造成影響，破壞結(jié)構(gòu)本身的穩(wěn)定性和整體性，出現(xiàn)意外狀況。建筑結(jié)構(gòu)設計時，減少非結(jié)構(gòu)部件的設計，一定程度上減輕了地震災害，保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，還提高了建筑的抗震性。

四、總結(jié)

隨著社會不斷發(fā)展，建筑高層化是建筑業(yè)發(fā)展的必然趨勢，高層建筑要想在地震災害中“存活”，設計師必須要重視抗震概念設計在高層建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用。設計師要樹立正確的設計觀念，對抗震概念設計有清晰的認識，提高自身的概念設計能力，在設計過程中不斷創(chuàng)新和發(fā)展，提高高層建筑結(jié)構(gòu)設計水平，促進高層建筑發(fā)展。

參考文獻：

[1]華穎.抗震概念設計在高層建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用[J].中華民居(下旬刊),2013,（6）

[2]周定前.抗震概念設計在高層建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用[J].中華民居(下旬刊),2013,（5）

[3]馮新波,馬春玲,孫景芳.淺議高層建筑結(jié)構(gòu)設計中的抗震概念設計[J].科技致富向?qū)?2009,（10）

第4篇：高層建筑的概念范文

關(guān)鍵詞：中震設計概念；地震影響系數(shù)；荷載

Abstract: this paper mainly expounds the shock of the principle of design, design methods and software operation, and puts forward some ideas for reference.

Key words: the shock of design concepts; The earthquake effect coefficient; load

中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：

1前言

對于普通建筑物的結(jié)構(gòu)抗震設計，目前我國是以小震為設計基礎(chǔ)，中震和大震則是通過地震力的調(diào)整系數(shù)和各種抗震構(gòu)造措施來保證的。但是對于較重要的、超高的、超限的建筑物則需要進行中震和大震的抗震計算。

《建筑抗震設計規(guī)范》(GB50011-2001 2008年版)(下簡稱《抗規(guī)》)中對中震設計僅在總則中提到“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震設防目標，但沒有給出中震設計的設計要求和判斷標準。

首先我們了解一下現(xiàn)行《抗規(guī)》存在幾個問題：

1規(guī)范未對結(jié)構(gòu)存在的薄弱構(gòu)件進行分析并作出專門的設計規(guī)定，僅對框架類剪切型結(jié)構(gòu)適用的薄弱層作了一些規(guī)定；

2在中震作用下，規(guī)范僅提出“中震可修”的概念設計要求，沒有具體的抗震設計方法；

3“中震可修”的技術(shù)經(jīng)濟問題：可修的標準決定工程 造價、破壞損失、震后修復費用。

隨著時代的進步，現(xiàn)在的建筑物體型復雜，結(jié)構(gòu)新穎，超高超限越來越多，因此要求對結(jié)構(gòu)進行中震的設計也越來越多。

2中震設計

2.1為何要進行中震設計呢？

《抗規(guī)》條文說明1.0.1條指出，對大多數(shù)結(jié)構(gòu)，可只進行第一階段設計（即小震下的彈性計算），而通過概念設計和抗震構(gòu)造措施來實現(xiàn)“中震可修和大震不倒”的設計要求，但前提是建筑物的體型常規(guī)、合理，經(jīng)驗上一般能滿足大中震的抗震要求。反之對于一些體型很不好的甚至超限的建筑物，在大震下的結(jié)構(gòu)反應和小震完全不同，不進行相應的中震和大震計算是沒法保證結(jié)構(gòu)安全的。

為達到各階段抗震要求，須對于上述體型異常、剛度變化大、超高超限等類型建筑物進行中震抗震設計，其余類型建筑物建議可按中震抗震進行驗算。

2.2中震設計的基本概念

抗震設計要達到的目標是在不同頻數(shù)和強度的地震時，要求建筑物具有不同的抵抗能力。中震設計就是為了使建筑物滿足該地區(qū)的基本設防烈度，即能夠抵抗50年限期內(nèi)可能遭遇超越概率為10％的地震烈度。

中震設計和大震設計都可稱為性能設計。基于性能的抗震設計是建筑結(jié)構(gòu)抗震設計的一個新的重要發(fā)展，它的特點是使抗震設計從宏觀性、規(guī)范指定的目標向具體量化的多重目標過渡，業(yè)主（設計者）可選擇所需的性能目標，而不僅僅是按現(xiàn)行規(guī)范通過分項系數(shù)、內(nèi)力調(diào)整系數(shù)、抗震構(gòu)造措施等粗略、定性的手段來滿足中震和大震的設防要求。針對本工程的結(jié)構(gòu)特點，設定本結(jié)構(gòu)的抗震性能目標。對超限結(jié)構(gòu)而言，利用這些指標能更合理地判斷整體結(jié)構(gòu)在中震、大震作用下的性能表現(xiàn)，給超限設計提供可靠的判斷依據(jù)。

2.3中震設計的分類

中震設計就是結(jié)構(gòu)在地震影響系數(shù)按小震的2.875倍（αmax=0.23）取值下進行驗算。目前工程界對于結(jié)構(gòu)的中震設計有兩種方法，第一種按照中震彈性設計，第二種是按照中震不屈服設計。

首先明確一點，中震彈性和中震不屈服是兩個完全不同的概念，兩者所采用的設計方法與設防目的均不相同。中震彈性設計，設計中取消《抗規(guī)》要求的各項地震組合內(nèi)力調(diào)整系數(shù)，保留材料、荷載等分項系數(shù)，對應地保留了結(jié)構(gòu)的安全度和可靠度，結(jié)構(gòu)仍屬于彈性階段，屬正常設計。中震不屈服設計，設計中除了地震內(nèi)力不作調(diào)整，同時也取消了材料、荷載等分項系數(shù)，對應地不考慮結(jié)構(gòu)的安全度和可靠度，結(jié)構(gòu)已經(jīng)處于彈塑性階段，屬承載力極限狀態(tài)設計，是一種基于性能的設計方法。由此可見，中震彈性設計接近于平常的小震彈性設計，而中震不屈服設計則與大震設計同屬于基于性能的設計。

