1、论超高层建筑结构设计摘要：随着社会不断地进步和建筑科技的发展，高层建筑的搭建越来越普遍了，同时高层建筑结构设计方面也得到了新的发展和变化。高层建筑的结构设计成为了高层建筑建设的核心内容，所以高层建筑结构设计的研究具有重要的意义。 关键字：超高层建筑 建筑结构 结构设计 中图分类号：TU97 文献标识码： A 社会和科技不断发展，高层建筑越来越广泛出现在人们生活中。高层建筑是一个庞大而复杂的系统，而且高层建筑的结构设计，不仅要满足抗震、抗风等的安全性能，也需要满足建筑结构的科学性和合理性。 一、高层建筑结构的特点 高层建筑结构不但要承受着风力所产生的水平方向的荷载，同时也要承受垂直方向的荷载，对
2、于地震的抵抗能力也需要一些强制的要求。在实际情况下，高层建筑结构设计中，地震的影响及外界风产生的水平方向的荷载是高层建筑主要的影响因素。随着建筑高度不断增加，高层建筑的位移也在不断地增加，对于此项增加并不影响人们的生活舒适度。但大型(超大型)高层建筑则不一样，它们不仅影响着人们生活的舒适度，同时也会让建筑物受到影响，使其建筑结构构件及非结构构件损坏。所以，在设计高层建筑结构的时候，首先必须要控制侧移在规定的范围内，由此我们认识到高层建筑结构设计的核心就是抗侧力结构的设计。 二、高层建筑结构设计的原则 1、房屋平面形状 房屋平面形状主要包含抗风设计、抗震设计。抗风设计的原则是对称平面高层建筑的高
3、度越大，建筑物受到的风荷载越大。所以为了控制结构侧移和风振的速度，建筑物的平面应该采用方形、圆形、矩形、正六边形等双轴对称的平面形状。假如建筑物楼层平面不对称的话，高层建筑受到风振的情况下，就会发生扭转振动，甚至严重的时候会使建筑摇晃，所以必须控制结构的顺风或横风向振动加速度。 2、抗震设计 抗震设计又包含了简单平面、不规划平面两个方面。简单平面主要是指高层建筑在地震多发地区，为了使建筑楼层水平地震作用沿平面分布均匀，防止引起结构的扭转振动，同样建筑楼层平面采用方形、圆形、矩形等简单平面。不规划平面是说在城市中，城市规划对街道、建筑场地形状的限制，高层建筑就不要千篇一律的采用方形、圆形、矩形等
4、简单平面形状了，而要根据实际情况，采取如丁字形、三叉形、L 形等比较复杂的平面形状。所以如高层建筑在地震多发地区，应该对结构进行精确的地震反应分析，方便取得每个构件准确的地震内力和变形情况。 3、选用合理的计算简图 高层建筑结构计算式在计算简图的基础上进行，如果计算不合理、计算简图选用不恰当就会导致结构发生安全事故，所以适当的计算简图是保证结构安全的重要条件。在实际情况下，结构的节点不是简单的钢节点、铰节点，但是也可以有在规定范围内的误差。 4、选用适合的结构基础方案 这里包含了基础设计的方案和结构方案两点。基础设计应该要根据实际的工程地质条件，上端结构的类型与载荷分布、周围建筑群影响和施工条
5、件等多种问题进行综合分析，选用一套经济适合的基础方案。在设计的过程中，最好最大限度发挥地基的潜力，在有必要的时候也需要对地基的变形进行验算。 5、正确分析计算结果 计算机技术是建筑结构设计中应用最为普遍的，但是目前这类软件种类较多，所以不同的计算软件在计算时所显示的结果也不一样。因此建筑设计者们应该对设计程序的适用范围、条件等有一个非常全面的了解。多数结构的实际情况本身与计算软件存在一定差异，或人工输入有误，或者是软件本身的缺陷，从而导致计算结果的不准确。因此要求结构工程师在获得计算结果的时候，应该认真的分析、校对，做出合理的判断，最终得到准确的结果。 三、高层建筑结构设计问题与策略 1、高层
