陈勇攀
重庆市建筑工程设计院有限责任公司 400000
摘要：城市建设脚步不断加快，越来越多的建筑工程项目投入建设，城市土地资源应用紧张。为了提升土地资源应用效率，建筑工程项目建设中超限高层建筑数量不断上涨，对建筑结构设计提出了很多新的挑战。在超限高层建筑结构设计中很多细节问题必须要高度重视起来，这样才能保证超限高层建筑结构设计的规范性、科学性，保证超限高层建筑建设施工质量，为促进我国建筑行业发展增加新的生命力。本文就是对超限高层建筑结构设计中需要注意的细节问题进行深入分析，希望对相关人员有所启示。
关键词：超限；高层建筑；结构设计；注意；细节
引言：
我国人口流动性较大，大量的农村人口向城市涌动，城市人口数量急剧增加，导致城市土地资源应用越来越为紧张。虽然人口流动有助于帮助城市走出发展困境，但是对城市建设发展会造成一定的负面影响，对建筑工程项目建设会提出很多新的挑战。超限高层建筑建设可以有效缓解城市土地资源应用紧张的局面，对促进城市快速发展有着积极影响。对超限高层建筑结构设计需要注意的细节进行分析是具有重要意义的，下面就对相关内容进行详细阐述。
一、高层建筑结构体系概述
高层建筑工程项目建设中，抗侧力结构体系选择是高层建筑结构设计的关键所在。如果抗侧力体系已经决定，水平构件体系的格局也就初步的确定了下来。当然对于楼盖布置的众多细节可以进一步的进行推敲，主要是其中可能；了解到对抗侧力体系产生的不良影响。现阶段，在高层建筑工程项目建设中较为适用的结构体系主要有以下几种类型。
（一）框架结构
框架结构的基本构成就是梁和柱，框架结构之所以在高层建筑结构设计中较为实用，主要是因为该结构形式应用可以强化建筑平面布置的灵活性，简化结构受力体系，而且结构施工工艺简单便捷。特别是在抗震设计中，框架结构具有较强的延性，其抗震性能较为良好，可以抵御地震不良地质灾害对建筑结构造成的损害。如果高层建筑选用预应力或者是钢筋混凝土结构，那么柱距需要控制在十五以上，通常情况下框架结构中柱网间距设置为五到九米。不可否认的是框架及结构也存在着很多不足之处，框架结构最大的缺陷就是抗侧刚度并不是十分良好，所以结构工程师在设计工作开展过程中需要设置横截面较大的梁、柱结构构件，才能切实的满足变形需求，但是回较大程度的减少建筑内部使用空间。还需要重点考虑的对象是非结构构件的填充墙，变形性能与框架进行比较存在较大的差异性，而且框架结构变形较大时，结构容易发生损害。
（二）剪力墙结构
剪力墙结构最突出的特性就是抗侧刚度和承载性能较强。通常情况下，科学合理的进行剪力墙布置，会较大程度的提升高层建筑结构的抗震性能和抗风性能。对以往地震自然灾害影响的高层建筑物进行分析，高层建筑结构体系中剪力墙结构受破坏程度较小，也就代表着剪力墙结构具有良好的抗震性能。剪力墙结构的缺点在于结构自身重量较大，结构的延性并不是十分良好。剪力墙结构使用年限较短，地震惯性较大。剪力墙结构间距并不会较大，应用剪力墙结构会降低建筑平面布置的灵活性，建筑空间设置也会受到较多局限。
（三）框架-剪力墙结构
框架-剪力墙结构属于一种新型的高层建筑结构体系，该结构形式布置灵活性和延性较为良好，同时其刚度和承载性能也较为可观。框架结构的侧向位移为剪切型，其层间的性对位移呈现出来的特点是下大而上小，并且通过楼层梁板进行有效衔接。但是剪力墙结构的测量位移为弯曲形，它的层间相对位移为下小而上大，并且通过楼层梁板对二者进行有效连接，使得框架和剪力墙和协同受力。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆结构底部框架的侧移程度较小，那么结构上部剪力墙的侧移也会降低，其侧移的曲线包含了两种结构的特点，属于弯剪型的。受到水平荷载的影响，剪力墙结构会作为第一道防线对大部分的水平荷载进行抵御，框架作为第二道防线。这种结构体系在建筑工程项目建设中有着较为广泛应用，并且取得了非常可观的应用成效。
