浅谈高层建筑结构设计的有关问题.doc

1、浅谈高层建筑结构设计的有关问题摘要：随着我国建筑行业的不断发展，人们对建筑质量的要求也会越来越高。为了能够将人们的要求充分满足，建筑结构必须进行科学合理的设计，这样，不仅能够有效解决目前市场上土地价格上涨给工程造价带来的影响，有效降低了开发商的成本，而且还能够在确保建筑整体质量达到规范标准的基础上，使建筑的结构设计能够满足客户的诸多需求。 关键词：高层建筑；结构设计；原则；难点；优化 中图分类号： TU318 文献标识码： A 1.高层建筑结构设计原则 1.1 选择合理的结构计算简图 首先一点就是要选择出合理的结构计算简图，因为如果所选择的计算简图不合理的话，那就有可能因为安全问题而出现事故。

2、所以，选择合理的计算简图是高层建筑结构设计的前提。除此之外，因为在建筑的结构节点除了饺节点和钢节点外还有其他的节点，所以应选择与计算简图相适应的构造方法，将两者间的误差控制在一定的范围内，这样才能保证高层建筑在安全上不会出问题。 1.2 选用合适的基础设计 高层建筑结构设计要选用合适的基础设计，即根据高层建筑所处位置的地质条件来选择基础设计。这一点的要求是要对高层建筑的结构类型、施工情况、荷载分布等问题进行综合性的分析，然后以此为依据选择出最合理的基础设计方案。基础设计方案的选择是以该处的地质勘查报告为依据的，它要求能够在最大限度上发挥地基的潜力，相关的地基变形检验是必不可少的。 1.3 选择

3、合理的结构方案 高层建筑结构设计原则第三点就是要对结构方案进行合理的选择，这一点要求结构设计方案要在满足结构的体系与形式的同时，还要满足高层建筑的经济性要求。这需要对地理条件、施工条件、建材、供水、供暖以及供电等等问题进行综合的分析，使各个方面都协调在一起，最终确定出最合理的结构设计方案。 1.4 准确分析计算结果 高层建筑结构设计原则第四点是要准确的分析计算结果。随着科学技术的不断发展，在建筑结构的设计中已经广泛的使用计算机技术来进行各种合算，而使用的计算软件不同，所得到的结果也就有可能会不同，所以相关的设计人员在进行软件的选用时，应该全面的了解软件的各种相关信息，最终选择出最为合适的软件。

4、因为计算机的内部程序可能与实际的建筑结构并不相同，所以在使用计算机来进行计算时，就会发生因软件上的漏洞或是人工输入错误而出现计算结果不准的情况。这就要求设计人员在通过计算机得到了相关的结果之后，对这一结果进行反复核对，最终得出正确的结果。 2.高层建筑结构设计选型 高层建筑结构设计主要是指在满足安全、适用、耐久、经济和施工可行的要求下，按有关设计标准的规定，对建筑结构进行总体布置、技术经济分析、计算、构造和制图工作，并寻求优化的过程。高层建筑的结构体系作为抵抗来自垂直和水平方向荷载的传力途径，它主要是利用抗侧力体系和相关的水平构件与竖向构件将荷载传到基础部分。 高层建筑结构体系按照建筑材料可以

5、分为钢、混凝土组合结构，钢、混凝土混合结构，钢结构。这其中钢筋混凝土结构体系因为其成本低、耐火耐久等优良的性能而广泛应用于各类工程中，但是它本身仍旧存在一些如施工慢、自重大等缺点。而钢结构体系除了具有施工方便、抗震性能好、强度高等优点外，同时还有着例如防火性差、成本高等缺点。钢、混凝土组合结构虽然继承了二者的优点，但是其节点部分的构造复杂，所以并不能被广泛应用。 高层建筑结构体系按照结构形式可以分为框架、剪力墙结构，框架结构，剪力墙结构。框架结构因为是利用柱、梁等结构来承重的，所以这种结构体系的侧向位移相对较大，一般适用于低于 50m 的建筑。剪力墙结构因为是靠高层建筑的墙体来承重的，所以这种

