高层钢筋混凝土结构设计精选(九篇)

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第1篇：高层钢筋混凝土结构设计范文

关键词：钢筋混凝土；高层结构设计；常见问题

中图分类号:TU757.5文献标识码：A

1高层建筑钢筋混凝土结构设计特点及分类

1.1特点

对于高层建筑钢筋混凝土框架结构进行设计时，第一，必须对高层建筑物的结构整体的内力进行分析，然后根据梁柱各构件的控制内力来对截面进行优化设计，再对满足荷载效应水平要求的各结构构件的配筋量进行计算分析，最终确定设计结果。设计过程中可能会使原结构的荷载特征与几何特征发生变化，在现荷载的作用下，结构内力分布特征会有所改变，而各控制截面的控制内力也会随之发生变化，优化设计需要依据这种变化进行下一步的设计，因此可以说钢筋混凝土结构设计是一个循序渐进的过程。

1.2分类

在我国，高层建筑以钢筋混凝土结构为主，高层钢筋混凝土结构的数量、高度以及结构体系的多样化、复杂性均处于世界前列。在高度较大的高层建筑中，应用较多的是框架――筒体结构、框架结构、筒中筒结构及多筒结构等结构体系。

（1）框架结构体系。框架结构体系采用梁、柱组成的结构体系作为建筑竖向承重结构，并同时承受水平荷载，适用于多层或高度不大的高层建筑。框架结构的布置要注意对称均匀和传力途径直接。传统的结构布置采用主次梁的作法为主，逐步向扁梁或无盖梁发展。框架柱是框架结构的主要竖向承重和抗侧力构件，以受压应力为主。

（2）剪力墙结构体系。剪力墙结构体系是利用建筑物的墙体作为竖向承重和抵抗侧力的结构体系。剪力墙的间距受楼板构件跨度的限制，一般为3~8米。因而剪力墙结构适用于要求小房间的住宅、旅馆等建筑。剪力墙一般采用钢筋混凝土材料，可分为全部为现浇的剪力墙，全部用预制墙板装配而成的剪力墙，内墙为现浇、外墙为预制墙板的剪力墙。

（3）框架――剪力墙结构体系。框架――剪力墙结构是将框架和剪力墙结合在一起而形成的结构形式。它既有框架结构平面布局灵活、适用性强的优点，又有较好的承受水平荷载的能力，是高层建筑中应用比较广泛的一种结构形式。

（4）筒体结构。随着建筑物高度的增加，传统的框架结构体系、框架――剪力墙结构体系已不能很好地满足结构在水平荷载作用下强度和刚度的要求。筒体体系因其在抵抗水平力方面具有良好的刚度，并能形成较大的使用空间，筒体是由框架和剪力墙结构发展而成。它是由若干片纵横交接的框架或剪刀墙所围成的筒状封闭骨架。

2高层钢筋混凝土结构设计常见的问题

2.1结构平面设计问题

一般情况下，高层建筑并不适合选择那些不规则的平面设计进行布置。高层建筑的外型应该尽量简单、规则，以便保证其刚度和承载力的均匀分布。根据抗震等级不同的建筑，设计时要考虑到其平面尺寸和突出部位尺寸的比值都在合理范围内，另外，尽量不考虑采用角部重叠的平面图形。

（1）在对结构平面进行布置时，要尽量减少扭转的产生，尤其要考虑到水平地震作用力下的偶然偏心影响问题。对楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移设计时，应该考虑以下原则；对于A级高度的高层建筑，其最大水平位移和层间位移应该小于该楼层平均值的1.2倍，不能超过该楼层平均值的1.5倍；对于B级高度的高层建筑或者超过A级高度混合结构以及复杂高层建筑，应该小于该楼层平均值的1.2倍，不能超过该楼层平均值的1.4倍；

（2）在对高层钢筋混凝土建筑进行抗震设计时，应该尽量调整好高层建筑的平面形状和结构布置，尽量避免设置防震缝。如果必须设置防震缝，那么当框架结构高度不超过15m时，缝宽应该大于100mm，如果高度超过15m时，应该根据烈度和高度的不同，来适当进行加宽。在对防震缝宽度进行确定时，如果缝两侧的建筑高度不同，防震缝的宽度则应该依据较低一侧的高度来确定；

（3）《高规》中，截面厚度不大于300m，各肢截面高度与厚度比的最大值在4~8之间的剪力墙为短肢剪力墙。在实际的高层建筑中短肢剪力墙设置会增加许多限制。所以，工程师在进行高层建筑钢筋混凝土结构设计时，应该尽量减少或者不采用短肢剪力墙。

2.2竖向结构设计问题

高层建筑的竖向结构设计非常重要，它对建筑的整体质量影响极大。高层建筑的竖向结构应该尽量规则、均匀，避免有较大的外挑和内收。高层建筑的竖向结构应该以重心稳定为前提，保持上小下大的形状，并且其变化也应该是循序渐进的。如果竖向结构不垂直或者不均匀，就需要外加单独的构造设计来满足高层建筑的整个平衡和稳定。从抗震的角度来看，竖向内收型楼层的侧向刚度不应该小于相邻上一层的70％，也不应该小于其相邻上三个楼层侧向刚度平均值的80％。A级高度的高层建筑，其楼层抗侧力结构的层问受剪承载力应该大于相邻上一层受剪承载力的80％，一定不能低于相邻上一层受剪承载力的65％；对于B级高度的高层建筑，其楼层抗侧力结构的层间受剪承载力应该大于相邻上一层受剪承载力的75％。楼层的质量沿着高度应该均匀分布，不能出现楼层间质量相差大太的问题。

2.3梁柱受力主筋设计问题

当框架梁的截面宽度与框架柱的边长相等，或者框架梁的一边与框架柱重合时，框架柱受力主筋和框架梁的受力主筋位置便会产生矛盾。设计时应该遵循强剪弱弯与强柱弱梁的原则，应该首先对框架柱受力主筋的位置加以保证。可以考虑将框架梁主筋从框架柱内侧通过，考虑在框架梁靠近柱一侧的四角增加4根钢筋来作为架立钢筋的方法，来保证框架梁截面的尺寸。这样的设计方法不但可以保证框架结构受力构件的受力主筋位置，也方便了工程施工。

2.4墙梁节点钢筋设计问题

在框架一剪力墙结构中，框架梁或者次梁如果直接设置在核心简墙体暗梁或者过梁上，当框架梁的截面和暗梁或过梁的截面高度相同时，框架梁主筋和核心筒暗梁或者过梁主筋的位置就会产生矛盾。此时的节点设计应该尽量保证暗梁或者过梁箍筋的完整性。设计时，过梁下铁设置分两排布置，框架梁下铁可布置在过梁下铁第一与第二排钢筋之间，框架梁接头位置应该设置在支座附近，并安一定比例错开。框架梁上铁可直接搁置在过梁上铁上，同时框架梁主筋锚固的长度必须符合规范。另外，在框架剪力墙结构设计中，主梁与次梁的节点设计非常重要，所以，主次梁钢筋位置的设计也就成为重点。通常情况下，次梁上铁钢筋应该在主梁钢筋之上，次梁主筋在板筋之下，如果主次梁节点的钢筋设计不好，就会使板筋或次梁上铁钢筋保护层厚度过小，对于结构的抗震能力会有一定影响。

2.5抗震等级设计问题

高层建筑钢筋混凝土设计必须注意其抗震等级设计的问题，在对高层建筑进行抗震设计时，其结构构件应该根据抗震设防分类、烈度、结构类型以及建筑高度等不同需要来设计不同的抗震等级，设计时应该符合相应计算和构造要求。

3结构计算与分析

随着房屋建筑结构方面新规范的陆续颁布实施，各种计算软件也都更新版本，但在计算时经常会出现各种各样的问题，这其中既有软件自身不完善的因素，也有使用人对规范理解不正确的原因。因此，如何准确、高效地对工程进行内力分析并按照规范要求进行设计和处理，是决定工程设计质量好坏的关键。

3.1计算模型的选取

对于常规结构，可采用楼板整体平面内无限刚假定模型；对于多塔或错层结构，可采用楼板分块平面内无限刚模型；对于楼板局部开大洞、塔与塔之间上部相连的多塔结构等可采用楼板分块平面内无限刚，并带弹性连接板带模型；而对于楼板开大洞有中庭等共享空间的特殊楼板结构或要求分析精度高的高层结构则可采用弹性楼板模型。

3.2抗震等级的确定

对常规高层建筑，与主楼连为整体的裙楼的抗震等级不应低于主楼的抗震等级；对于地下室部分，当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下一层的抗震等级应与上部结构相同，地下一层以下的抗震等级可根据具体情况采用三级或更低等级。

3.3振型数目是否足够

振型数的多少与结构的层数有关，文献中对阵型的取值都有较为明确的规定。因此，在计算分析阶段根据规范要求对计算结果进行判断，并决定是否要调整振型数目的取值。

3.4非结构构件的计算与设计

在高层建筑中，往往存在一些由于建筑美观或功能要求且非主体承重骨架体系以内的非结构构件。对这部分内容尤其是高层建筑屋顶处的装饰构件进行设计时，由于高层建筑地震作用和风荷载较大，必须严格按照新规范中增加的非结构构件的处理措施进行设计。

4结语

钢筋混凝土结构与钢结构相比，具有整体性强、刚度大、位移小和舒适度好的优点。在我国的高层建筑中大多采用了钢筋混凝土结构，所以钢筋混凝土的结构设计问题也就非常重要。高层建筑的钢筋混凝土结构设计是一个比较复杂的过程，每个小失误都有可能导致建筑出现各种质量问题。结构设计师在设计过程中，应该严格按照国家相关规定，认真分析、科学计算，确保高层建筑的整体质量和结构安全。

参考文献：

[1]黄宁峰．结合实践对高层建筑结构设计若干问题的分析[J]．四川建材，2009.

