有关高层建筑结构设计问题及对策的探讨

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1、有关高层建筑结构设计问题及对策的探讨　　摘要：高层建筑设计的过程中，其结构的设计对高层建筑的施工有很大的影响，对工程的质量也有很大的影响。本文就高层建筑结构设计的相关问题进行分析，提出了相对应的解决对策。关键词：高层建筑；结构设计；存在问题中图分类号：TU2文献标识码：A一、高层建筑结构设计的特点1.水平荷载成为设计的决定因素图1高层结构的受力和变形示意图高层建筑结构设计的过程中，竖向的荷载控制着建筑结构的设计。近年来，随着房屋的增加，竖向结构的荷载影响还在，但水平结构的荷载在使用中逐渐凸显了出来。而且，与竖向荷载相比，作为水平荷载的风荷载和地震作用

2、，其数值与结构的动力特性等有关，在使用的过程中有较大的变异性。在竖向荷载和水平荷载作用下，如图1（a）（b）所示，高层建筑结构底部所产生的轴力N和倾覆力矩M与结构高度H分别存在着如下的关系式，即：结构底部的轴力N=ωH7结构底部的倾覆力矩式中，ω、q、qmax分别为沿建筑单位高度的竖向荷载、均布水平荷载和倒三角形分布荷载的最大值（kN/m）。2.侧移成为设计的控制指标建筑的高度在不断增加的过程中，水平荷载作用下结构的侧移急剧增大，水平位移增加的速度最快，内力次之。因此，进行高层建筑结构设计时，为了有效的抵抗水平荷载产生的内力和变形，要选择可靠的抗侧力

3、的结构体系，这样的设计不但有较大的承载力，而且还应该具有较大的侧向刚度，将水平位移控制在一定的范围内。3.延性成为结构设计的重要指标对地震区的高层建筑，应确保结构在地震作用下具有较好的抗震性能。结构的抗震性能主要取决于其能量吸收与耗散能力的大小，而它又取决于结构延性的大小。因此，为了确保建筑结构在进入塑性变形后仍具有良好的抗震性能，需加强结构抗震概念设计，采取恰当的抗震构造措施，来确保结构具有较好的延性。二、高层建筑结构设计中存在的问题1.高层建筑结构设计不合理7在目前一些高层建筑结构设计中，过分地追求美观度和个性化，从而忽略了其设计的科学性和合理性

4、。同时高层建筑的结构设计是多种多样的。框架结构体系、剪力墙结构体系、框架剪力墙结构体系、筒体结构体系等等。但是在选择过程中存在一定的不合理性。另外在高层建筑的整体结构设计中，要注重考虑水平载荷中的风荷载以及地震作用，做好抗震设防系统，以能够提高建筑安全性，但是在实际建筑结构设计中，还存在对这些问题不注重问题，考虑不全面问题，从而导致高层建筑存在一定的安全隐患。2.没有处理好高层建筑结构的均衡关系高层建筑结构在布局时还应把握高层建筑的整体尺度、城市和街道尺度、细部尺度。一个造型完美的高层建筑必须很好地均衡主体、裙房和顶部的尺度关系。高层建筑是城市形态的

5、关键因素和重要景点，因此要规划好城市的结构中高层建筑的位置，以及高层建筑与城市街道的关系，保证高层建筑不能对街道行人和正常活动造成影响，也不能造成视觉上的影响。目前高层建筑在这一方面还具有一定的薄弱性，没有处理好高层建筑结构的均衡关系。3.高层建筑结构设计对其受力情况和水平荷载的考虑不够完善7在高层建筑结构设计中，其高度不同，那么其受力情况也就不同，其水平荷载跟竖向荷载共同作用，是对高层建筑整体设计效果进行控制的主要因素。但是随着建筑高度的不断增加，其侧向位移增加的速度也越来越快，底部弯矩也随之加大，其侧向变形过度会导致其结构在横向荷载下，附加应力明

6、显增加，从而引起了填充墙的出现；导致电梯轨道以及装修等服务设施，出现变形或者裂缝问题，严重危及了高层建筑结构的正常使用和耐久性。三、高层建筑结构设计的改进措施1.满足建筑抗震要求在进行高层建筑结构设计时，需要确保其结构各部分的刚度是对称的、是均匀的，各结构单元的平面形状也需要尽量保持简单和规则。其结构如果比较复杂，并且不规则、不对称，那么对其复杂的地震应力就非常难以进行计算和处理，比如说应力集中和扭转等，这些对于建筑抗震设计非常不利。所以说，在进行高层建筑结构设计的时候，就需要尽量使地震力作用中心和建筑刚度中心进行重合，一般其偏心距e不宜超过垂直于外

7、力作用线建筑物边长的5%。同时还可以采用比较利于抗震的竖向布置，但是竖向布置中需要对刚度的均匀性以及连续性进行确保。其中高层建筑结构设计中风荷载和地震考虑标准。2.对沉降、温度收缩以及房屋体型的复杂性等因素进行综合考虑7在进行高层建筑结构设计中，需要对其沉降缝、防震缝以及伸缩缝进行合理布置和处理，以能够有效地应对沉降、温度收缩以及房屋体型的复杂性等因素，对高层建筑所产生的影响力，提高建筑安全。由于现代结构分析技术和计算手段的提高，现代高层建筑呈现出不规则、不对称或是曲线形的平面设计，耗能减震技术在现代高层建筑中也得到了实际应用。但是高层建筑的尺度设计

8、方面要把握好抗震性能、以及高层建筑的强度、刚度和延性。3.剪力墙设计（1）剪力墙布置7通过剪力墙平面布置要求