前言

　　有市場就必然有競爭，建筑行業也不例外。隨著生活水平的不斷提高，人們在對民用建筑的也要求越來越高，如何設計出舒適、安全、環保的高層住宅，以滿足消費者的需，是設計師們當前要面對解決的首要問題。筆者結合自己的設計經驗，對高層民用建筑結構設計中常出現的問題進行了總結。

　　1.高層建筑結構體系介紹

　　鋼筋混凝土結構是當前大部分高層建筑采用的結構體系，它包括框架結構、框架剪力墻結構、剪力墻結構等，其中框架剪力墻結構和剪力墻結構在實際當中應用較多。

　　1.1剪力墻結構

　　剪力墻結構(Shearwall Structure)是用鋼筋混凝土墻板來代替框架

　　結構中的梁柱，能夠承擔各類荷載引起的內力，并可以有效地控制結構的水平力，用鋼筋混凝土墻板來承受豎向和水平力的結構。

　　一般采用平面布置形式，并且剪力墻應雙向或多向布置，原因是剪力墻受豎向和水平方向荷載的共同作用。另外，該結構體系全部由剪力墻組成，那么它的剛度要比框架剪力墻結構更好，適用于 40 層以下的的高層民用建筑。還有，該結構的高寬比應不大于 6，高度上還要考慮抗震的要求。

　　1.2 框架剪力墻結構

　　框架剪力墻結構是由框架和剪力墻組合而成的一種結構體系。這種結構體系的受力特點是，剪力墻承受水平荷載，而框架承受豎向荷載，兩者合理分工，共同受力。在設計中，剪力墻要均勻布置在建筑物的

　　周邊、電梯間、平面形狀變化較大和豎向荷載較大的部位。此外，該結構以框架結構為主，剪力墻為輔助體系，所以此結構體系通常用于25 層以下的建筑，最高也不要大于 30 層。

　　1.3 框架結構

　　框架結構是指由梁和柱以剛接或者鉸接相連接而成構成承重體系的結構，即由梁和柱組成框架共同抵抗適用過程中出現的水平荷載和豎向荷載。采用結構的房屋墻體不承重，僅起到圍護和分隔作用，一般用預制的加氣混凝土、膨脹珍珠巖、空心磚或多孔磚、浮石、蛭石、陶粒等輕質板材等材料砌筑或裝配而成。

　　2.高層建筑結構設計的控制參數選取

　　高層建筑設計中各種控制參數的選取將會直接影響到整個結構的安全性、合理性等。因此，合理地選取各個控制參數，不僅有助于提高結構整體的控制效率，還有助于使結構設計更加安全、經濟、合理。

　　2.1 軸壓比：為保證結構的延性要求，要限制結構的軸壓比。通常采

　　用增大強或柱的截面或提高該層強、柱混凝土強度的辦法，來調整軸壓比以滿足規范的要求。

　　2.2 剪重比：通過限制各個樓層的最小水平地震剪力來確保較長周

　　期的結構安全。通過增強豎向構件如墻、柱等的剛度，可以增大剪重比，解決偏小甚至與規范值相差較大的問題。

　　2.3 剛重比：這個的規范上限用于判斷重力荷載在水平作用位移效應引起的二階效應是否可以忽略不計。如果不滿足規范的下限要求，就通過調整來增強墻、柱等豎向構件的剛度來調整。

　　2.4 層間位移角：這個參數用來限制結構在正常使用的條件下的水平位移，以確保高層結構應具備的剛度，避免過大的位移影響到結構的承載力、穩定性和使用要求。在不滿足規范要求的情況下，就只能采用調整豎向構件，增加豎向構件的剛度的辦法調整。

　　2.5

　　層間位移比：此參數限制結構平面布置的不規則性，以避免貴大的偏心而導致結構產生教的扭轉效應。若不滿足規范的要求，則改變結構平面布置，減小結構剛心和質心的偏心距來達到規范要求。

　　2.6 周期比：該參數限制結構的抗扭剛度，不能太弱，結構具有必要的抗扭剛度可以減少扭轉對結構產生的不利影響。一般是調整改變結構布置，提高結構的抗扭剛度，以達到規范的要求。

