高层住宅建筑结构设计优化
浅析高层建筑的结构优化设计
梁工程和高层与超高层建筑中 。 在强震国家 日本， 组合结构高层 建筑发展迅速 ， 钢筋混凝土组合柱应用广泛 。 由于钢管 内混凝土
处于三轴受压状态 ， 能提 高承载力 ， 从而可节约钢 材。随着混凝 土 强度 的提 高以及构造和施工技术上的改进 ，组合结构在高层
建 筑 中 的应 用 可 望 进 一 步 扩 大 。
钢 结构 ， 科技含 量也较高 ， 对环境污 染也较少 ， 已广泛应用 于冶 金、 造船、 电力 、 交通等 部门的建筑 中， 以迅猛 的势头进入 了桥 并
中， 更重要 的是必须进行很 多运 筹、 决策和规划 的工 作， 这些工 作 具有软科学的特点 。 所以， 工程设计应该是硬科学和软科学的 结合 ， 这就需要建立全面 的、 新的工程设计理论 。在土建工程 崭 设计 的前期 ， 有许多重大 的问题需要进行科学的决策 ， 包括工程 项 目的可行性论证 、 工程项 目的总体规划及功能优化 、 结构的造 型、 结构设防水平 的决策等 。所有这些前期的决策工作， 其影响 都远大于 目前 的以结构计算为主 的优化设计工作。
２ 工程优化设计理论的发展
２１ 工程 设计 软科 学的发 展 ．
实 际上 ， 人们在处理事物时都会遇到硬 、 软两种因素 。硬 因 素就是有实体的物质 系统中的一些因素；软因素就是精神意识 系统中的一些 因素。软科学和硬科学 的区分是相对 的， 不应该也 不 可能给 出截然划分 的界限。 目前 的工程设计主要侧重于力学 分析， 具有硬科学的性质 。 力学分析只是荷载决定后计算结构力
舒 适 的 生活 、 习 与 工作 环 境 空 间 。 学
土 结构具有整体性好 、 刚度 大、 移小、 位 舒适 度佳 、 耐腐蚀 、 耐高 温、 耐火 、 维护方便等优点。 此外， 即使是在美、 日等钢铁工业发达
高层建筑剪力墙结构优化设计分析
元进行 分析， 结构标准层剪力 墙平面布置图见 图１ 。
结构 的嵌 固部位的要求。
２ ． ２最 大 层 间 位 移 角和 层 问位 移 比
１ ） 剪力墙 布置。剪力墙应 多布置在周边外 围， 中部的剪力墙在满足结 构性能的条件下尽量减少 ； 在满足结构竖 向及水 平承重条件 下 ， 剪力墙多
建 筑 结构
高层建筑 剪力墙 结构优 化设计分析
摘要： 目前， 在 高层建筑 中剪力墙结构 已经成为 重要 的结构形 式， 本 文结合笔者所做 工程， 根据剪力墙 的具体 特点， 从高层
建筑结构设计时剪力墙布置 、 结构计算等方面展开分析 ， 提 出剪力墙结构设计时的注意要点 ， 以供设计人员参考。
不连续 、 楼层承载力突变 。《 高规》 中规定剪力墙结构 中 ， 楼 层与其相邻上 物采用最多的一种方法 。剪力墙结构高层建筑在进行结构设 计时应重视 层的侧向刚度的 比值不宜小于０ ． ９ ； 当本层层高大于相邻上层层高 的１ ． ５ 倍
时， 该 比值不宜小于 １ ． １ ； 对 结构底 部嵌固层 ， 该 比值不宜小 于１ ． ５ 。本工程
０ ． １ ｇ ，地震 分组为 第三组 ， 抗 震设防类别为丙类 ， 场地 类别 为Ｉ Ｉ 类 ，结 构 安全 等级 为 二 级 ，剪 力墙 的抗震等 级为 二 级 ，基本 风压为０ ． ４ Ｋ Ｎ ， ， 地
２ 计算 分 析
本工程采用Ｐ Ｋ Ｐ Ｍ中的Ｓ Ａ Ｔ ＷＥ 分析软件 ， １ ～５ 层定义为约束 部位 ， 考
面粗糙 度类别 为Ｂ 类， 其它 使 及到构件 内力和位移计算 ，高层建筑一般选择地下室顶板为上部结构的 用荷载按规范取值 。
高层住宅建筑结构设计的问题及解决办法
高层住宅建筑结构设计的问题及解决办法随着城市化进程的加速和人口的不断增加，高层住宅建筑在城市中的比重越来越大，成为城市建设的重要组成部分。
