现代高层建筑的结构与设计

现代高层建筑的结构与设计

程东旭

佳木斯市建筑设计研究院

【摘要】随着我国城市化的进程不断的加快，城市的人口不断的增多，居住问题成为了影响城市经济发展的重要的因素，在现代的城市中，城市中的土地不断的缩小，人们在进行房地产建设是在不断的向高空发展，在现代城市中摩天大楼比比皆是，这就给现代高层建筑的的结构设计带来了挑战，在考虑高层建筑地基承重的同时，还要考虑到建筑的抗震能力，保证高层建筑的安全性。本文主要对现代高层建筑的结构设计以及存在的问题进行了分析。

【关键词】高层建筑；结构；设计

我国城市经济的飞速发展和建筑水平的不断提高为我国现代高层建筑的发展提供了较大的发展空间，在高层建筑建设的过程中要注重结构的设计，合理的结构设计是衡量我国高层建筑质量的重要指标，因此在进行高层建筑设计时要做好结构设计，保证高层建筑施工的顺利进行，在进行高层建筑结构设计的过程中要控制好设计的要点，保证高层建筑的安全与适用。

1.高层建筑结构设计的原则

对于一些高层建筑结构设计会运用到许多原则，一般会有下面这些原则：在选择适当的结构简图的时候，要对结构计算在计算简图的基础上展开基本的计算，因为小的失误都有可能造成严重的损失，要选择正确的结构简图，来保证工程结果的重要性；选择正确的结构方案，好的高层建筑设计需要相匹配的结构设计方案，才能使得设计足够经济合理，这样说来其实就是要选择一个符合实际的行动方案和建筑结构设计体系，总得来说就是要对工程的设计严格要求，注意它各方面的问题，如：它的环境问题，材料问题，施工条件等等都是在它的要求范围内的，同时在确定了合理的方案之后也必须要多种方案共同参与对照，在选择好方案之后要对相应的数据进行整理，计算准确的数据，因为电脑软件的不同，最终得出的结果也不同，因此要进行数据的详细分析，对于数据的条件范围也要认真考核，避免由于软件的误差而出现的错误，尽量达到最高精确度。

2.高层建筑结构设计的重要组成

2.1水平荷载的设计

在现在这个高层结构设计的时代，由于高层建筑的发展速度特别的快，给高层设计的技术工人们带来了许多高要求，水平荷载的设计对高层建筑设计影响十分的巨大，在水平荷载的控制力上也要求较高。其中，在水平荷载中风荷载和水平地震力对于高层建筑的结构设计影响力更大。对于风荷载要有较强的刚度，而对于水平地震力的结构要求则又是另外一方面，相对要求较高的是它的柔韧度的要求。但是，恰恰这两个结构要求又是相互矛盾的关系，它们之间存在抵触的条件。为了是水平荷载结构设计更加合理就需要对风荷载和水平地震力的影响研究更加进一步具体化。在外界环境中风力会受到建筑物的阻挡，在摩擦中的时候会和建筑物之间产生阻力，和吸力，而这些总称为风荷载。高层的风荷载在建筑物的安全性上有影响，同时它在高层建筑上震动方面也有一定的影响力，风荷载的影响因素是多变的，并不确定的。而在于水平震动对高层建筑结构设计的影响力，在地震时震感会通过前后的晃动将震动感传授给建筑物，它的震动力分为水平力和竖向力，它们之间的共同作用会使高层建筑物发生扭曲的作用。水平地震力和风荷载力共同作用对高层建筑设计有着不可忽视的作用，人们因多加关注，减少它的破坏力。

2.2抗震的设计

对于高层建筑物来说一定要具有抗震能力。近年来环境不断地恶化，各种各样的自然灾害如地震，泥石流等不断发生，这就对我们的高层建筑产生了巨大的影响力，影响高层建筑的设计，并且还增加了施工的难度，因此人们更加关注高层建筑的抗震作用。在于抗震应用的设计上首先要考虑抗震性的外形设计，再而要重点注意高层建筑材料的选择，选择轻便的用来增强抗震性。除此之外要减轻建筑体系，以此保证施工的难度。

