高層建筑結(jié)構(gòu)設計要求精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術(shù)，我們?yōu)槟鷾蕚淞瞬煌L格的5篇高層建筑結(jié)構(gòu)設計要求，期待它們能激發(fā)您的靈感。

篇1

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝；高層結(jié)構(gòu)；設計

中圖分類號：TV331 文獻標識碼： A

引言

高層建筑是社會生產(chǎn)的需要和人類生活需求的產(chǎn)物，是現(xiàn)代工業(yè)化、商業(yè)化和城市化的必然結(jié)果。而科學技術(shù)的發(fā)展，高強輕質(zhì)材料的出現(xiàn)以及機械化、電氣化在建筑中的實現(xiàn)等。為高層建筑的發(fā)展提供了技術(shù)條件和物質(zhì)基礎(chǔ)。簡要論述了高層建筑結(jié)構(gòu)的特點、現(xiàn)狀及今后的發(fā)展趨勢。隨著高層建筑在我國的迅速發(fā)展，建筑高度的不斷增加，建筑類型與功能的愈來愈復雜，結(jié)構(gòu)體系的更加多樣化。高層建筑結(jié)構(gòu)設計也越來越成為結(jié)構(gòu)工程師設計工作的主要重點和難點之所在。

一.結(jié)構(gòu)選型

對于高層結(jié)構(gòu)而言，在工程設計的結(jié)構(gòu)選型階段，結(jié)構(gòu)工程師應該注意以下幾點：

1.1結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問題

新舊規(guī)范在這方面的內(nèi)容出現(xiàn)了較大的變動，新規(guī)范在這方面增添了相當多的限制條件，例如：平面規(guī)則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等，而且，新規(guī)范采用強制性條文明確規(guī)定“建筑不應采用嚴重不規(guī)則的設計方案。”因此，結(jié)構(gòu)工程師在遵循新規(guī)范的這些限制條件上必須嚴格注意，以避免后期施工圖設計階段工作的被動。

1.2結(jié)構(gòu)的超高問題

在抗震規(guī)范與高規(guī)中，對結(jié)構(gòu)的總高度都有嚴格的限制，尤其是新規(guī)范中針對以前的超高問題，除了將原來的限制高度設定為A級高度的建筑外，增加了B級高度的建筑，因此，必須對結(jié)構(gòu)的該項控制因素嚴格注意，一旦結(jié)構(gòu)為B級高度建筑甚或超過了B級高度，其設計方法和處理措施將有較大的變化。在實際工程設計中，出現(xiàn)過由于結(jié)構(gòu)類型的變更而忽略該問題，導致施工圖審查時未予通過，必須重新進行設計或需要開專家會議進行論證等工作的情況，對工程工期、造價等整體規(guī)劃的影響相當巨大。

1.3嵌固端的設置問題

由于高層建筑一般都帶有二層或二層以上的地下室和人防，嵌固端有可能設置在地下室頂板，也有可能設置在人防頂板等位置，因此，在這個問題上，結(jié)構(gòu)設計工程師往往忽視了由嵌固端的設置帶來的一系列需要注意的方面，如：嵌固端樓板的設計、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級的一致性、在結(jié)構(gòu)整體計算時嵌固端的設置、結(jié)構(gòu)抗震縫設置與嵌固端位置的協(xié)調(diào)等等問題，而忽略其中任何一個方面都有可能導致后期設計工作的大量修改或埋下安全隱患。

1.4短肢剪力墻的設置問題

在新規(guī)范中，對墻肢截面高厚比為5～8的墻定義為短肢剪力墻，且根據(jù)實驗數(shù)據(jù)和實際經(jīng)驗，對短肢剪力墻在高層建筑中的應用增加了相當多的限制，因此，在高層建筑設計中，結(jié)構(gòu)工程師應盡可能少采用或不用短肢剪力墻，以避免給后期設計工作增加不必要的麻煩。

二.結(jié)構(gòu)計算與分析

在結(jié)構(gòu)計算與分析階段，決定工程設計質(zhì)量好壞的關(guān)鍵在于如何準確、高效地對工程進行內(nèi)力分析并規(guī)范地進行設計和處理。

2.1隨著科學技術(shù)的發(fā)展，目前高層建筑的結(jié)構(gòu)分析基本上都采用計算機軟件進行，但計算機軟件無法代替人的設計概念，在這一階段，首先進行計算機軟件選擇。由于各軟件在采用的計算模型上存在著一定的差異，因此導致了各軟件的計算結(jié)果多少會出現(xiàn)偏差。如果選擇了不合適的計算軟件，不但會浪費大量的時間和精力，而且有可能使結(jié)構(gòu)有不安全的隱患存在。因此，在進行工程整體結(jié)構(gòu)計算和分析時必須對計算軟件進行合理的篩選，并從不同軟件大大小小的不同的計算結(jié)果中，判斷哪個是最可取的結(jié)果，這將是結(jié)構(gòu)工程師在設計工作中首要的工作。

高層設計的難點在于豎向承重構(gòu)件的合理布置。而布置的是否合理，可通過以下幾個參數(shù)進行控制。軸壓比：控制結(jié)構(gòu)延性；剪重比：控制各樓層最小地震剪力，確保結(jié)構(gòu)安全性。剪重比過大或者過小都無法滿足承重或者抗震需求，因此，剪重比的取值大小要控制在適宜的范圍內(nèi)計算位移；剛度比：控制結(jié)構(gòu)豎向規(guī)則性，避免產(chǎn)生剛度突變。位移比：控制結(jié)構(gòu)平面規(guī)則性，以免產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。周期比：控制結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應。

