高層建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計（word16頁）

1、PAGE 2PAGE 15目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc458865497 1概念設(shè)計 PAGEREF _Toc458865497 h 1 HYPERLINK l _Toc458865498 2結(jié)構(gòu)概念設(shè)計 PAGEREF _Toc458865498 h 1 HYPERLINK l _Toc458865499 3高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點 PAGEREF _Toc458865499 h 2 HYPERLINK l _Toc458865500 4概念設(shè)計的原則 PAGEREF _Toc458865500 h 3 HYPERLINK l _Toc45886550

2、1 4.1結(jié)構(gòu)剛?cè)岬倪x擇 PAGEREF _Toc458865501 h 4 HYPERLINK l _Toc458865502 4.2結(jié)構(gòu)平面布置宜剛度均勻 PAGEREF _Toc458865502 h 4 HYPERLINK l _Toc458865503 4.3結(jié)構(gòu)沿豎向剛度宜均勻 PAGEREF _Toc458865503 h 5 HYPERLINK l _Toc458865504 5高層建筑抗震性能概念設(shè)計 PAGEREF _Toc458865504 h 6 HYPERLINK l _Toc458865505 5.1延性結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的概念 PAGEREF _Toc458865505

3、h 6 HYPERLINK l _Toc458865506 5.2工程結(jié)構(gòu)場地的選擇 PAGEREF _Toc458865506 h 7 HYPERLINK l _Toc458865507 5.3合理的基礎(chǔ)設(shè)計 PAGEREF _Toc458865507 h 7 HYPERLINK l _Toc458865508 5.4“三強(qiáng)三弱” PAGEREF _Toc458865508 h 8 HYPERLINK l _Toc458865509 5.4.1抗震框架屈服機(jī)制 PAGEREF _Toc458865509 h 8 HYPERLINK l _Toc458865510 5.4.2強(qiáng)柱弱梁 PAGE

4、REF _Toc458865510 h 8 HYPERLINK l _Toc458865511 5.4.3強(qiáng)剪弱彎 PAGEREF _Toc458865511 h 9 HYPERLINK l _Toc458865512 5.4.4強(qiáng)節(jié)點弱構(gòu)件 PAGEREF _Toc458865512 h 10 HYPERLINK l _Toc458865513 5.5設(shè)計多道設(shè)防結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc458865513 h 11 HYPERLINK l _Toc458865514 5.5.1超靜定結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc458865514 h 11 HYPERLINK l _Toc458865

5、515 5.5.2雙重抗側(cè)力體系 PAGEREF _Toc458865515 h 11 HYPERLINK l _Toc458865516 5.6 加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性 PAGEREF _Toc458865516 h 12 HYPERLINK l _Toc458865517 5.7 轉(zhuǎn)換層設(shè)計 PAGEREF _Toc458865517 h 12 HYPERLINK l _Toc458865518 6高層建筑創(chuàng)意與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的關(guān)系 PAGEREF _Toc458865518 h 13 HYPERLINK l _Toc458865519 6.1建筑與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計 PAGEREF _Toc45886

6、5519 h 13 HYPERLINK l _Toc458865520 6.2結(jié)構(gòu)概念設(shè)計對建筑設(shè)計的作用 PAGEREF _Toc458865520 h 13 HYPERLINK l _Toc458865521 6.3 建筑師與結(jié)構(gòu)工程師的關(guān)系 PAGEREF _Toc458865521 h 13 HYPERLINK l _Toc458865522 7結(jié)語 PAGEREF _Toc458865522 h 14 HYPERLINK l _Toc458865523 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc458865523 h 15高層建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計摘要：本文主要通過查閱文獻(xiàn)和閱讀相關(guān)書籍，更加深刻

7、的了解了高層建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計。對概念設(shè)計、結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的含義有了進(jìn)一步了解。認(rèn)識了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點，歸納課概念設(shè)計的一般原則。并對高層建筑抗震性能概念設(shè)計做了比較詳細(xì)的歸納總結(jié)，其中包括延性結(jié)構(gòu)和延性構(gòu)件，工程場地的選擇，合理的基礎(chǔ)設(shè)計，抗震設(shè)計中的“三強(qiáng)三弱”，設(shè)計多道設(shè)防結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)的整體性，以及歸納了高層建筑藝術(shù)創(chuàng)意與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的邏輯互動的關(guān)系。關(guān)鍵詞：概念設(shè)計，結(jié)構(gòu)概念設(shè)計，概念設(shè)計原則，抗震性能，邏輯互動1 概念設(shè)計概念設(shè)計是指以工程概念為依據(jù)，用符合工程客觀規(guī)律和本質(zhì)的方法，不經(jīng)過數(shù)值計算，對一些難以做出精確理性分析或在規(guī)范中難以規(guī)定的問題，依據(jù)整體結(jié)構(gòu)體系與分體之間的力學(xué)

8、關(guān)系，結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理，震害，試驗現(xiàn)象和工程經(jīng)驗所獲得的基本原則和設(shè)計思想，從整體的角度來確定建筑結(jié)構(gòu)的總體布置和抗震細(xì)部措施的宏觀控制。高層建筑由于其高度原因,結(jié)構(gòu)受力十分復(fù)雜，除了來自本身極大的自重和使用荷載外，還有來自水平方向的風(fēng)荷載和地震作用，后者往往成為控制建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要因素。1由于高層建筑結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性；發(fā)生地震時地震動的不確定性；我們對地震時結(jié)構(gòu)響應(yīng)認(rèn)識的局限性與模糊性；高層建筑結(jié)構(gòu)計算尤其是抗震分析計算的精確性；材料性能與施工安裝的變異性以及其他不可預(yù)見的因素等，導(dǎo)致設(shè)計計算結(jié)果（特別是簡化計算的結(jié)果）可能和實際相差較大，甚至有些作用效應(yīng)至今還無法定量計算出來。因此在設(shè)計中，雖然

