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高層建筑設計論文范文第1篇

高層建筑其體量巨大，往往給街道空間一種突然的壓迫感，使人感覺好像從一個大空間突然進入一個小空間。處在街道兩旁的高層建筑在設計時應該對其進行后退處理，并在其退出的用地上設計一個廣場空間，這個廣場空間就建筑本體來說起到了緩沖作用，并且是對建筑的場所標識；就城市空間而言，后退廣場在城市空間中起到了重要作用，它往往能成為城市的共享空間，使城市空間變化豐富。有的建筑師甚至直接設計成下沉式的廣場，不僅為公眾提供了一個舒適的安靜的休閑場所，而且使建筑塔樓的形象特征更加突出。這種下沉式的廣場往往更容易給人留下印象，就空間形式而言它是一種非常富有情趣的空間。在進行高層建筑設計時廣場和建筑應該作為一體來考慮。

2高層建筑主體設計

高層建筑承擔著城市的高級偶像的作用。高層建筑有提供天際線視覺趣味的獨特的城市設計機會，能夠創造壯麗的天際線，而在街道層上卻以人的尺度行事。建筑物的頂部一般服務于天際線，襯在天空上的形狀是高層建筑“聯系于無限”之點，是塔樓的一個特色。沒有天際線的摩天樓大概就像空間里一大堆不引人注目的體快。像高度發達的紐約和彈丸之地的香港都是由高樓大廈堆砌起來的，且看這兩大城市的天際線，錯落有致的城市建筑，間中穿插的塔樓，為城市的天空勾畫了優美的輪廓，線條生動活潑、色彩繽紛多變。城市的天際線只是一維的立面邊線為主的輪廓線，可正如一幅藝術攝影，照片是單向面的，可它反映的是三維的城市空間，以及整個城市風貌的特點。也就是說，三維城市空間的布局，不僅僅是功能性的問題，也有個審美意向在內——對建筑風貌的選擇與城市風貌的構建。城市天際輪廓線，是城市規劃宏觀把握中必不可少的參照，也是一座城市的文化與美學的體現。

3高層建筑的整體尺度

整體尺度是指高層建筑各構成部分，如：裙房、主體和頂部等主要體塊之間的相互關系以及給人的感覺。一個十分均衡勻稱的建筑體，就是要通過理解和運用有數學關系的比例系統并征對實際被感受到的各種條件要求加以調節，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調，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調

不難看出一個美的高層建筑是裙房、主體和頂部三者相結合的產物。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系應是統一的，這樣建筑物才會給人舒服的感覺。然后在加入適當的裝飾手法，使建筑造型生動化。總之這三部分的比例關系是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

立面設計的結構構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生強烈的統一性和協調性。

除了需注意以上兩點外，還應考慮細部尺度。在進行高層建筑設計時，應從城市設計的整體角度對其進行分析，高層建筑不是單個存在，而是整體存在。城市設計及城市規劃應將高層建筑群集中設計，以形成城市的主節奏，使城市天際線統一且富于變化。然后根據不同街區的需要設計具有該區特色的高層建筑，最后使高層建筑與外部街道生活及周圍環境相適應，最終達到城市設計的目的。

4高層建筑生態設計與城市空間

隨著近幾年來資源短缺問題的出現，全球提出了可持續性發展，而高層建筑就環保節能方面來說是很浪費的，隨之就出現了生態型建筑的概念，這是在當今建筑設計思想中的一種新思潮。高層建筑生態設計具有一些共同特點，它們都注重把綠化引入建筑樓層，考慮日照、防曬、通風，以及與城市環境的有機結合等因素。此外，屋頂綠化也是近些年來比較流行的做法，可以看出建筑的第五立面顯得尤為重要，最重要的是使城市空間更加豐富。伴隨著建筑物的增加，大塊的綠地面積銳減，相應的環境條件愈加惡化，致使人們對環境的關注和重視達到前所未有的程度。因此，可看到在城市的發展建設過程中，都充分利用各塊綠地，增加綠地面積，即便這樣，還是達不到人們預期的目的，而現代建筑物大多為平屋頂，屋頂多采用鋼筋混凝土預制板結構，現代的建筑方法是在預制板上面做隔熱防水層，從空中鳥瞰，一棟棟樓群好似戴著黑帽子，住在屋頂的居民也備受瀝青之害，過著冬冷夏熱的生活。近兩年許多人開始建造屋頂花園，讓死氣沉沉的屋頂生機盎然。

