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摘要：近几年，随着我国国民经济的不断发展，全国各地人民的生活质量也得到了显著提升，同时，受国土资源紧张的影响，民工高层建筑的建设也被排上了国家发展的重要日程之一，民用高层建筑具有占地面积少、安全系数高、容纳人数多等优点，但与此同时，它对于施工技术、施工用料都有更高的要求，而本文则是针对民用高层建筑钢结构设计中的主要问题展开讨论，希望可以对从业者提供一份有价值的文献。
关键词：高层建筑；钢结构；结构设计；民用；问题
我国的高层建筑发展迅速，尤其是近几年民用高层建筑被广泛应用于我国新城市的建设当中，带动了我国建筑行业的发展，而本文所提到的钢结构则是控制着高层建筑质量的重要支柱，民用高层建筑中的钢结构主要作用是对整个建筑起到支撑作用，而钢结构设计则是施工前保证整个建筑质量的重要基础，设计者需要将高层建筑建设位置、整体外观、具备功能等多个方面的要求相结合，整合所有要求对高层建筑支撑的钢结构进行设计，毫无疑问，这是一个技术性强、影响大、涉及内容相对复杂的工作内容。就目前而言，我国钢结构设计在民用高层建筑的应用中还存在不少问题，为了促进应用于高层建筑钢结构设计工作的设计质量，提高我国民用高层建筑的建设质量，降低因钢结构设计失误而导致的安全隐患，本文将从以下几点对明勇高层建筑钢结构设计中常见问题进行分析。
1.国内民用高层建筑钢结构的设计原则分析
结合国内目前民用高层建筑钢结构设计的现状来看，国内钢结构设计主要遵循以下两个主要原则：第一点，围绕建筑整体原则，从前的钢结构建筑通常依照先建筑后结构的设计流程来完成工作，意为，设计师先对钢结构建筑外观整体进行设计，而后针对建筑所需功能、外观以及开发商的其他要求对整个建筑的结构进行设计，但民用高层建筑钢结构的设计流程则完全相反，此类建筑的钢结构通常自身会采用特殊材料，并且在设计时需要借助技术性相对较强的计算机软件，对钢结构的设计模型进行结合，最终将设计与结构进行科学结合，实现二者相同时间共同完成的目标，此类设计原则可以充分满足现代人们对于住房多元化的居住要求，是国内大部分设计公司需要改革的设计原则之一；第二点，围绕各参数的优化原则，这一原则表示在相同条件下，尽量选择截面较薄，下截面刚度较强，同时，需要保证在相关规定范围之内，例如：用于钢结构屋架中的角钢构件，在螺栓连接方式下应注意螺栓开孔对截面削弱造成的最小边距的影响等问题。
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2.民用高层建筑钢结构设计中常见问题分析
2.1建筑高度问题分析
关于此类问题，首先需要符合国内现有的《建筑抗震设计规范》中相关规定规范，在符合规定的同时将现代人们对住房多元化的要求进行结合，将民用高层建筑的结构类型以及最大最低适用高度进行划分，对此类建筑的高度进行规范的统一，将国内经济水平、施工水平、施工技术以及技术的研发作为重要的考虑因素之一，保证此类高度数据的权威性，并且与当前国内土木工程规范体系保持高度的协调统一性。但虽然规定如此，在国内的高层建筑的建设时，为了符合人们的多元化的居住、办公要求，突破技术的极限，也是证明国内建筑的施工技术，在全国各地都会出现超高层建筑，它们超出了现行规范所规定的高度要求，通过技术的研发、施工技术的提升以一个市、一个省乃至一个国家的招牌，屹立在人们的眼球当中，例如众所周知的金茂大厦，一个以组合结构构成并且实际高度达到420米的民用超高层建筑。再例如相次之金茂大厦的中心广场，一个以混凝土结构实际高度达到了322米的民用超高层建筑。此类建筑的诞生，提高了对设计者设计能力的要求，需要设计者遵循科学、谨慎的态度，综合考虑建筑所处的地理环境，考虑建筑正常使用时所受到的压力，将其他安全隐患降到最低，在保证安全、施工要求的基础之上来探求建筑的全新高度。