9、定量的分析計算是必須的，也是設(shè)計的重要依據(jù)，但僅此往往不能滿足結(jié)構(gòu)安全性、可靠性的要求，不能達(dá)到預(yù)期的設(shè)計目標(biāo)。還必須非常重視概念設(shè)計。2而這些原則，規(guī)定與方法往往是基礎(chǔ)性、整體性、全局性和關(guān)鍵性的。有些概念設(shè)計的要求，為整個設(shè)計設(shè)置二道防線，保證了建筑物的安全可靠。從某種意義上講，概念設(shè)計甚至比分析計算更為重要。2 結(jié)構(gòu)概念設(shè)計結(jié)構(gòu)概念設(shè)計是運用人的思維和判斷能力，從宏觀上決定結(jié)構(gòu)設(shè)計中的基本問題。結(jié)構(gòu)具體來說就是有效地選擇結(jié)構(gòu)體系，與高層建筑物的使用要求相互協(xié)調(diào)。首先應(yīng)對使用空間的性質(zhì)加以分析：如空間的大小、形狀、各部分組成關(guān)系，及一些由于使用需要而提出的特殊要求等，然后再從平面形式、剖面

10、形式等方面綜合進(jìn)行協(xié)調(diào)，使各空間的要求與其所對應(yīng)的平、剖面形式相吻合。地震動及其影響是不確定的，結(jié)構(gòu)計算模型的假定與地震時的實際工作有很大的差異，但是地震動及其影響又具有一定的規(guī)律性。對于高層建筑而言，一個合理的抗震設(shè)計，需要建筑師和結(jié)構(gòu)工程師的密切配合，不能僅僅依賴于“計算設(shè)計”，而往往在很大程度上取決于良好的概念設(shè)計。高層建筑抗震概念設(shè)計的基本內(nèi)容有3個部分：一是建筑設(shè)計應(yīng)重視結(jié)構(gòu)的規(guī)則性；二是建筑設(shè)計應(yīng)選擇合理的結(jié)構(gòu)體系；三是結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)考慮構(gòu)件和整體結(jié)構(gòu)的延性。對于第三項內(nèi)容主要由結(jié)構(gòu)工程師來把握，對于第一、第二項要求，則必須由有經(jīng)驗的、有抗震知識素養(yǎng)的建筑師和結(jié)構(gòu)工程師在方案設(shè)計階段中

11、共同考慮，并討論幾種可供選擇的結(jié)構(gòu)形式，以便在結(jié)構(gòu)專業(yè)開始設(shè)計之前，就能把不合要求的幾何圖形排除在體系之外。3 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點1.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點(1)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與低層多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計相比較，結(jié)構(gòu)專業(yè)的各專業(yè)中占有更重要的地位。不同結(jié)構(gòu)體系的選擇,直接關(guān)系到建筑平面布置，立面體型，樓層高度，機(jī)電管道的設(shè)置，施工技術(shù)要求，施工工期的長短和投資造價的高低。(2)高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中水平力是設(shè)計的主要因素。在低多層房屋結(jié)構(gòu)中，水平力產(chǎn)生的影響較小，以抵抗豎向荷載為主，側(cè)向位移小，通常可以忽略不計。在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中，隨著結(jié)構(gòu)高度的增加，水平力(風(fēng)荷載或地震作用)產(chǎn)生的內(nèi)力和位移迅速增大。

12、(3)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，不僅要求結(jié)構(gòu)具有足夠的承載力，而且必須使結(jié)構(gòu)具有足夠的抵抗側(cè)向力的剛度，將結(jié)構(gòu)在水平力作用下所產(chǎn)生的側(cè)向位移限制在規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)。因此，高層建筑所需的側(cè)向剛度由位移控制。(4)高層建筑減輕自重比多層建筑更有意義。從地基承載力或樁基承載力考慮，如果在同樣基礎(chǔ)條件下，減輕房屋自重意味著不增加基礎(chǔ)造價和處理措施，可以多建層數(shù)，這在軟弱土層有突出的經(jīng)濟(jì)效益。另外地震效應(yīng)是與建筑的質(zhì)量成正比的，減輕房屋自重是提高結(jié)構(gòu)抗震能力的有效方法。因此在高層建筑中，結(jié)構(gòu)材料宜采用高強(qiáng)度材料。(5)在高層建筑的抗風(fēng)設(shè)計中，應(yīng)保證結(jié)構(gòu)有足夠承載力，必須具有足夠的剛度；控制好在風(fēng)荷載作用下的位

13、移值，保證有良好的居住和工作條件；維護(hù)結(jié)構(gòu)和裝飾構(gòu)件必須有足夠的承載力，并與主體結(jié)構(gòu)可靠連接。(6)有抗震設(shè)防的高層建筑應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)勘察，摸清地質(zhì)情況，選擇位于開闊平坦地帶，具有較好場地土的對抗震有利的地段。(7)地基基礎(chǔ)的承載力和剛度要與上部結(jié)構(gòu)的承載力和剛度相適應(yīng)。當(dāng)上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)連接部位考慮受彎承載力增大時，相臨基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)嵌固部位的地下室結(jié)構(gòu)，應(yīng)考慮彎矩增大的作用。(8)剪跨比和剪壓比是判別梁、柱和墻肢等抗側(cè)力構(gòu)件抗震性能的重要指標(biāo)。剪跨比用于區(qū)分變形特征和變形能力，剪壓比用于限制內(nèi)力，保證延性。4 概念設(shè)計的原則1 全面考慮原則8在做結(jié)構(gòu)概念設(shè)計時，首先要對其所涉及的各個方面作全面的

14、考慮。它包括建筑、結(jié)構(gòu)和施工等方面的綜合考慮，以及整體、局部和它們間關(guān)系方面的考慮。這3個方面的考慮構(gòu)成了結(jié)構(gòu)概念設(shè)計時的三維構(gòu)思。2 功能協(xié)調(diào)原則結(jié)構(gòu)概念設(shè)計時，應(yīng)盡可能做到建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備和施工手段的功能協(xié)調(diào)，以便取得盡可能大的效能和盡可能多的效益。3實際出發(fā)原則概念設(shè)計時必須從實際出發(fā)處理所遇到的各種問題。例如認(rèn)真考慮當(dāng)?shù)毓逃械淖匀粭l件(如氣候、建筑地段、地質(zhì)條件等)、當(dāng)?shù)貧v史形成的人文條件(如文化背景、已建建筑物等)、當(dāng)?shù)禺?dāng)時的資源條件(如資金、原材料、設(shè)施等)。因而:(1)概念設(shè)計前要對當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況進(jìn)行全面了解和分析；(2)概念設(shè)計時所取的各種條件要符合當(dāng)?shù)禺?dāng)時實際可能；(3)所做

