前言：想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎？我們特意為您整理了5篇房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文范文，相信會(huì)為您的寫作帶來幫助，發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。

房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文范文第1篇

【關(guān)鍵字】輕鋼門式，剛架結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)要點(diǎn)，注意問題

中圖分類號(hào)：TU318文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

一．前言

輕型鋼門式鋼架結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中是普遍存在的，因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有很強(qiáng)的優(yōu)勢，是其他一些建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所無法比擬的。為了更大范圍的發(fā)揮這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)勢，確保這種鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，我們就需要對該種鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)進(jìn)行分析，克服在輕型鋼門式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題，掌握其設(shè)計(jì)要點(diǎn)，使輕型鋼門式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得到更大的發(fā)展。

二．輕鋼門式剛架結(jié)構(gòu)相關(guān)概述

1．輕鋼門式剛架結(jié)構(gòu)形式

輕鋼門式剛架的結(jié)構(gòu)形式多樣，主要有以下幾種：單跨、雙跨、多跨剛架以及帶挑檐的剛架等。

2．輕鋼門式剛架結(jié)構(gòu)典型優(yōu)勢

（一）自重輕

輕鋼框架結(jié)構(gòu)重量比很高，墻厚較薄，因此可以使房屋的跨度達(dá)到很大，鋼材可根據(jù)不同用途合理分配截面尺寸的高寬比，使用面積較其他結(jié)構(gòu)要提高很多。輕鋼結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)相比，自重約為后者的一半 。在工程設(shè)計(jì)中可以根據(jù)實(shí)際情況達(dá)到個(gè)性化的要求 。

（二）結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，抗震性能突出

輕鋼框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性良好 ，鋼梁、鋼柱組成柔性框架，可充分發(fā)揮鋼材強(qiáng)度高、延性好 、塑性變形能力強(qiáng)的特點(diǎn)，以吸收部分地震能量，房屋的抗拉伸、扭曲 、震動(dòng)的能力得以強(qiáng)化，而且適合建造在各種地質(zhì)條件的地基上，提高了結(jié)構(gòu)的安全可靠性 。

（三）施工速度快

一般情況下，輕鋼框架結(jié)構(gòu)建筑的施工由于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化 、定型化，構(gòu)件加工制作工業(yè)化 ，另外加上現(xiàn)場安裝施工的過程中不受氣候影響 ，簡單快捷 ，時(shí)間相對鋼混結(jié)構(gòu)住宅縮短 工 時(shí)1／3~1／2，加快了資金周轉(zhuǎn)，大大提高了投資回報(bào)速度 。

三．輕鋼門式剛架設(shè)計(jì)

1． 剛架的間距

剛架的架間距與剛架的跨度、屋面荷載及檁條形式等因素有關(guān)，剛架跨度較小時(shí)，選用較大的剛架間距，增加檁條的用鋼量是不經(jīng)濟(jì)的，但是，如果對間距進(jìn)行稍微的變動(dòng)，不僅既經(jīng)濟(jì)，同時(shí)對于也不至于對結(jié)構(gòu)的質(zhì)量產(chǎn)生太大的影響。

2．剛架橫梁的截面高度與其跨度之比

對格構(gòu)式剛架橫梁，截面高度宜采用跨度1／l5-1／25；對實(shí)腹式剛架橫梁，截面高度宜采用跨度的1／30～1／45：輕型剛架采用比值的下限。

3．柱腳的假定

按柱腳與基礎(chǔ)的連接形式，可分為剛接和鉸接兩種。經(jīng)計(jì)算比較，與基礎(chǔ)剛接的剛架比鉸接的剛架可節(jié)省鋼材l0%—15％，并且在提高結(jié)構(gòu)承載力和減小剛架側(cè)向位移方面，比鉸接剛架有利。但剛接剛架的基礎(chǔ)造價(jià)高，對地基條件的要求也比較高，如果把柱基做得符合剛接要求，對于輕型剛架并不一定經(jīng)濟(jì)，所以一般采用鉸接柱腳。

四．輕鋼門式鋼架節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)

1．柱腳

剛架柱腳與基礎(chǔ)的連接形式分理論鉸接、工程鉸接和剛接3種，分別示于圖1。而圖1所示的連接形式也難以抵抗柱腳的轉(zhuǎn)動(dòng)，柱腳實(shí)測應(yīng)力值比計(jì)算值小，柱頂實(shí)測應(yīng)力值偏大。鉸接柱腳是門式剛架設(shè)計(jì)中常用的假定條件，柱腳具有部分的嵌固性，不會(huì)對剛架的受力產(chǎn)生不利的影響。在屋面的恒截和風(fēng)載的作用下，理論鉸接的柱頂位移過大，上述試驗(yàn)實(shí)測值為7．04cm，工程鉸接可以改善這種情況。實(shí)測值為5．26cm，剛接的情況最好為2．94cm。

圖1鋼架柱腳形式

因墻體材料不同和柱腳連接的形式各異，對柱頂側(cè)移的限值沒有明確規(guī)定。為防止產(chǎn)生能夠影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性的變位，將柱頂水平位移限制在1／150柱高以內(nèi)比較合適。

2．角隅和屋脊節(jié)點(diǎn)

為保證節(jié)點(diǎn)連接的剛性和便于布置連接螺栓，常在角隅和屋脊處加腋。加腋高度一般為橫梁截面高度為1/2，由橫梁截面斜切而成。帶加腋的門式剛架可以減少橫梁的彎矩，從而可減小其截面的尺寸，當(dāng)然也相應(yīng)加大了柱子的彎矩，因?yàn)闄M梁的總長度通常大于柱子的長度，這樣節(jié)約下來的鋼材可以補(bǔ)償加腋所用的費(fèi)用。

在屋脊處的加腋不僅有利于節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，而且有助于減少剛架的垂直撓度，但由于屋脊附近的彎矩變化比較平緩，故對提高剛架的承載力并不起直接作用。

3．柱頂腹板的加勁肋

柱頂腹板常設(shè)置加勁肋，以提高角隅處板域的抗剪強(qiáng)度，如圖3所示。同時(shí)由于圖2柱頂腹板加勁形式柱翼緣板的厚度一般小于橫梁端板的厚度，為防止柱翼緣板在受拉螺栓的作用下產(chǎn)生撓曲變形，在柱翼緣受拉螺栓附近設(shè)置加勁板(圖2a)。圖2c采用對角線受拉加勁肋與短加勁板相結(jié)合的形式，使加勁肋在結(jié)構(gòu)上更有效，并且可克服采用其他形式加勁肋可能碰到的穿螺栓的困難。