3基本方法及應用

根據(jù)中震設計的分類，以下分別闡述中震彈性及中震不屈服的具體設計方法，介紹如何在satwe、etabs、midas等軟件中實現(xiàn)中震設計。

3.1分析條件及設計要求；

根據(jù)《抗規(guī)》第5.4.1 條規(guī)定，“結(jié)構(gòu)構(gòu)件的地震作用效應和其他荷載效應的基本組合，應按下式計算：

S=γGSGE+γEhSEhk+γEvSEvk+φWγWSWk (1)

中震設計中，風荷載不需要參與組合，因此φW為0，即中震設計的基本組合：

S=γGSGE+γEhSEhk+γEvSEvk (2)

其中φW、γW為風載組合系數(shù)和分項系數(shù)；重力荷載分項系數(shù)γG及地震作用分項系數(shù)γEh、γEv在、在中震彈性設計時與小震相同，而中震不屈服設計則全為1.0。

3.2中震彈性設計

3.2.1計算方法按公式（2），相應設計參數(shù)見表1。

3.2.2要求結(jié)構(gòu)的抗震承載力滿足彈性設計要求。

3.2.3SAWTE計算：地震信息中抗震等級均為四級；αmax按表1取值；總信息中風荷載不參加計算；其它設計參數(shù)的定義均同小震設計。

3.2.4MIDAS/Gen計算：主菜單設計鋼筋混凝土構(gòu)件設計參數(shù)定義抗震等級：四級；主菜單荷載反應譜分析數(shù)據(jù)反應譜函數(shù)：定義中震反應譜，在相應的小震反應譜基礎(chǔ)上輸入放大系數(shù)β即可，β值按表2取值；總信息中風荷載不參加計算；其它同小震。

3.2.5ETABS計算：選項首選項混凝土框架設計定義抗震設計等級：四級；定義反應譜函數(shù)Add Chinese 2002 Spectrum定義中震反應譜，地震影響系數(shù)最大值αmax按表1取值，其余參數(shù)按《抗規(guī)》；靜荷載工況中不定義風荷載作用；其它同小震。

3.3中震不屈服設計

3.3.1根據(jù)公式（2）及表1可知，構(gòu)件標準組合內(nèi)力按如下公式計算：

SE= SGE+ SEhk+ SEvk (3)

3.3.2構(gòu)件抗屈服承載力計算：根據(jù)表1，按《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》（GB50010-2002）的相關(guān)公式計算，材料強度均取標準值。

3.3.3構(gòu)件屈服判斷：根據(jù)《工程結(jié)構(gòu)可靠度設計統(tǒng)一標準》（GB 50153-92）第6.0.4條規(guī)定，當結(jié)構(gòu)構(gòu)件按承載能力極限狀態(tài)設計時，可采用下列設計表達式：

γoS(Fd，ad，ψc，γsd)≤ R(fd，ad，C，γRd) (4)

因此，當結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)

γo S(·)＞R(·) (5)

即標志著該構(gòu)件已經(jīng)屈服。根據(jù)表1可知，式中S(·)為彈性計算求得的構(gòu)件內(nèi)力組合的標準值；R(·)為構(gòu)件抗屈服承載力標準值；γo為結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)。

3.3.4不同抗震烈度下的各級屈服控制

第5篇：高層建筑的概念范文

【關(guān)鍵詞】抗震概念；高層建筑結(jié)構(gòu)設計；運用

概念設計是建筑抗震設計的重要組成部分，建筑的抗震性能很大程度上取決于概念設計是否具備足夠的科學性，高層建筑的抗震設計開始之前，需要對高層建筑的建設地址進行科學的選擇，并且對建筑的平面圖設計方案進行評價，要加強對高層建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)的重視，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)延性的特點對建筑抗震性的薄弱部分進行重點施工改造，以便高層建筑的抗震性能能夠真正滿足使用者想需求。

一、抗震概念設計在高層建筑結(jié)構(gòu)設計方面運用情況概述

地震災害是我國自然災害中較為常見的種類，如果高層建筑的抗震性能不佳，無法應對劇烈地震，人們的生活質(zhì)量將很難得到保證，因此，加強對抗震概念的關(guān)注，對提升高層建筑的抗震性能，具有十分重要的意義【1】?？拐鸶拍畹脑O計工作根據(jù)以往對高層建筑抗震設計的經(jīng)驗進行總結(jié)，并且結(jié)合當前的科學理論對高層建筑的抗震設計方案進行改良，能夠保障高層建筑抗震性能得到提升。提升高層建筑整體結(jié)構(gòu)設計的科學性，并增強建筑細部構(gòu)造建設水平，建筑抗震概念的設計既包括對高層建筑建設位置進行勘察，也包括建筑外部形態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)設計方案的考察，還包括研究建筑設計人員的基本理念和基本思想，以便了解建筑的最終設計方案，制定出符合建筑實際要求的抗震設計概念。要對歷次地震災害的具體破壞性進行總結(jié)，并根據(jù)抗震設計的經(jīng)驗對抗震概念進行完善，高層建筑的抗震設計工作當中，概念的設計環(huán)節(jié)比相關(guān)參數(shù)的計算更加重要。在對高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)進行設計的過程中，要從影響建筑抗震性能的全局出發(fā)對建筑的結(jié)構(gòu)進行科學的改造，并且結(jié)合建筑在重大地震災害中可能出現(xiàn)的問題，對抗震概念的準則進行制定，只有做好了高層建筑的抗震概念設計工作，高層建筑的抗震性能才能真正得到保障。

二、抗震概念設計在高層建筑設計中的具體運用

（一）科學的選擇高層建筑建設地址

地震災害的發(fā)生并沒有完善的預警系統(tǒng)，但是，高層建筑的抗震概念設計人員可以根據(jù)建筑建設地點在歷史上發(fā)生地震的強度和次數(shù)進行地震發(fā)生可能性的估測，要選擇歷史上發(fā)生地震次數(shù)較少或不曾發(fā)生地震的地質(zhì)作為高層建筑的建設地址，并且對該地區(qū)的地質(zhì)狀況進行調(diào)查，要選取地質(zhì)條件較為堅硬的地區(qū)或周邊缺少大型河流和湖波的地區(qū)作為高層建筑的施工地點，以此保證高層建筑具備良好的抗震基礎(chǔ)。要盡可能選擇粘土作為高層建筑地基施工的土質(zhì)，并且在檢測建筑抗震性能的過程中選擇間隔58m的點作為高層建筑的檢測距離，要在高層建筑抗震檢測的過程中做好參數(shù)的記錄，尤其是建筑外部凸起部分的檢測要加強重視程度【2】。研究表明，高層建筑外部凸起部分的抗震性能需要較凹陷部分的抗震性能強1.84倍，因此，要對高層建筑外部突出部位的抗震設施進行加強處理。