15、的概念設(shè)計方案必須充分滿足未來使用時的實際需要。4 精益求精原則。概念設(shè)計包括結(jié)構(gòu)概念設(shè)計往往是多種方案比較優(yōu)選的過程。5 優(yōu)化選型原則：優(yōu)化結(jié)構(gòu)體系。前提是掌握各類基本構(gòu)件的特征(如與受力相關(guān)的幾何特征，與變形相關(guān)的剛性特征等)，根據(jù)環(huán)境、使用、建筑和荷載實況優(yōu)化選擇合適的主要結(jié)構(gòu)體系；優(yōu)化結(jié)構(gòu)布置。在滿足使用要求和建筑意向前提下優(yōu)化布置主要受力構(gòu)件，重要的原則是平立面宜規(guī)則、對稱，具有良好的整體性，豎向剖面除規(guī)整外側(cè)向剛度宜均勻變化，自下而上逐漸減小，避免突變。高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的目標(biāo)是使整體結(jié)構(gòu)能發(fā)揮耗散地震能量的作用，避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)敏感的薄弱部位，地震能量的耗散僅集中在極少數(shù)薄弱部位，

16、導(dǎo)致結(jié)構(gòu)過早破壞?，F(xiàn)有抗震設(shè)計方法的前提之一是假定整個結(jié)構(gòu)能發(fā)揮耗散地震能量的作用，在此前提下，才能以多遇地震作用進(jìn)行結(jié)構(gòu)計算、構(gòu)件設(shè)計并加以構(gòu)造措施，或動力時程分析進(jìn)行驗算，以試圖達(dá)到罕遇地震作用下結(jié)構(gòu)不倒的目標(biāo)?？拐鸶拍钤O(shè)計應(yīng)遵循以下原則：(1)結(jié)構(gòu)的簡單性。(2)規(guī)則和均勻性。(3)結(jié)構(gòu)的剛度和抗震能力。(4)結(jié)構(gòu)的整體性。4.1結(jié)構(gòu)剛?cè)岬倪x擇結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)將結(jié)構(gòu)設(shè)計成剛一些，還是柔一些，在建立抗震設(shè)計概念的初期，是個爭論的問題，因為剛度大的結(jié)構(gòu)地震作用大，顯然要求較大的構(gòu)件尺寸和鋼材用量，似乎是不經(jīng)濟(jì)的；而較柔的結(jié)構(gòu)地震作用小，但是變形較大，可節(jié)省材料，而一般認(rèn)為框架的變形性能好，剪力墻

17、變形性能差，主張選用較柔的框架結(jié)構(gòu)，因而早期的設(shè)計對高層建筑應(yīng)用剪力墻結(jié)構(gòu)的限制較多。實際上，歷次大地震都說明框架結(jié)構(gòu)的震害比較大，設(shè)置剪力墻的結(jié)構(gòu)震害較小，主要是因為剪力墻剛度大。事實說明結(jié)構(gòu)的變形較小，震害就比較少。當(dāng)然，不能得出剛度愈大愈好的結(jié)論，因為確實剛度愈大，地震作用愈大，材料用量會增加。按照延性框架要求設(shè)計的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)在地震作用下也有表現(xiàn)很好的實例。此外，結(jié)構(gòu)振動和變形的大小不僅與結(jié)構(gòu)剛度有關(guān)，還與場地土有關(guān)，當(dāng)結(jié)構(gòu)自振周期與場地土的卓越周期接近時，建筑物的地震反應(yīng)會加大，無論振動變形還是地震力都會加大。因此，對于高層建筑抗震設(shè)計，不能做出“剛一些好”，還是“柔一些好”這

18、樣的簡單結(jié)論，應(yīng)該結(jié)合結(jié)構(gòu)的具體高度、體系和場地條件進(jìn)行綜合判斷，無論如何，重要的是設(shè)計時要進(jìn)行變形限制，將變形限制在規(guī)范許可的范圍內(nèi)，要使結(jié)構(gòu)有足夠的剛度，設(shè)置部分剪力墻的結(jié)構(gòu)有利于減小結(jié)構(gòu)變形和提高結(jié)構(gòu)承載力；同時，應(yīng)根據(jù)場地條件來設(shè)計結(jié)構(gòu)，硬土地基上的結(jié)構(gòu)可柔一些，軟土地基上的結(jié)構(gòu)可剛一些。可通過改變高層建筑結(jié)構(gòu)的剛度調(diào)整結(jié)構(gòu)的自振周期，使其偏離場地的卓越周期。4.2結(jié)構(gòu)平面布置宜剛度均勻歷次地震震害經(jīng)驗表明：簡單和規(guī)則的結(jié)構(gòu)遭遇地震后的破壞較輕。通常認(rèn)為簡單的結(jié)構(gòu)其受力性能比較明確，設(shè)計時容易分析結(jié)構(gòu)在地震作用下的反應(yīng)和內(nèi)力分布規(guī)律，且結(jié)構(gòu)細(xì)部的構(gòu)造也好處理。形狀的簡單和復(fù)雜又是怎樣區(qū)

19、別呢？通常認(rèn)為簡單的平、立面圖形是方形或圓形的，而復(fù)雜的圖形是有凹角的，容易造成有應(yīng)力集中或變形集中的薄弱環(huán)節(jié)?？拐鹪O(shè)計能做到平、立面簡單當(dāng)然是較理想的，但實際工作中，建筑的平、立面出現(xiàn)凹角是經(jīng)常的，比較現(xiàn)實的做法是要求建筑體型規(guī)則一些，規(guī)則的意思是有一定的對抗震有利的要求，也允許帶有一定限度區(qū)的復(fù)雜性質(zhì)。區(qū)分規(guī)則與不規(guī)則的界限很難劃定。我國新的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程給出了一些劃分原則。 抗震結(jié)構(gòu)平面布置宜簡單、規(guī)則，盡量減少突出、凹進(jìn)等復(fù)雜平面，但是，更重要的是結(jié)構(gòu)平面布置時要盡可能使平面剛度均勻，所謂平面剛度均勻就是“剛心”與質(zhì)心靠近，減少地震作用下的扭轉(zhuǎn)。扭轉(zhuǎn)對結(jié)構(gòu)的危害很大，減少結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)

