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高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設計問題及優(yōu)化措施
1、 對高層建筑剪力墻的分析
1.1 高層建筑剪力墻概念
高層建筑剪力墻是采用鋼筋混凝土作為原材料砌成的墻體結(jié)構(gòu)，我國現(xiàn)有的剪力墻結(jié)構(gòu)種類很多，通常具有較好的抗震性、較強的穩(wěn)定性，符合人們的審美觀。剪力墻的主要結(jié)構(gòu)是由橫向承重樓板以及垂直方向承重樓板相互交錯搭接組成的高層樓房主要的承重系統(tǒng)，在抵抗地震、美觀方面都起到很重要的作用，還在一定程度上避免了由于承重柱帶來的空間局限，為室內(nèi)創(chuàng)造了更大的空間，滿足現(xiàn)代城鎮(zhèn)居民的需求。
1.2 剪力墻結(jié)構(gòu)自身特點
首先，剪力墻由于自身鑄造材料是鋼筋混凝土，因此具有穩(wěn)定性強、表面強度好、整體性較好的特點，也為抵抗外來力的作用打下了良好的基礎(chǔ)。剪力墻在高層建筑上的應用替代了傳統(tǒng)的建筑物梁以及柱結(jié)構(gòu)的承重系統(tǒng)，不僅增加了室內(nèi)的美觀性，還避免了空間上的局限。剪力墻通常是采用鋼筋混凝土作為制作原材料，相較于其他施工材料，剪力墻的制作原料在價格上更便宜。剪力墻雖然有很多優(yōu)勢，但隨著應用程度的加深，它的一些不足和缺陷也逐漸顯露出來。例如，剪力墻抵抗水平方向作用力的能力較差，剪力墻體結(jié)構(gòu)內(nèi)配筋比較低，剪力墻自身重量較大，在遭遇地震時，剪力墻會增加整體結(jié)構(gòu)的反震力，危險性增加，也會造成鑄造成本的增加。剪力墻的自身結(jié)構(gòu)在自身重量大、配筋比較低的情況下，很難保證高層建筑施工的質(zhì)量要求，因此在設計施工時，要從根本上考慮剪力墻的自身利弊，依據(jù)實際情況進行改進，從而不斷提升剪力墻的質(zhì)量，進而提高高層建筑的整體質(zhì)量。
2、 針對剪力墻特點進行優(yōu)化的舉措
2.1 對高層建筑剪力墻體整體結(jié)構(gòu)的設計分析
對于高層建筑，尤其是高于 20 層的建筑，傳統(tǒng)的斷肢剪力墻很難較好的保證高樓的整體性，因此，在對高于 20 層的樓層進行剪力墻設計時，不能采用傳統(tǒng)的斷肢剪力墻設計方式。在對高層建筑剪力墻整體結(jié)構(gòu)進行設計時，應探索尋求更加適合高層剪力墻的技術(shù)，并依據(jù)不同的施工條件進行相應的改進，對傳統(tǒng)斷肢剪力墻的不足和缺陷進行相應的改進和優(yōu)化。高層建筑的承重體系對設計技術(shù)的要求較高，相較于普通多層建筑，高層建筑的設計在質(zhì)量要求、技術(shù)先進程度方面都有更嚴格的需求，對結(jié)構(gòu)形式的選擇也顯得尤為重要，因此，在高層建筑承重體系設計時就應當選擇合適的高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)形式，作出科學合理的施工方案，考慮工程施工費用，在滿足設計要求的基礎(chǔ)上，最大程度地節(jié)省施工費用，提高施工單位的經(jīng)濟效益。
2.2 對高層建筑剪力墻墻肢長度以及厚度的選擇
通常來說，高層建筑剪力墻的墻肢長度一般要控制在 8m以內(nèi)，墻肢過長會在很大程度上降低剪力墻的延續(xù)性，導致對外力抵抗能力下降。對于一些較高的室內(nèi)進行剪力墻設計時，尤其是當剪力墻的高度比寬度大于 2 時，通�？梢詫⑦@種剪力墻的結(jié)構(gòu)形狀設計成彎曲狀，彎曲狀的剪力墻可以增加剪力墻的整體性，使其具有更好的承載能力，減少外力對其自身穩(wěn)定性的影響。而當高層建筑剪力墻高度和寬度之比非常大時，為了達到設計施工要求，通常會將剪力墻改造成聯(lián)肢剪力墻，從而增加剪力墻的自身整體性和延續(xù)性。對于剪力墻墻肢厚度的選擇，通常情況，當剪力墻墻肢高度達到 3m 時，為保證剪力墻的優(yōu)勢，應當將剪力墻的厚度控制在 200mm。而對于一些沒有地下室的高層樓房，為了避免出現(xiàn)剪力墻厚度大于填充墻厚度的情況，可以將剪力墻改革成十字型或 L 型，進而增加整體穩(wěn)定性。
2.3 對于高層建筑剪力墻配筋比的優(yōu)化舉措
隨著科技的進步、人們生活水平的提高，人們對住房的安全性要求更高，剪力墻作為高層建筑主要承重體系，也逐漸受到人們的重視。提高剪力墻的結(jié)構(gòu)整體性是提高高層建筑整體質(zhì)量的重要舉措，因此，在剪力墻設計和施工時應注重剪力墻的配筋比的調(diào)整。剪力墻內(nèi)鋼筋比例的增加無疑會增加剪力墻的整體強度，但是當剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)鋼筋使用量增加，建筑施工成本也會相應增加，因此要在保證剪力墻整體質(zhì)量的基礎(chǔ)上，減少鋼筋的使用，優(yōu)化剪力墻的形式，從而達到滿足設計施工質(zhì)量要求，滿足經(jīng)濟效益最大化的目的。
3、 高層建筑剪力墻施工中值得注意的問題
在高層建筑剪力墻施工中，首先應當注意輕質(zhì)的隔墻材質(zhì)與剪力墻墻肢使用的混凝土材質(zhì)有著根本上的差異，在施工中應當采取科學合理的解決措施，否則在后期樓房投入使用后很容易出現(xiàn)裂痕，給居民住房安全帶來威脅。還應當做好剪力墻模板質(zhì)量檢測以及承重效果的檢測，避免在墻體澆筑過程中由于缺少墻體之間的聯(lián)系而出現(xiàn)位置走動的情況，在檢驗中應注意風吹雨淋后墻體的質(zhì)量，因為惡劣環(huán)境會使墻體質(zhì)量缺陷更容易暴露。另外，要檢查墻體內(nèi)線路的安置，在填充墻體時應為電線的安裝留出相應的管路，避免由于電線管路的移位導致用戶用電出現(xiàn)問題。
4、 結(jié)語
剪力墻質(zhì)量的提升在很大程度上會提高高層建筑的整體質(zhì)量。本文針對當下高層建筑剪力墻自身的特點，提出剪力墻長度、厚度的選擇、配筋比的優(yōu)化措施，并提出在墻體施工中應當注意的問題。
參考文獻：
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多種大跨度的空間形式結(jié)構(gòu)設計特點
隨著我國社會的不斷發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)形式設計也在不斷的更新，為了滿足人們內(nèi)心的欲望和需求，多樣化的建筑結(jié)構(gòu)類型也在不斷的提高。目前，大跨度的空間形式結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為了我國建筑行業(yè)中的重點。
1 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中形式和技術(shù)的特點
網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式和技術(shù)特點是作為技術(shù)人員們最根本的規(guī)律和將若干個桿相連接而成，從而逐漸形成了一種網(wǎng)格結(jié)構(gòu)形式，其中有些技術(shù)人員會將這些網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)相連接起來從而組成多層的結(jié)構(gòu)形式，從而被我們稱之為網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。其具體的施工材料都是由簡單的鋼管或是鋼材質(zhì)而組成。
1. 1 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的具體形式特點
網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的具體形式特點可以分成以下四種： （ 1） 平面框架結(jié)構(gòu)中主要是包括豎向正交放網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、雙向傾斜放網(wǎng)架、正面斜放網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等。（ 2） 四角椎體形狀的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，其中主要都會包括四角椎體當中呈現(xiàn)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和斜放椎體結(jié)構(gòu)等。（ 3） 三角椎體中的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，主要是包括抽空三角椎體中存在的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、蜂窩類型的四角椎體網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。（ 4） 正六角錐體中存在著網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。
