摘要：随着城市化建设的不断推进，使得高层建筑日益增多，因此为了保证高层建筑结构工程质量，本文阐述了高层建筑结构设计原则及其注意事项与存在的问题，对加强高层建筑结构设计的措施进行了探讨分析。
关键词：高层建筑；结构设计；原则；注意事项；问题；措施
一、高层建筑结构设计原则的分析
1、高层建筑结构设计原则的分析。主要表现为:（1）满足结构功能的原则。不同类型的高层建筑其功能要求并不相同，为此，设计人员还需根据用户的实际需求，设计合理的建筑结构，才能确保建筑结构的功能需求得到满足。（2）因地制宜原则。高层建筑结构设计前需对建筑物周围环境进行仔细勘察，如周围地形、管道和地基荷载力等。（3）延性原则。与普通建筑相比，高层建筑的抗震要求较高，为此，在设计和施工过程中，还需保证高层建筑的延性，可通过应用各种施工材料、建筑物功能设计和结构本身特点等保证建筑的延性与功能齐全。
二、高层建筑结构设计的注意事项分析
高层建筑结构设计的注意事项主要体现在：（1）侧向位移限值注意事项。高层建筑结构的水平位移随着高度增长而迅速变大，为防止位移过大，规范对顶点位移和层间位移都作了限制。控制顶点位移u/h的主要目的是保证建筑内人体有舒适感和防止房屋在罕遇地震时倒塌。但控制房屋在罕遇地震时倒塌与否的条件是结构极限变形能力而不是u/h限值。另外，为使结构具有较好的防倒塌能力，应在结构计算中考虑相关效应。控制层间位移△u/h的主要目的是防止填充墙、装饰物等非结构构件的开裂和损坏。（2）扭转注意事项。结构的几何形心、刚度中心、结构重心即为建筑三心，在结构设计时要求建筑三心尽可能汇于一点，即三心合一。结构的扭转问题就是指在结构设计过程中未做到三心合一，在水平荷载作用下结构发生扭转振动效应。为避免建筑物因水平荷载作用发生扭转破坏，应在结构设计时选择合理的结构形式和平面布局，尽可能使建筑物做到三心合一。在水平荷载作用下，高层建筑扭转作用的大小取决于质量分布。为使楼层水平力作用沿平面分布均匀，减轻结构的扭转振动，应使建筑平面尽可能采用方形、矩形、圆形、正多边形等简单平面形式。
三、高层建筑结构设计问题的分析
1、结构体系问题。结构体系不合理在一定程度上会降低结构的稳定性。在设计钢筋混凝土高层结构体系的过程中，设计人员要结合工程结构特点，并根据该地区抗震设防等级及风荷载情况等，选择合理的结构体系。如果钢筋混凝土高层结构体系不合理，该高层建筑工程的结构性能会降低，如果设计人员选择的设计指标不科学，则会降低钢筋混凝土高层结构的可靠性。
2、地基与基础设计问题。 （1）基础类型选择不当，导致建筑物出现不均匀沉降甚至倾斜。（2）天然基础设计不合理，地基的斜面坡坡度较大，会降低地基混凝土的振捣质量，影响地基结构的稳定性。（3）地下室底板配筋不合理，如果地下室底板配筋不合理，高层建筑结构很容易出现失稳现象，增加建筑物的不均匀沉降量。（4）设计人员没有考虑到地下水对地基与基础的影响，如果地下水位比较高，会影响地基与基础结构的耐久性和稳定性，因此，设计人员要制定合理的地基与基础防水设计方案，提升地基与基础的可靠性。
3、上部结构设计问题。高层建筑上部结构设计中，如果框架-剪力墙结构设计不合理，很容易出现应力集中现象，降低高层建筑结构的安全性，容易导致结构裂缝或者倒塌事件，当外界发生地震时，高层建筑结构很容易出现坍塌。此外，在设计框架-剪力墙连接构件的过程中，由于剪力墙布置不合理，会增加框架-剪力墙连接构件的设计难度，影响钢筋混凝土高层建筑整体结构的可靠性。
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三、加强高层建筑结构设计的措施
