關于高層建筑框架結構設計要點分析關于高層建筑框架結構設計要點分析

【摘要】高層建筑能夠節約城市土地，縮短公用設施和市政管網的開發周期，從而減少市政投資，加快城市建設，這些優點已經逐漸得到公認。對高層建筑，在建筑設計方面框架結構設計是個重要局部，合理的安排框架結構設計步驟，做好內力測算等都是框架結構設計的重點，我們可以采取新的科學分析和研究步驟，以求得最正確設計方案。本文主要介紹了現代高層建筑框架結構設計要點，并對次進行了分析。

【關鍵詞】框架結構；設計要點；分析

世界各國對高層建筑的高度和層數界限的規定并不一致。中國1982年施行的?高層建筑防火設計標準?中規定，超過10層的住宅建筑和超過24米高的其他民用建筑為高層建筑。現代高層建筑是隨著城市的開展和科學技術的進步而開展起來的，在土地資源日益緊張的今天，高層建筑有利于節約用地、解決住房緊張、減少市政根底設施和美化城市空間環境。可以說，現代高層建筑的開展，開創了整個建筑時代的新紀元。

1設計要點

當高層建筑的層數和高度增加到一定程度時，它的功能適用性、技術合理性和經濟可行性都將發生質的變化。與多層建筑相比，在設計上、技術上都有許多新的問題需要加以考慮和解決。

1.1建筑方面要求

①總平面布局要加大防火間距，處理嚴重的日照干擾，為大量集中的人口疏散和停放車輛安排通道和場地。②在符合功能要求的根底上將多層重復的建筑平面布局標準化、統一化，以滿足主體結構、設備管線、電氣配線分區、防火疏散等豎向設計技術的要求。③合理布置豎向交通中心，確定樓梯、電梯的數量和布置方式，保證使用效率和防火平安。④內外建筑裝修、構造、用料和做法必須適應因風力、地震、溫度變化等所引起的變形和平安問題。⑤在建筑藝術方面要考慮高大體型在城市和群體中的形象和全方位造型效果。

1.2結構方面要求

①考慮高層建筑遇到巨大風力和地震力時所產生的水平側向力。②嚴格控制高層建筑體型的高寬比例，以保證其穩定性。③使建筑平面、體型、立面的質量和剛度盡量保持對稱和勻稱，使整體結構不出現薄弱環節。④妥善處理因風力、地震、溫度變化和根底沉降帶來的變形節點構造。⑤考慮在重量大、根底深的地質條件下如何保證平安可靠的設計技術和施工條件問題。

1.3設備和電氣方面

①設計供暖和給水排水系統時，必須考慮因建筑高度增大的壓力，保證管道、爐片具有耐壓能力。②特殊處理消防和排煙問題。③在供暖、通風中考慮因高處風力增大而增加的空氣滲透和中合面以上、以下的熱壓變化對于散熱量計算的重要影響。④考慮由于增加了電梯、水箱供水和消防動力用電，對電氣設計的區域配電和干線、支線布置提出的要求。

1.4綜合問題

①關于城市經濟效益和環境效益問題，應遵照城市規劃部門指定的地段和控制高度建造，而不能完全根據建筑本身的需要。②高層建筑由于應力增加，設備和裝修水平必須提高，施工難度增大，因而造價必然大大高于多層建筑。因此，需要各專業設計人員密切合作使平面布局合理，提高使用系數，做到構造簡潔，自重輕，便于安裝，綜合降低造價。③高層建筑最突出的是防火平安設計，各專業設計人員應嚴格遵守高層建筑設計防火標準的規定。

2框架結構設計分析

2.1設計步驟

2.1.1根據建筑設計進行結構布置，結構布置時注意第一章介紹的結構布置原那么；

2.1.2選取恰當的平面框架作為計算單元，并由此得到計算簡圖，注意計算簡圖為平面剛架；

2.1.3計算該剛架上所作用的恒載、活載、風荷載和地震作用，方法見第三章；

2.1.4用分層法或彎矩分配法對框架在豎向荷載作用下的內力進行計算；框架結構的內力組合以及框架梁、柱和框架節點的設計。

2.1.5用反彎點法或D值法對框架在水平荷載作用下的內力進行計算，并進行變形驗算；

2.1.6對控制截面的內力值按荷載效應組合方式進行組合；

2.1.7用在混凝土結構根本理論中所學的知識，并結合框架梁柱節點的構造要求對各構件進行截面配筋設計。

2.2內力計算

2.2.1分層法

分層法計算原那么是“分層———計算———整和〞，主要技術步驟：

計算梁柱的線剛度及相對線剛度；

將框架計算簡圖分層，并對除底層柱外的其它各層柱的線剛度乘0.9折減系數；

用彎矩分配法計算各層單元的桿端彎矩；

疊加各層的桿端彎矩，注意梁的彎矩值保持不變，柱的彎矩值為各層單元的柱端彎矩的代數和，疊加后假設結點彎矩不平衡，可再進行一次彎矩分配；

按靜力平衡條件計算出框架的剪力和軸力，并繪出內力圖。

2.2.2反彎點法和D值法

另外，可由柱的剪力和彎矩來計算梁的彎矩、剪力和軸力以及柱的軸力。這局部應用的是結構力學中的截面法，即計算哪局部的內力，將該局部隔離出來單獨分析，分別考慮該局部在水平向和豎向力的平衡及力矩平衡。

2.2.3框架截面設計

主要考慮設計框架柱與根本構件中偏心或軸力受力柱的不同之處，框架梁與根本構件中梁的不同之處，以及梁柱剛接部位的特殊要求，比方，配筋計算時內力的調整，配筋量的限制及其他的一些構造要求等。

3結束語

當高層建筑的層數和高度增加到一定程度時，它的功能適用性、技術合理性和經濟可行性都將發生質的變化。與多層建筑相比，在設計上、技術上都有許多新的問題需要加以考慮和解決。本文對影響高層建筑結構設計的各因素進行深入的分析與探討，為高層建筑的結構設計積累了經驗。

參考文獻

【1】閻勇，安瑞.多高層建筑鋼筋混凝土結構的規那么性和抗震驗算原那么[J].陜西建筑，2006，.

【2】國家標準抗震標準管理組.建筑抗震設計標準統一培訓教材.北京：中國建筑工業出版