高层建筑钢结构设计关键问题解析

刘芳+郭丽娟

摘要：随着高层建筑的迅速发展，钢结构在高层建筑中起着至关重要的作用，由于其自身具备良好的性能，被广泛运用到高层建筑中，但是也出现了许多在高层建筑中铜结构设计方面的问题，本文着重分析了在高层建筑中铜结构设计中的常见问题和注意事项，并且提出几点有效的改进措施，为以后高层建筑铜结构的设计提供帮助。

关键词：高层建筑；钢结构设计；关键问题；措施

中图分类号：TU973.13 ITU973.3 文献标识码：A 文章编号：1674—3024（2017）06—0102—02

引言

现如今，我国建筑行业正在蓬勃发展，伴随着越来越多的高层建筑的出现，大量钢结构的使用也出现在了高层建筑中，钢结构在经过特殊处理后，具有抗震能力强、稳定性高、加大室内空间的优点，但是在高层建筑中钢结构设计也出现了很多需要注意的问题，需要对钢结构的使用进行调整和规范，提出有效的措施进行改善。

1高层建筑钢结构设计的关键问题

1.1高层建筑钢结构的经济型

目前我国的建筑向高层的方向发展，钢结构在高层建筑中应用广泛，高层建筑选择用钢结构设计是一种新的设计理念和方式，在高层建筑中，钢结构的使用占有很大的比例，钢结构性能好、稳定性高，但是钢材的价格却居高不下，这就会大大增加高层建筑钢结构的施工成本。在这样的情况下，建筑方为了追求利润最大化，就会要求施工方对用钢量进行控制，减少钢结构中的用钢量，这样就会削弱高层建筑的安全性能，无法满足整体建筑的安全要求。

1.2高层建筑结构空间布局不合理

目前有很多高层建筑仍然采用传统设计理念，在钢结构设计前，设计人员应该对建筑物的使用进行充分调研，不应该根据自己的主观判断或是以往固有的方案进行设计，这样不仅无法满足业主的实际需求，也会留下安全隐患，最终的结果就是增加建设成本，缩短整体建筑的寿命。

1.3高层建筑的抗震性达不到要求

地震不仅会给人民带来财产上的损失，更会对人的生命带来损害，而高层建筑选用钢结构设计的一个原因就是可以确保其整体的稳定性，增加抗震等级，所以要把稳定性作为设计的核心环节。但是在具体设计的过程中，一些业主为了降低工程造价，減少支出，人为的降低建筑的防震等级，没有考虑到在地震发生时，一些节点连接处由于应力集中会被破坏，这就使高层建筑存在很高的安全隐患，导致更为严重的破坏。

2改进高层建筑钢结构设计的有效措施

2.1重视钢结构设计的技术标准，采用科学的设计方法

建筑工程质量的好坏在一定程度上取决于钢结构设计的优劣，所以在钢结构的设计过程中，就必须重视钢结构设计的技术标准，采用先进的技术和规范的设计标准来保证质量，培养设计人员的实际操作能力。另一方面，想要提高建筑工程的质量，必须要做好对钢结构设计工作进行严格监管，建立健全的监督机制，完善相应的管理制度，如标准的检测制度，这样才能够保证钢结构设计的最终完工质量。

2.2做好钢结构节点设计

钢结构设计环节的关键是节点设计，按照传力特点节点可以分为刚接、铰接和半刚接三种不同的连接方式，这对于结构的影响是不同的，节点的设计主要包括五个方面，焊接：在焊接过程中必须严格遵守焊接的焊缝形式和尺寸，焊条应该与金属连接材料相匹配。栓接高层建筑结构连接传力螺栓一般会使用高强螺栓，适合选择10.9s强度等级，螺栓的类型可以是扭剪类型，连接型全部选用摩擦类型。

2.3钢结构选型与布置

由于钢结构形式多样，选型范围广泛，做结构选型与布置应该根据工程的实际情况具体分析，应该根据不同工程的特点，全面综合的考虑建筑的使用功能、材料选择、制作安装等因素，还要协调建筑电气等配套设施的设计，因此，应该根据不同的建筑工程要求选用符合要求的钢结构及布置，采用经济合理的结构体系和结构形式，并最终确定出最优方案。

2.4估算构件截面控制工作

在估算构件截面架构布置任务结束后，需要对构建截面座初步估算，主要是梁柱和支撑等断面形状和尺寸的假定。钢梁可以选择槽钢、焊接H型或者是轧制型钢截面等，估算构建截面需要做的工作主要有：根据需要选择钢梁；设定梁柱和支撑断面的形状大小；确定截面高度；根据截面高度和翼缘宽度估算板件的厚度。

3实例分析

为了解高层建筑钢结构设计关键问题，本文以某IT软件企业办公楼为例。其建筑总高度为54.80米，结构高度为49.50m，占地面积4703平方米，总建筑面积24265平方米。采用高层钢结构，参考设计知识对高层钢结构体系进行分析，该高层钢结构设计内容主要包括柱脚设计、组合楼板设计，结构示意图如图1所示：

4结束语

随着社会的迅速发展，我国建筑行业也在飞速前进，高层建筑的安全性能也更应该引起人们的关注，而在高层建筑中，钢结构是提升高层建筑工程质量的重要组成部分，也是确保建筑安全不可或缺的一个因素，关系着住房人的生命财产安全，所以在建筑工程中，应确保钢结构在高层建筑中发挥自身的优势，增强建筑工程的安全性及稳定性，为高层建筑钢结构设计提供科学系统的基础。