6、建筑结构设计高度问题及解决。 我国有关部门对于高层建筑结构体系的最大高度问题，出台了一系列的规章制度，对其进行了严格的规定与规范，其中之一便是高层建筑混凝土结构技术规程 。该高层建筑混凝土结构技术规程对于高层建筑结构体系的高度问题规定，主要是从经济性以及适用性等方面进行规范的。 规程所规定的结构体系最适宜高度，不仅仅与我国建筑施工技术水平以及建筑水平相关，而且还与我国国民经济发展水平，与建筑工程规范体系相协调。但是在实际的高层建筑结构设计以及施工中，出现了许多与高层建筑混凝土结构技术规程规定相违背的高度。举例来讲，在有些建筑物设计以及施工过程中，甚至出现了高达四百多米的组合机构大厦以及三百多米
7、的混凝土结构体系的广场。尤其是近几年来，建筑物的高度不断增加，建筑物自身的参考系数已经超出了高层建筑混凝土结构技术规程的规定，例如在安全指标、荷载取值以及延性要求、材料性能、力学模型选择等方面。为此，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定，对设计高度保持科学严谨的态度。 2、钢筋混凝土梁承载力问题及解决。 一般来讲，城市高层建筑主要是以写字楼以及其他办公场所为主，因此，在实际的高层建筑结构设计过程中，设计单位需要着重考虑到空调、消防等设备。这些设备不同于其他设备，它们往往是布置于楼层的梁底之下的，如果没有梁底开洞，就没有办法进行设备的安装。因
8、此，在设备安装之前，设计单位需要对梁的承载力进行分析以及计算，避免出现由于梁底承载力不足而出现安全结构问题。 对于梁底开洞之后的承载力，设计单位可以通过孔洞周边补强筋以及开孔梁挠度、裂缝宽度等数据进行分析。对于钢筋混凝土梁腹部开孔，国家出台了有关政策，例如高层建筑混凝土结构技术规程 混凝土结构构造手册等，对于钢筋混凝土梁腹部开孔的位置、流程、环节以及大小等进行了科学的规范。设计单位在进行钢筋混凝土梁承载力计算时，还需要参考不同种类腹部开孔方式，提高钢筋混凝土梁承载力计算的精确度，这对于提高建筑物的稳定性以及安全性意义重大。除此之外，还可以对钢筋混凝土梁承载力进行有效地计算。在计算过程中还需参考
9、不同种类的腹部开孔方式，例如，南京国展中心工程中，其主体是两层部分预应力的混凝土框架结构，建筑物的总长度为 292 m，宽为 158 m，纵横向不设缝都超过相关规定中的限制值;而杭州江干区全民健身中心长为 117 m，宽为 51 6 m，于梁上设置无粘结预应力筋及加强配筋来减少温度应力对建筑结构的影响，有效的承载力度计算以及裂缝控制措施对于建筑结构设计的稳定性而言具有十分重要的意义。 3、抗震构造与框架梁设计问题及解决。 为了进一步提高城市高层建筑结构设计的安全性以及稳定性，建筑结构设计单位在高层建筑结构设计方面做出了重大的努力，取得了重大的突破，高层建筑结构安全性以及稳定性水平得到进一步提升
10、。但是由于我国的建筑物抗震标准较低，在抗震与构造方面，很难处理好结构设计与抗震烈度之间的关系。在实际的高层建筑抗震与构造设计中，抗震与构造设计需要有一定的弹性，这样才可以满足高层建筑结构设计安全性以及稳定性要求。举例来讲，中震烈度的重现期是 475 年，被超越率是 10%;大震的重现期约为 2000 年，被超越率是 2%。 高层建筑的结构设计是一个全面、系统的综合性技术工作，它对建筑的设计有着非常重要的意义和作用，伴随着我国高层建筑的发展，高层建筑的结构设计要求越来越高，设计师们不仅要拥有扎实的理论功底，认真负责的工作态度和创新的思维，还需要设计师们对高层建筑的结构的特点、结构的设计原则和结构体系的选型深入地认识，善于总结和反思经验教训。 参考文献： 1甄庆华. 广州某超高层建筑结构设计的关键性问题研究D.华南理工大学,2012. 2肖自强,张建明. 论超高层建筑结构设计J. 工程建设与设计,2010,08:25-32. 3李俞谕. 雅庭园商业中心大厦的动力特性和地震反应分析兼论超高层建筑结构的若干问题D.西安理工大学,2004. 4汪大绥,周建龙,包联进. 超高层建筑结构经济性探讨J. 建筑结构,2012,05:1-7.