（二）降低高層建筑的外部能量輸入

要加強對高層建筑施工場地覆蓋層的重視，盡可能選取較為輕薄的材質(zhì)作為施工場地的覆蓋層，要根據(jù)國家科研機構(gòu)制定的標準對覆蓋面的厚度進行控制，從施工場地的地面到堅硬場地上面的面積需要進行覆蓋面的處理，巖石是較為多見的堅硬場地的種類，場地的剪切波必須保證速度在500m/s以上【3】，在施工場地的土質(zhì)較為堅硬的區(qū)域和硬夾層區(qū)域，必須進行特殊處理，不能采取同一般巖石施工相同的方法。在土質(zhì)較為疏松的區(qū)域，要運用T0=4H/V作為公式，如果土質(zhì)的整體含量較大，要運用T0=β4H/V作為公式。要借鑒其他國家的巖層處理經(jīng)驗，如果建筑屬性為柔性建筑，要注意對土質(zhì)密度較大的區(qū)域進行震害檢測，保證地震災害造成的破壞能夠盡可能多的對巖石材質(zhì)構(gòu)成影響，保證高層建筑的整體抗震性能。

（三）高層建筑的平立面布置

建筑設計應根據(jù)抗震概念設計的要求，明確建筑形體的規(guī)則性。不規(guī)則的建筑應按規(guī)定采取加強措施，特別不規(guī)則的建筑應進行專門研究和論證并采取特別的加強措施。不應采取嚴重不規(guī)則的建筑。規(guī)則性評價需綜合考慮幾何布局、結(jié)構(gòu)設計以及使用等因素，總的要求是平面布置、質(zhì)量和抗側(cè)力構(gòu)件的平面布局宜規(guī)則、對稱，立面變化和側(cè)向剛度沿豎向宜均勻變化，豎向抗側(cè)力構(gòu)件的截面尺寸和材料強度宜自下而上逐漸減小，避免側(cè)向剛度和承載力的突變。建筑物的平面布置宜規(guī)則、對稱，平面不規(guī)則包括扭轉(zhuǎn)不規(guī)則、凹凸不規(guī)則和樓板局部不連續(xù)。

三、抗震概念設計在高層建筑結(jié)構(gòu)設計方面的具體運用

在進行結(jié)構(gòu)方案平面布置時，應盡可能使得抗側(cè)力體系對稱分布，減輕房屋重量且保持重量分布較為均勻，以減小地震的扭轉(zhuǎn)影響。結(jié)構(gòu)布置應有利于加大抗扭剛度和提高抗傾覆能力。因此，應特別注意抗側(cè)剛度大的抗震墻、芯筒的位置，力求居中或?qū)ΨQ，在結(jié)構(gòu)布置一些抗震墻，可以提高結(jié)構(gòu)的抗扭剛度和抗傾覆能力。在進行結(jié)構(gòu)的豎向布置時，應盡可能使其豎向剛度、強度變化均勻，

避免出現(xiàn)薄弱層，并應盡可能降低房屋的重心。在地震中，第一道防線先行屈服或破壞，因此要求構(gòu)成第一道防線的部分應當是不負擔或少負擔豎向荷載的構(gòu)件，如填充墻、軸壓比小的抗震墻、柱或筒體等。在純框架結(jié)構(gòu)中，梁應先于柱屈服，即“強柱弱梁”型框架。結(jié)構(gòu)整體的承載能力、變形能力取決于構(gòu)件的承載能力和變形能力的發(fā)揮，因此應保證關(guān)鍵構(gòu)件、關(guān)鍵部位具有適當?shù)膹姸群妥銐虻难有运?。在平面上，應該在房屋周邊轉(zhuǎn)角處、平面突變處以及復雜平面各翼相接處的構(gòu)件延性著重提高。對于偏心結(jié)構(gòu)，應該對房屋周邊特別是剛度較弱一端構(gòu)件的延性進行特別的加大。對于具有多道抗震防線的抗側(cè)力體系，應著重提高第一道防線中構(gòu)件的延性。在同一構(gòu)件中，應著重提高關(guān)鍵桿件的延性。在進行抗震結(jié)構(gòu)材料的選擇時，應該注重抗震結(jié)構(gòu)材料的性能，主要要求如下：具有較好的連接性、較好的延性、構(gòu)件的連接具有良好的整體性、能充分發(fā)揮材料的強度、延性系數(shù)高“、強度/重力”比值大、勻質(zhì)性好。按照上述標準來衡量，高層建筑使用不同材料的結(jié)構(gòu)類型，依其抗震性能優(yōu)劣而排序為：鋼結(jié)構(gòu)、型鋼混凝土結(jié)構(gòu)、混凝土-鋼混合結(jié)構(gòu)、現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、預應力混凝土結(jié)構(gòu)、裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、配筋砌體結(jié)構(gòu)。

結(jié)束語：抗震概念設計是提升高層建筑抗震性能的重要設計工作，深入的分析抗震概念的重要意義，并從高層建筑具體施工和結(jié)構(gòu)設計方面對抗震概念的運用進行具體分析，對提升高層建筑的抗震性能，具有十分重要的意義。

參考文獻：

[1] 呂西林.高層建筑結(jié)構(gòu)設計（第二版）[M].武漢：武漢理工大學出版社，2014.

[2] 郭繼武.建筑抗震設計[M].北京：高等教育出版社，2014.

