1高層建筑結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)的原則
(1)功能適應(yīng)性原則：不同功能的建筑，往往具有不同的功能空間特征；不同的結(jié)構(gòu)體系型式，并能夠提供不同的空間布置；不同的內(nèi)部空間特征又要求不同的結(jié)構(gòu)與其相適應(yīng)。
(2)高度合理性原則：不同的結(jié)構(gòu)體系往往具有不同的力學(xué)特征和整體性能，也有其整體綜合性能得到較好發(fā)揮的高度適應(yīng)范圍。
(3)場(chǎng)地適應(yīng)性原則：主要是做好建筑地的防震措施。
(4)空間整體性原則：建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)是一個(gè)由多個(gè)結(jié)構(gòu)及其若干組成構(gòu)件組成的空間結(jié)構(gòu)體系。一個(gè)結(jié)構(gòu)的抗震能力不僅取決于各子結(jié)構(gòu)及相應(yīng)構(gòu)件強(qiáng)度、剛度及其受力狀態(tài)。而更主要地取決于保證這些子結(jié)構(gòu)、構(gòu)件能協(xié)同工作的能力或空間整體性。
(5)整體穩(wěn)定性原則。
(6)施工方便性原則：不同的結(jié)構(gòu)型決定著結(jié)構(gòu)的施工工藝、施工難度、施工工期及可能的施工質(zhì)量。
2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題
對(duì)高層建筑來(lái)說(shuō)，在抗震設(shè)計(jì)中，房屋的高寬比是一個(gè)需慎重考慮的問(wèn)題。近年來(lái)出現(xiàn)了許多板式高層住宅，其立面高度很大而房屋進(jìn)深尺寸有限，即高寬比超過(guò)了規(guī)范限值。建筑物的高寬比愈大，也就是說(shuō)建筑愈高，在地震作用下的側(cè)移就愈大，地震引起的傾覆作用就愈嚴(yán)重， 巨大的傾覆力矩在柱中和基礎(chǔ)中引起的拉力和壓力比較難處理。結(jié)合幾年來(lái)的工程實(shí)踐，有以下幾點(diǎn)體會(huì)：
(1)對(duì)整個(gè)建筑進(jìn)行抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算，使地震作用下的傾覆力矩與相應(yīng)的重力荷載在基礎(chǔ)與地基交界面上的合力作用點(diǎn)，不應(yīng)超出力矩作用方向抗傾覆構(gòu)件基礎(chǔ)邊長(zhǎng)的1／4。
(2)加大建筑物下部幾層的寬度，使其滿足規(guī)范高寬比的限值，但盡可能避免形成大底盤建筑。必要時(shí)通過(guò)設(shè)置類似扶壁的鋼筋混凝土構(gòu)件，來(lái)增加基礎(chǔ)底板的懸挑寬度，達(dá)到擴(kuò)大基礎(chǔ)底面積的效果，從而保證上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。
(3)使基礎(chǔ)有足夠的埋置深度。在部分設(shè)計(jì)圖紙上，發(fā)現(xiàn)裙樓和高層主樓從地上到地下用變形縫徹底分開(kāi)，導(dǎo)致主樓基礎(chǔ)埋深不夠或者根本沒(méi)有埋深，地震時(shí)會(huì)使建筑物發(fā)生滑移、整體傾斜甚至傾覆。這個(gè)問(wèn)題必須引起注意。
(4)對(duì)于高寬比很大的高層建筑，建議盡可能采用深基礎(chǔ)，即采用配有鋼筋的樁基礎(chǔ)，樁基礎(chǔ)鋼筋在承臺(tái)內(nèi)的錨固長(zhǎng)度要足夠大。因?yàn)闃妒锹裨谕林械募?xì)長(zhǎng)構(gòu)件，由于樁土摩擦力的存在，樁的抗拔性能較好，從而能很好地抵抗上部結(jié)構(gòu)的傾覆。盡可能避免采用天然地基或復(fù)合地基上的淺基礎(chǔ)。