1. 2 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式中主要的特點
在我國大跨度的建筑結(jié)構(gòu)當中，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是目前在施工當中最為普遍的一種結(jié)構(gòu)形式，它自身有著自重較輕、抗震性能比較好、傳送途徑比較便捷等一些優(yōu)點。在其他施工當中，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)存在著施工便捷又有著極高的固定性能優(yōu)勢，并且還有效地加強了施工的整體效率，做到外表美觀的作用。另外，比較容易將網(wǎng)架結(jié)構(gòu)固定，還能夠?qū)⑵湓O備進行安裝鋪墊，提高了其施工的整體質(zhì)量效果，最重要的一點是減少了施工時開銷成本。
2 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式技術(shù)的特點
在我國的大跨度建筑結(jié)構(gòu)形式技術(shù)當中，施工人員通常都會采取鋼筋混凝土、木材、鋼管等作為基本材料進行網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式的施工標準。
2. 1 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式技術(shù)
在實施的具體施工當中，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式技術(shù)可以分成球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式和雙彎曲面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式以及圓柱性面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式等多種多樣化的比較復雜的結(jié)構(gòu)形式。
2. 2 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式中主要的特點
針對網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式進行設計的過程當中，其他組成材料要對照好輕重、相對于其他的整體結(jié)構(gòu)形式來講，不僅要確保在質(zhì)量的基礎(chǔ)之上，還要對網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式的衡面的尺寸進行詳細的分析，由于殼體的整體結(jié)構(gòu)形式的外觀具有科學性，因此它不僅能夠比較合理化的分配內(nèi)部中的結(jié)構(gòu)作用，還能夠?qū)⑵溆行У卮_保安全穩(wěn)定性，在實際的施工現(xiàn)場當中，該結(jié)構(gòu)雖然整體的厚度比較小，但是其整個覆蓋率空間是比較充裕的。由于殼體的改觀結(jié)構(gòu)形式具備著科學合理性的特點，因此其剛度和韌度也是非常強大的，改結(jié)構(gòu)在實際的操作中能夠大量的節(jié)省施工中所需要的材料，并且在整個施工的過程當中，由于自身的厚度比較小、承載壓力也比較小，因此，更加具備這經(jīng)濟適用的標志，可以提供更多的建筑結(jié)構(gòu)空間。薄殼結(jié)構(gòu)本身在實際應用中表現(xiàn)突出的特點就有很多，在實際的施工中也一直都有被借鑒。首先是薄殼結(jié)構(gòu)可以憑借著厚度小和承擔比較大的負荷，在這方面上就發(fā)揮了比較強大的通以及重要性，只能夠在工程當中比較合理的利用這個特點為實際的施工中帶來了安全和穩(wěn)定性以及經(jīng)濟節(jié)約的合理利用效果。這個特點主要是來源于薄殼結(jié)構(gòu)形式可以通過幾何的形式來增加材料的抗壓性以及耐用性，是我國現(xiàn)代社會所提倡的環(huán)保建筑中不可或缺的結(jié)構(gòu)形式設計。
3 膜結(jié)構(gòu)的形式設計的特點
膜結(jié)構(gòu)形式是我國上個世界初所研究出來的一種新型的空間結(jié)構(gòu)形式，該結(jié)構(gòu)的制作主要是采取柔軟的材料作為主要，在建筑結(jié)構(gòu)設計實際施工當中，該膜結(jié)構(gòu)形式是一種剛度和厚度以及整體的覆蓋面積都是比較大的體系結(jié)構(gòu)。
�。� 1） 膜結(jié)構(gòu)形似技術(shù)主要是根基膜結(jié)構(gòu)的支撐方式，可以將支撐方式將其分成為以下幾種的結(jié)構(gòu)形式： ①充氣膜結(jié)構(gòu)形式技術(shù)，這一結(jié)構(gòu)形式主要是應用在建筑工程中的內(nèi)部灌注到一定的空氣，由于建筑的層面自身的彎曲度相對來講就比較小，跨度時會比較大，相關(guān)的技術(shù)人員可以根據(jù)建筑物四周的四角線來觀察并設置相應的位置鋼索進行施加到一定性的壓力。這一種結(jié)構(gòu)形式技術(shù)應用在臨時的建筑施工當中會比較合適。②懸掛膜結(jié)構(gòu)形式技術(shù)，針對建筑結(jié)構(gòu)形式進行實際的施工中，通常設計者都會采取用枝桿將鋼索以及膜材料結(jié)構(gòu)懸掛起來，將其鋼索進行加固緊繃的狀態(tài)，從而增加建筑屋頂?shù)暮穸�。③骨架支撐力膜結(jié)構(gòu)形式技術(shù)，這是以一種骨架作為替換充氣膜結(jié)構(gòu)形式中的空氣為支撐結(jié)構(gòu)形式，骨架可以按照建筑中實際的需求進行選擇應用結(jié)構(gòu)形式，然后在骨架上設置膜材并且經(jīng)過加固緊繃，比較適用于建筑物為平面或是方形、矩形以及圓形一系列的建筑標志。④復合型的膜結(jié)構(gòu)形式技術(shù)，這是膜結(jié)構(gòu)形式中一種比較新型的結(jié)構(gòu)技術(shù)體系，由于鋼索和膜材料的少量受到枝桿的壓力作用，從而形成圓形平面的形式結(jié)構(gòu)。
�。� 2） 膜結(jié)構(gòu)形式技術(shù)中主要特點。其膜結(jié)構(gòu)形式技術(shù)中主要的特點為，應用重量比較輕、跨度比較大，建筑物中的造型比較自由美觀、施工中比較便捷、具備良好的經(jīng)濟適用和較高的安全可靠的性能、透視性和清潔性比較好和耐久性比較久等特點。
4 懸索結(jié)構(gòu)形式技術(shù)的特點
懸索結(jié)構(gòu)形式技術(shù)的主要由能夠受拉的索而形成的，相關(guān)的技術(shù)人員需要根據(jù)國家的規(guī)定制定將所有按照規(guī)律的形式進行裝置，從而使其形成一個建筑整體結(jié)構(gòu)的體系。懸索建筑屋蓋的整體結(jié)構(gòu)形式的組成就是由懸索系統(tǒng)中屋面以及支撐體系的三個部分組成。其中懸索系統(tǒng)中的應用結(jié)構(gòu)材料通常都是采取高強度的鋼絲，將其捆扎成一個鋼絲團，這樣一來就可以有效地把建筑中的強度和穩(wěn)定性都提高，技術(shù)人員也可以采取圓鋼等材料進行實施。
4. 1 懸索結(jié)構(gòu)形式技術(shù)
懸索結(jié)構(gòu)形似是按照按索的布置形似進行分層數(shù)，單向單層懸索結(jié)構(gòu)、輻射形式單層數(shù)結(jié)構(gòu)、雙向單層懸索結(jié)構(gòu)形式、單向雙層預應力懸掛結(jié)構(gòu)形式、輻射式單向預應力懸索結(jié)構(gòu)形式、雙向雙層預應力懸索結(jié)構(gòu)形式等。
4. 2 懸索結(jié)構(gòu)形式技術(shù)主要的特點
在懸索結(jié)構(gòu)形式技術(shù)中，能夠受到拉力的索通過軸向伸拉才可以有效地抵抗外部來的壓力影響，這樣才可以有效的避免懸索結(jié)構(gòu)形式的發(fā)生比較大的彎曲以及剪力效果，此時要將其在鋼材內(nèi)部充分的應用在其中，以確�？梢蕴岣呓ㄖw結(jié)構(gòu)形式的厚度。在建筑結(jié)構(gòu)形式技術(shù)當中，懸索結(jié)構(gòu)形式具備這多樣化的特點，并且覆蓋率比較靈活，適用于多種的建筑結(jié)構(gòu)環(huán)境，另外，由于鋼索具備著重量較輕的特點，在建筑工程施工當中可以不利用大型的設備，但是需要主要的是，這種結(jié)構(gòu)的設計科學理論是要比以往的設計結(jié)構(gòu)理論要復雜的多，在實際的施工中需要注意的事項是比較多。
5 總結(jié)
隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展和人們生活水平的提高，大跨度建筑物也越來越受到人們的追捧，空間中的整體結(jié)構(gòu)的發(fā)展必然會促使建筑行業(yè)的加快運轉(zhuǎn)。在空間結(jié)構(gòu)形式技術(shù)當中，設計者需要根據(jù)不同的方式理論將其結(jié)構(gòu)進行準確的預算，在設計當中不僅需要注重外觀，還要根據(jù)承受能力的科學性進行考慮，只有這樣才能夠達到大跨度的建筑結(jié)構(gòu)形式和設計。
參考文獻