20、引起的破壞一般從兩個方面人手，一是減少地震引起的扭轉(zhuǎn)，二是增加結(jié)構(gòu)抵抗扭轉(zhuǎn)的能力。平面剛度是否均勻是地震是否造成扭轉(zhuǎn)破壞的重要原因，而影響剛度是否均勻的主要因素是剪力墻的布置，剪力墻集中布置在結(jié)構(gòu)平面的一端是不好的，大剛度抗側(cè)力單元偏置的結(jié)構(gòu)在地震作用下扭轉(zhuǎn)大，對稱布置剪力墻、邊布置剛度很大的框筒抵抗扭轉(zhuǎn)。井筒有利于減少扭轉(zhuǎn)。周邊布置剪力墻都是增加結(jié)構(gòu)抗扭剛度的重要措施，有利于抵抗扭轉(zhuǎn)。為了減少地震作用下的扭轉(zhuǎn)，還要注意平面上質(zhì)量分布，質(zhì)量偏心會引起扭轉(zhuǎn)，質(zhì)量集中在周邊也會加大扭轉(zhuǎn)。對于有些平面上有突出部分的建筑，例如L形、的平面，即使總體平面對稱，還會表現(xiàn)出局部扭轉(zhuǎn)。如圖1所示：3圖1 L形

21、平面結(jié)構(gòu)的局部扭轉(zhuǎn)a）高振型 b）扭轉(zhuǎn)變形 c）端部加強(qiáng)措施4.3結(jié)構(gòu)沿豎向剛度宜均勻均勻性問題存在于建筑的豎向布置中，無論是幾何圖形還是樓層剛度變化其規(guī)則勻稱應(yīng)該是立面設(shè)計中優(yōu)先考慮的。布置不均勻的結(jié)果產(chǎn)生了剛度、強(qiáng)度的突變，引起豎向的應(yīng)力集中或變形集中，以致在中小型地震中損壞，在大震時倒塌。但是，要使結(jié)構(gòu)做到完全均勻性，在實際設(shè)計中也有一定的困難。均勻性問題表現(xiàn)如下：其一，豎向收進(jìn)問題。豎向收進(jìn)是常見的建筑處理方式，結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的問題是在凹角處應(yīng)力集中。由于房屋的不同部分其振動特征不同，所以在收進(jìn)處的橫隔（樓蓋或屋面板）產(chǎn)生應(yīng)力突變，為此，在抗震設(shè)計時，可考慮幾種處理方法：限制收進(jìn)尺寸；當(dāng)設(shè)

22、置防震縫有利時，可設(shè)縫把復(fù)雜的體型劃分成若干簡單、規(guī)則的獨立單元，分割后的建筑體型應(yīng)是均衡的，不致過分細(xì)高；不設(shè)縫時應(yīng)進(jìn)行較細(xì)致的空間動力分析；對剛度突變的構(gòu)件采取加強(qiáng)措施。其二，柔性層框架。建筑上往往因底層需要開敞或任意層需要大的空間，使結(jié)構(gòu)處于上下不連續(xù)狀況，產(chǎn)生豎向剛度突變，特別是柔性底層建筑，在歷次大地震中，震害都很普遍，甚至完全倒塌。分析研究表明，這類構(gòu)件的應(yīng)力和變形集中是非常嚴(yán)重的，所以在抗震設(shè)計時應(yīng)力求避免，底層應(yīng)盡可能配置具有相當(dāng)強(qiáng)韌性的構(gòu)件以承受大的側(cè)移。其三，同一層間的柱子剛度不同。建筑上由于空間需要或由于藝術(shù)構(gòu)思，使得同一層間柱子的剛度差異較大，通常在剛性較大的柱子上產(chǎn)生

23、較大的內(nèi)力。為此設(shè)計時宜從抗震的角度重新安排結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，以使剛度盡量均衡。其四，抗震墻的不連續(xù)。由于建筑上的需要，可能出現(xiàn)上下不連續(xù)的抗震墻，這就產(chǎn)生了不均勻性，為此在設(shè)計時，應(yīng)考慮限制上下層的剛度以及連續(xù)抗震墻的間距。其五，填充墻設(shè)置的影響?？蚣軆?nèi)的填充墻若設(shè)置不當(dāng)，地震時往往會改變結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)而產(chǎn)生不利影響。例如，由于填充墻設(shè)置不當(dāng)，可使框架柱形成短柱而造成破壞。為此在設(shè)計時，應(yīng)把墻同柱分開或采用輕質(zhì)墻以使框架柱連續(xù)。圖2 沿高度剛度不均勻a）框支剪力墻的變形 b）中間樓層軟弱或大剛度 c）鞭梢效應(yīng)5高層建筑抗震性能概念設(shè)計5.1延性結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的概念延性是指構(gòu)件和結(jié)構(gòu)屈服后，具有承載能力不

24、降低或基本不降低、且有足夠塑性變形能力的一種性能，一般用延性比表示延性即塑性變形能力的大小。塑性變形可以耗散地震能量，大部分抗震結(jié)構(gòu)在中震作用下都有部分構(gòu)件進(jìn)人塑性狀態(tài)而耗能，耗能性能也是延性好壞的一個指標(biāo)。構(gòu)件延性延性比是指極限變形(曲率、轉(zhuǎn)角或撓度f)與屈服變形的比值。屈服變形定義是鋼筋屈服時的變形，極限變形一般定義為承載力降低10%一20%時的變形。結(jié)構(gòu)延性比對于一個鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，當(dāng)某個構(gòu)件出現(xiàn)塑性鉸時，結(jié)構(gòu)開始出現(xiàn)塑性變形，但一個構(gòu)件屈服只會使結(jié)構(gòu)剛度略有降低;當(dāng)出現(xiàn)塑性鉸的構(gòu)件數(shù)量增多以后，結(jié)構(gòu)的塑性變形逐漸加大，結(jié)構(gòu)剛度繼續(xù)降低;當(dāng)塑性鉸達(dá)到一定數(shù)量以后，結(jié)構(gòu)也會出現(xiàn)“屈服”現(xiàn)象

