高层建筑结构设计的要点分析孙冬云

高层建筑结构设计的要点分析孙冬云

孙冬云

孙冬云

（龙口市金泰规划建筑设计有限公司，山东龙口265700）

摘要：随着建筑行业的规模越来越大，高层的建筑也成为了城市中必不可少的亮点之一。然而近年来，我国的土地范围也在不断的减少，如何设计出优质、舒适且经济适用的空间范围也是目前人们较为关注的话题。

关键词：高层建筑；结构设计

前言

对于高层建筑而言,结构设计是一个重点，也是难点所在。想要确保高层建筑整体的安全性与稳定性，结构设计必须稳固而合理，并且让许多技术难点都很好的得以解决。本文将剖析高层建筑结构设计中的一些要点，以供参考。

1高层建筑结构设计的特点

1.1对建筑物自重的控制

结构设计中很重要的一点就是做好建筑物自重的合理控制，这对于建筑物的稳定性有着非常直接的影响。高层建筑普遍自重较大，尤其是对于一些结构相对复杂，采用较重的建筑材料的建筑，在结构设计时，必须从多个方面做好自重的控制。

1.2地基承载力的控制

地基的承载力的控制是高层建筑在进行结构设计时的一个关键点，做好这方面工作也是结构设计的基本所在。与普通建筑物的地基的设计与选型不同，高层建筑对于地基的要求会更高，需要地基具备更强的承载力，能够承受整个建筑物的荷载。因此，对于地基处理方式及及基础的选型设计，往往会成为高层建筑结构设计中的一个要素。

1.3对抗震性的要求

建筑物的抗震性是结构设计中重要的部分，对于高层建筑而言，由于整个建筑的自重较大，楼层高且通常结构较为复杂，这些都大大增加了抗震设计的难度，同时，也让整个建筑物的抗震性受到挑战。因此，在进行高层建筑的结构设计时,必须从方方面面通过各种合理的技术与手段,提高建筑物的抗震性能，以保障建筑的安全性。

2高层建筑结构设计的原则

2.1选择合理的计算简图

现在的绝大部分建筑物在进行建筑结构设计时，都是采用计算机运算，在这个过程中选择合理的计算简图十分关键，只有合理的模型的选取才能够与实际结构接近或相符，保障整个结构设计的准确性，也能够让许多有难度的问题得以解决。当采用了不合适的结构模型，不仅容易出现结构结点处理不当等问题，建筑物的安全性与稳定性也难以保障。

2.2合理的结构基础设计

综合考虑高层建筑物的上层结构类型和地基的承受能力，考虑其整体协同性对建筑物的结构设计非常有利。根据当地的地质调查结果，充分利用地基的承受能力，设计合理的高度，同时要求进行地基变形的验算。建筑设计人员在进行建筑地基基础设计时，必须要根据当地的设计规范标准，结合当地的地质情况进行设计。由于我国各个地方都会有自己地区规划制定的《地基基础设计规范》，各个地区制定的规范对建筑结构设计师在设计时有着非常重要的指导作用。

2.3合理的高层建筑结构方案设计

合理的高层建筑的结构方案的设计也很重要，在结构设计的方案设计中要全面考察项目的各方面情况，对于建筑体周边的环境、地形以及气候条件等因素都要有细致的考虑。同时，在进行结构方案设计时，也需要对于施工条件、设计技术要求以及人们对于水、暖、电的需求进行综合考虑，只有这样才能够做出更为合理的方案设计。

3高层建筑结构设计的要点

高层建筑因为其自身的特殊性，导致其设计的难度高，并且这种难度主要体现在其设计过程中需要注意的问题是比较多的，如何恰当的处理好这些问题，就能够在较大程度上保障高层建筑结构设计的有效性，在高层建筑结构设计中，需要注意的要点主要有以下几点：

3.1加强对于高层建筑结构荷载的设计

对于高层建筑结构的设计过程来说，相应的载荷取值必然是需要重点关注的一个要点内容所在，因为荷载是直接关系到整个高层建筑结构的安全性的决定性因素，取值偏小则会引起设计的不可靠，取值偏大又会造成造价的提高，因此，恰当合理的进行荷载取值就成了高层建筑结构设计的一个难点和要点。具体到高层建筑结构载荷的设计中来看，其主要涉及到的水平载荷和垂直载荷两方面的内容，对于垂直载荷而言，最为关键的就是应该合理的确定建筑的层高，避免不必要的因素导致其垂直载荷的增加，以有利于高层建筑结构的安全；而对于水平载荷的设计来说，最为主要的一个设计目的就是尽可能的调整其形心与质心重合，减少倾覆力矩，保障其整个的高层建筑抗倾覆的能力。

