浅析高层建筑主体结构设计

徐霞（贵州省城乡规划设计研究院　贵州贵阳　550001）

浅析高层建筑主体结构设计

徐霞
（贵州省城乡规划设计研究院贵州贵阳550001）

高层建筑的结构设计工作是一项涉及诸多因素和问题的综合性技术工作，高层建筑对结构设计的要求非常高，建筑设计师一定要在准确分析计算的前提下，根据结构设计的原则性要求，结合实际的工程条件和地质条件，设计和采用合理的结构设计方案。

高层建筑；主体结构；设计分析

引言

随着建筑量的不断增加，建筑物的结构设计变得更加的重要。在进行建筑结构的设计时，所要考虑的问题是复杂且多样，因此必须对所有必要的问题都要给予考虑，才能保证建筑的安全性。对于建筑结构地基的考量，梁高的选择和楼板的建造，这些都是建筑结构设计经常出现的问题。只有把建筑结构设计中该注意的因素都做好，才能保证建筑业的长远发展。

1　建筑结构设计简述

在建筑结构设计中，先要对建筑的整体有一个把握。在进行建筑结构设计时，要注意层次的设计，以人的需求为标准，同时要追求环保健康。在实际的建筑结构之中，为了保证建筑结构的稳固性，不得对结构的设计上采用单一的结构。因为如果建筑出现了裂缝，就会使整个建筑的局部受力产生影响，一旦破坏的比较厉害，这种结构所导致的后果会不堪设想，这就是建筑结构设计在层次上的设计。所以，可以采用多层次的结构设计来代替单一的层次设计。对于一些大型的建筑，其结构体系比较复杂，在设计时考虑到了安全性的问题，但是如果设计的节点不好，会导致所有的受力无法均匀分配，导致安全问题的发生。在建筑结构设计中，因为建筑本来就是给人设计的，而且由于人们的生活水平的提高，因此对该方面的要求也相应增多，所以在建筑的结构设计时一定注意要环保和健康。如果设计的对象是高层的建筑，在设计时一定考虑到建筑的垂直和水平方向的共同受力问题。建筑的高度增加，其垂直的受力要加强，因为高度所导致的风力的影响比较大，这时对水平受力也要注意受力设计。因此，建筑的结构设计要考虑各方面的因素，才能保证建筑的各类指标的达标。

2　高层建筑结构选型分析

在建筑物设计的结构选型上，对于高层建筑物的结构而言，工程设计师应注意以下几个方面：

2.1结构规则性

新旧规范在建筑物结构规则方面的内容出现了很大变动，在这方面新规范增加了很多的限制条件。应选择比较规则的平面方案和立面方案。尽量避免平面凸凹不规则或楼板开大洞，平面长宽比应满足规范的规定，合理设缝，使结构刚度中心与质量中心尽量靠近。竖向应避免有过大的外挑或内收，嵌固端上下层刚度比以及平面规则性信息等，这些都是新的限制条件。而且，新规范也明确表明了强制性的规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。”所以，针对这些新规范，结构设计师必须严格遵循并加以注意，以免在后期的设计方面处于被动状态。

2.2结构超高

对于结构高度而言，在高规与抗震规范中有了很严格的限制，特别是在新规范中，对于超高问题除了对于原来的高度增设为A级高度外，还增设了B级的高度建筑。所以，必须严格控制结构的高度因素，如果确定了结构为B级高度建筑物，甚至超过了B级的高度，其处理措施和设计方法就会有很大的变化。对于结构类型的变更，在实际工程设计中曾经出现过对该问题忽略的情况，致使施工图在审查阶段就未予通过，在这种情况下，应该对其进行重新设计或者进行专家讨论、评定。但是这些对于整个工程的规划、造价和工期而言具有很大的负面影响。

2.3嵌固端设置

嵌固端对于高层建筑而言，其一般设置于地下室的顶板处，因为高层建筑通常下会带有人防和地下室，嵌固端也有可能被设置于人防的顶板位置。而对于这个问题，结构设计师往往会忽略嵌固端的很多问题，如：上下层刚度比的限制、楼板的设计、上下层抗震等级一致性以及嵌固端位置与结构抗震缝设置的协调问题等，如果对其中一个方面造成忽视，就有可能为后期工程作业埋下很大的安全隐患。