第2篇：高层钢筋混凝土结构设计范文

关键词：高层建筑 钢筋混凝土结构 设计

建筑工程质量的优劣直接关系到人们的生命安全。建筑设计是一项繁重而又责任重大的工作，直接影响到建筑物的安全、适用、经济和合理性，但在实际设计工作中，常常发生建筑结构设计的种种概念和方法上的差错，这些差错的产生，有的是由于设计人员没有对一般建筑尤其是多层建筑设计引起高度重视，盲目参照或套用其他的设计的结果；有的则是由于设计对设计规范和设计方法缺乏理解；还有的是由于设计者的力学概念模糊，不能建立正确的计算模式，对结构验算结果也缺乏判断正确与否的经验，为了避免或减少类似的情况发生，确保建筑设计质量能上一个台阶，应从以下几个方面对结构设计中的常见问题加以改进：

一、结构设计人员应该及早介入建筑的概念设计

建筑的概念设计在整个设计过程了起着举足轻重的作用，一幢建筑物的设计，如果没有事先经过全盘正确的概念设计，以后的计算模式再准确、计算再精确、配筋再合理，也不可能是一个经济、合理的优秀设计工程。所谓的概念设计一般指不经数值计算，尤其在一些难以作出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中，依据整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想，从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。所得方案往往概念清晰、定性正确，避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算，具有较好的的经济可靠性能。同时，也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。

二、地基与基础设计

预防或减少不均匀沉降的危害，可以从建筑措施、结构措施、地基和基础措施方面加以控制。诸如：避免采用建筑平面形状复杂、阴角多的平面布置；避免立面体形变化过大；将体形复杂、荷载和高低差异大的建筑物分成若干个单元；加强上部结构和基础的刚度；同一建筑物尽量采用同一类型基础并埋置于同一土层中等一系列措施。常用的软土地基处理方式类型较多，但在选择地基处理方案前，必须认真研究上部结构和地基两方面的特点及环境情况，并根据工程设计要求，确定地基处理范围和处理后要求达到的技术指标，以及各种处理方面的适用性，同时综合考虑处理方案的成熟程度及施工单位的经验，进行多方案比较，最终选定安全实用、经济合理的处理方案。地基经处理后，还必须满足规范所规定的强度和变形要求。

地基与基础设计一直是结构工程师比较重视的方面，不仅仅由于该阶段设计过程的好与坏将直接影响后期设计工作的进行，同时，也是因为地基基础也是整个工程造价的决定性因素，因此，在这一阶段，所出现的问题也有可能更加严重甚至造成无法估量的损失。

在地基基础设计中要注意地方性规范的重要性问题。由于我国占地面积较广，地质条件相当复杂，作为国家标准，仅仅一本《地基基础设计规范》无法对全国各地的地基基础都进行详细的描述和规定，因此，作为建立在国家标准之下的地方标准。地方性的“地基基础设计规范”能够将各地方的地基基础类型和设计处理方法等一些成熟的经验描述和规定得更为详细和准确，所以，在进行地基基础设计时，一定要对地方规范进行深入地学习，以避免对整个结构设计或后期设计工作造成较大的影响。

三、结构计算与分析

1.结构整体计算的软件选择。目前比较通用的计算软件有：SATWE、TAT、TBSA或ETABS、SAP等，但是，由于各软件在采用的计算模型上存在着一定的差异，因此导致了各软件的计算结果有或大或小的不同。所以，在进行工程整体结构计算和分析时必须依据结构类型和计算软件模型的特点选择合理的计算软件，并从不同软件相差较大的计算结果中，判断哪个是合理的、哪个是可以作为参考的，哪个又是意义不大的，这将是结构工程师在设计工作中首要的工作。否则，如果选择了不合适的计算软件，不但会浪费大量的时间和精力，而且有可能使结构有不安全的隐患存在。

2.是否需要地震力放大，考虑建筑隔墙等对自振周期的影响。该部分内容实际上在新老规范中都有提及，只是，在新规范中根据大量工程的实测周期明确提出了各种结构体系下高层建筑结构计算自振周期折减系数。

3.振型数目是否足够。在新规范中增加一个振型参与系数的概念，并明确提出了该参数的限值。由于在旧规范设计中，并未提出振型参与系数的概念，或即使有该概念，该参数的限值也未必一定符合新规范的要求，因此，在计算分析阶段必须对计算结果中该参数的结果进行判断，并决定是否要调整振型数目的取值。

第3篇：高层钢筋混凝土结构设计范文

【关键词】高层建筑设计；钢筋混凝土结构；结构设计

引言

设计是形成高层建筑质量，在初始时期控制钢筋混凝土结构的基础，要站在为社会和行业发展负责的高度看待和重视高层建筑设计中钢筋混凝土结构的相关工作，形成对设计重点和细节的把握，提高高层建筑设计环节中钢筋混凝土结构的工作水平。在具体的高层建筑钢筋混凝土结构设计中，应该突出设计的内涵，体现高层建筑钢筋混凝土结构的灵魂，对高层建筑设计中钢筋混凝土结构方面的关键问题进行全面思考，从短支剪力墙、结构体系、高度控制等关键环节展开对高层建筑钢筋混凝土结构的设计控制和管理，进而为高层建筑钢筋混凝土结构设计目标的达成起到重点方面和体系方面的支撑作用。

一、高层建筑中的钢筋混凝土结构设计内涵

随着钢筋混凝土结构应用于高层建筑越来越广泛，要想保证高层建筑混凝土结构设计达到规范规定的标准，就必须遵循一定的原则，加强高层的建筑结构的使用维护、施工及设计。其原则需求主要表现在：第一，安全性。在设计的合理使用年限以内的高层建筑结构，应该可以承担各种可能发生的突况，而且在发生了偶然事件以后，建筑物的结构必须要保持一定的稳定特性。第二，耐久性。在设计的可以使用的年限以内，高层建筑的结构应该具有一定的耐久性。第三，适用性。在设计的能够合理使用的年限以内，高层建筑结构的设计应该可以满足使用的要求，具有较好的抗振、抗裂缝或者抗变形的性能。

二、结构选型中常见的问题

2.1结构规则性的问题

在建筑结构设计中，规范对于结构规则性的内容有很大的变化，在旧的规范中增加了很多新的规范条件，比如平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比较的信息以及竖向规则性信息等，并且在新的规范中，采用了强制性的规定。所以在高层建筑物结构设计时，应该遵循规范的内容，从而可以有效的避免施工中要求对设计进行改变。

2.2嵌固端的设计问题

目前很多的高层建筑物都有两层或者两层以上的人防地下室，所以嵌固端可能设置在人防的顶板位置处，也可能设置在地下室顶板的位置处。在设置嵌固端时，建筑师以及结构设计师很容易忽略嵌固端的设置带来的问题，如：嵌固端上下层的刚度、楼板的设计、上下层抗震等级的统一性和结构整体计算时嵌固端的位置等一系列的问题，如果在设计中忽略任何一个问题都可能对高层建筑结构造成安全隐患，所以这就要求建筑师和结构设计师在钢筋混凝土高层结构设计时，注意嵌固端设置的问题。

2.3短肢剪力墙设计的问题

在钢筋混凝土高层结构设计的规范中，对短肢剪力墙在高层建筑中的应用有很多限制，所以在高层建筑设计中，建筑师以及结构设计师应该尽量减少或者避免采用短肢剪力墙，从而可以有效的避免工程设计中不必要的麻烦。

2.4结构超高问题

在钢筋混凝土高层结构设计中，对于高层建筑的总高度在抗震规范中具有严格的要求，特别是新规范中，除了将原来限制的高度设置为A级高度，还增加了B级建筑物的高度，所以在高层结构设计时，应该严格控制建筑物的高度，从而可以减少重新设计以及不符合要求等问题，减少高层结构设计对施工工期的影响。

