关于对高层建筑结构设计有关问题的思考

赵金涛

【摘要】近几年，随着我国经济和社会的快速发展，在城市建设中出现了大量的高层建筑。然而，高层建筑结构设计又有了很大的改变与新发展。现如今，高层建筑结构设计成为整个建筑设计过程中的最主要的内容，所以，对高层建筑结构设计进行深入的研究与探讨有非常重要的现实意义。本文主要对高层建筑结构的特点以及高层建筑结构设计应该遵循的基本原则进行了深入的探讨，并且重点分析了当前我国高层建筑结构设计存在的诸多问题，与此同时，又提出一些解决问题的有效措施。希望对今后高层建筑结构设计产生一些积极影响。

【关键词】高层建筑结构；设计；特点；原则；问题；措施

Abstract: In recent years, with China's rapid economic and social development in the city, construction of a large number of high-rise building. However, the structure design of high-rise building has changed greatly and new development. This paper is mainly on the structure of high-rise building and the characteristics of high-rise building structure design should follow the basic principles are discussed deeply, and the focus on analysis of the current design of high-rise building structure existing problems, at the same time, and puts forward some solving effective measures. Hope has some positive effects for the future design of high-rise building structure.

Key words: high-rise building; design; characteristics; principles; problems; measures

中图分类号：[TU355]文献标识码：A 文章编号

1前言

随着科学技术的进步以及社会的发展，早在19世纪就出现了高层建筑，随后高层建筑逐渐步入了人们的生活中。可以说，高层建筑结构设计比较复杂，不仅要满足抗震等性能要求，而且高层建筑结构设计必须要合理、科学。

2我国高层建筑结构的特点

在实际生活中，高层建筑结构既要承受自然风产生的水平方向的力，又要承受垂直方向巨大的负载，另外，对抗震能力也有一定的要求。通常来说，低层建筑结构受水平方向力的影响较小，但是，在高层建筑结构中，受地震与自然风水平方向负载的影响较大。因高层建筑的高度较高，因此，建筑位移增加非常快，然而，高层建筑的增加使侧移量增大，这样一阿里，既影响人们居住的舒适度，又减少建筑物的使用周期，同时容易破坏相应的结构件。由此看来，我们在对高层建筑结构进行设计时，将侧移量控制在允许的范围内，同时抗测力结构设计也是高层建筑结构设计的核心内容。

3高层建筑结构设计所要遵循的基本原则

3.1科学选择结构计算简图

借助计算简图来计算建筑结构设计，假设设计图选择不科学，那么极易造成因结构不牢固而发生安全事故，针对上述情况，选择科学的计算简图是确保高层建筑结构设计安全的前提条件。除此之外，计算简图必须要采用一定的构造方法，使实际结构域计算简图之间的误差在允许的范围内，这样便保证高层建筑的安全。

3.2科学选择结构基础设计

根据高层建筑上部结构类型和负载分布情况，结合实际的施工条件，充分考虑建筑物的多种因素影响，进而选择最佳的基础设计方案。在选择基础设计方案时，必须要使地基内在潜能得到充分发挥，有时也可以对地基变形情况进行检验。另外，高层建筑设计必须要有完整、详细的地质检测报告。通常来说，结构单元相同其选用的结构基础设计类型也要相一致。

3.3结构设计方案要合理

对于高层建筑结构的设计方案来说，不仅应该满足经济性需求，而且又要满足结构体系的要求。如果结构单元相同，那么就要选择相同的结构体系，假设高层建筑位于地震带，应力则要满足横向与竖向的规则。在充分考虑施工条件、材料选用等的基础上，要和建筑相关的专业相协调发展，例如：水、电等。结构合理就会使高层建筑结构的设计方案的制定更加顺利。

