城市高層建筑設(shè)計(jì)方向論文范文一：下載地址

　　本文選自國家級期刊《城市建筑》，《城市建筑》雜志是經(jīng)國家新聞出版總署批準(zhǔn)，住建部指導(dǎo)的一本建筑行業(yè)核心雜志，本刊由中國建筑學(xué)會(huì)、黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社聯(lián)合創(chuàng)辦。國際刊號 ISSN：1673-0232，國內(nèi)刊號CN：23-1528/TU。郵發(fā)代號14-23。本刊為半月刊。在國內(nèi)外建筑界影響深遠(yuǎn)。

　　摘要：由于目前城市里的中高層住宅日益增加，因此框架一剪力墻結(jié)構(gòu)在中高層建筑中得到了廣泛的應(yīng)用，其原因是框架一剪力墻結(jié)構(gòu)具有良好的適用性及抗震功能。本文主要針對框架一剪力結(jié)構(gòu)在中高層建筑中的應(yīng)用進(jìn)行了深入的研究，并提出了關(guān)于優(yōu)化該結(jié)構(gòu)的建議。望有關(guān)人士參考。

　　　關(guān)鍵詞：中高層住宅,框架－剪力墻,結(jié)構(gòu)優(yōu)化

　　　由于時(shí)代的快速發(fā)展，城市里的中高層住宅越來越多，人們對住宅環(huán)境與質(zhì)量的要求也高于以往。目前，我國城市住宅的建設(shè)正處在一個(gè)歷史性的發(fā)展階段，其發(fā)展的方向則是由“基本生存”向“感受生活、體現(xiàn)自我”轉(zhuǎn)換。與此同時(shí)，中高層住宅設(shè)計(jì)領(lǐng)域也已進(jìn)入一個(gè)活躍期。傳統(tǒng)的住宅體系及住宅生產(chǎn)早已不能滿足社會(huì)的需求，因此住宅產(chǎn)業(yè)將向規(guī)�；�和集約化的方向發(fā)展，對住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化則是發(fā)展過程中的重要任務(wù)。

　　一、中高層住宅的優(yōu)越性

　　中高層住宅相對于傳統(tǒng)的多層住宅而言，具有更多的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在：

　�。ㄒ唬┕�(jié)地性：中高層住宅的集約性使其能夠高效的利用土地，尤其是通過增加住宅層的方式能夠最大程度的實(shí)現(xiàn)節(jié)約用地。

　　（二）居民環(huán)境質(zhì)量性能：中高層住宅中電梯的使用，不僅僅有效的解決了垂直交通的問題，為居民出入方便創(chuàng)造了條件，還提高了居民居住的舒適度以及居住品質(zhì)。

　�。ㄈ�）套型設(shè)計(jì)具有靈活適應(yīng)性：目前幾乎所有的中高層建筑都采用框架結(jié)構(gòu)、框架一剪力墻結(jié)構(gòu)體系，這種結(jié)構(gòu)能夠有效的提高住宅建筑的穩(wěn)定性和抗震性能，并且能夠隨住戶的喜歡重新改變布局。

　　二、結(jié)構(gòu)布置

　　（一）剪力墻布置：通常情況下，在高層剪力墻建筑標(biāo)準(zhǔn)層的單位面積含鋼量中，剪力墻自身所占的鋼量就達(dá)到45%-65%，其邊緣結(jié)構(gòu)的含鋼量大約占30%-50%，因此剪力墻在住宅建設(shè)中布置的優(yōu)劣將會(huì)對建筑整體結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)產(chǎn)生直接的影響。剪力墻的布置需要遵守以下兩個(gè)基本原則：

