论高层建筑结构的设计问题及对策

刘继嵘

湖南省第五工程有限公司 湖南 株洲 412000

引言：在社会经济飞速发展的影响下，有效的推动了高层建筑施工技术水平的提高。高层建筑的出现，有效的缓解了当前城市建设土地资源供应不足的问题，促进了土地资源利用效率的提升，并且这样也与社会的发展趋势是相统一的。但是，因为高层建筑自身存在的特点，所以高层建筑对于施工技术整体水平需求较高，在进行建筑结构设计工作的时候，需要综合多个方面的因素加以考虑。这篇文章主要围绕高层建筑结构的设计展开全面的分析研究，明确的指出了其中存在的问题，并针对性的提出了解决的建议，希望能够促进高层建筑结构设计整体水平的不断提升。

1 高层建筑结构设计中存在的问题

1.1 嵌固端设置存在问题

嵌固端位置选择问题:部分高层建筑在嵌固端位置的设计方面存在诸多的问题，不合理的设置使结构存在重大安全隐患，因此结构设计应准确确定上部结构的嵌固部位，应创造条件使地下室顶板符合作为上部结构的嵌固部位。

1、地下结构的稳定性与上层建筑结构的质量存在一定的关联，务必要针对地下结构与上部结构二者之间的侧向刚度比加以切实的管控。

2、如果地下室顶层板不能充当上部结构的嵌固结构的时候，需要控制地下二层与上部结构的侧向刚度比，并满足上述1款的要求，地下二层仍不满足时，以此类推验算以下各层。

3、嵌固部位结构侧刚度比按等效剪切刚度比计算，地下室计算的平面范围可取相应上部结构及其相关范围(取三跨且不大于20m范围内的结构，上部为多塔楼结构时，地下室相关范围不共用)，不考虑回填土的约束刚度。

4、上部结构的嵌固部位应优先采用梁板式结构，当楼板厚度足够厚时，也可以采用厚板结构。

5、地下室顶板不能作为上部结构的嵌固部位时，仍应考虑地下室顶板的实际嵌固作用，按地下室顶板嵌固和向下延伸的嵌固端分别计算，包络设计。约束边缘构件应延伸至嵌固端，地下室顶板及其向下延伸的嵌固端楼层，均应满足嵌固端楼层的构造要求。

1.2 短肢剪力墙设置存在问题

就现如今大部分高层建筑结构的设计实际情况来说，通常都会发生过增设短肢剪力墙的问题，短肢剪力墙的设置如果缺少严禁的设计，避免会对整个高层建筑结构的质量造成严重的损害，长时期使用过程中将会存在安全隐患。由于短肢剪力墙抗震性能较差，为安全起见，在高层建筑结构中短肢剪力墙不宜布置过多，不应采用全部为短肢剪力墙的结构。

2 高层建筑结构的设计改进对策

2.1 优选设计方案

结构设计应重视概念设计，重视结构的选型和平面、竖向的规则性，结构应传力清晰，明确竖向荷载和水平作用的传力途径，对承载力、刚度和延性的关系进行优化调整。合理的建筑形体和布置在结构设计中是头等重要的，需要结构工程师与建筑师及相关专业相互配合。结构设计应重视结构方案的技术合理性、实施的便利性和工程的综合经济性。结构设计的方案，提出的各类参数必须要能够满足结构实际需求，同时还要达到设计规范以及技术标准。高层建筑结构设计时的主要控制指标如下：

（1）轴压比：其主要作用是针对结构整体的延展性加以合理的管控，规范对墙肢以及支撑结构主体都设定了专门的极限参数值。

（2）剪重比：要想从根本上对各个楼层的稳定性加以控制，保证结构的安全性，就要保证见抗规5.2.5，高规3.3.13。

（3）刚度比：其实质主要是针对结构的垂直方向的作用力加以控制，避免纵向刚度出现形变的情况。见抗规3.4.2，高规4.4.2；对于形成的薄弱层则按高规5.1.14予以加强。

（4）位移比：其核心作用就是针对结构横向规则加以控制，规避因为较大的偏心力而造成结构出现形变，见抗规3.4.2，高规4.3.5。

（5）周期比：主要是针对结构扭转效应加以合理的管控，避免扭转对整个结构的稳定性造成不良影响，见高规4.3.5。

2.2 结构计算分析

结构计算分析以及计算方法的不同可以划分为两种形式，即：程序计算和手算。结构计算分析其实质就是针对结构概念设计的量化和验证，结构设计中要保证良好的准确性，要结合实际情况对计算方法加以选择，计算模型需要与实际手里模型保证良好的统一性，如果条件允许可以进行多模型分析，对复杂结构应采用不少于两个不同力学模型的程序进行比较计算。

1、结构整体指标(如周期、位移、扭转位移比、倾覆力矩比等)计算时，应采用强制刚性楼板假定:构件设计计算时，可采用弹性楼板假定。

2、计算构件拉力或温度应力分析时，应采用弹性楼板假定。

3、验算地下室对上部结构的嵌固刚度比时，应采用基础顶面嵌固模型。

4、上部结构设计计算时，应采用地下室顶板的嵌固模型，当地下室顶板不能完全作为上部结构嵌固部位时，还应补充嵌固端向下延伸的计算模型，并按两次计算的不利值进行承载力包络设计。

结合实际情况，采用有效的方法针对结构计算结论实施综合分析，能够为高层建筑结构设计工作提供有力的支持，只有保证计算结果的精准性，方能确保各项信息的准确性，这样才能促进建筑结构安全性的不断提升。

3结束语：因为高层建筑结构设计工作牵涉到的层面较多，所以具有一定的复杂性，高层建筑设计工作人员需要秉承严谨认真的工作态度，对高层建筑结构设计进行深入的研究分析，并针对设计中可能遇到的问题进行综合分析，制定出专门的预防和解决方案，从而对工程结构设计工作给予完善和创新，促进高层建筑结构整体设计工作水平和质量的不断提升，从而为后期的工程施工工作给予规范指导。