5高層建筑頂部造型處理

造型獨特的頂部設計對高層建筑的整體形象起著畫龍點睛的作用，并成為林立在建筑群中區別于其他建筑的一個重要標志，即是城市的標志。在十分重視城市空間設計的今天，高層建筑頂部造型在保護傳統街道空間特色和維護城市空間形態方面發揮著重要的作用。但是一段時間以來，存在著一種錯誤的認識，膚淺甚至盲目地把它僅僅當作權利、財富和技術的象征，極力追求所謂的個性，而產生了一批極盡奢華甚至怪異的高層建筑頂部，或者為了眼前的利益而制造了大量平庸的復制品。這個結果導致了整個城市空間的破壞，城市整體性的支解和“千城一面”的局面。

高層建筑是城市空間的元素，優秀的高層建筑并不是排斥城市空間的明星建筑而是一個創造人性的場所，又融入文脈的關系，不去破壞城市空間的和諧。優秀的高層建筑要考慮使用者的需要，以城市的公眾利益為追求的目標。我們必須在高層和城市的發展中取得平衡，才能創造出更好的城市景觀和適合人們生活的環境，才能沿著可持續發展的道路健康地發展下去。

高層建筑設計論文范文第2篇

高層建筑的結構設計最開始出現的是比較簡單的框架結構，隨后又出現了鋼筋混凝土構造的剪力墻結構，由框架部分與剪力墻部分共同作用的框剪結構，由筒體體系構成的筒體結構以及不同結構相結合而形成的組合結構和一些巨型結構(巨型梁結構、巨型柱結構等等)。這些結構各有受力特點，適用于高度不同的結構體系，不同建筑結構的選擇也影響著后續的建筑結構設計。高層建筑的結構形式與工程施工、工程造價、建筑設備安裝等諸多因素密切相關，所以結構設計時應該注意設計特點和設計要點。第一，高層建筑相對低層建筑整體上會導致受力增加，相對于豎直荷載，水平荷載地位提高，成為決定性因素，必須考慮基于水平荷載的建筑荷載能力，水平荷載主要包括地震和風荷載，高層建筑應該有更加優秀的抗震能力。第二，高層建筑的側移是結構設計的重要因素，也是重要的控制指標。第三，高層建筑的柱中容易產生豎向變形，這會造成連續梁的長度變化和預制構件的下料長度變化，忽略軸向變形是潛在的危險因素。第四，高層建筑結構設計應注意有較大的結構延性，作為一種預防措施保證整體結構在高荷載作用產生巨大變形下不至于倒塌。

2高層建筑設計的一般原則

2．1關于高層建筑結構計算簡圖的選取原則在高層建筑的結構設計和受力分析過程當中，要進行相關的計算，而計算簡圖是進行結構設計計算的基礎，所以計算簡圖的選取恰當與否關系著高層建筑的結構設計是否合理，也關系著高層建筑的使用是否安全可靠。在進行高層建筑結構計算簡圖的選取時，要特別的仔細認真，這樣才能保證結構設計計算結果的可靠，保證高層建筑的安全建設和使用。同時，計算簡圖要有一定的構造措施和構造方法來保證安全，尤其是建筑節點在圖紙上和實際中略有差別，必須保證計算簡圖的誤差在允許的設計誤差范圍內。此外，設計工程師要仔細的分析軟件計算的結果，避免因為不同計算軟件的計算結果而造成比較大的計算偏差和失誤。

2．2關于基礎設計和建筑結構設計的方案選取原則高層建筑的基礎比較深，基礎設計要考慮多種因素。高層建筑的基礎設計必須參考詳細的地質勘探報告，然后結合地區的地質條件進行基礎的合理設計。同時，采用哪種高層建筑的結構類型也影響著基礎的設計工作，不同的建筑類型的荷載不同，高層建筑的基礎設計必須與結構類型和荷載分布相一致。綜合考慮各種因素來確定基礎的設計工作的目的是使地基的穩定性能和承載能力發揮到最大。建筑結構的設計方案一般要滿足兩方面的要求，一是受力特性和建筑的力學性質的合理性，對于整個高層建筑的結構體系的受力和荷載要明確，力的分析與計算必須簡單。二是要滿足經濟成本合理性的基本要求，建筑結構的設計方案直接決定了后續的施工方案的選取工作和施工設計，這個過程必須考慮整體建筑施工成本合理的要求。另外，高層建筑的結構設計方案也必須考慮當地的地質條件、地理地形條件、工程施工的要求、施工方案和建筑設備安裝等具體的因素，在各種因素相互協調的情況下，確定結構設計的最優方案。

2．3關于計算結果正確性分析的原則隨著計算機技術的不斷進步，計算機應用軟件不斷地加入到高層建筑結構設計的分析計算當中，但是與建筑結構設計有關的軟件的品種數量眾多，不同的軟件品種的計算方法、流程和編程實現方法不一定相同，導致了有關結構設計的計算結果存在著許多差異。設計工程師要正確認識和分析這些計算結果的差異，充分了解所采用的計算軟件的計算范圍和計算條件，要在仔細審核的基礎上進行仔細的判斷，排除人工數據輸入的錯誤，才能夠得出所需要的正確結果。