圖2 柱頂腹板加勁形式

4．檐口構(gòu)件

剛架之間角隅處的檐口構(gòu)件，應(yīng)設(shè)計(jì)得比較剛強(qiáng)。檐口構(gòu)件包括角隅處垂直支撐、墻梁和檁條等。它對柱頂提供“定位約束”，并把縱向風(fēng)力傳遞給支撐系統(tǒng)，同時(shí)為角隅處受壓內(nèi)翼緣提供側(cè)向約束。

為角隅處設(shè)置的垂直支撐，將檐口構(gòu)件與受壓內(nèi)票緣直接而可靠地連接起來，防止側(cè)間撓曲。如果是弧形內(nèi)翼緣，支撐應(yīng)設(shè)置于弧的中點(diǎn)或靠近中點(diǎn)處。在直梁和直柱的情況下，應(yīng)設(shè)置于它們的交點(diǎn)，或沿角隅處柱內(nèi)翼緣垂直布置。雖然在角隅處彎矩下降比較快，在距角隅很近的距離內(nèi)受壓內(nèi)翼緣的彎曲應(yīng)力已，不太大，但還應(yīng)在附近設(shè)置側(cè)向支撐點(diǎn)，一般在內(nèi)翼緣的轉(zhuǎn)折處，或曲線加腋的弧形端點(diǎn)。

在鋼架角隅處測向支撐曲線加腋的角隅中，b2／Rt的關(guān)系應(yīng)小于2，以減小曲線翼緣的法向分力向腹板集中的程度，此處b為翼緣的寬度，t為翼緣的厚度，R為益線加腋的益率半徑。通常可用加強(qiáng)的墻梁和檀條，利用角撐為受壓內(nèi)翼緣提供側(cè)面支撐。

五．結(jié)束語

輕型鋼門式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對于建筑工程鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來說具有十分重要的作用，對于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展也是具有重大意義的，因此我們應(yīng)該加強(qiáng)對于輕型鋼門式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的探討。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙希平 某輕鋼門式鋼架廠房火災(zāi)后的恢復(fù)第三屆全國現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集2003-07-01中國會(huì)議

[2]葉飛; 李其成; 沈小璞 帶有長懸臂雨篷超大跨度門式鋼架結(jié)構(gòu)的有限元分析安徽建筑工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)2011-12-15期刊

[3]呂輝勇 輕型門式剛架平面內(nèi)穩(wěn)定性能及空間性能分析蘭州理工大學(xué)2006-05-01碩士

房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文范文第2篇

論文關(guān)鍵詞：門式剛架，適用范圍及結(jié)構(gòu)形式，材料選用，風(fēng)荷載，支撐布置，保溫隔熱

 

0 前言

近幾年，門式剛架房屋在工業(yè)建筑中得到廣泛利用，這種房屋結(jié)構(gòu)簡單、施工方便、經(jīng)濟(jì)適用，適用范圍包括工業(yè)廠房、庫房、值班室、車庫等建筑，主要形式見圖1。結(jié)合近幾年的工程設(shè)計(jì)，談一下門式剛架房屋設(shè)計(jì)應(yīng)注意的幾個(gè)問題。

1 適用范圍及結(jié)構(gòu)形式

《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（CECS102:2002）(簡稱門式剛架規(guī)程) 第1.0.2條指出門式剛架結(jié)構(gòu)適用于主要承重結(jié)構(gòu)為單跨或多跨實(shí)腹門式剛架、具有輕型屋蓋和輕型外墻、無橋式吊車或有起重量不大于20t的A1~A5工作級別的橋式吊車或3t懸掛式起重機(jī)的單層房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

門式剛架的跨度宜采用9~36m，高度一般為4.5~9m，當(dāng)有橋式吊車時(shí)高度不宜大于12m。

實(shí)際工程設(shè)計(jì)時(shí)，由于工藝專業(yè)要求或其他條件要求，門式剛架房屋的高度可能超過規(guī)范限制，或吊車起重量超過20t，此時(shí)已經(jīng)超過門式剛架規(guī)程的應(yīng)用范圍，應(yīng)按照單層鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)。

在門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)體系中，屋蓋宜采用壓型鋼板屋面板和冷彎薄壁型鋼檁條，主剛架可采用變截面實(shí)腹剛架。主剛架斜梁下翼緣和剛架柱內(nèi)翼緣出平面的穩(wěn)定性，由與檁條或墻梁相連接的隅撐來保證。

2 材料選用

2．1 規(guī)范規(guī)定材料選用，及基本設(shè)計(jì)規(guī)定

門式剛架的主要承重構(gòu)件應(yīng)采用Q235B、C、D碳素結(jié)構(gòu)鋼或Q345B、C、D低合金高強(qiáng)度鋼。

在抗震區(qū)，鋼材的屈服強(qiáng)度實(shí)測值與抗拉強(qiáng)度實(shí)測值的比值不應(yīng)大于0.85；鋼材應(yīng)有明顯的屈服臺(tái)階，且伸長率不應(yīng)小于20%，鋼材應(yīng)有良好的焊接性和合格的沖擊韌性。

由于單層門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的自重比較小，設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)抗震設(shè)防烈度為7度時(shí)，一般不需做抗震驗(yàn)算，當(dāng)為8度及以上時(shí)，橫向剛架和縱向框架均需做抗震驗(yàn)算。

對輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)，當(dāng)由地震作用效應(yīng)組合控制設(shè)計(jì)時(shí)，尚應(yīng)針對輕型鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)采取相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施。例如，構(gòu)件之間的連接應(yīng)盡量采用螺栓連接；斜梁下翼緣與剛架柱的連接處宜加腋以提高該處的承載力，該處附近翼緣受壓區(qū)的寬厚比宜適當(dāng)減小；柱腳的抗剪、抗拔承載力宜適當(dāng)提高，柱腳底板宜設(shè)抗剪鍵，并采取提高錨栓抗拔力的相應(yīng)構(gòu)造措施；支撐的連接應(yīng)按支撐屈服承載力的1.2倍設(shè)計(jì)等。