三、地基与基础设计问题

地基与基础设计一直是结构工程师比较重视的方面，不仅仅由于该阶段设计的好与坏将直接影响后期设计工作的进行，同时，也是因为地基基础在整个工程造价中起决定性因素，因此，在这一阶段出现问题后果可能更加严重甚至造成无法估量的损失。在地基基础设计中，要注意地方性规范的重要性问题。由于我国占地面积较广，地质条件相当复杂。作为国家标准，仅仅一本《地基基础设计规范》无法对全国各地的地基基础都进行详细的描述和规定，因此建立在国家标准之下的地方标准、地方性的“地基基础设计规范”能够将各地方的地基基础类型和设计处理方法等，一些成熟的经验描述和规定更为详细和准确。

四、结构计算与分析

随着房屋建筑结构方面新规范的陆续颁布实施，各种计算软件也都更新版本，但在计算时经常会出现各种各样的问题。这其中既有软件自身不完善的因素，也有使用人对规范理解不正确的原因。因此，如何准确、高效地对工程进行内力分析并按照规范要求进行设计和处理，是决定工程设计质量好坏的关键。

4.1计算模型的选取

对于常规结构，可采用楼板整体平面内无限刚假定模型；对于多塔或错层结构，可采用楼板分块平面内无限刚模型；对于楼板局部开大洞、塔与塔之间上部相连的多塔结构等，可采用楼板分块平面内无限刚，并带弹性连接板带模型；而对于楼板开大洞有中庭等共享空间的特殊楼板结构或要求分析精度高的高层结构则，可采用弹性楼板模型。

4.2抗震等级的确定

对常规高层建筑，与主楼连为整体的裙楼的抗震等级不应低于主楼的抗震等级；对于地下室部分，当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下一层的抗震等级应与上部结构相同，地下一层以下的抗震等级可根据具体情况采用三级或更低等级。

4.3振型数目是否足够

振型数的多少与结构的层数有关，文献中对振型的取值都有较为明确的规定。因此，在计算分析阶段根据规范要求对计算结果进行判断，并决定是否要调整振型数目的取值。

4.4非结构构件的计算与设计

在高层建筑中，往往存在一些由于建筑美观或功能要求且非主体承重骨架体系以内的非结构构件。对这部分内容尤其是高层建筑屋顶处的装饰构件进行设计时，由于高层建筑地震作用和风荷载较大，必须严格按照新规范中增加的非结构构件的处理措施进行设计。

五、提高高层建筑耐久功能

在高层建筑钢筋混凝土的结构设计中，若以优化结构设计为主要目的，则要根据设计规范来处理主要问题，认清主次，通过多种目标与单一目标的优化使设计的效果令人满意。因此，必须加强房屋耐久性设计，在原来的混凝土结构设计方案中，混凝土结构设计的耐久性往往没有得到设计人员的充分考虑，其实就是在规定的使用年限内对于用户的各种正常使用要求均能够满足。在实际情况中，许多方案设计都没有达到这些要求。出现这种情况的主要原因是设计时没有完全考虑建筑物在实际运作中由于环境、条件的影响，而导致的建筑的可靠指数明显降低。因此，在对一般的高层建筑混凝土进行设计时，主要都集中在造价、材料上，所以只有造价小、材料少的结构设计才是满意的设计。如今人们的生活水平不断地提高，对工程的质量要求也相应地得到提高，所以当建筑物的特殊使用要求或者技术要求与经济成为主要矛盾时，就要果断地放弃经济这个指标。

六、结束语

简而言之，钢筋混凝土结构是高层建筑出现的基础，如何科学地进行高层建筑钢筋混凝土结构的设计已经成为行业的重点，应该突出钢筋混凝土结构的特性，结合高层建筑的特点，把握高层建筑钢筋混凝土结构设计的关键环节和难点，充分发挥钢筋混凝土结构在整体性和机械性能上的优势，设计出高层建筑钢筋混凝土结构的精品，在实现高层建筑稳定和安全的同时，实现高层建筑舒适度和功能性的保证。

参考文献：

第4篇：高层钢筋混凝土结构设计范文

【关键词】小高层住宅；钢筋混凝土；框架结构

Explore the reinforced concrete frame structure high-rise residential design

Yang Ya-li

（Dujiangyan Municipal Building Survey and Design Co.， Ltd Dujiangyan Sichuan 611830）

【Abstract】With the prosperity of society and economy， the rapid development of China's high-rise buildings. Design ideas are constantly updated. Architecture is becoming more diverse. High-rise reinforced concrete frame structure is widely used in building high-rise reinforced concrete frame structure design has a bright prospect. China has not yet formed corresponding norms， but also requires a lot of research work.

【Key words】High-rise residential；Framework；Reinforced concrete

1. 小高层钢筋混凝土结构的住宅的基本结构形式

1.1 框架结构。框架结构的特点是开间大、灵活性好、抗震性能较好，造价较低，但由于柱截面大于隔墙厚度而造成柱角外凸，影响家具的布置和美观，有时由于住宅中房间分隔的不规则性又造成柱网的难以布置。

1.2 框架一剪力墙结构。在框架结构中布置一定数量的剪力墙就组成了框架一剪力墙结构。它是小高层住宅中应用比较广泛的一种主体结构型式。其特点是平面灵活，适用性强，结构合理，能使框架、剪力墙两种有不同变形性能的抗侧力结构很好地协同发挥作用。

1.3 大开间剪力墙结构。随着时代的发展和人们生活水平的提高，原来建造的小开间剪力墙体系住宅在建筑功能上的局限性变得日益明显。从强度方面看，小开间结构中墙体的作用不能得到充分的发挥，并且过多的剪力墙布置还会导致较大的地震力，增加工程费用，另外，由于结构自重较大，也增加了基础的投资，因此，大开间剪力墙应运而生。承重墙的开间达到4.5m～7.5m，进深达到7.5m～11m，室内一般无承重的横墙和纵墙，可以按照住户的不同要求灵活分隔，随着家庭的变化还可重新布置。

1.4 短肢剪力墙结构短肢剪力墙（墙肢截面高度与厚度之比为5～8的剪力墙）介乎于异形框架柱和一般剪力墙之间，由于这种结构体系在建筑功能、结构形式、投资效益、节能指标等多方面效果良好，己成小高层住宅的主要结构形式。

2. 小高层住宅钢筋混凝土结构设计的要点

2.1 水平荷载逐渐成为钢筋混凝土结构设计的控制因素在低层住宅中，往往是以重力为代表的竖向荷载控制着钢筋混凝土结构设计；而在小高层住宅中，尽管竖向荷载仍对钢筋混凝土结构设计产生着重要影响，但水平荷载将成为控制因素。对某一特定建筑来说，竖向荷载大体上是定值；而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随动力特性的不同而有较大幅度的变化。

2.2 轴向变形不容忽视。对于采用框架体系或框架一剪力墙体系的小高层住宅，框架中柱的轴压应力往往大于边柱的轴压应力，这就使得中柱的轴向压缩变形大于边柱的轴向压缩变形。当房屋很高时，此种差异轴向变形将会达到很大的数值，其后果相当于连续梁中间支座产生沉陷，使连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩值和端支座负弯矩值增大。

2.3 侧移成为钢筋混凝土结构设计的控制指标。与低层住宅不同，结构侧移己成为小高层住宅钢筋混凝土结构设计的关键因素。随着房屋高度的增加，水平荷载下结构的侧移变形迅速增大，结构的顶点侧移一般与房屋高度H的四次方成正比。在设计小高层住宅时，不仅要求结构具有足够的强度，而且还要有足够的抗侧移刚度，使结构在水平荷载下产生的侧移控制在一定的范围内。这是因为：

（1）过大的侧移会使人不舒服，影响房屋的正常使用。

（2）过大的侧移会使隔墙、围护墙以及它们的高级饰面材料出现裂缝或损坏，也会使电梯轨道变形而导致不能正常运行。

（3）过大的侧移会因P一效应使结构产生附加内力，甚至因侧移与附加内力的恶性循环导致建筑物的倒塌。

2.4 结构延性是钢筋混凝土结构设计的重要指标。相对于低层住宅而言，小高层住宅更柔一些，地震作用下的变形就更大一些。为了使结构在进入塑性阶段后仍具有较强的变形能力，避免倒塌，特别需要在构造上采取恰当的措施，来保证结构具有足够的延性。

3. 小高层住宅钢筋混凝土框架结构设计策略

3.1 优化设计的方法。当前，在无成熟的优化设计分析软件的情况下，主要是应用小高层住宅结构分析软件，采用人工分析进行调整，运用概念设计的方法对不同的结构选型和布置不断的进行方案分析比较，以获得比较理想的结构方案，这是在结构设计中最常用的也是最简单的优选或者说是优化方法。用概念设计的方法所得的方案是较合理、经济的，虽其费工费时、对设计人员的素质要求较高，但这种依靠设计人员经验进行人工优化的方法仍是当前所普遍采用的主要方法。对于同一小高层住宅方案，可以有许多不同的结构（包括基础）布置方案；确定了结构布置的小高层住宅物，即使在同种荷载情况下也存在不同的分析方法；分析过程中设计参数、材料、荷载的取值也不是唯一的；小高层住宅物细部的处理更是不尽相同等等，这些问题目前计算机是无法完全解决的，都需要设计人员自己做出判断。而判断只能在结构设计的一般规律指导下，根据工程实践经验进行，这便是前面所说的概念设计。因此，概念设计存在于设计师对多种备选方案进行选择的过程中。

