1、高层建筑结构设计中应注意的问题摘 要 经济发展带动了城市的发展，我国城市中的建筑物的高度不断在提高，外形也越来越多样化，其中建筑的结构是支撑这些美丽建筑的关键。在高层建筑结构设计中，我们必须对一些重点问题进行分析和研究。本文主要阐述了在高层建筑结构设计中的一些问题。 关键词 高层建筑 结构设计 问题 中图分类号： TU97 文献标识码： A 一、 引言 改革开放之后的中国随经济的不断发展和综合国力的提高，城市之中新建了大批的高层建筑。由于我国新型的材料和技术的提高，这都为后来高层建筑的发展创造了良好的物质条件。但是目前我国除了一些沿海和特区之外。内地高层建筑中，仍以小高层住宅（1230 层）占
2、主体，约占全部高层建筑的 80%，本文就高层建筑的结构设计进行分析，总结了高层建筑的结构类型，最后并分析高层建筑中抗震设计的应用。 二、 抗震设计问题 在抗震设防中应做到三水准抗震设计目标，即“小震不坏，中震可修，大震不倒” 。对于不同重要性的建筑物，可采取甲、乙、丙、丁四类抗震设防类别。 因此在高层建筑结构设计中应遵循刚柔协调原则，拥有足够的延性。同时，在抗震方面应遵循多道设防原则。当第一道防线的抗侧力构件在强震作用下遭到破坏后，后续的第二道甚至第三道防线的抗侧力构件应立即接替，挡住地震的冲击，从而保证建筑物不倒塌。多次震害表明，重力荷载是结构在遭受地震作用破坏后发生倒塌的最直接原因。因此，
3、在高层建筑结构的抗震设计中，选材要遵循轻质高强原则。在拥有足够的强度和变形的同时，材料自重应尽可能轻。在分合原则中应充分利用抗震缝的作用，合理设置抗震缝。最后在设计高层建筑结构时，应优先采用成熟的新技术和可靠的新型产品，以提高设计水平，以便取得良好的经济效益。 在设计建筑结构时，通过结构自身的抗震性能（强度、刚度、延性）来抵抗地震作用是一种被动消极的抗震对策。一旦发生破坏将产生严重地经济损失和人员伤亡。因此，要加强结构减震控制，即对结构施加控制装置。由控制装置和结构共同承受地震作用，来调谐和减轻结构的地震反应。基础隔震就是一种很好的方式，它通过设置隔震装置系统形成隔震层，延长结构的周期。使结构
4、基本上处于弹性工作状态，从而使建筑物不产生破坏或倒塌。耗能减震则是通过设置耗能减震装置（如摩擦耗能器、粘滞阻尼器）有效地消耗或吸收地震输入结构的能量，来减小主体结构的地震反应。从而避免结构产生破坏或倒塌，达到减震控震的目的 三、 防排烟系统设计问题 1. 没有正确认识排烟方式的差别 在进行一些高层建筑的防排烟系统设计时，一些开发商为了能够扩大利润、节省资金，会在防烟楼梯间、前室的防烟设施以及消防电梯前室的设计中使用自然排烟的方式，而不是设计相关的机械防烟设施。但在实际生活中，在高层建筑中使用自然排烟的方式是非常行不通的。 2. 未对不具备自然排烟条件的封闭楼梯间进行防烟设计 在进行高层建筑的结
5、构设计时，尤其是像一些大型的商场，在其中间部位设置封闭的楼梯。为了节省一定的资金，将商场的可使用面积增大。在很多高层建筑结构设计中，没有根据有关规范进行设正压送风，也没有增设前室。 四、 高层建筑结构设计中的扭转问题 我们将建筑结构的几何形心、刚度中心、结构重心称为建筑三心。在结构设计时要求建筑三心尽可能汇于一点，即三心合一。结构的扭转问题就是指在结构设计过程中未做到三心合一，在水平荷载作用下结构发生扭转振动效应。为避免建筑物因水平荷载作用而发生扭转破坏，应在结构设计时选择合理的结构形式和平面布局，尽最大的可能使建筑物 做到三心合一。 在某些情况下，由于城市规划对街道景观的要求以及建筑场地的限
