本站原创摘 要：随着我国经济的迅速崛起,我国很多城市建造了大批高层和超高层建筑.因此,高层建筑结构设计理论的研究具有重大的工程应用背景,是当前建筑结构设计研究的热点课题之一.
关 键 词：高层建筑
结构布置选型 l.引言
地球表面7l％的面积为水所覆盖,陆地面积只占29％.陆地面积中,绝大部分为高山、丘陵、森林和沙漠,可用于居住和耕种的土地只占地球表面面积的6．3％.然而,地球上的人口数量却不断增加.特别是18世纪开始,人口以前所未有的速度迅猛增长.
2.结构布置的原则
1)满足使用要求,并尽可能地与建筑平、立、剖面划分相一致；2)满足人防、消防要求,使水、暖、电各专业的工作能有效进行；3结构上受力可靠,变形小；4)妥善处理温度、地基不均匀沉降以及地震影响；5)施工[简便；6)经济合理.
3.结构平而布置
3.1平‘面布置的要点
1)简单、规则、均匀、对称；2)承重结构应双向布置,偏心小,构件类型小；3)平面长度和突出部分应满足有关要求,凹角处宜采用加强措施.同时,在相同的面积条件下,剪力墙沿周边分散布置有利于结构抗扭能力的提高.
3.2结构抗扭刚度
地震时,地面不但有平动,而且有转动,因此,高层建筑结构在地震作用下不仅有平移,还会有绕刚度中心的扭转.当高层建筑结构平面布置时,扭转效应更为明显,震害分析表明,扭转是一个很重要的致坏因素.
4.结构竖向布置
4.1竖向布置要点
1)竖向体型宜规则、均匀,避免有过大的外挑和内收.结构的刚度宜下大上小,逐渐均匀变化,不应采用竖向布置严重不规则的结构.
2)抗震设计的高层建筑结构,其楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的70％或其上相邻三层侧向刚度平均值的80％.
3)高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不宜小于其上一层受剪承载力的65％；B级高度高层建筑不宜小于75％.
4)抗震设计时,结构竖向抗侧力结构宜上下连续贯通.竖向抗侧力结构上下未贯通时,底层(部)结构易发生破坏.
5)结构顶层空旷时,应进行弹性动力时程分析计算并采取有效构造措施.
6)高层建筑宜设地下室.
4.2竖向不规则结构
由于建筑立面及使用功能上的需要,高层建筑出现了大量竖向布置不连续规则的结构,这些结构称为竖向不规则结构.
4.3基础埋深及地下室设置
高层建筑的重量大,倾覆力矩也较大.为了防止高层建筑发生滑移和倾覆,高层建筑应选择较好的地基土,基础也应有一定的埋嚣深度『10,47』.在确定埋置深度时,应考虑建筑物的高度、体型、地基土质、设防烈度等因素.埋置深度可从室外地坪至基础地面,并宜
符合下列要求：
1)天然地基或复合地基,可取房屋高度的l／15：
2)桩基础,可取房屋高度的1／18(桩长不计在内)；高层建筑设置地下室有如下的结构功能：
1)利用土体的侧压力防止水平力作用下结构的滑移和倾覆；
2)减小土的重量,降低地基的附加压力；
3)提高地基土的承载能力；
4)减少地震作用对上部结构的影响.
5.变形缝设置
5.1伸缩缝设置
钢筋混凝土高层建筑结构的温度一收缩问题一般由构造措施来解决.当屋面无隔热或保温措施时,或位于气候干燥地区、夏季炎热且暴雨频繁地区的结构可适当减少伸缩缝的距离.当混凝土的收缩较大或室内结构因施工而外露时间较长时,伸缩缝的距离也应减小,相反,当有充分依据,采取有效措施时,伸缩缝间距可以放宽.
5.2沉降缝设置
沉降缝的设置,应根据具体条件综合考虑：设沉降缝后,由于上部结构须在缝的两侧均设独立的抗侧力结构,形成双梁、双柱和双墙,建筑、结构问题较多,地下室渗漏不容易解决.高层建筑是否设置沉降缝,应通过计算沉降量确定.一般场合,当差异沉降量小于5mm时,其影响较小,可忽略不计‘；当已知或预测差异沉降量大于10mm时,必须计算其影响,并应采取相应的构造加强措施.
5.3防震缝设置
抗震设计的高层建筑在下列情况下宜设防震缝：
1)平面长度和外伸长度尺寸超出了规程限值而又没有采取加强措施时；2)各部分结构刚度相差很远,采取不同材料和不同结构体系时；3)各部分质量相差很大时；4)各部分有较大错层时.此外,各结构单元之间设了伸缩缝和沉降缝时,其缝宽应满足防震缝宽度的要求.
6.剪力墙合理数量
高层建筑中,钢筋混凝土框架一剪力墙结构体系既能提供较大的使用空间,又具有良好的抗侧能力,已被广泛用于各类建筑.框架一剪力墙结构中,剪力墙配得太少时,对抵抗水平荷载作用的帮助很少,结构产生很大的侧向变形而无法满足安全和使用要求；但是,剪力墙配得太多时,既增加了材料用量、增大了结构自重,又减小了结构自振周期,增大了地震作用效应,造成了经济上不必要的浪费.所以,合理地确定剪力墙数目(剪力墙的总抗弯刚度EI),是关系到结构安全性与技术经济合理性的关键问题.
7.结束语
概念设计是指根据理论与试验研究结果和工程经验等所形成的基本设计‘原则和设计思想,进行建筑和结构的总体布置并确定细部构造的过程.它有时是有明确规定的标准、有量的界限,但有时可能只有原则,需要设计人员结合具体情况去发挥创造.概念设计对结构的抗震性能起决定性作用,而结构的规则性和整体性又是概念设计的核心.结构抗震概念设计的目标是使整体结构能发挥耗散地震能量的作用,避免结构出现敏感的薄弱部位,使结构过早破坏.