高层建筑结构设计优化探析

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1、高层建筑结构设计优化探析摘要：随着我国城市化进程的不断加快，城市人口数量迅速增加，对居住问题提出了越来越髙的要求。最近几年，我国建筑设计越来越侧重于高层建筑，但在实际建筑过程中，建筑的抗风结构、抗震结构、消防设计、扭转问题等方面出现了很多问题。本文主要以这些问题为论述重点，探讨了解决此类问题的方法。关键词：高层建筑建筑设计设计优化中图分类号：S757.4+2文献标识码：A随着我国城市化进程的逐步加快，人们越来越侧重于高层建筑，建筑类型和居室功能也越来越多，建筑结构设计也出现了多种样式。但是，建筑结构设计的多样化不只是关系到建筑物的审美功能，而且也

2、要突出表现建筑物的安全性能等，在这个意义上我们可以说，科学合理的建筑结构设计，可以促进高层建筑综合性能的发展。一、高层建筑结构设计特点及难点高层建筑结构设计有下面这些特点：（1）要计算高层建筑遇到较大风力影响、地震影响时所产生的水平侧向力的大小。（2）将高层建筑体的高度和宽度比例控制在合理范围内,才能保证其更加稳定。（3）保证高层建筑的平面、体型、立面质量、刚度要对称和匀称，保持建筑整体的稳固性。（4）将由于风力影响、地震影响、温度影响、基础沉降等原因引起的变形节点构造降到最小。(5)在遇有重量大、基础深等问题时，如何做好高层建筑的设计和施工问题

3、。［1］在上面论述的众多高层建筑结构设计因素中，具有代表性的问题有扭转问题、抗风问题、抗震问题、消防设计等，下面分别进行研究。1、扭转问题在高层建筑中，建筑的三心指的是几何形心、刚度中心、结构重心，在设计髙层建筑时要保证三心集中于一点，也就是做到三心合一，假如设计当中没有达到这一要求，那么高层建筑就可能出现扭转现象，受到水平力的影响，建筑物会受到损坏。2、抗风问题高层建筑具有很高的高度，容易受到风力的影响，在遇到较强风力时，会对高层建筑的柔软部分产生静力形式、动力形式的震动，特别是动力震动会影响高层建筑的墙体和支撑结构，容易造成极大的破坏作用，因

4、此在进行高层建筑的设计时，一定要进行抗风设计，防止建筑物损坏。3、抗震问题高层建筑的抗震设计长期以来是设计中的一大难点，因为设计人员不能根据实际情况改变设计策略，在进行结构设计时，没有认识到抗震设计的重要性。再因为高层建筑结构复杂，设计人员在计算建筑的抗震效果时，不能做到准确无误，导致设计包含一定的缺点，在遇有地震情况发生时，常会造成建筑物的极大损坏。4、消防问题我国关于高层建筑的具体要求中，规定了一定要进行科学合理的消防设计，但在高层建筑消防设计中，存在着很多难以解决的问题，如高层建筑运用的材料容易燃烧、高层建筑的火势不易及时得到控制、高层建筑

5、中的人群不能及时得到疏散、高层建筑中的排烟系统难以设计、一般情况下高层中的人员较多等。[2]二、高层建筑结构设计优化对策1、优化平面布局设计在设计高层建筑时，常常会因为没有做到三心合一而出现扭转情况，使建筑物出现质量分布不均匀现象。因此在实际设计过程中，设计人员最好采用较为规则的图形设计，如正方形、矩形、圆形、正多边形等，这些图形建筑质量容易分配均匀，最好不运用L形设计、T形设计、十字形设计，在遇有特殊地质情况和结构要求时，要依据严格的规定进行设计，杜绝建筑物出现较大的突出部分，以保证建筑物的对称性为最终设计目的。2、优化抗风结构设计解决高层建筑

6、由于风力影响而出现的受损情况，主要做到下面几点：一打好基础，要使高层建筑具有良好的抗风性能，首先要打好高层建筑的基础。在设计基础时可以应用级配较高的砂石，在受力层增加抗拔锚杆。二做好高层建筑的耗能结构设计。在设计高层建筑时，设计相应非承重构件时可以应用耗能构件，如楼板、剪力墙等，可以减少风力对建筑的作用。三在设计中注意减少水平荷载和风力叠加造成的破坏作用。高层建筑由于高度关系，在遇有强风时常会产生结构内力，如果水平方面产生结构内力，再加上风力的影响,则会产生更大的破坏力。［3］因此，在设计过程中要注意水平力的影响，在具体施工中应用高性能混凝土，防

7、止出现结构内力。四增大结构的承载力和抗风力。依据高层建筑的各项数据，进行建筑的承载力计算和抗风力计算，以此为前提制订放大系数，才能保证高层建筑具有较高的抗风作用。3、优化抗震结构设计在高层建筑设计中，抗震设计长期以来存在很多难点，笔者依据实际工作经验，总结了做好抗震工作的几点要求：一是确定抗侧力构件的位置，在设计高层建筑时，如果能够较好的保证水平方向的对称性，则可以有效降低地震对高层建筑的影响，在设计时利用改变抗侧力构件的位置，可以在建设中形成应力分布系统，与竖直方面的侧力构件结合在一起，形成更为完整的应力分布系统，可以保证建筑具有更好的连续性和

8、稳定性，有效应对地震。二是做好地基的抗震效果。在产生地震时，高层建筑的地基容易受到损坏，为了保证地基的安全性，可以增加桩基埋深，使桩基与