关于高层建筑结构设计的几点思考 .doc

1、关于高层建筑结构设计的几点思考摘要：城市土地资源的匮乏和人口的持续增长对我国建立高层建筑提出了更高的要求。由于高层建筑物受力条件复杂性，所以对高层建筑结构设计的要求向来严格。本文从高层建筑结构设计的特点、原则、在设计中应该注意的问题进行了探讨，试图能够对高层建筑结构设计的一些不足能够提供可行性建议。 关键词：高层建筑结构设计对策建议 中图分类号：TU97 文献标识码： A 高层建筑设计可以充分展现先进的设计，只有做到结构设计与外部条件相协调，解决构造处理问题，才能取得其与经济的协调发展。而目前高层建筑结构设计中仍然有一些值得关注的问题，这些问题有时候会严重的影响高层建筑结构设计，造成不良的影响

2、，这是值得我们研究和攻克的，只有通过对问题的研究，才能满足建筑功能的多样化、城市规划、人口的增多和用地紧张的需要，合理的利用目前的轻质高强材料和新的设计技术，使得高层建筑建设迅速发展。 一、有关高层建筑结构的主要特点 高层建筑的主体结构是由楼层、传递竖载、抗侧力、基础和竖向交通结构等六大部分构成。在受力后，各个部分能够通过协调使得受力均衡，形成传力路线，把外力传给地基，要使得设计具有现代性就要整体考虑，多方推敲，挖掘潜力。高层建筑结构的主要特点包括水平力设计、抗震设计、防止轴向变形、结构延性和结构侧移两大指标。其中主要因素是水平力设计，低层和多层房屋结构都是以重力为代表的，而竖向荷载控制着结构

3、设计。由于竖向构件中轴力和弯矩的数值与建筑高度一次方成正比，但是倾覆力矩、轴力却与建筑高度两次方成正比。而竖向荷载大体为定值，风荷载和地震数值却随着结构动力性不同而不同。 二、有关高层建筑结构设计的原则 在进行高层建筑结构设计的时候，要遵循有关原则，包括选择高层建筑结构计算简图、结构基础设计、建筑结构方案、准确的分析计算结果、采用相应构造措施。 第一，选择高层建筑结构计算简图。合理对计算简图进行选择是高层建筑结构设计安全保证的前提。同时，采用构造方法要保证安全。保证误差在规定的范围之内。 第二，结构基础设计。综合考虑高层建筑上部的结构、荷载、施工条件和相邻的建筑物等各个因素影响选择方案。要尽量

4、的使得地基最大程度的发挥的潜力，要对地基是否变形进行检验。详细的记录地质勘查结果。 第三，建筑结构方案要合理。必须满足经济性、结构形式和体系要求，受力明确，传力简单。相同的结构单元选择相同体系。在对工程设计、地理和施工条件、材料因素等综合分析的情况下，协调建筑包括水电等，确定结构方案。 第四，准确的分析计算结果。前提是要选择合适的软件。因为建筑结构的计算机程序与实际情况不一定相符、人工输入误差、软件缺陷都会造成结果不准确，所以结果要进行合理判断、校核、才能递交。 第五，采用相应构造措施。主要是要加强薄弱部位，重视钢筋的执行段锚固长度，重点考虑构件延性的性能，重视温度应力对构件的影响。三、目前高

5、层建筑结构设计现状 我国近年来，尽管高层建筑建设发展迅速，设计质量却有待提高，结构工程师将焦点过于放在结构计算的准确上，往往很容易忽略结构方案具体情况，没有对合理的结构方案进行选择，相关人员在具体情况具体分析，处理实际问题方面遇到了很多问题。 第一，存在高层建筑结构超高。在实施高层建筑结构设计中，由于不忽略超高问题，在施工审图时很多设计可能面临不予通过的情况，要进行临时专家会议或者重新进行设计者。这种有关高层建筑结构设计的经验思考 情况虽然有效的避免了不合格施工问题，但是无疑会让整个建筑工程的造价、工期大受影响。 第二，短肢剪力墙设置问题。新规范中对短肢剪力墙要求有了改变，但是先关人员仍然按照