2.2剪力墻設(shè)計(jì)中需要注意的幾個(gè)問(wèn)題
2.2．1鋼筋混凝土抗震墻的延性和破壞形態(tài)與墻體的高寬比和超靜定次數(shù)密切相關(guān)
(1)為了提高抗震墻的變形能力，避免發(fā)生剪切破壞，對(duì)于一道截面較長(zhǎng)的抗震墻，應(yīng)該利用洞口設(shè)置弱連梁，使墻體分為小開(kāi)口墻、多肢墻或單肢墻，并使每個(gè)墻段的高寬比不小于2。但是，考慮到耗能，連梁又不能太弱，連梁弱到成為一般小梁時(shí)，墻肢就變成單肢墻，而單肢墻的延性很差，僅為多肢墻的一半，且單肢墻僅具有一道抗震防線，超靜定次數(shù)少，在地震作用下是很不利的。目前，有許多設(shè)計(jì)人員將結(jié)構(gòu)中門洞連梁、窗洞連梁都改為截面高度極小的二力桿件，這對(duì)結(jié)構(gòu)抗震是很不好的。
(2)在實(shí)際設(shè)計(jì)中，對(duì)連梁的剛度都要進(jìn)行折減，這是因?yàn)榧袅Φ膭偠纫话愣己艽?，在水平力作用下，剪力墻中的連梁會(huì)因?yàn)楹艽蟮膬?nèi)力而超過(guò)截面允許值，可靠的辦法是讓這些連梁先屈服，要使連梁能形成塑性鉸而不發(fā)生脆性破壞，連梁首先就必須滿足強(qiáng)剪弱彎的要求，對(duì)連梁的剛度進(jìn)行折減實(shí)際上就是降低其抗彎能力。
2．2．2規(guī)范規(guī)定，剪力墻在端部應(yīng)設(shè)置暗柱、端柱等邊緣構(gòu)件
這些邊緣構(gòu)件的作用相當(dāng)于磚混結(jié)構(gòu)的約束柱，當(dāng)結(jié)構(gòu)的剛度較小，地震作用下層問(wèn)位移和頂點(diǎn)位移較大時(shí)，邊緣構(gòu)件所起的作用也就越大，此時(shí)暗柱的截面和配筋就應(yīng)加大。如果剪力墻的總截面面積與樓層面積之比值較大時(shí)，且房屋高度較小、樓座面積較大時(shí)，墻端部的暗柱面積和配筋量就不需按規(guī)范要求設(shè)置那么多。1985年智利大地震時(shí)，有300多棟鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的破壞較輕，但它們的墻端并無(wú)較好的約束。這就是最好的證明。
2.2.3在鋼筋混凝土全墻結(jié)構(gòu)中，采用人開(kāi)間剪力墻結(jié)構(gòu)好，還是采用小開(kāi)間剪力墻結(jié)構(gòu)好，這一直是一個(gè)爭(zhēng)論的焦點(diǎn)問(wèn)題。大開(kāi)間剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)較多：
(1)墻體數(shù)量少，相應(yīng)的混凝土用量少，墻體的約束構(gòu)件少，結(jié)構(gòu)自重輕；
(2)相對(duì)小開(kāi)間剪力墻結(jié)構(gòu)，其抗推剛度小，白振周期長(zhǎng)，水平地震作用小；
(3)墻體的配筋率適當(dāng)，結(jié)構(gòu)的延性增加，地震時(shí)能充分發(fā)揮墻體約束構(gòu)件的作用；
(4)使用空間大，建筑布置靈活。缺點(diǎn)是：①樓板跨度大，鋼筋用量大；②要求設(shè)置高效輕質(zhì)的隔墻，造價(jià)高。
2.3屋面高大女兒墻的設(shè)計(jì)方法
