高层建筑结构设计相关问题及措施

涂永佳

摘 要： 在高层建筑设计中，结构设计是一项十分重要的内容，所以作为高层建筑结构设计人员，必须在结构设计中强化设计成效。但是从当前来看，在高层建筑结构设计中还存在诸多问题，需要我们加强对其的优化和完善。因而本文正是基于这一背景，首先提出了强化高层建筑结构设计的必要性；其次提出了高层建筑结构设计相关问题及措施；最后对全文进行了总结。旨在与同行强化业务之间的交流，以更好地促进高层建筑结构设计水平的提升。

关键词： 建筑结构；结构设计；措施

结构设计在整个高层建筑结构设计中具有十分重要的作用，在高层建筑结构设计中，我们应意识到强化结构设计的必要性，认真分析和总结高层建筑结构设计中应采取的技术措施，才能更好地确保整个设计的科学合理性。因此笔者展开以下几点探究性的分析。

1.强化高层建筑结构设计的必要性

高层建筑结构设计水平的高低源于建筑物自身是否具有较强的抗震性，尤其是高层建筑，其结构的抗震性能直接关系着整个高层建筑的质量。加上当代建筑以高层建筑为主，所以在出现地震之后，其带来的损失往往无法弥补。所以作为新时期背景下的高层建筑结构设计人员，就应切实加强高层建筑结构设计，才能在确保建筑工程质量的同时促进整个建筑行业的发展。由此可见，强化高层建筑结构设计就显得尤为必要。

2.高层建筑结构设计的相关问题及措施

2.1场地选择的相关问题及措施

高层建筑所选的场地应尽可能地在具有较强抗震性能的场地进行，从根本上确保建筑物自身的抗震性能。这就需要结合工程实际需要，对工程所在地的地震情况进行科学全面的分析，切实掌握工程地质资料，从而更好地、综合地评价其是否对抗震有利和不利。从而尽可能地选择有利抗震的地段，将不利于抗震的地段避开，若无法避开，也应注意在危险地段严禁建设甲乙丙类高层建筑，并切实强化对其的控制。这里的有利地段主要包括岩石地基、坚硬土地、中硬土地且开阔平坦而又密实。而不利地段则主要是指软土、液化土以及断层破碎带等。而危险地段主要是在出现地震之后可能出现崩塌、滑坡、泥石流和地裂以及地陷等灾害的地段。建筑场地的选择直接与间结构的抗震系数有关，所以必须在高层建筑结构设计中强化场地的选择。

2.2建筑结构体系选择的相关问题及措施

在高层建筑结构设计中，只有确保所选的建筑结构体系的合理性，才能确保所选的结构方案的合理性，从而对整个方案的经济性和安全性带来影响。因而在对建筑结构体系进行确定时，应尽可能预防出现由于主要构件和结构破坏之后使得结构的抗震性能低下，并考虑重力荷载自身的承载性能。所以在结构设计中应尽可能地确保其具有一定的赘余度，在地震情况下，即便部分构件的作用失去之后，其他的构建也能承担竖向的荷载，形成多道防线，从而有效的预防出现整体结构失稳的情况。其次是结构体系的计算简图必须明确，同时地震作用的传力途径必须合理的设置，因为所布置的竖向构件因竖向重力的荷载而使得其压应力与实际之间的压力相当，在布置楼屋的盖梁时，就应尽可能地确保垂直的重力荷载始终是最短的路径将压力传递给竖向的构件，同时在布置转换结构时，则应确保上部的竖向结构构件所传递的垂直荷载在转换层的作用下实现转换。而在此基础上就必须明确抗侧力的结构体系，利用框架、筒体和剪力墙以及支撑组成整个抗侧力结构，并尽可能地确保其连续贯通，当其竖向存在变化时，还应确保整个变化均匀缓慢。而结构体系自身则应具有较强的承载性能和抗变形能力，从而确保地震能量得到有效的消耗。例如钢筋砼结构，由于其在塑性内力分布能力方面较强，所以其在高层建筑结构设计中得到了广泛的应用。最后还应确保整个结构体系刚强度合理，尤其是在刚度分布时，应预防由于局部削弱和突变而产生薄弱的部位，导致应力集中的情况出现，同时框架结构在设计时严禁节点破坏，若存在薄弱部位还应将其抗震性能提升。

