探析高层建筑结构设计的若干问题
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摘要：随着经济迅速发展和建筑功能的多样化，城市规划建设中的高层建筑越来越广泛。高层建筑结构设计影响着建筑物的规划、设计、构造和使用功能。其中结构体系设计成为是否经济合理进行高层建筑的关键。以后的工作还会开发出更多、更加实用的结构体系，这就要求每个建筑设计师不断学习，不断创新。
关键词：高层建筑；结构设计；原则；特点
中图分类号： TU97 文献标识码： A
建筑行业在今天的历史形式下取得了很大的成绩，对于今天来说建筑行业越来越重要，人们的生活生产都离不开建筑行业，高层建筑结构设计时,只有综合考虑各项原则,结合建筑物的使用功能,对整体结构进行把握,对结构设计中的重点以及特殊部位进行重点优化设计,才能确保高层建筑的使用安全、舒适、经济合理。要不断的提升自己，只有这样我们才会更好的壮大自己，不断地完善高层建筑结构设计中的不足，然后不断地完善改进优化，这样我们才会不断的发展。相信未来的路一定会很宽广。
一、高层建筑结构设计原则
1、在基础方案的设计中，要把所有的相关因素全部的包括在内，综合各方面的因素，再考虑经济性对工程进行整体的评估，然后对方案进行正式的审核，最后施工，一切立足由可持续发展的观念进行施工，工程的质量一定会得以保障。选择合适的基础方案现在的设计一大特色就是不能因工程而破坏周边的环境，而改变的周边的生态环境。一切的工程围绕环境进行设计施工，使工程与自然很好的融入到一起，使得两者和谐共存。
2、结构方案不仅仅是施工单位一方的事情，施工单位与使用方要达成一致，在设计方面以及今后的发展方向要进行详细的展望，为了所选取得结构方案更加的合理，最大限度的达到预期的目的。高层建筑作为近几年刚刚兴起的一门学科，具有很复杂的结构特点，在施工的过程中要考虑的方面很多，像是供水问题、线路等各方面都是我们要考虑的。结构设计方案中重要的有以下几点：材料的要求、施工的环境、还要充分的考虑抗击自然灾害的能力。我们要严格的遵循平面和竖直的设计原则。
3、在高层建筑的结构设计中普遍应用计算机技术，那么不同计算机软件的计算结果间很可能出现偏差，所以需要对计算机软件计算的结果进行准确分析和把握。这就需要建筑结构设计人员具有充分的结构设计方面的技能，同时要对计算机软件有充分的了解，从而才能客观准确的对计算机计算结果进行分析。由于计算机软件本身的缺陷，会使计算结构与实际情况之间存在偏差，这就需要结构设计人员对计算结构进行判断并在设计中做出调整，以便适应结构设计的要求
二、高层建筑结构设计特点
1、结构设计中要考虑水平载荷作用，在低层建筑中通常是以重力为代表的竖向载荷发挥作用，而在高层建筑中，竖向载荷虽发挥作用，但是水平载荷发挥着控制作用，所以在高层建筑结构设计中就要充分考虑水平载荷的作用，从而保证结构设计的合理性。水平载荷之所以发挥如此重要的作用是因为在高层建筑设计中要充分考虑抗侧力，而水平载荷可以起到平衡作用。
2、在高层建筑的结构设计中，要充分考虑结构侧移这一关键要素，这是区别于低层和中层建筑要求的。随着建筑层次的增加，水平载荷下结构侧向变形增大，结构侧移与高度成比例关系上升。高层建筑结构设计中，要求结构具有一定的强度可以支撑建筑压力，同时要求建筑结构具有抗倒移刚度，从而使侧移限制在一定的范围内，从而保证建筑不致因为侧移过大产生的建筑物安全隐患的发生。
3、高层建筑需要更严格的承载力，应保证结构有足够承载力,必须具有足够的刚度;控制在风荷载作用下的位移值,保证有良好的居住和工作条件;外墙、窗玻璃、女儿墙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发生部分损坏的可能。例如，建筑物质量过大会导致期重心在地震中发生倾覆力，会导致建筑物结构的抗震能力减弱。