[3] 中華人民共和國建設部. JGJ3-2002 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程

第6篇：高層建筑的概念范文

關(guān)鍵詞： 高規(guī) 消火栓 用水量 水壓

《高層民用建筑設計防火規(guī)范》（以下簡稱《高規(guī)》）新修訂部分已于2005年10月1日實施，此次修訂涉及條款較多，結(jié)合近年來的實踐，筆者就《高規(guī)》的消防給水設計章節(jié)在執(zhí)行當中不明確的地方談談個人的看法。

一、關(guān)于室內(nèi)外消火栓用水量。由于《高規(guī)》第3.0.1條對50米以下一類商業(yè)樓、展覽樓、綜合樓、商住樓等建筑的劃分標準作了調(diào)整，將每層建筑面積超過1000平方米改為24米以上部分任一樓層的建筑面積超過1000平方米，不難發(fā)現(xiàn)，根據(jù)《高規(guī)》第7.2.2條，上述建筑的室內(nèi)外消火栓用水量找不到對應標準。本人認為規(guī)范第7.2.2條要根據(jù)第3.0.1條做出相應調(diào)整。

二、關(guān)于消防前室的消火栓是否計入消火栓的總數(shù)。根據(jù)《建規(guī)》的條文說明，消火栓不能計入總數(shù)，而《高規(guī)》沒有明確的指出，只是說消防電梯前室需要設消火栓。消防電梯前室消火栓的作用有二：一是用于消防電梯前室滅火，以打開消防通道、便于消防人員救人和搶救財產(chǎn)，二是用于除前室外的其他部位的火災撲救。同時，規(guī)范規(guī)定消火栓應采用同一型號規(guī)格，前室的消火栓與其他部位的消火栓沒有區(qū)別。高層建筑主要是立足自防自救，火災情況下前室的消火栓常常是消防隊員最先使用的消火栓，因此，本人認為前室消火栓可計入同層消火栓總數(shù)。

三、關(guān)于《高規(guī)》7.6.6.1條。新修訂的《高規(guī)》規(guī)定燃油、燃氣鍋爐房和柴油發(fā)電機房宜設自動噴水滅火系統(tǒng)，而條文說明和原規(guī)范說用水噴霧。本人認為，新《高規(guī)》規(guī)定用自動噴水滅火系統(tǒng)是有道理的，因為此類場所當著火的時候，主機房可燃油較少，所有的油汽開關(guān)全都關(guān)閉，普通的閉式噴水滅火系統(tǒng)能達到撲滅火災的作用。同時，規(guī)范說的是“宜”，且《高規(guī)》第4.1.2.8及4.1.3.4條均規(guī)定可以選用除鹵代烷以外的自動滅火系統(tǒng)，當然包括水噴霧。對鍋爐房的儲油間等油較多的地方，還是建議采用水噴霧或氣體滅火。

四、關(guān)于靜水壓力與栓口出水壓力的概念?！陡咭?guī)》7.4.6.5 條指出消火栓靜水壓力、栓口出水壓力超過一定限度應采取分區(qū)給水或減壓措施。許多人對靜水壓力與栓口出水壓力定義不清楚，規(guī)范沒有指出，許多參考資料也有不同的解釋，有人提出靜水壓是指管道內(nèi)水處于靜止狀態(tài)時的壓力，而出水壓力是指某處水流在外泄時該處的壓力。這一解釋缺乏感性認識，很難理解。筆者認為，應從水力學的角度給予解釋。

根據(jù)伯努利方程：

Z1+P1/γ+α1V12/2g= Z2+P2/γ+α2V22/2g+H

Z：位置水頭（勢能），P/γ：靜壓水頭（壓能），V2/2g：動壓水頭（動能），H：損失水頭

靜壓就說明水流處于靜止時，也就是V=0時，某過水斷面的勢能和壓能，動壓就說明水流處于運動時，也就是V=/0時，某過水斷面的勢能，動能，壓能之和。栓口的靜壓，就是該栓口處以上部分水對其產(chǎn)生的勢能，就是消防水箱水面與栓口的高程差，栓口動壓：是水泵啟動后所提供的壓力，到某栓口處的動壓=水泵出口壓力（揚程）-栓口與水泵出口的高程差-水泵出口到該栓口的管路總損失。通俗的講，靜水壓力是指栓口不出水時，高位水箱及其增壓設施對消火栓栓口產(chǎn)生的靜壓。出水壓力是指栓口出水時，高位水箱及其增壓設施或消火栓泵對消火栓栓口產(chǎn)生的動壓。動壓力=靜壓力-該處的總水頭損失。

第7篇：高層建筑的概念范文

傳統(tǒng)高層建筑結(jié)構(gòu)設計過分依賴于計算，將計算結(jié)構(gòu)作為評判建筑物結(jié)構(gòu)設計的唯一標準，這種建筑結(jié)構(gòu)設計方法是比較狹隘的。一些建筑物結(jié)構(gòu)雖然抗震計算結(jié)果達標，但是建筑物也可能出現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)不規(guī)整、整體性差的問題。遇到地震災害時，建筑物的實際抗震性能是達不到要求的。因此，在建筑結(jié)構(gòu)設計環(huán)節(jié)，需要運用概念設計理論來做好高層建筑物的結(jié)構(gòu)設計工作，一般需要遵循以下基本設計原則。

1.確保建筑物結(jié)構(gòu)設計的規(guī)則性以及均勻性高層建筑整體形態(tài)不合理、建筑結(jié)構(gòu)不均勻、不規(guī)則，對整體建筑物抗震性能的影響是極大的。根據(jù)建筑物抗震設計相關(guān)規(guī)定，進行建筑物抗震設計，需要保證建筑物以及建筑物抗側(cè)力結(jié)構(gòu)平面布置的規(guī)則性、對稱性，保證建筑物結(jié)構(gòu)的整體性。同時，建筑物的立面方向以及豎向剖面同樣需要進行規(guī)則布置。建筑物結(jié)構(gòu)在側(cè)向剛度方面，需要保持均勻變化。建筑物在豎向方向的抗側(cè)力構(gòu)件、構(gòu)件的截面尺寸以及構(gòu)件材料強度需要保持從下而上逐漸減小的趨勢，從而保持構(gòu)件的剛度以及承載力符合建筑物整體結(jié)構(gòu)的要求。因此，利用抗震概念設計方法進行結(jié)構(gòu)設計時，需要重視高層建筑物的體形以及整體結(jié)構(gòu)、在設計中盡量做到建筑物的平面形狀規(guī)則、對稱和均勻，將建筑物的長寬比控制在合理范圍內(nèi)，盡量減少建筑物扭轉(zhuǎn)效應。在結(jié)構(gòu)設計時注重考慮建筑物的整體質(zhì)量、剛度，保證建筑物承載力對稱、分布較均勻，盡量做到建筑物質(zhì)量中心同剛度中心的重合。

