1、有关高层建筑结构设计的若干问题探讨摘要：随着我国经济建设的蓬勃发展，建筑业也随之发展起来，越来越多的高层，超高层建筑物出现在我们的视野里。高层建筑的结构设计不仅应保证高层建筑具有足够的安全性，还应保证结构的经济性、合理性。本文对高层建筑结构设计进行了分析。 关键词：高层建筑；结构设计；问题；措施 中图分类号： TU97 文献标识码： A 一、高层建筑结构的特征 高层建筑结构不但承受较大的垂直方向的荷载，同时也承受较大的水平方向的荷载，如风荷载和地震作用。一般情况下，低层建筑结构受到水平方向上的影响比较小，然而在高层建筑中，水平荷载作用则往往比较大，外界地震的作用和外界风产生的水平方向的荷载的影
2、响是主要的影响因素。随着建筑物高度的增加，高层建筑的位移增加较快，但是高层建筑过大的侧移不但影响人的舒适度，同时使得建筑物的使用受到影响，并且容易损坏结构构件以及非结构构件。基于此，在设计高层建筑结构时，首先控制侧移在规定的范围之内，所以，高层建筑结构设计的核心是抗侧力结构的设计。 二、高层建筑结构设计问题 1、设计人员基础知识薄弱 在部分小型设计公司，有一些设计人员根本不了解施工工艺流程，离开设计图库和计算机作业根本不能设计和画图，缺乏施工现场设计代表的经验，不能以专业知识及经验指导施工技术难题。类似于这样一些纯粹纸上谈兵的建筑图纸，充斥着低成本小型建筑项目市场，比如说拆迁项目返建等，最终导
3、致建筑使用周期缩短等大量技术隐患问题。 2、结构抗震概念设计不足，标准及规范推广应用落后。在高层建筑结构设计中，普遍存在结构抗震概念设计不充分的情况。由于我国的地震带分布不一，部分省市对于结构抗震的要求较为忽视，导致结构抗震概念设计处于缓慢发展的状态。比起日本和美国等在结构抗震概念设计领域成果突出的国家，我国的抗震概念设计标准及规范的应用推广相对较为落后。 3、建筑物超高问题 随着建筑物高度的不断加大，在抗震性能和建筑质量方面都面临着更严峻的问题。出于高层建筑抗震性能的较高需要，建筑规范对建筑物的高度作出了严格的规定，在高度设计方面要确保满足抗震的实际需要。在目前的高层建筑市场中，仍然存在着严
4、重的超高问题。 4、短肢剪力墙的设置 短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为 58 的剪力墙。近年兴起的短肢剪力墙结构，虽然有利于住宅建筑布置，也可减轻结构自重，但在高层住宅中，剪力墙肢不宜太短，因为短肢剪力墙的抗震性能较差，地震区应用经验不多，为安全起见，高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。 5、结构分析与计算 在高层建筑结构设计新规范中，规则性被作出了诸多限制。例如，规定了结构嵌固端上下层的刚度比、平面规则性等。此外，新规范明确采用了强制性的条列进行规定，建筑不应该采用严重不规则的设计方案。但是，目前的高层建筑结构设计中，仍然存在着一些违反规则性问题的现象，直接影响了高层建筑
5、的整体质量。因此，为了防止后期施工图纸工作上的被动整改现象的出现，高层建筑的结构设计工程师应该要注意结构设计中的规则性问题，充分利用结构计算与分析工具或方法，尽量遵守相关规则，促进高层建筑整体质量的提高。 6、嵌固端的位置设置问题 由于高层建筑一般都带有二层或二层以上的地下室和人防，嵌固端有可能设置在地下室顶板，也有可能设置在人防顶板等位置，因此，在这个问题上，结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的方面。 三、解决措施 1、嵌固端的位置设置问题的解决措施 抗震设计的多高层建筑，当地下室顶层作为上部结构的嵌固端时，地下一层的抗震等级应按上部结构采用，地下一层以下结构的抗震等
6、级可根据具体情况采用三级或四级。地下室中超出上部主楼范围且无地上结构的部分，其抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。对于 9 度抗震设计时，地下室结构的抗震等级不应低于二级。地下室的现浇顶板厚度不宜小于 180mm，且不宜有较大洞口。地下室柱截面每侧的纵向钢筋面积除应符合计算要求外，不应少于地上一层对应柱每侧纵向钢筋面积的 1.1倍（地下室柱子多出的纵向钢筋不应向上延伸，而应锚固于地下室顶板的框架梁内） ，地下室剪力墙的配筋不应少于地上一层剪力墙的配筋。对于边柱和角柱，由于只有一面有梁，为满足该梁端截面实际弯矩承载力不宜小于柱下端实际承载力的要求，可采用增大梁截面，或不增大梁截面而增加梁配筋的
7、方法。 2、短肢剪力墙的设置问题的解决措施 短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为 58 的剪力墙。近年兴起的短肢剪力墙结构，虽然有利于住宅建筑布置，也可减轻结构自重，但在高层住宅中，剪力墙肢不宜太短，因为短肢剪力墙的抗震性能较差，地震区应用经验不多，为安全起见，高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。因此，在高层建筑设计中，结构工程师应尽可能少采用或不用短肢剪力墙。 3、抗震结构设计要重视 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
8、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。4、努力提高设计人员水平 设计单位要建立一套完整的晋升培训机制，对设计人员进行严格的技能培训，特别是要加强其对国家最新颁布的各项建筑标准以及强制性条文的学习。特别是针对违反强制性条文的问题，要由于主任工程师或者总工程师挑选出本单位历年有类似现象的施工图，进行一次个案分析和探讨，让全体设计人员通过对个案的透彻分析和学习，避免类似情况的发生，进一步提高设计水平。
9、5、加强结构分析与计算 5.1 结构整体计算的软件选择。目前比较通用的计算软件有：SATWE、TAT、TBSA 或 ETABS、SAP 等，但是，由于各软件在采用的计算模型上存在着一定的差异，因此导致了各软件的计算结果有或大或小的不同。所以，在进行工程整体结构计算和分析时必须依据结构类型和计算软件模型的特点选择合理的计算软件，并从不同软件相差较大的计算结果中，判断哪个是合理的、哪个是可以作为参考的，这将是结构工程师在设计工作中首要的工作。 5.2 在地震力上考虑是否放大的同时，在建筑隔墙等是否对自振周期会有所影响。该部分内容实际上在新老规范中都有提及，只是，在新规范中根据大量工程的实测周期明确
10、提出了各种结构体系下高层建筑结构计算自振周期折减系数。 6、严格控制超高建筑物 针对建筑物的超高问题，建筑规范逐渐将限制的高度设为 A 级高度，还在一定程度上细化了高度规则，增加了 B 级高度。这种较为明细化的建筑物高度规范使得高层建筑结构设计的方法和措施有了一定的改进。此外，针对更为明细化的建筑物高度限制，各个高层建筑工程都应该重视建筑物超高现象，在施工图纸审核时都应该发现问题，并在问题中对建筑物高度进行重新论证，防止对整个建筑工程的造价和工程进度造成严重的影响。 结束语 高层建筑在现代经济体系中已经如此发达，结构设计的相关人员追求更加合理的力学模型和更新颖的建筑物结构形式，在这一个方向上经过高素质高知识结构的专业化人才不断探索，我们可以期待，高层建筑在城市中的应用将变得空间广阔。 参考文献 1孙凯.高层建筑结构设计的问题及对策探讨J.价值工程，2011（06）. 2吴晓琳浅析高层建筑结构设计与特点J 中国高新技术企业，2009
