1、高层建筑结构设计的要点探析摘要：随着经济的发展以及城市化进程的加快，高层建筑拔地而起，而高层建筑的关键就在于其结构设计的好坏。高层建筑结构设计是关系着整个建筑的美观、质量与安全的关键因素，而目前高层建筑结构设计中仍然存在一些问题需要解决，所以把握住高层建筑结构设计的要点是关键。本文主要就高层建筑结构设计的要点、存在的问题及应对措施进行了分析研究。 关键词：高层建筑 结构设计 问题 措施 要点 中图分类号： TU97 文献标识码： A 引言 随着社会经济和科学技术的不断发展，城市整体规划也越来越快，城市人口不断增多，城市建筑用地日趋紧张，城市建筑的结构也向着多样化。所以越来越多的高层建筑出现在我
2、们的城市当中。而高层建筑的结构设计本身属于一个复杂而又庞大的体系，它也是整个设计中的重中之重，必须具备科学性和合理性，从而能够更好地满足高层建筑安全性能方面的需求，而且随着先进的施工设备与施工技术的应用，高层建筑又得到了进一步的发展。由此看来，高层建筑结构设计是关乎整个工程的关键所在，然而目前有些高层建筑结构设计中存在一些问题需要解决，所以着重控制高层建筑结构设计的要点是当务之急。 一、高层建筑结构设计的原则 1、基础方案合理 建筑结构基础方案是高层建筑结构设计的前提和基础，在实际的建筑结构基础方案设计中，设计单位需要根据实际施工地质条件，根据实际建筑结构施工需求进行设计。同时建筑结构基础方案
3、需要配置完善的施工地质调查报告，最大程度的发挥建筑物地基的潜力，必要的情况下设计人员还需要对地基的变形做好相应的演算。另一方面，设计单位还需要对建筑物进行综合性分析，尤其是对于建筑物负荷以及上部结构类型，通过对这些综合性分析，最终选定最适合的基础方案，从而可以在提高设计质量的基础上提高设计单位经济效益。 2、结构方案合理 要选择一个切实可行的结构体系与结构形式，一个经济合理的结构方案是一个合理设计的保证。结构体系应该传力简捷，受力明确。地震区应力求平面和竖向规则，同一结构单元不宜混用不同结构体系。总之，必须综合分析工程的材料、施工条件、设计要求、地理环境等，并且要与水、电、建筑等专业进行充分的
4、协商，以此为基础确定结构方案，为结构选型，最好进行多方案比较后选用较为优秀的。 3、计算简图适当 计算简图设计，也是高层建筑结构设计中需要注意的重要问题，主要原因在于高层建筑结构设计时需要对一些基本的数据进行计算分析，而这些计算分析都必须要建立在计算简图的基础之上。只有通过计算简图基础之上的数据分析，才可以提高高层建筑结构设计的安全性以及牢靠性。举例来讲，建筑物结构节点问题，建筑物结构节点并不是我们传统观念中的铰节点或者是钢节点，设计单位在进行计算简图设计时，需要对建筑物结构节点进行深入研究，提高计算简图计算的精确性，进而将计算简图的误差控制在合理的范围内。 二、高层建筑结构设计的要点 水平荷
5、载是其决定因素 对于某一高度的楼房来说，载体上竖向荷载为定制，水平荷载的地震和风荷载作用，随着结构动力特性的不同器数值也会有较大幅度的变化；水平荷载在竖构建中引起的轴力及对结构产生的倾覆力矩，与楼房高度的两次方是成正比的；楼面使用荷载和高层建筑楼房的自重在竖构件中所引起的弯矩和轴力数值，仅仅和建筑高度一次方成正比。 2、结构延性是重要的设计指标 高层建筑在地震的作用下变形要更大一些，结构上与低层建筑相比更加柔和一些。为了避免倒塌，为了让在进入塑性变形阶段后高层建筑结构仍然具有较强的变形能力，为了保证结构具有足够的延性，在构造上需要特别采取恰当的措施。 3、轴向的变形具有重要作用 竖向载荷在高层
6、建筑中较大，对连续梁弯矩会产生影响，能在柱中引起较大的轴向变形，会造成跨中正弯矩和端支座负弯矩值增大，连续梁中间支座处的负弯矩减小。另外，与考虑构件竖向变形比较，对侧移和构建剪力产生影响，会得出偏于不安全的结果。此外，对预测构建的下料长度还会构成影响，对下料的长度要根据轴向变形计算值来进行调整。 三、高层建筑结构设计存在的问题 1、结构的规则性问题 在这方面新旧规范的内容有了较大的变动，在这方面新规范增加了不少的限制条件。比如说：嵌固端上下层刚度比信息以及平面规则性信息等等。此外， “建筑不应采用严重不规则的设计方案” ，这是在新规范中采用强制性条文明确进行规定的。所以，为了避免后期施工图的设