3高層建筑結構設計相關問題分析

3．1高層建筑的基礎設計相關問題高層建筑的地基設計既是高層建筑結構設計的前提性工作，也是建筑設計師非常重視的一個問題。地基設計的重要性不言而喻，地基設計的質量直接影響著基礎的類型選擇和工程的造價。基礎的設計工作包含了基礎的類型設計和對地基的處理工作。地基類型的選擇要考慮到上部結構的荷載、地基的承受荷載的能力以及工程的整體造價等因素，其中比較重要的是上部建筑荷載的準確計算和結構選型。另外在地基的設計和相關計算中一定要遵守國家規范和地方性規范，因為就全國來說，各地的地質條件差別很大，國家規范沒有辦法作出統一全面的規定，所以在地基的設計工作中要注意遵守地方性的設計規范的問題。

3．2高層建筑結構設計中的剪力墻設置問題高層建筑中的剪力墻的數量要求和位置的設置問題也是高層建筑結構設計的重要因素之一。第一，在現行的建筑規范中，具體描述了短肢剪力墻的定義問題，短肢剪力墻是指截面的高度和厚度的比在5－8的墻體，在具體的建筑應用中，短肢剪力墻的使用受到諸多限制，結構設計中應盡量少使用這種墻體結構，避免后續的設計上的諸多問題。第二，剪力墻的位置設置除了在建筑的兩端以外，在建筑的縱向中軸線還應該增加剪力墻結構，并調整剪力墻中心的位置，合理設置厚度以及截面，使建筑的結果位移保持在合理的范圍之內。

3．3高層建筑中的結構規則性問題關于高層建筑的結構設計的新舊質量規范在諸多問題的內容描述上都存在著一定的變化和改動，這主要體現在兩個方面，第一，新的建筑規范中針對舊的建筑規范的高層建筑結構設計的規則性問題，增加了許多的限制條件，比如建筑結構設計中的平面規則性問題和結構嵌固端的剛度比問題。第二，新的建筑規范中采用強制性的條文規定了嚴重不規則的結構設計方案是不能采用的。所以，結構設計師要注意到新舊規范的的內容改動，嚴格遵守規定的限制條件，合理的規劃自己的結構設計，避免為后續的施工設計和施工圖的設計工作帶來不必要的麻煩。

4結語

高層建筑設計論文范文第3篇

建筑設計工作是建筑施工能否得以順利完成的基礎，設計的作用在高層建筑施工中尤為明顯。在我國，高層建筑施工行業的起步較晚，設計的功效還遠遠沒有發揮出來，設計人員在設計時往往只追求施工的便利而忽視了結構設計的人性化和環保性需要，這不僅造成了高層建筑施工的能源和資金的浪費，而且還給建筑使用者帶來了不便，降低了高層建筑的整體社會效益。

2設計時要考慮的因素以及遵循的原則

2.1建筑設計比例要協調且要注意與周圍環境的融合度

高層建筑設計與一般商品設計不同，不是只注重本身的實用性和功能性就可以了，高層建筑作為一種特殊的商品，由于其具有占地面積大，總體價值高，功能性復雜等特點，所以其設計的優劣將直接對相當大一部分消費群體產生影響，進而引起大規模的社會效應。因此設計人員在進行高層建筑設計時要從各個角度出發，注意建筑外部結構的科學性和與環境的協調性。首先，設計要遵從整體城市規劃和布局結構，高層建筑較低層建筑而言其地標性更為明顯，設計之前要從全體建筑群落的位置和方向考量，建筑物方向盡量與總體相一致或至少不完全相反，避免給人以繁亂或突兀的感覺；其次，對于建筑物的高度和距離遠近尺度要進行科學測量和設計，高低錯落的建筑群帶給人以美觀性享受，建筑物之間的距離要根據采光度和風力等因素來決定，距離太近會給人以窒息感并且不利于采光，距離太遠則沒有實現土地資源的充分利用；再次，建筑物本身樓體結構之間的位置和布局設計也要科學合理，要注意層次的劃分，還要注意樓體間的造型可以適當的具有多變和另類的風格，以提升整體建筑的時代感和造型感，使建筑物外形別具一格，能夠在眾多的建筑物中脫穎而出。最后，建筑設計的面積和總體高度要適中，不要太龐大也不要太微縮，避免給以不舒服感和壓迫感；建筑外觀的材料和顏色運用也要恰當，如果是辦公用樓，外觀材料可以更加現代時尚，如玻璃或塑料材質，顏色也可以更為大膽和豐富；如果是居住用樓，則要體現建筑的溫馨感和舒適感，材料要盡量溫和低調，顏色也不宜太艷麗。建筑外觀設計與周圍環境的關系也是十分緊密的，現代高層建筑設計更為注重環保節能，設計時要充分考慮建筑物周邊的綠化帶面積，居住建筑要合理設計和擴充綠化帶的面積，使整個居住環境更為宜人；建筑物朝向設計要符合采光通透的標準，在建筑材料的選擇上要樹立節能環保的理念，避免資源的浪費，節省總體建筑成本。

