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摘要：为了使建筑具备更好的安全性,建筑工程项目更应该重视高层建筑结构设计的环节。本文重点对高层建筑结构设计中遇到的问题以及对策进行了研究分析。
关键词：高层建筑；结构；设计
中图分类号： TU97文献标识码： A
引言
住宅是人们适应自然、改造自然的产物，也是人们为了满足家庭生活的需要所构筑的空间环境，并且随着人类社会的发展而不断演变。随着改革开放的推动，我国的综合国力也在不断提高，其中房地产业的迅猛发展，让建筑业成为社会产业的重点。在现代社会中，因为经济的蓬勃发展，另外还有土地资源紧缺，所以高层建筑迅速剧增，并不断壮大。这也就要求设计领域中的队伍要不断提升，以来应对现在的发展所需。
一、高层建筑结构受力分析
对于一个高层建筑结构的最初设计方案进行分析,大多数的建筑工作人员在工作中都是将工作重点置放在空间结构的组成上,而不去详细的确定这种结构是否能够满足具体的施工要求。对于一个建筑物的施工而言,建筑物空间形式的稳固、垂直和水平方向的稳定都是非常重要的,但是由于建筑物大多情况下都是以一些大而且重的构建组成的,因此结构必须要将它本身的重量传递给地面,结构的荷载也总是向下作用在地面上的。为此在设计之中必须要要求提前做好荷载与地基承载能力之间的关系,所以在建筑结构设计方案的初期阶段,我们必须要对主要承重柱、承重墙的分布、数量、规律以及外观形状进行总体设想,且在工作中深入研究。
同时在设计的时候对于低层、多层以及高层建筑结构的施工建设而言,竖直方向、水平方向上的设计都需要结合最基本的原理来进行,但是随着建筑物高度的增加,结构荷载也会发生一定的变化,这就会影响到结构设计的控制力度和控制因素。在当今的设计过程中,竖向承重控制上主要包含了两方面内容,它在设计的过程中首先是较大的垂直荷载要求柱子、墙体结构的布置结构体积较大;其次,侧向力所产生的倾覆力矩以及剪切力而引起的变形问题较为严重。在当前的工作分析中,竖向荷载与水平荷载相比较是极为常见的,侧向力荷载一般都不直接作用在建筑结构基础上,而是随着建筑结构高度的增加而增加的一个规律。如在相同的条件下,高度低的建筑物基层所承受的倾覆力与高层建筑结构的平方成正比,其顶部的侧向位移和高度之间的关系为四次方正比,同时这一问题在地震作用下显现的尤为突出和明显。
二、结构选型阶段
在高层建筑结构的施工设计中,工程设计的结构选型、结构工程师都应当注意以下几方面内容,且在工作中需要合理的进行规范和控制。
（一）结构的规则性问题
在目前的建筑工程项目中,新旧工程施工规范都在结构选型设计上做了明显的规定,同时新规范中更是增添了许多限制性条件,使得建筑结构的选择规则变得更加的完善合理。如:在平面规则信息、嵌固端控制以及刚度比信息方面的规定,同时还采用了强制性手段对工程项目中有关影响结构稳定性问题的内容进行了硬性规定和控制。因此,在目前的工程师设计中,结构方面应当严格遵循建筑结构新规范设计标准来进行,同时更是要严格重视实际工作条件,以免造成后期施工图设计阶段工作开展的被动。
（二）结构的超高问题
在高层建筑结构设计工作中,抗震问题越来越受到人们的重视,已成为整个建筑领域设计人员研究的焦点所在。这主要是因为在近年来的地震灾害中,建筑物坍塌引发的经济损失和人员伤亡极为严重,给人类敲响了建筑抗震安全的警钟。对结构的总高度都有严格的限制,特别是新规范中对于之前的超高现象,不但要把原来的限制高度设定为建筑外围高度要求,还增加了B级高度的建筑,因此。必须对结构的该项控制因素严格注意,结构如果为B级高度建筑甚或超过了B级高度,那么设计方法和处理措施会有很大的变化。
（三）嵌固端的设置问题
