基于高层建筑结构竖向布置研究

【摘 要】 本文简要论述高层建筑结构竖向布置的相关内容，仅供参考。

【关键词】高层建筑；结构 ；竖向布置；

高层建筑应选择有利的竖向布置。沿竖向高层建筑结构的强度与刚度宜均匀、连续、无突然变化。在地震区尤其要避免刚度过大突变，以防治严重震害。同时，为了保证建筑物在水平力作用下不发生倾覆，并保证建筑物的整体稳定性，高层建筑高宽比不宜过大。

1 一般要求

高层建筑结构的竖向布置应满足以下基本要求：

第一，竖向体型宜规则、均匀，避免有过大的外挑和内收。结构的侧向刚度宜下大上小，逐渐均匀变化，不应采用竖向布置严重不规则的结构。

第二，抗震设计的高层建筑结构，其楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的70% 或其上相邻三层侧向刚度平均值的80%。

第三，A 级高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不宜小于其上一层受剪承载力的80%，不应小于其上一层受剪承载力的65%；B 级高度高层建筑不应小于75%。

第四，抗震设计时，结构竖向抗侧力构件宜上下连续贯通。竖向抗侧力结构上下未贯通时，底层（部）结构易发生破坏。

第六，结构顶层空旷时，应进行弹性动力时程分析计算并采取有效构造措施。

第七，高层建筑宜设地下室。

2 竖向不规则结构

由于建筑立面及使用功能上的需要，高层建筑出现了大量竖向布置不连续规则的结构， 这些结构称为竖向不规则结构。凡符合表1 的结构，属于竖向不规则结构。

表1 竖向不规则的类型

竖向不规则结构的抗震性能很差， 所以高层建筑应尽量避免设计成竖向不规则结构， 特别是在烈度较高的地震区应避免采用竖向不规则结构。部分竖向不规则结构，容易使结构形成某些薄弱部位，抗震设计时应采取有效措施。下面介绍一竖向不 规则的工程实例及相应构造措施。

本工程采取了下列措施：①电梯墙壁由原来的砖墙改为混凝土，加强此处连接，保证水平力传递；②建筑物四周在不影响车库使用的前提下，布置剪力墙，增加抗侧力刚度，大大减轻扭转效应；③对于建筑物右上角处不能加剪力墙处，梁截面由200x500改为200x800，进一步减轻氛围效应，达到规范要求；④局部柱位置根据使用功能移位，保证使用合理性。

最终计算结果如下：

按弹性方法计算的楼层层间最大位移与层高之比Δu/h：

给定CQC地震剪力换算的水平力并考虑偶然偏心下的最大位移比：

0方向地震= 1.35（及其层号=3）

振型号 周期（秒） 转角（度） 平动系数（X+Y） 扭转系数

2 2.373374 94.97 0.96（0.01+0.96） 0.04

第一振型周期底层一般墙倾覆力矩占总倾覆力矩的比例是：0度地震方向为70.5%，90度地震方向为67.4%。

附方案平面布置图及施工平面布置图如下。

3 基础埋深及地下室设置

高层建筑的重量大，倾覆力矩也较大。为了防止高层建筑发生滑移和倾覆， 高层建筑应选择较好的地基土， 基础也应有一定的埋置深度。在确定埋置深度时， 应考虑建筑物的高度、体型、地基土质、设防烈度等因素。埋置深度可从室外地坪至基础地面，并宜符合下列要求：第一，天然地基或复合地基，可取房屋高度的1/15；第二，桩基础，可取房屋高度的1/18（桩长不计在内）。

当建筑物采用岩石地基或采取有效措施时， 在满足地基承载力、稳定性要求及基底零应力区满足要求的前提下， 基础埋深可不受前面第一、二条款的限制。当地基可能产生滑移时，应采取有效的抗滑移措施。

地震作用下结构的动力效应与基础埋深关系较大，软弱土层时更为明显。因此，高层建筑的基础应有一定的埋置深度。当抗震设防烈度高、场地差时，宜采用较大的埋置深度，以抗倾覆和滑移，确保建筑物的安全。

高层建筑设置地下室有如下的结构功能： ①利用土体的侧压力防止水平力作用下结构的滑移和倾覆；②减小土的重量，降低地基的附加压力；③提高地基土的承载能力；④减少地震作用对上部结构的影响。地震震害调查表明： 有地下室的建筑物震害明显减轻。同一结构单元应全部设置地下室，不宜采用部分地下室，且地下室应当有相同的埋深。

4 结语

我国高层建筑发展迅速， 建筑高度不断增加， 建筑功能和类型愈来愈复杂， 结构体系更加多样化， 地区分布更加广泛。结构抗震概念设计对结构的抗震性能起决定性作用，而高层建筑结构的选型与结构布置在结构抗震概念设计中占有极其重要的地位，它们直接影响着结构的安全性与经济性。其中，怎样选择有利的高层建筑结构竖向布置，是关系到结构的安全和技术经济合理最为关键的问题。