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摘要：随着我国社会经济的逐步发展，以及人口数量和人口密度的逐渐增加，我国各大中城市的建筑物体量也越来越大，并且建筑建造也逐渐朝着高层化的方向发展，高层建筑已经成为了未来建筑的发展趋势，它既可以推动城市化迈向更高的水平，又可以有效的解决我国人口数量大幅增长的状况，因此相关的设计人员必须在对建筑结构进行设计时更加仔细。本文就结构设计基本原则、抗震性能、受力特性、概念设计几方面要注意的问题进行了浅析。
关键词：高层建筑；结构设计；问题分析
随着我国人口数量的增加和人均住房面积的增加，传统的砖木建筑结构已经远远不能满足人们居住的需求，因此高层建筑因势而起，它为提高人民的生活水平和有效解决土地资源紧张问题都发挥了重要作用，将成为我国建筑未来的发展方向。除此之外，我国建筑结构也朝着复杂化的方向发展，已经不再是原来单一的砖混结构了。本文就主要针对高层建筑结构设计中的相关问题与大家进行探讨，希望可以为相关设计人员带来借鉴。
一、建筑结构的基本设计原则
建筑结构设计时必须要遵循的基本原则有：适用性原则、安全性原则、经济性原则、美观原则和便于施工原则等。建筑结构设计中应遵循力学原理、符合结构概念设计；根据建筑物所处的位置以及使用性质的不同，进行相对应的专项设计，以满足使用功能的不同要求；在保证工程质量前提下，合理降低造价，即注重综合效益，注重整体建筑物的社会和环境、经济效益三者之间的关系；应该在结构设计中融入建筑美学，以形成独具特色的建筑物，提高建筑的艺术性、观赏性；考虑施工的可行性，应用新结构、新技术、新材料及可靠的实践来提高施工便利性等。总之，在建筑结构设计时应该把这些方面结合起来，以保证结构设计的科学性、合理性。
目前，我们国家的建筑规范主要是依据我国的国情依法制定的，其也顺应了社会经济的可持续发展。这部分的规范在具有强制性，也就是法律条文，也就是说具备相应的法律效力。建筑设计者要严格依照相应的设计规范来予以实施，在规范无法满足各项规范的时候，就得要及时的向国家来反应，之后再依据实际情况来相应的将科学、合理化的方案制定出来，针对其中出现任何违规以及钻规范空子的不法行为，都得都要严格的依法处理，从严处理。设计人员要在设计中秉承认真负责的态度，对于专业化的知识也要熟悉。认真学习国家的各项规范标准，实时掌握行业的发展方向。
二、建筑结构的抗震性能
建筑结构的抗震性能，是建筑结构可靠度重要指标之一，对建筑结构设计有很大影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆结构体系应根据建筑的抗震设防类别、抗震设防烈度、建筑高度、场地条件、地基、结构
材料和施工等因素，经技术、经济和使用条件综合比较确定。应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。应具备必要的抗震承载力，良好的变形能力和消耗地震能量的能力。对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高其抗震能力。抗震设计时，建筑钢筋混凝土结构构件应根据设防烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级，并应符合相应的计算和构造措施要求。
三、建筑结构的受力特性
《建筑抗震设计规范》中指出，建筑应有多道抗震防线，应重视其平面、立面和竖向剖面的规则性对抗震性能及经济合理性的影响，宜择优选用规则的形体，其抗侧力构件的平面布置宜规则对称、侧向刚度沿竖向宜均匀变化、竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小、避免侧向刚度和承载力突变。且具有合理的刚度和承载力分布，避免因局部削弱或突变形成薄弱部位，产生过大的应力集中或塑性变形集中。最后应用于工程设计中的计算结果，都是经过计算机的精确计算，并且通过科学的分析。设计人员在进行结构设计计算时，必须制定出科学有效的结构方案、绘制出精确简洁的结构图、对施工场地的场地类型和抗震设防烈度进行实地勘察和正确填写、对电子计算机程序的所有信息的参数进行科学的选取。以下就几个影响因素进行分析探讨：