2．2 經(jīng)濟(jì)性比較

進(jìn)行工程設(shè)計(jì)時(shí)，在滿足受力要求的前提下，還應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性比較，保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全可靠，經(jīng)濟(jì)適用。比如：在同樣設(shè)計(jì)條件下，一榀剛架（高度為13.28m，跨度為66m），在滿足受力條件下，采用Q235B鋼材時(shí)，單榀剛架的重量為12.39t，采用Q345B鋼材時(shí)，單榀剛架的重量為10.52t；按江西地區(qū)的報(bào)價(jià)，Q235B鋼材的造價(jià)為5000元/t，Q345B鋼材的造價(jià)為5550元/t；這樣，采用Q235B鋼材時(shí)，單榀剛架造價(jià)為6.2萬元；采用Q345B鋼材時(shí)，單榀剛架造價(jià)為5.84萬元，經(jīng)過綜合比較材料選用，采用Q345B鋼材比較合理。

通過以上比較可以看出，設(shè)計(jì)人員不僅要有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)，還應(yīng)對主要建筑材料的價(jià)格有一定的了解，通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)方案，可為業(yè)主節(jié)省一定投資。

3 風(fēng)荷載計(jì)算

3．1 規(guī)范選用

輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載，是以《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2001)(2006年版)（以下簡稱荷載規(guī)范）為基礎(chǔ)確定的，當(dāng)柱腳為鉸接且剛架的1/h小于2.3和柱腳剛接且1/h小于3.0時(shí)，采用荷載規(guī)范規(guī)定的風(fēng)荷載體型系數(shù)進(jìn)行剛架設(shè)計(jì)偏于安全；而在其他情況下，按門式剛架規(guī)程計(jì)算偏于安全站。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意區(qū)分以上情況，避免一律采用門式剛架規(guī)程設(shè)計(jì)，影響結(jié)構(gòu)安全。

3．2 參數(shù)選用

參考國外規(guī)范，按門式剛架規(guī)程計(jì)算風(fēng)荷載時(shí)，基本風(fēng)壓值應(yīng)乘以綜合調(diào)整系數(shù)1.05。

設(shè)計(jì)剛架時(shí)，風(fēng)荷載體型系數(shù)應(yīng)分別按四種受力模型取值，既端區(qū)封閉式、端區(qū)部分封閉式、中間區(qū)封閉式和中間區(qū)部分封閉式，在不同位置及是否封閉狀態(tài)下，剛架體型系數(shù)取值是不同的。許多設(shè)計(jì)者往往僅取中間封閉區(qū)計(jì)算，而忽略其他位置的剛架驗(yàn)算，這種做法是不對的，有時(shí)端區(qū)受力可能更大。此外，房屋布置天窗或有高低跨時(shí)，體形系數(shù)應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)范取值，不得混淆取值。檁條設(shè)計(jì)也有同樣的問題。

4 支撐布置

門式剛架房屋應(yīng)設(shè)柱間支撐及屋面支撐，支撐可采用鋼管、角鋼、槽鋼、圓鋼等截面形式，支撐布置除應(yīng)滿足門式剛架規(guī)程第4.5節(jié)要求以外，還應(yīng)注意以下問題：

4．1 帶吊車結(jié)構(gòu)

剛架跨度大于18m且設(shè)有起重量≥16t的吊車時(shí)，宜在剛架端節(jié)間增設(shè)縱向支撐。當(dāng)?shù)踯嚻鹬亓繛?0t時(shí)，宜在牛腿頂標(biāo)高處沿縱向剛架柱外側(cè)之間設(shè)型鋼水平系桿。

4．2 無法設(shè)柱間支撐結(jié)構(gòu)

對于無法設(shè)置柱間支撐的低矮門式剛架房屋（如車庫），宜在縱向剛架之間設(shè)置剛接型鋼梁，保證縱向穩(wěn)定。

4．3 增設(shè)分配梁

當(dāng)山墻抗風(fēng)柱位置不在屋面橫向支撐節(jié)點(diǎn)附近時(shí)，應(yīng)在支撐交叉點(diǎn)處增設(shè)分配梁。

4．4 柱腳錨栓

計(jì)算設(shè)柱間支撐的柱腳錨栓上拔力時(shí)應(yīng)記錄柱間支撐產(chǎn)生的最大豎向分力材料選用，這是門式剛架規(guī)程第7.2.19強(qiáng)條規(guī)定，但設(shè)計(jì)人員往往容易忽視。對于設(shè)吊車或者其他水平荷載較大的房屋，柱間支撐產(chǎn)生的上拔力較大，如果不計(jì)入，可能會(huì)造成錨栓被拔起的嚴(yán)重后果。

5 保溫隔熱

屋面和墻面的保溫隔熱構(gòu)造均應(yīng)根據(jù)熱工計(jì)算確定。屋面保溫隔熱可采用下列方法之一：

1．在壓型鋼板下設(shè)帶鋁箔防潮層的玻璃纖維氈或礦棉氈卷材；若防潮層未用纖維增強(qiáng)，尚應(yīng)在底部設(shè)置鋼絲網(wǎng)或玻璃纖維織物等具有抗拉能力的材料，以承托隔熱材料的自重；

2. 金屬復(fù)合夾芯板；

3. 在雙層壓型鋼板中間填充保溫材料。

外墻保溫隔熱可采用下列方法之一：

1. 采用與屋面相同的保溫隔熱做法；

2. 外側(cè)采用壓型鋼板，內(nèi)側(cè)采用預(yù)制板，紙石膏板或其他纖維板，中間填充保溫材料；

3. 采用多孔磚等砌體。

6 結(jié)語

還有其他問題，如剛架在施工中應(yīng)及時(shí)安裝支撐，嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)定的安裝順序；柱腳底板下面的每根錨栓，應(yīng)設(shè)置調(diào)整螺母，校準(zhǔn)后進(jìn)行二次灌漿；底板的連接、柱與牛腿的連接、梁端板的連接、吊車梁及支承局部懸掛荷載的吊架，不得采用單面焊等，不再一一例舉，希望以上問題能對讀者今后的設(shè)計(jì)起到有益作用。

參考文獻(xiàn)