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高層建筑的主體結(jié)構(gòu)工程施工技術(shù)與質(zhì)量控制
高層建筑的主體結(jié)構(gòu)內(nèi)，存在交叉作業(yè)、隱蔽項目等多種內(nèi)容，促使主體結(jié)構(gòu)工程的施工技術(shù)處于復雜、繁瑣的狀態(tài)，很容易引起質(zhì)量缺陷或安全風險。因為高層建筑非常重視主體結(jié)構(gòu)的施工效益，所以應該主動規(guī)范施工技術(shù)的應用，緩解主體結(jié)構(gòu)的施工壓力，完善主體結(jié)構(gòu)的施工環(huán)境，為高層建筑提供穩(wěn)定、可靠的結(jié)構(gòu)。
1 高層建筑的主體結(jié)構(gòu)工程分析
高層建筑的主體結(jié)構(gòu)工程，其可根據(jù)高層建筑的需求，設計不同的施工方案，但是其在結(jié)構(gòu)類型方面，可以分為三種。
1. 1 框剪結(jié)構(gòu)
框剪結(jié)構(gòu)，是指高層建筑主體結(jié)構(gòu)中的框架剪力墻，其為最常見的一類結(jié)構(gòu)工程，面臨著復雜的施工技術(shù)[1].框剪結(jié)構(gòu)中的主要施工技術(shù)是現(xiàn)澆法，其可維護高層建筑主體結(jié)構(gòu)的整體性，施工期間的工程量多，特別是模板施工技術(shù)的工程量，因此，在框剪結(jié)構(gòu)施工技術(shù)中，可以使用不同類型的模板技術(shù)，如： 滑模、鋼模板等，目的是優(yōu)化框剪結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)，簡化框剪主體結(jié)構(gòu)在高層建筑施工中的技術(shù)。高層建筑主體結(jié)構(gòu)中，如果選擇框剪結(jié)構(gòu)，其在梁、板等施工方面，均可采用現(xiàn)澆法。
1. 2 剪力墻結(jié)構(gòu)
剪力墻結(jié)構(gòu)在高層建筑主體結(jié)構(gòu)工程中，也是一種使用廣泛的結(jié)構(gòu)，技術(shù)操作簡單，施工的效率非常高。剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢多，不僅提高了高層建筑主體結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，還可確保主體結(jié)構(gòu)的抗震性能，明確表明了剪力墻結(jié)構(gòu)的施工優(yōu)勢。剪力墻結(jié)構(gòu)要嚴格按照高層建筑的要求安排施工技術(shù)，以免對主體結(jié)構(gòu)的性能造成影響。
1. 3 簡體結(jié)構(gòu)高層建筑主體結(jié)構(gòu)工程中的簡體結(jié)構(gòu)，屬于特殊的一類結(jié)構(gòu)表現(xiàn)，其在豎向承重部分，僅采用現(xiàn)澆技術(shù)，不涉及其他類型的施工技術(shù)，配合模板施工的應用，促使主體結(jié)構(gòu)達到穩(wěn)定性的狀態(tài)。
2 高層建筑主體結(jié)構(gòu)工程的施工技術(shù)
高層建筑主體結(jié)構(gòu)工程中，施工技術(shù)可以劃分為四個部分，結(jié)合主體結(jié)構(gòu)的施工案例，對其做如下分析：
2. 1 主體結(jié)構(gòu)測量工作
測量工作是高層建筑主體結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的基礎(chǔ)部分，重點測量主體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)部分，為主體結(jié)構(gòu)施工提供標準的信息數(shù)據(jù)[2].結(jié)合高層建筑主體結(jié)構(gòu)的測量需要，例舉測量工作中的三項要點，如： （ 1） 標高線測量，高層建筑每個樓層中，都要預留多于 4 個的孔洞，用于定位標高線的測量位置，通過水準儀多次測量，保障標高線測量的準確度；（ 2） 垂直度測量，此項測量工作與高層建筑主體結(jié)構(gòu)的實際測量相關(guān)，根據(jù)現(xiàn)場的情況，選擇邊角柱，便于測量主體結(jié)構(gòu)的垂直度； （ 3） 軸線測量，通過經(jīng)緯儀引測，控制軸線測量的過程，準確標記出鋼板的位置，以免影響軸線測量的結(jié)果。
2. 2 鋼筋工程施工技術(shù)
鋼筋工程在高層建筑的主體結(jié)構(gòu)中，提供一定的承載值，支撐高層建筑的主體結(jié)構(gòu)。以某高層商用建筑為例，分析主體結(jié)構(gòu)中鋼筋工程的施工技術(shù)。該工程地上有 23 層，其中 1 ~5 層是商用建筑，剩余樓層是辦公樓，2 層地下室，均用于停車，占地面積共計 213654m2.該建筑對鋼筋工程施工技術(shù)的要求比較嚴格，目的是提高鋼筋工程的質(zhì)量，施工企業(yè)對鋼筋工程的各項施工技術(shù)，都提出了相關(guān)的要求，把控鋼筋工程的施工工藝。首先該建筑的施工企業(yè)，審核鋼筋的采購及進場，確保施工現(xiàn)場鋼筋的質(zhì)量，退換有質(zhì)量或性能問題的鋼筋材料； 然后按照施工圖紙，安排鋼筋施工技術(shù)，合理分布主體結(jié)構(gòu)中的鋼筋，主要是規(guī)范分布交錯的鋼筋，穩(wěn)固綁扎鋼筋，確定其達到穩(wěn)定的性能標準； 最后該建筑在特殊鋼筋（ 管徑≥20mm） 施工中，采取鋼管支架的施工技術(shù)，以便提高鋼筋施工的固定性。
2. 3 混凝土施工技術(shù)
高層建筑混凝土施工中，必須要按照工程方案，安排施工技術(shù)中的澆筑、振搗等，強化混凝土在主體結(jié)構(gòu)中的強度。分析高層建筑主體結(jié)構(gòu)工程中，混凝土施工技術(shù)的細節(jié)，如： （ 1） 高層建筑依照主體結(jié)構(gòu)對混凝土的強度要求，在 C40 ~ C60 中選擇相應強度的混凝土，該強度范圍內(nèi)的混凝土，能夠減輕自動，還可減少構(gòu)件截面，提高混凝土施工技術(shù)的性能； （ 2） 推行新型養(yǎng)護技術(shù)的應用，在主體結(jié)構(gòu)混凝土養(yǎng)護技術(shù)中，添加養(yǎng)護劑，保障養(yǎng)護技術(shù)的操作效率，促使混凝土快速達到強度標準； （ 3） 防裂縫技術(shù)的應用，高層建筑主體結(jié)構(gòu)的混凝土體積較大，再加上大體積混凝土的應用，較容易引起裂縫通病，采取防裂縫技術(shù)，規(guī)避主體結(jié)構(gòu)混凝土施工技術(shù)中潛在的裂縫風險，解決溫度、水分等對混凝土結(jié)構(gòu)的干擾； （ 4） 規(guī)范混凝土在主體結(jié)構(gòu)施工中的泵送技術(shù)，借助適當?shù)耐饧觿�，�?yōu)化混凝土泵送，促使其達到規(guī)范的泵送狀態(tài)，發(fā)揮泵送技術(shù)的優(yōu)質(zhì)性。
2. 4 模板工程施工技術(shù)
模板工程施工技術(shù)，在高層建筑主體結(jié)構(gòu)工程中占有重要的地位，主體結(jié)構(gòu)模板工程的工期，是整個高層建筑施工的 50%,可見模板工程施工技術(shù)在主體結(jié)構(gòu)中的重要性[3].高層建筑主體結(jié)構(gòu)施工中，模板工程技術(shù)的實踐性強，例如： 某高層民用建筑在主體結(jié)構(gòu)的模板施工模塊，先安排人員對現(xiàn)場地質(zhì)、水文等進行考慮，掌握模板工程的施工環(huán)境，再制定詳細的模板工程施工計劃，重點規(guī)范施工技術(shù)的應用，該建筑對模板工程施工技術(shù)，提出三點注意事項，第一模板的強度、剛度要達到相關(guān)的標準，滿足模板安裝、拆除的技術(shù)要求； 第二，規(guī)劃模板的回收利用，深化節(jié)能、環(huán)保在模板工程施工技術(shù)中的應用； 第三，注重模板尺寸的調(diào)整，找準主體結(jié)構(gòu)的軸線，調(diào)整好尺寸后，把控模板工程施工技術(shù)，促使其達到荷載、強度等方面的標準。
3 高層建筑主體結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的質(zhì)量控制
施工技術(shù)是高層建筑主體結(jié)構(gòu)中的主要控制對象，采取質(zhì)量控制的措施，規(guī)范施工技術(shù)的應用，進而為主體結(jié)構(gòu)工程項目提供有效的保障。首先控制主體結(jié)構(gòu)施工材料的質(zhì)量，如： 構(gòu)件、配件，消除材料對主體結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的影響。主體結(jié)構(gòu)材料潛在一定的風險，在施工技術(shù)中產(chǎn)生一定的壓力，檢查施工材料的規(guī)格、性能，確保施工材料質(zhì)量達標后，才能展開主體結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的工作。然后是高層建筑主體結(jié)構(gòu)施工技術(shù)中的測量控制，保障技術(shù)測量的精準度，預防測量誤差[4].
