裘丹娜
象山县规划设计院 浙江象山 315700
摘要：随着城市化的加快，建筑高度不断增加，高层建筑的结构体系及结构类型是一个值得研究的问题。本文将对高层建筑结构设计的主要内容、基本原则进行分析，并在此基础上就高层建筑结构设计问题及其应对策略发表一下自己的观点，以供参考。
关键词：高层建筑；内容；原则；结构设计；研究
近年来，随着我国社会经济的快速发展和城市化建设进程的不断加快，高层建筑成为当前我国城市建设的重要趋势，同时对高层建筑的结构设计也提出了更高的要求。当前建筑结构的类型和功能变得越来越复杂，尤其是高层建筑结构的数量在不断的增多，因此加强对高层建筑结构设计问题的研究，具有非常重大的现实意义。
1、高层建筑结构设计内容与原则
（1）内容
对于高层建筑结构设计而言，其主要包括基础设计与上部结构设计两部分，其中上部结构设计有可以分为以下步骤：根据高层建筑结构的设计要求确定具体的结构体系、主要材料；对结构平面进行布置；初步选定施工材料的类型和强度等级，并根据实践经验先将其截面尺寸确定下来；对结构荷载进行计算，并对承载内力进行全面的分析；对荷载效应进行组合；对构件截面进行有效的设计。同时，在此过程中还包括一些必要的构造措施，并依据专业要求和标准规范、图集等进行设计。基础设计主要内容：根据高层建筑工程实际地质勘察报告、结构类型以及上部结构所承载的负荷效应等，对基础形式进行确定，同时还要确定施工材料的强度等级，通常是独立基础与条形基础等浅基础、桩基等深基础；对基础底面积进行确定，并对地基的承载能力进行验算；计算基础内力和配筋；考虑构造措施结构设计成果，尤其表现在结构施工图的绘制方面。
（2）原则
计算简图选择要适当：高层建筑结构的计算通常是在计算简图基础上实现的，如果计算简图选用不当则可能会导致整个高层建筑结构发生安全事故，因此选择正确的计算简图也是保证高层建筑结构安全性的重要基础。基础方案的选择要适当：在高层建筑基础设计过程中，应当根据实际工程地质环境、上部结构荷载分布与类型以及相邻的建筑结构影响等因素，对其进行全面的分析，然后在此基础上选择一些比较经济、合理的基础设计方案，以充分发挥地基的最大潜力。 结构方案的选择：结构体系应当有明确的受力，而且传力要简捷、可操作。对于同一个结构单元而言，最好不要混合使用其他的结构体系。对计算结果进行全面的分析：在高层建筑结构设计过程中，应当充分利用现代计算机技术，但因当前计算机软件的种类比较繁多，因此不同的计算软件可能会产生不同的计算结果。实践中，设计人员应当对计算机程序的应用范围和实用条件进行全面的把握。
2、高层建筑结构设计问题及对策
基于以上对当前高层建筑结构设计内容与原则分析，笔者认为实际设计中还存在着一些具体的问题，其解决方法分析如下：
（1）结构超高问题及处理方法
抗震规范与高层规程中对高层建筑结构总高度进行了限制，特别是新标准中针对超高问题除将原来的限高设定成A 级外，同时还增加了B级高度要求，其余的处理策略和设计方法均没有发生太大的改变。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆工程项目实际设计过程中，由于结构类型发生了变化且被忽略了，因此导致高层建筑工程施工图审查过程中没有通过，需要重新设计或开会论证之。
（2）设置短肢剪力墙时存在的问题及处理方法
根据新规范的要求，通常将墙肢截面高厚之比4 至8的墙作为短肢剪力墙，并根据实验所得的具体数据与经验，对短肢剪力墙的实际应用增加了限制。基于此，笔者建议在高层建筑结构设计过程中，工程师应当尽可能地少用短肢剪力墙，以免对后期设计造成麻烦；对于实践中存在的嵌固端设置问题，主要是因为高层建筑结构通常都带有至少二层的地下室，嵌固端很可能会设置于地下室的顶板位置，因此在处理这一问题时，工程师决不能忽视因嵌固端设置而造成的需注意事项，比如嵌固端的楼板设计、上下层的刚度比限制、上下层的抗震等级以及结构整体计算过程中的嵌固端设置等问题，以免导致该高层建筑结构的后期设计与施工问题。