6、结构的整体性能相对较好，不易产生水平方向的变形，一般多应用于高层建筑，但是因为其在平面上的布置不够灵活，所以很少在公共建筑设计中使用。而框架、剪力墙组合结构则是结合了两者的优点、改善了其中的缺点，所以被广泛应用于高层建筑的结构设计中。 3.高层建筑结构设计难点 3.1 防风结构的设计 因为风振作用对高层建筑的影响较大，所以抗风问题在结构设计中是很重要的一部分。因为高度问题，高层建筑对风会造成阻隔和扰动，而风的动力效应在因此而改变后，会对高层建筑产生一个振动的作用力，而受此影响最大的就是高层建筑的动力荷载，风压很有可能会损坏到高层建筑的主体结构，严重的可能会发生玻璃幕墙爆裂、墙体开裂等情况。3.

7、2 难点是高层建筑的抗震结构设计 高层建筑在抗震结构方面向来最为薄弱，那是因为在地震发生时很难确定会产生哪些后果以及高层建筑本身的结构过于复杂，再加上相关的设计人员在设计过程中分析的不够全面，所以经常会出现高层建筑抗震结构的设计在安全性和耐久性有所缺失等问题。 3.3 难点是高层建筑的消防就够设计 高层建筑结构的复杂性，决定了其在材料的选用上具有多样性，而这些材料中又有很多都是可燃、易燃的，这样一来火灾发生的可能性就大大的增加了。再加上高层建筑的空气对流性好，一旦有火灾出现，就会有火借风势的情况发生，此时如果建筑结构在消防问题上考虑不足，就会出现火势蔓延、救援难以展开、疏散困难等一系列问题。所

8、以，合理的消防结构设计对于高层建筑的设计来说是非常重要的。 4.高层建筑结构的优化设计 4.1 抗风结构优化设计 在基础设计上，要使用配比较高的砂石来保证地基的密实度，同时还要设置抗拔锚杆，以此来提高建筑基础的抗拔强度。在减振系统设计上，要多利用耗能支撑、剪力墙、楼板等组成的耗能减振系统来减少风荷载对高层建筑的影响。对于风荷载与水平力的问题，要对高风压区进行加固。这主要是从水平压力、水平荷载内力等方面进行综合考虑，来为高层建筑进行加固设计。 4.2 抗震结构优化设计 提高结构设计的整体规则性，以此确保承载力体系分布的合理性。改善地基的抗震设计，即在简化建筑平面、提高地基的强度与高度的同时，将上

9、部结构的重点和群桩设置在同一直线之上。在剪力墙的设计方面，要提高高层建筑承重结构的抗侧力，以此来满足承载力的耗能与延续性，这样可以有效地提高高层建筑的抗震能力。 4.3 消防结构优化设计 防火间距上的设计，在设计时要全面的考虑间距在火灾中的隔断、灭火功能，同时在设计时还要考虑到建筑结构的耐火性问题以及排烟的问题。对安全疏散结构进行合理的设计，这主要是为了解决火灾中的疏散困难，在设计上：a.注意防烟区的设置；b.注意双向疏散方面的设计，如合理安排避难层等。在设计上注意分割结构的安排，这主要是为了控制火势与烟雾的范围，这方面一般使用的是垂直的楼板结构设计方式、水平的单元墙以及防火墙结构设计，以及相

10、关的排烟、防火门等装置的设计。 5.结束语 高层建筑结构设计上的问题并不只有上文所提到的这些，而解决的对策也同样不只如此，它关系到的问题是多方面的，本文所提到的只是其中较为主要的问题。作为设计人员，在进行高层建筑的结构设计时，要时刻保持严谨的工作态度来面对设计中的每一个细节，让高层建筑的结构设计真正的兼备安全性、合理性与科学性。 参考文献： 1钟国华.高层建筑结构设计及某工程结构选型探讨D.重庆大学，2006. 2孙凯.高层建筑结构设计的问题及对策探讨J.价值工程，2011，25：88-89. 3苏英.高层建筑结构设计的几个问题J.科技信息(学术研究)，2007，16：547-548. 4陶忠，张耀春，韩林海，王光远.关于高层建筑结构选型设计的初步探讨J.哈尔滨建筑大学学报，2000，01：20-25.