议高层建筑结构设计的主要问题与对策

彭学林

(东莞市盛和房地产开发有限公司 广东 东莞 523960)

议高层建筑结构设计的主要问题与对策

彭学林

(东莞市盛和房地产开发有限公司 广东 东莞 523960)

随着我国改革开放不断深入，国内经济不断迅猛发展，人口城市化进程速度迅速加快，高层建筑越来越多的出现在各大、中型城市。本文针对这一方面的内容展开论述，详细的分析了高层建筑结构设计当中的基本问题，同时探讨了新时期的改进对策，旨在为我国的经济发展注入更多的活力，促进房地产行业的不断稳步向前。

改革开放；高层建筑；结构设计；问题对策

随着当前社会和时代的不断发展，房屋的基本结构设计也出现了巨大的转变，在大型城市当中高层建筑不断涌现出来，而这样的现状对于结构设计技术人员来讲也是一个挑战。一方面而言，高层的建筑结构设计需要充分的满足合理性和科学性的前提原则，并且以满足人们的生活需求为基本的标准，另外一个方面来讲，高层的建筑结构设计需要符合抗风性强、抗震性能强的标准，所以在今后还有相当长的发展道路。

我国对高层建筑结构抗震设计提出了更严格的要求，以往很多对结构定性的设计概念现已被具体定量的结构受力和变形控制指标所代替。同时国内出现了越来越多的超高层建筑以及平面、立面特别复杂的高层建筑，这些建筑结构超出了现行规范“三水准，两阶段”设计方法的适用范围，即为超限建筑工程。对上述不满足规范适用条件的超限结构，为了达到同样的抗震设防目标，需要对其作出专门的分析论证。

1 高层结构的设计要点

我国高层建筑的结构方面有着非常明显的特征，由于其楼层比较高，所以承受着垂直荷载和水平荷载等两个方向的作用力，而水平荷载主要是由于外界的风力而产生的，垂直荷载力主要是由于建筑自身的高度和楼层的设计形式而产生的。

随着现代化城市的不断发展，用地面积形势不断紧张，建筑的楼层也必将往更高的趋势发展，但是如果建筑出现侧移过大的情况，不仅会对人们的生活舒适度产生巨大影响，同时还会对建筑自身的使用产生影响，另外建筑出现较大的侧移还会对建筑自身的非结构构件和结构特性产生影响。所以有必要针对高层建筑结构设计进行慎重、细致入微的设计，确保建筑的侧移可以被控制在合理的范围之内，保障居住者的舒适性，保证建筑的功能性。所以，根据上述的分析，在高层建筑结构设计之中抗侧向力是最为核心的环节。

当前，国内外专家学者们对基于性能的抗震设计的关注程度是越来越高，通过积极的研究相继取得研究成果，对基于性能设计的研究也是越来越深入，但在对其定义的描述上各个研究机构与专家学者们尚未达成一致。各机构和专家们现在虽各自有各自不同的描述，但这些不同的描述中都有一个相同的根本思想：那就是建筑物在其设计时就考虑了在设计使用期限内，当建筑物遭遇到的不同强度的地震作用时，根据预先设定的不同的结构抗震性能水准，结构及构件相应发生的变形和损坏程度，从而达到一种既安全可靠又经济合理的最优平衡。

2 高层结构的设计原则

高层建筑的结构进行细致的计算，而如果计算简图选择不合理，会导致结构设计出现扭曲进而引发严重的安全事故。所以在实践计算之中需要采取相应的、最为安全并且科学的构图方式，结构设计不应当仅仅局限在钢节点等部位之上，还需要尽可能的减小误差，将简图的误差控制在恰当的范围之内。

首先，分析结构方案在房屋高度、规则性、结构类型、场地条件或抗震设防标准等方面的特殊要求，确定结构设计是否需要采用抗震性能设计方法，并作为选用抗震性能目标的主要依据。结构方案特殊性的分析中要注重分析结构方案不符合抗震概念设计的情况和程度。