2.2是否需要地震力放大.考慮建筑隔墻等對自振周期的影響，新的設計規(guī)范中，根據(jù)大量工程的實測周期，已經(jīng)明確的提出了各種結(jié)構(gòu)體系下高層建筑結(jié)構(gòu)計算自振周期折減系數(shù)，此處為強制性的規(guī)范，需在設計過程別注意。

2.3振型數(shù)目是否足夠。結(jié)構(gòu)設計規(guī)范中提出了振型數(shù)目的要求，明確了該參數(shù)的最小限值，在計算分析階段必須對計算結(jié)果中該參數(shù)的結(jié)果進行判斷，并決定是否要對振型數(shù)目的取值進行調(diào)整。

2.4多塔結(jié)構(gòu)和分縫結(jié)構(gòu)的計算分析。在一段期間內(nèi)，大底盤，多塔樓的高層建筑類型大量涌現(xiàn)，而在計算分析該類型高層建筑時，是將結(jié)構(gòu)作為一個整體并按多塔類型進行計算，還是將結(jié)構(gòu)人為地分開進行計算，是結(jié)構(gòu)工程師必須注意的重要問題。如果分開計算，則容易導致下部裙房及基礎(chǔ)計算誤差較大，無法考慮各塔之間相互影響。因此，在將各塔分開計算周期的基礎(chǔ)上，應當首先進行整體計算。而與多塔結(jié)構(gòu)不同，對于分縫結(jié)構(gòu)，最好的辦法則是將各獨立單元分開計算，如一定要合在一起，那么可以按照多塔模型計算，計算周期比時也應同多塔一樣分開計算。對于整體的配筋計算，也與多塔有所不同，多塔應以不切開的模型為準，分縫結(jié)構(gòu)則沒有此類限制。在此基礎(chǔ)上，還需注意，在分縫結(jié)構(gòu)按多塔處理時，如果其分縫處不是真正的獨立迎風面，將會出現(xiàn)風荷與實際受力狀態(tài)不符的狀況，應注意修正風荷載數(shù)值。

2.5非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計算與設計。在高層建筑中，為了達到建筑美觀的效果或基于某種功能性的需求而設計的非主體承重骨架體系中的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全性也不容忽視，在這部分內(nèi)容中，尤其是高層建筑屋頂處的裝飾構(gòu)件進行設計時，必須嚴格按照規(guī)范中的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計算處理措施進行設計。

三.關(guān)于強柱弱梁的設計

為了達到小震不壞、中震可修、大震不倒的抗震設防目標，強柱弱梁的設計理念被提出。柱破壞了建筑物整個都會傾覆，而梁破壞則僅是某個區(qū)域失效，因此，柱較之梁破壞的損害更大，當前我們的經(jīng)濟已高速發(fā)展，我們結(jié)構(gòu)設計人員在設計中一定要將這一概念設計貫徹下去。必須嚴格控制柱軸壓比，對柱斷面及配筋設置時應分部位處理；邊柱、角柱應適當加強，特別是角柱，建議應全柱加密箍筋，且柱筋品種不宜過多，矩形截面柱盡可能對稱配筋。

四.地基與基礎(chǔ)設計

地基與基礎(chǔ)設計一直是結(jié)構(gòu)工程師比較重視的方面，不僅僅由于該階段設計過程的好與壞將直接影響后期設計工作的進行，同時，也是因為地基基礎(chǔ)是整個工程造價的決定性因素，因此，在這一階段，所出現(xiàn)的問題也有可能更加嚴重甚至造成無法估量的損失。在地基基礎(chǔ)設計中要注意地方性規(guī)范的重要性問題。由于我國占地面積較廣，地質(zhì)條件相當復雜，作為國家標準，僅僅一本《地基基礎(chǔ)設計規(guī)范》無法對全國各地的地基基礎(chǔ)都進行詳細的描述和規(guī)定，因此，作為建立在國家標準之下的地方標準。地方性的“地基基礎(chǔ)設計規(guī)范”能夠?qū)?/p>

各地方的地基基礎(chǔ)類型和設計處理方法等一些成熟的經(jīng)驗描述和規(guī)定得更為詳細和準確，所以，在進行地基基礎(chǔ)設計時，一定要對地方規(guī)范進行深入地學習，以避免對整個結(jié)構(gòu)設計或后期設計工作造成較大的影響。

結(jié)束語

鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)設計是D個復雜且又循環(huán)往復的過程，任何在這個過程中的遺漏或錯誤都可能導致整個設計過程變得更加復雜或使設計結(jié)果存在安全隱患，為了保障質(zhì)量安全，這就要求設計者嚴格按照設計規(guī)范進行設計。建筑結(jié)構(gòu)設計質(zhì)量密切關(guān)系到人民生命財產(chǎn)的安全，我們必須在工作中，不斷地學習、總結(jié)，不斷的進步與完善。

參考文獻：

[1]仲紀貴.鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)設計常見問題探討[J].南北橋，2009（1）.

[2]王忠武.鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)設計常見問題探討[J].中華民居，2010（11） .