2.建筑物結(jié)構(gòu)的剛度以及抗震能力設計地震作用力對建筑物的影響是雙向的，進行建筑物抗震結(jié)構(gòu)設計時，需要對建筑物水平、縱向方向上的抗震性能進行保障。因此，在建筑物結(jié)構(gòu)設計過程中，需要沿著建筑物主體結(jié)構(gòu)的兩個主軸方向來進行抗震設計，保證兩個主軸方向上建筑物的剛度以及抗震性能。只有保證了建筑物主題在各個方向上的剛度和抗震性能，在遭遇地震力破壞時，地震力引起的建筑物結(jié)構(gòu)變形影響才能降到最小，建筑物整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性才能得到保證。在結(jié)構(gòu)設計過程中，結(jié)構(gòu)布置應使結(jié)構(gòu)平面在兩個主軸方向均具有足夠的剛度和抗震能力，同時還應具有抗扭轉(zhuǎn)剛度和抵抗扭轉(zhuǎn)振動的能力，框架結(jié)構(gòu)應在縱橫兩個方向布置成雙向剛接框架。

3.建筑物設計需要具備規(guī)范的計算簡圖以及有效的傳力途徑進行建筑物抗震設計，需要借助建筑物結(jié)構(gòu)體系計算簡圖來進行。然后設計有效的傳力途徑，將地震作用力最大限度的傳遞出去，從而保證建筑物結(jié)構(gòu)的可靠性。因此，進行高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設計時，需要借助計算機程序?qū)ㄖ锝Y(jié)構(gòu)進行計算，從而得到符合實際的建筑物計算結(jié)構(gòu)。對荷載情況下的建筑物結(jié)構(gòu)形態(tài)變化進行分析，繪制建筑物結(jié)構(gòu)計算簡圖。然后通過科學合理的建筑物力學模型以及數(shù)學模型，對建筑物的抗震能力進行模擬分析。只有在地震作用力狀況下，建筑物的抗震性能才能得到最好的檢驗，從而設計更加有效的建筑物傳力途徑。所以，只有利用概念設計方法和數(shù)據(jù)模型來進行建筑物結(jié)構(gòu)模型設計、計算，對建筑物受力狀況下產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)內(nèi)力、建筑物內(nèi)部變形情況進行分析，才能真正保證建筑物的整體抗震性能，滿足建筑物實際使用的需要。

4.在設計過程中選用質(zhì)量好的材料，保證建筑質(zhì)量要保高層建筑的抗震性能，需要選用延性好、強度高的構(gòu)建材料。延性好的材料對能量的吸收能力高，能夠很好的滿足高層建筑的承載力要求。同時，使用延性好的材料能夠降低整體建筑的材料使用量和施工成本。進行概念抗震設計時，需要將建筑物的整體鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)按照延性機構(gòu)設計，從而保障整體建筑物的延性基礎(chǔ)，保障建筑物良好的抗震性能。

5.保證建筑物地基質(zhì)量地基是建筑物的基礎(chǔ)，良好的地基狀況和地基質(zhì)量是建筑物抗震結(jié)構(gòu)的基本保證。因此，進行高層建筑結(jié)構(gòu)設計時，需要做好選址工作，保證建筑場地質(zhì)量，不能將高層建筑設計在一些危險地段上。一些地震多發(fā)地帶和地質(zhì)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定地段，在設計時都應該盡量避開。遇到一些在實際設計過程中無法避開的危險地方，需要進行特殊抗震防護設計。同時需要注意的是，地震活動存在一定的周期，建筑物自身同樣存在自振周期。如果建筑物的自振周期同地震活動周期重合的話，容易引起共振現(xiàn)場，建筑物結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性將受到更大的威脅。因此，在進行建筑物選址和設計時，需要對地震周期進行研究，對建筑物層數(shù)以及建筑結(jié)構(gòu)類型進行綜合考慮，避免共振問題的出現(xiàn)。

二、高層建筑抗震概念設計應用

在高層建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設計中，需要利用概念設計中的相關(guān)原則來對建筑結(jié)構(gòu)抗震進行優(yōu)化，主要從以下兩個方面來進行。

1.概念設計應用基本準則防止建筑物節(jié)點破壞，保證建筑物柱結(jié)構(gòu)的承載力，柱的抗彎能力尤為重要。設計時，要保證柱的抗彎能力比梁體結(jié)構(gòu)的抗彎能力好，防止高層建筑物構(gòu)件的剪力發(fā)生破壞，因此，需要在設計時，對桿件的受剪承載力進行高質(zhì)量設計，讓建筑的受剪承載力高于受彎承載力。由于設計內(nèi)力計算模型是建立在樓蓋平面內(nèi)剛度無限大的假定的基礎(chǔ)上，設計應使樓蓋系統(tǒng)有足夠的平面內(nèi)剛度和抗力。并與豎向結(jié)構(gòu)有效連接，從而保證梁、板、柱、墻能共同協(xié)同工作。

2.高層建筑抗震概念設計保護措施對于高層建筑物來說，抗震概念設計保護主要需要做到對建筑物構(gòu)件的荷載效應進行調(diào)整和控制，同時還需要對建筑物的構(gòu)造措施進行硬性規(guī)定。例如，通過對建筑物梁端截面混凝土受壓高度同混凝土有效高度的比值進行硬性規(guī)定，對梁的變形進行有效的控制。通過抗震概念設計相關(guān)試驗研究，當高層建筑物的鋼筋混凝土梁結(jié)構(gòu)的位移延性系數(shù)設計為3～4時，同時將混凝土受壓區(qū)域的相對高度控制在0.25～0.35之內(nèi)時，建筑物的抗震性能能夠達到最佳。