對(duì)于高層建筑，為了照顧立面效果，屋頂女兒墻往往做的很高，其荷載效應(yīng)對(duì)主體結(jié)構(gòu)的影響越來(lái)越明顯，這一點(diǎn)常常被設(shè)計(jì)者所忽略。在設(shè)計(jì)上，女兒墻無(wú)法直接參與主體結(jié)構(gòu)的分析，所以在計(jì)算時(shí)往往僅考慮女兒墻的自重，當(dāng)女兒墻較低時(shí)，這種方法是符合精度要求的，不會(huì)影響結(jié)構(gòu)的安全；但是，隨著女兒墻高度的增加，其地震荷載和風(fēng)荷載效應(yīng)也在增加，對(duì)主體結(jié)構(gòu)的影響越來(lái)越大。因此，當(dāng)女兒墻較高時(shí)，要仔細(xì)計(jì)算女兒墻所受水平荷載的情況。由于其側(cè)向剛度較小，女兒墻一般采用鋼筋混凝土材料，配筋計(jì)算可按支承于屋頂?shù)膽冶郯鍋?lái)考慮，且應(yīng)配雙層鋼筋。為保證屋面女兒墻與主體結(jié)構(gòu)的可靠連接，屋面女兒墻所在的框架梁或墻必須具有足夠的抗彎、抗扭剛度，即對(duì)框架梁要根據(jù)女兒墻的底部計(jì)算彎矩配置受扭鋼筋。對(duì)女兒墻的計(jì)算，主要應(yīng)該驗(yàn)算在正常使用情況下由風(fēng)荷載引起的內(nèi)力并進(jìn)行截面配筋。有人認(rèn)為應(yīng)進(jìn)行地震作用計(jì)算，并將其地震作用乘
以放大系數(shù)3來(lái)進(jìn)行內(nèi)力、配筋計(jì)算，認(rèn)為一般情況此法沒(méi)有必要；因?yàn)榕畠簤υ诮Y(jié)構(gòu)中畢竟是次要構(gòu)件，只要通過(guò)合理的構(gòu)造措施，來(lái)保證發(fā)生強(qiáng)烈地震時(shí)，女兒墻不至于倒塌掉下來(lái)傷人即可。
2.4地下
室外墻的設(shè)計(jì)方法
在一般情況下，地下室外墻所承受的主要荷載為結(jié)構(gòu)自重、地面活載、側(cè)向土壓力等。在我國(guó)已建成的高層
建筑中，地下室外墻的墻厚和配筋相差很大，墻厚在200～700mm之間，配筋在565～4909mm2之間，可見(jiàn)在結(jié)構(gòu)可靠與經(jīng)濟(jì)之間選擇一個(gè)合理的平衡，始終是一個(gè)值得探討的課題。地下室外墻的受力狀況與上部結(jié)構(gòu)類型及平面布置有很大關(guān)系。當(dāng)上部結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu)時(shí)，上部填充砌體及±0，00樓板對(duì)地下室外墻頂端的約束程度很小，此時(shí)可假定墻體頂端為鉸接。當(dāng)上部結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí)，剪力墻及±0．00樓板對(duì)地下室外墻頂部的約束程度很大，此時(shí)可假定墻壁頂端為固接。基礎(chǔ)的剛度一般遠(yuǎn)大于墻體剛度，所以墻的下端一般視為固定端。在實(shí)際情況中，考慮到邊界條件不十分明確，為安全起見(jiàn)，可對(duì)同一邊界采用兩種不同的假設(shè)，如按端部固定計(jì)算墻端彎矩，按端部鉸接計(jì)算墻跨中彎矩。計(jì)算表明，外墻壁配筋滿足裂縫寬度要求后，一般能同時(shí)滿足承載力計(jì)算和構(gòu)造要求；而當(dāng)外墻配筋滿足承載力計(jì)算時(shí)，卻不一定滿足最大裂縫寬度允許值要求。有人認(rèn)為外墻內(nèi)外側(cè)配筋應(yīng)根據(jù)內(nèi)力值計(jì)算大小分別配置，其實(shí)沒(méi)有必要，最好等量對(duì)稱配筋。另外，外墻厚度還要考慮防水要求，不應(yīng)小于250mm，混凝土的抗?jié)B等級(jí)不應(yīng)小于56(0．6MPa)。