然后，综合考虑建筑物的设防烈度、场地条件、重要性、造价、震后损坏和修复难易程度等各项因素，选定合适的抗震性能目标。

最后，结构抗震性能分析论证的重点是深入的计算分析和工程判断，找出结构有可能出现的薄弱部位，提出有针对性的抗震加强措施，必要的试验验证，分析论证结构可达到预期的抗震性能目标。

对于分析计算的结果，还需要技术人员结合当前市场的形式和相关软件的测试状况，在对测试分析技术有着全面并且深入的了解的基础之上，全面的减小误差、避免错误，并且加强对数据结果的核对和校正，力求以准确的逻辑分析和最理性的判断，保障最佳的计算数据结果，为高层建筑的设计工作提供可靠依据。最后还需要选择科学的结构设计方案，满足建筑的受力需求和传力标准，并且充分的分析施工条件、设计需求、工程设计标准、施工材料的情况等，在准确的分析了计算结果的基础上采取相应的措施，对重点病害部位，诸如剪切力强度、主梁的设计形式等等，合理把控薄弱部位，并且重视钢筋的施工以及材料构件在外部温度和应力影响之下性能的改变状况，制定出最佳施工方案。

3 结构设计中的主要问题和对策

在高层建筑的结构设计之中常见问题有建筑自身的高度问题、剪力墙设置问题、高层建筑结构自身的规则性问题等等，还需要制定出具体的方案进行综合防治，力求设计方案可以满足准确可靠的原则，确保上述问题不会对最终的结构设计结果产生不良影响。

（1）剪力墙

剪力墙的设置问题是高层建筑结构设计之中的常见问题。根据新的设计规范，需要将剪力墙的界面高度与实际的厚度比例进行合理的控制，而通过以往的设计经验和所检测得出的数据结论，为了进一步的提升剪力墙结构的抗震性以及稳定性，还需要限制对短肢剪力墙的使用，同时为了优化建筑的设计效果，对于短肢剪力墙的应用还需要根据实际施工情况进行确定。

（2）规则程度

高层建筑结构设计的规则性有着比较多的限制，一方面在设计准则当中针对结构嵌固端的下层刚性与上层刚性比例进行了严格的规定，并且对整个建筑的平面设计进行了严格的规范。所以需要在设计之中按照相关条例和基本原则，严格的执行高层建筑设计的规则性方案。

（3）嵌固端位置

在高层建筑的构设计之中最为核心的问题是嵌固端的设置问题，在通常情况之下，对于楼层较高的建筑需要设置两层或者是两层以上的人防，同时也可以采取地下人防的设计形式。针对高层建筑的嵌固端一般需要首先考虑到其自身可能会带来的影响，并且分析嵌固端楼板的长度和厚度设计，综合的研究嵌固端下层和上层的刚性比例，同时还需要对嵌固端下层以及上层部位的抗震等级进行确定，力求保持一致。另外，对于高层建筑来讲在针对整体结构的设计过程当中需要充分的考虑到嵌固端的设计对于建筑自身抗震性能和结构缝隙的影响，注重可控制性，确保设计万无一失。根据上述的分析，可以明确高层建筑结构设计的常见问题，所以在实践中应加强管控、加强对质量缺陷的防治。

4 结束语

随着当前经济的建设和施工技术的发展，建筑楼层也必将往更高的方向发展，再加上日新月异的结构设计技术，所以还应当在实践之中加强应用、加强对现有成果的分析和探索，不断的改进设计技术，对重点的质量通病部位薄弱部位加强管理、加强建筑安全事故的防治。主要目的是通过建筑的抗震性能设计使建筑物实现不仅保证人生命的安全，同时控制建筑结构的破坏程度，将财产损失控制在可接受范围内。

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1007-6344（2016）07-0091-01