浅谈高层建筑结构设计与具体问题分析

何宏波

摘要：随着经济的发展，建筑工程设计人员所承担的任务也会越来越多，技术难度也会更大，这对设计人员是严峻的挑战。本文一方面围绕高层建筑结构，总结了高层建筑结构设计的特点以及提出了高层建筑结构分析和各种体系相对应的方法。为实际高层建筑结构分析与设计提供一定参考。另一方面本文根据建设部有关部门对近年来建筑工程设计中存在问题的统计材料，并结合在抗震审查工作中发现的一些问题，就其中比较重要的若干问题作些探讨和分析。

关键词：高层建筑；建筑工程设计；结构体系；问题

Abstract: With economic development, have undertaken the task of building engineering staff will be more and more a greater technical difficulty, severe challenges designers. This paper around the high-rise building structures on the one hand, summarizes the characteristics of the structural design of high-rise buildings as well as the corresponding methods of structural analysis of high-rise buildings and a variety of system. The actual analysis and design of high-rise building structure to provide a reference. On the other hand this article relevant departments under the Ministry of Construction of the building works in recent years the statistical material problems in the design, combined with some of the problems found in the seismic review, explore and analyze some important number of issues.Keywords: high-rise buildings; Architectural and engineering design; structural system; problems

中图分类号：[TU355]文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

由于在设计上出现的问题，会给工程施工阶段与交付使用等方面带来很多安全质量隐患。在这里，笔者将自己在建筑工程设计中发现的问题剖析给大家，并针对性地提出解决方法，希望对建筑设计人员和项目建设单位的基建人员能有所帮助。

一、设计中普遍存在的问题

1.思想保守

“思想保守”体现在结构设计方面比较多，例如：现在很多高层住宅，剪力墙过多过厚，由于刚度过大，导致相对侧移值过小，远远小于规范的规定值，一来不利于建筑物抗震，二来不经济。设计师“思想保守”不应该，但不顾现场条件的“开放”也是错误的。它体现在：有些设计师在建筑创作中大量的搞“怪异造型”和“仿制抄袭”，认为谁的作品能给人带来某种震撼，满足其求新、求异的心理需求，哪怕是从国外直接搬过来的东西，就会受到决策者和建设方等首选。实际上这是建筑设计创作的极端表现，这种设计没有考虑到建筑与环境的协调及整体性，反而降低了设计品位，徒增造价。

2.专业知识及专业配合不到位

有些设计人员没有扎实的专业技术知识，自然设计出的建筑图纸会出现很多问题，给施工带来难度。不具备扎实的专业知识，在施工过程中出现的临时性问题更是难以应付，有的甚至对施工工艺都不太了解。一些年轻的设计师，离开计算机，离开图库，大脑一片空白，徒手根本不能画图，不能设计。这样怎能保证设计质量，这样的设计在建设过程中如何能成为施工依据。解决方法：设计师要加强专业知识学习，还要对新信息、新设计工具、新设计手段不断充电，同时也要注重实践训练，从设计室走出来，深入现场一线，对施工工艺、流程等方面要很好的把握等。

3.违反强制性条例现象

在工程勘察项目中，违反强制性条例多的是一些知名度高，市场占有份额较大，勘察项目较多的老牌甲级院。各大勘察设计单位对执行强制性规范是认真的，这对保障的勘察设计质量起到了很好的表率作用。勘察工程中才出现的大院现象，也是由于工作量大而引起百密一疏的现象。一般都是在外业工作深度达到了勘察深度后，在内业报告中出现的违规情况。另外就是对设计要求没有吃透而产生的疏忽，但大多数项目质量是高的。具体原因客观上是由于建筑专业的灵活性造成的。由于每个工程项目的不同，建筑物的朝向、体量、高度、间距、面积都有不同，就会造成设计者的疏漏，从而造成多次违反强条的现象，这就给建筑设计的设计者提出了更高的要求。作为执业者本身来说，对各类规范的强调要心中有数，对棱模两可的专业问题一定要有规范作依据，这样才能有效的避免违反强条的现象再度发生。另外，建筑专业在方案阶段容易受到建设单位和业主的主观想法的影响，特别是边远城区，这种影响会更大，所以在主观上为了承接任务也有听之任之的现象，这是十分有害的，因此更要加强执业者本身的素质教育，加强职业道德的修养，对强制性条问多做宣传，在执行强条上毫不含糊，从根本上杜绝违反强条的现象。

二、高层建筑结构体系设计

1.高层建筑结构设计因素分析

（1）水平荷载成为决定因素。一方面，因为楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与楼房高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩，以及由此在竖构件中引起的轴力，是与楼房高度的两次方成正比；另一方面，对某一定高度楼房来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。

（2）轴向变形不容忽视。高层建筑中，竖向荷载数值很大，能够在柱中引起较大的轴向变形，从而会对连续梁弯矩产生影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大；还会对预制构件的下料长度产生影响，要求根据轴向变形计算值，对下料长度进行调整；另外对构件剪力和侧移产生影响，与考虑构件竖向变形比较，会得出偏于不安全的结果。

（3）侧移成为控制指标。与较低楼房不同，结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因素。随着楼房高度的增加，水平荷载下结构的侧移变形迅速增大，因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。

（4）结构延性是重要设计指标。相对于较低楼房而言，高楼结构更柔一些，在地震作用下的变形更大一些。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，避免倒塌，特别需要在构造上采取恰当的措施，来保证结构具有足够的延性。

2、高层建筑的结构体系