要保证高层住宅建筑的安全和稳定，建筑结构设计显得至关重要。
由于高层住宅建筑本身具有多层、高度大等特点，其结构设计面临着一系列独特的问题。
本文将就高层住宅建筑结构设计中的问题及解决办法进行探讨。
一、问题：1. 高层住宅建筑承载能力不足：高层住宅建筑由于楼层多、高度大，承载的重量也随之增加，因此结构的承载能力是该类建筑结构设计面临的首要问题。
如何确保建筑结构的承载能力，是一个亟待解决的问题。
3. 高层住宅建筑的自然风荷载：高层建筑在面临自然风荷载的也会面临风致振动和风压的问题。
如何在建筑结构设计中考虑自然风荷载，避免风致振动的影响，是需要解决的问题。
4. 高层住宅建筑的变形和裂缝：高层建筑在使用过程中，由于受力的不均匀分布和结构变形等原因，容易出现变形和裂缝问题。
如何在设计中减小结构的变形和控制裂缝的扩展，是需要解决的问题。
二、解决办法：1. 确保承载能力：在高层住宅建筑的结构设计中，可以采用增加梁、柱的断面尺寸或者采用更高强度的材料等方式来提高结构的承载能力。
采用合理的结构布局和构造形式，合理分布荷载，也可以加强结构的承载能力。
2. 提高抗震能力：在高层住宅建筑的结构设计中，可以采用设置剪力墙、加固柱、设置阻尼器等多种方式来提高结构的抗震能力。
对结构材料的选择和连接方式的设计，也可以在一定程度上提升建筑的抗震能力。
3. 考虑自然风荷载：在高层住宅建筑的结构设计中，可以通过设置风洞模型、合理设计建筑外形以及设置减振器等方式来减小风的影响，并确保结构的安全性。
采用合理的结构形式和布局，也可以减小风荷载的影响。
4. 控制变形和裂缝：在高层住宅建筑的结构设计中，可以通过设置预应力钢筋、采用合适的支座形式、设计合理的收缩膨胀缝等方式来控制结构的变形和裂缝，并保证结构的稳定性和安全性。
高层住宅结构选型和优化设计
高层住宅的结构选型和优化设计摘要：本文在简要介绍高层住宅结构选型的基础上，就如何针对高层住宅选型中的关键因素进行优化给出了几点建议，并对进行优化的必要性进行了讨论。
关键字：高层住宅；结构选型；优化设计abstract: this paper briefly introduces the selection of high-rise residential structure based on how to for high-rise residence of the key factors are optimized selection of some suggestions are given, and the necessity of optimization is discussed.key word: high-rise residential; the structural type; optimization design中图分类号：tu318 文献标识码：a 文章编号：1 引言在顺应人们急剧增长的住房需求下，高层住宅的结构形式从简单的层数和高度增长的基础上，逐步发展到对平面形状和空间体型的复杂化要求。
这不仅要求建筑满足功能多样，建筑风格提高，还要满足城市发展的景观需求。
高层住宅在延续最初的结构形式和框架设计的基础上，还应对建筑中的相关因素进行优化设计，使得住宅不仅满足基本的功能需求外，还能在设计水平上有进一步的提升。
2 控制高层住宅结构选型的关键因素2.1 高层住宅结构中新型材料的选型高层建筑结构材料的发展从最初选用铸铁和钢材作为框架主体材料，演变到使用混凝土材料作为主体框架承重材料，最终结合发展成为采用钢筋混凝土材料并在巴黎的弗兰克林公寓大楼中得到首次应用。
在这几十年的时间里，混凝土钢结构形式并没有得到较快的发展，只是在高层建筑中零散的使用，在看到钢结构的众多优点的同时，因其造价较高和由于建筑物高度增加结构所受内力变换等原因，对性价比高材料的需求不断增加，所以加快对优质建筑材料的研究、开发和选型也成了建筑业发展的重点方向。
