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摘要：随着高层建筑规模的不断扩大，建筑高度的不断增加，其结构体系越来越多样化，建筑功能及类型也越来越复杂，这就给高层建筑结构设计提出了新的机遇与挑战，为此，本文主要分析了高层建筑结构体系包含的内容，结构设计的原则，并针对其存在的问题提出了改进措施。
关键词：高层建筑；结构设计；问题；注意事项；设计要点
一、前言
房屋设计是房屋建设的关键，更是房屋质量的有效保障。因此，做好房屋结构设计能够大大提高房屋建筑质量。
二、高层建筑结构设计原则
首先选择合理结构计算简图，在结构节点除铰节点和钢节点外选择与计算简图相适应构造方法，将误差控制在一定范围内保证高层建筑安全。对高层建筑结构类型、施工情况、荷载分布等问题进行综合性分析选择最合理基础设计方案。高层房屋平面宜简单、规则、对称，受力设计力求简单明晰，使结构抗侧刚度中心、建筑平面形心、建筑物质量中心重合，从而最大限度规避扭转破坏现象。一般来讲，高层建筑结构可以是方形的，也可以是圆形或矩形，甚至是十字形、Y 形、T 形、L 形。但是无论是哪种建筑形式，其平面尺寸起码要符合设计规范。高层结构房屋竖向的强度和刚度宜均匀、连续，无突变。大幅度的外挑、内收都不可取，否则极易产生错层或局部夹层等缺陷。另外，同一楼层宜采用统一的楼面标高，且竖向结构层间刚度上下均匀，确保很好的连接和传力。
三、高层建筑结构设计中常见问题的分析
1、房屋建筑基础结构设计方面存在的问题。俗话说的好，基础决定上层建筑，由此可见房屋建筑基础结构的重要性。但是，对现阶段房屋建筑基础结构调查显示，在设计工作中存在严重的不规范性、不科学性，严重影响了房屋建筑基础的施工质量，如有些设计工作人员在基础设计工作中，并没有做好大量的地质勘查工作，而是根据施工方面人员提供的口头数据开展基础设计工作，这样设计人员在没有准确数据情况下所设计的基础结构图，可想而知施工后建筑基础的质量。另外，现阶段国内大多数民用建筑在基础结构设计中并没有对荷载情况进行严格规范，这也是民用建筑基础结构设计常见问题之一，对此，设计人员应该将这一问题重视起来，对建筑基础荷载数据进行准确标明，避免基础满负荷，影响整体建筑的质量、安全。再次，有些设计人员对于各类地质灾害的认识存在片面性，对于一些软土地段建筑地基设计工作中，在没有得到准确勘测数据的情况下只凭自己的经验草率设计基础结构，给房屋建筑的质量、安全埋下隐患。
2、房屋梁柱配筋数量存在不足的问题。在梁柱具体数据设计过程中，有些设计人员为了赶进度，为了加快工作完成的速度，在屋面梁设计中直接照搬下面梁的尺寸，具体的荷载数值也不进行精确的计算，这就导致屋面梁的尺寸较小，荷载量较小，同时梁所配备的钢筋也相对减少，在日后的实际施工中就会导致混凝土断裂的现象，影响了房屋建筑的质量、安全性。
3、忽视纵向框架的设计。进行框架结构设计时，忽视了纵向框架的设计，只注意了横向框架的设计。现阶段，在我国最新的建筑结构抗震设计规范中要求了水平地震的作用应按照两个主轴的方向进行计算的，那么该方向的抗侧力构件就应承担本方向的地震作用。
四、高层建筑结构设计注意要点
1、高层建筑基础设计中注意事项。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在高层建筑基础设计中的注意事项可以分为三项，第一项，高层建筑基础要足够的耐久，因为高层建筑基础处于地下位置，经常受潮或者是受到地下水的浸渍，所以这就要求高层建筑的基础采用的材料具有耐久性能高的特点，比如加大钢筋混凝土基础中的钢筋保护层；第二项，高层建筑的基础厚度要足够，这样才能保证安全的承接高层建筑上层结构传来的荷载，并且最大程度均匀的再传到高层建筑的地基上；第三项，高层建筑基础方案要综合性的加以考虑，不仅要考虑高层建筑的整体高度以及相邻建筑的影响，而且还要考虑高层建筑受到冲击后是否可以达到变形稳定的要求，达到合理、经济的施工条件。