（四）框架-核心筒结构
框架核心筒结构可以说是框架剪力墙结构中的特例，其受力特点与框架剪力墙结构有着相似之处。核心筒是应用电梯井和楼梯间以及管道井等墙体结构，进行封闭式实腹筒体的构建。框架部门主要是作为中心向外进行设置。框架柱距可以控制在9到10米范围内。所以应用框架核心筒结构建筑空间不仅大，而且布置更加灵活。建筑立面选择性较强，可以可以保证建筑内部具有良好的采光性，是高层商务建筑结构体系设置的理想选择。可以强化结构抗侧刚度，降低结构侧移，该种结构体系可以使得建筑工程建设高度达到六十层以上。
二、高层建筑结构设计的特点
（一）水平荷载是设计中的决定因素
在建筑结构设计开展过程中，结构工程师首先需要对竖向荷载和水平荷载进行计算，综合性的进行考虑才能保证建筑结构设计的合理性、科学性。对竖向结构构件进行分析，在楼房自重与楼面使用荷载所产生的轴向应力是，以及弯矩的数字与楼房高度二次方成正比，水平荷载在其竖构件上所产生的轴力则与楼房高度的两次方成正比另一方面，当楼房的高度确定后，其竖荷载基本上是定值，而其水平荷载其数值则会随着结构特性的不同而有不同的变化。
（二）轴向变形不可忽视
高层建筑因为建设高度较高，所以建筑结构的竖向荷载数字也是非常大的，这样会使得柱体结构轴向变形较大，连续梁弯矩发生较大程度的改变，最终导致负弯矩数值变小，跨中正弯矩和端支座的负弯矩值增加。预制构件下料长度需要依据轴向变形进行科学计算，最终确定数值，有针对性的对下料长度进行调整。在轴向变形情况发生后，对构件的剪力及位移还会造成一定的影响，会使得计算结果与安全结果存在较大差距，工作人员对该内容必须要给予相应的重视程度。
（三）侧移成为控制指标
高层建筑不同于多层建筑，其高度的不断增加，使其水平荷载下的结构发生侧移的机率较大，当侧侧移不断增大时，也会高层结构设计的不安全隐患产生，所以对于高层结构设计中，需要将结构在水平荷载下的侧移限定在某一个特定的限度范围内.
（四）结构延性是重要设计指标
高层建筑具有其垂直高度较大，所以需要其结构上比多层结构具有更好的柔性，这样就需要高层建筑结构具有更好的变形能力，这样一旦地震发生，则会使高层建筑进入塑性变形，从而避免发生倒塌的危险，所以在设计时需要设计人员采取必要的措施，从而满足结构上的延性需要。
三、高层建筑结构设计中常见问题
（一）地基与基础设计
在一些多层建筑当中，往往只是参照附件的建筑物的基础设计资料就开始进行施工图的设计，而没有进行详细的地质勘探，更没有相关的数据报告，这就很难保证地基与基础的合理性和安全性。所以在实际设计工作中，一定要依据地质勘察资料来进行，综合多方面的因素来进行基础和结构的设计。抗震设计对于需要抗震设防的高层建筑中，应尽量不去使用纯的框架体系，但可用框架—剪力墙或者筒体结构体系，而要按照我国的具体条件来进一步的总结对高层建筑的相关刚度要求，以便于可以更为经济与合理的来布置剪力墙与筒体等的抗侧力构件。下表为《抗规》的抗震性能水准的分类。
参考文献：
[1] 孟祥强. 论上海市某超限高层教学楼结构的抗震加强措施[J]. 科技风. 2011（16）
[2] 黄志华，吕西林. 上海市超限高层建筑工程的若干问题研究[J]. 结构工程师. 2011（05）
[3] 安岩，陈介厚. 上海广中路701号（一期）超限高层建筑的结构设计[J]. 深圳土木与建筑. 2011（04）
[4] 黄兆纬，蔡浩良，胡雪瀛，黄信，齐麟，刘涛，朱旭东. 津湾广场9号楼超限高层结构方案形成过程[J]. 建筑结构. 2014（02）
论文作者:陈勇攀
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第29期
论文发表时间:2019/8/29
标签：结构论文; 高层建筑论文; 荷载论文; 结构设计论文; 框架论文; 剪力墙论文; 建筑论文; 《建筑细部》2018年第29期论文;