　　2.7剛度比：為了限制結構的豎向布置的不規范性，避免結構剛度

　　沿豎向突變，形成薄弱層，影響結構的安全性而設置此參數。

　　如果不滿足規范的要求，就采用適當加強本層墻、柱和梁的剛度，過適當削弱上部相關樓層的墻、柱等豎向構件的剛度的方法來調整。

　　3.框架計算簡圖的處理對于無地下室的基礎埋深較深的框架結構，可以在0.00m附近設置基礎連系梁，以增強底層的整體性。因為基礎連系梁的設計只是構造設計，根本不能平衡底部柱腳的彎矩，更不能作為上部結構的嵌固部分，因此基礎頂面至一層樓蓋頂面的高度顯然不能作為底層的計算高度 H。那么正確的設計應該是：基礎頂面至連系梁頂面的高度取做柱的H，也就是吧基礎連系梁以下的部分當成一層，而把實際建筑的一層當做第二層計算，層高取連系梁頂層至一層樓面的高度。那么在計算簡圖時，底層柱的配筋應取基礎連系梁頂面和基礎頂面兩個中內力較大的值進行計算。而對于帶有地下室的框架結構，關鍵是如何合理確定上部結構的嵌固位置。但是在《建筑抗震設計規范》和《混凝土結構設計規范》中都沒有明確提出具體位置，這就需要我們根據工程的實際情況來確定了。對于箱型基礎或設計能夠滿足《建筑抗震設計規范》的地下室結構，可以將室頂作為框架上部結構的嵌固位置。在使用 PKPM軟件進行設計時，樓層總數一欄僅輸入地下室以上的實際層數即可，樓層的實際層高就是層高 H。這樣的設計，在進行地震作用時和實際情況較為接近。但是如果地下結構采用的時筏板基礎，嵌固位置最好選取基礎頂面，因為豎向荷載的計算只計算底層的柱底處。電算時，總的層數是所有的樓層數，包括地下室，如地上 6 層，地下 2 層，那么總的層數取 8 層。這樣的計算簡圖，地震作用相對保守，結構設計也相對安全。

　　4.結構計算參數的選取

　　4.1 地震力的振型組合系數

　　高層建筑的設計中，如果不考慮扭轉藕聯計算，那么地震力的振型組合數至少要取 3，當振型系數大于 3 時，要取 3 的倍數，但不要大于建筑的層數。SATWE 軟件可以方便地計算出某種振型的參與質量與總質量的比值，《建筑抗震設計規范》提到這個比值在 90%比較合適。

　　4.2 框架結構的活荷載的最不利布置、組合

　　是否進行活荷載的最不利布置、組合對計算結果的影響很大，尤其是在活荷載較大的時候。軟件給定的梁設計彎矩放大系數，不一定可以反映出工程的實際應力分布，使用它可能造成結構不安全或太保守。在PKPM 軟件中不能區分荷載規范，很難實現《荷載規范》中區分荷載種類和樓面荷載折減系數的要求。處理方法是按樓面活荷載類型考慮，取相應的折減系數，這里還要考慮區分不同的構件進行分布計算，在荷載輸入時將樓面活荷載折減。

　　結論

　　筆者根據多年的高層建筑結構設計的實踐經驗，介紹了高層建筑結構體系，同時根據高層建筑結構設計的相關規范，介紹了一些在設計中常用的控制參數，如軸壓比、位移比、剛度比等的使用以及具體的調

　　整方法。然后以框架結構為例，大致說明了再電算中的計算參數的選

　　擇，并重點介紹了振型組合系數等的選擇。本文還指出了在高層建筑結構的設計中一些應該注意的問題，可供相關人員參考，希望可以提高設計的安全性、經濟性和合理性。

　　參考文獻

　　[1]高層建筑混凝土結構設計規范[S]

　　[2]高層建筑混凝土結構設計規范(JGJ3- 2002)補充規定[S]

　　[3]王亞勇,戴國瑩.建筑抗震設計規范疑難解答[M].中國建筑工業出版社,2006