2、高层建筑结构设计中的共振问题。共振发生的条件是，建筑物的自震周期和发生地震场所的特征周期相同或比较接近，所以可以采取针对性估计建筑物发生地震场所的特征周期，然后增大高层建筑物的自震周期和建筑物发生地震场所的特征周期的差距，来达到避免发生共振的效果。
3、高层建筑结构设计中的水平移动问题。高层建筑结构设计中水平位移不应停留在仅满足于高层建筑规程的要求，还要注意对周期和地震等因素的综合性考虑。比如在高层建筑结构抗震设计时，由于地震力的大小与结构刚度大小相关，成正比关系，所以设计的结构刚度小，但是位移在规范允许范围内，结构周期长，地震力小，所以这种结构设计是不合理的。
五、高层建筑结构设计问题应对策略分析
1、主梁若有次梁则增设附加筋
高层建筑结构中主梁需要增设附加筋。首先增加箍筋。附加筋按照施工要求来增设，建筑结构梁截面、下部集中荷载处由横向钢筋荷载力负担，将一附加筋装于梁上部，水箱下部则须先施作垫梁，再安装附加筋。如果主、次梁截面无较大差距，但次梁荷载较大，也需要设置附加筋。但是如果次梁截面小，主梁又高，又小，就无需另设附加筋。
2、平面与立面选择
上文提到，应该秉承建筑三心合一的原则设计高层建筑结构。施工时，如果无法满足这个要求，结构将会产生扭转的问题，处理起来相当棘手。建筑结构扭转系一种结构设计缺陷，其危害不言而喻。选择立面和平面时需要注意几个问题。首先，平面力求简单、规则、对称。对完全对称高层建筑结构，则要按设计要求调节一些重要节点的比例。切记一点：比例不宜过大过小，出现问题要尽快补救。在竖向布置上，注意刚度均匀、连续，以防结构软弱，刚度突变。在建筑设计中，切莫为了达到审美效果而将剪力墙切断，降低建筑物的刚度，否则将可能产生严重的安全事故。
3、水平位移控制
水平位移现象在高层建筑设计中极为常见。设计高层建筑结构时，应根据结构的安全要求设计水平位移数值，同时要兼顾周期与地震因素。应按剪切型设计剪力墙位移线，切忌设计成弯曲型。相对而言，框架结构位移曲线则是剪切型。假设是混合式建筑构造，那么位移曲线也应是相结合的。
4、高层建筑结构设计扭转问题
水平荷载能使建筑物产生扭转破坏现象。设计建筑结构时，为规避这一现象，必须按“三心合一”的原则对建筑物的结构、平面布局进行周密的布置。水平荷载的质量分布在一定程度上决定了它对高层建筑结构造成的扭转破坏程度。为了确保水平荷载沿楼层平面均匀分布，最大限度规避扭转振动破坏，建议多使用矩形、方形等平面设计。当然，必须兼顾城市道路景观规划。因此，高层建筑不可能全部是方方正正的平面构造，也要根据城市规划和道路景观布局适当采用十字形、T 形或 L 形等复杂建筑形式。但至少要明确一点，就是凸出部分的厚度与宽度的比值不得超限，并且尽量采用对称的平面结构。
六、结束语
总之，高层建筑结构设计是一个全面、系统而且复杂的过程，对于设计师而言，是一项充满挑战的工作。为此，结构设计人员需要重新认识本职工作的重要性，明确自己的责任，提高对结构设计质量安全问题的辨别能力，积累结构设计的工作经验，力争设计出更合理、更安全、更优质的建筑作品。
参考文献：
[1]黄少坤. 高层建筑结构设计中存在的不足及解决策略[J]. 建材与装饰，2017（6）.
[2]柯涛. 高层建筑结构设计中存在的问题解析[J]. 建材与装饰，2017（43）.
[3]刘凤起，张振华. 高层建筑结构设计中存在的问题及改进策略[J]. 工程技术：全文版，2017（3）：16-16.
论文作者:侯旭峰1,姚永辉2
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第17期
论文发表时间:2018/9/18
标签：高层建筑论文; 结构设计论文; 荷载论文; 基础论文; 建筑结构论文; 结构论文; 刚度论文; 《建筑模拟》2018年第17期论文;