[1]CECS 102：2002 門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程

[2]GB 50009-2001 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（2006年版）

房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文范文第3篇

關(guān)鍵詞：民用建筑；層次分析法；優(yōu)化改進(jìn)

隨著各種新型結(jié)構(gòu)和材料的引進(jìn)和運(yùn)用，結(jié)合我國現(xiàn)狀研究高層住宅的抗震性能已成為一種趨勢，這也是國民經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展和國計(jì)民生的重要保證。研究高層和超高層房屋的抗震性和經(jīng)濟(jì)性涉及因素多,必須對方案從整體上進(jìn)行綜合評價(jià),建立正確的決策模型,從而得到客觀合理的優(yōu)劣排序，并在此基礎(chǔ)上對各建筑結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。

1傳統(tǒng)民用建筑結(jié)構(gòu)方案初選

1．1多層磚混結(jié)構(gòu)房屋

特點(diǎn)：磚混結(jié)構(gòu)中的“磚”，是指一種統(tǒng)一尺寸的建筑材料，也包括其他尺寸的異型黏土磚、空心磚等。 “混”是指由鋼筋、水泥、沙石、水按一定比例配制的鋼筋混凝土配料，包括樓板、過梁、樓梯、陽臺(tái)。這些配件與磚做的承重墻相結(jié)合，所以稱為磚混結(jié)構(gòu)。磚混結(jié)構(gòu)住宅一般以多層 （24米以下，住宅10層以下）住宅為主，其抗震性能比起以下三者相對弱一些。

1.2框架結(jié)構(gòu)房屋

特點(diǎn)：由鋼筋混凝土澆灌成的承重梁柱組成骨架，再用空心磚或預(yù)制的加氣混凝土、陶粒等輕質(zhì)板材作隔墻分戶裝配而成。墻主要是起圍護(hù)和隔離的作用，由于墻體不承重，所以可由各種輕質(zhì)材料制成。

1.3剪力墻結(jié)構(gòu)房屋

特點(diǎn)：剪力墻是用鋼筋混凝土墻板來承擔(dān)各類荷載引起的內(nèi)力，并能有效控制結(jié)構(gòu)的水平力，這種用剪力墻來承受豎向和水平力的結(jié)構(gòu)稱為剪力墻結(jié)構(gòu)。剪力墻結(jié)構(gòu)在高層（10層及10層以上的居住建筑或高度超過24米的建筑）房屋中被大量運(yùn)用。

1.4鋼結(jié)構(gòu)房屋

特點(diǎn)：鋼結(jié)構(gòu)是以鋼材為主要結(jié)構(gòu)材料。鋼材的特點(diǎn)是強(qiáng)度高、重量輕，同時(shí)由于鋼材料的勻質(zhì)性和強(qiáng)韌性，可有較大變形，能很好地承受動(dòng)力荷載，具有很好的抗震能力。一般的超高層建筑（100米以上）或者跨度較大的建筑通常應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)。不過，由于鋼結(jié)構(gòu)建筑的造價(jià)相對較高，目前應(yīng)用不是非常普遍。

2.4各方案的總排序

表4-10各方案總排序

因素

方案 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 Wi 排序結(jié)果

0.321 0.160 0.107 0.160 0.107 0.080 0.065

A1 0.355 0.261 0.429 0.048 0.077 0.107 0.063 0.230 3

A2 0.284 0.087 0.214 0.238 0.385 0.160 0.313 0.240 2

A3 0.203 0.130 0.214 0.286 0.308 0.092 0.187 0.207 4

A4 0.158 0.522 0.413 0.428 0.230 0.641 0.437 0.351 1

3.建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化

3.1傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣態(tài)勢和改進(jìn)空間分析

3.1.1磚混結(jié)構(gòu)

優(yōu)劣態(tài)勢：由于磚混結(jié)構(gòu)的材料成本低，建造簡單，故其造價(jià)相對較低，施工較容易。但由于磚混結(jié)構(gòu)是由鋼筋混凝土配料與由粘土磚、空心磚等做的承重墻結(jié)合，故其抗震能力和耐用性相對較差，結(jié)構(gòu)自重偏大，空間布置也不靈活。

改進(jìn)空間：由于磚混結(jié)構(gòu)是傳統(tǒng)的房屋結(jié)構(gòu)，發(fā)展較其他結(jié)構(gòu)快，技術(shù)已經(jīng)達(dá)到幾乎完全成熟，故磚混結(jié)構(gòu)改進(jìn)空間很小。

綜上，磚混結(jié)構(gòu)各方面相對其他傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)較弱，且?guī)缀鯖]有改進(jìn)空間。

3.1.2框架結(jié)構(gòu)

優(yōu)劣態(tài)勢：根據(jù)層次分析法，框架結(jié)構(gòu)建安成本低于剪力墻結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)，且耐用性好，但框架結(jié)構(gòu)最大的缺點(diǎn)就是施工過程繁瑣復(fù)雜，抗震能力相對鋼結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)較弱。

改進(jìn)空間：由于現(xiàn)階段各種減震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用很多，將其應(yīng)用于框架結(jié)構(gòu)中可以有效增強(qiáng)框架結(jié)構(gòu)的抗震能力，故框架結(jié)構(gòu)的改進(jìn)空間相對磚混結(jié)構(gòu)較大。

綜上，框架結(jié)構(gòu)抗震能力較弱的缺點(diǎn)可以通過應(yīng)用合適的減震設(shè)計(jì)來改進(jìn)。

3.1.3剪力墻結(jié)構(gòu)

優(yōu)劣態(tài)勢：根據(jù)層次分析法，剪力墻結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)自重偏重，大大影響其建設(shè)高度；且由于剪力墻結(jié)構(gòu)布置不靈活，致使其適應(yīng)性弱于框架結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)。

改進(jìn)空間：針對剪力墻結(jié)構(gòu)布置不靈活的缺點(diǎn)，框架―剪力墻結(jié)構(gòu)可以彌補(bǔ)。它是框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)兩種體系的結(jié)合，吸取了各自的長處，既能為建筑平面布置提供較大的使用空間，又具有良好的抗力性能。這種結(jié)構(gòu)的住房有很好的抗震性。而使用自重較輕的材料構(gòu)成剪力墻可以彌補(bǔ)剪力墻結(jié)構(gòu)自重較大的缺點(diǎn)。