主體結(jié)構(gòu)測量放線中，需要設計控制網(wǎng)，其中包含大量的測量信息，確保此類信息的精確性，才能規(guī)范施工技術(shù)在主體結(jié)構(gòu)中的應用，提高主體結(jié)構(gòu)工程施工技術(shù)的水平，建設優(yōu)質(zhì)的主體結(jié)構(gòu)。最后是轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的質(zhì)量控制，用于提升高層建筑主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，保障轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)施工的嚴謹性。轉(zhuǎn)換層施工中，做好質(zhì)量控制的工作，保障主體結(jié)構(gòu)施工的嚴謹性和規(guī)范性。
4 結(jié)束語
高層建筑提高對主體結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的重視度，結(jié)合主體結(jié)構(gòu)的實際分析以及施工技術(shù)的應用，提出質(zhì)量控制的措施，全面落實到主體結(jié)構(gòu)的施工過程中，為高層建筑提供規(guī)范的質(zhì)量標準，約束主體結(jié)構(gòu)工程施工技術(shù)的應用，促使其達到質(zhì)量及安全的標準，優(yōu)化主體結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的應用，促使其符合高層建筑的根本需要。
參考文獻
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高層建筑結(jié)構(gòu)設計中的位移比與周期比
1 引言
在現(xiàn)行普遍應用的 PKPM 結(jié)構(gòu)計算軟件中，位移比、周期比作為SATWE 的重要計算參數(shù)指標，在實際工程中也是比較難調(diào)的，為此我們應弄清其本質(zhì)。高規(guī) 3. 7 條，抗規(guī) 5. 5 條中均對位移比做出的要求，周期比只在高規(guī) 3. 4. 5 條中做出了規(guī)定，對于多層結(jié)構(gòu)，周期比可適當放寬要求。
2 位移比、周期比的本質(zhì)探討
位移比、周期比的本質(zhì)在于控制扭轉(zhuǎn)變形。我們不妨設想一個極端情況，X 或 Y 方向兩端剛度分別為 1 和 1000,顯然這是明顯的剛度不均勻，水平力作用下勢必造成扭轉(zhuǎn)變形，剛度小的那端扭轉(zhuǎn)變形非常大，表現(xiàn)出來的就是位移比非常大，表現(xiàn)在周期上則會出現(xiàn)第一周期為扭轉(zhuǎn)周期或周期系數(shù)中扭轉(zhuǎn)成分很大。同樣的思維，我們能想象外部剛度和內(nèi)部剛度的不均勻分布也會造成上述現(xiàn)象。由此我們在實際工程中要想實現(xiàn)較好的位移比、周期比控制值應努力做到建筑結(jié)構(gòu)剛度均勻分布。
3 位移比、周期比的概念控制
在方案初期，我們就應考慮相對規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)，當然在建筑日新月異發(fā)展的今天，各種奇特造型的建筑突起，讓建筑師屈服于結(jié)構(gòu)改變建筑風格，基本不可能，這就需要我們結(jié)構(gòu)設計人員在不可能中尋找可能。第一，我們需判斷哪一側(cè)扭轉(zhuǎn)變形大，X 方向或 Y 方向兩側(cè)剛度不均勻時，剛度小的一側(cè)扭轉(zhuǎn)變形大； 外部剛度相對內(nèi)部剛度不合理的，外部剛度弱的那側(cè)扭轉(zhuǎn)變形大。借助軟件我們也可以進行判斷，在SATWE 分析結(jié)果圖形和文本顯示中均可查看，這里就不列舉了。
既然我們知道了剛度均勻是本質(zhì)，那要調(diào)整位移比、周期比無怪乎就是把剛度往均勻分布的方向靠近，剛度大的做減法，剛度小的做加法。在實際工程中內(nèi)部結(jié)構(gòu)的減法一般都能實現(xiàn)，而外部結(jié)構(gòu)的加法受限較多。這里需要注意的是在框剪結(jié)構(gòu)中還應注意框架部分承擔的地震傾覆力矩占總地震傾覆力矩的比例，滿足高規(guī) 8. 1. 3 條、抗震規(guī)范第 6. 1. 3 條中相關(guān)規(guī)定，不能一味的減少剪力墻，對有平面突變的結(jié)構(gòu)還應注意樓層抗剪承載力、及承載力比值滿足抗規(guī) 3. 4. 3 條中 0. 8 限值，避免出現(xiàn)豎向不規(guī)則情況。
4 實際工程應注意的一些問題
4. 1 規(guī)范規(guī)定
高規(guī) 3. 4. 5: 結(jié)構(gòu)平面布置應減少扭轉(zhuǎn)的影響。在考慮偶然偏心影響的規(guī)定水平地震力作用下，樓層豎向構(gòu)件最大的水平位移和層間位移，A 級高度高層建筑不宜大于該樓層平均值的 1. 2 倍，不應大于該樓層平均值的 1. 5 倍； B 級高度高層建筑、超過 A 級高度的混合結(jié)構(gòu)及本規(guī)程第 10 章所指的復雜高層建筑不宜大于該樓層平均值的 1. 2 倍，不應大于該樓層平均值的 1. 4 倍。結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期 Tt與平動為主的第一自振周期 T1 之比，A 級高度高層建筑不應大于0. 9,B 級高度高層建筑、超過 A 級高度的混合結(jié)構(gòu)及本規(guī)程第 10 章所指的復雜高層建筑不應大于 0. 85.注： 當樓層的最大層間位移角不大于本規(guī)程第 3. 7. 3 條規(guī)定的限值的 40%時，該樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移和層間位移與該樓層平均值的比值可適當放松，但不應大于 1. 6.
