高层建筑结构设计问题分析

单庆伟

（大庆油田矿区服务事业部万方工程技术设计院，黑龙江 大庆 163411）

1 高层建筑结构设计的三个阶段

高层建筑的结构设计是一个十分复杂的工作，在设计过程当中主要分为以下几个步骤：

一是要根据建筑的实际情况提出结构设计的方案，在提出制定方案之前，首先要对建筑的相关情况进行实际的考察，比如建筑的高度、层数以及安全等级等，了解建筑所需要的抗震等级以及施工现场的地质情况。在这些资料的基础之上进行相应的分析，从而采取相应的结构形式，然后根据建筑结构形式来进行相应的布置。二是结构计算阶段。在制定好相应的结构设计方案之后，就开始进行相应的计算工作，对于各个部分的载荷进行科学的计算，为后续的工作打下坚实的基础。三是内力的计算。根据结构计算阶段的载荷值以及各个构件的截面来计算内力。四是构件的计算。按照国家相关的规范的要求对构件能否达到相关的要求，根据计算的结果对其进行科学合理的布置，从而符合相应的标准。

2 高层建筑结构设计注意问题

2.1 关于箱、筏基础底板的挑板问题。从结构角度来讲，如果能出挑板，能调匀边跨底板钢筋，特别是当底板钢筋通长布置时，不会因边跨钢筋而加大整个底板的通长筋，较节约；出挑板后，能降低基底附加应力，当基础形式处在天然地基和其他人工地基的坎上时，加挑板就可能采用天然地基；能降低整体沉降，当荷载偏心时，在特定部位设挑板，还可调整沉降差和整体倾斜；窗井部位可以认为是挑板上砌墙，不宜再出长挑板。虽然在计算时此处板并不应按挑板计算。当然此问题并不绝对，当有数层地下室，窗井横隔墙较密，且横隔墙能与内部墙体连通时，可灵活考虑；当地下水位很高，出基础挑板，有利于解决抗浮问题；从建筑角度讲，取消挑板，可方便柔性防水做法。

2.2 关于箱、筏基础底板挑板的阳角问题。在基础的底面积当中阳角面积比较小，因此可以直接使用直角，阳角可以在悬挑部分保持不变的状态下，不再使用辐射筋。

2.3 基坑开挖。在挖基坑的过程当中，基坑边上的土往往不会发生反弹，这是因为其受到摩擦角的约束，而坑中心反弹的基土应该采用人工的方式进行相应的清理。在存在较大约束力的情况下，可以不考虑回弹。按照基底附加应力对称将进行相应的计算。而约束力往往在交大的基坑当中较小，因此计算的时候应该按照基底的压力来进行，如在进行箱基沉降计算的时候，也是如此。

2.4 关于梁、板的计算跨度。一般的手册或教科书上所讲的计算跨度，如净跨的1.1倍等，这些规定和概念仅适用于常规的结构设计，在应用广的宽扁梁中是不合适的。梁板结构，简单点讲，可认为是在梁的中心线上有一刚性支座，取消梁的概念，将梁板统一认为是一变截面板。在扁梁结构中，梁高比板厚大不了多少时，应将计算长度取至梁中心，选梁中心处的弯矩和梁厚，及梁边弯矩和板厚配筋，取二者大值配筋。(借用台阶式独立基础变截面处的概念)柱子也可认为是超大截面梁，所以梁配筋时应取柱边弯矩。削峰是正常的，不削峰才有问题。

2.5 关于回弹再压缩。基坑开挖时，摩擦角范围内的坑边的基底土受到约束，不反弹，坑中心的地基土反弹，回弹以弹性为主，回弹部分被人工清除。当基础较小，坑底受到很大约束，如独立基础，回弹可以忽略，在计算沉降时，应按基底附加应力计算。当基坑很大时，相对受到较小约束，如箱基，计算沉降时应按基底压力计算，被坑边土约束的部分当作安全储备，这也是计算沉降大于实际沉降的原因之一。

2.6 抗震缝。应该将抗震缝进行适当的加大，这是因为，在实际发生地震的过程当中，如果仅仅是按照相关设计规范要求的抗震缝往往会出现碰撞，因此在可以适当的进行加大。

2.7 主梁有次梁处加附加筋。一般应优先加箍筋，附加箍筋可认为是：主梁箍筋在次梁截面范围无法加箍筋或箍筋短缺，在次梁两侧补上，象板上洞口附加筋。附加筋一般要有，但不应绝对。规范说的清楚，位于梁下部或梁截面高度范围内的集中荷载，应全部由附加横向钢筋承担。也就是说，位于梁上的集中力如梁上柱、梁上后做的梁如水箱下的垫梁不必加附加筋。位于梁下部的集中力应加附加筋。但梁截面高度范围内的集中荷载可根据具体情况而定。当主次梁截面相差不大，次梁荷载较大时，应加附加筋。当主梁高度很高，次梁截面很小、荷载很小时，如快接近板上附加暗梁，主梁可不加附加筋。还有当主次梁截面均很大，如工艺要求形成的主次深梁，而荷载相对不大，主梁也可不加附加筋。总的原则，当主梁上次梁开裂后，从次梁的受压区顶至主梁底的截面高度的混凝土加箍筋能承受次梁产生的剪力时，主梁可不加附加筋。梁上集中力，产生的剪力在整个梁范围内是一样，所以抗剪满足，集中力处自然满足。主次深梁及次梁相对主梁截面、荷载较小时，也可满足。

2.8 一般情况下，悬挑梁宜做成等截面，尤其出挑长度较短时。与挑板不同，挑梁的自重占总荷载的比例很小，作成变截面不能有效减轻自重。变截面挑梁的箍筋，每个都不一样，加大施工难度。变截面梁的挠度也大于等截面梁。当然，外露的大挑梁，可适当变截面，使感官效果好些。

结束语

高层建筑的结构设计是一项综合性的技术工作，对于建筑的设计有着非常重要的作用和意义。随着我国高层建筑的不断发展，高层建筑的结构设计的要求越来越高，分析了高层建筑的结构特征，高层建筑结构设计的原则，阐述了高层建筑结构体系的选型问题，并重点分析了高层建筑结构设计问题及对策，可以为高层建筑结构设计提供参考和依据。建筑结构设计具有极高的专业性，除了要求设计人员具有较高的专业素质之外，还要具备良好的职业道德，具有责任感，只有同时具备这两个方面的素质，才能够在实际工作当中以较高的水平和质量完成建筑结构设计工作。当前我国经济发展十分迅速，建筑行业作为国民经济发展的一个重要支柱，其发展离不开高质量的建筑结构设计。广大建筑设计人员应该在日常的设计工作当中注意经验的积累，同时还要积极学习相关领域的最新知识，不断提高自身的专业素养，从而做好设计工作，为我国高层建筑工程的的发展做出贡献。

[1] 孙广花.关于高层建筑结构设计问题分析[J].中国新技术新产品.2011(17).

[2] 张东华.试论高层建筑结构设计分析和问题探讨[J].科技创新导报,2011,(32).

[3] 蒋新梅.论高层建筑结构设计之常见问题的分析[J].四川建材,2009,(02).