三、結(jié)語

第8篇：高層建筑的概念范文

這樣我們才能從不斷的工作中總結(jié)、創(chuàng)新，發(fā)揮我們無窮創(chuàng)造力和判斷力。

關(guān)鍵詞：概念設計，規(guī)范，一體化計算機結(jié)構(gòu)設計程序

中圖分類號： S611 文獻標識碼： A 文章編號：

做為一名結(jié)構(gòu)工程師不能過于依賴傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設計，這樣只會讓我們依賴和盲從于規(guī)范，把規(guī)范當做是結(jié)構(gòu)設計的法律依據(jù)，卻不知道規(guī)范只是建筑物和構(gòu)筑物所需要最低的標準要求，而且是最基本的。當結(jié)構(gòu)工程師過于依靠一體化計算機結(jié)構(gòu)設計程序時，就會對結(jié)構(gòu)設計程序的理論假定、應用范圍、限制條件等缺乏了解，無法對計算出的結(jié)果進行正確的判斷和取舍。

如何走出傳統(tǒng)設計的誤區(qū)。作為一名結(jié)構(gòu)工程師，在高層建筑結(jié)構(gòu)的設計中，應本著積極、主動的態(tài)度，即不盲目依賴于規(guī)范，也不盲目依靠于一體化計算機結(jié)構(gòu)設計程序，自覺地完成高層建筑結(jié)構(gòu)的概念設計，這是我們走出傳統(tǒng)設計誤區(qū)的關(guān)鍵。

那么，什么是高層建筑結(jié)構(gòu)的概念設計。

高層建筑結(jié)構(gòu)的概念設計就是在特定的空間形式、功能和地理環(huán)境的條件下，以結(jié)構(gòu)工程師自身確定的理想承載力、剛度和延性為主導目標，用整體構(gòu)思來設計各部分有機相連的結(jié)構(gòu)總體系，并能有意識地利用和發(fā)揮結(jié)構(gòu)總體系和主要分體系，以及分體系與構(gòu)件之間的最佳受力特征與協(xié)調(diào)關(guān)系。

高層建筑結(jié)構(gòu)的概念設計分為三個階段：第一階段，即建筑方案設計階段。結(jié)構(gòu)工程師以自身擁有的高層建筑結(jié)構(gòu)體系功能及其受力、變形特征的整體設計概念與判斷力去幫助建筑師開拓和實現(xiàn)業(yè)主夢寐以求的，或已初步構(gòu)思的空間形式及其使用、構(gòu)造與形象功能。并以此為統(tǒng)一目標，與建筑師一起構(gòu)思總結(jié)構(gòu)

體系，并能明確結(jié)構(gòu)總體系和主要分體系之問的最佳受力特征要求。第二階段，即初步設計階段。結(jié)構(gòu)工程師通過概念性近似計算能迅速、有效地對結(jié)構(gòu)體系進行構(gòu)思、比較與選擇，這種近似的計算方法概念清楚，定性準確，手算簡單快捷，能較快地對結(jié)構(gòu)體系進行探索、優(yōu)化，乃至最后確定分體系及其構(gòu)件的基本尺寸，并確認設計方案的可行性。第三階段，即施工圖設計階段。由初步設計階段可以得到結(jié)構(gòu)體系的計算模型和所需輸入的原始數(shù)據(jù)，在施工圖設計階段，結(jié)構(gòu)工程師結(jié)合自身擁有的結(jié)構(gòu)概念、經(jīng)驗和判斷力，對計算機內(nèi)力分析輸出數(shù)據(jù)的可靠性與否進行判斷。

作為一名結(jié)構(gòu)工程師，如何去把握，或者說有意識地去進行高層建筑結(jié)構(gòu)的概念設計。一句話，對應于高層建筑結(jié)構(gòu)概念設計的三個階段，分別進行概念設計。

首先，在建筑方案設計階段，要正確把握高層建筑結(jié)構(gòu)的概念設計，必須堅持結(jié)構(gòu)設計沒有惟一解的設計理念，充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)工程師的創(chuàng)造力和創(chuàng)新能力，協(xié)助建筑師以達到令業(yè)主滿意的建筑。例如，美國芝加哥第一國家銀行大樓建設之初，銀行業(yè)主追求和向往能在他們銀行大樓的整個底部有一個4層～5層樓高

的無柱大空間，以充分滿足他們銀行業(yè)務在使用功能和形象功能上的需要。在芝加哥第一國家銀行大樓方案設計中，結(jié)構(gòu)工程師和建筑師合作開拓了一種新的結(jié)構(gòu)形式，即將電梯井筒與設備井筒分別設置在建筑物的縱向兩側(cè)，作為巨型柱，并將第一道設備層設置在第6層，往上每隔18層再各自設置一道，作為承載力和剛度很大的巨型水平構(gòu)件，并與周邊的巨型柱有機地剛性連接在一起，從而構(gòu)成了一種巨型框架體系的結(jié)構(gòu)功能與受力特征，不但能有效地抵抗重力荷載和水平荷載，還在整個大樓底部5110㎡ 的面積內(nèi)無一根柱子，實現(xiàn)了業(yè)主夢寐以求的大空間。同時，在建筑方案設計階段，結(jié)構(gòu)工程師所構(gòu)思的結(jié)構(gòu)總體系應有一個多道防線、剛?cè)峤Y(jié)合的理想剛度目標。即具有一定大的剛度和承載力抵御風荷載和規(guī)范設防烈度水準的地震作用，以及在第一道防線的有意識屈服后，在結(jié)構(gòu)變?nèi)岬耐瑫r仍具有足夠大的彈塑性變形能力和延性耗能能力來抵御可能遇到的罕遇大地震。

其次，在初步設計階段，要正確把握高層建筑結(jié)構(gòu)的概念設計，必須掌握各種結(jié)構(gòu)體系的近似計算方法。英國工程師A.L．L．Baker講過：工程師所掌握的最佳計算方法，應該是運用最簡單、最直接的計算方法。而近似的計算方法就是對一個結(jié)構(gòu)工程師進行高層建筑結(jié)構(gòu)設計能力的最基本的要求。例如，對于框架結(jié)構(gòu)體系，必須掌握的近似計算方法為：豎向荷載作用下的直接彎矩分配法，水平荷載作用下的近似計算法。同時，結(jié)構(gòu)工程師還必須了解抗側(cè)力構(gòu)件的變形近似計算，通過獲取不同抗側(cè)力結(jié)構(gòu)(或構(gòu)件)之間的相對剛度比較概念，來大致估算建筑物的變形，以便于提出或比較各種可行的結(jié)構(gòu)總體方案。