4. 2 實際工程中不滿足規(guī)范規(guī)定時的調(diào)整方法
�。� 1） 程序調(diào)整： 程序無法實現(xiàn)。
�。� 2） 人工調(diào)整： 改變結(jié)構(gòu)平面布置，提高結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度�？偟恼{(diào)整原則是加強結(jié)構(gòu)外圍墻、柱或梁的剛度（ 減小第一扭轉(zhuǎn)周期） ,適當削弱結(jié)構(gòu)中間墻、柱的剛度（ 增大第一平動周期） .周邊布置要均勻、對稱、連續(xù)，有較大凹凸的部位加拉梁等（ 減小變形） ,減小結(jié)構(gòu)質(zhì)心與剛心的偏心距。（ 在 SATWE 分析結(jié)果圖形和文本顯示中可查） 亦可找出最大位移比所對應的位置，可加強該節(jié)點對應的墻、柱等構(gòu)件的剛度。
圖 1 為本人近期做的一個高層公共建筑結(jié)構(gòu)平面，在設計過程中就遇到了上述問題。根據(jù)本工程建筑功能、平面布置利用電梯間、樓梯間等豎向交通盒及設備管井布置剪力墻，并組合成筒體布置形式，從圖中可以看出南北端不對稱，偏心較大，為調(diào)整結(jié)構(gòu)剛心，加強結(jié)構(gòu)抗扭剛度，考慮到公共建筑考慮外立面及采光等要求，在外圍結(jié)構(gòu)上做加法受限，利用建筑周邊的角部房間在外圍增加剪力墻結(jié)構(gòu)，并加強北部遠離核心筒位置的剪力墻，以減小結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)位移量差值，弱化偏心帶來的扭轉(zhuǎn)影響。
4. 3 一些應注意的問題
�。� 1） 位移比其實是小震不壞、大震不倒的一個抗震措施，是考察結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應，限制結(jié)構(gòu)實際扭轉(zhuǎn)的量值。扭轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的扭矩，以剪應力的形式存在，一般構(gòu)件的破壞準則通常是由剪切決定的，所以扭轉(zhuǎn)比平動危害大。在實際工程中調(diào)整結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)參數(shù)的重點不是非要把剛心和質(zhì)心重合（ 實際工程這種可能性較小） ,重點在于調(diào)整由結(jié)構(gòu)抗扭剛度和因剛心質(zhì)心偏心產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)效應的比值，同時兼顧調(diào)整剛心和質(zhì)心的偏心。我們在驗算位移比時一般應選擇“強制剛性樓板假定”,但這只是為了有一個量化參考標準，而不是這樣的概念才是正確的，軟件設置需要一個包絡設計，能涵蓋大部分結(jié)構(gòu)工程，而且符合規(guī)范要求，做設計時，應遵循實事求是的原則，而不是一味要求“采用剛性板假定”,對于有轉(zhuǎn)換層等復雜高層或結(jié)構(gòu)凸凹不規(guī)則或樓板局部不連續(xù)的建筑，應采用符合樓板平面內(nèi)實際剛度變化的計算模型或者采取一定的構(gòu)造措施符合剛性樓板假定。位移比應考慮偶然偏心、不考慮雙向地震作用。
�。� 2） 控制周期比主要是為了控制當相鄰兩個振型較接近時由于震動偶聯(lián)而造成結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應增大。周期比是控制側(cè)向剛度與扭轉(zhuǎn)剛度之間的一種相對關(guān)系，而非其絕對大小，它的目的是使抗側(cè)力構(gòu)件的平面布置更有效、更合理，使結(jié)構(gòu)不至于出現(xiàn)過大的扭轉(zhuǎn)效應，不是要求結(jié)構(gòu)是否足夠結(jié)實而是要求結(jié)構(gòu)承載布局合理。實際工程中周期比不滿足要求時，一般只能通過調(diào)整平面布局來改善，這種改變一般是整體性的，局部小的調(diào)整往往收效甚微。當不滿足周期比時，若層位移角控制潛力較大，宜減小結(jié)構(gòu)內(nèi)部豎向構(gòu)件剛度，增大平動周期； 當不滿足周期比且層位移角控制潛力不大，應檢查是否存在扭轉(zhuǎn)剛度特別小的樓層，若存在則應加強該樓層（ 構(gòu)件） 的抗扭剛度，如若各層抗扭剛度無突變則應加大整個結(jié)構(gòu)的抗扭剛度。
5 結(jié)束語
在利用 PKPM 等軟件進行結(jié)構(gòu)設計時，常常會遇到周期比、位移比不滿足規(guī)范的情況，它們的本質(zhì)是控制扭轉(zhuǎn)變形，是扭轉(zhuǎn)剛度的指標，是讓我們把結(jié)構(gòu)布置的盡量均勻，所以弄清其本質(zhì)及一些在實際工作中的具體細節(jié)是很有必要的。
參考文獻
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高層建筑結(jié)構(gòu)設計常見問題與對策
在高層建筑結(jié)構(gòu)設計方面，我國起步較晚，近幾年來，各大城市才不斷出現(xiàn)了一些高層建筑，甚至超高層建筑，這些建筑的結(jié)構(gòu)設計非常重要，決定著建筑的使用質(zhì)量與壽命，業(yè)主的需求不斷增加，也給設計人員提出了更多的要求。針對在高層建筑結(jié)構(gòu)設計中的問題，需要進行一一解決，才能真正實現(xiàn)高質(zhì)量建筑投入運行。
1 高層建筑結(jié)構(gòu)設計特點
高層建筑結(jié)構(gòu)設計中水平力是決定性因素。水平荷載在高層建筑結(jié)構(gòu)中的穩(wěn)定性貢獻非常大。與普通建筑相似，高層建筑結(jié)構(gòu)在豎向的荷載多以重力表示，但在水平荷載方面，高層建筑與普通建筑有著極大的不同，高層建筑的自重與荷載在豎向構(gòu)件可以產(chǎn)生一定的軸力與彎矩，在建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性方面起著決定性的作用。
在高層建筑結(jié)構(gòu)設計中需要嚴格控制好側(cè)移指標。當建筑的高度不斷增加，水平荷載下的結(jié)構(gòu)側(cè)向移動將會不斷被放大，對高層建筑的穩(wěn)定性造成威脅，同時也會對人的生活舒適度造成一定的影響，所以需要保持側(cè)移能夠控制在一定的范圍之內(nèi)，這成為結(jié)構(gòu)設計的核心元素。
高層建筑結(jié)構(gòu)的設計對于抗震設計要求已經(jīng)明顯提高，隨著近幾年來地震現(xiàn)象不斷頻繁，任何一個等級的偏差都有可能會造成穩(wěn)定性破壞；當高層建筑的豎向荷載不斷增大時，柱內(nèi)的軸向嚴重，連續(xù)梁彎矩變化讓支座處的負彎矩減小，從而對預制構(gòu)件的下料長度造成影響。所以在高層建筑設計時需要注意軸向變形問題； 要通過一定的措施，確保建筑結(jié)構(gòu)具有相當?shù)难有裕敻邔咏ㄖ镉龅轿ｋU時，避免出現(xiàn)倒塌的問題，如果沒有延性設計，將會對使用效率產(chǎn)生危害。
2 高層建筑結(jié)構(gòu)設計原則
2. 1 合理計算簡圖
首先要保證計算簡圖合理，簡圖對結(jié)構(gòu)有著決定性作用。為了確保計算簡圖的安全，需要采用相應的構(gòu)造方法，除了要在鋼節(jié)點與鉸節(jié)點進行關(guān)注外，還需要不斷減小計算誤差，把計算簡圖控制在一定的范圍之內(nèi)（ 見圖 1 -2） .