篇2

關(guān)鍵詞：高層住宅 特點 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計

中圖分類號：TU318 文獻標識碼：A

隨著我國國民經(jīng)濟不斷發(fā)展和人民生活的迅速提高。業(yè)主及建筑師的創(chuàng)新藝術(shù)使得鋼筋混凝土高層建筑發(fā)展被廣泛應用。高層建筑結(jié)構(gòu)設計給工程設計人員提出了更高的要求，各方面需要注意的問題都應考慮到。本文高層建筑結(jié)構(gòu)設計分別從結(jié)構(gòu)設計的特點、 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計的要求措施進行探討。

一、高層建筑結(jié)構(gòu)設計的特點

高層建筑結(jié)構(gòu)設計與低層、多層建筑結(jié)構(gòu)相比較， 結(jié)構(gòu)專業(yè)在各專業(yè)中占有更重要的位置。不同結(jié)構(gòu)體系的選擇，直接關(guān)系到建筑平面的布置、立面體形、樓層高度、機電管道的設置、施工技術(shù)的要求、施工工期長短和投資造價的高低等。其主要特點有：

1、水平力是設計主要因素。在低層和多層房屋結(jié)構(gòu)中，往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結(jié)構(gòu)設計。而在高層建筑中盡管豎向荷載仍對結(jié)構(gòu)設計產(chǎn)生重要影響，但水平荷載卻起著決定性作用。建筑自重和樓面使用荷載在豎向構(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，僅與建筑高度的一次方成正比；而水平荷載對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩、以及由此在豎向構(gòu)件中所引起的軸力是與建筑高度的兩次方成正比；另一方面，對一定高度建筑來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風荷載和地震作用，其數(shù)值是隨著結(jié)構(gòu)動力性的不同而有較大的變化。

2、 側(cè)移成為控制指標。與較低樓房不同， 結(jié)構(gòu)側(cè)移已成為高樓結(jié)構(gòu)設計中的關(guān)鍵因素。隨著樓房高度的增加，水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形迅速增大，因而結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的側(cè)移應被控制在某一限度之內(nèi)。

3、抗震設計要求更高。有抗震設防的高層建筑結(jié)構(gòu)設計，除要考慮正常使用時的豎向荷載、風荷載外，還必須使結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能，做到小震不壞、大震不倒。

4、軸向變形不容忽視。高層建筑中，豎向荷載數(shù)值很大，能夠在柱中引起較大的軸向變形，從而會對連續(xù)梁彎矩產(chǎn)生影響，造成連續(xù)梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩之和端支座負彎矩值增大；還會對預制構(gòu)件的下料長度產(chǎn)生影響，要求根據(jù)軸向變形計算值，對下料長度進行調(diào)整；另外對構(gòu)件剪力和側(cè)移產(chǎn)生影響，與考慮構(gòu)件豎向變形比較，會得出偏于不安壘的結(jié)果。

5、結(jié)構(gòu)延性是重要設計指標。相對于較低樓房而言，高樓結(jié)構(gòu)更柔一些，在地震作用下的變形更大一些。為了使結(jié)構(gòu)在進入塑性變形階段后仍具有較強的變形能力，避免倒塌，特別需要在構(gòu)造上采取恰當?shù)拇胧瑏肀ＷC結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。

二、高層建筑中的優(yōu)化設計方案

所謂結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計，就是指工程結(jié)構(gòu)在滿足約束條件下按預定目標求出最優(yōu)方案的設計方法。如何做好結(jié)構(gòu)優(yōu)化：首先，要選擇合理的結(jié)構(gòu)方案，其決定了整個設計的好壞成敗。因為對同一個建筑設計方案而言，結(jié)構(gòu)設計不是唯一的，不同方案會使工程質(zhì)量和工程造價產(chǎn)生很大差別。其次，進行正確的結(jié)構(gòu)計算，一體化計算機結(jié)構(gòu)設計程序的應用和完善，幫助結(jié)構(gòu)工程師能越來越輕松的進行計算分析，使得結(jié)構(gòu)設計更加經(jīng)濟和合理。再次，要提高材料的利用率，因為結(jié)構(gòu)設計的目的就是花盡可能少的錢，做最安全適用建筑，這就要求結(jié)構(gòu)設計時對材料選用要合理，利用要充分。還有，要正確合理的運用和理解《規(guī)范》，其是我們設計中必須遵循的標準，是國家技術(shù)經(jīng)濟政策，科技水平以及工程實踐經(jīng)驗的總結(jié)。

1、房屋結(jié)構(gòu)周期性折減系數(shù)。房屋框架結(jié)構(gòu)和頂蓋等結(jié)構(gòu)設計中，因為填充墻體存在使結(jié)構(gòu)實際表現(xiàn)剛度大于設計計算剛度，計算周期也會大于實際周期，所以當算出結(jié)構(gòu)剪力偏

小時，會使房屋的某些結(jié)構(gòu)不安全，而應該對房屋結(jié)構(gòu)計算周期適當?shù)倪M行折減，這樣能達到很好的效果，但是對于房屋框架結(jié)構(gòu)，計算的周期不宜折減或折減系數(shù)取小。

2、耐久性的優(yōu)化設計。在之前大部分混凝土結(jié)構(gòu)設計方案中，很多沒有充分考慮到建筑結(jié)構(gòu)設計耐久性，也就是保證高層建成之后，在合理使用期限內(nèi)，要能滿足用戶正常使用要求。但是很多的設計未能達到，造成此現(xiàn)象的根本原因是沒有充分考慮到建筑結(jié)構(gòu)在使用的過程中，由于遭受條件和使用環(huán)境變化最終造成房屋結(jié)構(gòu)損傷，引起房屋可靠度指數(shù)下降。對一般高層混凝土結(jié)構(gòu)設計來說，低造價和省材料設計都應為滿意的結(jié)構(gòu)設計，但隨著人們生活水平的提高和在實際工程中，有時在其他使用要求或技術(shù)指標上升為設計主要矛盾時，設計者們就要放棄對經(jīng)濟的單純追求。所以當選以高層混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化為設計的主要目的時，就應依據(jù)設計所要面對的關(guān)鍵性問題，分清主次，選多目標或單目標來實施優(yōu)化，達到滿意效果。

