浅谈高层建筑钢结构设计与混凝土结构设计 石海林

浅谈高层建筑钢结构设计与混凝土结构设计石海林

发表时间：2018-12-17T15:16:51.047Z 来源：《基层建设》2018年第31期作者：石海林

[导读] 摘要：人们的日常生活水平在发展中得到不断的改善,消费水平要求也在逐渐地提高。

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摘要：人们的日常生活水平在发展中得到不断的改善,消费水平要求也在逐渐地提高。在这当下社会,我们最应该重点关注的问题首当其冲便是居住环境,生活条件与居住问题本质上有着千丝万缕的关系。人民的生命财产安全又与住房建筑质量的好坏有着密切联系。这不仅是个人问题,相关单位更应该本着生命负责的态度,对房屋的结构设计以及修建房屋的材料进行严格控制,确保工程施工的质量安全。不仅仅如此,更重要的一点是,若没有采取可行性的建筑设计方案,合理有序的组织管理,那么后续的施工任务很难正常运行。因此我们综合考虑多样化的建筑材料,选择最切合设计要求的施工方案,以此保证建筑工程的顺利进行。

关键词：高层建筑；钢结构设计；混凝土；结构设计

1高层建筑结构轴向变形量的设计

高层建筑结构设计中需要明确实际载荷数值的大小，对高层建筑结构的影响力水平进行分析，明确实际高层建筑结构的最大轴向变形范围，准确的分析实际连续变化水平。按照载荷量的预制结构，对可能产生的变化进行分析，明确实际构件的长度范围，随着长度数值的变化，需要对高层建筑的轴向变形量、剪力、侧移量水平进行分析，确定实际高层建筑结构的侧向偏移控制标准，充分考虑建筑结构的高度范围。按照水平载荷可能产生的侧移变量水平进行分析，尽可能的提升高层建筑结构的设计效果，充分把握侧移量的可控范围。高层建筑的结构需要具有合理的延展性，分析实际低层楼房的不同设计效果，明确实际建筑结构水平。根据实际发生特殊情况标准，合理的分析可能产生的变形量。为了更好的提升高层建筑结构的可塑性，避免高层建筑发生倒塌现象，需要对高层建筑结构采取合理的措施处理。 2结构设计计算分析标准内容

按照实际的结构标准内容进行软件选择分析，明确实际计算软件中SAP、TAT等技术方式，采用合理的计算软件模式进行差异化的分析，确定软件计算结构的异同方式和方法。分析实际是否具有地震放大情况问题，确定结构体系，建筑结构设计过程，周期折减系数。确定实际振型数目量是否足够，对每一个新的规范，对振型、系数进行设计，明确实际的参数限值标准。传统旧的规范设计中，如果未提出新的参数概念，就需要按照实际情况，分析实际符合规范的标准要求。按照计算分析阶段标准，明确实际参数结果的判断范围，确定实际调整数目的取值范围。按照周期对多搭之间的地震周期进行分开计算，对底盘、搭楼的建筑类型进行判断，确定计算分析的建筑类型。建筑结构中往往需要明确实际搭间刚度的差异范围，确定实际振型参数和系数，明确实际误差范围，避免结构不安全的隐患发生。

另外，需要对非结构的相关计算数据和设计标准进行分析，明确实际建筑美观、功能的相关标准，确定主体承载构架，装饰设计构造标准。特别对于建筑屋顶的装饰结构设计，需要明确实际建筑地震作用水平和载荷量，合理的分析实际新规范标准，增加费结构购进的计算设计范围。

3高层建筑混凝土结构设计中应注意的几个问题

3.1方案阶段结构专业应介入

高层建筑结构由于竖向荷载较大且地震和风引起的水平荷载影响大，对抗侧、抗扭刚度均有很高要求，结构体系、结构构件的布置也比较复杂，方案阶段仅靠建筑师的专业知识一般难以作出满足合理结构要求的方案，这就要求方案阶段结构专业就应尽早介入，运用结构概念设计的知识，协助建筑师作出符合结构概念设计要求和抗震、抗风要求的建筑方案，以避免出现方案批复结构专业才介入发现结构不合理，甚至是难以实现的两难境地。

3.2结构设计应重视概念设计

因为建筑结构理论和结构计算结果与结构实际的情况存在着一定程度的差异以及地震时地震动的不确定性，结构工程师在设计高层混凝土结构时，既要尊重理论计算结果，进行合理的计算，也要学会分析计算结果的可靠性和准确性。运用概念分析判断对提高结构计算的可靠性，改进设计质量有着十分重要的作用。以下为概念设计的一些基本原则：

3.2.1以满足承载力、刚度、延性为主导目标，实施多道防线、刚柔相济的理想刚度目标，从具体的结构整体设计中（包括细部构造措施）去满足。

3.2.2结构的受力与传力途径越简单、直接和明确越好。

3.2.3应当尽可能采用平面布置较规则的平面布局，结构构件布置较均匀，有利于缩小建筑的刚度中心和质量中心的距离，减少结构在地震和风荷载中的扭转效应。

3.2.4沿建筑物竖向，建筑体型和结构布置也应尽可能连续、均匀，避免刚度、承载力和传力途径的突变以限制在竖向某一楼层或几个楼层出现敏感的薄弱部位，从而减少这些部位在地震和风荷载作用时产生过大的应力集中或过大的变形进而导致整个结构失效的可能性。

3.2.5布置剪力墙时，尽可能在不增加合理剪力墙面积的前提下，把剪力墙均衡的布置在建筑周边，这样可在不增加成本的前提下，提高结构的抗侧刚度和抗扭刚度。

3.3高层建筑结构设计应在设计的各个阶段不断优化，进行精细化设计

结构工程师方案阶段应配合建筑师，运用结构概念设计的原则，优选结构体系和结构构件的布置。初步设计阶段结合电算，选择合理的计算参数、准确的荷载，经几轮反复计算调整，确定合理的构件几何尺寸、材料参数（强度、弹性模量）。施工图阶段配合建筑、设备各专业的调整进行调整计算，确保计算模型贴合实际，计算结果合理、有效；绘制施工图时，配筋即满足安全要求，又控制在一定的合理范围内，不过度放大，保证设计的经济合理性；选择合理的配筋构造。

3.4高层建筑结构设计应判断结构计算结果的合理有效性

3.4.1单位面积总荷载标准值是否合理，结构自振周期是否正常对一般工程，不考虑折减的计算自振周期大概在下列范围：框架结构：T1=（0.08～0.1）n框架-剪力墙和框架-筒体结构：T1=（0.06～0.08）n剪力墙结构和筒中筒结构：T1=（0.04～0.05）n，注：n为建筑物层数如果计算结果偏离上述经验值太远，应考虑构件截面是否太大或太小，剪力墙数量是否合理，应进行适当调整。

3.4.2墙柱轴压比是否接近规范上限值且又使大部分墙柱为构造配筋

控制柱墙的轴压比主要为控制结构延性。控制墙柱轴压比接近规范上限且大多数墙柱为构造配筋，这样既可满足结构延性要求，又可