通常，高层建筑都会带有二层或二层以上的地下室和人防,有可能嵌固端设置在地下室顶板,或者设置在人防顶板等位置,因此,对于这一问题,结构设计工程师经常会忽视设置的嵌固端产生的种种应该注意的问题,比如:嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一致性、在结构整体计算时嵌固端的设置、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等等问题,而其中任何一点被忽略都可能会造成后期设计工作的大量修改或埋下安全隐患。
（四）短肢剪力墙的设置问题
在新规范中,对墙肢截面高厚比为5－8的墙定义为短肢剪力墙。而且依据实验资料和实际经验,增加了对短肢剪力墙在高层建筑中的应用的限制,所以,结构工程师在高层建筑设计中,应尽量少采用或不用短肢剪力墙,防止给后期设计工作带来麻烦。
三、地基与基础设计方面
地基与基础设计是结构工程师比较重视的问题,不光因为该阶段设计过程的质量对于后期设计工作的进行有直接的影响,而且也由于地基基础也是整个工程成本的决定性因素,多以,这一阶段所出现的问题可能会十分严重甚至造成很大的经济损失。
地基基础在设计中要注意地方性规范。因为我国人口多，占地面积大,地质条件比较复杂,国家《地基基础设计规范》没法详细的描述和规定全国各地的地基基础,所以,作为建立在国家标准之下的地方标准。地方性的“地基基础设计规范” 可以更为详细和准确的对各地方的地基基础类型和设计处理方法等较为成熟的经验进行描述和规定,因此,在设计地基基础时,必须要深入地学习地方规范进行,从而防止影响整个结构设计或后期设计工作。
四、提升高层建筑结构设计的措施
（一）合理进行方案设计
怎样才算是合理的结构设计方案呢,要从建筑结构体系和建筑结构形式上满足高层建筑的结构设计, 而且还要做到在尽量节省资金的前提下做到最合理的设计。传力简单和受力明确体现了建筑结构体系的基本要求,在结构单元相同的时候,必须要选择相同的建筑结构体系。而且在选择合理化的建筑结构方案时, 更应该注意建筑施工的材料、建筑施工的条件、建筑工程设计的需求以及建筑的地理位置条件等进行综合性的分析。
（二）合理进行基础设计
每个建筑物结构的地理位置、地质地貌、相邻建筑物的影响等都是不同的,必须综合的分析, 进而设计出最合理的基础设计。不仅这样,基础设计的好与坏对建筑物荷载以及建筑物上部的结构类型都有着重要的影响, 尤其是高层建筑物更需要考虑到建筑物荷载的分布情况。临近建筑物的影响也是不可忽视的,比如:临近建筑物存在着对该高层建筑物挡光、地基等影响的因素,这些都是不可忽视的。综合所有影响因素分析设计出更具合理化的基础设计方案, 使建筑物在实用、美观、安全等性能上发挥更大的空间。
（三）合理进行计算简图设计
建筑结构设计的安全性是建立在对数据正确计算的基础上的,而提到计算就引出了计算简图,如果计算简图的计算不合理,那么将会对建筑物造成相当严重的安全隐患。为了能进一步保证计算简图对建筑结构设计以及建筑物以后使用中的安全性,我们应该在实践中采取相应的构造措施。如,在实际的建筑机构设计中,会存在结构节点,应该尽量的降低计算误差,将建筑结构计算简图尽可能的控制在规定的范围之内,以进一步提高计算简图的精确性,也为整个建筑结构设计的安全性奠定了良好基礎。
结束语结构设计是一项集结构分析，计算机技术以及数学优化方法于一体的综合性技术工作，它不仅是一门实用性很强的工作，更是一项对国家建设有重大意义的工作。如今建筑发展更是一个集约化、高效化的综合系统工程。建筑设计者应该以当今经济现状和发展趋势为出发点，建立一个合理的、宏观的结构设计理念，合理确定建筑设计标准、经济性措施和原则，这样不仅可以满足设计的各类需求，更能改善人类的居住环境。
参考文献：
[1]陈晨. 高层建筑结构设计与具体问题分析[J]. 城市建筑,2013,12:51.