3、房屋結(jié)構(gòu)抗震性設計。在工程圖紙設計過程中，房屋結(jié)構(gòu)按抗震設防分類，房屋抗震等級可根據(jù)房屋高度、烈度以及結(jié)構(gòu)類型按國家《抗震規(guī)范》確定。地震震力振型組合數(shù)據(jù)

對建筑應當不考慮耦聯(lián)扭轉(zhuǎn)計算；當振型數(shù)大于3的時候，應取3的整數(shù)倍計算，但數(shù)據(jù)不能大于建筑物層數(shù)；當房屋層數(shù)不大于2時，振型數(shù)則可取房屋層數(shù)。對于不規(guī)則房屋的結(jié)構(gòu)，應考慮扭耦聯(lián)轉(zhuǎn)，對高層房屋建筑來說，振型數(shù)應取不小于9；房屋結(jié)構(gòu)層數(shù)多或房屋結(jié)構(gòu)剛度突變系數(shù)大的話，振型數(shù)則應多取，例如結(jié)構(gòu)中含多塔結(jié)構(gòu)或頂部有小塔樓和轉(zhuǎn)換層等，振型數(shù)應取不小于12的數(shù)，但其大小仍不能大于房屋總層數(shù)3倍，除非其含有彈性定義的樓板，而且采取總剛性分析的時候，振型數(shù)才能夠取的更大。

4、地下室的層數(shù)處理。多層房屋框架結(jié)構(gòu)房屋一般都設置地下室結(jié)構(gòu)。由于隔墻較少，故常采用的是板筏基礎(chǔ)。設計計算時將上部結(jié)構(gòu)與地下層數(shù)結(jié)合在一起，并在圖紙中按實際

的地下室的層數(shù)計算。如此一來，計算基礎(chǔ)底板以及地基縱向荷載可一次設計完成。同時通過側(cè)層移剛度性系數(shù)比較，可以調(diào)整和判斷房屋相應嵌固位置，適當加固構(gòu)造措施，保證樓板最小配筋率和厚度。當房屋結(jié)構(gòu)縱向不規(guī)則時，要驗算其最薄弱層。

5、合理使用高強鋼筋與高強混凝土。高層建筑的總造價一般都包括框架結(jié)構(gòu)材料、施工和基礎(chǔ)的物料費用等，其中用鋼量以及構(gòu)筑件截面積對房屋造價影響較大，故在建筑設計中

合理使用高強混凝土與高強度鋼筋可有效降低用鋼量，節(jié)約建筑成本。若高層建筑設計位于厚軟的地基上，那么由于坐落在地基上的荷載大，合理使用高強鋼筋和高強混凝土來優(yōu)化構(gòu)件的截面積，減輕結(jié)構(gòu)重量，將會顯著降低工程造價及基礎(chǔ)設施施工難度，取得較好經(jīng)濟效果。對于震區(qū)的高層樓房來說，地震力作用的大小與建筑物的自重相關(guān)，人為地減輕建筑物的自重，降低結(jié)構(gòu)在地震的荷載，可提高建筑物的安全性。在設計中高效地使用高強鋼筋及高強混凝土，能快速有效的縮小梁墻板柱等構(gòu)件截面積，達到建筑造價目的。

6、框架梁以及柱箍筋間距。房屋柱箍筋和框架梁等加密區(qū)的最大箍筋以及最小箍筋直徑間距應該符合規(guī)定。依據(jù)規(guī)定，工程上取柱箍筋與梁的加密區(qū)最大間距為100mm左右，非

加密區(qū)箍筋最大的間距為200mm左右。通常在柱箍筋和內(nèi)定梁加密區(qū)間距為100mm左右，以此為計算依據(jù)算出加密區(qū)箍筋面積，工程師要依據(jù)規(guī)范確定肢數(shù)與箍筋直徑。而在程序內(nèi)定的條件下，當房屋的框架梁跨中有較大的其他荷載或次梁存在而又只有兩肢箍筋情況下，非加密區(qū)箍筋間距應采取200mm左右，使房屋梁非加密區(qū)的配箍充足，故建議內(nèi)定梁箍筋改為梁非加密區(qū)取200mm。既可保證梁箍筋加密區(qū)抗剪切能力，同時又增加梁非加密區(qū)抗剪的承載能力，使梁強抗剪性能更加充分體現(xiàn)出來。

總之，在高層建筑結(jié)構(gòu)設計中，結(jié)構(gòu)工程師不能僅僅重視結(jié)構(gòu)計算的準確性而忽略結(jié)構(gòu)方案的具體實際情況，應作出合理的結(jié)構(gòu)方案選擇。高層建筑結(jié)構(gòu)設計人員應根據(jù)具體情況進行具體分析掌握的知識處理實際建筑設計中遇到了各種問題。

參考文獻：

［1］陳陽顯.淺析高層建筑中混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計［J］.價值工程，2010（27）：89-92.

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關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設計；問題；對策引言

伴隨城市化進程的逐漸加快，各種高層建筑迅速崛起，越來越多的高層建筑，出現(xiàn)在人們的生產(chǎn)和生活中。高層建筑結(jié)構(gòu)設計在高層建筑建設中發(fā)揮著重要的作用，它直接影響建筑物的建設以及后期維護。在進行高層建筑結(jié)構(gòu)設計時，要選用科學、合理的設計方法，最大限度滿足人們對房屋建筑居住舒適度的功能要求。此外，高層建筑結(jié)構(gòu)設計還要能充分確保建筑物的質(zhì)量安全，滿足當?shù)乜拐稹⒖癸L的基本要求，為人們的生活、工作、學習提供安全保障。研究高層建筑結(jié)構(gòu)設計中的若干問題及對策具有非常重要的意義。

