浅析高层建筑结构的设计要点王浩峰

浅析高层建筑结构的设计要点王浩峰

王浩峰王彬

同创工程设计有限公司

摘要：高层建筑结构设计至关重要，应给予高度重视，因为其直接关系到建筑使用功能的发挥，并且还与建筑安全性、耐久性有着密切的关联。然而受到一些因素的影响，使得高层建筑结构中常常会出现各种问题，从而导致结构设计质量下降。本文从结构技术优化的重要性分析入手，明确了高层建筑结构的设计要点。

关键词：高层建筑；结构；设计要点

1结构设计优化的重要性

建筑开发商如何实现对房屋结构设计的规范设计，首先在于对参与设计的工作人员展开工程的建筑核心探讨分析，将建筑工程的质量安全作为设计的基础，完成初期的设计方案，然后对设计方案的重点部分进行点对点的分析，同时展开深入的研究工作，而且需要按照现代建筑要求将目前最先进的建筑设计理念融入该建筑结构设计方向中，不仅如此，在展开正式的设计方案过程中，房屋建筑工程的建设成本也应进行有效的控制。根据过去的建筑工程的设计条例以及基本的设计方向，相关的设计人员在进行房屋建筑工程的设计工作过程中，通过合理的将建筑的未来经济效益与先进的施工技术融入到一体作为设计的方向，实现建筑设计方案的合理、科学化。促进建筑企业的经济效益发展。

2高层建筑结构的设计要点

2.1有效提高建筑物层数

针对高层建筑的基本质量要求，在提高建筑物的高度时，需要开发坚实的地基质量，仅有稳定的地基还不足以应对超高层建筑的基本需要，对房屋建筑的结构设计进行合理地优化，才能够保证超高层建筑物最基本的质量要求。在对建筑物进行增高的工程项目中，要对建筑所产生的成本要有一定的了解，做好前后期的预算，因为建筑的增高项目一般耗资相对来说是比较高昂的，而这一系列所产生的后期改造主要是因房屋结构的设计不够合理化而导致的，通过对房屋建筑构设计的优化措施能够有效地解决目前的问题，进行优化技术的过程中，也要提高结构设计的专业水平，有效地控制房屋的建筑成本以及合理地增加建筑物的层数。

2.2整体、局部优化

由于高层建筑工程项目具有明显的层次性以及复杂性特征，所以在对高层建筑结构设计运用优化技术时，需要将其层次性特征纳入分析的范畴中，注重对整体、局部的合理优化。而高层建筑工程的层次性主要体现在设计、结构、安装三个体系，而这三个体系又包含了更多的下属体系。因此，相关设计人员应该对这些因素进行综合性的分析及优化，突破布局的横向关联和叠加工程，分别从整体和局部两个方面对高层建筑结构进行设计优化，避免对高层建筑的使用材料、选择零部件以及选择结构类型等方面产生更为复杂的影响，确保设计优化技术的积极作用能够得到充分的发挥。

2.3科学设置嵌固端

嵌固端部位的选择要满足基础有效埋深条件，合理在基础顶面或高于基础顶面的位置选取。若高于基础顶面，则要保证嵌固端位置与室内地沟布置和埋深情况相符，控制好嵌固端高出室外地面的高差，不允许高差大于边梁的梁高；嵌固端的设置要保证其下部有足够的承载力，防止在上部结构作用下出现柱塑性铰向下转移；若高层建筑有地下室，则要将嵌固端设置在地下室的上部结构，并保证地下室顶板厚度大于160mm。此外，地下室梁板结构不可设计为无梁体系，不得留有大孔洞，保证地下室顶板有足够抗弯刚度。若在高层建筑结构中采用半地下室结构，则不能将嵌固端设置在首层楼面。嵌固端设置在地下室上部结构时，要保证地下室抗侧移刚度至少为上部结构第一层的2倍，并且地下室侧壁也要有良好的刚度，否则不能将嵌固端设置在地下室上部结构。