超高层住宅结构优化设计
刍议超高层住宅的结构优化设计摘要：本文根据作者多年实践经验，结合某工程实例分析了超高层剪力墙结构设计与应用。
关键词：超高层住宅剪力墙计算1、工程概况本工程为超高层住宅小区,规划限高150m,总建筑面积45万m2左右,其中地下室12万m2,单层地下车库,地上17个单体塔楼,都是100 ~142m超高层,其中5#楼约为130m,7#、8#和16#、17#楼约为140m, 4#楼户型同5#楼,高约100m。
按照规范[1,2]结构体系的适用范围,采用剪力墙结构体系。
剪力墙厚度:地下室、底层架空层370mm或400mm,标准层均为240mm。
100m左右超高层竖向构件混凝土等级为c40~c30; 140m左右超高层竖向构件混凝土等级c55~c30.梁板混凝土等级为c35~c30。
该工程设计基准期为50年,结构设计适用年限为50年。
抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度为0.05g,地震分组为第一组,设计特征周期为0.45s,抗震设防类别为丙类,结构安全等级为二级。
场地类别为ⅲ类。
采用桩筏基础,主楼区域采用直径700、800、900、1000mm钻孔灌注桩,一层地下车库采用管桩满足抗拔要求。
2、结构概念设计高层建筑中,宜使结构平面内形状简单、规则、刚度和承载力均匀,根据高宽比选取合理的户型,结构平面布置应减少扭转的影响;高层建筑的竖向体型宜规则、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,不应采用严重不规则的结构体系。
对可能出现的薄弱部位,应采取有效措施予以加强。
4#、5#、7#、8#、16#、17#楼平面见图1~图3,其中11#、12#楼和7#、8#相同,本工程不规则超限[3]内容见表1,因此应严格控制其它不规则指标,以避免成为复杂超限高层结构[3]。
尽管高层建筑结构抗震设计计算分析手段不断提高,分析原则不断完善,但由于地震作用的复杂和不确定性,地基土影响的复杂性和结构体系本身的复杂性,可能导致理论分析计算和实际情况相差数倍之多,尤其是当结构进入弹塑性阶段之后,会出现构件局部开裂甚至破坏,这时结构已很难用常规的计算原理去进行分析。
论高层住宅结构设计中应优化的几个方面
城 市建筑 可以说 是时代 的脉搏 ， 亮 丽 的风 景。特别是 高层住
们 日益增长 的住 房需 求。但 目前高层住 宅结 构 的设 计 ， 存在着 过 宅 的发展节 约了土地 ， 扩大 了绿化面 积 ， 缩短 了管道 长度 ， 在一定 于保守 、 不能充分利 用资 源等 问题 ， 这就需 要 我们在 总结 结构 设 程 度上减少 了基 础设 施的投资。但 随着城市 的不断 发展 ， 高层住 计经验 的基 础上 ， 依靠科学技术对设计进行优 化。
宅 的建设 也带来 了越 来越 多 的问题 ， 如： 交通拥 挤 、 环境 污染 、 地 质下沉 等。所以应严格按照高层建筑 的受 力特点进 行结构设 计 ，
１ 高层 住宅 结构 的设 计
目前 ， 高层住宅 的结构设计 既注重安全 ， 又 追求绿 色环保 、 高 保证结构的刚度和延性 。
论 高 层 住 宅 结 构 设 计 中 应 优 化 的 几 个 方 面
曲 秀 丽
（ 山西鸿泰达建设工程项 目管理有限公司 ， 山西 太原 ０ ３ ０ ０ １ ３ ）
摘
பைடு நூலகம்
要： 主要对高 层住 宅的结构设计进行 了探讨 ， 针 对结构设计的现状 ， 分析 了其存在 的问题 ， 提 出了结构设计优化及 抗震结构优
１ ） 高层 住宅平面结构的设计 。