[2]单庆伟. 高层建筑结构设计问题分析[J]. 中国新技术新产品,2012,09:173.
关键词：高层建筑；结构；设计
中图分类号： TU97文献标识码： A
引言
住宅是人们适应自然、改造自然的产物，也是人们为了满足家庭生活的需要所构筑的空间环境，并且随着人类社会的发展而不断演变。随着改革开放的推动，我国的综合国力也在不断提高，其中房地产业的迅猛发展，让建筑业成为社会产业的重点。在现代社会中，因为经济的蓬勃发展，另外还有土地资源紧缺，所以高层建筑迅速剧增，并不断壮大。这也就要求设计领域中的队伍要不断提升，以来应对现在的发展所需。
一、高层建筑结构受力分析
对于一个高层建筑结构的最初设计方案进行分析,大多数的建筑工作人员在工作中都是将工作重点置放在空间结构的组成上,而不去详细的确定这种结构是否能够满足具体的施工要求。对于一个建筑物的施工而言,建筑物空间形式的稳固、垂直和水平方向的稳定都是非常重要的,但是由于建筑物大多情况下都是以一些大而且重的构建组成的,因此结构必须要将它本身的重量传递给地面,结构的荷载也总是向下作用在地面上的。为此在设计之中必须要要求提前做好荷载与地基承载能力之间的关系,所以在建筑结构设计方案的初期阶段,我们必须要对主要承重柱、承重墙的分布、数量、规律以及外观形状进行总体设想,且在工作中深入研究。
同时在设计的时候对于低层、多层以及高层建筑结构的施工建设而言,竖直方向、水平方向上的设计都需要结合最基本的原理来进行,但是随着建筑物高度的增加,结构荷载也会发生一定的变化,这就会影响到结构设计的控制力度和控制因素。在当今的设计过程中,竖向承重控制上主要包含了两方面内容,它在设计的过程中首先是较大的垂直荷载要求柱子、墙体结构的布置结构体积较大;其次,侧向力所产生的倾覆力矩以及剪切力而引起的变形问题较为严重。在当前的工作分析中,竖向荷载与水平荷载相比较是极为常见的,侧向力荷载一般都不直接作用在建筑结构基础上,而是随着建筑结构高度的增加而增加的一个规律。如在相同的条件下,高度低的建筑物基层所承受的倾覆力与高层建筑结构的平方成正比,其顶部的侧向位移和高度之间的关系为四次方正比,同时这一问题在地震作用下显现的尤为突出和明显。
二、结构选型阶段
在高层建筑结构的施工设计中,工程设计的结构选型、结构工程师都应当注意以下几方面内容,且在工作中需要合理的进行规范和控制。
（一）结构的规则性问题
在目前的建筑工程项目中,新旧工程施工规范都在结构选型设计上做了明显的规定,同时新规范中更是增添了许多限制性条件,使得建筑结构的选择规则变得更加的完善合理。如:在平面规则信息、嵌固端控制以及刚度比信息方面的规定,同时还采用了强制性手段对工程项目中有关影响结构稳定性问题的内容进行了硬性规定和控制。因此,在目前的工程师设计中,结构方面应当严格遵循建筑结构新规范设计标准来进行,同时更是要严格重视实际工作条件,以免造成后期施工图设计阶段工作开展的被动。
（二）结构的超高问题
在高层建筑结构设计工作中,抗震问题越来越受到人们的重视,已成为整个建筑领域设计人员研究的焦点所在。这主要是因为在近年来的地震灾害中,建筑物坍塌引发的经济损失和人员伤亡极为严重,给人类敲响了建筑抗震安全的警钟。对结构的总高度都有严格的限制,特别是新规范中对于之前的超高现象,不但要把原来的限制高度设定为建筑外围高度要求,还增加了B级高度的建筑,因此。必须对结构的该项控制因素严格注意,结构如果为B级高度建筑甚或超过了B级高度,那么设计方法和处理措施会有很大的变化。
（三）嵌固端的设置问题
