浅析高层建筑混凝土结构设计

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1、浅析高层建筑混凝土结构设计：本文结合高层建筑混凝土结构的特点，从混凝土结构布置、地基与基础设计及建筑上部结构设计等方面探讨了高层建筑混凝土结构的设计方案。　　关键词：高层建筑混凝土结构设计　　Abstract:basedonthecharacteristicsoftheconcretestructuresoftallbuilding,fromtheconcretestructurelayout,foundationandbasicdesignandconstructionoftheupperstructuredesign,anddiscussedthedesignofconcrete

2、structuresoftallbuildingplan.　　Keywords:concretestructuresoftallbuildingdesign　　　　　　：TU318：A：　　前言　　近年来，随着我国建筑业的迅猛发展，建筑功能不断丰富，致使工程设计越来越复杂。钢筋混凝土作为结构材料在民用建筑中得到广泛的应用和空前的发展。在高层建筑的结构设计中，侧向位移因素的存在使得高层建筑在设计过程中除了需要保证良好的强度外，还必须具备足够的刚度。我国的混凝土结构设计规范已经基本形成体系，但在设计方面仍存在一定的空缺和问题。本文总结了高层建筑混凝土结构设计的特点，提出了高层建筑混凝土结

3、构的设计方案，以促进高层建筑事业的进一步发展。具体分析如下：　　一、混凝土结构布置分析　　建筑工程设计中，建筑与结构是两个关系最密切的专业，结构体系的选型和结构布置，都要考虑最有利于抗震和抗风的要求。　　首先是建筑以及抗侧力结构的平面布置要规则。针对工程的实际，综合分析各方面因素，采取的规则布置措施主要有：（1）根据建筑地理环境特征，将周边剪力墙尽量加长加厚，尤其是离刚心最远处，将刚心和质心偏心率调整到最小，从而使扭转周期减小，将结构调整成扭转规则结构。（2）削弱核心筒连梁，采用弱连梁连接，增大平动周期，进而使平扭周期比增大。（3）在凹角处增设45°斜向钢筋，抵抗角区应力集中，加强薄

4、弱处的板厚和配筋。　　其次是建筑的立面和竖向剖面要规则。为避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力的突变，混凝土结构的侧向刚度要均匀变化，竖向的抗侧力构件截面的尺寸和材料强度要自下而上的逐渐减小。在设计过程中可通过墙柱轴压比的有效控制，提高柱的纵筋配筋率和箍筋配筋率（特别是角部），纵筋配筋率均加大一级，柱箍筋全楼加密，角柱加芯柱，从而提高在大震中结构竖向构件抵抗的变形能力。　　最后设计新型结构。框架体系、剪力墙体系和框架一剪力墙体系三种类型是以往高层建筑固有的结构体系。而我们新型的结构体系主要是根据筒体的组成方式来区分的，主要有框筒体系、筒中筒体系和多束筒体系三种。在水平力作用下，新型结构体

5、系可以看成固定于基础上的箱型悬臂结构，其具有的承载力和抗侧刚度更大。目前，这种新型的筒体结构体系在层数较多、功能较多、用途较多的高层建筑中已得到广泛的应用。　　二、地基与基础设计　　“万丈高楼平地起”，地基的好坏将决定一个工程的最终质量，因此，在高层建筑混凝土结构设计中，地基与基础设计是工程的关键。由于上部荷载的巨大差异，设计满足要求的高层建筑主体结构本身筒体与周边结构之间的沉降差和高层主体与裙房或者纯地下结构之间的沉降差对地基方案的选择起着决定性的作用，因此，高层建筑设计主要要把握沉降设计。那么如何进行地基设计呢？笔者主要采用以下两种方案：　　一种方案是设计沉降缝。为避免不均匀沉降

6、对建筑物带来的灾害，对于长度较大的建筑物，在建筑平面的转折部位、建筑物高度差异处以及长高比过大的砌体承重结构、地基土压缩性存在明显差异处设置沉降缝，沉降缝能够将建筑物分割成独立的单元，从而实现使各单元产生的沉降互不影响，因此也就避免了不均匀沉降对建筑物带来的灾害。另一种方案是地基基础处理。在建筑纵横墙体相交处，存在着基础面积重叠现象。从而造成地基受力面积重复，地基应力加大。因此，必须调整某局部基础宽度以满足地基承载力的要求。具体做法：一是当基础底面压力设计值超过地基承载力设计值不足10％时，可采用提高上部结构抵抗不均匀沉降能力的措施。二是当基础底面压力设计值超过地基承载力设计值10％

7、及以上或建筑已出现不容许的沉降和裂缝时，可采取放大基础底面积、加固地基或减少荷载的措施。　　三、上部结构设计　　1、剪力墙结构设计　　高层建筑应有较好的空间工作性能，剪力墙结构应双向布置，形成空间结构。在设计中若框剪结构剪力墙布置不均匀，单肢刚度过大的剪力墙经常出现，从而导致应力的过度集中，造成剪力墙的部分破坏。因此，我们应该通过设计有选择地连接两片剪力墙，从而保持建筑物延性的连梁破坏，从而使柱子的完整性得以保证，这就是我们说的延性设计和连梁设计。设计要点