2.3框架结构体系

高层结构的结构体系是错综复杂的。对于高层结构我们最开始就会联想到，那应该就是框架结构体系。框架结构体系是最早被国人们运用的一项结构体系。对于框架结构体系他是运用承重负荷系统，运用了不同的建筑材料设计出来的，它们之间存在着相互联系的关系，而框架结构体系是使用了梁柱作为支撑的工具，来承载这整个建筑物的负荷，对于其他的一些结构中的功能仅仅只是在分割作用中运用到，只属于划分了空间范围，在于整个建筑物的承载力上无参与的功能。在现如今的房屋建筑中，框架结构的房屋建筑是比较灵活的，运用最广的一个建筑结构设计，它在进行改正的时候相对于其他的设计结构也特别便捷。施工简单，整体性也特别的好。

2.4结构轴向承载力的重要性

对于高层建筑物来说，它的最为典型的一个特点是它的占地面积非常的大，体积相比较其他的小型建筑物较为硕大。但是，在硕大的同时它的建筑也是比较壮观的，给人的视觉效果也就不一样，所以这就给高层建筑的设计带来了许多问题，并且也加大了建筑施工的难度。在诸多问题之中要充分考虑的是它的承载力问题，这是最最重要的。而在于竖直方向中如果它的受力方向不对，承载力分布不均那就很容易导致高层建筑结构的轴向变形，这样也会最终影响结构安全，从而影响人们的生命财产安全，人们应该在高层结构设计的时候多加关注轴向承载力的重要性，承载力分布的重要性。

3.高层建筑结构设计中应注意的问题

3.1结构设计的合理性

在现在这各物质经济快速发展的时代，人口的快速增加，土地面积的越发的紧缺，这就促使了高层建筑的进步，人们对高层建筑设计要求越来越高。对于它设计的合理性也更加的注重，只有对结构设计非常的合理才能使得这个建筑有完美的呈现，也才能够使的人们的生命财产安全得到保障，总之，对于合理的结构设计是非常重要的，合理的结构设计也需要考虑方方面面的内容。

3.2完善高层建筑抗震结构设计

对于高层建筑的抗震设计要把握好尺度，要在建筑材料的选材上多做详细的省察。高层结构的震动感由许多原因导致，最为主要的因素是自然原因重中风力和地震的震动感，这就使得高层建筑的抗震选材上需要选用一些较为轻便的材料，增加抗震力，使得结构简化，保障施工的难度。

3.3考虑到多方面因素对高层建筑的影响

高层建筑体型巨大，建筑时的工程量也相对于较大，因此，要考虑的额影响因素也是多方面的，它不仅仅要考察它的地理位置，建筑环境，建筑时的一些选材，还需要注意抗震防风等一系列自然因素，还有建筑时的一些工程问题，这都需要专家设计的认真分析比对最终来克服其中的种种影响。

3.4结构设计过程中水平位移的问题

在高层建筑设计中水平位移问题也是十分重要的，它是高层建筑中需要关注的一个关键因素，同样它所需要做的也是减少在建筑中的一些承载能力，尽量选择一些质量较轻，较为便捷的材料来构成建筑中的支撑点，增加抗变形性和水平之间的承载力分布，将水平位移控制在一个合理范围之内。

结语：由于我国综合国力不断的提高了，建筑业的发展也不断的完善了，施工的技术含量也不停的在增加。也因为人口的不断增加，对高层建筑的需求也越来越高，但是，在高层设计中同样还存在需多问题需要解决，让高层建筑设计得到完善。因此，我们还要继续在高层建筑中不停的探索。

参考文献：

[1]程光煜，叶列平，朱兴刚.偏心结构消能减震技术的分析研究[J].工程抗震与加固改造，2013，28（2）

[2]霍小平.高层建筑创作中的结构构思[J].建筑与结构设计，2012（7）