　　1、最大限度的減少剪力墻的數(shù)量，尤其應(yīng)該注意對各墻肢的布置，要慎重考慮怎樣減少邊緣構(gòu)件。

　　2、在滿足建筑規(guī)范所要求的抗側(cè)、抗扭剛度的基本條件下盡可能少的布置抗側(cè)力構(gòu)件。

　�。ǘ�）梁板的布置：在進(jìn)行梁板布置時(shí)，必須保證梁的傳力路徑簡單且明確，以避免多重次梁及多次傳力的情況。一般來說，剪力墻中梁的經(jīng)濟(jì)跨度在3-5m之間，如果不是剛度和連接一字形墻的需要，最好不要設(shè)置高連梁，因?yàn)榱涸礁咚�用的混凝土及�?gòu)件配筋也就越多。住宅建筑的洞口頂部可以設(shè)置后澆過梁，再砌梁上填充墻。較厚剪力墻與梁寬的結(jié)合不一定非得與墻相同，這樣就能夠在一定程度上減少多余的梁構(gòu)造配筋與混凝土的用量，并能為其他功能建造節(jié)省下空間。

　　三、框架結(jié)構(gòu)的分析方法

　　在框架結(jié)構(gòu)體系中，因?yàn)閯傂詷巧w將它們連接成一個(gè)整體，所以在水平荷載的作用下，它們無法按照自己的力學(xué)特征和變形規(guī)律進(jìn)行工作，而是只能在側(cè)移一致的條件下協(xié)同工作，這樣就到這水平荷載在兩者之間的關(guān)系復(fù)雜化，無法根據(jù)剛度的大小來按比例分配，因此必須根據(jù)兩者協(xié)同工作的情況來進(jìn)行分析和計(jì)算。

　　對框架和剪力墻的協(xié)同的計(jì)算方法，主要有手算法及電算法。

　　（一）手算法：該算法主要是在一定的假設(shè)基礎(chǔ)上的近似簡化算法的計(jì)算方法。它將剪力墻的平面結(jié)構(gòu)看做是等效的彎曲桿件，而將平面的框架結(jié)構(gòu)看作為懸臂剪切梁，在對其進(jìn)行綜合考慮之后將剪力墻與框架進(jìn)行協(xié)調(diào)，再將協(xié)調(diào)的各個(gè)層面的桿件連續(xù)化。以此來建立剪力墻與框架之間協(xié)同工作的微分方程，方程求解之后便可以得到結(jié)構(gòu)體系中的位移及內(nèi)力，并獲得各桿的內(nèi)力。

　�。ǘ�）電算法：電算法一般都用矩陣位移法進(jìn)行求解，它比手算法更加精確，主要方法是將節(jié)點(diǎn)的位移作為最基本的未知量，將結(jié)構(gòu)分散為單元，從而建立單元?jiǎng)偠确匠獭Ｍㄟ^對方程求解可以計(jì)算出各桿端部的力量，如：

　　1、假設(shè)樓面在自身的平面內(nèi)為絕對剛性，而忽略平面外部的剛度。這樣一來在水平力的作用下，整個(gè)樓面在自身的平面內(nèi)部作剛體的移動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)，各個(gè)軸線上的結(jié)構(gòu)將與同一層具有相同的位移參數(shù)。

　　2、假設(shè)個(gè)軸線上的結(jié)構(gòu)在自身平面內(nèi)部的剛度與外部的剛度相差甚遠(yuǎn)，并且大于外面的剛度，那么，整個(gè)結(jié)構(gòu)的體現(xiàn)便可以分解成不同方向的平面結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算。

　　四、框剪結(jié)構(gòu)優(yōu)化的研究

　　目前世界上關(guān)于框剪結(jié)構(gòu)的優(yōu)化問題還沒有形成一個(gè)同一的理論體系，根據(jù)近年來的各種震害的調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)對于鋼筋混凝土來說，其震害減少主要由于剪力墻數(shù)量的增加。尤其是關(guān)于日本地震的各種數(shù)據(jù)分析表明，當(dāng)每平方米樓面的剪力墻平均長度少于50mm時(shí)，震害的情況嚴(yán)重，而多于50mm時(shí)，震害的破壞情況就相對輕微。由此可以看出，剪力墻對震害的預(yù)防起到了很大的作用。為了降低震害的嚴(yán)重程度，日本進(jìn)一步的對大地震的震害采取的新的雙重指標(biāo)控制分析：

