高层建筑结构设计的问题及对策探讨

【摘要】现如今高层建筑越来越多，因此高层建筑结构的设计和施工受到了普遍关注，设计环节是整个建筑施工活动的基础环节，只有保证设计工作科学合理，才能确保建筑结构的可靠性，对此本文分析高层建筑结构设计的问题及对策，希望对相关工作有所帮助。

【关键词】高层建筑；结构设计；问题；对策

中图分类号：TU97 文献标识码： A

目前科学技术迅猛发展，高层建筑的建设越来越多，在高层建筑为我们带来便利的同时，高层建筑的结构设计工作也受到了广泛重视，不得不认识到，目前高层建筑结构设计工作还面临一些问题，这些问题严重影响了设计方案的科学性，影响了整个工程的建筑进度，由此可见，必须要采取合理措施，有效解决这些问题，保证高层建筑结构设计工作的合理性和可靠性。

1 高层建筑的机构特征

高层建筑与普通建筑物相比，既具有一些共性的特征，同时也具有一些自身的特征，高层建筑结构既承受着外界风的水平荷载，同时也承受着垂直荷载，高层建筑对于抗震性能的要求相对更高，通常情况下，低层建筑承受的水平荷载较小，而高层建筑承受的水平荷载较大，另外由于建筑物高度较大，因此建筑物的位移增加很快，一旦建筑物发生较大的侧移，会严重影响建筑物的安全性，导致构件容易损坏。因此在高层建筑结构设计中，一定要把侧移控制在标准范围之内。

2 高层建筑结构设计问题分析及对策

2.1 高层建筑结构存在着超高的问题

基于高层建筑抗震的要求，我国的建筑规范对高层建筑的结构的高度有严格的规定，针对高层建筑的超高问题，在新规范中不但把原来限制的高度规定为A级高度，并且增加了B级高度，使得高层建筑结构处理设计方法和措施都有了改进。实际工程设计中，对于建筑结构类型的改变对高层超高问题的忽略，在施工审图时将不予通过，应该重新进行设计或者进行专家会议的论证等。在这种情况下，整个建筑工程的造价和工期都会受到极大的影响。

2.2高层建筑结构设计短肢剪力墙设置

我国建筑新规范中，短肢剪力墙是指墙肢的截面的高度和厚度比在5-8的墙，按照实际经验以及数据，高层建筑结构设计中增加了对短肢剪力墙的使用限制。所以。在高层建筑的结构设计中，必须尽可能的减少或者避免使用短肢剪力墙。

2.3高层建筑结构设计嵌固端的设置

一般情况下，高层建筑配有两层或者两层以上的地下室或者人防。高层建筑的嵌固端一般设置在地下室的顶板或者人防的顶板等位置。因此，结构工程设计人员应该考虑嵌固端设置会可能带来的问题，考虑嵌固端的楼板的设计，综合分析嵌固端上层和下层的刚度比，并且要求嵌固端上层和下层的抗震的等级是一致的，高层建筑的整体计算时充分考虑嵌固端的设置，综合分析嵌固端位置和高层建筑结构抗震缝隙设置的协调。

2.4高层建筑结构的规则性

在关于高层建筑的新规范中，对于高层建筑结构的规则性做出了很多限制，比如规定了结构嵌固端上层和下层的刚度比，平面规则性等等，并且硬性规定了“高层建筑不能采用严重不规则的设计方案。”因此，为了避免后期施工设计阶段的改动，高层建筑结构的设计必须严格遵循规范的限制条件。

2.5 合理选择结构计算简图

在高层建筑结构设计工作中，需要通过计算简图来完成结构计算，在此过程中，如果选择了不合适的计算简图，那么就会影响结构安全，因此想要确保高层建筑结构设计的科学合理，首先必须要合理选择计算简图。

2.6 合理选择基础设计

在选择基础设计时，应该全面分析上部结构类型以及荷载分布，进而结合实际施工条件，设计出最为合适的施工方案，另外在选择基础设计时，应该充分发挥地基潜力，必须的时候应该检验地基变形情况，高层建筑结构设计工作中，一定要具有准确的勘察结果作为依据，如果没有勘察结果作依据，一定要实施现场勘察。

2.7 合理选择结构方案

合理的结构设计方案必须满足经济性的要求，并且要满足结构形式和结构体系的要求。结构体系的要求是受力明确，传力简单。在相同的结构单元当中，应该选择相同结构体系，如果高层建筑处于地震区，那么应力需要平面和竖向的规则。在进行了地理条件，工程设计需求，施工条件，材料等的综合分析的基础上，并和建筑包括水，暖，电等各个专业的相协调的情况下，选择合理的结构，从而确定结构的方案。

2.8 高层建筑结构体系的选型

建筑的结构在抵抗来自于水平方向和竖直方向的荷载时构件的组成形式和传力的路径就是高层建筑的结构体系。通过包括墙，柱等的竖向构件和楼盖等水平构件将竖向荷载传递到基础，利用抗侧力体系将水平荷载传递到基础。

根据高层建筑结构的材料将高层建筑的结构体系分为钢筋混凝土结构体系，钢结构体系，钢-混凝土混合结构体系以及钢-混凝土组合结构体系。钢筋混凝土结构体系被广泛的应用在各类的工程结构中，具有混凝土和钢筋两种材料的协同受力性能特征，造价低廉，耐久耐火，成本低，整体性能优良，但存在着自重大，延性差，施工慢等缺点；钢结构体系的强度高，抗震性能比较好，施工方便，跨度大，用途多，但是存在着费用高，防火性能差，施工复杂等不足；钢-混凝土混合结构结合了钢筋混凝土构件和钢构件的长处，不但增加了钢构件的材料强度，同时具有较高的抗震性能，成本低廉，然而这两种材料构件的连接技术还存在着不足；钢-混凝土组合结构具有承载能力高，抗震性能强，比钢结构具有更优良的耐火性，施工速度快，但是存在着节点的构造比较复杂的缺点，一般被用于小屁偏心受压构件。

根据结构形式可以将高层建筑结构分为框架结构体系，剪力墙结构体系，框架-剪力墙结构体系。利用柱，梁等结构体系作为高层建筑竖向承重的结构，并且承受水平荷载，这种结构侧向位移大，框架结构内力大，适于50m高度以下的建筑；通过高层建筑的墙体当作抵抗侧力和竖向承重的结构体系，就是剪力墙结构体系。这种剪力墙结构的刚度大，整体性能好，不易受水平力作用发生变形，适应于高层建筑，但是由于剪力墙的间距小，使得平面的布置不灵活，因此，在公共建筑中不宜使用；利用框架和剪力墙组合的而构成的结构形式就是框架-剪力墙结构体系，这种结构形式不但具有实用性强，布局灵活的优点，同时承受水平负载的能力更高，在高层建筑中被广泛使用。在框架-剪力墙结构体系中，需要注意考虑剪力墙的位置，设计合理的剪力墙的数量，以及满足框架的设计要求。

总结：

目前我国的国民经济水平不断进步，建筑市场越来越繁荣，一座座高层建筑相继诞生，高层建筑的运用，促进了社会发展，方便了人们的生活、工作，但是也要认识到，想要充分发挥高层建筑的作用，首先必须要保证建筑物的使用性能，而想要保证建筑物的性能，就必须要保证设计和施工的科学性，目前高层建筑结构设计工作中还存在一些问题，只有及时解决这些问题，才能保证结构设计的合理性。本文在此分析了高层建筑结构设计的问题及对策，希望可以为有关工作开辟思路。