（3）主梁加筋问题及处理方法
所谓主梁加筋，实际上就是指在有次梁的位置加上适当的附加筋。虽然附加筋多数情况下应当存在，但是并不一定非要加之。根据相关技术规范之要求，在梁截面和梁下部荷载比较集中的位置，应当由横向的钢筋来承担荷载，比如水箱下的垫梁等，这些位置可不必设计附加筋。实践中要从实际出发，根据梁截面的高度进行具体的安排，不可统一对其进行规定。
（4）地基基础设计问题及注意事项
由于高层建筑工程设计人员很少进入施工现场，对拟建设位置的地形地貌尤其对地基的土质结构不太熟悉，因此很难在地基设计中考虑周全，以致于出现地基基础设计问题。对于地基基础设计而言，它是整个高层建筑工程建设的重要部分，同时也是结构工程管理人员应当重视的内容，因此做好地基基础设计工作，成为整个高层建筑工程施工建设的重要环节。实践中，对于这一环节的设计应当加强重视，以免出现问题而造成非常严重的后果。针对实践中存在的高层建筑地基基础设计问题，应当综合考虑各种影响因素：第一，对建筑场地周围的自然环境进行全面勘察，尤其要对土质和拟建选址处的水位状况进行研究；第二，根据场地使用功能及其施工条件的不同需要，对其性质进行确定；第三，要注意相邻的建筑结构特征，充分考虑相互之间的影响；第四，要注意相邻地下结构及各类地下设施的标高与具体位置，以确保地基不与之发生冲突及其自身的安全性。
（5）共振问题及防范
高层建筑处于地震带，尤其是该场地所在的特征周期与建筑结构自振周期比较接近时，极易导致场地与高层建筑结构之间产生共振问题。因此，在高层建筑方案设计过程中，应当对建筑结构所在地特征周期进行估算，通过调整建筑结构的具体层数，选出科学适当的结构类型与结构体系，并尽量扩大建筑结构的特征周期与场地特征周期，从而防范共振问题的出现。
（6）扭转问题及应对策略
高层建筑结构的扭转问题具体指的是在设计高层建筑的结构时，没有切实的保证三心合一，在水平荷载的作用之下，就会产生扭转振动问题。为有效防止因水平荷载所导致的扭转破坏，就必须在建筑结构的设计阶段，对结构形式与平面布局进行科学及合理地选择，保证建筑物的三心合一。为使楼层水平作用力均匀地分布，减轻建筑结构振动，应当采用正多边形、方形、矩形以及圆形等较为简单的平面形式。建筑场地受到限制，城市规划对建筑街景有要求，使得建筑难以全面的采用简单平面形式予以施工，若需要采用不规则、复杂平面形式，如十字形、T形和L形，就必须将突出部分的厚度与宽度之间的比值控制在一个允许的范围内，并在布置平面结构时，确保结构对称性。
结语：高层建筑结构设计是一项非常复杂而又长期的工程，任何一点错误或者遗漏都可能导致整个设计方案的失败，因此应当加强思想重视和设计技术创新，只有这样才能保证我国高层建筑工程建设事业的可持续发展。
参考文献：
[1]薄克金.如何提高高层建筑结构设计水平[J].城市建设理论研究（电子版），2012（12）
[2]蒋新梅.论高层建筑结构设计之常见问题的分析[J].四川建材，2009（02）.
[3]阎东.基于高层建筑结构设计的研究与分析[J].科技传播，2011（22）
论文作者:裘丹娜
论文发表刊物:《基层建设》2015年16期供稿
论文发表时间:2015/12/17
标签：高层建筑论文; 建筑结构论文; 结构论文; 结构设计论文; 高层论文; 荷载论文; 基础论文; 《基层建设》2015年16期供稿论文;