对于城市高层建筑结构设计的要点分析

李 迪

（黑龙江佳木斯市建筑设计研究院，黑龙江 佳木斯 154002）

近些年来，高层建筑在大城市如雨后春笋成为楼层建筑的主流，高层建筑是利用有限的土地资源，结合安全性、经济性、合理性等设计的。本文主要简单的阐述了在城市高层建筑结构设计时要注意的一些要点，提出了高层结构设计的原则。

1 高层建筑结构设计特点

1.1 高层建筑结构设计中要用到许多专业知识，结构专业用的最多，最为重要

它的设计比较复杂，不同于低层、多层建筑结构设计，设计的结构直接关系到建筑平面布置，建筑物形状，楼层高度，机电管道的设置，施工技术要求，工期的长短和工程造价的高低等等许多方面。

1.2 高层建筑结构设计时尽量减轻自重

在同样的地基情况下，减轻自重更有利于加大楼层的高度，同时可以获得更高的经济效益。减轻自重在一定程度上可以减少地震的破坏性，是提高结构抗震能力的有效办法。如果高层建筑的质量很大，作用在结构上的地震剪力大，而且高层建筑重心高地震造成的倾覆力矩大，破坏性也就越强。因此，在高层建筑房屋中，结构构件在保证高强度材料的条件下，各种非结构构件和围护墙体都应当采用轻质材料以减轻房屋自重。这样有利于减小结构刚度和地震破坏强度，节省材料，降低成本，充分利用有限的土地面积创造更大的建筑面积。

1.3 使结构具有足够的抵抗侧向力和刚度的能力

高层建筑结构设计中，不仅要求整体结构能够承受足够的垂直负荷，而且必须使结构具有足够的抵抗侧向力和刚度的能力，不至于因受到侧向力时而发生超出允许范围的侧向偏移。如果侧向位移太大，会使楼层重心偏移，造成居民的惊慌，影响楼层内居民的正常学习、工作和休息。甚至还会是家居的墙体出现倾斜，装饰脱落或出现裂纹，整个楼层里的水气管道、电梯发生异常，框架结构破坏等。

1.4 高层建筑的设计时，严格计算地基的承载能力与上层的结构承载力相符合

每层都具有一定的纵向和横向承载能力，为居民提供良好的居住环境。外墙、窗玻璃及其他围护和装饰构件，必须有足够的承载力，并与主体结构有可靠的连接，防止房屋在风荷载作用下产生局部损坏。

1.5 高层建筑要比其他建筑具备更全面的抗震设防系统

高层建筑的楼道一定要宽敞，以防火灾发生时，人员逃亡时出现踩踏、拥挤现象。在高层建筑选址时，要严格进行实地考察勘测，选择位于开阔平坦、质地坚硬的场地，对抗震有重要的作用。避开经常发生自然灾害，地质酥软的场地，比如河岸、断层破碎带、泥石流、滑坡多发地带等这些地方。任何时候都不得处于各种原因建造一些危害人类健康、伤及人类生命的建筑物。

2 高层建筑结构设计原则

2.1 选择合理的高层建筑结构计算简图，可以有效的保证高层建筑的安全问题

选择合理的计算机简图是保证高层建筑结构设计安全的基础条件。不合理的计算机结构简图，会使在计算中对结构节点处理不当，导致建立错误的结构模型，使得高层建筑产生结构安全事故。同时，计算简图应该采用相应的构造方法保证安全。在实际的结构中，考虑每一个结构节点（钢节点、绞节点等），都在误差允许范围内。

2.2 按照高层建筑地质条件，进行结构基础设计

综合考虑高层建筑物的上层结构类型和地基的承受能力，对建筑物的结构设计。尽量充分利用地基的承受强度，建筑合理的高度，必要时要求进行地基变形的检验。根据当地的地质调查结果，对高层建筑结构基础设计。

2.3 设计合理的高层建筑结构方案，满足人类的需求

合理的结构设计方案要满足建筑楼层安全的要求和合理经济的结构设计。结构体系要根据当地的地质情况、施工条件、设计技术要求、人们需求等方面，对水、暖、电等各个生活需求的结构进行设计。结构的选择设计应考虑到构件对自然环境、人为因素等影响，保证具有一定的承受性、耐候性。

2.4 选择合适的方式对计算结果进行准确的分析，得出恰当的结构设计方案

当今已经进入了计算机时代，计算机逐渐渗透到生活、工作中。毋庸置疑，计算机技术在建筑结构方面的应用也非常广泛。每一款计算机软件都有一套自己的程序，所以处理结果也会不同，这就要求建筑设计人员要充分掌握每一应用软件，根据实际情况选择最合适的处理软件。但是程序不可能与文明实际的情况相符，这就需要工作人员仅把分析结果作为参考，并适当的修改，和其他工程师商议校核，做出准确的判断结果。

3 高层建筑结构设计存在的问题及其对策

3.1 高层建筑结构设计的超高问题

随着城市人口的剧增，高层建筑物成为目前的发展趋势。我国的建筑规范为了保证高层的抗震能力，对高层建筑结构的高度有严格的规定，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。目前的高层建筑结构设计中，往往忽略高程超高的问题，在施工过程时不予通过，并要求重新更改设计等，这些将严重影响工程限期和工程造价预算。

3.2 高层建筑结构的规则性问题

安全是高层建筑的首要问题，所以在结构设计时要在保证安全的前提下，对建筑物的外形规则做适当的修改。我国搞成建筑规范中，对高层建筑的结构设计做出了很多限制，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，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。”这样可以避免结构设计时忽略外形，有效地减少了后期的修改，减少了不必要的麻烦。

3.3 高层建筑结构设计短肢剪力墙问题

短肢剪力墙是指墙肢截面的高度和厚度比为5～8的墙，按照实际经验以及数据表明：短枝剪力墙会影响高层建筑的结构安全。而且，我国建筑新规范对高层建筑结构设计，增加了短肢剪力墙的使用限制。因此在高层建筑的结构设计时要尽量少用或不用短肢剪力墙。

4 结语

高层建筑的结构设计是一项综合性的技术工作，是建造建筑物的基础工，结构设计的优劣对建筑物的安全性、经济性、实用性有着重要的意义。因此工程技术人员要结合专业知识、施工技术要求、地质情况、开发商设计要求等，合理设计建筑物高度和建筑结构。

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