2.3建筑平面布置的相关问题及措施

在对建筑的平面和平面进行布置时，必须确保其與抗震概念和设计原则相符，所以一般采取规则的方案进行布置，同时结合结构设计规范中的有关规定，若平面和竖向不规则，亦或是平面和竖向不规则，那么此类建筑结构就应采取空间结构模型进行计算，而如果建筑结构的凹凸不规则和楼板局部不连续，则应采取与实际刚度变化相符的模型进行计算。而在薄弱部位则应将其与内力增大系数相乘，同时根据有关规定分析其弹塑变形。所以为了确保建筑结构规则，就应确保建筑主体的抗侧力构件的主轴刚度较为接近，且变形特性较为相似，但是如果其竖向构件断面变化较为均匀时就严禁出现突变的情况。而在对其进行平面布置时，则应确保相同方向的主轴的每个抗侧力构件的刚度的均匀性，从而更好地确保其周边结构刚度协调的同时其抗扭刚度较大，预防由于建筑和强风的扭矩作用导致建筑结构出现扭转变形，避免因此导致的结构性和非结构性的构件破坏。因此，在高层建筑结构设计中，我们必须确保整个建筑平面规则的布置。

2.4建筑结构类型选择的相关问题及措施

在高层建筑结构设计中，常见的结构类型较多，有钢筋混凝土结构、型钢-混凝土结构和钢结构等。所以我们应在实际中结合实际需要和抗震要求对结构类型进行科学合理的确定。一般而言，由于钢筋混凝土自身强度高延性也很好，所以此类结构形式的高层建筑物不仅具有较强的抗变形能力，同时具有较强的承载力，所以在抗震能力方面较高。因而对于建筑结构方案的确定，应紧密建筑功能发挥和抗震的需求合理的选择其类型。而就抗震这一视角来看，在确定结构类型时，必须考虑结构侧移度，尤其是在高层建筑中，对需结构转换的结构还应加强转换层的设计，利用转换层将结构上部荷载传递到稳固的基础上，确保结构的稳定性得到提升。

2.6抗震设计方面的相关问题及措施

抗震设计也是整个高层建筑结构设计的主要内容之一。在进行抗震设计中，采用的是强柱弱梁的思想，这样就能更好地满足抗震的目的，。这一思想的核心是当柱遭受破坏时，将导致建筑物倾覆，而梁遭受破坏时，只有部分区域失效。相较于梁的破坏，柱的破坏带来的损害更大。所以必须在抗震设计中注重这一思想的贯彻。特别是竖向构件的抗剪切能力，尽量避免在设计中出现短柱，当无法避免时，应采取适当的加强措施，如全长加密箍筋或加型钢柱等。

2.7设计人员的相关问题及措施

作为结构设计人员，应切实加强有关专业技术知识的学习，在日常工作中认真分析和总结结构设计的不足，并在设计过程中紧密结合工程实际，对建筑结构的类型、建筑物的位置进行科学合理的确定，同时尽可能地强化设计的质量。与此同时，未来我国在高层建筑结构设计中势必会遇到更多的困难，因而在实际设计中还应切实强化现代科学技术的应用，在设计过程中不断的提高结构设计水平，才能更好地实现结构设计的最优化。此外，未来的建筑更加趋于智能化和低碳化，所以在高层建筑结构设计中还应考虑因此带来的环保问题和资源浪费等方面的问题，所以我们必须对其进行优化和完善，才能促进整个设计行业的可持续发展。

3.结语

综上所述，高层建筑结构设计是一项十分系统而又复杂的工作。所以在高层建筑结构设计中，作为设计人员，应充分意识到自身在整个设计中的作用，同时结合高层建筑工程的特点，在整个建筑工程中不断的提高高层建筑结构设计水平，尤其是应掌握高层建筑结构设计要点，加强对其问题的处理和优化，才能更好地实现设计出高水平的高层结构，既具安全性又有经济性和实用性。

参考文献

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