2.2施工材料与建筑结构的问题分析
毫无疑问，一个建筑的建设最为重要的莫过于施工材料与施工的建筑结构，尤其是在地震海啸多发地段，需要参与设计的技术人员着重关注施工建筑所处的地理环境。在我国，当建筑物实际路面高度超过150m时，一般会采用框筒和筒中筒这两种结构体系，当然，这两种结构体系在其他发达国家，如美国、英国都应用相对广泛。在国内的地震区，建设者一般都较倾向于以钢筋混凝土结构或则混合结构，据调查得知，在地震区使用以上两种建筑结构占据整体建筑物的91%以上，这一点西方国家则与我国恰恰相反，他们在地震区会采用钢结构为主的建筑材料对建筑进行结构的建设工作。依照我国的施工建设特点，在遭遇地震时，通常会因为结构在发生较大变形时，钢框架不能进行有效控制侧移，建筑过钢而出现裂痕，针对这一问题需要利用混凝土筒的刚度或设置伸臂结构，以此来形成加强层，增强建筑的侧移限值。
2.3钢结构设计中轴压比与短柱的问题分析
通常情况下，在施工是需要通过对柱的轴压比进行限制，达到使柱子处于大偏压状态下的目的，从而减少或者杜绝，受压的钢筋因难以屈服而越出混凝土，导致建筑表面破损的现象。所以这边要求在建筑结构的工作时，需要将高强柱弱梁的设计工作质量的完成，使其具有良好的延展性，降低柱子不屈服的几率，这时也可适当的降低轴压比限值。与此同时，现代民用高层建筑的底几层柱虽然没有达到长柱要求，但也并不完全属于短柱行业，近年来，我国对于建筑的抗震规范进行了大量研究，理论上比较同意高轴压的观点，但理论上，虽然轴压比限值可以的调整，但真正作用于柱断面的作用还是过小，由此可见，在抗震的超高层建筑中采用钢筋混凝土是否确实具有可信性还需研究学者进行更加全面的分析研究。
2.4 民用高层建筑的抗震与构造问题分析
近些年来，国内广大学者都对建筑结构设计进行了深入的研究，并一致认为已有的建筑结构设计安全性已经无法再满足我国未来发展的需要了。与此同时，他们还认为我国目前的结构设计安全度是全球最低的，所以，在未来的发展里，我国的建筑结构设计的安全性必须要实现长期稳定的提高。不仅如此，在社会主义市场经济建设的今天，“小震不坏，中震可修，大震不倒”原则依然非常具有遵循价值。与其他国家相比，现阶段国内的抗震设防标准稍显偏低。因此，我们应该以 50 a为设计使用年限，小震烈度对应的被超越概率为63.2%，重现期为 50 a，中震烈度对应的被超越的概率为 10%，重现期为 475 a，大震对应的超越的概率为 2%左右，重现期为 2 000 a 左右[6]。在这过程中还要特别注意对抗震设防烈度的重要性，以及它与设计基本地震加速度间的联系。
结束语：
综上所述，在民用高层建筑的建设中钢结构设计是一个技术性强、影响大、涉及内容相对复杂的工作内容，而本文主要是通过国内民用高层建筑钢结构的设计原则以及民用高层建筑钢结构设计中常见问题这两大思路展开分析，其中对钢结构设计中的主要问题列举了4个方向，较为全面的概括了目前国内民用高层建筑中在钢结构设计中的常见问题，我们不难发现民用高层建筑钢结构的使用时当前建筑行业的主要发展之势，它牵动着国内经济的发展，而钢结构的设计工作则可以让高层建筑在发展中发展出它最大的作用，带动经济、技术、专业人才等多个方面的共同发展。
参考文献：
[1]赵海.钢结构设计问题在民用高层建筑中的分析[J].居舍，2017(22):20-21.
[2]许春龙.民用高层建筑钢结构设计中的常见问题[J].科技风，2017(14):111.
[3]任媛，杨国栋.民用高层建筑钢结构设计中的常见问题分析[J].建筑设计管理，2014，31(09):72-74.
论文作者:沈剑英
论文发表刊物:《防护工程》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/20
标签：钢结构论文; 高层建筑论文; 建筑论文; 结构论文; 我国论文; 国内论文; 高度论文; 《防护工程》2018年第20期论文;