高层建筑结构设计的问题及对策探讨

杨军

（瑞金市建筑勘察设计院　江西　赣州　342500）

高层建筑结构设计的问题及对策探讨

杨军

（瑞金市建筑勘察设计院江西赣州342500）

伴随着我国社会经济的快速发展和科学水平的不断提高，建筑工程的技术也持续在提升，为了解决城市用地难的问题我国全面提高了高层建筑的建设，高层建筑的建设不但可以节省土地，还有助于不同行业人群的聚集和体现其行业的集中特点。本文首先介绍了高层建筑的结构特征，并阐述了有关构造的设计理论，也表述了高层建筑结构设计中留下的问题，且给出了对应的方案。

高层建筑；结构设计；方案

引言

自从改革开以来，随着我国社会经济快速发展和人们生活水平日益提高，人们对建筑的要求不断提高，我国建筑行业正向重、高、大的方向发展。城市的高层建筑越来越多，其建筑构造复杂。高层建筑结构设计科学与否，会直接影响到高层建筑的实施施工，而且还会给日后养护带来不便。所以，不断完善高层建筑结构设计理论，在现代高层建筑以及结构设计过程中，运用先进的技术，对于我国建筑事业的发展意义重大。本文就探讨高层建筑结构设计的理论以及存在的问题和对策。

1　高层建筑结构设计理论

1.1基础策略科学

建筑结构基础策略是高层建筑结构设计的前提与基础，在现实的建筑结构基本策略设计中，设计单位应按照现实施工地质情况，遵循现实建筑结构施工规定实施设计。同时建筑结构基础方针应配置完善的施工地质调查报告，最大程度的展现建筑物地基的潜力，必要时设计家还应对地基的变形进行好对应的策划。另一层面，设计单位也应对建筑物实施全方面的解析，特别是对建筑物承载还有上部结构形态，经过对这些全面性解析，最终找出最佳的基础策略，进而能在提升设计质量的前提下增加设计企业的经济收益。

1.2结构步骤改善

不但要基础方针科学，核算简图符合这两大基本理论，另外还有一条基本理论是设计企业总忽视的，那便是结构方案改善理论。设计单位在进行建筑物结构的设计时，应关注构造组件的延展性，比如建筑物里钢筋的锚固长度等。同时，设计企业也应关注建筑物较弱过程还有建筑物自身温度对建筑物组件的影响，针对这两层面的问题，在现实的设计当中，应按照“强柱弱梁、强剪弱弯还有强压弱拉”的基本理论，唯有这样才能够提升高层建筑结构设计的安全性和稳固性。

1.3策划简图得当

策划简图设计，就是高层建筑结构设计中应关注的重点问题，主要因素是由于高层建筑结构设计时要对部分基本的数据实施核算解析，且这些核算解析都一定要建立在策划简图的基础之上。唯有经过策划简图基础之上的数据解析，才能够提升高层建筑结构设计的安全性和稳固性。比如说，建筑物构造节点问题，建筑物构造节点并不是我们老师理念中的铰节点或是钢节点，设计企业在实施策划简图设计时，就应对建筑物构造节点实施进一步探究，提升策划简图核算的准确性，从而把策划简图的误差降到在科学的范畴内。

2　高层建筑构造系统的选样

建筑的构造在抵挡源于水平与竖直方向的负荷力时构件的组成方式与传力的路线就是高层建筑的构造系统。经过包含墙，柱等的竖向构件与楼盖等水平构件将竖向负荷传给基础，借助抗侧力体系把水平负荷传到基础上。

参照高层建筑结构的建材把高层建筑的构造系统划分成钢筋混凝土构造系统，钢结构系统，钢-混凝土混合结构系统还有钢-混凝土组合结构系统。钢筋混凝土结构系统被普遍使用于各个工程结构里，具备混凝土与钢筋两样建材的协同受力功能特点，价格低，使用久，防火好，投资少，整个功能较好，但有自重大，延性次，施工慢等不足之处；钢结构系统的强度高，抗震功能很好，施工便捷，跨度大，用途广，但其费用高，防火性不好，施工繁琐等缺点的存在；钢-混凝土混合结构联系了钢筋混凝土构件与钢构件的优点，不仅提升了钢构件的建材强度，同时具备很高的抗震功能，投资少，可是这两样建材构件的连接技能仍有着缺陷；钢-混凝土组合结构具备负荷能力高，抗震功能好，比钢结构具备更优质的防火性，施工速度快，可是仍有节点的结构相当繁琐的不足，通常被作小屁偏心受压构件。