3.2 性能分析。

3.2.1 抗震性能分析。

（1）对结构体系来说足够的承载能力和变形能力是两个同时需要满足的条件。结合概念设计的理念，对上述两种结构体系进行对比分析，电算程序可以采用中国建筑科学研究院编制的结构空间有限元分析软件SATWE。在结构设计中，不仅要求结构具有足够的承载能力，还要求其有适当的刚度。高层结构的使用功能和安全与其侧移的大小密切相关，过大的侧向变形会使隔墙、维护墙及其饰面材料出现裂缝或损坏。结构分别按考虑5%的偶然偏心和双向地震力作用的不利情况计算出各结构体系层间位移角，剪力墙结构小于框剪结构，但均小于规范要求，且富裕量较大，说明两种结构体系满足刚度要求。

（2）但就使用性能方面，剪力墙结构由于墙体太多，结构自重大，导致了较大的地震作用，混凝土和钢材用量也较高；同时也增加了基础工程的投资，而且限制了建筑上的灵活使用。而框架一剪力墙结构的特点是平面使用灵活，适用性强，结构合理，能使框架、剪力墙两种有着不同变形性能的抗侧力结构很好地协同发挥作用。在水平荷载作用下，具有较纯框架和纯剪力墙结构更为有利的水平变形曲线。由框架构成自由灵活的使用空间，容易满足不同建筑功能的要求；同时剪力墙具有相当大的抗侧移刚度，从而使框一剪结构具有较好的抗震能力，也大大减少了结构的侧移。

3.2.2 经济性比较。我们通过对三种钢筋混凝土住宅结构直接费的计算，发现三种钢筋混凝土住宅结构单位面积直接费相差不是很多，其中短肢剪力墙结构的单位面积直接费最大，框架一剪力墙结构的单位面积直接费最小，其中短肢剪力墙结构的单位面积直接费比框架一剪力墙结构的单位面积直接费高出12.5%，比大开间剪力墙结构的单位面积直接费高出7.3%，大开间剪力墙结构的单位面积直接费比框架一剪力墙结构的单位面积直接费高出4.9%。三种钢筋混凝土住宅结构的次要项目造价基本相同。单位面积造价框架一剪力墙结构的最小，框架一剪力墙结构的次之，短肢剪力墙结构的稍微较大，三种结构体系直接费最大相差不到45元/m2元。

4. 结语

随着我国经济的发展，人民生活水平进一步提高，用户对住宅的功能提出更高的要求，人们希望建筑物在使用过程中具有更大的灵活性，能够适应多功能变换的需求。因此，设计单位在拿到开发单位的设计意图后，应本着经济美观，安全适用的原则多为社会设计出更好的产品。

参考文献

第5篇：高层钢筋混凝土结构设计范文

关键词：高层预制钢筋混凝土；剪力墙；住宅结构；设计

中图分类号：TU208文献标识码： A

剪力墙结构是建筑结构中常见的形式，对于高层预制钢筋混凝土叠合剪力墙结构的设计具有多种形式。目前，较为常见的设计形式包括两种，通过对这两种形式的简化，应用计算机软件对其进行有效的分析、计算，实现了对高层预制钢筋混凝土叠合剪力墙结构的设计的优化。下面就通过具体的工程对其进行详细的分析。

1.工程概况

钢筋混凝土剪力墙结构在我国高层住宅建筑工程中应用较为广泛。通过PC技术实施的钢筋混凝土剪力墙结构被称为预制钢筋混凝土叠合剪力墙结构，现阶段由于没有完善的设计规范以及配套的设计标准，所以PC结构设计在建筑住宅规范化、产业化发展的过程中具有重要的作用。

某工程为两栋18层的住宅楼，建筑面积为2.36万平方米。其中第一层为架空绿化空间；2~15层为标准层；16~18层具有局部退层。该项工程中，PC技术主要应用范围是3~15层。两栋楼房中一共有26层标准层。应用PCF构件，即在建筑外山墙中利用预制钢筋混凝土剪力墙模板；采用PC+PCF混合构件，即在建筑前后外墙结构中采用预制钢筋混凝土模板。

该工程中，PCF模板在工厂中事先制作好，形成模板与外饰面，并在施工现场进行安装，将其当做现浇钢筋混凝土剪力墙外墙模板结构，然后在结构内侧设置相应数量的钢筋。然后支设内膜结构，并安装预制钢筋混凝土模板，形成叠合剪力墙结构。具体情况如下图所示：

预制外墙PC是通过将剪力墙结构外墙的填充墙部分，通过预制形成外模，在内侧可填充轻质材料：外模使用钢筋与现浇筑的墙以及梁连接起来。

2.高层预制钢筋混凝土叠合剪力墙住宅结构设计

该工程建筑抗裂度为Ⅵ度，剪力墙的抗震等级为4级。根据两栋楼房建筑结构，建筑平面较为规则，建筑竖向结构较为连续。因此本工程能够使用钢筋混凝土剪力墙结构。在该工程建筑中设置地下结构一层，其基础为预应力管桩结构，并以筏板作为辅助结构。PC结构设计与传统的建筑结构设计存在较大的去呗，在内容上得到了更新与完善。实际设计中，主要采用以下两种设计方式：

方式一：建筑项目中竖向抗侧力构建全部采用现浇钢筋混凝土剪力墙结构或柱结构。这种设计忽略了PC构建以及PCF构件刚度要求以及其对建筑相关结构的影响，将PC构件以及PCF构件当做建筑荷载设计在建筑整体结构体系中。设计过程中使用现行的软件与设计规范对该结构设计方式进行计算与分析。

方式二：建筑结构中添加了PC与PCF构件结构，会增加剪力墙结构的刚度。根据可靠实践证明，预制钢筋混凝土叠合剪力墙弹性变形范围内，现浇墙体结构能够与预制模板结构协同作业。该设计形式就是根据实际的情况，合理设计预制钢筋混凝土叠合剪力墙的厚度，控制建筑结构的刚度以及位移。叠合剪力墙墙体的厚度等于现浇剪力墙墙体厚度与预制钢筋混凝土模板厚度之和。通过相应的建筑结构计算与分析，以建筑周期、结构位移、刚度等计算结果作为设计的主要依据。

3.建筑主体结构设计

通过相应的计算与分析，该工程所采用的设计方式，能够通过PC结构进行简化，并通过现行的设计规范与软件形成相应的设计模型。在实际设计过程中，需要考虑到PC、PCF构件结构对建筑其他结构的影响，包括刚度的影响，并根据相关的计算对计算模型相关参数进行适当的调整。有关的设计参数必须符合设计规范要求，同时也应该与高工程设计方案相适应。

通过相应的计算，并对上述两种设计形式计算结果比较中可知，PC与PCF构件对建筑结构刚度的影响程度。PC、PCF结构对结构周期、位移等都具有微小的影响，但是不会对建筑整体结构计算造成影响。在预制钢筋混凝土叠合剪力墙结构设计过程中，不仅需要考虑PC、PCF结构刚度，还需要综合考虑其对建筑结构刚度的影响，对建筑结构位移、周期进行有效的控制。

4.建筑结构设计中常见的问题

在高层预制钢筋混凝土叠合剪力墙住宅结构设计过程中，不仅需要对PC结构主体进行合理设计，还需要对相关构件结构进行合理设计，形成完整的设计模型、体系。在具体的设计过程中，常见的设计问题体现在以下几个方面：（1）应该重视现浇混凝土结构域叠合剪力墙结构的协同工作，重视PCF构件对建筑结构中的优化作用；（2）在PC、PCF构件的脱模、运输存放以及安装就位和现场浇筑混凝土等施工状况下的刚度以及强度计算应根据实际工程项目的设计以及施工开展；（3）Pc构件与主体建筑具有多种连接方案，柔性方案与刚性方案的特点不同，各有优势以及缺陷，本工程所使用的是柔性方案；（4）在建筑结构体系当中，有其他部位预制构件的使用例如阳台、楼梯和叠合楼板的预制件，能在一定程度上对建筑结构的导荷方式以及建筑模型的假定存在一定的影响，在实际的计算过程中应考虑全面；（5）在设计的设计过程中，应该加强对各个结构连接部位的设计，设置合理的连接构件，确保整体结构的稳定性。

5.总结

本文通过实际建筑工程，并以工程预制钢筋混凝土叠合剪力墙结构设计的计算分析为基础，对高层预制钢筋混凝土叠合剪力墙住宅结构设计方式进行分析探讨，为相关人员在这一方面的工作提供能参考。我国建筑行业发展具有悠久的历史，但是PC技术起步较晚，应用到实际工程中也相对较少，同时也没有形成完善的设计规范以及施工标准与验收标准。这就需要相关的工作者加强对该领域的研究，对PC结构设计进行不断的完善，形成完善的设计模型与体系，为我国高层建筑发展提供技术支持，促进我国建筑行业的发展，为城市化建设作出更大的贡献。

参考文献：

[1]潘剑锋.高层预制混凝土叠合剪力墙住宅结构设计经验谈[J].建材与装饰.2013,26(8):124-125.