的平 面设计 中 ， 应采 用精 细 的内力分 析法 ， 解 决 出现 的刚度偏 心 的问题 。ｃ ． 在进行复杂高层住宅 的抗震设 计时 ， 对角 部重叠 部位 和细腰 形的平面部分 ， 使用加厚 的楼板 加固。 ２ ） 高层住宅结 构的竖直设计 。
建筑的安全 、 经济来说 至关 重要 。但 在结构设计 中还存 在着一 系 列概念 、 方法 上的差错 ， 这些差错有 的是没有理解 设计方 法 ； 有 的 是设计人员不顾实际情况盲 目套用别 人的设计结 果 ； 有的则是 没
高层建筑剪力墙结构优化设计分析
高层建筑剪力墙结构优化设计分析摘要：本文通过对某高层住宅建筑的结构设计分析了高层建筑剪力墙结构的概念设计对优化设计的重要性，并着重介绍了剪力墙结构的特点及结构布置原则，并对剪力墙结构的设计从专业的角度, 对高层建筑剪力墙结构优化设计处理方法进行了详细分析;从建筑整体结构计算、地基处理、基础设计、剪力墙及连梁钢筋用量、楼板钢筋用量等多方面详细探讨了高层建筑剪力墙结构优化设计处理方法和措施, 以实现建筑结构设计的整体优化, 从而达到科学、合理、经济的设计要求。
关键词：高层建筑; 剪力墙结构; 结构设计; 优化设计中图分类号：[tu208.3] 文献标识码：a 文章编号：引言高层建筑是社会生产发展和人们生活需求的产物，是现代化、商业化、工业化和城市化的必然结果。
它反应了一个国家的建筑科技、经济发展水平。
随着经济和社会发展的需求，以及城市人口密度的持续增长，高层建筑正逐渐成为城市建筑的发展趋势，也是城市现代化的象征。
为了满足高层建筑的抗震性和经济性，对剪力墙结构的研究具有重要的理论和实践意义。
对同一建筑而言，不同的结构墙体布置，其经济指标差异很大，主要是混凝土用量和含钢量的差距很大。
高层建筑剪力墙结构的概念设计1. 一幢高层建筑犹如一根竖直放置于嵌固于地基的开孔、带横肋的巨型空间构架式的“悬臂梁”。
它不仅要承受“梁”内所有重力荷载的作用并保持稳定，而且要承受风荷载、地震等水平荷载的作用并保持一定的刚度，避免过大的水平位移和振动，保证“梁”内各种建筑装饰、填充墙等不受损坏，以提供“梁”内工作生活的人们有一个舒适的环境。
2. 高层建筑结构同时承受垂直和水平荷载，还要抵抗地震作用，在低层结构中，水平荷载产生的内力和位移很小，通常可以忽略；而在高层建筑中，水平荷载和地震作用将成为控制因素。
随着建筑高度增加，位移增加最快，弯矩次之。
因此高层建筑设计不仅要有较大的承载能力，而且需要较大的抗侧刚度，以保证水平荷载产生的侧向变形控制在一定范围内。
高层建筑结构优化设计体会
高层建筑结构优化设计体会摘要：结合某建筑工程，笔者介绍了框架-剪力墙结构的结构设计，在满足国家规范要求情况下，对比不同方案进行优化设计，以确保建筑安全可靠，同时还能降低工程造价。
实践证明，工程结构设计取得了较好的设计效果。
关键词：高层建筑、框架-剪力墙结构、结构设计、优化设计中图分类号：[tu208.3] 文献标识码：a 文章编号：1 工程概况某项目建筑面积为33819.0m2，地下2层为停车库，地上1~3层为商业，4~30 层为住宅，顶部设有出屋面电梯机房及水箱间，采用框架—剪力墙结构。
抗震设防烈度8度，设计基本地震加速度为0.20g，设计地震分组为第一组，建筑物场地土类别为ⅱ类，基本风压 wo=0.40kn/m2。
该建筑地下室～4层剪力墙厚度为：350mm；6 层～12层剪力墙厚度为：300mm；13层～21层剪力墙厚度为：250mm；22层～屋顶剪力墙厚度为：200mm；楼、电梯间剪力墙厚均为 250mm 和 160mm。
基础型式为桩和承台联合基础。
采用中国建筑科学研究院 pkpm 系列软件进行上部结构和基础的计算。
2 结构体系选型建筑物结构形式的选择对建筑的使用功能、结构可靠性、建筑的抗震性能、工程造价等具有很大影响。
因而在结构设计中体系选型显得十分重要。
