論高層建筑結構的設計問題及對策

劉繼嶸

湖南省第五工程有限公司 湖南 株洲 412000

引言：在社會經濟飛速發展的影響下，有效的推動了高層建筑施工技術水平的提高。高層建筑的出現，有效的緩解了當前城市建設土地資源供應不足的問題，促進了土地資源利用效率的提升，并且這樣也與社會的發展趨勢是相統一的。但是，因為高層建筑自身存在的特點，所以高層建筑對于施工技術整體水平需求較高，在進行建筑結構設計工作的時候，需要綜合多個方面的因素加以考慮。這篇文章主要圍繞高層建筑結構的設計展開全面的分析研究，明確的指出了其中存在的問題，并針對性的提出了解決的建議，希望能夠促進高層建筑結構設計整體水平的不斷提升。

1 高層建筑結構設計中存在的問題

1.1 嵌固端設置存在問題

嵌固端位置選擇問題:部分高層建筑在嵌固端位置的設計方面存在諸多的問題，不合理的設置使結構存在重大安全隱患，因此結構設計應準確確定上部結構的嵌固部位，應創造條件使地下室頂板符合作為上部結構的嵌固部位。

1、地下結構的穩定性與上層建筑結構的質量存在一定的關聯，務必要針對地下結構與上部結構二者之間的側向剛度比加以切實的管控。

2、如果地下室頂層板不能充當上部結構的嵌固結構的時候，需要控制地下二層與上部結構的側向剛度比，并滿足上述1款的要求，地下二層仍不滿足時，以此類推驗算以下各層。

3、嵌固部位結構側剛度比按等效剪切剛度比計算，地下室計算的平面范圍可取相應上部結構及其相關范圍(取三跨且不大于20m范圍內的結構，上部為多塔樓結構時，地下室相關范圍不共用)，不考慮回填土的約束剛度。

4、上部結構的嵌固部位應優先采用梁板式結構，當樓板厚度足夠厚時，也可以采用厚板結構。

5、地下室頂板不能作為上部結構的嵌固部位時，仍應考慮地下室頂板的實際嵌固作用，按地下室頂板嵌固和向下延伸的嵌固端分別計算，包絡設計。約束邊緣構件應延伸至嵌固端，地下室頂板及其向下延伸的嵌固端樓層，均應滿足嵌固端樓層的構造要求。

1.2 短肢剪力墻設置存在問題

就現如今大部分高層建筑結構的設計實際情況來說，通常都會發生過增設短肢剪力墻的問題，短肢剪力墻的設置如果缺少嚴禁的設計，避免會對整個高層建筑結構的質量造成嚴重的損害，長時期使用過程中將會存在安全隱患。由于短肢剪力墻抗震性能較差，為安全起見，在高層建筑結構中短肢剪力墻不宜布置過多，不應采用全部為短肢剪力墻的結構。

2 高層建筑結構的設計改進對策

2.1 優選設計方案

結構設計應重視概念設計，重視結構的選型和平面、豎向的規則性，結構應傳力清晰，明確豎向荷載和水平作用的傳力途徑，對承載力、剛度和延性的關系進行優化調整。合理的建筑形體和布置在結構設計中是頭等重要的，需要結構工程師與建筑師及相關專業相互配合。結構設計應重視結構方案的技術合理性、實施的便利性和工程的綜合經濟性。結構設計的方案，提出的各類參數必須要能夠滿足結構實際需求，同時還要達到設計規范以及技術標準。高層建筑結構設計時的主要控制指標如下：

（1）軸壓比：其主要作用是針對結構整體的延展性加以合理的管控，規范對墻肢以及支撐結構主體都設定了專門的極限參數值。

（2）剪重比：要想從根本上對各個樓層的穩定性加以控制，保證結構的安全性，就要保證見抗規5.2.5，高規3.3.13。

（3）剛度比：其實質主要是針對結構的垂直方向的作用力加以控制，避免縱向剛度出現形變的情況。見抗規3.4.2，高規4.4.2；對于形成的薄弱層則按高規5.1.14予以加強。

（4）位移比：其核心作用就是針對結構橫向規則加以控制，規避因為較大的偏心力而造成結構出現形變，見抗規3.4.2，高規4.3.5。

（5）周期比：主要是針對結構扭轉效應加以合理的管控，避免扭轉對整個結構的穩定性造成不良影響，見高規4.3.5。

2.2 結構計算分析

結構計算分析以及計算方法的不同可以劃分為兩種形式，即：程序計算和手算。結構計算分析其實質就是針對結構概念設計的量化和驗證，結構設計中要保證良好的準確性，要結合實際情況對計算方法加以選擇，計算模型需要與實際手里模型保證良好的統一性，如果條件允許可以進行多模型分析，對復雜結構應采用不少于兩個不同力學模型的程序進行比較計算。

1、結構整體指標(如周期、位移、扭轉位移比、傾覆力矩比等)計算時，應采用強制剛性樓板假定:構件設計計算時，可采用彈性樓板假定。

2、計算構件拉力或溫度應力分析時，應采用彈性樓板假定。

3、驗算地下室對上部結構的嵌固剛度比時，應采用基礎頂面嵌固模型。

4、上部結構設計計算時，應采用地下室頂板的嵌固模型，當地下室頂板不能完全作為上部結構嵌固部位時，還應補充嵌固端向下延伸的計算模型，并按兩次計算的不利值進行承載力包絡設計。

結合實際情況，采用有效的方法針對結構計算結論實施綜合分析，能夠為高層建筑結構設計工作提供有力的支持，只有保證計算結果的精準性，方能確保各項信息的準確性，這樣才能促進建筑結構安全性的不斷提升。

3結束語：因為高層建筑結構設計工作牽涉到的層面較多，所以具有一定的復雜性，高層建筑設計工作人員需要秉承嚴謹認真的工作態度，對高層建筑結構設計進行深入的研究分析，并針對設計中可能遇到的問題進行綜合分析，制定出專門的預防和解決方案，從而對工程結構設計工作給予完善和創新，促進高層建筑結構整體設計工作水平和質量的不斷提升，從而為后期的工程施工工作給予規范指導。