25、，即結(jié)構(gòu)進(jìn)人變形迅速增大而承載力略微增大的塑性階段，稱為“屈服”后的彈塑性變形階段，結(jié)構(gòu)“屈服”時的位移定為屈服位移，當(dāng)整個結(jié)構(gòu)不能維持其承載能力，即承載能力下降到最大承載力的80%一90%時，達(dá)到極限位移。結(jié)構(gòu)延性比通常是指極限頂點位移。顯然，結(jié)構(gòu)“屈服”的特征常常不明顯，結(jié)構(gòu)“屈服”有個過程，確定，的數(shù)值有困難，雖有一些簡化方法，但是很難具有明確物理意義，也很難統(tǒng)一，因此，結(jié)構(gòu)延性比數(shù)值常常是不確定的，很難定量，但是作為概念，結(jié)構(gòu)的延性具有重要意義。如圖3所示：圖3 結(jié)構(gòu)的延性比5.2工程結(jié)構(gòu)場地的選擇從“512漢川地震的震害事實可以看出，按照概念設(shè)計的基本原則選擇對抗震有利的場地，還是能

26、夠在很大程度上減輕人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。例如，四川彭州市白鹿鎮(zhèn)中學(xué)的兩棟教學(xué)樓分別位于發(fā)震斷裂帶兩側(cè)，地震時斷裂錯動2.lm，但由于教學(xué)樓避開了斷裂帶，并且建筑質(zhì)量較好，樓房并沒有倒塌。而破壞十分嚴(yán)重的北川縣則是位于印度板塊和亞洲板塊積壓斷裂帶，其坐落在河灘松散堆積物之上，場地效應(yīng)和地基失效使破壞加劇，典型的地震多發(fā)區(qū)，大量的山體滑坡和巖石崩塌使得災(zāi)害雪上加霜。在場地的選擇時，應(yīng)根據(jù)工程需要，掌握地震活動情況、工程地質(zhì)和地震地質(zhì)的有關(guān)資料，作出綜合評價，對無法充分評價的場地或地震作用所產(chǎn)生的后果不能在結(jié)構(gòu)設(shè)計中予以考慮的場地應(yīng)避開。選擇對抗震有利地段，不應(yīng)在發(fā)震斷裂帶等危險地段建造甲、乙、丙類建

27、筑。場地中存在軟粘土、液化土?xí)r，應(yīng)估計地震時地基不均勻沉降或其它不利影響，并采取相應(yīng)措施45.3合理的基礎(chǔ)設(shè)計在進(jìn)行高層建筑的基礎(chǔ)設(shè)計時，應(yīng)遵循以下原則:(1)高層建筑宜設(shè)置地下室，同一結(jié)構(gòu)單元的地基在性質(zhì)上不能截然不同，地基及基礎(chǔ)埋入地下的深度要相同，地下室應(yīng)當(dāng)布置到整個結(jié)構(gòu)單元，以確保地基及基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)整體性，總而達(dá)到抗震的整體最優(yōu)。5(2)地震區(qū)鋼筋鋼筋混泥土高層建筑結(jié)構(gòu)選型及構(gòu)造措施建議一文中對基礎(chǔ)埋深提出以下的參考意見:“對一般砂粘土類地基，基礎(chǔ)埋置深度不宜小于建筑地面以上高度的1/12。對于樁基，不宜小于1/15，樁的長度不計算在埋置深度內(nèi)。對巖石類地基，可不考慮埋深要求，但應(yīng)有可靠

28、的錨固措施”。(3)高層建筑的高層部分與多層裙房之間，根據(jù)地基與上部結(jié)構(gòu)的條件，可設(shè)沉降縫(在地震區(qū)兼作防震縫)，也可不設(shè)沉降縫。如有沉降縫，應(yīng)將室外地坪以下之縫用粗砂填滿填實，以保證側(cè)限約束65.4“三強(qiáng)三弱”規(guī)范要求實現(xiàn)“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)弱桿”的要求體現(xiàn)出了結(jié)構(gòu)抗震概念的思想。5.4.1抗震框架屈服機(jī)制對于框架，可能的屈服機(jī)制有梁鉸機(jī)制、柱鉸機(jī)制和混合機(jī)制幾種類型，由地震震害、試驗研究和理論分析可以得到梁鉸機(jī)制(整體機(jī)制)優(yōu)于柱鉸機(jī)制(局部機(jī)制)的結(jié)論。梁鉸機(jī)制之所以優(yōu)于柱鉸機(jī)制是因為：1）鉸分散在各層，即塑性變形分散在各層，梁出現(xiàn)塑性鉸不至于形成“機(jī)構(gòu)”而倒塌，而柱鉸集中在某一層

29、時形集中在該層，該層成為軟弱層或薄弱層，則易形成倒塌，塑性變“機(jī)構(gòu)”；2）梁鉸機(jī)制中鉸的數(shù)量遠(yuǎn)多于柱鉸機(jī)制中鉸的數(shù)量，散的能量更多，在同樣大小的塑性變形和耗能要求下因而梁鉸機(jī)制耗，對梁鉸機(jī)制中鉸塑性轉(zhuǎn)動能力要求可以低一些，容易實現(xiàn)；3）梁是受彎構(gòu)件，容易實現(xiàn)大的延性和耗能能力，柱是壓彎構(gòu)件，尤其是軸壓比大的柱，要求大的延構(gòu)延性好性和耗能能力是很困難的。實踐證明，設(shè)計成梁鉸機(jī)制的結(jié)。實際工程設(shè)計中，很難實現(xiàn)完全梁鉸機(jī)制，往往是既有梁鉸、又有柱鉸的混合鉸機(jī)制。3圖4 框架屈服機(jī)制a）梁鉸機(jī)制 b）柱鉸機(jī)制 c）混合鉸機(jī)制5.4.2強(qiáng)柱弱梁為了了解地震作用對框架梁、柱構(gòu)件的延性要求和影響因素，美國R