4、结构延性是重要设计指标，高层结构在水平力作用下的形变一定会比底层建筑要大。所以，让建筑物结构设计具有一定的延性，能在实际中避免建筑物的倒塌。这样结构设计就变得可塑，变成具有一定变形能力的物体，这个好处又如弹簧可以回弹一样。
三、高层建筑的结构体系设计
1、框架结构主要承重结构，由梁、柱、基础构成平面框架。对于框架柱而言，轴压比越小在往复水平上荷载下的滞回曲线也会越丰满，即耗能能力越大，延性就愈好。建筑平面布置灵活，可以依据自身的要求设计。框架结构本身刚度不大，抗侧力能力差，水平荷载作用下会产生较大的位移，地震荷载作用下较易破坏。不高于 15 层宜采用框架结构，可以达到比较好的经济平衡点。框架体系中，角柱的受力应该比别的柱差，为了防止角柱遭遇扭转变形或是弯压变形吗，柱截面不宜过小，同时还要加密箍筋，起到增加受压区混凝土约束的作用。注意事项：在框架结构体系中，一定要考虑高层建筑的底部柱，柱截面的大小要注意：在高层建筑中，应该尽量的三排柱结构设计方案；采用钢管混凝土柱、劲钢混凝土柱或是高强混凝土柱；通过增加体积配箍率或是沿着柱身增加箍筋达到提高延性。
2、当墙体受力主体全部由剪力构成的话，就会是剪力墙体机构，剪力墙结构体系是把建筑物墙体当作承受荷载的结构体系。对于剪力结构墙间距一般为 3—8m，墙体同时作为维护及房间分隔构件。其刚度、强度都比较高，传力直接均匀，有一定的延性，整体性好，抗倒塌能力强，结构体系特征明显。现浇钢筋混凝土剪力墙结构整体性好，刚度大，在水平荷载作用下侧向变形小，承载力要求容易满足，适于建造较高的高层建筑。抗震性能力强，承受力好。剪力结构墙间距设计方面不能太大，，空间平面布局不太灵活，自重大，开洞宜小等。在高层剪力墙结构中，连梁的设计收到很多制约，刚度在高层建筑结构设计中，与剪力墙相连并且允许开裂可作刚度折减的梁称作连梁。应该选用跨高比较大的连梁，减少其剪切破坏，按常规设计方法配筋，进行截面抗剪设计，保证其延性。联系墙肢的连梁，不仅会影响剪力墙的受力，而且其本身的受力条件也比较复杂。在剪力墙结构设计中，必须坚持的原则就是强墙弱连梁，对连梁的刚度要进行折减，降低其抗弯能力。
3、在建筑是讲多层筒体结构组合在一起能够产生更大抵抗水平荷载的能力，使结构具有更大抗力性，这样的结构也是多筒结构设计，还可以让筒体结构设计和其他结构设计一起运用，如带加强层的框架——核心筒结构与一般的框架-核心筒结构在受力上更强大，当然除了这几种建筑结构体系外，还有其他一些结构体系，如网架，薄壳等。以筒体为抗侧力构S件的结构体系统都称为筒结构体系，它包含单筒，多筒，复合筒等，它是由由一个或者几个简体为主抵抗水平力。也有把简体结构分为实腹筒、框筒及桁架筒的说法。筒体结构体系能使整个建筑犹如一个固定于基础上的封闭空心的筒式悬臂梁来抵抗水平力，其是以空间受力为主，具有较大的刚度、强度、整体性，各构件受力比较合理，抗风、抗震能力强，往往应用于大跨度、大空间或超高层建筑。延展性能有问题，并且全部此阿勇成本高，造价高。
四、结语
在高层建筑结构设计时只有综合考虑各项原则，结合建筑物的使用功能。对整体结构进行把握,这就需要我们在实际设计中具体分析例子，加强自身的匆知识学习，不断强化自身对结构设计中的相关事项的理解，运用科学的方式方法，把好高层建筑结构设计的首要关口。对结构设计中的重点以及特殊部位进行重点优化设计,才能确保高层建筑的使用安全、舒适,经济合理。
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