1 高層建筑結(jié)構(gòu)的特點

與一般建筑結(jié)構(gòu)不同，高層建筑結(jié)構(gòu)有其自身的特點，由于其高度過高，建筑物本身要同時承受水平和垂直兩個方向的荷載。其中，水平荷載主要是由外界的風力引起的，垂直荷載主要是由建筑物本身自重引起的。同時，不同地區(qū)對高層建筑物的結(jié)構(gòu)抗震等級也有明確的要求。一般情況下，低層建筑結(jié)構(gòu)受到的水平荷載和垂直荷載都比較小。但是，在高層建筑中，地震和風力對建筑物的影響就比較大，并且是高層建筑荷載的主要決定性因素。隨著高層建筑物的高度的不斷增加，高層建筑位移增長較快。但是，一旦高層建筑物產(chǎn)生的側(cè)移過大，就會嚴重影響人們居住的舒適度，并且會影響建筑物的使用功能。此外，過大的側(cè)移會直接損害建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件及非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的穩(wěn)定性。因此，在進行高層建筑結(jié)構(gòu)設計時，必須要將側(cè)移控制在規(guī)范要求的范圍內(nèi)，使建筑物能夠滿足人們的正常使用要求和舒適度要求。設計師在進行高層建筑結(jié)構(gòu)設計時，要能夠把握其核心工作。

2 層建筑結(jié)構(gòu)設計中的問題及對策

2.1 結(jié)構(gòu)的規(guī)范性問題

近年來，國家加大了對建筑行業(yè)的宏觀調(diào)控力度，明確規(guī)范了高層建筑物的安全使用要求，對高層建筑結(jié)構(gòu)設計進行了更多的限制，主要體現(xiàn)在對高層建筑工程項目中可能存在的安全隱患的防控。例如：嚴格要求建筑結(jié)構(gòu)設計中，建筑結(jié)構(gòu)嵌固端的下層和上層感度比必須控制在規(guī)范要求范圍內(nèi)。

國家不斷出臺了新的建筑結(jié)構(gòu)設計規(guī)范規(guī)則，并明確指出在建筑結(jié)構(gòu)設計中，不能使用不規(guī)則的結(jié)構(gòu)設計方案。高層建筑結(jié)構(gòu)設計人員在實際的設計工作中，必須嚴格按照新規(guī)范進行設計，避免為高層建筑結(jié)構(gòu)設計埋下安全隱患。

2.2 抗震設計問題

抗震設計規(guī)范明確規(guī)定了抗震設計目標，并針對不同地區(qū)、不同重要性的建筑對抗震設防進行了合理分類。因此，在進行高層建筑結(jié)構(gòu)設計時，必須要使結(jié)構(gòu)能夠滿足延性要求。同時，在抗震設防中應當遵循多道設防原則。當?shù)谝坏婪谰€的抗側(cè)力構(gòu)件在遭遇地震被破壞后，要能夠有第二道，甚至是第三道防線立即接替，使建筑物不至于倒塌。當高層建筑物在遭受地震后，重力荷載是導致建筑倒塌的直接原因。因此在進行高層建筑結(jié)構(gòu)設計時，必須優(yōu)先選擇輕質(zhì)高強的原材料。在滿足強度和結(jié)構(gòu)變形要求的前提下，綜合考慮經(jīng)濟性因素，盡可能選用質(zhì)量較輕的材料。高層建筑結(jié)構(gòu)設計師要能夠與時俱進，積極應用成熟、可靠的現(xiàn)代化技術(shù)和新產(chǎn)品，不斷提高自身設計水平，為建設優(yōu)質(zhì)工程貢獻自己的一份力量，為企業(yè)爭取良好的經(jīng)濟利益。

在高層建筑結(jié)構(gòu)設計中，利用結(jié)構(gòu)自身的抗震性能來抵抗地震作用，是一種較為被動消極的抗震政策，建筑結(jié)構(gòu)一旦發(fā)生破壞，造成的人員傷亡和經(jīng)濟損失將會不可估量。因此，在進行高層建筑結(jié)構(gòu)設計時，必須通過為結(jié)構(gòu)施加控制裝置，加強結(jié)構(gòu)減震控制。在地震來臨時，控制裝置和結(jié)構(gòu)自身共同承受地震作用，通過二者的協(xié)調(diào)作用，能夠有效減輕地震反應。基礎(chǔ)隔離是結(jié)構(gòu)減震控制的一種很好的方法，通過安裝隔震裝置系統(tǒng)形成隔震層，能夠有效延長結(jié)構(gòu)周期，使結(jié)構(gòu)本身處于延性工作狀態(tài)，有效吸收地震能量，減小結(jié)構(gòu)主體的地震反應，避免房屋破壞甚至倒塌。

2.3 建筑超高問題

建筑開發(fā)公司為了為自身謀取更多的利益，通過提高建筑高度來提高土地的利用率，雖然在很大程度上降低了工程建設項目成本，但也給高層建筑結(jié)構(gòu)造成了超高問題，并存在很多私自在建筑物上增高的違反操作現(xiàn)象。我國部分城市處于地震高發(fā)區(qū)，在進行高層建筑結(jié)構(gòu)設計時，設計師要充分根據(jù)不同地區(qū)的地質(zhì)地貌情況，考慮當?shù)氐卣鸢l(fā)生的趨勢。建筑的超高問題嚴重影響了高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震效果，為建筑

結(jié)構(gòu)的安全使用埋下了隱患。近年來，國家逐步提高了對建筑物超高問題的重視程度，要求建筑結(jié)構(gòu)設計完成后必須經(jīng)過層層審批，通過后方可開工。這樣，在很大程度上避免了開工一段時間后又發(fā)現(xiàn)超高問題，有助于確保工程進度。同時，高層建筑施工是一次性的工程，中途返工會造成高額經(jīng)濟損失，加強審批，有助于避免不必要的經(jīng)濟損失，防患于未然。