[2]李宁，汪杰，吴敦军.高层预制钢筋混凝土叠合剪力墙住宅结构设计[J].全国高层建筑结构学术会议论文.2012,26(3):57-58.

第6篇：高层钢筋混凝土结构设计范文

【关键词】小高层住宅；钢筋混凝土；框架结构

1 小高层钢筋混凝土结构的住宅的基本结构形式

1.1 框架结构 框架结构的特点是开间大、灵活性好、抗震性能较好，造价较低，但由于柱截面大于隔墙厚度而造成柱角外凸，影响家具的布置和美观，有时由于住宅中房间分隔的不规则性又造成柱网的难以布置。

1.2 框架一剪力墙结构 在框架结构中布置一定数量的剪力墙就组成了框架一剪力墙结构。它是小高层住宅中应用比较广泛的一种主体结构型式。其特点是平面灵活，适用性强，结构合理，能使框架、剪力墙两种有不同变形性能的抗侧力结构很好地协同发挥作用。

1.3 大开间剪力墙结构 随着时代的发展和人们生活水平的提高，原来建造的小开间剪力墙体系住宅在建筑功能上的局限性变得日益明显。从强度方面看，小开间结构中墙体的作用不能得到充分的发挥，并且过多的剪力墙布置还会导致较大的地震力，增加工程费用，另外，由于结构自重较大，也增加了基础的投资，因此，大开间剪力墙应运而生。承重墙的开间达到4.5m~7.5m，进深达到7.5m~1lm，室内一般无承重的横墙和纵墙，可以按照住户的不同要求灵活分隔，随着家庭的变化还可重新布置。

1.4 短肢剪力墙结构 短肢剪力墙（墙肢截面高度与厚度之比为5~8的剪力墙）介乎于异形框架柱和一般剪力墙之间，由于这种结构体系在建筑功能、结构形式、投资效益、节能指标等多方面效果良好，己成小高层住宅的主要结构形式。

2 小高层住宅钢筋混凝土结构设计的要点

2.1 水平荷载逐渐成为钢筋混凝土结构设计的控制因素 在低层住宅中，往往是以重力为代表的竖向荷载控制着钢筋混凝土结构设计;而在小高层住宅中，尽管竖向荷载仍对钢筋混凝土结构设计产生着重要影响，但水平荷载将成为控制因素。对某一特定建筑来说，竖向荷载大体上是定值;而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随动力特性的不同而有较大幅度的变化。

2.2 轴向变形不容忽视 对于采用框架体系或框架一剪力墙体系的小高层住宅，框架中柱的轴压应力往往大于边柱的轴压应力，这就使得中柱的轴向压缩变形大于边柱的轴向压缩变形。当房屋很高时，此种差异轴向变形将会达到很大的数值，其后果相当于连续梁中间支座产生沉陷，使连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩值和端支座负弯矩值增大。

2.3 侧移成为钢筋混凝土结构设计的控制指标 与低层住宅不同，结构侧移己成为小高层住宅钢筋混凝土结构设计的关键因素。随着房屋高度的增加，水平荷载下结构的侧移变形迅速增大，结构的顶点侧移一般与房屋高度H的四次方成正比。在设计小高层住宅时，不仅要求结构具有足够的强度，而且还要有足够的抗侧移刚度，使结构在水平荷载下产生的侧移控制在一定的范围内。这是因为:①过大的侧移会使人不舒服，影响房屋的正常使用。②过大的侧移会使隔墙、围护墙以及它们的高级饰面材料出现裂缝或损坏，也会使电梯轨道变形而导致不能正常运行。③过大的侧移会因P一效应使结构产生附加内力，甚至因侧移与附加内力的恶性循环导致建筑物的倒塌。

2.4 结构延性是钢筋混凝土结构设计的重要指标 相对于低层住宅而言，小高层住宅更柔一些，地震作用下的变形就更大一些。为了使结构在进入塑性阶段后仍具有较强的变形能力，避免倒塌，特别需要在构造上采取恰当的措施，来保证结构具有足够的延性。

3 小高层住宅钢筋混凝土框架结构设计策略

3.1 优化设计的方法 当前，在无成熟的优化设计分析软件的情况下，主要是应用小高层住宅结构分析软件，采用人工分析进行调整，运用概念设计的方法对不同的结构选型和布置不断的进行方案分析比较，以获得比较理想的结构方案，这是在结构设计中最常用的也是最简单的优选或者说是优化方法。用概念设计的方法所得的方案是较合理、经济的，虽其费工费时、对设计人员的素质要求较高，但这种依靠设计人员经验进行人工优化的方法仍是当前所普遍采用的主要方法。对于同一小高层住宅方案，可以有许多不同的结构(包括基础)布置方案;确定了结构布置的小高层住宅物，即使在同种荷载情况下也存在不同的分析方法;分析过程中设计参数、材料、荷载的取值也不是唯一的;小高层住宅物细部的处理更是不尽相同等等，这些问题目前计算机是无法完全解决的，都需要设计人员自己做出判断。而判断只能在结构设计的一般规律指导下，根据工程实践经验进行，这便是前面所说的概念设计。因此，概念设计存在于设计师对多种备选方案进行选择的过程中。

3.2 性能分析

3.2.1 抗震性能分析 对结构体系来说足够的承载能力和变形能力是两个同时需要满足的条件。结合概念设计的理念，对上述两种结构体系进行对比分析，电算程序可以采用中国建筑科学研究院编制的结构空间有限元分析软件SATWE。在结构设计中，不仅要求结构具有足够的承载能力，还要求其有适当的刚度。高层结构的使用功能和安全与其侧移的大小密切相关，过大的侧向变形会使隔墙、维护墙及其饰面材料出现裂缝或损坏。结构分别按考虑5%的偶然偏心和双向地震力作用的不利情况计算出各结构体系层间位移角，剪力墙结构小于框剪结构，但均小于规范要求，且富裕量较大，说明两种结构体系满足刚度要求。

但就使用性能方面，剪力墙结构由于墙体太多，结构自重大，导致了较大的地震作用，混凝土和钢材用量也较高;同时也增加了基础工程的投资，而且限制了建筑上的灵活使用。而框架一剪力墙结构的特点是平面使用灵活，适用性强，结构合理，能使框架、剪力墙两种有着不同变形性能的抗侧力结构很好地协同发挥作用。在水平荷载作用下，具有较纯框架和纯剪力墙结构更为有利的水平变形曲线。由框架构成自由灵活的使用空间，容易满足不同建筑功能的要求;同时剪力墙具有相当大的抗侧移刚度，从而使框一剪结构具有较好的抗震能力，也大大减少了结构的侧移。

3.2.2 经济性比较 我们通过对三种钢筋混凝土住宅结构直接费的计算，发现三种钢筋混凝土住宅结构单位面积直接费相差不是很多，其中短肢剪力墙结构的单位面积直接费最大，框架一剪力墙结构的单位面积直接费最小，其中短肢剪力墙结构的单位面积直接费比框架一剪力墙结构的单位面积直接费高出12.5%，比大开间剪力墙结构的单位面积直接费高出7.3%，大开间剪力墙结构的单位面积直接费比框架一剪力墙结构的单位面积直接费高出4.9%。三种钢筋混凝土住宅结构的次要项目造价基本相同。

4 结语

随着我国经济的发展，人民生活水平进一步提高，用户对住宅的功能提出更高的要求，人们希望建筑物在使用过程中具有更大的灵活性，能够适应多功能变换的需求。因此，设计单位在拿到开发单位的设计意图后，应本着经济美观，安全适用的原则多为社会设计出更好的产品。

参考文献：

第7篇：高层钢筋混凝土结构设计范文

关键词：高层建筑；钢管混凝土；结构设计

Abstract: in this paper, according to the characteristics of the simplified structure, combined with engineering example this paper briefly introduces the core tube of a high-rise building frame structure design program of the whole idea, and based on the relevant specification for concrete filled steel tube beam from node design, shear wall to break the plane beam embedded solid function analysis, the core tube of exterior wall of coupling beam design points for the whole building structural design on detailed analysis to elaborate, and summarizes the experience of design.