2.2設計要遵循實用性和安全性原則

高層建筑設計的科學性不僅要在外觀結構上有所體現，更要充分應用于建筑的實用性設計中，首先，建筑的門窗位置設計要到位。建筑區的出入口要盡量開設在配套設施較為完備的區域，更加有利于人們的出行；房間大門設計要根據使用群體的身材狀況加以綜合考量；建筑物窗口設計要盡量朝陽，并設置在不同方位，以便于通風良好，保證溫度適宜。其次，建筑內部高度結構和樓梯設計要科學。層級之間的高度距離要適宜人居住和使用，太高或太低都會影響人們的居住感覺；樓梯層級之間的設計距離要長短適中，中途要加設一定數量的緩臺設計，避免級數過多。此外，要在建筑設計時充分考慮到降水和風力的影響，合理設計防水檐或防風加固設備的位置。根據場地所在地區的氣候、地理條件、文化傳統，因地制宜，以人為本，以環保化、無污染、可循環、節省能源的綠色建筑發展觀念實施綠色設計。針對高層建筑的耐火等級、防火間距、防火分區、安全疏散等方面提出不同的設計要求，保證高層建筑的消防安全。高層建筑設置專供火災時人員臨時避難用的樓層。在滿足人員疏散時間的要求的同時，結合高層建筑建筑面積、使用功能、人數等設置合理的避難層數量和兩個避難層之間的高度。一般自建筑首層到第一個避難層或兩個避難層之間不宜超過15層。在一定高度的樓層上可以設置供火災時人員臨時避難用的避難間。高層建筑設計中安全疏散通道出口的設置對于保護人身和財產至關重要。一般公共建筑不能少于兩個安全出口，影劇院、體育館等人員密集的場所要按照《高層建筑防火規范》安全出入口要求的規定計算。高層建筑設置封閉的或防煙的樓梯間應布置兩個疏散方向。疏散通道設置緊急照明、疏散方向指示燈和安全出口燈。高層建筑應設置消防控制中心，建筑內部安裝自動報警裝置和自動滅火裝置，消防控制中心對報警、疏散、滅火等控制和指揮。

3設計時的具體技術要點

一般建筑總高度超過24米的建筑為高層建筑，建筑總高度超過100米的建筑為超高層建筑。在滿足擬建場地的抗震設防烈度和經濟合理、安全、可靠的設計原則下，根據建筑使用功能的要求、建筑高度的不同選擇框架結構體系、剪力墻結構體系、框架--剪力墻結構體系、框--筒結構體系、筒中筒結構體系、束筒結構體系等相應的結構體系。在進行合理的結構選型前，應該盡量確保高層建筑結構平面簡單、規則、對稱，避免凹角和端部樓梯、電梯間，協調構件的布置以便保證與主體結構連接的可靠性。為了保證結構剛度整體穩定、承載能力、經濟合理性，控制高層建筑的高寬比至關重要。時代的發展、技術的進步，以中央核心筒為主流的高層建筑拔地而起。高層建筑的筒于幾何位置中心，將建筑的質量重心、剛度中心和型體核心三心重合，加強了結構受力和抗震。結構設計將垂直交通和設備用房等分散布置周邊，以分散的多個外核空間構成模式推向新的高度。根據空間作用的計算機分析法和相關軟件進行建筑空間整體結構計算和分析。選用合適的計算單元對高層建筑的轉層、加強層進行分析。體型復雜、結構布置復雜的高層建筑采用兩個或兩個以上的結構分析軟件進行計算、比較、校核，針對較不利的結果進行結構設計。高層建筑經過砼結構施工、砌體建筑施工、初級裝修施工、二次裝修施工建成。在高層建筑土建、裝修施工階段人、財、物、機各生產要素的優化組合。根據動態組合原理和各專業階段特點，合理組合各生產要素，有序協調與配合完成高層建筑的建設。