2.4做好高层建筑结构稳定性设计

当高层建筑结构进入到构造部分设计时，应强调结构的稳定性和连续性，要系统而科学地形成建筑主梁与其他架构的连接关系，提升高层建筑结构稳定性，通过合理设计和科学系统控制使高层建筑结构形成承载优良、结构稳定的建筑体系，提升高层建筑结构整体的稳定性。在设计高层建筑框架辅助部分的工作中，必须着重分析和利用剪力墙、框架结构、梁柱结构的细节，对高层建筑结构的受力形式和负荷状况进行平衡度和稳定度的设计与计算，确保高层建筑结构能够在系统上成为连续、有机的整体，能够在高层建筑结构施工中具有良好的效率性，确保高层建筑结构的抗震、防震能力达到结构稳定的目标。在高层建筑结构稳定性的优化和强化过程中，要控制剪力墙、承重墙等关键构件的分布和使用，发挥其连接、承重、负荷的价值和功能，做到主梁结构与其他结构形式的高度吻合，提高高层建筑结构整体的连续性和稳定性，建立提升高层建筑结构稳定性的结构和技术设计基础。

2.5侧向位移限值

高层建筑结构的水平位移与建筑的高度有着较大的关系，建筑高度越高，则建筑的水平位移就越大。为了有效控制建筑的水平位移，新规对顶点位移和层间位移都做出了非常细致的要求。加大顶点位移的控制力度主要是为了提升建筑内的舒适度，避免建筑在受到罕见地震作用时发生倒塌。但是结构极限变形能力才是房屋在罕见地震下不倒塌的主要因素。另外，为了增强结构的抗震能力，应在结构设计的过程中全面考虑建筑结构的多种效应。这里对层间位移予以严格控制主要是为了避免填充墙和装饰物等非结构构件出现损坏。

2.6短肢剪力墙的设计要点

设计人员可在高层建筑结构设计中设计适当数量的长墙，或利用楼梯、电梯设计增强建筑内筒的刚度，减少短肢剪力墙发生变形的可能性；在短肢剪力墙设计时增加抗震构造设计，通过提高配筋率、减少轴压比等方法避免短肢剪力墙受外力作用出现墙肢开裂问题；在短肢剪力墙设计时要避免出现“一”字形墙肢，合理增加外周边墙肢的厚度，提高其延性抗震性能，使短肢剪力墙在水平方向和竖向方面都有连接，增强短肢剪力墙的抗弯曲变形能力；短肢剪力墙设计要保证墙肢分布均匀，确保短肢剪力墙的刚度中心接近于建筑物的形心，若短肢剪力墙设计难以达到这一要求，则可采用长肢剪力墙设计调整其刚度中心位置。

2.7做好高层建筑材料应用结构设计

材料的应用和设计是高层建筑结构设计工作的关键，要结合结构特点和户型设计考虑材料应用，确定垂直方向高层建筑结构受力的特点、构件的分布、材料的使用等相关参数和数值，以数字化和信息化的方式建立结构性模型。在材料应用设计中，立足于地基项目、剪力墙结构、关联层连接等重要部位，进行受力评估和计算，确定钢筋、混凝土的受力估值范围，确定各关键部位和主要结构应用的材料技术参数和型号。在高层建筑结构材料设计中，要考量高层建筑结构的特点，要从结构功能的角度审核材料应用设计的合理性，将高层建筑结构进行系统化、科学化优化，以应用材料的规范性设计形成材料设计方案。在材料应用和设计环节，必须建立基本技术和参数体系，指导高层建筑材料的需求、分配等重要工作，同时结合施工条件、技术种类、材料型号等要素，进行材料的细节优化和具体调整，通过规范化的材料设计和应用结构优化，对高层建筑施工过程、材料处理、技术运用进行整合和优化，降低结构设计和施工难度，形成精细化、系统化、科学化的高层建筑结构设计产品。

结语

综上所述，高层建筑结构设计具有一定的复杂性，为确保结构设计质量，必须对其中存在的问题进行分析，并采取有效的方法和措施加以解决处理，只有这样，才能使设计出来的结构满足安全性、耐久性的需要，也才能延长高层建筑的使用寿命。

参考文献：

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[2]林再添.某高层商业建筑改造结构设计[J].福建建材，2018（11）：90-92.

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