1、1高层建筑结构设计中存在的问题与应对措施摘 要: 当今建筑业发展迅猛，综合化的高层建筑体越来越多，建筑师为追求建筑物的美观和艺术性，常常使得建筑平面形状和立体空间复杂多变，但是这却降低了建筑物本身的抗震能力，尤其是刚度发生突变的部位，在地震时非常容易遭到破坏，因此，优化建筑结构的设计尤其重要。首先本文分析了高层建筑结构设计中存在的问题，然后针对这些问题提出了相应措施。 关键词：高层建筑；机构设计缺陷；改善措施 中图分类号：TU208.3 文献标识码：A 文章编号： 1 建筑结构设计中存在的常见问题 1.1 高层建筑基础的选型问题 高层建筑应选用整体性好、能满足地基承载力和建筑物允许变形要求、并
2、能调节不均匀沉降的基础形式，达到安全实用和经济合理的目的。一般有筏板基础、箱形基础、条形交叉梁基础等应根据上部结构类型、层数、荷载及地基承载力选用合理的基础形式。筏形基础有梁板式和平板式，当建筑物层数较多，地下室柱距较大、基底反力很大时，宜优先选用平板式。采用梁板式筏基时，基础梁截面大必然增加基础埋置深度，2当水位高时更为不利，梁板的混凝土需分层浇筑，梁支模费事，因而增长工期，综合经济效益反而比平板式差。筏形基础的双向底板的厚度，除满足正截面承载力外，主要由冲切、剪切承载力确定。有人认为高层建筑的基础底板厚度按每层若干厘米(例如每层 scm)来确定这种说法是不科学也是不确切的。 1.2 地下室
3、外墙的设计问题 地下室外墙的厚度、混凝土强度等级及防水要求，应根据建筑场地条件、地下水位高低、上部结构荷载与地下室层数、层高、埋深、水平荷载的大小及使用功能等综合考虑确定。高层建筑地下室外墙的厚度不应小于 250。地下室外墙的混凝土强度等级宜低不宜高，混凝土强度等级过高，水泥用量大，易产生收缩裂缝，但高层建筑不应低于 C30，当地下室有防水要求时，地下室外墙的抗渗等级应由最大水头与墙厚之比确定，但任何情况下都不应低于 0.6MPa。地下室外墙的配筋主要由垂直于墙面的水平荷载控制。水平荷载包括室外地面活荷载产生的侧压力、地基土的侧压力、地下水压力等。地下室外墙近似按受弯构件设计。地下室外墙在垂直
4、于墙面的地基土侧压力作用下，通常不会发生整体侧移，土压力类似于静止土压力，工程上通常取静止土压力系数 K=0.5 来进行计算。 1.3 连梁超筋问题 剪力墙结构设计中连梁超筋是一种常见现象。某段剪力墙各墙肢通过连梁形成整体，成为连肢墙或壁式框架，使此墙段具有较大的抗侧刚度，能达到此目的主要依靠连梁的约束弯矩。连梁的超筋实质是计算剪3力不满足剪压比要求。连梁易超筋的部位，在一般剪力墙结构中，竖向在总高度 1 乃左右的楼层;平面中，当墙段较长时其中部的连梁易超筋;某墙段中墙肢截面高度(即平面中的长度)大小悬殊不均匀时，在大墙肢上的连梁易超筋。 1.4 关于回弹再压缩 基坑开挖时，摩擦角范围内的坑边
5、的基底土受到约束，不反弹，坑中心的地基土反弹，回弹以弹性为主，回弹部分被人工清除。当基础较小，坑底受到很大约束，如独立基础，回弹可以忽略，在计算沉降时，应按基底附加应力计算。当基坑很大时，相对受到较小约束，如箱基。计算沉降时应按基底压力计算，被坑边土约束的部分当作安全储备，这也是计算沉降大于实际沉降的原因之一。 2 解决建筑设计中存在问题的一般措施 2.1 重视抗震结构设计地震带来的灾难是毁灭性的，但是有些却是可以通过提高建筑物抗震结构来避免的，为此，对高层建筑的抗震结构设计应引起足够的重视，高层建筑都有着一定的抗震要求，随着高层建筑高度的增加，地震的作用力带来危害的可能性也会越来越大，因此，
6、高层建筑结构的抗震设计倍加重视，特别是在地震区，需要进行严格的地震作用计算，对于非地震区的高层建筑在结构设计上，仍需要将抗震的构造措施作为重要的考虑因素。在抗震结构的设计上，我们应该注意到高层建筑随着高度的增加显得更柔一些，如此一来，受到地震作用势必将引起更大的变形，为了有效地防止出现倒塌事故，在构造的设计上4必须积极采取合理的措施，保证建筑结构具有足够大的延性，也就是说确保当建筑结构在进入塑性变形阶段后仍能表现出超强的变形能力。 2.2 充分收集资料 准确确定计算参数建设工程由于其所处的地理位置的制约，设计所要涉及的参数也会具有特殊性。例如基本风压、基本雪压、地震烈度、场地土类别等参数的选取