4結束語

高層建筑設計論文范文第4篇

關鍵詞：高層建筑；板式轉換層；施工

1高層建筑轉換層的應用與發展現狀

中國目前的鋼筋混凝土高層建筑一般在二十至五十層之間，其中尤以二十至三十五層居多。中國國內己建成的這個高度范圍內的高層建筑占全部高層鋼筋混凝土建筑的80%左右，可見這個高度范圍內的高層建筑是與中國城市的經濟發展和需求水平相適應的，因而應用最多。在建筑功能的要求上，高層建筑中很少是功能單一的住宅、寫字樓或賓館，高層鋼筋混凝土建筑多是地下部分是停車場，地上1-7層左右為商場、娛樂場所等，上部小開間的使用部分可以設置住宅、賓館、或辦公室。有統計表明，高層建筑中有轉換層結構的占80%左右。帶轉換層的高層建筑轉換層部分，由于梁、柱或板的尺寸較大，所以從模板的支撐系統，鋼筋的綁扎、鋼析架的安裝或預應力的張拉順序，大體積混凝土的澆注等方面在施工技術要求上都有極為嚴格的限制。在某種程度上可以說，轉換層施工是高層建筑的“瓶頸”，如果說一幢高層建筑在支撐系統選擇，鋼筋綁扎，混凝土澆注，預應力張拉，機械設備的選擇等方面做到方案科學，現場施工組織合理，定會帶來良好的經濟效益和社會效益。

2高層建筑板式轉換層的設計技術

轉換板設置位置，是人們關心的板式轉換框支剪力墻結構抗震性能的重要問題之一。隨著人們對梁式轉換框支剪力墻結構在轉換層位置設置較高時，轉換層對結構抗震性能不利的認識，從而提出了轉換層位置較高的框支剪力墻的抗震設計概念，并且限制轉換層下大空間結構的層數。然而，板式轉換結構隨著轉換層位置的提高，結構是否也表現出同樣的動力特性及反應，也是值得討論的。本文結合廈門安寶大廈工程，采用三種模型來計算和分析板式轉換結構轉換層位置對結構抗震性能的影響。計算模型中，轉換層、標準層結構布置如圖1所示。圖中黑色填充區域為轉換層下部框支柱和落地剪力墻；實線部位為轉換板上布置的剪力墻。轉換板厚2200mm；落地剪力墻厚度為400mm；框支柱截面為1200mm×1200mm和1000mm×1000mm兩種；標準層x向剪力墻厚為250mm，y向剪力墻厚為200mm。轉換板所在的上、下樓層的層高分別為2.2m、3.6m(凈高，不含轉換板厚)，結構總高度為98.70m。三種模型分別為：

Hst0——無轉換層結構，以原工程轉換板上部結構為基礎，增加結構標準層，使其高度與原結構相同；

Hst3——轉換板設置在第3層頂，并將原工程x向井筒開洞，轉換層上、下結構等效側向剛度比γex=0.7046，γey=0.8971。

Hst6——轉換板設置在第6層頂，將模型Hst3的第1層復制增加三層，使其高度與原結構相同，同時，其轉換層上、下結構等效側向剛度比也與模型Hst3接近。結構計算分析采用ANSYS軟件。

圖板式轉換最大的優點是可以在轉換層以上隨意布置結構型式和軸網，特別適用于建筑物上下部軸網錯位復雜甚至互不正交的情況。但轉換板傳力路徑不清晰，受力狀態復雜，結構分析計算繁冗。由于抗剪和抗沖切的需要，轉換板厚一般在2M以上，這一方面造成轉換層質量和剛度的突變，在地震作用時結構反應增大，轉換層上下相鄰層更成為結構薄弱層，不利于建筑物抗震；另一方面由于自重和地震作用的增加，下部豎向構件的荷載明顯增大，設計難度大。研究表明，轉換厚板的內力和位移分布嚴重不均，最大值與最小值間相差可達幾十倍。從整體上看，板式轉換的力學性能和經濟指標均較差，在實際工程中應慎用。當上下軸網變化但仍正交時，可采用正交主次轉換梁的結構型式來實現轉換。3板式轉換層施工方案決策問題和模型的確立

3.1板式轉換層施工方案決策問題

最常用模板支撐方式有上面談到的三種方法，①落地支撐法②疊合梁原理法③吊模法。那么對于一個含有轉換層的施工項目而言，如何選用更優的施工方案，如何安全可靠、質量優良、工期準時、技術方便、簡單可行、工程造價成本又比較低的情況下完成轉換層結構的施工，是項目承建者的所追求的目標，所以在遇到此類問題時，經常存在如何決策方案才比較科學的問題。由于方案的優劣是一個相對的概念，并且施工方案的選擇還受很多外部因素的影響。對于轉換層施工來說，如果轉換層所在位置較低，距離基礎在四層以內的話，落地支撐法將是最為理想的選擇；對于大于四層以上的情況，以上三種施工方法哪個方案最優，決策者如何進行決策。