30、. W. Clougt教授早在1966年就做了關(guān)于強(qiáng)柱弱梁框架的研究7，通過對一個2C層框架結(jié)構(gòu)的彈塑性地震反應(yīng)分析，對比了不同強(qiáng)度的梁和不同強(qiáng)度的柱在地震作用下的延性比要求。圖5a是20層框架結(jié)構(gòu)的幾何尺寸和每個樓層重量，圖5b列出了所有構(gòu)件的剛度比，各構(gòu)件剛度由下向上逐漸減小，標(biāo)準(zhǔn)框架的基本自振周期是2.2s。采用1940年E1 Centro地震記錄南北方向分量作為地面運動的輸入波，計算最初Ss的反應(yīng)。圖5a比較結(jié)構(gòu)側(cè)移，除接近頂部的幾層以外，梁的強(qiáng)度對側(cè)移影響不大；圖5b是對梁延性要求的比較，梁的強(qiáng)度和延性要求幾乎成反比，梁強(qiáng)度最高的框架中，大多數(shù)梁尚未屈服或剛剛屈服，梁的強(qiáng)度愈小，梁的

31、延性比要求愈大(屈服愈早的梁，塑性變形必然愈大)；圖5c是對柱軸力的影響，明顯可見，梁強(qiáng)度愈大，柱的軸力也愈大；圖5d是對柱延性比要求的比較，各種情況中，16層以下的柱延性系數(shù)均小于1(尚未屈服)，而在上部，則梁的強(qiáng)度愈大，柱子的延性比要求愈高。圖5 梁屈服強(qiáng)度比為1.5、2、4三種情況的比較上述比較具體說明了強(qiáng)柱弱梁設(shè)計所達(dá)到的效果：降低梁的強(qiáng)度可以降低對柱延性比的要求，可以減小柱的軸力，雖然對梁的延性比要求增大了，但是梁是延性很好的構(gòu)件，容易實現(xiàn)。5.4.3強(qiáng)剪弱彎在框架結(jié)構(gòu)中除了把梁設(shè)計為強(qiáng)剪弱彎之外，對其他不同的結(jié)構(gòu)形式也必須滿足這一概念。鋼筋混凝土框架一剪力墻結(jié)構(gòu)體系(以下簡稱為框一

32、剪結(jié)構(gòu))由鋼筋混凝土框架和鋼筋混凝土剪力墻兩部分組成，框架的梁柱為剛接，框架與剪力墻可為剛接，也可為絞接?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的層抗推剛度上下比較均勻，在水平地震作用下其變形曲線為剪切型，即層間側(cè)移越往下越大：而剪力墻的層抗推剛度底層很大，越往上急驟變小，其變形曲線為彎曲型，即層間側(cè)移越往上越大。所以，把框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)布置在一個結(jié)構(gòu)單元中，用平面無限剛的樓板把兩種結(jié)構(gòu)連系成一整體，可以起到互相取長補(bǔ)短的作用。剪力墻的抗震作用隨著剪力墻的增多而減小，甚至多到一定數(shù)量，剪力墻再增多時，其抗震作用不會再提高，反而使結(jié)構(gòu)的造價提高。在結(jié)構(gòu)概念設(shè)計階段，簡捷、正確地確定框架一剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻最優(yōu)數(shù)量，可避免

33、重復(fù)、煩瑣的結(jié)構(gòu)剛度調(diào)整計算。因此正確選擇剪力墻剛度，確定剪力墻最優(yōu)數(shù)量是一個很切實的問題，也是目前工程屆普遍關(guān)注的問題之一。剪力墻的類型不同，墻肢和連梁相對配筋數(shù)量不同，會出現(xiàn)不同的破壞機(jī)制，見圖6：圖6 剪力墻的破壞形式a）懸臂墻 b）整體小開口墻 c）強(qiáng)墻弱梁聯(lián)肢墻 d）連梁剪壞聯(lián)肢墻比較以上各種情況，明顯可見，c, d兩類剪力墻符合超靜定結(jié)構(gòu)和多道設(shè)防原理，有利于抗震，而a, b兩類破壞形態(tài)不利于抗震，其中關(guān)鍵的問題是連梁的設(shè)計，連梁不能太強(qiáng)，跨高比大的連梁使剪力墻形成“整體小開口剪力墻”其性能與懸臂墻接近，連梁抗彎配筋太多，墻肢相對較弱(連梁不屈服)也是不利的。應(yīng)該設(shè)計“強(qiáng)墻弱梁”的

34、聯(lián)肢剪力墻。對于連梁，也應(yīng)該設(shè)計成強(qiáng)剪弱彎的形式。5.4.4強(qiáng)節(jié)點弱構(gòu)件能量以保持結(jié)構(gòu)的抗震要求?；炷量蚣芄?jié)點是框架結(jié)構(gòu)的傳力樞紐9-11，國內(nèi)外歷次地震調(diào)查結(jié)果顯示混凝土框架結(jié)構(gòu)破壞經(jīng)常發(fā)生在框架節(jié)點區(qū)。在地震作用下框架節(jié)點破壞形式有梁鉸破壞、柱鉸破壞、核心區(qū)破壞和粘結(jié)錨固破壞。節(jié)點承受較大的水平剪力，核心區(qū)破壞是剪切破壞，易造成脆性破壞性質(zhì)，會使結(jié)構(gòu)處于極為不利狀態(tài)，因此抗震設(shè)計準(zhǔn)則要求“強(qiáng)節(jié)點弱構(gòu)件”。我國混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范和抗震規(guī)范關(guān)于框架梁柱節(jié)點有較詳細(xì)的規(guī)定12-14。節(jié)點不宜作為能量耗散的主要部分，節(jié)點的變形原則上應(yīng)限制在彈性范圍內(nèi)。所以，不能僅靠節(jié)點的箍筋配置來保證不發(fā)生核心區(qū)破