3.1.4鋼結(jié)構(gòu)

優(yōu)劣態(tài)勢：與傳統(tǒng)的住宅相比，由于鋼結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱快，比熱小，隨著溫度的升高，鋼材的機(jī)械力學(xué)性能迅速下降，未加防火保護(hù)的鋼結(jié)構(gòu)，遭遇火災(zāi)只需10幾分鐘時(shí)間，自身溫度就可達(dá)540℃以上，故鋼結(jié)構(gòu)有不耐高溫且易腐蝕的缺點(diǎn)。

改進(jìn)空間：針對鋼結(jié)構(gòu)易腐蝕和不耐高溫的缺點(diǎn)，可以通過鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件防火來彌補(bǔ)，以減輕鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中的破壞，避免鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中局部倒塌造成滅火及人員疏散的 困難；盡可能延長鋼結(jié)構(gòu)到達(dá)臨界溫度的過程，以爭取時(shí)間滅火救人；避免鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中整體倒塌造成人員傷亡；減少火災(zāi)后鋼結(jié)構(gòu)的修復(fù)費(fèi)用，縮短災(zāi)后結(jié)構(gòu)功能恢復(fù)周期，減少間接經(jīng)濟(jì)損失。

綜上，通過提高鋼結(jié)構(gòu)的防火防腐性能可以改善鋼結(jié)構(gòu)，其改進(jìn)空間較大。

3.2優(yōu)化傳統(tǒng)民用建筑結(jié)構(gòu)

3.2.1框架結(jié)構(gòu)房屋

優(yōu)化方案：根據(jù)框架結(jié)構(gòu)優(yōu)劣方案和改進(jìn)空間的分析，可以通過應(yīng)用合適的減震設(shè)計(jì)來改進(jìn)。由于框架結(jié)構(gòu)房屋主要是由框架承重，利用限制屈曲支撐（BRB）這種新型耗能減震構(gòu)件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼支撐可以降低框架結(jié)構(gòu)房屋在地震中的結(jié)構(gòu)位移，大大消耗地震能量，減輕結(jié)構(gòu)中的扭轉(zhuǎn)變形。

3.2.2框架-剪力墻結(jié)構(gòu)房屋

優(yōu)化方案：為了增強(qiáng)剪力墻結(jié)構(gòu)的空間布置靈活程度，可以將剪力墻結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)結(jié)合起來形成框剪結(jié)構(gòu)。而框剪結(jié)構(gòu)中的框架-核心筒結(jié)構(gòu)，不僅由于建筑采用框架結(jié)構(gòu)得以獲得寬敞的使用空間，而且十分有利于結(jié)構(gòu)受力。為了彌補(bǔ)傳統(tǒng)剪力墻自重較重的缺點(diǎn)，我們可以擺脫傳統(tǒng)材料的束縛，使用鋼板剪力墻。鋼板剪力墻是20世紀(jì)70年展起來的新型抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，其主要是提供結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度、抗剪強(qiáng)度和抗震延性。鋼板剪力墻由周邊框架和內(nèi)嵌鋼板組成，具有自重輕、安裝方便等特點(diǎn)，這剛好彌補(bǔ)了傳統(tǒng)剪力墻自重大的缺點(diǎn)。

3.2.3鋼結(jié)構(gòu)房屋

優(yōu)化方案：為了克服鋼結(jié)構(gòu)建筑不耐火的缺點(diǎn)，可以使用防火板材和防火涂料來對鋼結(jié)構(gòu)實(shí)施防火保護(hù)。目前市場上防火涂料品種繁多，效果也不盡相同。超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料是使用較廣泛的新型材料，該類防火涂料在受火時(shí)緩慢膨脹發(fā)泡形成致密堅(jiān)硬的防火隔熱層。針對鋼結(jié)構(gòu)易被腐蝕的缺點(diǎn)，常用噴鋅或噴鋁，加重腐蝕涂料構(gòu)成長效防腐結(jié)構(gòu)，或者用配套重防腐涂料涂裝防護(hù)。

4結(jié)論

磚混結(jié)構(gòu)的建造技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，改進(jìn)空間較小；框架結(jié)構(gòu)針對施工過程繁瑣復(fù)雜，抗震能力相對較弱的缺點(diǎn)，采用在建筑抗震能力較弱部位布置BRB支撐的方法來進(jìn)行改進(jìn)，具有一定的改進(jìn)空間；剪力墻結(jié)構(gòu)布置不靈活的缺點(diǎn)通過與其它結(jié)構(gòu)結(jié)合改進(jìn)成為框架-核心筒結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，剪力墻自重大的缺點(diǎn)使用鋼板剪力墻減輕自重；鋼結(jié)構(gòu)易腐蝕并且不耐高溫，通過使用超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料及噴鋁涂層加防腐涂料封閉的方法來改善。

參考文獻(xiàn)

[1] 鄒晶,李元齊. 鋼結(jié)構(gòu)住宅體系在我國的發(fā)展現(xiàn)狀及存在問題[J]

[2] 徐濤．對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分析[J]

房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文范文第4篇

【關(guān)鍵詞】抗震設(shè)防烈度；基礎(chǔ)埋深；底部嵌固層；高寬比；不規(guī)則性；偏心距；開洞；梁高度

1. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選型問題

對于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來講，按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及擬建場地的抗震設(shè)防烈度以經(jīng)濟(jì)、合理、安全、可靠的設(shè)計(jì)原則，選擇相應(yīng)的結(jié)構(gòu)體系，一般分為六大類：框架結(jié)構(gòu)體系、剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框架——剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框——筒結(jié)構(gòu)體系、筒中筒結(jié)構(gòu)體系、束筒結(jié)構(gòu)體系。

高層和超高層建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中除采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（代號(hào)RC）外，還采用型鋼混凝土結(jié)構(gòu)（代號(hào)SRC），鋼管混凝土結(jié)構(gòu)（代號(hào)CFS）和全鋼結(jié)構(gòu)（代號(hào)S或SS）。 > 東南科技研發(fā)中心，建筑高度100m，柱網(wǎng)為8.4m，抗震設(shè)防烈度為6度，采用框架——剪力墻或框——筒結(jié)構(gòu)體系較為經(jīng)濟(jì)合理，這種結(jié)構(gòu)體系的剪力墻或筒體是很好的抗側(cè)力構(gòu)件，常常承擔(dān)了大部分的風(fēng)載和地震荷載產(chǎn)生的水平側(cè)力，總體剛度大，側(cè)移小，且滿足玻璃幕墻的外裝飾要求。