最后，在施工圖設計階段，仍然要注意把握和運用高層建筑結(jié)構(gòu)的概念設計。例如，鋼筋混凝土框架柱的軸壓比超過了規(guī)范的限值，我們要結(jié)合具體設計綜合判斷。眾所周知，規(guī)范控制軸壓比限值的目的：要求鋼筋混凝土框架柱截面達到具有較好延的大偏心受壓破壞狀態(tài)，以防止小偏心受壓狀態(tài)的脆性破壞。同時我們知道，影響鋼筋混凝土框架柱截面延的因素除軸壓比外，還有框架柱的配箍特征、核心區(qū)混凝土的抗壓強度等級、縱向鋼筋承擔截面軸壓的能力、框架柱的截面形狀等因素，軸壓比限值的大小必須根據(jù)具體工程設計綜合所有因素進行一定程度的合理調(diào)整。

綜上所述，作為一名結(jié)構(gòu)工程師，在高層建筑結(jié)構(gòu)設計中，應始終堅持概念設計的理念，既不盲目照搬規(guī)范，也不盲從于一體化計算機結(jié)構(gòu)設計程序，任其隨意擺布；只有始終堅持概念設計的理念，才可能不斷地追求盡善盡美的設計思想，而其結(jié)構(gòu)的概念、經(jīng)驗、判斷力和創(chuàng)造力才會隨年齡與實踐的增長而越來越充實，其設計成果才能不斷創(chuàng)新。

參考文獻：

[1] JGJ 3-2010，高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[s]．

[2] GB 50010—2010，混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范[s]．

第9篇：高層建筑的概念范文

【關(guān)鍵詞】 高層建筑；結(jié)構(gòu)； 概念設計

1、 前言

鑒于我國高層建筑呈幾何級快速增長的形式， 高層建筑的類型和功能也隨著變得多樣復雜化， 其結(jié)構(gòu)體系也變得越來越多樣，再加上材料性能與施工安裝可能存在的差異以及其他無法預測的因素等，導致設計計算結(jié)果可能和實際受力情況相差較大。 因此， 在高層結(jié)構(gòu)設計中， 為保證結(jié)構(gòu)的安全可靠性，在定量分析計算的基礎(chǔ)上，根據(jù)結(jié)構(gòu)的受力特點進行結(jié)構(gòu)概念設計是十分必要的。

2、 高層建筑結(jié)構(gòu)設計的特點

1、高層建筑的水平荷載已成為決定性要素，由于樓房的自重與樓面使用荷載在豎構(gòu)件當中所造成軸力與彎矩之數(shù)值， 僅僅和樓房高度的一次方成正比關(guān)系， 而水平荷載對于結(jié)構(gòu)所形成的傾覆力矩及由此而在豎構(gòu)件當中所引起之軸力， 和樓房高度的二次方成正比關(guān)系 因此， 對于某一座具有一定高度的建筑物來說，豎向荷載主要為定值，而水平荷載之風荷載的數(shù)值隨著結(jié)構(gòu)動力特點之不同而出現(xiàn)了較大變化

2、高層建筑的軸向變形不可忽視 高層建筑的豎向荷載值較大， 可在柱中引發(fā)比較大的軸向之變形，將對連續(xù)梁彎矩造成直接影響， 導致連續(xù)梁中間的支座處負彎矩值出現(xiàn)減小趨勢， 不僅跨中正彎矩之和端支座負彎矩值將會增大， 而且還將對預制構(gòu)件下料長度形成

影響， 因而要求依據(jù)軸向變形來計算， 并對下料長度作出調(diào)整

3、是側(cè)移已經(jīng)成為控制性指標 與較低建筑物有所不同的是， 結(jié)構(gòu)側(cè)移成了高層建筑物結(jié)構(gòu)設計當中的重要因素． 因為樓房高度在不斷增加， 由于水平荷載下的結(jié)構(gòu)側(cè)移變形快速變大， 所以水平荷載作用之下的結(jié)構(gòu)側(cè)移應當被控制于限度以內(nèi)

4、結(jié)構(gòu)延性成為重要的設計指標之一 相對一般樓房來說， 高層建筑物的結(jié)構(gòu)顯得更柔 ， 因而一旦出現(xiàn)地震， 其變形也會更加大 為確保結(jié)構(gòu)在塑性變形之后仍然能有較強的變形能力， 從而避免出現(xiàn)倒塌， 因而十分需要在結(jié)構(gòu)上運用合理之措施以保證結(jié)構(gòu)能夠有一定的延性

3、根據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)形式及受力的復雜性，高層建筑結(jié)構(gòu)的設計特點分析如下：

3.1 與普通結(jié)構(gòu)設計相比， 高層建筑結(jié)構(gòu)體系的選型變得尤為重要。 因為它直接關(guān)系到建筑平面布置、 立面選型、 樓層高度、機電管道的設置、 施工技術(shù)的要求、 施工工期和造價。

3.2 在低層結(jié)構(gòu)設計中， 水平荷載產(chǎn)生的內(nèi)力和位移相對較小， 通?？梢院雎裕?在多層結(jié)構(gòu)中， 水平荷載的效應逐漸增大； 而到高層建筑中， 隨著結(jié)構(gòu)高度的增加， 水平荷載產(chǎn)生的內(nèi)力和位移將迅速增大， 成為設計的主要考慮因素。

3.3 高層建筑設計不僅需要較大的承載能力， 而且需要較大的抗側(cè)剛度，使結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下產(chǎn)生的位移限制在一定的范圍內(nèi)， 以滿足結(jié)構(gòu)舒適度、 結(jié)構(gòu)和填充墻及裝飾材料正常使用的要求， 避免結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的附加內(nèi)力。因此， 抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的設計成為高層建筑結(jié)構(gòu)設計的關(guān)鍵問題。

