高层建筑结构设计的要点探析

2015-04-16赖素桃

建材与装饰 2015年34期

关键词：筒体剪力墙结构设计

赖素桃

（广东河源 517000）

高层建筑结构设计的要点探析

赖素桃

（广东河源 517000）

本文对竖向空间的高层建筑结构设计进行分析，并结合几点要点进行探讨，以期能够为建筑设计人员的设计工作起到参考作用。

高层建筑；结构设计；要点

建筑行业的迅速发展，促使建筑技术也在飞跃式的发展，城市化的规模越来越大，城市土地资源开始紧缺，竖向空间的高层建筑结构不断增多。如今的高层建筑结构设计工作当中仍然存在一些问题，给高层建筑工作带来一定的阻碍，所以需要严格以结构设计工作当中的几个要点为基础来对高层建筑结构当中各类体系进行优化。

1　高层建筑结构设计要点

1.1高层建筑结构延性要点

高层建筑结构延性是指高层建筑抗震环节当中的表现结构功能，同时也是指在其受到破坏前的抗变形的能力。一般高层建筑的结构延性越好那么其在地震当中所表现出来的稳定性就越好。

1.2高层建筑水平载荷设计要点

水平载荷是指为引起高层建筑结构出现倾覆现象的力矩，而力矩的大小则通常和高层建筑的净高值的平方形成正比，同时水平荷载方面也能够影响高层建筑结构竖向构件方面的轴力，这种轴力的大小和同等高度建筑层的高度形成二次方的正比例。

1.3高层建筑结构轴向变形要点

高层建筑的建设工作越来越复杂，因此可能出现轴向变形的因素变得越加重要起来，随着高层建筑的高度不断攀升，在这种情况下，一些竖向的荷载也将大幅度的增加，所以在高层建筑的结构设计当中就必须对轴向变形给予充分的重视。

2　高层建筑结构设计工作当中应当注意的问题

2.1高层建筑结构受力部分

建筑师对建筑物进行初步方案设计的同时需要考虑的不是它的具体结构，而是其在空间组成方面的特点因素。建筑的底面在应对建筑空间式的竖向建筑结构的稳定和其水平方向的稳定都显得极为重要。不过有一些建筑是由一些比较大而沉重的构件组合而成，所以针对其设计出的结构必须能够充分的将其自身的全部重量传递至地面。而且在建筑结构的设计工作当中最基本的要求就是要弄清所选择的结构设计体系向下的作用力和地基土的承载力这两者间的具体关系。

2.2高层结构的选择方面

高层建筑结构的高度通常都受到抗震规范和高规的限制，特别是在新规范当中那些超高问题，这些问题除了需要将要设置的限制高度设定为A级之外，还需要额外增加一个B级高度的建筑物。如果结构B高度的建筑其高度超过了B值的话，那么针对其所设计出来的方法以及相关的处理措施都将产生极大的变化。同时在实际的工程设计当中那些出现过的由于建筑结构类型变更而被忽略的问题，将直接导致施工图的审查工作无法给予通过，这对整个工程工期及造价的整体规划都将产生极大的影响。同时嵌固端的设置也存在一定的问题，由于高层建筑结构通常都带有两层或者是两层以上的人防或者地下室，而嵌固端就设置在地下室的顶板上，也有可能被设置在人防的顶板位置等。

2.3地基和基础方面的设计

在高层建筑结构当中地基和基础设计通常都是较为重要的设计方面，这主要是因为这项设计的好坏将对后期的设计工作造成直接的影响。同时地基基础是整个工程造价的决定性因素，所以在这个阶段当中出现的问题通常很容易促使更加严重，甚至是无法估量的损失出现。在高层的建筑基础上应当选用那些整体性好，能够有效满足地基承载力和建筑允许变形的要求，在做好对其不均匀沉降的基础方面，高层的建筑则应当设置好地下室以及减小其地基范围的沉降量和附加力，这样才能真正保证地基的承载力和上部结构所具有的整体稳定性能。

3　高层建筑结构的体系

3.1高层建筑的结构框架-剪力墙体系

这个体系当中的框架直接承载着垂直荷载的力量，其中剪力墙直接承受来自水平方向的剪力。在对剪力墙的设置过程当中，通常需要偏向于增强建筑方面的侧向刚度，这样才能促使其所具有的水平位移真正变小，最终促使框架所承受的垂直荷载力均匀扩散分布出去。

3.2高层建筑结构的剪力墙体系

剪力墙体系是整个该层建筑结构设计当中结构体系的重要构成部分，主要是针对高层建筑承受风荷载以及承受地震力等起到了有效的作用。剪力墙体系不但能够有效的承担起高层建筑结构当中来自水平构件的竖向荷载，同时还能够承载来自外部因素所导致的主要震动作用，就比如风力震动作用以及地震震动作用等。

3.3高层建筑结构的筒体体系

高层建筑的筒体结构体系主要是由框架-简力墙结构和剪力墙结构这两种结构结合在一起，通过一系列的演化和发展形成筒体体系。筒体体系的功能和作用主要是将剪力墙或者是密柱框架这两者统一集中到建筑的内部以及外围来真正形成一种空间封闭式的筒体体系。这种体系的主要特点是能够从剪力墙当中获得比较大的自由分割的空间，所以这种结构体系在整个高层建筑当中受到较为广泛的运用。