7、，我们就要根据全国基本风压分布图 、 全国基本雪压分布图及此工程的地质报告确定，再譬如墙体围护主材各地区都会有差异，根据实际采用的材料来确定墙体荷载就变得很关键。而且对于某些特殊的重要建筑还要根据试验、类似工程经验来确定各种参数的取值。在着手设计前，充分收集设计所需资料、规范，根据具体的地域、工程类型准确确定计算参数，不仅可以使设计计算准确可靠，也能避免因参数不合理而造成的浪费、返工等。 2.3 明确计算参数含义 熟悉结构设计辅助软件的技术条件在进行结构建模的时候，要了解每个参数的意义，不要盲目修改参数，修改时要有依据。要注意参数的适用范围，同一参数会有其适用性，在砖混结构里是准确的参数，到了
8、框架结构可能不适用了在多层结构里是准确的参数，到了高层结构可能不适用了。用软件计算也要建立在这一基础上，每一种计算理论都有它的假定条件，软件的编制都符合这一特定的技术条件，因此在使用软件前要对软件技术条件了解清楚，我们熟悉的砂系列软件也不例外，如果没有深刻地理解软件技术条件便不能很好地利用软件来解决实际问题。一些对结构概念不很清楚的设计人员可能会过分地相信计算机而出现严5重的设计错误。我们必要时应要用手算复核，不要盲目相信软件计算的结果，尤其是带转换的构件。 2.4 运用结构设计概念，进行结构优化 在计算中，要充分考虑在满足技术条件下的经济性。不能随意加大配筋量或加大构件的截面，造成“肥梁、胖
9、柱、深基础、有些设计人员算不清，加钢筋和层层附加保险性”以至配成超筋梁柱。要始终牢记“强柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉原则” ，注意构件的延性性能，加强薄弱部位，注意钢筋的锚固长度，尤其是钢筋的直线段锚固长度，考虑温度应力的影响。除此之外，还应注意按均匀、对称、规整原则考虑平面和立面的布置，综合考虑抗震的多道防线，尽量避免薄弱层的出现，以及正常使用极限状态的验算等等这一点要作为我们的设计理念之一来重视。在结构设计中还需注意考虑优化设计。一个结构设计从结构选型、布置、分析计算、截面设计到细部处理的整个设计过程中，综合考虑各方面因素，确定合理的分析、处理方法，力求得到最为经济合理的结构设计方案。对于高
10、层建筑，就应该从概念上清楚地认识到其区别于低层建筑的特点，这时起控制作用的已不再是竖向荷载，而主要是风和地震作用的水平荷载。 2.5 与其他专业配合，充分沟通 首先拿到提资图不要盲目建模计算和上机绘图。先进行全面分析，并与建筑设计人员进行勾通，充分了解工程的各种情况功能、选型等，要理解透彻建筑图的意图，平立剖的关系。必要时多组织各专业的协调会，明确各专业需要注意和配合的地方，统一做法和标准，确定原则性6的方案，使各专业的条件图真正成为条件图，避免在出图后再调整方案引起重复工作，浪费时间。 3 结语 结构设计是个系统的，全面的工作。需要扎实的理论知识功底，灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。千里之行始干足下设计人员要从一个个基本的构件算起，做到知其所以然，深刻理解规范和规程的含义，并密切配合其它专业来进行设计。在工作中应事无巨细，应善于反思和总结工作中的经验和教训。 参考文献 1 王续晶.高层建筑结构设计问题探讨J. 价值工程. 2011(09). 2 肖燕武.浅谈建筑结构设计的安全度J. 科技创新导报. 2007(35). 3 惠渊峰.浅议建筑结构设计中应注意的问题J. 经营管理者. 2011(03). 4 徐国华.建筑结构设计的基本方法及注意事项J. 科技咨询导报. 2007(09）.