Keywords: high building; Steel tube concrete; Structure design

中图分类号：TU318文献标识码：A文章编号：

1工程概况

某大厦由一栋30层写字楼、2层商业附楼和3层地下室组成，占地面积13800 m2，总建筑面积45146m2，屋面结构高度达97m。

2结构设计总体构思

2.1 结构类型

本工程采用钢筋混凝土框架-核心筒结构，虽然其结构承载能力和抗变形能力比筒中筒结构差，但避免了结构坚向抗侧力构件的转换，满足了建筑立面效果和使用要求。为解决建筑首层层高8m及减小柱截面等问题，下部若干层采用钢管混凝土组合柱，楼盖采用现浇普通钢筋混凝土梁板体系。

承载力和水平位移计算时，基本风压均按重现期为50年的1.1倍取值。由于结构侧向位移不满足限值要求，在第30层利用建筑避难层，设置了钢筋混凝土桁架的结构加强层，结构加强层是一把利刃剑，虽然可提高结构抗侧移刚度，也使得结构竖向刚度突变，所以结构加强层及相邻层按《高层建筑混凝土结构技术规程》要求进行了加强处理。

2.2层高加强措施 本工程结构平面形状规则、刚度和承载力分布均匀，竖向体型也规则和均匀、结构抗侧力构件上下连续贯通，计算结果各项指标通过调整后均达到规范要求。

由于首层层高8m，应对措施把首层及下部若干层的结构抗侧力构件作为加强的重点：1～15层框架柱采用钢管混凝土组合柱（钢管混凝土叠合柱结构技术规程CECS188：2005）、1～2层核心筒剪力墙四角附加型钢暗柱、首层抗震等级提高一级。钢管混凝土有着卓越的承载能力和变形能力，但其防腐和防火材料不仅造价较高还有时效性，需考虑今后的维修保养，钢管混凝土叠加合柱及钢管混凝土组合柱可弥补这方面的缺陷。核心筒剪力墙四角附加型钢暗柱，以解决由于首层层高较大，使得剪力墙端部应力集中的问题，并提高剪力墙的承载能力和抗变形能力。

3钢管混凝土组合柱的梁柱节点设计

在建筑工程中往往仅在框架柱中采用钢管混凝土，而框架梁则采用普通钢筋混凝土，钢管混凝土柱和钢筋混凝土梁的连接节点成为工程中难点之一。目前常用的连接点有：钢牛腿法、双梁法、环梁法、钢管开大洞后补强法及纯钢筋混凝土节点法等，本工程采用在钢管上开穿钢筋小孔的连接节点，为连接节点的设计提供多一种选择。

3.1钢管开小孔的连接节点构造（见图示2）

钢管上开穿钢筋小孔的连接节点做法要点如下：

3.1.1钢管开小孔：小孔直径D=钢筋直径+10mm，小孔水平间距×D，小孔垂直间距=2×D。

3.1.2钢管水平加强环：梁顶面和梁底面各设置一道，环板宽度：钢管混凝土柱时，取0.10倍钢管直径、钢管混凝土叠合柱时，取65～100mm；环板厚度=0.5t且≥16mm（t为钢管壁厚）。 3.1.3钢管竖向短加劲肋：紧贴水平加强环，肋宽=环板宽-15mm，肋厚=环厚，长度为200mm，布置在梁开孔部位的两侧和中间。

3.1.4梁钢筋尽量采用直径较大的HRB400级钢筋，以减少钢管开孔数量。在钢管混凝土叠合柱时，部分梁钢筋可以在钢筋混凝土柱区域穿过。

3.2钢管开小孔连接节点的优点

3.2.1钢管开小孔后对钢管截面削弱不大，梁钢筋穿过小孔后剩余的缝隙很小，钢管对管芯混凝土的约束力基本没减少，不影响钢管混凝土柱的承载能力和变形能力。

3.2.2梁钢筋直接穿过钢管后，梁可以可靠的传递内力，梁长范围内的刚度保持不变，结构受力分析与实际相同。（钢牛腿法和钢管开大洞后补强法，在梁端范围内有相当长度的型钢，使得梁刚度急剧变化）。

3.2.3在设置水平加强环和竖向短加劲肋补强后，钢管在节点区是连续的，节点的刚性不受影响，满足“强节点弱构件”的要求。

3.2.4现场施工较方便，即使圆弧梁钢筋也可顺利穿过。

3.2.5节点补强所用材料比钢牛腿法和钢管开大洞法减少很多，造价较低。为进行钢管开小孔后分析研究，1996年中国钢结构协会钢-混凝土组合结构协会做了1：5模型的四组共九个试件模型试验，并通过多个工程实践证实该方法的可靠性和可行性。

4剪力墙平面外对梁端嵌固作用的分析

4.1对于框架-核心筒结构，部分框架梁要支撑在剪力墙平面外方向，剪力墙平面外对梁端嵌固作用空间如何，其研究文献较少，设计标准和规范也没有涉及。影响剪力墙平面外对梁端嵌固作用主要因素：墙平面外对梁端嵌固作用的有效长度、墙线风度与梁线刚度之比和墙在该层的轴压力等等。目前常用的计算分析软件虽然具有墙平面外刚度分析功能，但未考虑墙平面外对梁端嵌固作用的有效长度，当遇到墙肢很长或筒子体墙肢空间风度很大情况时，计算分析软件会高估了墙平面外对梁端的嵌固作用，使得梁端负弯矩计算值要大于实际值，本工程应对措施如下：

4.2采用梁端增加水平腋方法，用以直接增加墙平面外对梁端嵌固作用有效长度。

4.3采用增加墙边框梁方法，用以增加平面外对梁端嵌固的局部刚度。墙边框梁截面宽度应不小于0.4倍梁纵筋锚固长度，墙边框架梁截面高度应大于楼面截面高度，为保证梁端剪力通过墙边框梁均匀传递到墙上，墙边框梁宽出墙厚处用斜角过渡。

为保证梁正截面设计更加条例实际受力情况，梁端计算弯矩可以采用“调幅再调幅”方法，即分析计算时设定梁端负弯矩调幅系数后，配筋时再局部手算调幅。“调幅再调幅”时，应考虑构件的刚度、内力重分布的充分性、裂缝的开展及变形满足使用要求。5核心筒外墙的连梁设计

核心筒外墙的连梁纵筋计算超筋是非常普遍的情况，《高规》对连梁超筋有专门的处理措施，而且研究文献也不少，但计算模型的选取也是重要因素之一。

《高规》规定，跨高比小于5时按连梁考虑，即连梁属于深弯梁和深梁的范畴，其正截面承载力计算时，已不能按杆系考虑，也就是已不符合平截假定，但许多分析软件仍然把连梁按杆系计算，其计算偏差当然是很大了。

按“强墙弱梁”和“强剪弱弯”原则进行连梁设计时，虽然《高规》对连梁设计有具体要求，但这个“弱”要到什么程度，还是取决于设计者的理解和经验。

本工程核心筒外墙的连梁按《高规》要求进行设计，除连梁均配置了交叉暗撑外，对非底部加强部位剪力墙的边缘构件也进行了加强处理，以满足“多道抗震防线”和“强墙弱梁”的要求。

6结语

6.1钢管混凝土叠合柱及钢管混凝土组合柱有卓越的承载能力和变形能力，还可弥补钢管混凝土柱的防腐和防火材料造价较高及时效性方面的缺陷。

6.2钢管按一定的构造要求开穿钢筋小孔，对钢管截面损伤不大，梁钢筋直接穿过钢管，使得梁内力可以可靠的传递适当设置水平加强环和竖向短加劲肋，钢管混凝土柱的承载能力和变形能力不会降低，节点刚性得以保证。模型试验已经证实该方法的可靠性，工程实践已经证实该方法的可行性。大大节约梁柱节点所用钢材，施工方便。

6.3影响剪力墙平面外对染端嵌固作用的主要因素：墙平面外对梁端嵌固作用有效长度、墙线刚度与梁线刚度之比和墙在该层的轴压力等等。为加强墙平面外对梁端嵌固作用，可采取梁端水平加腋法、增加墙边框梁方法，梁端弯矩可采用“调幅再调幅”方法。 6.4连梁属于深弯梁和深梁的范畴，正截面承载力计算时，不能按杆系模型计算。

参考文献：

[1] 高层建筑混凝土结构技术规范JGJ3-2010.北京：中国建筑工业出版社，2011.

[2] 高层建筑结构设计建议.上海科学技术出版社，2003.

[3] 建筑地基基础设计规范GB50007-2011.北京：中国建筑工业出版社，2011.