3.2轉換層施工方案決策模型的建立

層次分析法(AnalyticHierarchyProcess，簡稱AHP法)是美國運籌學家沙旦(T.L.Saaty)于上世紀70年代提出的，是一種定性與定量分析相結合的多目標決策分析方法。特別是將決策者的經驗判斷給予量化，對目標(因素)結構復雜且缺乏必要數據情況下更為實用，所以近幾年來此法在我國工程實踐的方案決策中得到了廣泛應用。層次分析法的基本內容是：首先根據問題的性質和要求，提出一個總的目標；然后將問題按層次分解，對同一層次內的諸因素通過兩兩比較的方法確定出相對于上一層目標各自的權系數。這樣層層分析下去，直到最后一層，即可給出所有因素(或方案)相對于總目標而言按重要性(或偏好)程度的一個排序。

4高層建筑板式轉換層的施工要點

由于板式轉換層結構的上述特點，在確定轉換層結構施工方案時應考慮下列幾個方面的問題：①轉換層的自重和施工荷載往往非常大，應選擇合理的模板支撐方案，并進行模板支撐體系的設計。②對大體積轉換層，混凝土施工時應考慮采取減小混凝土水化熱的措施，防止新澆混凝土的溫度裂縫。③轉換層的跨度和承受的荷載很大，其配筋較多，而且鋼筋骨架的高度較高，施工時應采取措施保證鋼筋骨架的穩定和便于鋼筋的布置。④對預應力混凝土轉換層，由于其跨度和承受的荷載都很大，預應力鋼筋數量大，因此，要合理選擇預應力的張拉技術以防止張拉階段預拉區開裂或反拱過大。⑤設置模板支撐系統后，轉換結構施工階段的受力狀態與使用階段是不同的，應對轉換梁(或轉換厚度)及其下部樓層的樓板進行施工階段的承載力驗算。

(1)混凝土工程。在進行大跨度超高度轉換梁及轉換厚板的混凝土施工時，應采取措施防止新澆混凝土產生溫度裂縫。目前實際工程中采取的措施有：

①根據混凝土的配合比和預計的施工氣候及現場條件，采用大體積混凝土結構三維有限元溫度分析程序(3DTFEP)，對大跨度超高度轉換梁及轉換厚板整個過程中的溫度狀況進行模擬計算，掌握混凝土在澆筑后一個月內的各部分溫度的變化規律，為大跨度超高度轉換梁及轉換厚板的施工提供科學的預測分析和依據。

②大體積混凝土轉換結構施工時，應采取措施控制混凝土內部與混凝土表面溫度差小于15℃，實際工程中可采用下列方法：a.蓄熱保溫法，即常規保溫方法。混凝土的養護要把握兩個關鍵，即在升溫階段以保濕為主，在降溫階段以保溫為主。b.內降外保法，即在大體積混凝土內部循環埋管通水冷卻降溫，使大體積混凝土水化熱溫升降低，減少混凝土內部與混凝土表面的溫差，然后在大體積混凝土轉換結構的表面及其底面采取保濕措施。c.蓄水養護法，即在混凝土初凝后先灑水養護2h，隨后進行蓄水養護，蓄水高度一般為100mm。

③澆筑厚大的轉換層結構混凝土時，為防止混凝土內外溫差過大和提高混凝土抗拉強度，在選用水泥方面可采取下列措施：a.優先選用水化熱低的礦渣硅酸鹽水泥或火山灰硅酸鹽水泥。b.摻用沸石粉代替部分水泥，降低水泥用量，使水化熱相應降低。c.摻入減水劑，減少水泥用量，使混凝土緩凝，推遲水化熱峰值的出現，使升溫延長，降低水化熱峰值，使混凝土的表面溫度梯度減少。

④澆筑厚大的轉換層結構混凝土時，為防止混凝土內外溫差過大和提高混凝土抗拉強度，在施工方法上可采取下列措施：a.采取先施工轉換結構周圍結構或墻體，防止混凝土表面散熱過快，內外溫差過大。b.變冬季施工的不利因素為有利因素，減低混凝土的入模溫度。在夏季高溫氣候施工時，采用冰水攪拌，以減低混凝土的入模溫度。c.采用分層次施工，每層厚300mm～500mm，連續澆筑，并在每一層混凝土初凝之前，將后一層混凝土澆筑完畢。D.采用疊合梁原理，將轉換結構按疊合構件施工，可緩解大體積混凝土水化熱高，溫度應力過大，對控制裂縫發展有利。

