淺談高層建筑結構設計中的相關問題

摘要：隨著我國社會經濟水平的提高，建筑事業也在隨著快速的發展，尤其是高層建筑的建設。而同時，建筑的施工工藝以及高層建筑結構設計的類型以及功能也在日新月異，難度也相對增加。對于高層建筑結構的設計不僅要經濟合理，還要具備一定的安全性。本文即針對高層建筑結構設計的特點以及結構體系進行了分析，同時探討了高層建筑結構中的幾點問題。

關鍵詞：高層建筑 結構設計 相關問題

高層建筑結構的設計是一項系統而復雜的工程，結構設計的好壞將直接影響到建筑工程的質量，進而間接影響到人們的居住環境以及生命財產安全。隨著高層建筑結構設計類型與功能的多樣化，在設計人員的實際工作中就會經常出現一些問題。

一、高層建筑結構的設計要點

1．軸向變形的問題

在高層建筑中，豎向的荷載作用力是非常大的，極易引起高層建筑中的柱中的軸向變形，進而降低連續梁的中間處的負彎矩，增加跨中的正彎矩。同時，也會嚴重影響預測構件的下料長度。因此，要對建筑的軸向變形進行結構計算，并根據所計算出的數值來調整預測構件的下料長度。

2．水平荷載的設計

在普通層的房屋建筑中，結構設計主要受到豎向荷載的制約。那么在高層建筑結構設計中，不僅僅要考慮豎向的荷載作用，同時也要考慮水平荷載的作用因素。首先，由于在豎向的構件中，高層建筑物的自重與樓面所使用的荷載的軸力與彎矩的數值和建筑的高度的一次方成正比。另外，水平荷載作用于高層建筑結構的傾覆力矩以及由此在豎向構件中引起的軸力與樓房的高度的二次方成正比。此外，對于一定的高度的高層建筑，豎向的荷載作用力通常是一個定值，而水平荷載作用力卻會隨著高層建筑結構的具體動力特性而發生改變。

3．高層建筑的結構延性

高層建筑結構相對于偏低的建筑結構要柔和一些，因此，如果發生地震，高層建筑就會發生相對較大的變形。因此，通?？稍诟邔咏ㄖY構的構件上采取相應的措施，提高建筑結構的延性，進而增強其變形能力，避免在地震等災害中發生坍塌。

二、高層建筑結構的設計體系

1．剪力墻結構體系

剪力墻結構是高層住宅結構中一種比較常用的體系，其主要是將框架結構中的梁柱用鋼筋混凝土墻板來代替，一般用鋼量比框剪結構少，用一系列的剪力墻相互交錯，來承受豎向承重和抵抗水平力。墻體的剛度相對于其他結構體系來講很比較大，非常有利于高層住宅結構的抗風和抗震性能，常用于四十層以下的高層住宅結構中。但是這種結構也有些不足之處，盡管結構有很強的整體性，但是制約了平面的布局。

2．框架剪力墻結構體系

這種體系主要是由剪力墻結構和框架結構相結合組成的。由于剪力墻結構主要受到水平側力，而框架結構主要受到豎向的作用力，這樣就可以各取其長，進行合理的分工。這種結構主要以框架結構為主，將剪力墻結構布置于高層住宅的周邊、電梯間以及平面形狀變化較大的位置作為輔助，主要適用于二十五層以下的高層住宅結構。但是這種結構體系也存在不足之處，結構剛度不是很強，進而導致抗風和抗震能力就比較低。

3．筒形結構體系

在設計超過三十層以上的高層住宅結構時，要充分考慮其所受到的巨大側力，在現有的幾種高層住宅體系中，只有筒形結構的剛度和強度都比較大，中央設有井筒，同時與周圍的框架很好地結合，這樣就能夠形成極強的抗側力結構體系，通常應用于大跨度、大空間或超高層建筑。

三、高層建筑結構設計中相關問題分析

1．結構的規則性

對于高層建筑結構的新規范中，制定了很多關于限制高層建筑結構的規則性的條件，嚴禁采用不規則的高層建筑結構設計方案，由此可見，設計人員在實際工作中，要嚴格按照對于高層建筑結構規則性的相關規范進行設計，保證建筑施工的正常運作。

2．短肢剪力墻的設置

在新的高層建筑結構設計規范中，也明確界定了短肢剪力墻為墻肢截面高厚比為5—8的墻，這在一定程度上限制了高層建筑結構設計中短肢剪力墻的應用。因此，高層建筑結構的設計人員要盡可能少用短肢剪力墻，便于設計工作的順利進行。

3．高層建筑結構的超高問題

在高層建筑結構設計的相關規范中，對于建筑的高度有一定的限制，同時，對于高層建筑的結構設計以及處理方法也都發生了相應的改變。在實際的高層建筑結構設計中，一些建筑結構的類型的改變，但是并沒有采取相關的處理措施，就會直接導致高層建筑結構的設計方案不能通過，重新進行設計，進而對整個高層建筑工程的造價以及工期產生巨大地影響。

總結：

綜上所述，隨著經濟與科學技術的發展，人們對建筑物的功能和類型的要求也有所改變，對于高層建筑結構的設計人員，要其他方面的專業人員進行協調合作，并結合自己的實際工作經驗以及對具體問題的分析，來解決高層建筑結構設計中的相關問題，進而保證高層建筑的經濟性、合理可靠性以及安全性。

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