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摘要：高层建筑在城市发展中，被应用得越来越广泛，这是一个不争的事实，相关的建筑技术方面的研究工作一定要适应这种发展现状，否则就会带来安全问题与社会问题。对于高层建筑在结构设计方面上存在的问题，我们有必要加以探讨与研究，以期对问题进行改善性与变革性的处理。本文介绍了高层建筑结构设计特点、常见问题，以及基于这些问题的对策性建议。
关键词：高层建筑；结构设计问题；问题对策
The high-rise buildings in urban development, is getting more and more wide application, it is an indisputable fact, relevant construction technology aspect of work must adapt to the development present situation, or it will bring security and social problems. For high-rise building structural design in the existing problem, it is necessary to probe into and research, in order to improve sex and problems at the point of the drawing processing. This paper introduces the structure of the high-rise building design characteristics, faqs, and based on these solutions to the problems of the Suggestions.
Keywords: high building; Structure design problem; measures
中圖分类号：TU97文献标识码： A 文章编号：
在一百多年的现代高层建筑历史中，出现了数不胜数的经典之作，这些建筑的结构与功能日趋复杂，给建筑的结构设计者们提出了新的挑战。在面临挑战时，我们应当把握住建筑结构设计的基本原则，有针对性地进行显著问题的解决。
一、高层建筑在结构设计原则
（一）用最合理的结构设计计算简图应用到特定的高层建筑中来，结构简图应当用适合于建筑的构造办法来使建筑达到最安全。按照建筑所在位置的地质条件选择基础设计方案，方案应当使地基能力得到最大限度的发挥，必要时要对地基变形进行检验。一般来讲，同样的结构单元，基础设计方案类型是一致的。
（二）根据所处地质条件、经济条件、用户需要等，选技最合理的结构方案。方案要综合考量到地理条件、施工设计水平、材料能力，并与水、暖、电等诸方面预告做好沟通协调工作。
（三）高层建筑的构造应当有独立的保护措施，措施大的方向是三强：强剪切力、强压力、强柱体。三弱：弱弯变、弱拉力、弱梁体。当然，这里的弱是相对的，在质量上容不得有半点马虎。
二、高层建筑在结构设计中经常遇到的问题
（一）底层框架的剪力墙结构挑梁的裂缝
有一类底部是钢筋混凝土框架的剪力墙结构，而上部是多层砌体。这一类建筑多用于沿街住宅、旅馆、办公楼，它的下层是商店与餐厅等开放式房屋，上面多是多层砌体的小开间住宅。对于这种建筑，有一部分的设者人员为了达到增加使用面积的目的，把二层之上的一些外层挑墙安排在悬挑梁上面。使得结构中的底层承载挑梁因为荷载过大出现裂缝。临街的砌体结构里，出现这类问题的建筑比较常见。
（二）楼层平面，在刚度上要求上达不到标准。
有的结构设计缺少必要的措施，便简单使用楼板变形的设计计算程序。尽管理论上的数学模型可以做到准确无误，但是对于楼板的变形程度难以准确把握。基于此种设计而实施的结构设计，其结构构件安全与结构整体安全焉能得到保障。
（三）对纵向框架的重视程度不够
现代建筑的结构抗震设计，要求按照两个主轴角度进行不同的计算。各角度方向的抗震能力由该方向抗侧力进行承担。位于框架结构的设计里边，横向框架与纵向框架的作用是同样重要的。而一些设计人员，对于抗震设计在纵向框架方向上的梁柱节点、纵筋、箍筋等达不到构造要求。在梁支座负筋、箍筋、跨中纵筋等位置上，配筋都不充足。
（四）边续梁没能与单梁分开设计，二者混淆为一。
这类情况发生在阳台边梁设计中比较多。原因可能是因为边梁荷重小，设计人员对此重视程度不够，使得支座上的梁负筋量不够。这就使得受拉区出现裂缝，若边梁较长，问题会更为明显，且阳台边梁是暴于室处的，易受恶劣天气的影响，裂缝加大贯通扩张，承载力下降，对于使用安全是极大的隐患。
三、提出高层建筑在结构设计中常见的问题相应对策
（一）主梁在有次梁的地方加上附加筋