1、加强地基与基础设计的措施。（1）地基基础的合理处理。在建筑纵横墙体相交处，存在着基础面积重叠现象，从而造成地基受力面积重复，地基应力加大。因此必须调整某局部基础宽度以满足地基承载力的要求。具体做法：一是当基础底面压力设计值超过地基承载力设计值不足10%时，可采用提高上部结构抵抗不均匀沉降能力的措施。二是当基础底面压力设计值超过地基承载力设计值10%及以上或建筑已出现不容许的沉降和裂缝时，可采取放大基础底面积、加固地基或减少荷载的措施。（2）沉降缝的合理设计。为避免不均匀沉降对建筑物带来的灾害，对于长度较大的建筑物，在建筑平面的转折部位、建筑物高度差异处以及长高比过大的砌体承重结构、地基土压缩性存在明显差异处设置沉降缝，沉降缝能够将建筑物分割成独立的单元，从而实现使各单元产生的沉降互不影响，因此也就避免了不均匀沉降对建筑物带来的灾害。
2、合理选择结构体系。高层建筑结构体系选择应从建筑、结构、施工技术条件、建材、经济等各专业进行综合考虑。比如，第一、结构规则性问题，在规范中有相当多的限制条件，例如：平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等，而且采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。”因此结构工程师在遵循规范规定上必须格外注意，避免后期施工图设计阶段工作的被动。第二、结构超高问题。在抗震规范与高规中，对结构总高度都有严格限制，除将原来的限制高度设定为A级高度建筑外，还增加了B级高度建筑，因此必须对结构高度严格控制，一旦结构为B级高度建筑或超过了B级高度，其设计方法和处理措施将有较大的变化，并且新规范明文规定建筑不应采用严重不规则的设计方案。
3、高层建筑上部结构设计要点的分析。（1）高层建筑结构的柱设计要点分析。地震作用下的框架短柱刚度大，吸收较大的地震力，极易产生剪切破坏而形成结构抗震薄弱部位。因此在框架结构的双跑板式楼梯设计时，为避免“框架短柱”的形成，应采取下列措施：一是采用复合箍筋沿柱全高加密的方式处理，同时保证短柱的纵向钢筋对称布置，且每侧的纵向钢筋配筋率不宜大于1.2%。二是通过提高构件受剪承载力和受压承载力的方法来改善短柱的抗震性能，主要措施有在柱中配置螺旋箍筋、普通复合箍筋，加强对混凝土的约束，使混凝土的抗压强度得到提高，从而防止构件在大剪压比情况下发生剪切破坏。（2）结构中的梁设计要点。由于地震作用、风荷载等水平力的作用，往往使得框架粱的梁端负弯距远大过跨中正弯距。因此为了避免框架粱负筋过多过密，在设计中往往都应将框架粱的负弯距乘以一个0.85左右的调幅系数进行调幅，减少粱端负弯跑，并使跨中正弯距相应增加，做到粱的上下配筋均匀一致。同时当不计算活荷载或不计算活荷载不利布置时，可通过此参数调整梁在恒活荷载作用下跨中正弯矩，一般取1.1～1.2。（3）剪力墙结构设计要点分析。高层建筑应有较好的空间工作性能，剪力墙结构应双向布置，形成空间结构。在设计中若框剪结构剪力墙布置不均匀，单肢刚度过大的剪力墙经常出现，从而导致应力的过度集中，造成剪力墙的部分破坏。因此应该通过设计有选择地连接两片剪力墙，从而保持建筑物延性的连梁破坏，从而使柱子的完整性得以保证。
结束语
综上所述，高层建筑结构有着较高的强度以及荷载能力，可以保证高层建筑的结构稳定，而高层建筑结构的合理设计对于保障高层建筑工程安全非常重要，因此必须对加强高层建筑结构设计的措施进行分析。
参考文献
[1]陈同舟.分析高层建筑钢筋结构设计问题[J].建材与装饰，2018
[2]王庆等.关于高层建筑结构设计应注意的问题分析[J].世界家苑，2017
[3]刘凯等.高层建筑结构设计要点分析[J].装饰装修天地，2018
论文作者:曹承林
论文发表刊物:《城镇建设》2019年12期
论文发表时间:2019/8/26
标签：结构论文; 高层建筑论文; 结构设计论文; 地基论文; 荷载论文; 建筑结构论文; 建筑物论文; 《城镇建设》2019年12期论文;