35、壞，而應(yīng)靠限制節(jié)點的核心區(qū)大小來保證節(jié)點所能承受的剪力，因此，限制節(jié)點的尺寸大小是“強(qiáng)節(jié)點弱構(gòu)件”抗震準(zhǔn)則的重要保證，各國規(guī)范在框架節(jié)點有關(guān)抗震規(guī)定中都有體現(xiàn)。核心區(qū)的受剪是由空間斜壓桿機(jī)構(gòu)和析架機(jī)構(gòu)共同作用的，因此節(jié)點的水平截面和梁高的大小都是影響核心區(qū)受剪能力的因素?？蚣芄?jié)點多維加載試驗和有限元非線性分析都表明:要使框架節(jié)點產(chǎn)生梁鉸破壞不發(fā)生核心區(qū)破壞，梁高也是重要影響因素，但規(guī)范上限制核心區(qū)的尺寸時反映了梁的寬度以及柱的截面尺寸影響，而梁的高度影響因素沒有在公式中加以強(qiáng)調(diào)，這會使一些設(shè)計人員設(shè)計時忽略梁高因素，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)梁高的影響研究，并在規(guī)范中有關(guān)節(jié)點抗震要求予以考慮進(jìn)去，在公式面尺

36、寸限制中予以反映，以保證框架結(jié)構(gòu)強(qiáng)節(jié)點設(shè)計。在工程設(shè)計中考慮框架強(qiáng)節(jié)點弱構(gòu)件的設(shè)計準(zhǔn)則時，要適當(dāng)控制梁高，不能為了追求經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，在梁高設(shè)計上放松警惕。設(shè)計時要保證一定的梁剛度，來保證核心區(qū)的抗震能力，使在罕遇地震或超烈度地震作用下時，發(fā)生的是梁鉸耗能和梁鉸破壞機(jī)制。155.5設(shè)計多道設(shè)防結(jié)構(gòu)5.5.1超靜定結(jié)構(gòu)靜定結(jié)構(gòu)，也就是只有一個自由度的結(jié)構(gòu)，在地震中只要有一個節(jié)點破壞或一個塑性鉸出現(xiàn)，結(jié)構(gòu)就會倒塌。抗震結(jié)構(gòu)必須做成超靜定結(jié)構(gòu)，因為超靜定結(jié)構(gòu)允許有多個屈服點或破壞點。將這個概念引伸，不僅是要設(shè)計超靜定結(jié)構(gòu)，抗震結(jié)構(gòu)還應(yīng)該做成具有多道設(shè)防的結(jié)構(gòu)，第一道設(shè)防結(jié)構(gòu)中的某一部分屈服或破壞只會使結(jié)構(gòu)

37、減少一些超靜定次數(shù)。例如帶有連梁的剪力墻或?qū)嵏雇?聯(lián)肢剪力墻)，在第一道設(shè)防結(jié)構(gòu)連梁破壞以后，還會存在一個能夠獨立抵抗地震作用的結(jié)構(gòu);又如框架一剪力墻(筒體)、框架一核心筒、筒中筒結(jié)構(gòu)，無論在剪力墻屈服以后(剪力墻剛度退化)，或者在框架部分構(gòu)件屈服以后(框架剛度退化)，另一部分抗側(cè)力結(jié)構(gòu)仍然能夠發(fā)揮較大作用，雖然會發(fā)生內(nèi)力重分布，它們?nèi)匀荒軌蚬餐挚沟卣?，多道設(shè)防的結(jié)構(gòu)不容易倒塌。要注意分析并且控制結(jié)構(gòu)的屈服或破壞部位，及破壞過程只允許屈服。有些部位允許屈服或甚至允許破壞，控制出鉸次序而有些部位則，不允許破壞，甚至有些部位不允許屈服。5.5.2雙重抗側(cè)力體系這里要提出雙重抗側(cè)力體系的概念。雙重

38、抗側(cè)力體系的特點是:由兩種受力和變形性能不同的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)組成，每個抗側(cè)力結(jié)構(gòu)都具有足夠的剛度和承載力，可以承受一定比例的水平荷載，并通過樓板連接協(xié)同工作，共同抵抗外力，特別是在地震作用下，當(dāng)其中一部分有所損傷時，另一部分應(yīng)有足夠的剛度和承載力能夠擔(dān)當(dāng)共同抵抗后期地震的任務(wù)。在抗震結(jié)構(gòu)中設(shè)計雙重抗側(cè)力體系便于實現(xiàn)多道設(shè)防，是安全而可靠的結(jié)構(gòu)體系。除了聯(lián)肢剪力墻以外，還有框架一剪力墻(筒體)、框架一核心筒、筒中筒等結(jié)構(gòu)都可能成為雙重抗側(cè)力體系，也應(yīng)該設(shè)計成雙重抗側(cè)力體系，以便實現(xiàn)抗震設(shè)計的多道設(shè)防。美國規(guī)范16中提出，在框架-剪力墻結(jié)構(gòu)及框架-核心筒結(jié)構(gòu)中，地震作用下，當(dāng)框架部分的設(shè)計層剪力不小于

39、該層總剪力的25%時作為雙重抗側(cè)力體系(如果計算剪力達(dá)不到，需要調(diào)整增大框架設(shè)計內(nèi)力)，美國規(guī)范規(guī)定雙重抗側(cè)力體系的地震作用可以減小(美國規(guī)范中用不同的延性系數(shù)評價各種體系，延性系數(shù)高的結(jié)構(gòu)體系，地震作用的折減較大，雙重抗側(cè)力體系的延性系數(shù)較高)。當(dāng)框架剪力墻或框架核心筒結(jié)構(gòu)中的框架構(gòu)件斷面小，框架擔(dān)負(fù)的水平力小于25%總剪力時，美國規(guī)范采取的對策是減小它的延性系數(shù)，也就是相對提高其地震作用，并要求只考慮剪力墻或剪力墻筒體獨立承受水平荷載，也就是剪力墻或剪力墻筒體要抵抗100%水平荷載(框架仍然按其計算比例抵抗部分水平力)，以保證主體結(jié)構(gòu)的安全。5.6 加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性在房屋建筑的總體布置中，