剪力墙结构是一种由钢筋混凝土墙体作为抗侧力单元，同时承担竖向荷载和地震作用的一种结构体系；它刚度大，空间整体性好，用钢量较省；可以很好地适应墙体较多、房间面积不大的特点，故在高层住宅中应用极为普遍。
但剪力墙结构墙体较多，不能布置商店和公共设施等面积较大的房间。
框支剪力墙结构是一种将部分底层或部分层的剪力墙取消，代之以框架的结构体系；其主要是为了满足在底层布置门厅、餐厅、会议室等大面积公共用房的要求，以及在住宅楼底层布置商店和公共设施的要求。
但框支剪力墙结构，底层柱的刚度小，上部剪力墙刚度大，形成上下刚度突变，在地震作用下底层柱会产生很大内力及塑性变形，对结构抗震性能极为不利；并且其转换层的混凝土和钢筋用量一般都很大，其工程造价很不经济。
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高层住宅建筑结构设计优化【摘要】随着社会经济的迅速发展和建筑功能的多样化，城市人口的不断增多及建设用地日趋紧张和城市规划的需要，促使高层住宅建筑得以快速发展。
文章结合笔者多年的设计实践和体会，就高层住宅建筑工程结构设计的优化问题进行了探讨。
abstract: with rapid social economic development and multi-purpose of architecture functions, expanding urban populations and scare land resources for construction and requirement of urban planning, the high –rise buildings has exploded in recent years. based on years of design experiences, the author explores the optimization issues related tohigh-rise building project structure design.【关键词】高层结构设计优化key words: high-rise building, structure design, optimization中图分类号：tu318文献标识码：a文章编号：引言随着我国城市建设用地日趋紧张，城市居民住宅向中高层方向发展，与之相适应的结构形式也取得了许多新的成果。
在高层住宅的开发建设中，结构设计是相当重要的一个环节，它与规划、建筑、设备和施工等专业紧密相联。
同时时代的发展，建筑风格的变化多样，又给高层住宅结构设计提出了新的课题和新的挑战，高层建筑结构设计也越来越成为结构设计工作的重点和难点，如何对高层建筑设计中存在的一些问题进行优化应该是每个结构设计人员时刻应该思考的问题。
一、高层住宅建筑结构设计的特点与基本要求1.1 高层住宅建筑结构设计的特点水平荷载起控制作用，侧面位移必须加以限制，轴向变形在侧移中占有很大的份额，所以在结构体系选型时应充分考虑这几个特点。
对于低层、多层或高层建筑，其竖向和水平结构体系设计的基本原理是相同的。
但随着高度的增加，由于以下两个原因，竖向结构体系成为设计的控制因素：一个是较大的竖向和要求有较大的柱、墙和井筒；另一个更重要的原因是，侧向力所产生的倾覆力矩和剪切变形要大得多，高层建筑结构设计人员必须以精心设计来保证。
1.2 高层住宅建筑结构设计的基本要求（1）满足安全性和耐久性要求住宅实行商品化后, 应成为广大住户的耐用消费品, 使用寿命长是区别于其他消费品的最大特点。
因此, 结构安全性和耐久性是住宅结构设计的最基本的要求。
在结构体系的选择, 材料的选用,都应该有利于抗风抗震, 以及在使用寿命期间维修改造的可能性。
