简述高层建筑结构设计的要点

任正华 轩慧

摘要：随着经济的发展和城市化进程的加快，城镇化建设得以加速推进，在这个大背景下，建筑地产行业也迎来了新的发展契机，同时超高层建筑也越来越多地出现在城市之中。但是目前我们国家超高层建筑在结构设计方面仍旧存有一些问题。例如，其经济性问题一直以来都是相关工作人员研究的重点。基于此，本文对超高层建筑结构设计的经济性以及其它问题做了简要分析，期望能够为相关工作人员带来一些参考。

关键词：高层建筑;结构设计;要点

引言

随着城市化的不断发展，城市人口增多土地尤为稀缺，相应高层建筑在现代社会中的应用越来越普遍，其中彰显出一些问题，设计是保证建筑安全重要的一环，结构设计往往涉及人身财产安全，因此安全合理的结构设计至关重要。一个建筑从开始规划到交付使用再到设计使用年限内可以正常使用是一个长期的过程，出现问题不可避免，包括结构设计本身的、施工方面的以及在使用过程中可能会遇到的人为的或自然的损坏，本文主要就高层建筑在结构设计这个层面存在的问题做一个简单的分析并提出一些对策。

1高层民用建筑结构设计的原则

高层民用建筑结构在设计的时候需要遵循一些原则，这样可以保证民用建筑安全、稳固。首先在进行民用建筑结构设计时，需要考虑建筑中单位面积承受的载荷范围，并以此为依据将建筑结构的断面尺寸确定下来;其次，对于建筑结构中类似门窗与墙体之间的连接部位，需要确定其连接部位的安全系数;在结构设计中，还需要注意结构的外观，建筑结构需要在安全、稳固的基础上保证结构外观能够达到现代人的审美要求;最后，需要考虑结构体型组合及立面等方面，对于结构中的转头、收头、交接部位的接头进行设计的时候，需考虑建筑结构的整体性，这样才能使结构中的各个部位能够协调、统一。设计人员在建筑结构设计过程中需要有成本意识，要从工程的角度思考材料采购、维修、管理等环节的工作内容，在这个基础上对建筑结构进行设计，才能保证设计方案与实际相符，具有可操作性。

2高层建筑结构设计的要点

2.1加强抗震功能

建筑势必要建立在安全的基础性上，才能为人们提供服务。所以必须要加强超高层建筑的抗战功能，提高超高层建筑的安全性。不仅是超高层结构设计上要注意这点，在选材用料时，也可以采用多种方法提高超高层建筑的抗战效果。比如，可以应用型钢结构，对比混合结构，型钢结构重量较轻，可以降低地震给建筑物带来的危害，提高超高层建筑物的安全性。根据相关规范标准，超高层建筑也可以增设一定数目钢筋作为支撑点，提高自身的支撑能力，以便更好地应对各种灾害。

2.2确定结构底部嵌固部分

高层建筑结构计算分析前，工作人员需先明确结构嵌固端的具体方位，可结合实际调整刚度和承载力，在预定的位置设置塑性铰。受建筑物自身情况和基础形式的影响，如未设置地下室，但是建筑结构埋深较大或设置地下室但地下室层数和形式差异明显，则在设计中容易出现多种技术问题。如高层建筑中带有多层地下室，则设计人员要在地下室顶板设置上部结构的嵌固端部位。首先，地下室顶板标高与室外地坪的高差要合理，通常不得高于地下一层层高的三分之一。其次，地下室顶板结构主要采用梁板结构，避免在楼层下预留较大的孔洞，楼面框架梁的抗弯刚度也需满足结构设计的要求。地下室结构设计中，还需确保地下室顶板和地下室多层楼板平面的刚度和承载力满足设计的基本要求。其能够将上部结构的刚度和承载力顺利地传递到下部地下室构件当中。因此，规定地下室顶板的厚度在180mm以上，混凝土等级在C30以上。另外，设置双层双向配筋，不同方向配筋率应在0.25%以上。地下室结构自身的刚度要能够承受上部结构的荷载以及地下室所承受的地震作用力。地下室楼层的剪切刚度要为相邻上部结构楼层剪切刚度的2倍以上。如计算多塔大底盘地下室楼层剪切刚度比，则需保证每个塔楼范围室内的地下剪切刚度和相邻塔楼上部的剪切刚度比在1.5以上。地下室柱截面单侧截面的纵向钢筋面积既要满足计算的要求，又需确保其面积在地上一层对应柱纵向钢筋面积的110%。如地下室多个顶板降板或地下一层做车库使用，且无法满足结构设计要求，针对三层以上的地下室，可在地下一层底板位置设置结构嵌固部分，且确保满足下列条件：其一，地下一层楼层的剪切刚度不得小于地上一层的楼层剪切刚度;其二，地下二层楼层剪切刚度不得小于地下一层楼层剪切刚度，且其剪切刚度应在地上一层刚度的2倍以上。

2.3建筑结构采用可靠度理论进行设计

结构设计人员应该不断学习先进理论，这样能在很大程度上保证建筑结构设计的合理性。可靠度理论可以帮助设计人员优化建筑结构方案，提高建筑的可靠性，通过失效概率对建筑结构进行评估，在使用的过程中需要将作用应力与建筑抗力分开讨论。这种方法非常有效，并且已经得到我国很多建筑单位的好评，这套理论在发达国家被建筑行业广泛地应用于结构设计环节中。随着建筑行业的发展，建筑技术人员在使用可靠度理论的同时，还在不断结合实际情况对其进行完善，从而使这套理论随着社会的发展依然能够展现出良好的实用效果。

2.4加强抗风性设计

超高层建筑中应着重考虑的一点就是抗风险。由于超高层建筑楼层较高，受风力影响较大，会产生不同的风荷载。因此在对超高层建筑进行设计时，一定要把握建筑的抗风性，给予重视与关注，尤其是超高层建筑的顶部，因为超高层建筑的顶部是承受风压最大的地方，所以需要借助其他方法来帮助建筑物提高抗风性。可以通过加强建筑梁柱或钢筋结构的设计，提高超高层建筑的抗风性。抗风性的设计，应该贯穿着超高层建筑设计的头尾。在设计初期，根据超高层建筑具体情况，结合本地最大风压指标，设计风压规范图，通过分析其所得到的数据，才能展开对超高层建筑抗风性的设计。

结语

建筑结构设计工作与建筑工程的安全性和稳定性有着非常紧密的联系，所以结构设计人员要坚持设计原则，不断优化结构设计方案，并且还需要参阅国家的安全规范文件，保证设计方案合乎规范要求。

参考文献：

[1] 张明.复杂高层与超高层建筑结构设计要点研究.建材发展导向，2016（15）：162-163.

[2] 蒲杰.高层、超高层建筑结构设计调平法及其应用.中国标准化，2018（18）：33-34.

[3] 汪大綏，包联进.我国超高层建筑结构发展与展望.建筑结构，2019，49（19）：11-24.

（作者单位：1.辽宁方圆建设项目管理有限公司;2.辽宁方圆建设项目管理有限公司）