一個(gè)合理的設(shè)計(jì)必須選擇一個(gè)經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)方案，也就是要選擇一個(gè)切實(shí)可行的結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)體系應(yīng)受力明確，傳力簡捷。同一結(jié)構(gòu)單元不宜混用不同結(jié)構(gòu)體系，地震區(qū)應(yīng)力求平面和豎向規(guī)則。總而言之，必須對工程的設(shè)計(jì)要求、材料供應(yīng)、地理環(huán)境、施工條件等情況進(jìn)行綜合分析，并與建筑、電、水、暖等專業(yè)充分協(xié)商，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型，確定結(jié)構(gòu)方案，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行多方案比較，擇優(yōu)選用。

2. 基礎(chǔ)埋深問題

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都是相互連接的，當(dāng)?shù)叵萝噹旎A(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頂板應(yīng)按嵌固層要求設(shè)計(jì)，地下車庫應(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)該要從地下車庫地面算起。高層建筑通常設(shè)地下室來滿足埋深要求，主要有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢：

（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。

3. 房屋高寬比

房屋高度指室外地面至主樓主要屋面的高度。房屋寬度按所考慮方向的最小投影寬度作為建筑物的計(jì)算寬度。 對帶裙房的高層建筑，當(dāng)裙房面積與其上塔樓面積比大于2.5或裙房抗側(cè)剛度與其上塔樓抗側(cè)剛度比大于2.0時(shí)，可取裙房以上部分的房屋高度和寬度計(jì)算高寬比。

4. 建筑結(jié)構(gòu)不規(guī)則性界定

建筑結(jié)構(gòu)不規(guī)則性除應(yīng)按高規(guī)4.3與4.4節(jié)的相關(guān)規(guī)定界定外，還需注意以下問題：

（1）計(jì)算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的最大位移比時(shí)應(yīng)按剛性樓板假定。

（2）當(dāng)結(jié)構(gòu)的位移比和周期比超規(guī)范規(guī)定時(shí)，說明結(jié)構(gòu)的抗扭剛度相對結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度偏小，結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)較大。在結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度較大，結(jié)構(gòu)的層間位移滿足要求的情況下，可減小結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度，對樓層中部結(jié)構(gòu)做減法，可取消、減短、減薄剪力墻，減小連梁高度等。當(dāng)結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度較小，側(cè)移較大時(shí)，可對樓層周邊結(jié)構(gòu)做加法，可增大周邊構(gòu)件的剛度。對帶裙房高層建筑，帶裙房部分樓層的位移比和周期比往往超規(guī)范規(guī)定。由于裙房高度不高，裙房樓層的絕對側(cè)移值很小，因此可不按高層建筑的側(cè)移控制條件來要求裙房，即位移比可適當(dāng)放寬。 轉(zhuǎn)貼于 中國論文下載中心。

（3）對某些建筑，因功能需要，下部幾層為大空間，上部為辦公或客房，隔墻較多，上下層剛度差別較大，此時(shí)剛度變化處的下一層宜指定為薄弱層，進(jìn)行內(nèi)力放大調(diào)整。

5. 框架結(jié)構(gòu)梁柱偏心距較大應(yīng)采取的措施

框架結(jié)構(gòu)梁柱偏心較大時(shí)，將導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)核心區(qū)受剪面積減小，且梁端彎矩作用在節(jié)點(diǎn)上時(shí)出現(xiàn)扭矩。因此當(dāng)梁柱偏心距大于柱截面在該方向?qū)挾鹊?/4時(shí)，應(yīng)采取措施。通常可加大梁寬或設(shè)置梁水平腋。當(dāng)設(shè)置梁水平腋時(shí)，在梁柱節(jié)點(diǎn)處形成了較強(qiáng)的剛域，梁塑性鉸將外移。因此梁端箍筋加密區(qū)長度應(yīng)與普通框架梁有所區(qū)別，水平加腋梁的梁端箍筋加密區(qū)長度應(yīng)取普通框架梁箍筋加密區(qū)長度與加腋水平長度之和。

6. 較長剪力墻的開洞問題

高規(guī)7.1.5條規(guī)定：“較長的剪力墻宜開設(shè)洞口，將其分成長度較為均勻的若干墻段，墻段之間宜采用弱連梁連接，每個(gè)獨(dú)立墻段的總高度與其截面高度之比不應(yīng)小于2，墻肢截面高度不宜大于8m。”此條規(guī)定主要基于以下考慮：

（1）提高剪力墻的延性，避免脆性破壞。墻段高寬比大于2時(shí)一般為彎曲破壞，墻段高寬比小于2時(shí)一般為剪切破壞。

（2）避免單片剪力墻承擔(dān)過大的水平剪力而首先破壞，使得整個(gè)結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件依次破壞。在某些工程設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員往往將較長的剪力墻開結(jié)構(gòu)洞，洞口較小，形不成弱連梁，此時(shí)的剪力墻為小開口剪力墻，仍具有很大的側(cè)向剛度，承擔(dān)的水平力很大，造成剪切脆性破壞。因此開結(jié)構(gòu)洞時(shí)一定要開大洞，形成弱連梁，連梁跨高比宜大于6使得較長剪力墻開洞后形成兩個(gè)較獨(dú)立的墻肢。

房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文范文第5篇

論文關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；水平載荷

目前我國內(nèi)地高層建筑中，仍以高層住宅(12～30層)占主體，約占全部高層建筑的80％，所以鋼筋混凝土高層建筑仍是具有很強(qiáng)的優(yōu)勢。

一、高層建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)高層建筑結(jié)構(gòu)與普通建筑一樣，都需要同時(shí)承受水平、垂直荷載以及地震的作用，但是，水平荷載和地震是高層建筑的主要控制因素。隨著建筑層數(shù)的不斷增加，位移會(huì)迅速提升，彎矩的提升速度僅次于位移。因此在對高層建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要求其具有足夠的承載能力，還會(huì)要求其具有足夠的剛度，以便將因水平荷載而產(chǎn)生的側(cè)向變形控制在一定范圍之內(nèi)。由于高層建筑受地震的影響較強(qiáng)，因此其結(jié)構(gòu)還應(yīng)具有延性，以便在地震作用下使結(jié)構(gòu)進(jìn)入塑性階段，避免被地震破壞或出現(xiàn)倒塌。由此可知，抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是高層建筑設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分。