（2）满足舒适性要求住宅建筑设计应该为住户起居的舒适性要求提供条件, 例如, 多种户型, 灵活分隔室内空间, 人居的热、光、声的环境等要求,为此结构设计应较好地配合建筑和机电专业, 尽可能在居住空间中避免露柱露梁的压抑感和采用隔音较差的分隔墙材料, 使室内简洁明快, 隔声较好,给居住者创造一个幽静舒适的环境。
结构方案中还应考虑住户日后改变分隔空间的可能性, 当采用剪力墙结构时, 宜采用大开间布置。
（3）满足经济性要求住宅作为商品, 开发商为有利可图, 要求投入少, 经济效益好,购房者则要求房屋设计布局好, 外观美, 房价适中, 质量上乘。
因此, 结构设计应根据房屋的建造地点、平立面体形、层数多少, 在满足安全性、耐久性和舒适性要求的前提下采用经济合理的结构体系, 在构件设计中应精打细算, 严格执行规范构造要求, 注意避免不必要的浪费。
尤其在地基基础设计中更应该注意方案的经济比较,因为地基基础设计方案合理与否对房屋造价至关重要。
二、结构设计优化的原则高层建筑结构设计在满足结构设计现行规范和相关规定的前提下, 通过大量计算和经验分析进行优化, 应遵循以下原则:(1)保证结构的安全性和正常使用;(2)保证结构具有合理的刚度, 特殊部位应有局部加强;(3)可以减小的结构构件, 应进行有效的核减；(4)能够合理降低工程造价。
三、高层住宅建筑结构优化设计措施高层住宅建筑结构设计的优化主要体现在以下几个方面。
3.1 对设计方案的优化在纯剪力墙中，剪力墙作为抗侧力单元，同时承担竖向荷载和地震作用。
以作者曾经参与设计过的一个工程为例：该工程平面尺寸67.3 m x17.9 m,地下一层，地上26层，顶部设有出屋面电梯机房及水箱间，建筑面积29276.46 m2，纯剪力墙结构，单元间设一道变形缝,抗震设防烈度七度，设计基本地震加速度为0.15g, 设计地震分组为第一组,建筑物场地土类别为ⅲ类，基本风压wo=0.40kn/m2。
变形缝左侧标准层剪力墙结构平面布置，其中地下室—5层剪力墙厚度为：外墙250，内墙200；6层—屋顶剪力墙厚度为：外墙200，内墙160；电梯间剪力墙厚均为160。
基础型式为筏板基础，cfg桩复合地基。
在改工程中通过抗侧力构件的合理布置，在地震作用下，使结构的各项目标参数均符合规范要求，并在此前提下，不断优化，尽量减少剪力墙的数量和厚度，使结构两方向刚度基本接近，两个方向水平位移均接近规范限值，结构布置更加经济合理。
并在本地区率先使用160厚剪力墙，从承载力方面来看,使剪力墙的作用得到充分的发挥；从地震作用来看，减小了结构的侧向刚度,从而减小结构的地震作用；并因此减轻了建筑的自重,也相应减少了基础工程的投资。
3.2 对基础及地基处理的优化高层建筑基础的合理选型与设计是整个结构设计中的一个极其重要和非常关键的部分。
基础的工程造价在高层建筑整个工程造价中所占的比例较高，尤其在地质条件比较复杂的情况下更是如此。
所以选用合理的基础形式或地基处理方式，对降低工程造价起着至关重要的作用。
仍以上述工程为例，该工程地基承载力特征值为250kpa，基底压力为415kpa，天然地基不能满足设计要求，根据工程地质勘查报告，可采取钻孔灌注桩或cfg桩复合地基，就这两种处理方案在满足承载力和变形的前提下加以比较。
方案一：采用泥浆护壁钻孔灌注桩，桩径φ800,桩长18米，桩数174根。
混凝土用量1574 m3，钢筋用量45t。
方案二：采用长螺旋钻孔泵压cfg桩复合地基，桩径φ400,桩长15米，桩数523根。
混凝土用量985 m3。
初步估算，方案一造价为313.2万元，方案二造价为34.5万元，仅为方案一的11%。
由此可见选用cfg桩进行桩-土复合地基的设计,充分发挥桩间土的承载力作用，可减少桩的数量或桩长，节约了混凝土和钢筋用量，从而达到降低整个工程造价的目的。
3.3 基础形式选择的优化高层建筑的基础形式应选用整体性好, 能满足地基承载力和高层建筑容许变形的要求, 并能调节不均匀沉降, 达到安全实用和经济合理的目的。