目前，我國對于高層建筑結(jié)構(gòu)高度有了更加詳細的劃分，建筑設計人員應當在設計之前明確自己的結(jié)構(gòu)高度分類，并嚴格按照相關(guān)規(guī)定進行設計，提高高層建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量安全。

2.4 嵌固端設置問題

目前，大多數(shù)高層建筑物設有兩層或兩層以上的人防或者地下室。高層建筑物的人防及地下室的頂板上都要設置嵌固端。此時，高層建筑結(jié)構(gòu)設計就要考慮嵌固端設置可能造成的問題。在進行結(jié)構(gòu)計算時，要考慮嵌固端設計對計算參數(shù)的影響，全面考慮其可能造成影響的多種可能，有效協(xié)調(diào)高層建筑結(jié)構(gòu)抗震縫的寬度及縫隙與嵌固端的位置，并將嵌固端的上層和下層對應的感度比值控制在規(guī)范要求的范圍內(nèi)。

此外，在進行高層建筑結(jié)構(gòu)設計時，要為嵌固端樓板設計合理的位置。在進行嵌固端的設計時，要綜合考慮各方面因素，選擇最優(yōu)的設計方案，盡可能避免其在高層建筑結(jié)構(gòu)使用過程中出現(xiàn)安全問題。這樣，在確保結(jié)構(gòu)安全的前提條件下，有助于促進建筑工程項目的順利完工。

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【關(guān)鍵詞】高層建筑；結(jié)構(gòu)設計；問題分析

中圖分類號： TU208 文獻標識碼： A

一、高層建筑結(jié)構(gòu)設計

近年來，高層建筑的迅速發(fā)展，高層建筑是一個復雜的結(jié)構(gòu)模型。但建筑結(jié)構(gòu)設計效果不理想，從而在結(jié)構(gòu)設計過程中，建筑結(jié)構(gòu)設計人員應根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)特點，認真研究建筑實踐，合理設計，保證建筑的安全性和穩(wěn)定性，發(fā)揮施工效率，以滿足建設的使用要求。對高層建筑超高的問題，高層建筑結(jié)構(gòu)的高度有嚴格的規(guī)定，不僅有限制規(guī)定的高度，并增加了對高層建筑結(jié)構(gòu)設計的方法和措施，為了避免施工設計階段后的更改，高層建筑結(jié)構(gòu)設計必須遵循嚴格的約束規(guī)范。在高層建筑結(jié)構(gòu)的設計，工程結(jié)構(gòu)設計人員應考慮固定端設置，考慮嵌入地板端的設計，必須盡量減少或避免剪力的應用。與此同時隨著建筑物高度的增加，高層建筑結(jié)構(gòu)載荷不僅承擔水平方向的受力，而且也承受著垂直方向上的載荷，這也是抗震的一種要求。在高層建筑結(jié)構(gòu)設計過程中，不僅要考慮豎向荷載，同時還要考慮水平荷載作用。此外，在外力的情況下，建筑結(jié)構(gòu)有一定的位移，包括彎曲，軸向變形和剪切變形。高層建筑軸向力較大，軸向變形產(chǎn)生顯著，在建筑結(jié)構(gòu)設計中要充分考慮軸向變形。

二、高層建筑結(jié)構(gòu)設計過程存在問題分析

在一般情況下，高層建筑結(jié)構(gòu)需要體現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)水平，高層建筑結(jié)構(gòu)設計是延性設計的重要指標，由于高層建筑具有樓層高的特點，從而高層建筑更容易發(fā)生變形，因此，在施工過程中，必須充分考慮如何保證高層建筑的延性，應該在建筑設計階段采取相應的措施保證結(jié)構(gòu)延性。所以從高層建筑結(jié)構(gòu)設計過程的影響因素來分析，影響高層建筑結(jié)構(gòu)設計過程的問題主要有：一方面是只注重優(yōu)化結(jié)構(gòu)尺寸。在高層建筑結(jié)構(gòu)設計過程中，往往只注重幾何結(jié)構(gòu)最優(yōu)截面約束條件的優(yōu)化，而忽視整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，但是有時形狀優(yōu)化比尺寸優(yōu)化更有意義，尺寸優(yōu)化根本無法接近最優(yōu)的結(jié)果，因而為了改善應力狀態(tài)，增加材料消耗，但是增加構(gòu)件截面沒有明顯改善所存在的狀況。在工程設計中，忽略了對高層建筑超高和建筑類型結(jié)構(gòu)變化的問題，導致建筑方案審批不予采用，在這種情況下，整個建筑成本好項目建設期會受到很大的影響。另一方面是結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化存在薄弱環(huán)節(jié)。由于實際結(jié)構(gòu)往往是很復雜的，有許多設計變量和約束條件等因素的制約，甚至不確定因素使目標函數(shù)在成立后只能是相對最優(yōu)解。目前高層建筑實際優(yōu)化沒有軟件分析，因此這種優(yōu)化方法的實現(xiàn)更加困難。許多高層建筑方案設計，結(jié)構(gòu)和布局合理，同類型的結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面也是常用的尺寸，但結(jié)果仍然存在一些薄弱環(huán)節(jié)。