第8篇：高层钢筋混凝土结构设计范文

[关键词] 剪力墙 连梁 边缘构件 位移 周期 刚度

1剪力墙设计的基本要求

剪力墙结构中，剪力墙的布置宜沿主轴双向布置，剪力墙墙肢截面宜简单、规则。在设计时，剪力墙的布置应遵循“”，既“对称、均匀、周边、连续” ，应尽量避免出现剪力墙竖向不连续。

剪力墙的门窗洞口宜上下对齐、成列布置，形成明确的墙肢和连梁。较长的剪力墙宜开设洞口，将其分成长度较为均匀的若干墙段，墙段间宜采用弱连梁连接，每个独立墙段的总高度与其截面长度之比不应小于2，墙肢截面长度不宜大于8m。

2 剪力墙设计中几个重要问题

2.1 连梁设计要求

剪力墙开洞形成的跨高比小于5的梁，称为连梁。因为连梁跨高比较小，竖向荷载下的弯矩所占的比例较小，它主要承受风荷载和水平地震作用。

在水平荷载作用下，墙肢发生弯曲变形，使连梁端部产生转角，从而使连梁产生内力，同时连梁端部的内力又反过来减小与之相连的墙肢的内力和变形，对墙肢起到一定的约束作用，改善墙肢的受力状态。因此连梁对于剪力墙结构尤其重要，它在起到连接墙肢作用的同时，还对所连接的墙肢起到一定的约束作用。

在剪力墙结构中，设计时应遵循强墙弱连梁、强剪弱弯的原则，即连梁要先于墙肢屈服，连梁和墙肢均应为弯曲屈服。对剪力墙结构，连梁是主要的耗能构件，其延性大小对整体结构的安全至关重要。因此设计中，要尽可能地提高连梁的延性，保证连梁的延性系数。

通过加强连梁的构造措施，可以有效提高连梁的延性，如控制连梁的纵向受力钢筋的锚固长度；控制连梁箍筋的最小直径和最大间距；保证连梁两侧水平钢筋的设置等均可提高连梁的延性。

设计中即使按有关规范取用最小刚度折减系数，还是会经常出现连梁抗剪能力不满足规范要求，这主要是部分连梁跨高比较小，刚度较大，造成连梁剪力过大，致使连梁抗剪能力不满足规范对连梁剪压比限值的要求。

针对以上情况，设计中通常是采取减少连梁刚度或增大连梁宽度来解决，减少连梁刚度可以通过减少连梁高度或加大连梁跨度（既加大剪力墙洞口尺寸）来实现， 增大连梁宽度一般可以通过加大剪力墙的厚度或采用双连梁来实现，也可以通过提高混凝土强度等级来解决。通常采用双连梁是较经济且有效的措施。实际工程设计应根据每个工程的具体情况采用最适合该工程的措施。

双连梁的做法如图一所示，计算时连梁的宽度按2b（b为连梁宽度）输入，实际配筋时将连梁的计算钢筋（包括纵向钢筋和箍筋）除以2后配置在bX h（b为连梁高度）内，上下两根梁钢筋相同。

图一双连梁大样

2.2 边缘构件构造设计

《高层建筑混凝土结构技术规程》将边缘构件分为约束边缘构件和构造边缘构件，一、二级抗震设计的剪力墙底部加强部位及其上一层的墙肢端部要求设置约束边缘构件，一、二级抗震设计的剪力墙的其他部位以及三、四级抗震设计和非抗震设计的剪力墙墙肢端部均要求设置构造边缘构件。

所谓约束边缘构件是指用箍筋约束的暗柱、端柱和翼墙(包括转角墙) ，由于箍筋的约束，可改善边缘构件混凝土的受压性能，从而提高剪力墙的极限承载力和耗能能力。

约束边缘构件分为阴影区和非阴影区，其范围为lc，其值与结构的抗震等级、节点形式及墙肢高度有关，如图二及表一所示。

剪力墙是结构中重要的承重构件，其边缘构件又是剪力墙最主要的受力部位，因此结构设计人员应该高度重视边缘构件的设计。

表一约束边缘构件范围为lc及其配箍特征值λ

项目 一级(9度) 一级(7、8度) 二级

λ 0.20 0.20 0.20

Lc（暗柱） 0.25hw 0.20hw 0.20hw

Lc（翼墙或端柱） 0.20hw 0.15hw 0.15hw

图二剪力墙的约束边缘构件

(a)暗柱 (b)有翼墙 (c)有端柱 (d)转角墙

2.3 剪力墙轴压比的控制

高层建筑随着高度的增高，剪力墙底部的轴压比也随之加大，偏心受压剪力墙轴力较大时，压区高度增大，与钢筋混凝土柱相同，这时剪力墙的延性下降，因此设计中应当重视对剪力墙轴压比的控制。这里所说的剪力墙轴压比，是指剪力墙在重力代表值作用下（不考虑地震作用组合）的轴压比，通常称之为名义轴压比。

截面受压区高度不仅与轴压比有关，还与截面形状有关，在相同的轴压比作用下，带翼缘的剪力墙受压区高度较小，延性相对较好，矩形截面最为不利，在设计中对矩形截面剪力墙墙肢（或墙段）应从严控制其轴压比。

剪力墙在重力代表值作用下墙肢的轴压比不宜超过表二 的限值。

表二剪力墙轴压比限值

轴压比 一级(9度) 一级(7、8度) 二级

N/(fcA) 0.40 0.50 0.60

当剪力墙的轴压比超过规范限值时，可以通过加大剪力墙厚度或者加大剪力墙墙肢长度以及提高剪力墙的混凝土强度等级等措施来减小剪力墙的轴压比。

3 剪力墙结构设计计算中的常见问题及其解决办法

高层建筑剪力墙结构设计通常采用振型分解反应谱法计算，剪力墙结构计算中经常出现以下几个问题：

3.1弹性层间位移角（通常称位移）不满足规范要求。此时一般采取增大结构的整体刚度来解决，应针对计算结果，是X向位移不满足要求，就主要增大结构X向刚度，是Y向位移不满足要求，就主要增大结构Y向刚度。一般增加墙厚或墙长、增加连梁高度都可以增大剪力墙结构的整体刚度，但对于结构高宽比较大的高层建筑，可能以上方法都无法解决，此时如果条件许可，可以把短向剪力墙延伸至阳台端部，以增加该向的结构刚度。如图三所示，福州某高层建筑，建筑高度为149m， Y向宽度为18.4m，高宽比为8.1，Y向剪力墙未延伸前，在风荷载作用下，Y向位移为1h/720，增加墙厚或墙长、增加连梁高度效果都不显著，最后把Y向剪力墙延伸至阳台端部，计算结果Y向位移为1h/990。通常可根据场地及建筑布置情况，向一个方向延伸，如果需要，也可同时向两个方向延伸。

图三剪力墙延伸图

3.2楼层最大弹性水平位移(或层间位移)与该楼层两端弹性水平位移(或层间位移)平均值之比(简称位移比)不能满足规范要求

高层建筑结构设计往往由其变形而非受力所控制，结构的刚与柔是结构设计中最常遇到的矛盾。剪力墙布置多，结构刚度大，其地震作用也大，使用功能也会受到限制，而且明显增加了结构的自重，造成了结构和基础材料的过多消耗，从而造成不必要的浪费;而剪力墙布置少，结构刚度小，在风荷载和地震作用下，产生过大的位移,影响使用功能，严重者还可能产生结构安全问题，因此结构设计要使结构刚柔并济，既保证结构在风荷载和地震作用下不致产生过大的位移,又做到经济实用。在验算结构位移时，对全楼强制采用刚性楼板假定，如果计算结果不能满足规范要求，通常要查看在不附加偏心距的情况下结构的刚心与质心是否相距较远，如果两者相距较远，则要调整剪力墙的布置，使两者的距离尽可能减小；如果两者相距较小，则应加大结构的抗扭刚度，提高结构的抗扭能力。

在实际工程中，有时规则且平面刚度布置均匀的结构也可能出现位移比不能满足规范要求，这是因为计算时增加附加偏心距，这样规则结构也会出现扭转变形，结构长度越长，附加偏心距越大，扭转也越大。

所以设计中，结构设计人员要对每个具体工程的情况加以分析，再找出解决问题的办法。当结构的层间位移较小时, 位移比限值可以适当放宽。

3.3结构第一、二自振周期为扭转周期，或者结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比，A级高度高层建筑大于0.9，B级高度高层建筑大于0.85。

扭转周期的相对大小反映了结构抗扭刚度的大小，抗扭刚度较小的结构，其扭转周期必然较长，甚至长于结构平动周期，地震时，这样的结构扭转反应一般会较大，不利于抗震[2]。

当计算结果显示Tt/ T1大于规范限值时，可通过调整结构的刚心与质心，使两者的距离尽可能减小，在此基础上增加结构周边构件的刚度(增加周边梁高，周边增设剪力墙等)来加大结构的抗扭刚度，从而减小结构的扭转周期Tt；或者通过减小结构的整体刚度来加大结构的平动周期T1。当原来的结构刚度较大，层间位移较小时，可采取减小结构整体刚度的办法，结构刚度太大并不可取；当原来的结构刚度较小，层间位移已经较大时，则应通过加大结构的抗扭刚度，改善结构的抗扭性能来解决。实际工程要通过分析具体的计算结果以确定采用什么方法来解决扭转周期Tt超限问题。

3.4梁一端与剪力墙平面外连接，另一端与梁连接，此时往往与剪力墙平面外连接的那端梁内力很大，计算很难通过，可以采取以下措施来减小梁端弯矩对墙的不利影响：a）沿梁轴线方向设置与梁相连的剪力墙，抵抗该平面外弯矩；b）当不能设置与梁轴线方向相连的剪力墙时，宜在墙与梁相交处设置扶壁柱；c）当不能设置扶壁柱时，应在墙与梁相交处设置暗柱；d）必要时，剪力墙内可设置型钢；e）计算时可把与剪力墙相连的梁端设为铰接。