　　1、將樓層以上的重量除以樓層剪力墻與框架柱截面的面積，這樣可以準(zhǔn)確的反映出樓層數(shù)、重量以及結(jié)構(gòu)截面的面積等影響因素。

　　2、將剪力墻截面的面積除以樓面的總面積，這樣可以得出剪力墻的厚度等影響因素。

　　當(dāng)以上兩個(gè)計(jì)算結(jié)果不滿足規(guī)定條件時(shí)，則會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的地震災(zāi)害，通過這種方式來計(jì)算剪力墻的數(shù)量與結(jié)構(gòu)，盲目性嚴(yán)重，不能很好的達(dá)到優(yōu)化。

　　除此之外，還有許多關(guān)于剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化的觀點(diǎn)。如諸葛瑞清在1982年就提出剪力墻的數(shù)量最好以其基地的總承受力的65%--80%為最佳。Smith等人則認(rèn)為最佳的優(yōu)化方式是將剪力墻的分布做到平均，他們認(rèn)為剪力墻平均分布能夠使結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和施工。劉大海等認(rèn)為要優(yōu)化施工首先應(yīng)合理的控制抗震墻的數(shù)量，應(yīng)符合相應(yīng)的原則，如：剪力墻的底部結(jié)構(gòu)所以能承擔(dān)的地震彎矩值不能少于總地震彎矩值的50%。

　　以上學(xué)者所提出的各種優(yōu)化方法都相對簡單，只適合與高度小于50m且質(zhì)量及剛度分布較為均勻的框剪結(jié)構(gòu)。而王全風(fēng)在《框架－剪力墻高層建筑結(jié)構(gòu)抗震荷載剪力墻數(shù)量的優(yōu)化分析》一文中指出，實(shí)際上剪力墻剛度的變化對框架柱的內(nèi)部力量影響不大，因此把柱斷面當(dāng)做常量進(jìn)行處理在理論上來說是可以被允許的，以結(jié)構(gòu)側(cè)向位移的最大限制值為約束的條件對最優(yōu)剛度的特征值進(jìn)行搜索，便能夠確定最優(yōu)的剪力墻剛度。

　　通過對以上優(yōu)化方式的分析，本文認(rèn)為實(shí)際上要做到優(yōu)化剪力墻并非太難，最重要的還是要在質(zhì)量上把好關(guān)，例如：采用輕質(zhì)高強(qiáng)度的剪力墻材料、精心做好荷載清理工作、合理的對剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行布置和計(jì)算、嚴(yán)格的按照計(jì)算結(jié)果及構(gòu)造進(jìn)行配筋工作等都能夠很大程度的優(yōu)化剪力墻結(jié)構(gòu)。

　　總結(jié)：

　　優(yōu)化剪力墻結(jié)構(gòu)對增強(qiáng)建筑的安全性、為人類居住提供更好更方便的環(huán)境具有重要的意義，本文通過對剪力墻結(jié)構(gòu)的分析提出了目前剪力墻結(jié)構(gòu)在應(yīng)用中存在的問題，并給出相應(yīng)的解決措施。目前，國內(nèi)外關(guān)于優(yōu)化剪力墻架構(gòu)的觀點(diǎn)眾多，怎樣建立一個(gè)統(tǒng)一、科學(xué)的剪力墻優(yōu)化體系是建筑業(yè)值得關(guān)注的問題。

　　參考文獻(xiàn)：

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　　祁峰，男，1978.4，江蘇建湖人，淮安市建筑設(shè)計(jì)有限公司，工程師，專業(yè)方向：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。