40、為了消除結(jié)構(gòu)不規(guī)則、力以及不均勻沉降對結(jié)構(gòu)的有害影響縫將房屋分成若干個獨立的結(jié)構(gòu)單元，可以用防震縫、收縮和溫度應(yīng)伸縮縫和沉降。但是在建筑中設(shè)縫也會帶來一些問題：設(shè)縫會影響建筑立面、多用材料，使構(gòu)造復(fù)雜、防水處理困難等，設(shè)縫的結(jié)構(gòu)在強(qiáng)烈地震下相鄰結(jié)構(gòu)可能發(fā)生碰撞而導(dǎo)致局部損壞等，有時還會因為將房屋分成小塊而降低每個結(jié)構(gòu)單元的穩(wěn)定、剛度和承載力，反而削弱了結(jié)構(gòu)，因此，常常通過采取措施，避免設(shè)縫。我國規(guī)范規(guī)定的伸縮縫間距較小，有充分依據(jù)或可靠措施時，可以適當(dāng)加大伸縮縫間距，避免設(shè)置伸縮縫。12高層建筑常常設(shè)置裙房以采取各種措施減小沉降差主體和裙房之間的沉降差可能較大，可盡量不設(shè)沉降縫。不規(guī)則結(jié)構(gòu)的薄

41、弱部位容易造成震害，過去一般采用防震縫將其劃分為若干獨立的抗震單元，使各個結(jié)構(gòu)單元成為規(guī)則的獨立結(jié)構(gòu)，目前工程設(shè)計更傾向于不設(shè)防震縫，而采取加強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體性的措施，加強(qiáng)薄弱部位防止破壞。如果在高層建筑中無法避免伸縮縫，或沉降縫，或防震縫，則都必須按照防震縫的要求設(shè)置其寬度，避免地震時相鄰部分會互相碰撞而破壞。5.7 轉(zhuǎn)換層設(shè)計現(xiàn)在高層建筑的使用功能并不唯一，不同功能的樓層就需要不同的空間劃分，因而上下層之間就要求結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)布置軸線的改變，這往往人為地切斷了結(jié)構(gòu)豎向傳力路徑為了實現(xiàn)正確傳力，就需要在上下層之間設(shè)置結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層。在轉(zhuǎn)換層構(gòu)件設(shè)計中，水平轉(zhuǎn)換物件應(yīng)布置簡單，受力明確，傳力直接。在實際

42、工程中，梁式轉(zhuǎn)換層應(yīng)用的最廣泛，它具有受力明確、傳力途徑清楚的優(yōu)點當(dāng)需要縱橫同時轉(zhuǎn)換時，采用雙向梁布置。采用箱形轉(zhuǎn)換層時，由于箱形轉(zhuǎn)換層具有較大的結(jié)構(gòu)尺寸和剛度，因此必須對大空間的底層或下部幾層的結(jié)構(gòu)平面進(jìn)行合理的布置，避免在抵抗水平力時因底層剛度削弱而產(chǎn)生較大的相對位移，造成破壞。當(dāng)上下柱網(wǎng)軸線錯開較多，難以用梁和桁架直接承托時，可以做成厚板，形成板式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。當(dāng)?shù)撞看罂臻g樓層的柱距較大時，可以考慮使用桁架轉(zhuǎn)換層桁架式轉(zhuǎn)換層具有剛度大，自重輕，并能跨越很大跨度的特點。在轉(zhuǎn)換層的設(shè)計時，必須要考慮結(jié)構(gòu)豎向剛度的變化。轉(zhuǎn)換層往往是豎向結(jié)構(gòu)的薄弱部位，通過轉(zhuǎn)化往往造成下部剛度削弱，為此通過加強(qiáng)落

43、地剪力墻和調(diào)整各構(gòu)件尺寸來解決，特別是框支結(jié)構(gòu)，要嚴(yán)格控制轉(zhuǎn)換層上下剛度。高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程中附錄E對于轉(zhuǎn)換層抗震設(shè)計要求做了相應(yīng)說明。6高層建筑創(chuàng)意與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的關(guān)系6.1建筑與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計從表象層面，建筑表現(xiàn)為空間方面的概念和形式，它是表現(xiàn)總體環(huán)境的。對于某個建筑物的最初的方案設(shè)計，建筑師考慮更多的是它的空間組成特點，而不是詳細(xì)地確定它的具體結(jié)構(gòu)。但是，關(guān)于空間形式的整體設(shè)想，也要求建筑師必須考慮建筑形式中有關(guān)荷載與抗力之間關(guān)系的某些準(zhǔn)則，即結(jié)構(gòu)概念。這包括以下幾個方面：一是所設(shè)想的空間形式應(yīng)當(dāng)固定在地面上；二是所設(shè)想的空間形式應(yīng)當(dāng)具有質(zhì)量并能承受豎向重力荷載;三是所設(shè)想的空間形

44、式必須能抵抗水平風(fēng)和地震作用。最近，由荷蘭建筑師庫哈斯設(shè)計的中央電視臺辦公大樓，引起了專業(yè)人士的很多爭議，其焦點就是它的建筑形式(近70 m的懸臂)有無視重力之嫌，其結(jié)構(gòu)的合理性還要待建成之后得以檢驗。所以，在進(jìn)行高層建筑設(shè)計時，建筑師的基本任務(wù)是：一方面要與結(jié)構(gòu)工程師及其他工程技術(shù)人員協(xié)調(diào)合作；另一方面要根據(jù)建筑功能要求、建筑立意、場地情況、外力特征、施工條件及效率等因素，尋找出最經(jīng)濟(jì)、合理、美觀的建筑方案。6.2結(jié)構(gòu)概念設(shè)計對建筑設(shè)計的作用在建筑設(shè)計領(lǐng)域，人們通常認(rèn)為，結(jié)構(gòu)是為建筑服務(wù)的，而結(jié)構(gòu)工程師也只能被動地配合建筑師進(jìn)行工作。其實這是一種誤解，或者是消極的觀點。作為建筑的骨架，結(jié)構(gòu)本身亦是建筑空間形態(tài)的有力表現(xiàn)手段。在建筑發(fā)展史中，很多實例都是由建筑結(jié)構(gòu)本身直接表現(xiàn)建筑形態(tài)的，例如拜占庭時期的宗教建筑和其后的文藝復(fù)興教堂建筑，以其巨大的育頂形成了建筑的上部形式；中世紀(jì)的哥特式教堂，是西方古代建筑中結(jié)構(gòu)與建筑形態(tài)完美結(jié)合的最典型例證。中國的古代建筑，沒有專門的所謂立面設(shè)計，它也是以其梁、柱、斗拱、屋架結(jié)構(gòu)體系直接表現(xiàn)建筑形態(tài)的。6.3 建筑師與結(jié)構(gòu)工程