以下讨论平板式筏基和梁板式筏基经济合理的问题。
平板式筏基与梁板式筏基相比较具有节约钢材、混凝土, 施工工期短等优点。
住宅一般开间小, 即剪力墙间距小, 并且剪力墙刚度大,所以剪力墙完全可以起到梁板式筏基中基础梁的作用。
采用中国建筑科学研究院编制的 jccad软件, 用有限元法对不同基础形式进行基础计算, 发现平板式筏基和梁板式筏基的板厚及配筋相差不多, 但梁板式筏基却有基础梁的配筋、混凝土用量和基础梁支模等情况。
当采用梁板式筏基时有的基础梁的刚度达不到它所应起到的刚度作用, 计算时超筋。
于是还要再增大梁的断面。
从综合经济效益分析, 对于采用剪力墙结构形式的高层住宅平板式筏基比梁板式筏基更经济合理。
3.4 结构平面布置过程中通过计算限制结构的扭转效应结构平面布置过程中通过计算限制结构的扭转效应，也可以达到优化结构设计的目的，主要可以从以下几个方面考虑和实施：（1）限制结构平面布置的不规则性避免产生过大的偏心而导致结构产生较大的扭转效应。
《高层建筑混凝土结构技术规程》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。
抗震设计的 a级高度钢筋混凝土高层建筑其平面布置宜简单、规则、对称、减少偏心。
结构平面布置必须考虑有利于抵抗水平和竖向荷载,受力明确, 传力直接, 力争均匀对称, 减少扭转影响。
结构刚度不对称也会产生扭转。
所以在布置剪力墙时, 应使结构均匀分布, 令荷载合力作用线通过结构刚度中心, 以减少扭转影响。
结构刚度不对称产生扭转时, 通过增加墙厚来调整扭转效应效果不佳。
高层剪力墙结构住宅中剪力墙影响刚度, 而剪力墙为矩形截面, 惯性矩为 iz=bh3/12, b为墙厚,h为墙长。
剪力墙的长度对其刚度影响很大。
首先分析哪部分结构刚度大, 哪部分结构刚度小, 增大刚度对结构有利, 还是减小刚度对结构有利, 通过增减剪力墙达到结构刚度均匀对称, 满足《高层建筑混凝土结构技术规程》4.3.5条对最大水平位移和层间位移的要求。
（2）高层建筑平面凹入较深时构造处理。
如图 1所示的建筑平面凹入较深, 平面不规则, 容易发生震害, 在不妨碍建筑使用的原则下可以采取以下措施: 设置拉梁或拉板(板厚为 250mm —300mm),拉梁拉板内配置受拉钢筋。
满足梁板最小配筋率要求。
（3）不规则楼板的计算。
在居住建筑中由于平面使用功能的需要, 常出现如图 2所示的不规则楼板, 以往处理方法在缺口设梁,这样影响建筑的美感。
现在设计中改设暗梁, 梁适当加宽。
楼板的承载力潜力较大, 计算时可按一般梁计算。
（4）限制结构的抗扭刚度不能太弱。
《高层建筑混凝土结构技术规程》4. 3.5条规定: 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级高度高层建筑不应大于0.9。
扭转耦联振动的主方向, 可通过计算振型方向因子来判断, 在两个平动和一个转动构成的三个方向因子中, 当转动方向因子大于0.5时, 则该振型可认为是扭转为主的振型。
当不满足以上要求时, 宜调整抗侧力结构的布置, 增大结构的抗扭刚度。
如在满足层间位移比的情况下, 减小某些 (中部 ) 竖向构件刚度, 增大平动周期, 加大端部竖向构件抗扭刚度, 减小扭转周期。
参考文献[1]王燕,王维.浅谈高层建筑结构分析与设计[j].山西建筑,2008（05）.[2]张晓芬.浅析高层建筑结构设计中存在的问题[j].科技情报开发与经济. 2007(34).[3]高新艳, 杜秀丽.钢筋混凝土结构优化设计[j].山西建筑,2007(8).注：文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。