通常，高层建筑都会带有二层或二层以上的地下室和人防,有可能嵌固端设置在地下室顶板,或者设置在人防顶板等位置,因此,对于这一问题,结构设计工程师经常会忽视设置的嵌固端产生的种种应该注意的问题,比如:嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一致性、在结构整体计算时嵌固端的设置、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等等问题,而其中任何一点被忽略都可能会造成后期设计工作的大量修改或埋下安全隐患。
（四）短肢剪力墙的设置问题
在新规范中,对墙肢截面高厚比为5－8的墙定义为短肢剪力墙。而且依据实验资料和实际经验,增加了对短肢剪力墙在高层建筑中的应用的限制,所以,结构工程师在高层建筑设计中,应尽量少采用或不用短肢剪力墙,防止给后期设计工作带来麻烦。
三、地基与基础设计方面
地基与基础设计是结构工程师比较重视的问题,不光因为该阶段设计过程的质量对于后期设计工作的进行有直接的影响,而且也由于地基基础也是整个工程成本的决定性因素,多以,这一阶段所出现的问题可能会十分严重甚至造成很大的经济损失。
地基基础在设计中要注意地方性规范。因为我国人口多，占地面积大,地质条件比较复杂,国家《地基基础设计规范》没法详细的描述和规定全国各地的地基基础,所以,作为建立在国家标准之下的地方标准。地方性的“地基基础设计规范” 可以更为详细和准确的对各地方的地基基础类型和设计处理方法等较为成熟的经验进行描述和规定,因此,在设计地基基础时,必须要深入地学习地方规范进行,从而防止影响整个结构设计或后期设计工作。
四、提升高层建筑结构设计的措施
（一）合理进行方案设计
怎样才算是合理的结构设计方案呢,要从建筑结构体系和建筑结构形式上满足高层建筑的结构设计, 而且还要做到在尽量节省资金的前提下做到最合理的设计。传力简单和受力明确体现了建筑结构体系的基本要求,在结构单元相同的时候,必须要选择相同的建筑结构体系。而且在选择合理化的建筑结构方案时, 更应该注意建筑施工的材料、建筑施工的条件、建筑工程设计的需求以及建筑的地理位置条件等进行综合性的分析。
（二）合理进行基础设计
每个建筑物结构的地理位置、地质地貌、相邻建筑物的影响等都是不同的,必须综合的分析, 进而设计出最合理的基础设计。不仅这样,基础设计的好与坏对建筑物荷载以及建筑物上部的结构类型都有着重要的影响, 尤其是高层建筑物更需要考虑到建筑物荷载的分布情况。临近建筑物的影响也是不可忽视的,比如:临近建筑物存在着对该高层建筑物挡光、地基等影响的因素,这些都是不可忽视的。综合所有影响因素分析设计出更具合理化的基础设计方案, 使建筑物在实用、美观、安全等性能上发挥更大的空间。
（三）合理进行计算简图设计
建筑结构设计的安全性是建立在对数据正确计算的基础上的,而提到计算就引出了计算简图,如果计算简图的计算不合理,那么将会对建筑物造成相当严重的安全隐患。为了能进一步保证计算简图对建筑结构设计以及建筑物以后使用中的安全性,我们应该在实践中采取相应的构造措施。如,在实际的建筑机构设计中,会存在结构节点,应该尽量的降低计算误差,将建筑结构计算简图尽可能的控制在规定的范围之内,以进一步提高计算简图的精确性,也为整个建筑结构设计的安全性奠定了良好基礎。
结束语结构设计是一项集结构分析，计算机技术以及数学优化方法于一体的综合性技术工作，它不仅是一门实用性很强的工作，更是一项对国家建设有重大意义的工作。如今建筑发展更是一个集约化、高效化的综合系统工程。建筑设计者应该以当今经济现状和发展趋势为出发点，建立一个合理的、宏观的结构设计理念，合理确定建筑设计标准、经济性措施和原则，这样不仅可以满足设计的各类需求，更能改善人类的居住环境。
参考文献：
[1]陈晨. 高层建筑结构设计与具体问题分析[J]. 城市建筑,2013,12:51.
[2]单庆伟. 高层建筑结构设计问题分析[J]. 中国新技术新产品,2012,09:173.