面对这种状况，一般要先加箍筋。附加筋应当有，但不一定是绝对要加，相关技术规范里说明：梁截面、梁下部集中荷载处，应由横向钢筋进行荷载力承担，亦即在梁上边后做的梁，比如水箱之下的垫梁，可以不用设计附加筋。这要根据梁截面相应高度来做具体安排。而不可统一规定。若主梁与次梁的截面差距不大，次梁的荷载负担较重时，应当加附加筋。而当主梁的高度达到一定程度，次梁的截面不大，荷载负担小时，主梁就可以不用设置附加筋。另外一种情况是，若主梁与次梁的截面都很大，而荷载压力相对较小，设置附加筋也没什么必要。
（二）根据实际需要选择平面和立面的形式
1、在高层建筑中的结构设计安排上，要尽量把建筑的刚度中心、几何中心、结构中心安排到一点上。如果说没有达到这个要求，那个在设计施工与使用过程中，就会出现相当大的麻烦，最主要的就是扭转问题。所谓的扭转问题指的是在建筑结构中，因为水平荷载力的原因，发生的振动扭转效应。扭转问题再加上水平风载的作用，会对建筑结构发生危害。
2、在选择立面和平面形式的时候，高层建筑平面应当避免过分复杂的形式，尽量对称、简单、规则。因为大量数据结果都显示，建筑结构中的不对称、内凹、外凸，使得建筑的稳定性、抗震性产生损害，荷载力也会降低。在不对称的建筑结构里，凹凸拐角处，会因为受应力太过于集中而发生损坏，这是应当要尽量避免的。下图是国外的某幢建筑的平面布置图，建筑共15层，它的设计立面、平面布置极不连续，不均匀，在地震发生时，偏心扭转严重，最终因为柱子开裂、钢筋扭区，而使得楼梯间、电梯井等发生严重损毁。
（图一）
而处于同样地震中的另一栋建筑，仅出现了极小的墙体裂缝，其原因就是因为合理的平面立面设计，结构布置对称，扭转作用小，抗震能力提高，如图二所示：
3、完全对称的建筑结构里边，同样需要注意凸起部分的比例，比例尽量不要太大，如果比例过大，要采取完善的补救手段。在竖向布置方面，尽量做到刚度的连续与均匀，而不要出现结构上的软弱层同刚度突变。软弱层同刚度突变是因为剪力墙被切断所致。如果因为设计需要，一定要切断某处的剪力墙，那么相邻的剪力墙一定要加强。总而言之，过于推崇建筑形式的新颖设计，是要以建筑使用安全性为代价的。绝对不能胡乱为之。
（三）高层建筑中的结构设计对于水平位移方面的要求
水平位移无法避免，但是位移数值满足高层安全要求，并不能代表结构是合理的。同时要把周期与地震力因素考虑进去。一般来讲，剪力墙的结构位移线应当是弯曲型的，而不能为剪切型。框架结构的建筑则相反，其位移曲线是剪切型为合理。若二者结构相结合，则其位移曲线也应互相结合。
总结：
上面所提及的几个问题乃是建筑结构设计者在工程设计时易于忽略之处，尤其设计者很容易单纯地追求建筑的空间格局与奇特个性，而对平面、立面结构问题不够重视，造成建筑的稳定性下降。对于设计者来讲，要把提升设计质量当成终身奋斗的目标,才可以确保结构设计工作的高质量完成。
参考文献：
[1] 李勇.高层建筑结构设计探讨[J].科技与生活.2010.22
[2] 徐建平.关于层间隔震建筑结构设计应用[J].中国科技博览.2010.34
[3] 刘军.浅析高层建筑结构设计的问题及方法[J].城市建设理论研究（电子版），2012（1）
[4] 徐培福.复杂高层建筑结构设计[M].北京:中国建筑工业出版社，2005
[5] 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
作者简介
梁晓峰（1985）男，广东深圳，本科，深圳大学，土木工程专业
关键词：高层建筑；结构设计问题；问题对策
The high-rise buildings in urban development, is getting more and more wide application, it is an indisputable fact, relevant construction technology aspect of work must adapt to the development present situation, or it will bring security and social problems. For high-rise building structural design in the existing problem, it is necessary to probe into and research, in order to improve sex and problems at the point of the drawing processing. This paper introduces the structure of the high-rise building design characteristics, faqs, and based on these solutions to the problems of the Suggestions.