1.建筑地震剪力系数
《建筑抗震设计规范》5.2.5中规定，抗震验算时，结构任一楼层的水平地震的剪重比不应小于表5.2.5给出的楼层最小地震剪力系数值。在PKPM程序里，可由设计人指定薄弱层，也可以由程序自动调整。若选择由程序自动进行调整，程序对结构的每一层分别判断，若某一层剪重比小于规范要求，则相应放大该层的地震作用效应，以使其满足最小剪力系数要求，但这时应知道该结构的方案可能存在问题。
2.地震力的振型组合数
高层建筑结构设计中的侧移和振动周期建筑结构的振动周期问题包含两方面：①合理控制结构的自振周期；②控制结构的自振周期使其尽可能错开场地的特征周期。
结构自振周期 高层建筑的自振周期（T1）宜在下列范围内：
框架结构：T1=（0.1 一 0.15）N
框一剪、框一筒结构：T1=（0.08—0.12）N
剪力墙、筒中筒结构：T1=（0.04—0.10）N；N 为结构层数。
结构的第二周期和第三周期宜在下列范围内：
第二周期：T2=（1/3—1/5）T1
第三周期：T2=（1/5—1/7）T1
3.结构周期折减系数
在进行设计的过程中，周期折减是强制性条文，但减多少则不是强制性条文，这就要求设计人员在折减时慎重考虑，既不能太多，也不能太少，因为折减不仅影响结构内力，同时还影响结构的位移。我们可以参考《高层建筑混凝土结构技术规程》中的规定：当非承重墙体为填充砖墙时，高层建筑结构的计算自振周期折减系数，可按下列规定取值：（1）框架结构 0.6—0.7；框架—剪力墙结构0.7—0.8；剪力墙结构 0.9—1.0；短肢剪力墙结构 0.8—0.9。所以如果折减系数取值不恰当，往往使结构设计不合理，或造成浪费、或甚至产生安全隐患。诚然，折减系数是钢筋混凝土框架结设计所需要解决的一个重要问题。
四、建筑结构的概念设计
建筑设计应根据抗震 概念设计的要求明确建筑形体的规则性。不规则的建筑应按规定采取加强措施；特别不规则的建筑应进行专门研究和论证，采取特别的加强措施；严重不规则的建筑不应采用。
1.概念设计将发挥越来越大的作用。概念设计是指正确地解决总体方案、材料使用和细部构造的问题，以达到合理抗震设计的目的。概念设计是根据抗震设计的复杂性、难以精确计算而提出来的一种从宏观上实现合理抗震，避免不必要的繁琐计算，同时为抗震设计创造有利条件，使计算分析结果更能反映地震时结构反应的实际情况的设计方法。
2.采用先进的计算理论。空间受力分析，非弹性变形分析，塑性内力分析，由加载到破坏的全过程受力分析，时程分析，最优化设计，方案优化等先进科学的设计方法、设计理论将得到越来越多的应用。
结束语
总而言之，设计人员在进行高层建筑结构设计的过程当中，应该尽可能的通过精确的计算和仔细的分析，避免错误的发生，并且注意到笔者上文所述的几个经常容易被忽视的问题，注重科学选择结构的抗震等级、地震的振型组合数以及结构周期折减系数等方面。设计人员也应该在具体工作中总结经验，借鉴优秀的设计方法，真正的从建筑设计角度出发，最大程度上保证建筑物的质量以及安全性能。
参考文献
[1]《建筑抗震设计规范》 GB 50011-2010（2016年版）
[2] 徐艳.高层建筑结构设计常见问题与展望分析[J].中国房地产业，2011，（6）
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论文作者:李冰冰
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第2期
论文发表时间:2018/6/21
标签：结构论文; 建筑论文; 建筑结构论文; 结构设计论文; 周期论文; 高层建筑论文; 系数论文; 《建筑学研究前沿》2018年第2期论文;