三、提升高層建筑結(jié)構(gòu)設計水平的措施

（一）合理設計高層建筑計算圖

高層建筑設計計算需要基于結(jié)構(gòu)計算圖，才能確保高層建筑結(jié)構(gòu)設計合理，如果計算圖的選擇不科學，那么就比較容易導致高層建筑出現(xiàn)意外事故，所以在一定程度上，高層建筑結(jié)構(gòu)計算簡圖是確保高層建筑理性選擇的安全設計。同時，建立相應的高層建筑計算圖方法應保證建筑安全性設計。另外，高層建筑結(jié)構(gòu)設計的原則是強剪弱彎，合理分配強弱壓力，根據(jù)高層建筑工藝設計原則和結(jié)構(gòu)要求，加強薄弱環(huán)節(jié)的加固，并把重點放在對構(gòu)件的延伸性能和溫度應力的要求上。

（二）確保高層建筑地基基礎(chǔ)設計

高層建筑的地基基礎(chǔ)設計是高層建筑的基本設計選擇之一，根據(jù)高層建筑的地質(zhì)條件進行合理選擇，對高層建筑的結(jié)構(gòu)類型和荷載分布進行綜合分析，并綜合考慮高層建筑的施工條件，研究相鄰建筑物的影響因素，最終確定科學、合理的基礎(chǔ)設計方案。基于程序的選擇可以充分保障高層建筑地基基礎(chǔ)設計的有效性，能夠滿足路基變形的檢驗要求。此外，在對高層建筑設計中需要進行詳細的地質(zhì)調(diào)查，確保高層建筑地基的基礎(chǔ)設計。

（三）合理選擇高層建筑整體結(jié)構(gòu)

高層建筑的合理結(jié)構(gòu)設計必須滿足經(jīng)濟要求，并滿足系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式要求。高層建筑的整體要求是受力明確，傳力簡單。在同一個建筑結(jié)構(gòu)單元，應選擇相同的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，建設高層建筑需要符合當?shù)氐牡乩淼匦螚l件，滿足工程設計要求，并且充分考慮施工條件，對建筑材料進行綜合分析，實現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)的相協(xié)調(diào)，以確定該方案的結(jié)構(gòu)合理科學。

（四）準確分析高層建筑結(jié)構(gòu)計算結(jié)果

隨著科學技術(shù)的不斷進步，計算機技術(shù)已廣泛應用于建筑結(jié)構(gòu)設計之中，但是在目前的市場上，有許多形形的結(jié)構(gòu)設計計算軟件，通過使用不同的軟件得到的結(jié)果可能不同，因此，高層建筑結(jié)構(gòu)設計中應采取相應的施工措施，需要全面了解建筑設計軟件的使用前提條件和建筑結(jié)構(gòu)的設計范圍是否相互匹配，科學合理的選擇計算軟件，同時由于高層建筑實際情況和建筑結(jié)構(gòu)的計算機程序不一致，所以需要結(jié)合計算機進行輔助設計，避免軟件本身所導致的缺陷，對計算機軟件工程的結(jié)構(gòu)設計應進行檢查，確保得到高層建筑結(jié)構(gòu)計算的精確結(jié)果。

四、結(jié)語

社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展促進了高層建筑的迅速發(fā)展。高層建筑結(jié)構(gòu)設計在建筑設計中起著非常重要的作用和意義。隨著我國高層建筑的不斷發(fā)展，高層建筑結(jié)構(gòu)設計要求越來越高，本文對高層建筑的結(jié)構(gòu)特征分析，探討了高層建筑結(jié)構(gòu)的設計原則，闡述了高層建筑結(jié)構(gòu)體系的選擇，并著重對高層建筑結(jié)構(gòu)設計存在的問題及對策分析，可為建筑結(jié)構(gòu)的頂層設計提供參考和依據(jù)。

參考文獻：

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篇5

【關(guān)鍵詞】高層建筑；結(jié)構(gòu)設計；問題及對策

隨著大中城市的發(fā)展以及人口的聚集，建設用地日趨緊張，這就為高層建筑的出現(xiàn)提供了廣闊的發(fā)展舞臺。隨著建筑業(yè)的日漸成熟，高層建筑的結(jié)構(gòu)越來越復雜多樣化，外形的不規(guī)則性、建筑內(nèi)部空間的盡可能寬敞及靈活性、豎向或低層的不規(guī)則和不均勻性，這些情況的出現(xiàn)往往難以滿足《鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設計與施工規(guī)程》（下稱《高規(guī)》）的條款，針對這樣的問題必須采用一些特殊的方法來處理。

一、高層建筑結(jié)構(gòu)設計的原則

1.1 高層建筑結(jié)構(gòu)計算簡圖的合理化原則

計算高層建筑結(jié)構(gòu)設計的基礎(chǔ)是計算簡圖，則計算簡圖的合理性直接關(guān)乎到高層建筑的結(jié)構(gòu)安全。由此可見，高層建筑結(jié)構(gòu)設計必須堅持計算簡圖合理化原則。此外，必須把計算簡圖的誤差控制到規(guī)范范圍內(nèi)，理由是高層建筑實際結(jié)構(gòu)的節(jié)點并不單一。

1.2 高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)方案的合理化原則

一般而言，選擇高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)方案的參考依據(jù)為高層建筑的地質(zhì)條件。高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)方案的合理化要求對高層建筑的結(jié)構(gòu)類型、施工條件、荷載分布情況、與鄰近既有建筑物的關(guān)聯(lián)性等因素予以綜合考慮。高層建筑結(jié)構(gòu)設計基礎(chǔ)方案通常應確保最大化發(fā)揮地基的潛力。此外，高層建筑結(jié)構(gòu)設計必須具備相應的地質(zhì)勘查報告。

1.3 高層建筑結(jié)構(gòu)方案的合理化原則

高層建筑結(jié)構(gòu)方案的合理化是指高層建筑結(jié)構(gòu)設計方案必須與結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)形式的要求保持一致，同時應滿足經(jīng)濟性的要求，其中結(jié)構(gòu)體系的具體要求為傳力簡單化、受力明確化。針對某些結(jié)構(gòu)單元相同的高層建筑物，其結(jié)構(gòu)體系也應該相同。