（一）、水平載荷成為決定因素

任何一個(gè)建筑結(jié)構(gòu)都要同時(shí)承受垂直荷載和風(fēng)產(chǎn)生的水平荷載，還要具有抵抗地震作用的能力。在較低樓房中，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)，水平荷載產(chǎn)生的內(nèi)力和位移很小，對結(jié)構(gòu)的影響也就較小；但在較高樓房中，盡管豎向荷載仍對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生著重要影響，水平荷載卻起著決定性的作用。隨著樓房層數(shù)的增多，水平荷載愈益成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的控制因素。一方面，因?yàn)闃欠孔灾睾蜆敲媸褂煤奢d在豎構(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；而水平荷載對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩，以及由此在豎構(gòu)件中所引起的軸力，是與樓房高度的兩次方成正比；另一方面對某一高度樓房來說，豎向荷載的風(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。

（二）、軸向變形不容忽視

通常在低層建筑結(jié)構(gòu)分析中，只考慮彎矩項(xiàng)，因?yàn)檩S力項(xiàng)影響很小，而剪切項(xiàng)一般可不考慮。但對于高層建筑結(jié)構(gòu)，情況就不同了。由于層數(shù)多，高度大，軸力值很大，再加上沿高度積累的軸向變形顯著，軸向變形會(huì)使高層建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)力數(shù)值與分布產(chǎn)生顯著的改變。對連續(xù)粱彎矩的影響：采用框架體系和框一墻體系的高樓中，框架中柱的軸壓應(yīng)力往往大于邊柱的軸壓應(yīng)力，中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。當(dāng)房屋很高時(shí)，此種差異軸向變形將會(huì)達(dá)到較大的數(shù)值，其后果相當(dāng)于連續(xù)梁的中間支座產(chǎn)生沉陷，從而使連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值減小，跨中正彎矩值和端支座負(fù)彎矩增大。對構(gòu)件剪力和側(cè)移的影響，與考慮豎向桿件軸向變形的剪力相比較，不考慮豎桿件軸向變形時(shí)，各構(gòu)件水平剪力的平均誤差達(dá)30％以上，結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)側(cè)移減小一半以上。

（三）、側(cè)移成為控制指標(biāo)

與低層建筑不同，結(jié)構(gòu)側(cè)移已成為高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵因素，隨著樓層的增加，水平荷載作用下結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形迅速增大。設(shè)計(jì)高層結(jié)構(gòu)時(shí)，不僅要求結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度，能夠可靠地承受風(fēng)荷載作用產(chǎn)生的內(nèi)力；還要求具有足夠的抗側(cè)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)，保證良好的居住和工作條件。

（四）、結(jié)構(gòu)延性是重要設(shè)計(jì)指標(biāo)

相對低層結(jié)構(gòu)而言，高層結(jié)構(gòu)更柔一些，在地震作用下的變形更大一些。為了使建筑在進(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)造上采以恰當(dāng)?shù)拇胧瑏肀ＷC結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。

二、高層建筑結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)方法

高層建筑結(jié)構(gòu)是由豎向抗側(cè)力構(gòu)件(框架、剪力墻、筒體等)通過水平樓板連接構(gòu)成的大型空間結(jié)構(gòu)體系。要完全精確地按照三維空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析是十分困難的。各種實(shí)用的分析方法都需要對計(jì)算模型引入不同程度的簡化。下面是常見的一些基本假定：彈性假定；小變形假定；計(jì)算圖形的假定。

對于框架一剪力墻體系來說，框架一剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移計(jì)算的方法很多，大都采用連梁連續(xù)化假定。由剪力墻與框架水平位移或轉(zhuǎn)角相等的位移協(xié)調(diào)條件，可以建立位移與外荷載之間關(guān)系的微分方程來求解。由于采用的未知量和考慮因素的不同，各種方法解答的具體形式亦不相同。框架一剪力墻的機(jī)算方法，通常是將結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為等效壁式框架，采用桿系結(jié)構(gòu)矩陣位移法求解。剪力墻的受力特性與變形狀態(tài)主要取決于剪力墻的開洞情況。單片剪力墻按受力特性的不同可分為單肢墻、小開口整體墻、聯(lián)肢墻、特殊開洞墻、框支墻等各種類型。不同類型的剪力墻，其截面應(yīng)力分布也不同，計(jì)算內(nèi)力與位移時(shí)需采用相應(yīng)的計(jì)算方法。剪力墻結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法是平面有限單元法。筒體結(jié)構(gòu)的分析方法按照對計(jì)算模型處理手法的不同可分為三類：等效連續(xù)化方法、等效離散化方法和三維空間分析。等效連續(xù)化方法是將結(jié)構(gòu)中的離散桿件作等效連續(xù)化處理；等效離散化方法是將連續(xù)的墻體離散為等效的桿件，以便應(yīng)用適合桿系結(jié)構(gòu)的方法來分析；比等效連續(xù)化和等效離散化更為精確的計(jì)算模型是完全按三維空間結(jié)構(gòu)來分析筒體結(jié)構(gòu)體系，其中應(yīng)用最廣的是空間桿一薄壁桿系矩陣位移法。

（一）、對結(jié)構(gòu)高寬比進(jìn)行控制

在高層建筑的設(shè)計(jì)中，對于側(cè)向位移的控制往往是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的主要矛盾所在，并且傾覆力矩也會(huì)隨著層數(shù)的增加兒顯著增大，因此，建造寬度較小的高層建筑是不符合確保結(jié)構(gòu)安全的要求的，一般來說，應(yīng)該將高層建筑的高寬比控制在5~6左右，如果設(shè)防烈度超過8度，那么對于高寬比應(yīng)該進(jìn)行更為嚴(yán)格的限制。

（二）、做好結(jié)構(gòu)的平面設(shè)計(jì)