Keywords: high building; Structure design problem; measures
中圖分类号：TU97文献标识码： A 文章编号：
在一百多年的现代高层建筑历史中，出现了数不胜数的经典之作，这些建筑的结构与功能日趋复杂，给建筑的结构设计者们提出了新的挑战。在面临挑战时，我们应当把握住建筑结构设计的基本原则，有针对性地进行显著问题的解决。
一、高层建筑在结构设计原则
（一）用最合理的结构设计计算简图应用到特定的高层建筑中来，结构简图应当用适合于建筑的构造办法来使建筑达到最安全。按照建筑所在位置的地质条件选择基础设计方案，方案应当使地基能力得到最大限度的发挥，必要时要对地基变形进行检验。一般来讲，同样的结构单元，基础设计方案类型是一致的。
（二）根据所处地质条件、经济条件、用户需要等，选技最合理的结构方案。方案要综合考量到地理条件、施工设计水平、材料能力，并与水、暖、电等诸方面预告做好沟通协调工作。
（三）高层建筑的构造应当有独立的保护措施，措施大的方向是三强：强剪切力、强压力、强柱体。三弱：弱弯变、弱拉力、弱梁体。当然，这里的弱是相对的，在质量上容不得有半点马虎。
二、高层建筑在结构设计中经常遇到的问题
（一）底层框架的剪力墙结构挑梁的裂缝
有一类底部是钢筋混凝土框架的剪力墙结构，而上部是多层砌体。这一类建筑多用于沿街住宅、旅馆、办公楼，它的下层是商店与餐厅等开放式房屋，上面多是多层砌体的小开间住宅。对于这种建筑，有一部分的设者人员为了达到增加使用面积的目的，把二层之上的一些外层挑墙安排在悬挑梁上面。使得结构中的底层承载挑梁因为荷载过大出现裂缝。临街的砌体结构里，出现这类问题的建筑比较常见。
（二）楼层平面，在刚度上要求上达不到标准。
有的结构设计缺少必要的措施，便简单使用楼板变形的设计计算程序。尽管理论上的数学模型可以做到准确无误，但是对于楼板的变形程度难以准确把握。基于此种设计而实施的结构设计，其结构构件安全与结构整体安全焉能得到保障。
（三）对纵向框架的重视程度不够
现代建筑的结构抗震设计，要求按照两个主轴角度进行不同的计算。各角度方向的抗震能力由该方向抗侧力进行承担。位于框架结构的设计里边，横向框架与纵向框架的作用是同样重要的。而一些设计人员，对于抗震设计在纵向框架方向上的梁柱节点、纵筋、箍筋等达不到构造要求。在梁支座负筋、箍筋、跨中纵筋等位置上，配筋都不充足。
（四）边续梁没能与单梁分开设计，二者混淆为一。
这类情况发生在阳台边梁设计中比较多。原因可能是因为边梁荷重小，设计人员对此重视程度不够，使得支座上的梁负筋量不够。这就使得受拉区出现裂缝，若边梁较长，问题会更为明显，且阳台边梁是暴于室处的，易受恶劣天气的影响，裂缝加大贯通扩张，承载力下降，对于使用安全是极大的隐患。
三、提出高层建筑在结构设计中常见的问题相应对策
（一）主梁在有次梁的地方加上附加筋
面对这种状况，一般要先加箍筋。附加筋应当有，但不一定是绝对要加，相关技术规范里说明：梁截面、梁下部集中荷载处，应由横向钢筋进行荷载力承担，亦即在梁上边后做的梁，比如水箱之下的垫梁，可以不用设计附加筋。这要根据梁截面相应高度来做具体安排。而不可统一规定。若主梁与次梁的截面差距不大，次梁的荷载负担较重时，应当加附加筋。而当主梁的高度达到一定程度，次梁的截面不大，荷载负担小时，主梁就可以不用设置附加筋。另外一种情况是，若主梁与次梁的截面都很大，而荷载压力相对较小，设置附加筋也没什么必要。