3.4准确分析计算结果

近年来，由于科学技术的进步，在高层建筑结构设计过程中广泛使用了计算机技术。现如今，市场中有多种计算机软件，然而，不同的软件其设计的结果也会有所不同。所以，结构设计人员在熟练掌握软件使用条件与范围的基础上，选择最佳的软件加以计算。然而，有时建筑构的情况与计算机软件并不相符，因此，利用计算机进行计算时，难免会出现输入误差或者使结果不够准确。设计人员在通过计算机得到结果后，必须要进行核对，做出正确的判断，从而得出更准确的结果。

3.5结构设计要采用一定的构造措施

实际生活中，高层建筑结构设计始终坚持强压力弱拉力，强主弱梁的原则。特别是应该加强薄弱部位的管理，重视钢筋执行段锚固长度。除此之外，还要充分考虑高层建筑结构构件的性能，以及高温对构件所产生的影响。

4当前我国高层建筑结构设计存在的诸多问题和解决措施

4.1高层建筑结构过高

结合抗震要求，我国对高层建筑物的高度有具体的规定。在现实生活中，建筑物超高的现象屡见不鲜，经过不断的完善将原有限制高度规定为A级高度，同时，在B级高度上也有所增加，这样一来，利用先进的技术改进高层建筑结构设计方法与措施。在工程设计阶段，如果忽略了建筑结构类型改变会有超高现象出现，那么设计图纸不能通过审核，这样一来，会对高层建筑工程的造价与工期产生一定的影响，所以，我们必须要进行重新设计，以免减少不必要的资金浪费。

4.2建筑结构不够规范

现如今，经过不断的完善与改进，特别是对高层建筑结构的规则性有较多限制，例如：在规范中明确指出结构嵌固端上层与下层的刚度比等，同时规定高层建筑工程不能使用不规则的设计方案。所以，为减少施工阶段的变动，使高层建筑结构应该严格按照规范要求进行设计。

4.3短肢剪力墙的设置问题

在新规范中，对墙肢截面高厚比为5～8 的墙定义为短肢剪力墙，且根据实验数据和实际经验，对短肢剪力墙在高层建筑中的应用增加了相当多的限制，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，以避免给后期设计工作增加不必要的麻烦。

4.4嵌固端的设置问题

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，如：嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一致性、在结构整体计算时嵌固的设置、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等问题，而忽略其中任何一个方面都有可能导致后期设计工作的大量修改或埋下安全隐患。

5高层建筑结构体系的合理选择

5.1建筑结构材料分类

按照结构材料分类，高层建筑结构体系有多种，例如：钢结构体系、钢筋混凝土体系等。其中在建筑工程中应用最广的结构体系为钢筋混凝土体系，此结构体系具备了钢筋与混凝土两种材料的受力的特点，工程造价偏低，耐火性能良好等优点，同时又有很多的缺点存在，例如：自重大、施工速度慢等。钢结构体系在使用过程中也有很多优点，例如：抗震性好、便于施工等，然而，此结构体系的造价费用偏高，而且防火性能较差，施工过于复杂。

5.2建筑结构形式分类

按照结构形式可以把高层建筑结构分为两大类，即剪力墙结构域框架—剪力墙结构。其中，梁、柱结构是最主要的竖向承重结构，与此同时，也要承受水平作用力的影响，此结构体系侧向位移偏量大，框架结构内力大，其建筑物高度不宜超过50米。可以说，将建筑物墙体作为抵抗侧力与竖向承重的结构体系为剪力墙结构体系。此结构具有很多优点，例如：刚度大、不易发生形变等，然而，又因剪力墙的间距过小，所以，很少应用到公共建筑中。然而，利用框架与剪力墙的混合的结构体系称之为框架—剪力墙结构体系。此体系有很强的实用性，同时，布局也非常灵活，再加上，水平承载能力较高，因此，广泛应用在高层建筑结构中。

6结束语

尽管近几年高层建筑在我国发展非常迅速，但是，从设计层面来看，并不是非常乐观。在设计过程中，设计人员既要重视结构计算的准确性，又要进一步优化结构设计方案。同时，设计人员要结合实际情况，解决遇到的问题，从而提高设计人员发现问题、分析问题与解决问题的能力。

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