6、实际经验以及数据使用短肢剪力墙。 第三，嵌固端的设置。正常情况下，高层建筑的嵌固端一般设置在地下室或者人防的顶板位置。这会带来一些问题，但是结构工程设计人员并没有考虑嵌固端设置会可能带来的问题。 第四，新规范在规定了结构嵌固端上下层的刚度比、平面规则性方面做出了很多限制，硬性规定不能采用不规则的设计方案，这不可避免的造成了施工上的很多困难。 四、对高层建筑结构设计中值得注意的一些问题的思考 第一，高层建筑基础选型上的问题。首先是应选用整体性好、满足地基承载力和允许变形的要求，能够调节不均匀沉降形式，以达到安全和经济目的。尽量采用规则的平面布置、立面造型，提倡平、立面简单对称。原因是平、立面简单

7、对称的设计对估计地震时，容易反应真实情况，容易进行抗震构造措施和细部处理。 第二，高层建筑结构受力性能问题。建筑师对建筑物进行最初的方案设计时候，要考虑更多是空间组成特点，却不是它详细的结构。但是，对高层建筑的设计来说，建筑物底面空间形式是很重要的，其竖向和水平方向稳定都要顾及，必须要能把其本身重量传至地面，要搞清楚体系中向下的作用力与地基上承载力的关系，必须在建筑设计的方案阶段时要对承重柱和墙数量以及分布作出研究。 第三,竖向布置和协调合理的平面问题。在高层建筑结构布置过程中,要使得质量中心与结构的刚度重合，长度不要过太长，适当减小突出部分,凹角部分要加强设计。竖向布置要做到结构刚度连贯,避

8、免侧向刚度和承载力突变,造成薄弱层的现象。高层建筑物的高宽尤其是抗震设防烈度等级较高的高层建筑设计,一般高宽比应严格控制在 5-6以下。 第四,严格控制高层建筑项设计各个指标。需要综合考虑分析的指标包括剪重比、单位面积重度、侧移变形与位移比、结构延性等。必须严格控制侧移变形。对结构延性的控制主要是增强高层建筑物塑性的变形能力，防止地震发生。剪重比是表现高层建筑结构对地震反应程度指标，单位面积重度是荷载计算的一种参数，也能分析构件截面设计是否过关。第五，水平位移和共振问题。尽管当结构刚度小但是结构却不合理的时候，地震力位移在规范允许范围但是不能认为其结构合理，位移曲线应该连续的变化，除了竖向刚度

9、突变以外，都不应有明显的拐折点，共振问题也是值得注意的。在建筑方案设计时，要针对预估场地周期调整结构层数，选择合适结构体系和类别，扩大建筑物的自振与场地周期差别防止共振。 第六，节约问题。我国正处于并将长期处于社会注意初级阶段，仍然还是是发展中国家的地位，所以要尽量节约，目前我国规范中的构造要求有的已经超过了外国的建筑的标准，这是积极的，但是不要误解提高建筑结构就能保证建筑物安全，不应该造成不必要的浪费。 第七，提倡概念设计理念。利用概念设计进行近似估算，可以使得设计的方案迅速、有效地构思、比较与选择。往往方案定性正确、概念清晰，能够避免后期设计不必要的运算，具有很好的经济性和可靠性。五、结语 高层建筑结构设计是一项系统复杂的工作，这么些年来，我国的高层建筑业在迅速发展，由于目前我国的高层建筑结构设计仍然是存在一些问题的，所以我们还要遵循国家规定的高层建筑原则和理念，为建设好我国的高层建筑，使其更能符合甚至是超过国际市场标准而努力。参考文献： 1王晓.高层建筑结构设计.城市建设.2010(9) 2刘军.浅析高层建筑结构设计的问题及方法.城市建设理论研究.2012(1) 作者简介：王研芬（1974 年 1 月 14 日） ，女，工程师。