高层建筑结构设计特点和常见问题研究

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1、高层建筑结构设计特点和常见问题研究　　【摘要】：随着我国经济社会的飞速发展，以及城市人口的不断增加，高层建筑物越来越多的被民众所需要。高层建筑结构设计工作是一项意义极为重大的工作，它也是决定高层建筑的安全性与耐久性的一项重要而又关键的因素。本文简要地分析了我国高层建筑结构设计的特点和常见问题及其应对策略。【关键词】高层建筑；结构设计；设计特点；常见问题；解决措施中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A文章编号：引言高层建筑不仅缓解了城市土地紧张的问题，也填补了人们对现代高品质办公和住宅场所的需要。由于轻质高

2、强材料的研发和新的计算理论，施工技术的发展，特别是计算机结构分析手段的不断提高，更加促进了高层建筑的迅速发展。建筑高度的增加，风格越来越多样化，给高层结构设计提出的新的课题和挑战。高层结构设计不仅要满足大众品质的要求，还要跟上时尚的步伐。一、高层建筑结构设计特点71、侧移成为控制指标。高层建筑的顶点位移限制不仅决定数值大小，还决定了其振动频率，如果层间相对位移过大，会造成结构变形，进而使建筑物受到损坏，所以位移的限制值很重要，需要严格要求。而在高层建筑的设计过程中，建筑结构产生侧移问题是设计的关键要求，随着高度

3、的产生，建筑的水平荷载能力也在变化，建筑物的侧移幅度也再迅速增加，为了确保高层建筑的的安全，必须把建筑结构水平荷载下的侧移幅度控制在一定限度内。如果不加以控制，会因侧移产生加大的附加内力，建筑的结构主体也会出现裂缝。严重的会是机电设备管道受损，电梯轨道变形无法运行，后果不堪设想。2、高度预防轴向变形。在采用框架结构的高层建筑中，框架的中柱轴压力要比边柱的轴压力大很多，因此中柱的轴受压变形也大于边柱。当建筑物很高的时候，这种变形的差异会达到相当大的数值，其结果相当于连续梁中间呈现下沉下陷的状态，使跨中正弯矩值和两

4、端支座弯矩值增大。这样还会影响预制构件的下料长度，要根据轴向变形来计算数值，把下料长度调整到适度值。此外对构件的剪力和侧移产生影响，使高层建筑的安全系数受到影响73、抗震性要求越来越高。相对于低层建筑物，在地震中，高层建筑物显得更加不安全，在地震的作用下变形会更严重一些。所以，在设计高层建筑物的时候，建筑物的承载力和刚度应该自下而上的逐渐减小，均匀变化。要合理的设计软弱楼侧的塑性集中变形，尽可能增大楼层的结构延性，提高建筑物的变形能力。也要考察好建筑物的地基土质，假设在地震情况下进行计算，尽量完善和提高建筑物的

5、设计。4、减少高层建筑的自重比低层建筑更重要。从地基和桩基的承重力来考虑，在同一的地基和桩基情况下，为了减轻房屋的自重，我们可以多建层数，这样不必增加造价，尤其在地基是软弱土层的地方，增加的经济效益尤其突出。地震效应与建筑物的重力成正比，减少了房屋的自重，也是提高房屋抗震的有效办法之一。二、高层建筑结构设计中常见问题分析1、高层建筑结构设计选型对于高层建筑的设计选型需要注意以下几方面：（1）结构设计的不规则问题。新规范出台后，对于结构的规则性做了硬性要求和限制。而且新规范明确规定建筑不需采用严重不规则的设计方案

6、。因此，在设计结构选型的时候，一定要注意这方面的问题，否则，后期施工图设计阶段将会遇到不必要的麻烦。（2）建筑结构的高度问题。在地震力的作用下，超高限的建筑物将会变形，性态会发生很大的变化。由于建筑的高度增加，许多参数会超出原有的指标范围，如安全性，延性，承载指数等等。因此，我们在结构设计的时候，必须严格按照国家的规范要求来执行。7（3）嵌固端的设置问题。嵌固端的设置会影响嵌固端上下层的刚度以及抗震等级。如果忽略了这个问题，那么会在后期的工作中造成安全隐患。2、高层建筑的扭转结构问题高层建筑的扭转问题就是指在结

7、构设计过程中没有做到三心合一（即几何形心、刚度中心、结构重心）。在建筑物受到水平荷载作用时会发生扭转振动效应，为了避免建筑物因扭转而遭到破坏，我们在结构设计时采用合理的结构形式和平面布局，做到三心合一。3、高层建筑的地基和基础设计问题。地基和基础设计是高层建筑设计的一个重要环节，是设计人员比较重视的问题之一，地基和基础设计的好坏成功将会直接决定后期结构设计能否顺利进行。建筑物的地基基础也决定了整个工程的造价高低，也影响到建筑在后期使用的质量问题。如果在这一时期出现的问题，不引起重视，那么将会对后期的的施工造成巨

8、大的损失。4、建筑材料的选用和结构问题7通常，在地震多发区，工程技术人员非常重视建筑材料的选取和建筑结构的设计。在我国，一般150米以上的高层建筑主要采用框筒、筒中筒和框架作支撑的建筑结构体系。这三种结构在其他国家已被广泛采用。在国外的地震高发区，高层建筑主要采用钢结构，在我国，将近90%的比例是钢筋混凝土结构或砂石混合结构。混合结构中钢筋混凝土内筒部位，一般要承受接近九成的地震作用力