高层建筑结构设计问题和对策探析

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1、高层建筑结构设计问题和对策探析　　【摘要】我国是个发展中国家，城市化发展迅速，建筑用地日益紧张，高层建筑节省建筑用地、安全性强等特点，高层建筑慢慢在中小型城市的普及。高层建筑水平虽然也在不断提高，但是综合性建筑布置依然非常复杂。然而各种因素的影响，实际建筑结构的设计中还存在着许多问题，解决这些问题对于提高房屋质量，保证房屋安全具有重要作用。本文从建筑结构设计应遵循的原则入手，分析建筑结构设计中应注意的问题以及解决措施。【关键词】高层建筑结构设计解决措施中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A文章编号：引言随着社会生产力和科学技

2、术的高速发展，城市人口逐渐增多，可利用的土地资源越来越少，这势必会使建筑往高空延伸，高层建筑逐渐成为衡量一个城市发展的软指标，因此，高层建筑的结构设计也逐渐成为人们关注的焦点。结构工程师在高层设计中如何把握设计要点，直接影响到整体结构的安全性、经济性及合理性。1、高层建筑结构设计的特点7(1)水平荷载成为控制结构设计的主要因素。结构内力、位移与高度的关系，除轴向力与高度成正比之外，弯矩和位移随高度都呈指数曲线上升，因此，随着高度的增加，水平荷载将成为控制因素。水平力作用下结构是否优化，材料用量将有很大差别。(2)特别是在地震区，随

3、着层数的增加，地震作用对高层建筑危害的可能性也比对多层建筑大，高层建筑结构的抗震设计应受到加倍重视，若工程位于非地震区，无需进行地震作用计算，但仍需要考虑抗震的构造措施。(3)侧移成为控制指标。与多层建筑不同，结构侧移已成为高层建筑结构设计中的关键因素。随着建筑高度的增加，水平荷载下结构的侧移变形迅速增大，因而应将结构在水平荷载作用下的侧移控制在某一限度之内。(4)轴向变形不容忽视。高层建筑中竖向荷载数值很大，使得柱产生较大的轴向变形，从而会使得连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩和端支座负弯矩值增大。轴向变形还会对预制构件

4、的下料长度产生影响，需要根据轴向变形的计算值调整下料长度进行。另外轴向变形对构件的剪力和侧移产生影响，如不考虑构件竖向变形将会得出偏于不安全的计算结果。7(5)结构延性是重要设计指标。相对于多层建筑而言，高层建筑更柔一些，在地震作用下的变形更大一些。为了避免倒塌，特别需要在构造上采取合理措施，使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，即保证结构具有足够的延性。2高层建筑结构设计存在的问题2.1楼板设计过程中存在的问题。楼板是建筑工程中主要的承重构件，它将楼面、屋面的荷载传递到其周围的墙或梁上，因此，楼板的设计问题必将关系到梁

5、、墙、柱等构件的安全。如果设计人员对整个的设计考虑不周，就很容易出现设计质量的问题。楼板设计中常见的问题有：1、设计时，为了计算方便，或因为对板的受力状态认识不清而简单地将双向板当做单向板来进行计算。导致计算假定与实际的受力状态不符，导致一个方向配筋过大，而另一个方向仅按照构造配筋，造成配筋严重不足，导致板出现裂缝。2、板承受线荷载时弯矩计算问题，在民用建筑中，常常在楼板上布置一些非承重隔墙，所以在大楼板的设计中，设计人员常将这部分的线荷载换算成等效的均布荷载后，再进行板的配筋计算。但是，有些设计人员错误地将隔墙的总荷载除以板的总

6、面积，这是不应该的。2.2地基与基础设计方面存在的问题。7地基与基础设计的问题，一直都是建筑结构程师比较重视的，这不仅因为该阶段设计的好坏将直接影响到后期设计工作的顺利进行，而且因为地基基础是整个建筑工程造价的决定性因素。有软弱深厚的淤泥土层时，忽略水平力的影响。另外，对存在液化土层的低承台桩基验算时，单桩承载力根据现场静载荷试验确定，桩承载力没有考虑液化土层的影响。还有些设计人员对软弱地基的危害性认识不足，在采用换土垫层对软弱地基进行处理时，并不做换土垫层设计，而只是凭经验进行畸形处置，只是采用砂垫层加强承载力，而没有进行垫层宽

7、度、厚度的计算，这种做法既不符合安全性，也不符合经济性。2.3抗震设计计算方面存在的问题。在有抗震设防的建筑结构设计中，设计人员除了要考虑到正常使用的竖向荷载、风荷载外，还必须使建筑的结构具有良好的抗震能力。要实现“小震不坏、中震可修、大震不倒”的“三水准”设计。建筑结构是否具有抗震能力，是由承载力和变形能力共同决定的。钢筋混凝土是具有弹塑性，它的结构具有塑性变形的能力。当在地震的作用下，结构达到屈服以后，利用结构塑性变形来吸收能量、增加结构的延性，不仅能够减弱地震反应，而且大大提高了结构抗御强烈地震的能力。设计中所谓的强剪弱弯、

8、强柱弱梁、强节点弱构件以及强锚固，强结构底部等等都是保证结构延性的具体有效的手段。3高层建筑设计存在问题的解决措施71增加抗弯结构体系的有效宽度，以调整结构的抗侧刚度。这样做，是非常直接的，也是非常有效的。增加宽度可以直接增大抵抗力臂，从而减小抗倾