7、计阶段工作变得被动，在遵循新规范的各种限制条件上结构工程师必须要严格注意。 2、嵌固端的设置问题 在高层建筑中嵌固端有可能设置在人防顶板等位置，也有可能设置在地下室顶板。这主要是由于一般高层建筑都带有两层或两层以上的人防和地下室。所以，结构设计工程师在这个问题上，由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的问题往往都忽视了。例如：嵌固端上下层刚度比的限制、在结构整体计算时嵌的设置、嵌固端位置的协调、嵌固端楼板的设计、结构抗震缝设置、嵌固端上下层刚度比的限制、在结构整体计算时嵌的设置等问题，这其中的任何一个方面漏掉都可能会埋下安全隐患或者给后期的设计工作带来大量的修改。 3、结构超高的问题 对结构的总高
8、度在高规范以及抗震规范中着非常严格的限制，特别是针对以前超高的问题，除了在新规范中再增加了 B 级高度外，还将原来的限制高度设定为 A 级高度，在设计方法和处理措施上都有着较大的改变。由于结构类型的变更而忽略了该问题，造成未予通过施工图审查的现象，在实际工程设计中是出现过的，如果出现这样的情况，就必须要开专家会议进行论证或者是进行重新设计，不仅对工程的工期造成了巨大的影响，也对工程的整体规划带来了巨大的影响。 4、短肢剪力墙的设置问题 墙肢截面高厚比在新规范中为地 5-8 墙定义为短肢剪力墙，并且对短肢剪力墙在高层建筑中的应用根据实际经验和实验数据增加了众多限制，所以，在设计高层建筑中时，为了
9、避免给后期的设计增加不必要的麻烦，结构工程师应该尽可能地不用或者是少用短肢剪力墙。 四、加强高层建筑结构设计的措施 注重结构规则性 抗震规范中采用强制性的条文对建筑采用严重不规则设计方案的情况进行了限制。所以，结构工程师要严格遵守新规范的相关规定，避免在后期施工设计阶段过程中的被动。 2、合理进行嵌固端的设置 一般而言，高层民用建筑都会带有二层或以上的人防或地下室，这样建筑的嵌固端就有可能被设置在地下室的顶板或人防顶板上。这时，结构设计工程师一定要充分重视嵌固端的设置避免造成的一系列不必要的问题，例如：嵌固端楼板设计。要做到嵌固端上下层抗震等级相一致，嵌固端上下层刚度比限制也要符合相应的要求。
10、所以嵌固端设置设计一定要做到科学合理，结构抗震缝设置和嵌固端的位置协调设计也要注重其合理性。因为忽视其中的任何一项都有可能导致后期的设计工作产生偏差。 3、合理进行结构超高设计 在抗震规范中，对建筑结构的高度限制比较严格。尤其是超高问题，除了将原有的限制高度设定为 A 级高度外，还增加了 B 级高度建筑，所以，要密切关注结构设计的相关控制因素。在实际的工程设计过程中，如果发生结构类型变更而忽略该问题的情况，必须要进行重新设计，并召开专家会议对设计进行论证，否则会对工程的工期和造价等造成重大的影响。总而言之，对于这些高层建筑结构设计高度问题，设计单位需要严格根据高层建筑混凝土结构技术规程等有关规
11、定，对设计高度保持科学严谨的态度。 结束语 综上所述，我国高层建筑得到了快速发展，而且高层建筑结构设计是关乎整个建筑质量与安全的关键所在，但是在具体的结构设计中仍然有一些问题存在，需要我们及时进行解决。在城市高层建筑的结构设计过程中，不仅要加强对结构设计的重视程度，同时还要关注结构方案的科学合理性，选择最佳的合理结构方案进行设计。只有这样才能确保高层建筑结构设计的安全性，才能真正实现高层建筑的功能，也为我国建设更好的高层建筑提供基础，从而更好地促进我国建筑业的发展和进步。参考文献： 1郑日男. 高层建筑结构设计要点探讨J. 中华民居,2011,06:52-53. 2黄鹤. 复杂高层与超高层建筑结构设计要点探讨J. 才智,2012,04:24-25. 3方浩波. 高层建筑结构设计中的要点及问题J. 中华建设,2012,07:106-107. 4赵东晓. 高层建筑结构设计的问题与对策研究J. 商品混凝土,2012,09:132-133.