2. 2 基礎(chǔ)設計選擇
其次，在進行基礎(chǔ)設計時，要充分了解高層建筑所在的地質(zhì)條件，另外對高層建筑的結(jié)構(gòu)類型與荷載分布分析要全面，根據(jù)施工條件以及鄰近相互影響進行綜合考究，在全面了解基礎(chǔ)信息的前提下進行科學合理的基礎(chǔ)方案確定�；A(chǔ)方案中，地基的潛力將發(fā)揮最大的作用，需要提前進行地基檢測。
2. 3 結(jié)構(gòu)方案選擇
合理的結(jié)構(gòu)方案需要達到高層建筑結(jié)構(gòu)設計的總體要求，并盡可能達到經(jīng)濟的目的。在相同的結(jié)構(gòu)單元中，使用相同的結(jié)構(gòu)體系，根據(jù)地理條件、工程要求、施工因素綜合確定結(jié)構(gòu)選擇，從而制定出最佳方案。
3 高層建筑結(jié)構(gòu)設計中的問題分析與改善方向
3. 1 建筑結(jié)構(gòu)超高
一些城市為了進行評比，在樓宇的高度上不斷進行更新，仿佛樓層越高，城市的地位就更靠前。但建筑物不斷超高卻對抗震性與建筑質(zhì)量提出了更高的要求。相關(guān)的建筑規(guī)范對建筑物的高度與抗震要求進行明確的規(guī)定，無論是多高的建筑物，都需要滿足相對應的抗震等級要求。針對目前多地存在的建筑物超高問題，建筑物規(guī)范將會進行限定，不斷細化規(guī)則，與時俱進，這使得高層建筑結(jié)構(gòu)的設計方法與措施有了明顯的改進。每一個建筑單位的項目管理部都要注重建筑的超高問題，在設計圖與施工組織審核時都應該及時發(fā)現(xiàn)潛在的風險問題，不斷進行論證，避免對工程的造價與工期造成影響。
3. 2 短肢剪力墻的設置
隨著我國高層建筑結(jié)構(gòu)設計的不斷深入，對短肢剪剪力墻的設置問題更加關(guān)注。目前我國的相關(guān)建筑規(guī)范已經(jīng)對它進行了充分嚴格的定義，并對其使用進行了限制。短肢剪力墻主要是指建筑物墻肢截面的高厚度在 5 - 8 左右的情況，根據(jù)經(jīng)驗表明，在高層建筑結(jié)構(gòu)設計中人盡可能使用些種結(jié)構(gòu)墻，所以在建筑設計時，要盡可能地避免。
3. 3 嵌固端設置
高層建筑的嵌固端在二層以上的地下室頂板上，同時也有可能會設計到人防頂板上，嵌固端設置時，結(jié)構(gòu)設計工程師對于嵌固端設置帶來的問題沒有提前判斷與預測，比如樓板的設計、上下層的剛度要求等等，這些問題都有可能在后來的設計中做出更改，造成不必要的損失與安全隱患。
3. 4 結(jié)構(gòu)規(guī)則性問題規(guī)則性問題
在目前的高層建筑結(jié)構(gòu)設計規(guī)范中已經(jīng)進行了明確的限制。如新規(guī)范對結(jié)構(gòu)嵌固端上下層的剛度進行了規(guī)定，現(xiàn)代建筑不宜采用嚴重不規(guī)則的設計方案。不規(guī)則的設計將對建筑的豎向荷載計算產(chǎn)生偏差，不易估計，有可能會存在安全風險。但是在目前的高層建筑結(jié)構(gòu)設計中，仍然會存在著這一問題，對建筑的整體質(zhì)量造成了一定的影響。為了避免圖紙在后續(xù)施工過程中進行變更，所以結(jié)構(gòu)設計者要對結(jié)構(gòu)設計中的規(guī)則性問題進行提前分析，遵守相關(guān)的規(guī)范規(guī)則，提高整體質(zhì)量。
3. 5 消防結(jié)構(gòu)設計
高層建筑結(jié)構(gòu)本身的特點非常明顯，它的功能復雜性決定著建筑結(jié)構(gòu)在設計時非常復雜，需要選用不同的建筑功能材料。傳統(tǒng)建筑中所選用的材料多為可燃性材料，這種材料無形中增加了高層建筑火災的發(fā)性頻率，更不易進行救火。高層建筑間空氣流動強，風力非常大，如果發(fā)生高層火災事故，救援難度可想而知。在傳統(tǒng)高層建筑結(jié)構(gòu)設計時，把火災線路設計成垂直形態(tài)，建筑人員在進行火災疏散時將花費更多的時間，對人身財產(chǎn)安全造成了更大的延誤。在消防結(jié)構(gòu)設計中，也需要對排煙結(jié)構(gòu)設計，這對于高層建筑的安全性設計有著重要的意義。在設計中要保證煙氣能夠有效排出，避免在火災發(fā)生時不利情況的蔓延。
3. 6 抗風結(jié)構(gòu)設計
在高層建筑設計中，抗風性研究非常重要。在進行設計建造時，要注意抗風壓性，對有效的設計非常重要。隨著高層建筑的高度不斷增加，結(jié)構(gòu)本身對風起著擾動作用與阻隔作用，不利于風量的及時移動，在風速較大時，會對靜止的高層建筑產(chǎn)生振動效果，從而造成一定的動力荷載力，將會對其穩(wěn)定性造成威脅，甚至有可能會導致主體結(jié)構(gòu)受到破壞，導致玻璃幕墻破裂、裝飾物毀壞甚至墻體斷裂等工程質(zhì)量受到影響的危險。
4 高層建筑結(jié)構(gòu)設計策略總結(jié)
在高層建筑結(jié)構(gòu)設計時要注重設計原則，合理選擇基礎(chǔ)條件與結(jié)構(gòu)設計方案，對高層的消防結(jié)構(gòu)、抗震結(jié)構(gòu)、抗風結(jié)構(gòu)設計進行優(yōu)化。
在消防結(jié)構(gòu)設計方面，要設計合適的防火間距，對建筑物間的距離進行精確計算，根據(jù)地形條件設計合理的防火結(jié)構(gòu)設計，增加疏散通道設計，采用分隔式進行設計，控制煙霧與火勢的蔓延； 在抗震結(jié)構(gòu)設計方面，要合理規(guī)劃建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)件位置，發(fā)揮不同的構(gòu)承載功能，對地基進行抗震設計，簡化建筑平面，分割高度差異，提高建筑物的剛率與強度，實現(xiàn)地基的穩(wěn)固性，另外需要注重對剪力墻的設計，控制位移，對簡體結(jié)構(gòu)進行抗震設計，確保結(jié)構(gòu)的完整性與對稱性； 在抗風結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化中，首先要進行基礎(chǔ)設計，選擇級配高的砂石，在結(jié)構(gòu)義部使用抗拔錨桿，穩(wěn)定地基，在高層建筑結(jié)構(gòu)中增加耗能減振系統(tǒng)設計，通過多種元素的綜合，使用強粘彈性的阻尼材料，解決好水平力、風荷載造成的荷載疊加問題，對受力高壓區(qū)進行加固處理，精確計算建筑物的風荷載與承載力。
5 結(jié)語
在高層建筑結(jié)構(gòu)設計時，應該對超高、抗震、抗風、消防、規(guī)則性、嵌固端設置等問題進行充分認識，提前結(jié)合地質(zhì)條件與基礎(chǔ)條件對各個影響因素進行分析，不斷進行優(yōu)化設計，確保高層建筑結(jié)構(gòu)本身的穩(wěn)定性，提高使用壽命與質(zhì)量。結(jié)構(gòu)設計不是孤立存在的，而是與其他的設計相輔相承。結(jié)合目前經(jīng)驗所發(fā)現(xiàn)的問題進行優(yōu)化，避免對質(zhì)量造成影響。隨著我國專家學者對高層建筑結(jié)構(gòu)設計研究的不斷深入，結(jié)構(gòu)設計將更加完善，促進我國城市建設水平的提高。
參考文獻
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超高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計的方案