3.5梁的一端与筒心相连，另一端与剪力墙相连，此时不能设置为铰接，如某高层剪力墙结构，层数为34层，平面形状为蝶型，如图四所示，筒心剪力墙与其周围的墙肢间距较小，连接筒心剪力墙与其周围墙肢的梁计算很难通过，主要是梁的抗剪能力不满足规范要求，笔者尝试把端梁设置成铰接，这样梁是满足要求了，可是弹性层间位移角却出现问题，原本弹性层间位移角能满足规范要求(为1/1320)，此时计算结果，弹性层间位移角却比原计算大了将近一倍(为1/710)，经过分析，是因为原本筒心剪力墙与其周围的墙肢是一整体，此处梁端铰接后，筒心剪力墙与其周围的墙肢变成两个独立的剪力墙，这样结构的整体刚度就变成只是两个独立的剪力墙刚度的简单叠加，比原来的整体刚度大大降低了，所以此处的梁端是不可以设置成铰接，否则不仅计算难通过，还造成不必要的浪费，设计中我们最后是通过加大梁的宽度来增大梁的抗剪能力，以满足规范要求。

图四剪力墙平面

3.6转角窗问题

近几年来，由于建筑功能的需要，建筑师在建筑平面外

墙转角处常常采用转角窗，以使用户充分享受室外的景观和阳光。但转角窗取消了具有较大扭转刚度且抗震性能较好的转角墙，使结构的扭转刚度大大削弱，极易产生扭转不规则的平面类型。设计中通常在转角窗附近布置小开间剪力墙以提高结构的抗扭刚度。

转角窗处的转角梁内力宜用有限元法分析计算，它不同于一般梁,也不同于剪力墙间的连梁，它是一根整体折梁，钢筋构造宜满足框架梁的构造要求。

转角窗处楼板处于房屋外角边缘，且支撑于抗扭刚度较差的转角梁上，此处楼板厚度宜适当加厚，楼板配筋宜适当加强，建议配置双层双向拉通钢筋。

B级高度的高层建筑不应在角部开设转角窗。

4 结束语

剪力墙结构中的连梁抗剪能力常不能满足规范要求，设计中通常是采取减少连梁刚度或加大连梁宽度来解决；设计计算中经常出现的位移、位移比、扭转周期不能满足规范要求，结构设计人员应该结合每个工程的具体情况，认真分析计算结果，然后采取经济有效的办法来解决。

参考文献

[1]姜学诗，，《建筑结构》CN11-2833/TU，

2003年12期，P17

[2]方鄂华，程懋，，《建筑结构》

第9篇：高层钢筋混凝土结构设计范文

中图分类号： TU37文献标识码：A 文章编号：

引言

中国正处于经济飞速发展的时代，随着大中城市高层建筑普及，中小城市建筑物也开始向高处发展，本文以镇江益华广场酒店式公寓初步设计为例，浅析钢筋混凝土带转换高层建筑概念设计。

结构概念设计是保证结构具有优良抗震性能的一种方法。应选择对抗震有利的结构方案和布置，高层建筑结构的扭转问题可以说是概念设计围绕的主要问题。在结构设计过程中能否做到几何形心、刚度中心、结构重心基本重合，取决于建筑物平面结构形式。为避免建筑物因水平荷载作用而发生的扭转破坏，应在结构设计时选择合理的结构形式和平面布局，为使楼层水平力作用沿平面分布均匀，减轻结构的扭转振动，应使建筑平面尽可能采用方形、矩形、圆形、正多边形等简面形式。应将凸出部分厚度与宽度的比值控制在规范允许的范围之内，同时，在结构平面布置时应尽可能使结构处于对称状态。

一般高层建筑设计过程中控制的参数主要有：刚度比，位移比，周期比，刚重比，层间受剪承载力比，剪重比，轴压比。控制刚度比和层间受剪承载力比，主要为控制结构竖向规则性，以免竖向刚度突变，形成薄弱层。控制位移比，主要为控制结构平面规则性，以避免产生过大的偏心而导致结构产生较大的扭转效应。控制周期比，主要为控制结构扭转效应，减小扭转对结构产生的不利影响。控制刚重比，主要为控制结构的稳定性，避免结构在风载或地震力的作用下整体失稳。

工程概述：镇江益华广场项目位于镇江新区大港街道段家村。拟建成公寓、酒店、商业、办公等多功能复合的大型商住综合体。其中，酒店式公寓1栋，设1层地下停车场。底层4层为商业用途，、6层以上为酒店式公寓，结构形式为现浇钢筋混凝土部分框支剪力墙结构，其中转换层设在地上5层楼面。地下室：层高为6.00m，裙房：首层层高为6.00m，二~三层层高为5.00m，四层层高为5,2m，五层层高为4.50m，六~十七层层高为3.10m，天面相对标高为62.90m。共17层.

设计等级及控制指标：本工程结构设计使用年限为 50 年，建筑结构安全等级为二级，结构重要性系数γ0=1.0 。公寓抗震设防类别为 丙 类，工程所在地区抗震设防烈度为 7 度，设计地震分组为第 1 组，基本加速度值为 0.15 g，按 7 度抗震措施设防。转换层一下框架及框支框架抗震等级为一级，标准层框架抗震等级二级，剪力墙底部加强部位抗震等级为一级，非底部加强部位为二级。

本工程根据建筑功能使用、防水及结构耐久性的要求，在地上主体结构各单体均设置防震缝，将裙楼与公寓塔楼划分成较规则的独立单元，从而避免了大底盘多塔楼体系和塔楼偏置，合理降低了结构体系的复杂程度，提高结构抗震性能。

计算分析的主要结果：

经过PMSAP刚性板模型复核，与SATWE刚性板模型二者计算结果基本一致，计算结果真实可信，说明结构体系、结构布置与构件尺寸基本合理。

本工程还进行了按弹性动力时程分析法验算，从时程分析主要结果与反应谱分析主要结果对比来看，二者基本一致，承载力设计时可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。

住宅转换层上下等效刚度比：按高规附录E之E.0.2条计算转换层上部与下部结构等效侧向刚度比，此时取消SATWE计算模型的1层地下室，并按SATWE模型中的剪弯刚度模式计算，结果：X方向等效刚度比=0.2799

转换层与上一层受剪承载力比：X方向受剪承载力比=1.67>0.8，Y方向受剪承载力比=1.90>0.8，可见转换层与上一层X、Y两个方向的受剪承载力比都满足要求，受剪承载力不突变。

转换层层间侧向刚度比结果,X方向侧刚比值=1.7031>1, Y方向侧刚比值=1.2898>1,可见转换层侧刚大于上层70％或上3层平均值80％，刚度不突变。

结构整体稳定验算结果(SATWE)刚重比：X向刚重比EJd/GH2=15.37,Y向刚重比EJd/GH2=14.60

该结构刚重比EJd/GH2大于1.4，能够通过高规(5.4.4)的整体稳定验算；

该结构刚重比EJd/GH2大于2.7，可以不考虑重力二阶效应。

计算结果分析

1）本工程采用的SATWE、PMSAP两个程序的计算结果是可信的，未出现原则性的冲突或矛盾的结果，说明结构体系、结构布置与构件尺寸基本合理。

2）（规范规定：在考虑偶然偏心影响的地震作用下，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移，A级高度高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.5倍；）计算结果显示，在考虑偶然偏心的地震作用下，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移与该楼层平均值的比值，在裙楼的边缘处较大；但均满足规范要求；为了确保结构的安全性，在设计时适当提高端部竖向构件的箍筋配筋量，以增强其抗侧能力。

3）结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比，本工程塔楼该比值均小于0.85，满足规范要求。

4）经验算，本工程该项指标符合关于侧向刚度规则的要求：

楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度70%或相邻三层侧向刚度平均值的80%中之较小者，同时各层位移角均小于上一层的1.3倍，或其上三层位移角平均值的1.2倍。

5）经验算，本工程塔楼的框架柱轴压比均不大于0.60，满足规范要求：一级抗震等级的剪力墙底部加强部位，其重力荷载代表值作用下墙肢的轴压比分别不超过0.5。一级抗震等级的框架柱，轴压比不超过0.75。

结语

由于地震作用具有不确定性，工程可能遭遇大震或更强烈的地震，因此，高层建筑概念设计和性能控制显得尤为重要，本工程结构设计遵循简明、清晰的原则，结构构件必须满足承载力极限状态和正常使用极限状态的计算要求。在设计使用年限内，结构和结构构件在正常维护条件下应能保持其使用功能，而不需要进行大修加固。通过结构体系和结构布置优化，采取稳定性加强措施，控制结构破坏模式，提高结构延性和耗能能力，达到优化设计的目的。

参考文献：

赵西安．现代高层建筑结构设计[M]．北京：科学出版社，2004.