如果高層建筑的長度較長，那么在風(fēng)力的持續(xù)作用下，建筑結(jié)構(gòu)就會(huì)因?yàn)轱L(fēng)力的不規(guī)則變化而發(fā)生樓板平面扭曲或結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)等現(xiàn)象。為了避免因樓板變形而導(dǎo)致的復(fù)雜受力，應(yīng)該注意對建筑物的長度加以限制。當(dāng)設(shè)防烈度為6~7時(shí)，應(yīng)該將長寬比控制在6以下；如果設(shè)防烈度超過8度，那么長寬比應(yīng)該限制在5以下。無論高層建筑物的型式如何，其平面設(shè)計(jì)都應(yīng)該堅(jiān)持對稱、簡單、規(guī)則的原則，在最大程度上避免扭轉(zhuǎn)受力和復(fù)雜受力。建筑的質(zhì)量和剛度中心應(yīng)盡可能荸合，以便在最大程度上降低扭轉(zhuǎn)，一般來說，應(yīng)該將偏心率控制在垂直于外力作用線邊長的5%以內(nèi)。

（三）、做好豎向設(shè)計(jì)

在進(jìn)行結(jié)構(gòu)的豎向設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意堅(jiān)持均勻和連續(xù)的原則，避免結(jié)構(gòu)不連續(xù)或剛度發(fā)生突然變化的情況出現(xiàn)。如果建筑所處地區(qū)為地震頻發(fā)區(qū)，則不得采用底部存在軟弱層的、完全由框支剪力墻組成的結(jié)構(gòu)體系，也不得出現(xiàn)剪力墻在某一層突然發(fā)生中斷的現(xiàn)象，避免在中部形成軟弱層。

三、抗震分析與設(shè)計(jì)在高層建筑的應(yīng)用

在罕遇地震作用下，抗震結(jié)構(gòu)都會(huì)部分進(jìn)入塑性狀態(tài)。為了滿足大震作用下結(jié)構(gòu)的功能要求，有必要研究和計(jì)算結(jié)構(gòu)的彈塑性變形能力。當(dāng)前國內(nèi)外抗震設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢，是根據(jù)對結(jié)構(gòu)在不同超越概率水平的地震作用下的性能或變形要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)彈塑性分析成為抗震設(shè)計(jì)的必要的組成部分。我國現(xiàn)行抗震規(guī)范(GB50011-2001)要求高層建筑的抗震計(jì)算主要是在多遇地震作用下(小震)，按反應(yīng)譜理論計(jì)算地震作用，用彈性方法計(jì)算內(nèi)力及位移。對于重要建筑或有特殊要求時(shí)，要用時(shí)程分析法補(bǔ)充計(jì)算，并進(jìn)行罕遇地震作用下(大震)的變形驗(yàn)算。

在我國高層建筑的抗震分析與設(shè)計(jì)中常見的問題有以下幾種：

首先是高度問題，對于超高限建筑物，應(yīng)當(dāng)采取科學(xué)謹(jǐn)慎的態(tài)度。因?yàn)樵诘卣鹆ψ饔孟拢呦藿ㄖ锏淖冃纹茐男詰B(tài)會(huì)發(fā)生很大的變化，隨著建筑物高度的增加，許多影響因素將發(fā)生質(zhì)變，即有些參數(shù)本身超出了現(xiàn)有規(guī)范的適宜范圍，如安全指標(biāo)、延性要求、材料性能、荷載取值、力學(xué)模型選取等。

其次是材料選用和結(jié)構(gòu)體系的問題，在高層建筑中，我國150m以上的建筑，采用的三種主要結(jié)構(gòu)體系(框一筒、筒中筒和框架一支撐)，這些也是其他國家高層建筑采用的主要體系。但國外特別在地震區(qū)，是以鋼結(jié)構(gòu)為主，而在我國鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及混合結(jié)構(gòu)占了90％。如此高的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及混合結(jié)構(gòu)，國內(nèi)外都還沒有經(jīng)受較大地震作用的考驗(yàn)。根據(jù)現(xiàn)在我國建筑鋼材的類型、品種和鋼結(jié)構(gòu)的加工制造能力，建議盡可能采用鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土(柱)結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)，以減小柱斷面尺寸，并改善結(jié)構(gòu)的抗震性能。

第三是軸壓比與短柱問題，在鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)中，往往為了控制柱的軸壓比而使柱的截面很大，而柱的縱向鋼筋卻為構(gòu)造配筋。柱的塑性變形能力小，則結(jié)構(gòu)的延性就差，當(dāng)遭遇地震時(shí)，耗散和吸收地震能量少，結(jié)構(gòu)容易被破壞。

第四，在某些烈度區(qū)采用了較低的抗震措施與構(gòu)造措施，現(xiàn)在許多專家學(xué)者提出，現(xiàn)行的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全度已不能適應(yīng)國情的需要，認(rèn)為我國“取用了可能是世界上最低的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全度”并主張“建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全度水平應(yīng)該大幅度提高”。有人主張?jiān)谠O(shè)防烈度下應(yīng)該采用彈性設(shè)計(jì)，特別是高烈度區(qū)要有嚴(yán)格的抗震措施與抗震構(gòu)造措施來保證結(jié)構(gòu)的安全。

四、結(jié)語

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)集結(jié)構(gòu)分析，數(shù)學(xué)優(yōu)化方法以及計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體的綜合性技術(shù)工作，是一項(xiàng)對國家建設(shè)有重大意義的工作，同時(shí)，亦是一門實(shí)用性很強(qiáng)的工作。如果高層建筑所在地發(fā)生了地震，那么建筑結(jié)構(gòu)所受到的不僅僅是剪切和平移作用的影響，還會(huì)存在圍繞建筑剛度重心的扭轉(zhuǎn)作用。對于一般的鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)來說，想要對地震所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)進(jìn)行控制，一方面可以通過合理配筋來使建筑物具備一定的抗扭剛度，另一方面就是對建筑結(jié)構(gòu)平面的不規(guī)則設(shè)置問題進(jìn)行處理，以便在最大程度上抵抗扭矩對建筑物產(chǎn)生的不良作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳肇元、錢稼茹.建筑與工程結(jié)構(gòu)抗倒塌分析與設(shè)計(jì)NO.1[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.12

[2]王偉．試論建筑結(jié)構(gòu)中的抗扭設(shè)計(jì)[J]．中國科技財(cái)富，2010(18)，223-223