科技的進步和社會的發(fā)展，促使超高層建筑結(jié)構(gòu)不斷發(fā)生變化，建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計顯得尤為重要，又加之國家建立節(jié)約型社會理念的不斷深入，所以建筑需求者和供應者都對超高層建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計提出了更高的要求。超高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)主要分為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、組合結(jié)構(gòu)、新型結(jié)構(gòu)、智能建筑結(jié)構(gòu)，這四種建筑結(jié)構(gòu)存在遞進的關(guān)系，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是最早的超高層建筑結(jié)構(gòu)，主要是由鋼筋和混凝土構(gòu)成，具有耐高溫、位移小等特點。隨著我國混凝土的不斷發(fā)展，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)也是超高層建筑中運用最廣泛的建筑結(jié)構(gòu)形式，然而智能建筑結(jié)構(gòu)又是在前幾種結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)代建筑技術(shù)和高新技術(shù)發(fā)展起來的新型超高層建筑結(jié)構(gòu)形式。
1 超高層建筑結(jié)構(gòu)設計考慮因素
對于超高層建筑，不同于高層建筑，但又與高層建筑相似，這兩種建筑都是到達一定的高度，安全性就會成為主要的考慮因素，混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計作為建筑安全性的重要保證，在對于達到一定高度的超高層建筑進行設計時，混凝土的優(yōu)化設計就顯得尤為重要，所以超高層建筑結(jié)構(gòu)在設計方案上需要充分考慮各方面的因素，從而保證超高層建筑的安全性。需要考慮的因素主要有以下三個方面：
1.1 建筑要求
對超高層建筑進行施工時，需要確定建筑功能要求和建筑體型，因為這兩個部分為超高層建筑的主要構(gòu)架，對建筑的平面布置、層數(shù)規(guī)劃、地下層的層數(shù)以及地下室的布置都需要進行實地考察，對每個細節(jié)都要嚴格把關(guān)，結(jié)構(gòu)設計必須和建筑設計密切配合。
1.2 樓層平面剛度
樓層平面剛度問題是建筑結(jié)構(gòu)中常見的問題，在設計基本的機構(gòu)觀念或者是結(jié)構(gòu)布置上缺乏必要的措施，雖然對程序采用了樓板變形的計算公式，但是編程在數(shù)學力學模型上的成立不代表在實際設計上能夠準確無誤，這是由于不可抗力等因素的偏差導致計算的誤差性，從而導致建筑的不安因素增多，所以設計師需要通過對程序的計算和實際情況的考慮來反映結(jié)構(gòu)的真實受力狀況而避免于出現(xiàn)根本性的誤差，因此，這就要求設計師對結(jié)構(gòu)概念要求很強，同時也需要對樓層平面剛度的標準進行限制。
1.3 延性良好
超高層的延性其實就是在當超高層受到地震的作用力或者是其他側(cè)向力作用的時候，超高層建筑的一種變形能力。在對結(jié)構(gòu)進行多遇地震彈性時程分析時，建筑物高度的增加會使得結(jié)構(gòu)自重增加、重心位置也會提高，地震作用產(chǎn)生的水平力也會增大，所以在對建筑進行結(jié)構(gòu)設計時應該充分考慮地震對建筑的影響。然而，抗震結(jié)構(gòu)一方面是超高層建筑結(jié)構(gòu)設計中最重要的環(huán)節(jié)，另一方面也是超高層建筑結(jié)構(gòu)設計中較復雜的一個環(huán)節(jié)，它需要綜合考慮到建筑結(jié)構(gòu)、建筑材料選擇以及墻體承重等抗震規(guī)范設計要求，在當今的設計技術(shù)條件下，通過優(yōu)良的概念技術(shù)和合理的構(gòu)造措施可以使得超高層建筑有更好的延性，可以避免在地震作用下超高層建筑倒塌情況出現(xiàn)，保障人們的生命財產(chǎn)安全。
2 超高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計的方案
2.1 合理使用高強鋼筋
在對超高層建筑進行施工的過程中，對建筑使用的鋼筋量是影響整個建筑造價的一個重要因素。所以為了降低用鋼量，降低造價，節(jié)約建筑成本，在對超高層建筑結(jié)構(gòu)設計時需要合理使用高強鋼筋，在超高層建筑位于深厚軟弱地基之上的情況下，高強鋼筋高優(yōu)化構(gòu)建截面尺寸的合理使用，通過減輕地基的承載量來降低基礎(chǔ)施工的難度，同時還可以縮減造價，減低施工單位的成本，從而達到更大的經(jīng)濟效益。而且，在對超高層建筑自重減少的情況下，可以減小超高層受地震破壞的程度，因為建筑的破壞程度與建筑的自重呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，自重越大，受損毀的可能性增大，破壞程度就越大，通過減少建筑的自重，也為建筑物的安全提供了保證。
2.2 抗震結(jié)構(gòu)的優(yōu)化
在對超高層建筑抗震結(jié)構(gòu)進行設計的過程中，需要通過專業(yè)的抗震結(jié)構(gòu)設計人員針對建筑特點以及地方的地震發(fā)生狀況進行分析，以滿足建筑物抗震結(jié)構(gòu)設計規(guī)范為基礎(chǔ)對建筑物的抗震結(jié)構(gòu)進行嚴格設計。所以在進行超高層建筑物抗震結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計的時候，首先需要合理嚴謹?shù)剡x用結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計中的材料，眾所周知，鋼筋混凝土材料的結(jié)構(gòu)設計中，梁柱是主要的受力載體，在工程建設中，采用高標號的鋼筋混凝土可以減少梁柱等構(gòu)件的橫截面，減輕結(jié)構(gòu)本體的重量，促進建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力的提升，比如在對剪力墻的抗震結(jié)構(gòu)設計過程中，應該充分考慮到剪力墻的抗震要求，設置單獨的承重墻和承重柱，合理地匹配鋼筋混凝土與混凝土的投放比例，最大限度地發(fā)揮鋼筋混凝土的材料特性，保證剪力墻的抗震能力。同時還需要結(jié)合建筑材料的品種、質(zhì)量、價格以及對周圍環(huán)境的適應程度來保證建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力、安全性最大化；其次在處理一道截面較長的抗震墻方面，設計師應該充分利用其洞口設置成弱連梁，使每個墻段的高寬比不宜小于2,盡量將墻體分成單肢墻、多肢墻或者是小開口墻，從而提高抗震墻的變形能力，保證建筑的安全可靠；最后要加強我國建筑構(gòu)造規(guī)定的安全度以及抗震計算方法，通過對梁柱承載力匹配程度、軸壓比以及配筋率等抗震延性方面進行嚴格規(guī)定，從制度上進行改變和規(guī)制。
2.3 平面剛度的優(yōu)化
對于超高層建筑的機構(gòu)設計，平面結(jié)構(gòu)、建筑各部分的剛度和承載力是需要著重考慮的因素，首先在設計結(jié)構(gòu)時，為了避免造成施工過程中的麻煩，設計師應該盡力將結(jié)構(gòu)的剛度、結(jié)構(gòu)中心和幾何設計到一點上，如果不能達到這個要求，將會造成施工隊伍的麻煩。而且最重要的便是扭轉(zhuǎn)問題，設計師需要充分考慮水平荷載力所受的各種因素；其次，通過對平面以及立面的選擇，來解決超高層建筑設計的問題。對于平面上的選擇，設計師應該盡量保證剛度中心和質(zhì)量中心重合，這樣能縮小位移比，也可以增加規(guī)范規(guī)定的表格，對于立面上的選擇，設計師應該將豎向抗側(cè)力構(gòu)件保持上下連續(xù)貫通；最后，對于建筑的美觀性的優(yōu)化，在結(jié)構(gòu)設計的過程中，結(jié)構(gòu)足夠合理，與前兩點所說的一樣，都符合條件，但是建筑卻無法滿足人們的審美觀，實用性也不高，這就需要設計師在重視結(jié)構(gòu)概念設計的同時，還需要建筑結(jié)構(gòu)更加美觀和實用。
3 結(jié)語