6、制，高层建筑不可能全部采用简单平面形式。当需要采用不规则 l 形、t 形、十字形等比较复杂的平面形式时，应将凸出部分厚度与宽度的比值控制在规范允许的范围之内。在结构平面布置时，应尽可能使结构处于对称状态。 五、 高层房建筑结构的强度和延性 结构在受力进塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，为避免倒塌，尤其是在结构抗震设计中，一方面要保证结构具有足够的强度；另一方面，要保证结构具有一定的延性。强度要从电算的位移刚度等进行控制，而延性则主要从以下几个方面控制，以防结构的脆性破坏。 1. 构件截面抗震承载力调整 水平地震作用与重力荷载效应组合对应的结构构件截面抗震承载力须根据受力状态进行调整放大提高，
7、以达到结构的柔性破坏。 2. 竖向构件轴压比控制 高层建筑竖向构件在重力荷载、水平荷载共同作用下的轴压比控制是保证高层建筑结构延性和安全度的重要措施之一，轴压比的高低直接体现了构件延性的优劣。轴压比较低的构件延性较好，反之延性较差。因此，地震作用效应组合下的竖向构件轴压比必须满足规范限值。 3. 结构构件剪压比控制 高层建筑各类结构构件在重力荷载、水平荷载共同作用下的剪压比控制，是保证高层建筑结构延性、安全度的又一重要措施。 4. 结构构件合适含钢率选择 高层建筑结构构件截面尺寸及混凝土强度等级合适确定后，构件配置的各种受力钢筋和非受力构造钢筋具有合适的含钢率，是控制高层建筑结构强度、刚度及裂
8、缝，使之能正常工作的另一个极其重要的设计原则和手段。合适含钢率的配置是现浇钢筋混凝土高层建筑结构本身应有特性的体现。 六、 高层建筑结构体系问题 高层建筑结构体系也是多种多样的。框架结构体系是由梁与柱这两类构件通过刚节点连接而成的，其整个结构荷载均由框架承担。根据其构成不同又可分为钢筋混凝土框架、钢框架和混合结构框架三类。这种结构体系具有可以较灵活地配合建筑平面布置的特点，一般都有较大的空间。但框架结构的框架节点具有应力集中显著、侧向刚度小、属柔性结构等缺点。剪力墙结构体系是承受建筑物竖向和水平荷载的主体结构，其结构整体性好、刚度大，但其间距通常为 38 m。间距不能太大，否则平面布置不灵活，
9、则很难满足大空间的建筑要求，而且结构自重较大。框架剪力墙结构体系是在同一结构中同时采用框架和剪力墙结构，共同承担竖向和水平荷载，可以起到取长补短的作用。框架底部和剪力墙上部的层间相对位移会因协同工作而减小，从而降低了整个结构体系的层间相对位移和顶端位移，提高了结构的侧向位移；剪力墙的存在不但使框架各层梁、柱弯矩值降低，而且使各层梁、柱弯矩沿高度方向的差异减小，在数值上趋于均匀。因此，框架剪力墙结构的抗侧刚度和承载能力较好，抗震性能也较好。 筒体结构体系是由一个或多个实腹筒体或非实腹筒体组成的结构体系。它比框架 剪力墙结构具有更大的强度和刚度。根据筒体的组成形式不同可分为框筒结构、筒中筒结构、筒
10、束结构等。巨型结构体系是指一幢建筑中由数个大型结构单元所组成的主结构与常规结构构件组成的子结构共同组成了建筑的结构体系。其结构刚度大，空间协调性好。具有良好的抗风、抗震性能和更大的稳定性。另外，其在建筑使用空间布置方面也有良好的建筑适应性 七、 结语 人口的不断增长，建筑用地的逐渐增多，加快了我国高层建筑的建设步伐。只有对高层建筑进行高效地、准确地分析，才能保证高层建筑结构设计的可靠性。通过对以上高层建筑结构设计中几个问题的分析可以看出，关于高层建筑结构设计的方面还存在着许多问题，我们必须对高层建筑结构设计的方方面面进行分析和思考。实践表明在高层建筑的结构设计与施工过程中，设计及技术人员只有概念清晰，措施得当，才能不断地完善和发展高层建筑。 参考文献 1翁映华.高层建筑结构设计中应注意的若干问题J.有色矿山,2008(06). 2谢芝馨.实现建筑材料、建筑结构、建筑施工共同发展的相关问题J.福州大学学报(自然科学版),2006(51)