(2)鋼筋工程。轉換梁的含鋼量大，主筋長，布置密，在梁柱節點區鋼筋“相聚”。因此，正確地翻樣和下料，合理安排好鋼筋就位次序是鋼筋施工的關鍵。

①鋼筋翻樣前必須弄清設計意圖，審核、熟悉設計文件及有關說明，掌關規定。翻樣時考慮好鋼筋之間的穿插避讓關系，確定制作尺寸和綁扎次序。

②一般轉換層結構主筋接頭全部采用閃光對焊或錐螺紋接頭連接、冷擠壓套筒連接；對于兩端做彎頭的鋼筋，采用可調伸螺紋接頭解決鋼筋旋轉的困難。

③當轉換梁高度或轉換板厚度較大時，應采取措施保證鋼筋骨架的穩定和便于操作。

參考文獻

[1]唐興榮.高層建筑轉換層結構設計與施工[M].北京：中國建筑工業出版社，2004.

[2]余紅生.轉換層支撐系統的選型及其安全性分析[M].建筑安全.2003.

高層建筑設計論文范文第5篇

湖南株洲某住宅小區由多棟多層和9～15層小高層住宅組成,框剪結構,總建筑面積為120000m2。以地上9層小高層為例,標準1層結構單元見圖1,層高3m;9層上有個躍層為第10層,局部突出屋面部分為電梯機房。建筑總面積為4337.18m2,建筑總高為27.600m。本工程建筑結構的安全等級為二級,抗震設防類別為丙類,按6度設防,地面粗糙度為C類,場地土類別為Ⅱ類。

2結構方案布置分析與選擇

原結構方案采用一般的剪力墻結構,這種結構形式對于房屋高度不太大的小高層建筑來說,這種結構會造成剛度過大,重量增加,導致地震反應過強,使得上部結構和基礎造價提高。所以,為了有效提高經濟指標,經多方案論證,決定采用短肢剪力墻結構體系。

短肢剪力墻結構是指墻肢截面高度為厚度5～8倍的剪力墻結構,和一般剪力墻相比,這種結構型式的優點在于:

1)墻肢較短,布置靈活,可調整性大,容易滿足建筑平面的要求。

2)減少了剪力墻而代之以輕質砌體,結構自重相應減輕,從而減小結構整體剛度,增大振動周期,降低地震作用力。

3)墻肢高寬比較大,延性較好,對抗震有利。

4)連梁跨高比較大,以受彎破壞為主,地震作用下首先在弱連梁兩端出現塑性鉸,能起到很好的耗能作用。

5)墻肢的承載力得到了較充分的發揮。

目前,《高層建筑混凝土結構技術規程》JGJ3-2002已對短肢剪力墻結構的設計作出了規定。

在本住宅結構平面布置中,盡量使結構平面形狀和剛度均勻對稱,短肢剪力墻雙向布置,盡量拉通、對直,豎向布置中,力求規劃均勻,避免有過大的外挑、內收,以及樓層剛度沿豎向突變,使整個房屋的抗側剛度中心靠近水平荷載合力的作用線,以免房屋發生扭轉。

根據建筑的平面布置,在房間、樓梯間、電梯間的四角,采用Z形、L形、T形或異形的墻肢。在設計過程中還應注意同周期的關系,使結構的第一自振周期避開場地土的卓越周期,以免地基與結構形成共振或類共振,既保證結構在風和地震荷載作用下的變形控制在規范允許的范圍內,又要保證建筑物有相對合理的自振周期,做到結構設計經濟、合理且實用。

本方案根據上述分析并經過多次調試,得到了4種結構方案,結構平面布置見圖2。剪力墻截面厚度同相鄰砌體填充墻厚度均為100mm。剪力墻、梁混凝土強度等級為C30。板的混凝土強度等級均為C25。主要連梁的尺寸大都為200mm×400mm。標準層樓板厚度為120mm,頂層樓板厚度為150mm,有別于肢長肢厚比不大于4.0的異形柱,短肢剪力墻的肢長肢厚比按規范要求控制在5~8范圍內,一般剪力墻的肢長肢厚比均大于8。值得注意的是,對肢長肢厚比為4~5范圍內的墻肢,目前規范尚無明確條文規定其構件類型,故設計時建議不要采用。

由于原方案的剪力墻過多,使底部剪力過大,使結構很不經濟,同時布置了少量鋼筋混凝土柱子,使結構不是很合理。故方案1在一般剪力墻結構的基礎上去掉了構造柱并減少了少量的剪力墻(見圖2a)。

在方案1基礎上適當的減少一些剪力墻,從而使方案更經濟,在調試過程中由于F軸剪力墻較少,從而使電梯間X方向的剪力墻承受過大的剪力造成超筋,故把電梯間X方向的剪力墻開洞口,使結構X向的剛度減少。(見圖2b)