綜上所述，在對超高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設計時，應該充分考慮各方面因素，通過考慮超高層建筑的建筑要求、剛度要求以及建筑對延性的要求，總結(jié)出對超高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方案。
參考文獻
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剪力墻結(jié)構(gòu)的受力情況與設計應用
1 前言
城市離不開建筑，建筑又可美化城市，甚至是某些城市的地標建筑，譬如上海金茂大廈、東方明珠等都是上海這座國際大都市的標志。因此它們之間是相互依賴、相互生存�，F(xiàn)如今，土地資源的稀缺，高層建筑已成為城市建筑的主體、地域生活的主流，也是當代建筑發(fā)展趨勢。隨著人們生活水平的不斷提高，對居住舒適性要求也相應的提高，特別是對住宅平面的要求越來越高。由于剪力墻結(jié)構(gòu)墻肢厚度可與填充墻厚度一致，平面就沒有像框架柱向房間內(nèi)凸出部分，能有效地提高了空間利用率。所以高層住宅中便越來越多的采用剪力墻結(jié)構(gòu)。
2 建筑結(jié)構(gòu)設計中剪力墻結(jié)構(gòu)概念方案布置
剪力墻結(jié)構(gòu)概念方案布置是剪力墻結(jié)構(gòu)設計的首要前提，方案布置的合理性與否對整個工程造價影響甚大，因此以下對剪力墻結(jié)構(gòu)布置作簡要分析。
剪力墻平面布置宜沿兩主軸方向雙向布置，盡量均勻、對稱布置，兩主軸方向剛度盡量相近。過于集中布置剪力墻可能導致結(jié)構(gòu)剛度中心與荷載重心偏差較大，從而產(chǎn)生較為嚴重的扭轉(zhuǎn)效應；過于分散布置剪力墻則會導致剛度分布不均勻及梁板跨度加大，一方面會增加結(jié)構(gòu)自重，加大地震作用效應，從而增加工程造價；另一方面，剪力墻間距過大，以致某片墻承擔荷載過大，軸壓比加大從而影響剪力墻延性設計。還有結(jié)構(gòu)角部及結(jié)構(gòu)開洞后形成凹凸不規(guī)則均屬抗震扭轉(zhuǎn)薄弱部位，易產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)變形從而導致扭轉(zhuǎn)破壞。因此在考慮剪力墻的平面布置時，應單獨對角部及開洞周圍進行局部加強。在平面角部盡量布置 L 形墻肢，還可采設置端柱及轉(zhuǎn)角部位樓板中設置暗梁等構(gòu)造措施進行加強，以達到提高其扭轉(zhuǎn)剛度的目的。
剪力墻豎向布置宜沿房屋高度通高布置、上下對齊、連續(xù)布置，墻厚及墻長沿高度宜均勻變化，以達到豎向剛度逐漸變小，從而能夠有效避免豎向剛度發(fā)生突變情況。這樣既經(jīng)濟又能滿足承載力、側(cè)向變形的要求。
因此剪力墻布置的優(yōu)劣直接關(guān)系到整個結(jié)構(gòu)合理性及經(jīng)濟性。現(xiàn)如今結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性已成為結(jié)構(gòu)設計必須考慮的因素。如何在滿足安全的前提下，將有限的資源物盡其用，是值得我們結(jié)構(gòu)工程師所思考的問題。所以在剪力墻布置合理前提下盡量經(jīng)濟，節(jié)約成本，減少工程造價。對結(jié)構(gòu)的重點、關(guān)鍵部位或計算模型與實際情況有出入部位，至少采用兩種不同的結(jié)構(gòu)計算軟件進行分析計算，然后進行包絡設計且在構(gòu)造上給予加強。
在概念方案布置前期，結(jié)構(gòu)設計師應與建筑師緊密配合，初步確定一個比較合理的布置方案，避免出現(xiàn)不規(guī)則或嚴重不規(guī)則的平立面，達到技術(shù)先進，安全適用、經(jīng)濟合理的設計方案，實現(xiàn)降低總體造價的目的。
3 建筑結(jié)構(gòu)設計中剪力墻結(jié)構(gòu)受力分析
剪力墻結(jié)構(gòu)設計有著自己的設計規(guī)則及原理。由于剪力墻通常情況下高度、寬度要比厚度大很多，因此其何特征像板 , 但與板有很大的差別，板是按受彎構(gòu)件計算，剪力墻是按壓彎構(gòu)件計算。因此在進行其結(jié)構(gòu)設計分析時就需要考慮到其具體的設計差別。此外還包括剪力墻的肢長、墻厚度范圍有著自身的特性，因此當墻肢截面高度與厚度之比 hw/tw ≤ 4 時，應按框架柱結(jié)構(gòu)設計；當 hw/tw>8 時為一般剪力墻；當 4 ≤ hw/tw ≤ 8 時短肢剪力墻，這也是剪力墻結(jié)構(gòu)設計的基本原則之一。剪力墻結(jié)構(gòu)是由一系列縱向、橫向剪力墻與梁、板所組成的空間結(jié)構(gòu)。
其主要承受兩類荷載：一類是豎向荷載，豎向荷載主要是梁板傳來的恒載、活載、剪力墻身自重及豎向地震作用；另一類是水平荷載，主要為水平風荷載和水平地震作用。剪力墻的內(nèi)力、變形分析包括承載能力極限狀態(tài)與正常使用極限狀態(tài)下分析。
在承載能力極限狀態(tài)下，剪力墻在各種工況下不致破壞，能夠安全地承受重力荷載作用。在正常使用極限狀態(tài)下，結(jié)構(gòu)變形滿足規(guī)范要求，結(jié)構(gòu)耐久性也滿足設計要求。剪力墻的變形主要是彎曲變形，框架結(jié)構(gòu)的變形主要是剪切變形。
為了使剪力墻實現(xiàn)彎曲破壞的延性破壞模式，《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》簡稱高規(guī)，規(guī)定墻長不宜大于 8m.實際上影響剪力墻破壞模式的兩個主要因素是剪跨比和軸壓比，只要剪跨比 >2,且軸壓比不超過規(guī)范規(guī)定限值，能夠?qū)崿F(xiàn)延性的破壞模式。當剪力墻墻長大于 8m 時，盡量在墻中部開洞形成雙墻肢，通過弱連梁連接。這樣剪跨比一般也會大于 2,即能滿足延性破壞的需求。在地震作用下通過連梁來耗能，連梁端部首先進入塑性變形，形成塑性鉸，這樣連梁起到第一道抗震防線的作用。
4 連梁設計
高層住宅剪力墻結(jié)構(gòu)中，由于開間不大或墻長較長時開洞后形成連梁，若兩墻肢之間出現(xiàn)跨高比較小的連梁時，在計算過程中，容易產(chǎn)生連梁抗剪超限的情況，通常有以下幾種解決方案：①增大截面，可以提高連梁自身的抗剪能力，但隨著連梁剛度增加相應內(nèi)力也增加，其對抗剪能力的提高是有限的。
在梁寬一定的情況下，通過加高連梁梁高的方法；在梁高一定的情況下，也可以通過加寬梁寬，加寬截面卻對連梁剛度的貢獻較小，僅為線性關(guān)系，使得抗剪力的提高值僅大于分擔剪力的增加值。②調(diào)整設計內(nèi)力，在增大連梁截面對提高抗剪能力沒有效果的情況下，可以通過人為的內(nèi)力調(diào)整，對連梁剛度進行折減，控制剪力分配比，解決連梁抗剪問題。最簡單的調(diào)控方法是在計算參數(shù)選取時，調(diào)整連梁剛度折減系數(shù)，僅對內(nèi)力配筋計算時才能采用。在整體計算及非地震荷載作用下，連梁剛度不予折減，這時連梁應具備足夠的抗彎和抗剪承載能力，以滿足正常使用的要求。對于跨高比大于 5 的連梁，應按框架梁設計，且必須滿足框架梁各項要求。③也可設水平縫形成雙連梁、多連梁或采取其他加強受剪承載力的構(gòu)造措施，譬如設置交叉暗撐等措施來提高連梁抗剪承載力。
5 結(jié)語
隨著我國國民經(jīng)濟整體水平的持續(xù)提高和建筑結(jié)構(gòu)設計發(fā)展速度的持續(xù)加快，高層建筑將是現(xiàn)代建筑的主流。剪力墻結(jié)構(gòu)因側(cè)向剛度大，側(cè)向變形小等優(yōu)點，因而被廣泛應用于高層建筑中。所以掌握好剪力墻結(jié)構(gòu)受力特點，把握好剪力墻結(jié)構(gòu)設計的基本原則，剪力墻結(jié)構(gòu)設計就會更加經(jīng)濟合理。因此建筑結(jié)構(gòu)設計人員應對剪力墻結(jié)構(gòu)設計原理有著清晰的理解，從而能夠在此基礎(chǔ)上通過不斷設計實踐的進行來促進我國建筑工程整體設計水平的有效提高。
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