高层建筑结构设计的问题与对策

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1、高层建筑结构设计的问题与对策摘要在我国现代化建设步伐不断加快的时代背景之下，建筑业已然得到了极为迅猛的发展，尤其在城镇建设推进之下，高层建筑不断涌现。而就现实情况来看，高层建筑由于具有结构复杂、规模庞大的特征，由此在结构设计的过程中容易出现较多问题。本文从建筑结构中所存的问题作为入手点，在结合笔者实际工作经验的基础之上，提出了有关结构设计优化的个人见解，以供建筑业同仁参考。中国3/vie　　关键词高层建筑结构设计问题　　在国内市场经济改革不断推进的经济环境之下，物质文明已经达到了较高水准，由此人们对作为衣食住行

2、四大生活要素重要载体的建筑也有了更高的标准。而就高层建筑来看，由于其规模较大，且结构力学设计较为复杂，由此在结构设计的过程中往往存在一定的困难。由此，为经验提高高层建筑结构的稳定性，必须从设计入手，针对现今高层建设结构设计所存在的问题，不断提升其可靠性指标。　　一、高层建筑结构设计问题分析　　（一）短肢剪力墙设计缺陷　　就现实情况而言，当下高层建筑结构设计者在设计短肢剪力墙的过程中，大多会出现增设短肢剪力墙的问题。根据国内对结构设计的全新规范不难得出，现今短肢剪力墙其截面高厚比应该处于5～8的范围内。根据高层建

3、筑结构设计经验与设计参数不难得出，在对其结构进行设计的过程中不应该设置过多的短肢剪力墙，以进一步提高结构的稳定性。　　（二）抗震�Y构设计规范问题　　在进行高层建筑抗震结构设计时，由于其高度较高，所以必须考虑较多不确定性因素对结构抗震性能的影响，所以一直是高层建筑结构设置中的难点。现今国内对高层建筑设计年限的规定至少为50年，并且对其烈度与震级对应下的高层建筑抗震能力指标做出了明确规定。但由于国内生态问题的持续恶化，国内地震问题在近10年间已经多次发生，其震级与烈度都有了不同程度的要求，如果仍然按照原有的设计规

4、范，一旦出现地震事故，高层建筑的抗震性能堪忧。　　（三）超高设计问题　　超高是现今高层建筑结构设计过程中普遍存在的现实问题，多由于建设方为谋取更多的经济效益，罔顾建设规范准则，过度增加建筑层高或加高建筑层高，这一问题将大幅度削减高层建筑的力学性能，对其抗震性与可靠性都有不同程度的降低。特别是在风荷载较大及地震烈度较高等极端恶劣条件时，建筑的稳定性很难得到保障，甚至将会严重威胁业主的生命财产安全。　　（四）扭转设计缺陷　　高层建筑设计必须要尽可能保证建设工程的质量重心、刚度中心与几何中心处于同一位置，以避免产生由

5、于偏心弯矩过大所导致的结构扭转坡外。但就现实情况来看，现今大部分高层建筑的设计都难以保证其三心处于同一位置，偏心问题普遍存在，一旦受到水平荷载的作用，建筑结构将很容易产生扭转破坏，这也就给其投产埋下了不小的安全隐患。　　二、高层建筑结构设计问题优化措施　　（一）合理选用结构设计方案　　为确保高层建筑结构的稳定性，必须合理选用适宜的结构设计方案。首先在设计过程中必须结合建筑设计师所提供图纸以及国内对高层建筑结构设计的相关规范系统的确定其整体结构，防止所选择设计方案与建筑设计标准的冲突。另外还需要结合项目建设地点的

6、地质情况、气候因素以及近50年来地质变动与水文情况对其结构细节加以优化，尤其需要根据工程规模对结构设计整体方案加以优化，在提高其结构稳定性的同时，确保设计方案具有较高的可行性与经济效益。　　（二）完善抗震结构设计　　在进行抗震结构设计时，应当结合项目区域地震基本烈度等级，对其抗震等级加以详细认定。必须对其抵抗侧向荷载结构组件的位置加以详细认定，确保其节点受力平衡与结构受力的合理分布。另外还应该保证建筑结构设计具有连续稳定性，并在保证其结构组件刚度与强度的同时，确保其经济合理性。在初步设计时，应该尽量对高层建筑的

7、结构片面加以简化处理，在保障其基础强度、刚度的同时，增加基础的荷载传递能力。也就是说，必须避免其结构整体性的破坏与地基沉降对建筑的损害，进一步提升其抗震能力。　　（三）优化结构性能设计　　高层建筑的结构设计需要尽量符合结构性能的各项标准，大体涵盖以下几大方面：其一，优化对高层建筑结构的延性设计，避免其由于层高问题而产生变形与坍塌。其二，结合其水平荷载作用（主要包括地震横波、面波与风荷载），通过结构设计提高其抵抗侧向变形的能力。也就是说必须根据计算结果对建筑结构组件的弯矩调幅、塑性内力分布原则，确保建筑结构能够满

8、足于性能化设计的各项标准。　　（四）完善扭转设计　　为避免高层建筑受到地震、地质水文条件与气候因素影响而产生的扭转性损坏，在对其结构加以设计之时，必须对其结构模式与平面布局进行综合考量，尽量确保其质量重心、刚度中心与几何中心处于同一位置。在一些特定条件下，由于高程建筑需要满足预定的功能指标，因此在需要选择不规则平面结构时，必须将其长厚比与宽厚控制于允许范围中，并尽量确保建筑结构的对称，