（二）根据实际需要选择平面和立面的形式
1、在高层建筑中的结构设计安排上，要尽量把建筑的刚度中心、几何中心、结构中心安排到一点上。如果说没有达到这个要求，那个在设计施工与使用过程中，就会出现相当大的麻烦，最主要的就是扭转问题。所谓的扭转问题指的是在建筑结构中，因为水平荷载力的原因，发生的振动扭转效应。扭转问题再加上水平风载的作用，会对建筑结构发生危害。
2、在选择立面和平面形式的时候，高层建筑平面应当避免过分复杂的形式，尽量对称、简单、规则。因为大量数据结果都显示，建筑结构中的不对称、内凹、外凸，使得建筑的稳定性、抗震性产生损害，荷载力也会降低。在不对称的建筑结构里，凹凸拐角处，会因为受应力太过于集中而发生损坏，这是应当要尽量避免的。下图是国外的某幢建筑的平面布置图，建筑共15层，它的设计立面、平面布置极不连续，不均匀，在地震发生时，偏心扭转严重，最终因为柱子开裂、钢筋扭区，而使得楼梯间、电梯井等发生严重损毁。
（图一）
而处于同样地震中的另一栋建筑，仅出现了极小的墙体裂缝，其原因就是因为合理的平面立面设计，结构布置对称，扭转作用小，抗震能力提高，如图二所示：
3、完全对称的建筑结构里边，同样需要注意凸起部分的比例，比例尽量不要太大，如果比例过大，要采取完善的补救手段。在竖向布置方面，尽量做到刚度的连续与均匀，而不要出现结构上的软弱层同刚度突变。软弱层同刚度突变是因为剪力墙被切断所致。如果因为设计需要，一定要切断某处的剪力墙，那么相邻的剪力墙一定要加强。总而言之，过于推崇建筑形式的新颖设计，是要以建筑使用安全性为代价的。绝对不能胡乱为之。
（三）高层建筑中的结构设计对于水平位移方面的要求
水平位移无法避免，但是位移数值满足高层安全要求，并不能代表结构是合理的。同时要把周期与地震力因素考虑进去。一般来讲，剪力墙的结构位移线应当是弯曲型的，而不能为剪切型。框架结构的建筑则相反，其位移曲线是剪切型为合理。若二者结构相结合，则其位移曲线也应互相结合。
总结：
上面所提及的几个问题乃是建筑结构设计者在工程设计时易于忽略之处，尤其设计者很容易单纯地追求建筑的空间格局与奇特个性，而对平面、立面结构问题不够重视，造成建筑的稳定性下降。对于设计者来讲，要把提升设计质量当成终身奋斗的目标,才可以确保结构设计工作的高质量完成。
参考文献：
[1] 李勇.高层建筑结构设计探讨[J].科技与生活.2010.22
[2] 徐建平.关于层间隔震建筑结构设计应用[J].中国科技博览.2010.34
[3] 刘军.浅析高层建筑结构设计的问题及方法[J].城市建设理论研究（电子版），2012（1）
[4] 徐培福.复杂高层建筑结构设计[M].北京:中国建筑工业出版社，2005
[5] 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
作者简介
梁晓峰（1985）男，广东深圳，本科，深圳大学，土木工程专业