一般而言，高層建筑結(jié)構(gòu)方案的合理化要求綜合考慮工程設計需求、地理條件、施工材料、施工條件等因素，同時要求建筑的暖氣、水、電等相互協(xié)調(diào)。

二、高層建筑結(jié)構(gòu)設計中存在的問題

2.1、高層建筑結(jié)構(gòu)受力性能

對于一個建筑物的最初的方案設計，建筑師考慮更多的是它的組成特點，而不是詳細地確定它的具體結(jié)構(gòu)。建筑物底面對建筑物空間形式的豎向穩(wěn)定和水平方向的穩(wěn)定都是非常重要的，由于建筑物是由一些大而重的構(gòu)件所組成。因此結(jié)構(gòu)必須能將它本身的重量傳至地面，結(jié)構(gòu)的荷載總是向下作用于地面的。而建筑設計的一個基本要求就是要搞清楚所選擇的體系中向下的作用力與地基上的承載力之間的關(guān)系。所以，在建筑設計的方案階段，就必須對主要的承重柱和承重墻的數(shù)量和分布做出總體設想。

2.2、高層建筑結(jié)構(gòu)設計中的扭轉(zhuǎn)問題

建筑結(jié)構(gòu)的幾何形心、剛度中心、結(jié)構(gòu)重心即為建筑三心。為避免建筑物因水平荷載作用而發(fā)生的扭轉(zhuǎn)破壞，應在結(jié)構(gòu)設計時選擇合理的結(jié)構(gòu)形式和平面布局，盡可能地使建筑物做到三心合一。在水平荷載作用下。高層建筑扭轉(zhuǎn)作用的大小取決于質(zhì)量分布。為使樓層水平力作用沿平面分布均勻。減輕結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)振動，應使建筑平面盡可能采用方形、矩形潿形、正多邊形等簡面形式。

2.3、高層建筑結(jié)構(gòu)設計中抗震的問題

對一、二級抗震等級的剪力墻底部加強部位控制軸壓比，并設置約束邊緣構(gòu)件，是《高規(guī)》為保證剪力墻的延性，新增加的要求。在剪力墻約束邊緣構(gòu)件配箍特征值為λv/2的區(qū)段，規(guī)范允許配置箍筋或拉筋。所設拉筋應同時鉤住墻體的水平分布筋（或箍筋）和豎向分布筋，而不能有一部分拉筋僅鉤住墻體的豎向分布筋。當此區(qū)段的體積配箍率或拉筋的豎向間距不能滿足規(guī)范要求時，應同時設置箍筋。

三、高層建筑結(jié)構(gòu)設計解決對策

針對于在高層建筑結(jié)構(gòu)設計中，存在著的高層建筑本身的原因以及連梁超筋現(xiàn)象、地下室外墻設計存在著的問題，設計人員應該根據(jù)建筑的實際情況，根據(jù)自身的設計經(jīng)驗，采取有效的措施進行解決，才能夠不斷的促進高層建筑結(jié)構(gòu)設計的順利進行，促進高層建筑順利的施工和竣工。下面就針對于具體的措施進行分析。

3.1、配合專業(yè)了解工程

首先，設計人員需要進行全面的分析，充分的了解工程以及情況，不是拿到圖紙盲目的建模計算或者是上機繪圖，需要理解透徹建筑圖的含義及意義，明確各個專業(yè)注意和配合，并且做統(tǒng)一的標準，確定原則和方案，必要的時候要組織各個專業(yè)的協(xié)調(diào)和相關(guān)的管理，使各個專業(yè)的條件圖真正成為條件圖，避免出圖后出現(xiàn)調(diào)整引起的返工，浪費時間和精力。

3.2、建模處理

建模計算之前要處理好荷載計算，不要估算不精確的同時還存在著誤差，要完整的準確的根據(jù)建筑做法和要求來輸入，考慮是否施工活荷載的不利影響，樓梯口的輸入局部開洞口，飄窗部分的處理地方，要運用專業(yè)知識來計算或處理，這樣減少誤差，也減少計算工作量。

3.3、收集數(shù)據(jù)資料

準確的計算出建設工程所處的地理位置的制約條件，以及設計要涉及的所有數(shù)據(jù)和資料，都要提前收集好，等要用到的時候能夠很快的查閱到，方便工作的需要，而且對于一些特殊的建筑還要根據(jù)經(jīng)驗來確定各種數(shù)值的參數(shù)取值，收集設計所需要的資料和規(guī)范，根據(jù)不同地域工程類型準確計算參數(shù)，可以使設計計算更加的可靠。

3.4、保護裝置

為了確保安全，要在電源處安裝與進戶線連接，形成保護接零系統(tǒng)，引用各個插座的接地和不帶電的金屬外殼，總配電箱的熔絲和分支熔絲應該相配得當，用電設備發(fā)生故障時應得到保護，高層房屋住宅應該安裝防雷保護裝置，確保使用者的安全，有計算機房的要設計屏蔽網(wǎng)，防外漏干擾。

四、結(jié)束語

綜上所述，高層建筑結(jié)構(gòu)設計是高層建筑的靈魂，關(guān)系到整個建筑的安全及可行性，同時高層建筑行業(yè)與高層建筑結(jié)構(gòu)設計是一個彼此影響、相互關(guān)聯(lián)的整體，高層建筑行業(yè)的深入發(fā)展需要高層建筑結(jié)構(gòu)設計的支撐，直接關(guān)乎到高層建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

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