3.4 減輕結(jié)構(gòu)自重在高層建筑中相對普通建筑更有意義。 這種意義體現(xiàn)在兩個方面： 首先， 結(jié)構(gòu)地震作用的效應與結(jié)構(gòu)質(zhì)量成正比， 因此， 減輕結(jié)構(gòu)自重可以減小結(jié)構(gòu)的地震作用效應， 提高結(jié)構(gòu)抗震性能； 其次， 從地基或樁基承載力方面考慮， 減輕結(jié)構(gòu)自重意味著增加高層建筑的地基土方面的使用范圍 (如軟土層)， 減少基礎(chǔ)造價和處理措施。

3.5考慮結(jié)構(gòu)剛度連續(xù)適用性， 盡量避免結(jié)構(gòu)薄弱層的出現(xiàn)。對于高層建筑來說， 由于建筑和設備所要求的層高的變化、 加強層的設置， 結(jié)構(gòu)剛度往往發(fā)生突變， 在突變部位易形成薄弱層。

3.6 結(jié)構(gòu)振動控制。在地震或風荷載作用下， 高層建筑很容易發(fā)生振動， 影響結(jié)構(gòu)的舒適度。 在設計過程中應予以充分考慮。高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設計中要遵循抗震概念設計的基本原則：結(jié)構(gòu)的簡單性；結(jié)構(gòu)的規(guī)則和均勻性；結(jié)構(gòu)的剛度和抗震能力；結(jié)構(gòu)的整體性。

4、 高層建筑結(jié)構(gòu)概念設計

4.1 概念設計主導目標。所謂概念設計即設計師運用必備的設計知識， 結(jié)合歷年來結(jié)構(gòu)事故分析、 模擬試驗的定量分析結(jié)果以及長期以來國內(nèi)外的設計與使用經(jīng)驗分析、歸納和總結(jié)出來的設計對策和措施。以概念設計為指導，能夠正確地解決高層建筑在方案設計、 初步設計和施工圖設計階段的優(yōu)化問題。水平荷載對高層建筑的荷載效應是非線性的，是隨著建筑結(jié)構(gòu)的高度而迅速增加的。隨著建筑結(jié)構(gòu)高度的增加，側(cè)向位移和振動就成為結(jié)構(gòu)的主要控制條件。因此，概念設計應以結(jié)構(gòu)的承載力、 剛度和延性為主導目標， 整體構(gòu)思結(jié)構(gòu)各部分有機相連的結(jié)構(gòu)總體系， 以充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)總體系和主要分體系、 以及分體系與各構(gòu)件之間的最佳受力特征與協(xié)調(diào)關(guān)系，提高高層建筑在水平荷載作用下的各項性能，使結(jié)構(gòu)具有一定大的剛度和承載力來抵御風荷載和小震，保證結(jié)構(gòu)在風荷載和規(guī)范規(guī)定的小震作用下處于彈性工作狀態(tài)。并且還應在第一道防線的有意識屈服后，在結(jié)構(gòu)變?nèi)岬耐瑫r仍具有足夠大的彈塑性變形能力和延性耗能能力來抵御可能發(fā)生的罕遇地震。

4.2 概念設計的原則。高層結(jié)構(gòu)概念設計中， 在滿足主導目標的同時需重視以下基本原則：4.2.1 復雜結(jié)構(gòu)簡單化。首先， 結(jié)構(gòu)設計中應盡量使結(jié)構(gòu)傳力途經(jīng)簡單、 明了， 盡可能避免關(guān)鍵性構(gòu)件在各種荷載工況下產(chǎn)生過大的扭矩。 復雜的傳力途徑很難滿足內(nèi)力與變形的協(xié)調(diào)性，易形成薄弱環(huán)節(jié)； 其次， 運用簡單、 直接和概念清楚的計算方法進行結(jié)構(gòu)的分析計算。

4.2.2 結(jié)構(gòu)平面布置的規(guī)則性和剛度的連續(xù)均勻性。 盡可能使結(jié)構(gòu)平面布置的正交抗側(cè)力中心與建筑物質(zhì)量中心、水平荷載作用中心接近，避免地震和風荷載作用下產(chǎn)生過大的扭轉(zhuǎn)效

應。為避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)薄弱層， 內(nèi)力、 傳力途徑和層間位移角的突變， 結(jié)構(gòu)豎向抗側(cè)力剛度構(gòu)件宜連續(xù)、 均勻。在無法避免的情況下， 必須協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)突變部位的剪切剛度、 彎曲剛度和軸壓剛度的平穩(wěn)過渡。

4.2.3 整體工作性能。實際的建筑物是一個三維的空間結(jié)構(gòu)， 所有的結(jié)構(gòu)構(gòu)件都以相當復雜的方式在共同協(xié)調(diào)工作， 而不是脫離結(jié)構(gòu)總體系的孤立構(gòu)件。因此應保證上部結(jié)構(gòu)與其支承結(jié)構(gòu)(構(gòu)件)整體共同工作， 傳力者和受力者應共同抗力。

4.2.4 在提高高層建筑抵抗側(cè)向力和側(cè)移能力的同時， 盡可能地減少成本。在設計高層建筑時，設法減少抵抗側(cè)向力所需增加的材料用量是十分必要的。這也是衡量一個設計人員水平

高低的主要標準之一， 同時也是對業(yè)主、 對社會資源的一種貢獻。通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)設計方案和結(jié)構(gòu)體系可以達到該目標。

4.2.5 減少結(jié)構(gòu)因水平荷載作用下的振動。 為滿足高層建筑舒適度和安全性的要求， 可采取有效的抗振動措施， 如利用結(jié)構(gòu)自身的薄弱耗能構(gòu)件、 在結(jié)構(gòu)中布置阻尼器等措施， 來改善結(jié)構(gòu)在水平荷載下的振動。

4.2.6 采取必要的構(gòu)造措施。實踐證明， 只重視結(jié)構(gòu)的前期計算， 不重視結(jié)構(gòu)的構(gòu)造處理， 建筑物也不是安全可靠的， 因此，須兩者并重才能設計出安全、 可靠的耐久性建筑。