3.2加强对于高层建筑结构延性的设计

对于高层建筑的结构来说，延性是极为重要的一个性能指标，尤其是和高层建筑的抗震性能存在着直接的联系，一旦高层建筑结构构件的延性无法达到应有的水准，就会很容易造成结构出现没有先兆的脆性破坏，更为严重的甚至会出现倒塌的危险，这一点对于地震灾害来说最为实用，确保高层建筑结构具备较强的延性就能够保障其在面临较大的外部作用力时保障自身的抗变形和抗裂能力，降低地震对建筑物的破坏。

3.3加强对于高层建筑结构轴向变形的设计

针对当前高层建筑后期使用过程中其结构出现的问题进行分析可以发现，轴向变形是比较常见的一个问题，其主要就是指高层建筑的结构的竖向构件在使用过程中，出现了轴向变形问题，这一问题的出现对于高层建筑结构的影响是显著的，尤其是会影响到高层建筑结构的主体稳定性，进一步分析可以发现，这种轴向变形问题的出现在很大程度上和高层建筑的竖向荷载存在着密切的联系，尤其是对于一些超高的高层建筑来说，这种轴向变形问题更为严重，将引起结构内部内力重分布，个别构件出现应力集中或是二阶效应，而导致结构出现破坏。因此，必须充分重视高层建筑结构的轴向变形的设计。

3.4注重高层建筑结构设计的整体性

对于高层建筑的结构来说，单单从结构几何空间来看，其整体性也是极为关键的一点，并且这种整体性对于高层建筑结构来说具备着极强的现行价值，也是保障其整体稳定性和牢固性需要重点关注的一点，例如高层设计中常常采用的剪力墙结构来说，剪力墙是必不可少的一个组成部分，合理的设置相应的剪力墙结构，并且同时做好水平构件的设计，形成空间整体刚度与基础协同作用，将在较大程度上提高其高层建筑的结构的整体性，提高其抵抗竖向和水平荷载的能力。

3.5注重高层建筑结构设计的细节

对于高层建筑结构设计过程来说，其要点内容的把握还应该进行细化，尤其是针对一些重点问题，必须细化成高层建筑结构中的每一个小元素，才能够真正的实现其最终的设计目的和设计价值，比如对结构中所需要的梁、板、柱、墙等细节，进行恰当的设计，才能够在较大程度上提升高层建筑结构的抵抗能力。

3.6加强对抗震结构设计的重视

对于地震方面的设计，主要是要优化抗震结构。抗震问题，在高层建筑结构设计中的地位是不可小觑的!高层建筑本身的高度，使得其建筑要求较高，要优化建筑结构的构件设计，使得结构压力均匀分给每个构件，不会出现受力不均而导致地震时的严重破坏。同时对于非结构构件也要考虑其材料的安全性和合理的构造措施。高层建筑的结构抗震设计，很重要的一方面是对地基的选择与设计，地基是建筑的根本，一旦发生破坏，上部结构将无所依靠。因此在进行结构设计时，必须重视地基的设计，合理选择地基的处理方式，以避免建筑物遭受地基失陷的危害。

3.7注意短肢剪力墙的设置

近年来，短肢剪力墙结构较为常见，相关的标准与要求明确规定，对于墙肢来说，其的截面的高度与厚度的比值在5～8的墙就是短肢剪力墙，使用短肢剪力墙时会受到多方面因素的影响，部分墙肢厚度仅为200，同时在墙与梁的连接处，受钢筋、端柱以及暗柱的影响，不仅会使得设计的宽度不能充分利用，同时还会使梁的强度未能充分利用，因而在设置短肢剪力墙的过程，必须根据标准，应尽最大的可能使其在局部范围内均匀且分散，对墙肢的厚度进行合理的设置，不可过厚或者过薄，尽量避免剪力墙的凹凸不平或是曲折的现象，为方便高层建筑施工同时保证建筑结构的稳定性，对于短肢剪力墙的厚度，应设置在200～300范围内，部分剪力墙可以和较长的墙或者翼柱相结合。

4结语

对于高层建筑结构的设计必须要充分的把握好其中的重点内容，针对其容易出现问题的位置进行细致的设计，具体到每一个细节进行恰当合理的设计，细化其设计内容，保障其设计的有效性，充分体现设计的重要作用，达到应有的设计效果。

参考文献：

[1]梁成．高层建筑结构设计要点分析[J]．建材技术与应用，2014（06）

[2]王麟．高层建筑结构设计要点分析[J]．科技创新与应用，2012（11）

[3]张晨光．高层建筑结构设计要点分析[J]．中国科技博览，2010（29）