由于结构形式的不同，可以将高层建筑进行区分，主要包括框架结构，剪力墙结构和框架-剪力墙结构三种。在所有的建筑中，用柱、梁等结构来对建筑进行加固并且作为主要的竖向承重结构，由于其能够承受较大的水平符合并且有着侧向位移大的优点，使其在50m以下的建筑中被广泛的应用。而在建筑中，使用整个墙体来作为抵抗侧力和竖向承重的结构，就属于剪力墙结构。剪力墙由于有着较大的刚度，并且整体性能优越，在受到水平作用力时不容易受到形变，使其在高层建筑中有着良好的表现，但是由于剪刀墙在平面布置上不够灵活，所以其在公共建筑中不适合大量使用。而框架-剪力墙结构由于其有着灵活的布置方式，所以其在实用性和布置性有着较好的方面，并且其整体的承受能力优越，所以其在现阶段的高层建筑中被广泛的应用。在框架-剪力墙结构中，要整体的考虑剪刀墙的位置，并且对剪刀墙的数量进行一个合理的设置，使其既能够满足建筑需要，也能够减少施工难度。

3　高层建筑结构的设计问题与解决策略

3.1钢筋混凝土梁承受力的问题和解决办法

在现代社会中，大部分的城市高层建筑都作为写字楼和办公场所等。所以在对高层建筑进行结构的整体设计中，要将空调，消防，供水等方面全面的考虑到高层建筑的设计中。由于这些设备在进行安装时，有着特殊的安装位置，所以在施工中如果不预先做好预留工作，会导致其设备无法安装的情况发生。所以设计单位在进行设计时要将这些问题考虑进去，并且对梁体开孔等数据进行分析，已能够保证整个建筑的稳定性。针对钢筋混凝土梁的开孔问题，我国已经有了一定的政策，例如在《高层建筑混凝土结构技术规程》中，对于开孔的位置和施工方案都有科学合理的设计和规范。设计单位在进行建筑的设计中，要参考现阶段主要的施工方式，来选取一个合理的，科学的施工方案。这对于提升建筑物整体强度有着至关重要的作用。另外还要对混凝土建筑的整体承受力有一个整体的计算。例如在南京国展中心的工程中，由于主题结构式两层部分预应力的混凝土构架，在尺寸上全部建筑的总长度为292m，宽度为158m，其中很大一部分设计都超出了国家有关规定的上限；在杭州江干区全民健身中心主体工程的施工中，由于其长度为117m，宽度为51.6m，从而导致了在梁上很难配置一个高效的结构来提升整体建筑的强度。从上述事例中我们可以发现，计算好数据对于整体建筑的稳定性和安全性有着非常重要的作用。

3.2高层建筑中嵌固端的设计

在现阶段我国的建筑中，几乎所有的高层建筑都配备有两层或者以上的建筑作为地下室或者人防工程。所以高层建筑的嵌固端一段设置在地下室的顶板或者人防工程的顶板。所以在进行建筑设计时要将嵌固端可能带来的问题进行考虑。对于嵌固端上下的刚度以及受力情况进行一个分析。使嵌固端上下的抗震等级一致。以提升建筑的整体强度。

3.3高层建筑的规则性

在现阶段我国对于高层建筑有了比较全面的认识，对于高层建筑的结构也作出了相关的限制。例如在对于嵌固端进行设计时，要将上层和下层的刚度比进行严格的控制，对于平面性也有较高的要求。并且加入了“高层建筑禁止使用严重不规则设计方案”的条例，为了减少施工过程中对于设计的改动，在高层建筑结构中的设计必须严格的遵循规范的设计条件。

总之，随着我国建筑行业的不断发展，人们对于建筑的要求也原来越高，这也给我国的高层建筑行业带来了新的挑战和机遇，由于高层建筑有着较强的综合性、技术性、安全性等。这对于建筑行业的发展有着重大的意义。所以我认为提升高层建筑设计结构的问题有着重大的意义。加大对于我国现阶段高层建筑结构的设计现状的探讨，不断的进行一些新的创意，这对于我国的建筑行业的发展有着重大的作用。

[1]安志宏.高层建筑结构设计不规则性的研究与应用[D].长春：吉林大学，2012.

[2]钟国华.高层建筑结构设计及某工程结构选型探讨[D].重庆：重庆大学，2013.

[3]孙建文.高层建筑结构概念设计初探[J].山西建筑，2013，39（2）：48～49.

TU318

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1673-0038（2015）43-0069-02

2015-10-8