方案3是在方案2的基礎上改善了Y方向的剛度,使兩個方向的剛度相接近,使結構更合理且均勻對稱(見圖2c)。

在方案3的基礎上把Y向的一些T型剪力墻變成一字型,雖然在多層、高層住宅設計中剪力墻結構應盡量避免一字型,但由于該結構的實際情況,所以采用了部分一字型(見圖2d)。

3上部結構設計計算結果分析

3.1計算結果分析

從構件力學特性上來說,短肢剪力墻的肢長與肢厚比≥5.0,更接近于剪力墻,故計算時將短肢剪力墻作為剪力墻而不是柱考慮應更合理。因此,結構整體計算采用中國建筑科學研究院開發的SATWE程序(2003年版)進行。SATWE采用的是在每個節點有六個自由度的殼元基礎上凝聚而成的墻元模擬剪力墻墻元不僅具有平面內剛度也具有平面外剛度,可以較好地模擬工程中剪力墻的真實受力狀態,計算結果較精確;同時,對樓板SATWE可以考慮其彈性變形。雖然主樓結構平面較規則,立面也無剛度突變現象,但由于剛度較大的電梯井處筒體有點偏置,會產生扭轉的影響,為了計算準確,地震作用計算考慮了結構的扭轉耦聯和5%偶然偏心的影響,取了27個振型計算。

1)自振周期的控制

考慮扭轉耦聯時的自振周期(計算時自振周期折減系數取0.8)如表1(只列了前6個)所示。從表1可得,方案4結構扭轉為主的第一自振周期T3=0.9959s,平動為主的第一自振周期T1=1.1656s,T3/T1=0.854<0.9,滿足(JGJ3-2002)

第4.3.5條的規定。

2)結構位移的控制

最大層間位移角(應≤1/1000)、最大水平位移與層平均位移的比值(不宜大于1.2,不應大于1.5)及最大層間位移與平均層間位移的比值(不宜大于1.2,不應大于1.5)見表2。從中可以看出,結構在風荷載和地震作用下的位移均能很好地滿足規范限值。

3)剪重比控制

剪重比是反映結構承受地震作用大小的指標之一,地震力計算不能偏大,但也不能太小。因為短肢剪力墻本身抵抗地震的能力較差,如果短肢剪力墻分配的地震力太大,則很有可能不滿足要求。本工程X方向的最小剪重比為4.50%,Y方向的最小剪重比為4.62%,根據“抗震規范”(5.2.5)條要求的X、Y向樓層最小剪重比均為3.20%,所以各層均滿足要求。

4)軸壓比是體現墻肢抵抗重力荷載代表值作用下的能力,“規范”對短肢剪力墻(尤其一字墻肢)要求更高一些。上述工程出現的短肢剪力墻軸壓比在0.20~0.45之間,軸壓比小于規范規定值。

3.2短肢剪力墻結構經濟性分析

為了與工程實際情況相符,假設混凝土的成本與混凝土的體積成正比,鋼筋的成本與鋼筋的體積成正比。在總造價上,暫不考慮模板及樓板等工程的造價影響。材料的單方造價混凝土為430元/m3,鋼筋4200元/t。表4為方案的經濟指標匯總,由表4知,方案4比一般剪力墻結構在總造價上要節約17.8%,使材料得到了充分的發揮。

4結語

本文針對小高層住宅的結構特點,采用短肢剪力墻結構,在比普通剪力墻結構方案節省投資17.8%的情況下,使結構受力更合理,整體變形能力和結構吸能能力對抗震更為有利。本工程剪力墻結構的薄弱環節是建筑平面外邊緣及角點處的墻肢,因而設計時在以上部位布置L型或一字型短肢墻,受條件所限也出現了少量一字型短肢墻,設計時嚴格控制其軸壓比<0.6,且相差不應太懸殊,避免墻肢應力差異過大。高層建筑中的連梁是一個耗能構件,對抗震不利。多、高層結構設計中允許連梁的剛度有所下降。但應注意短肢剪力墻結構中,墻肢剛度相對較小,連接各墻肢的梁已類似普通框架梁,而不同于一般剪力墻間的連梁,不應在計算的總體中將連梁的剛度大幅下調,使其設計內力降低,應按普通框架梁的要求進行設計。

參考文獻:

[1]高層建筑混凝土結構技術規程(JGJ3-2002)〔S〕1北京:中國建筑工業出版社,20021.

[2]建筑抗震設計規范(GB50011-2001)〔S〕1北京:中國建筑工業出版社,2001,1.

[3]李國勝.高層鋼筋混凝土結構設計手冊(第二版)〔M〕北京:中國建筑工業出版社,2003,1.