摘要：目前，伴隨著高層建筑在我國的飛速發(fā)展需求，建筑高度的日益增加，建筑類型以及功能也日新月異，難度相對而言逐漸變大，結(jié)構(gòu)體系各式各樣，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計現(xiàn)在主要成為結(jié)構(gòu)相關(guān)工程設(shè)計人員在設(shè)計工作重點和難點。本文主要針對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中經(jīng)常會出現(xiàn)的一些問題進行分析，總結(jié)了設(shè)計經(jīng)驗，以達到保證建筑的安全、延長其使用壽命的目的以及以后相關(guān)人員參考學(xué)習(xí)。

　　關(guān)鍵詞：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

　　Abstract: at present, with the top architecture in China's rapid development needs, and building height of the growing, building types and function also is developing rapidly, and the relative difficulty bigger structure system all kinds, high building structural design now become mainly related engineering design personnel in structure design work key and difficult. This paper mainly in designing high-rise we often appear some problems are analyzed. The design experience, in order to ensure the safety of the building, and prolong the service life of the purpose and the relevant personnel after reference to study.

　　Key words: basic buried depth, the bottom layer embedded solid, high wide than, more irregular, eccentricity, open hole, the beam height

　　中圖分類號： TU318 文獻標識碼：A 文章編號：

　　一、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，對于獨立的高層建筑而言，基礎(chǔ)埋深比較容易確定，但當今多數(shù)高層建筑與地下車庫都是相互連接的，當?shù)叵萝噹旎A(chǔ)采用筏板基礎(chǔ)或設(shè)有防水底板的獨立基礎(chǔ)(防水底板不宜太薄)時，高層建筑的基礎(chǔ)埋深可從室外地坪算起，此時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，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，主要有以下幾點優(yōu)勢：

　　1.提高地基承載力。當高層建筑采用天然地基時，地基承載力可進行修正。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。

　　二、地下室頂板作為結(jié)構(gòu)底部嵌固層的條件

　　當?shù)叵率翼敯遄鳛榻Y(jié)構(gòu)底部嵌固層的時候，應(yīng)該要能約束結(jié)構(gòu)底部的平動和轉(zhuǎn)動，故必須要滿足下列條件：

　　1.地下室頂板與室外高差不宜過大，宜小于1/3層高。

　　2.地下室的樓層剪切剛度不小于相鄰上部結(jié)構(gòu)樓層剪切剛度的2倍。這里需指出的是，高規(guī)4.8.5條規(guī)定，抗震設(shè)計的高層建筑當?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固層時，地下室柱截面每側(cè)的縱向鋼筋面積除應(yīng)符合計算要求外，不應(yīng)少于地上一層對應(yīng)柱每側(cè)縱向鋼筋面積的1.1倍。規(guī)范規(guī)定此條的目的是保證柱端塑性鉸出現(xiàn)在地下室頂部柱端。由于地下結(jié)構(gòu)的地震、作用效應(yīng)較小，即使在地下室柱與地上一層柱配筋相同時，柱端塑性鉸通常也出現(xiàn)在地下室頂部。按規(guī)范規(guī)定增大地下室柱配筋時，往往使得柱鋼筋較密，不便施工。

　　三、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算寬度。

　　對帶裙房的高層建筑，當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，可取裙房以上部分的房屋高度和寬度計算高寬比。

　　四、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.計算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的最大位移比時應(yīng)按剛性樓板假定。

　　2.當結(jié)構(gòu)的位移比和周期比超規(guī)范規(guī)定時，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。當結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度較小，側(cè)移較大時，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，即位移比可適當放寬。

　　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，此時剛度變化處的下一層宜指定為薄弱層，進行內(nèi)力放大調(diào)整。

　　五、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，將導(dǎo)致節(jié)點核心區(qū)受剪面積減小，且梁端彎矩作用在節(jié)點上時出現(xiàn)扭矩。因此當梁柱偏心距大于柱截面在該方向?qū)挾鹊?/4時，應(yīng)采取措施。通?？杉哟罅簩捇蛟O(shè)置梁水平腋。當設(shè)置梁水平腋時，在梁柱節(jié)點處形成了較強的剛域，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。

　　六、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，每個獨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時一般為彎曲破壞，墻段高寬比小于2時一般為剪切破壞。

　　2.避免單片剪力墻承擔過大的水平剪力而首先破壞，使得整個結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件依次破壞。在某些工程設(shè)計中，設(shè)計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，此時的剪力墻為小開口剪力墻，仍具有很大的側(cè)向剛度，承擔的水平力很大，造成剪切脆性破壞。因此開結(jié)構(gòu)洞時一定要開大洞，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較獨立的墻肢。

　　七、懸挑梁的梁高度選用問題

　　現(xiàn)在，基本上建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師會經(jīng)常忽略對梁撓度的計算。梁高選用比較小，造成梁截面的受壓區(qū)的應(yīng)力過高，在正常的使用狀態(tài)之下，梁截面的受壓區(qū)產(chǎn)生非線性徐變。伴隨著時間的推移，梁撓度漸漸加大。挑梁的變形導(dǎo)致了梁板裂縫，由于挑梁變形的不斷擴大，裂縫的寬度也隨之加寬，這樣就直接影響了建筑物的正常使用情況。即挑梁變形進一步發(fā)展，梁支座截面上部受拉區(qū)經(jīng)常會出現(xiàn)跨比較大的豎向裂縫。受支座附近的剪彎作用影響，豎向的裂縫不斷向下延伸成為斜裂縫，這個時候梁已經(jīng)接近毀壞。裂縫在梁支的座位置斜向延伸，縫越靠上寬度越大。挑梁截面過于窄小對建筑結(jié)構(gòu)的抗震效果影響很大。懸挑結(jié)構(gòu)對非水平地震的作用極為敏感。當梁高相對而言較小時，梁截面對應(yīng)的受壓區(qū)高度也是比較大的，但梁的延性是比較小的，在豎向地震作用力之下容易產(chǎn)生斷裂，從而失去了原有的承載力。

　　結(jié)語

　　在今后的工作中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員需要重新認識自己工作的重要性，明確自己的責任，提高對結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量安全問題的辨別能力，積累結(jié)構(gòu)設(shè)計的工作經(jīng)驗，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作行業(yè)逐步步入正軌，使建筑物的設(shè)計更安全、更合理。