2.4短肢剪力墙

对于墙肢截面高厚度为5～8的，在新规范中规定为短肢剪力墙。对于短肢剪力墙而言，在实际经验和试验资料中其在高层建筑中的应用增添了很多限制性条件，如轴压比限制及最小配筋量要求。因此，结构设计师应该尽量避免对短肢剪力墙的采用，以免给后期工程的进展带来麻烦。

3　高层建筑主题结构设计分析

3.1对于建筑结构的选型要合理

在建筑结构设计中，对于建筑结构的选型也是相当重要的，只有选型正确，才能让建筑物能够承受自己的重力，不会出现超负荷的状况。只有建筑的承受力达到标准，将建筑因为水平力的作用而发生的侧移就在可控的范围内，才能保证建筑的安全。因此，要对建筑物的使用的空间和功能要求进行考虑，选择正确的建筑结构型式。不同的建筑结构的选型，会导致建筑在空间和高度上的不同。

3.2计算控制好轴向的承受力

对于一些层数比较低的建筑，其建筑的结构设计中可以简化对轴向的承受力的计算。在进行这样的建筑设计时，一般只要对建筑的弯矩受力进行考虑就可以，因为其轴力在该建筑中的作用不是很大。但是，对于高层建筑的情况就不同了，尤其注意在建筑结构设计中对轴向的承受力的计算和控制。所以所需的轴向的承受力也相应的增加，同时因为高度的增加而导致的轴向会更容易出现变形的情况，因此对轴向的承受力的设计更是要严格的把控。因为建筑的高度，从而导致了轴向力变大和负弯矩值减小，对下料的长度也会有影响。所以必须对建筑的轴向承受力进行精确的计算，然后做合适的调整，才能保证建筑的结构设计的完整和安全性。

3.3加大对结构延性的关注度

在建筑的结构设计中，其中一个重要的组成因素就是结构的延性。随着经济的发展，环境破坏问题也越加严重，一些自然灾害也频频发生。其中比较常发生在我国的一种自然灾害就是地震，一旦发生地震，人们的生命财产都会受到威胁。因此，如果在建筑结构设计上考虑到加强抗震的功能，对人身安全也是一种保护。对于高层建筑，其在发生地震时，建筑的结构非常容易发生变形，如果在之前的建筑结构设计中有很好的考虑到建筑的延性，就能减少建筑的倒塌。在地震的级数比较大时，如果建筑物的延性设计比较高，可以给人们争取更多的时间逃离建筑内部。在现在建筑中，主要是由混凝土建构而成，一般是非弹性的状态，而延性又有很好的伸缩性，这样即使发生地震，延性也能吸收震动的能量，从而保证了建筑的安全。因此，必须加强对建筑结构的延性，这样才能使建筑更有伸缩性。

3.4重视水平和侧移方面的设计

对于建筑的水平的承载力的设计和侧移的设计，是建筑结构设计中不可忽视的一部分。在目前的建筑结构设计中，建筑要重视垂直方向的轴向承受力，而在高层建筑中会更加重视水平承载力。因此，在进行建筑的结构设计中，特别是对高层建筑的建造，一定注重对其水平的承载力的精密计算。同时因为高度的关系也影响到侧移的大小，因此对结构侧移的设计直接关系到建筑的稳固性。随着建筑高度的不断增加，在进行建筑结构设计时要保证结构的强度和抗侧移的能力，即使发生侧移，也能在可控范围内。因此，必须注重对建筑结构的水平和侧移的承受力，只有这样，才能保证建筑的安全性。

4　结束语

建筑结构设计是一项系统、全面的工作，因此，结构设计人员需要熟练掌握理论知识，具有扎实的理论知识，同时要勇于创新，对待工作严肃认真并且负责，明确当前建筑结构设计中经常出现的问题，并能解决问题，此外，还需要提高自己的结构设计水平，从而设计出更高水准、更科学合理和更经济的建筑结构形式。进而为人类提供更好的建筑物。

[1]何俊旭.高层建筑结构设计及结构选型探讨[J].价值工程，2010（2）：214.

[2]田龙.浅谈高层建筑的结构设计[J].价值工程，2011（1）：99.

[3]石善民，韩素容.建筑结构设计及规范应用中若干问题的探讨[J].工程质量，2010（3）：32.

TU973+.2

A

1673-0038（2015）06-0033-02

2015-1-26