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对于如何做好高层建筑结构设计的相关思考摘要：建筑工程质量直接关系到投入使用后的安全与可靠，对人们的生产生活产生重要影响，其中建筑结构设计的质量是保证整个工程质量的重要一环。文章主要介绍了高层建筑结构的一些特点，并就高层建筑结构设计进行了分析。关键词：高层；建筑；结构；设计Abstract:theconstructionprojectqualityisdirectlyrelatedtothesafeandreliable,topeoplesproductionandlifehaveanimportantimpactonthequalityofbuildingstructuredesign,whichistoensuretheengineeringqualityisimportantoneannulus.Thispapermainlyintroducessomecharacteristicsofhigh-risebuildingstructure,andthestructuredesignofhigh-risebuildingwereanalyzed.Keywords:high-risebuilding;structure;design;中图分类号：TU97文献标识码：A文章编号：前言：适用、安全、经济、美观、便于施工是进行建筑结构设计的原则。这五个方面各有所重，又互为矛盾，一个优秀的建筑结构设计往往是这五个方面的最佳结合。往往设计人员注意到适用、安全、经济、美观，而忽略了便于施工。有时设计人员为图方便，用偏于安全的简化方法计算，虽然既省事又保证安全，却增加了造价。结构设计一般在建筑设计之后，“受制”于建筑设计，但又“反制”建筑设计。结构设计不能破坏建筑设计，建筑设计不能超出结构设计的能力范围。结构设计决定建筑设计能否实现，在这个意义上，结构设计显得更为重要。但一栋标志性建筑建成后，往往建筑师便成为了人们心目中的建造者，为了实现该建筑设计而付出辛勤劳动一丝不苟的结构师并不为人们所知。但无论如何，设计一个适用、安全、经济、美观、便于施工的结构设计方案是结构设计人员的责任。一、高层建筑发展的特点在我国经济的飞速发展的现如今，高层建筑的层数在不断增多。另一方面，层数日渐增多的高层公共建筑为满足不同用户的需要和适应现代社会高效率、快节奏的要求，而发展为高层综合大厦。综合性建筑的发展使平面布置和体型日益复杂；使结构体系多样化。最常用的结构体系有：框架、筒体结构、框架-剪力墙结构。特别是框架一剪力墙结构广泛用于办公和公共建筑，也大量应用于高层旅馆建筑。它主要由框架构成自由灵活的使用空间，容易满足不同建筑功能的要求，同时又有足够的剪力墙作为抗侧构件，具有较大的刚度，从而使得框剪结构具有较强的抗震能力，也大大减少了结构侧移，避免砌体填充墙在地震时严重破坏和倒塌。二、高层建筑的概念设计（一）结构平面布置刚度宜均匀，减少扭转高层建筑的平面布置宜简单，规则，尽量减少突出等复杂平面。更重要的是结构平面布置时要尽可能刚度均匀，即结构的刚心与质心尽量接近，减少地震作用下的扭转，扭转对结构的危害很大。减少结构的扭转，一是减少地震作用引起的扭转，二是增加结构抵抗扭转的能力。平面刚度布置均匀，可减少地震作用下的扭转。而影响平面刚度均匀的主要因素是剪力墙的布置。剪力墙集中布置在结构平面的一端或一侧是不好的。大刚度抗侧力单元偏置的结构在地震作用下扭转大，而对称布置剪力墙、井筒有利于减少扭转。周边布置剪力墙，或周边布置刚度很大的框筒等，都是增加结构抗扭刚度的重要措施，有利于抵抗扭转。为了减少地震作用下的扭转，还要注意平面上质量分布，质量偏心会引起扭转，质量集中在周边会加大扭转。（二）结构竖向刚度宜均匀，避免薄弱层，减少鞭梢效应结构宜做成上下等宽或由下向上向心逐渐减小的体型，更重要的是结构的抗侧刚度应当沿高度均匀分布，或沿高度向心逐渐减小。各层剪力墙的布置是影响结构竖向刚度是否均匀的主要因素。框支剪力墙结构是典型的结构竖向刚度有突变的结构，框支层的变形大，为薄弱层，容易发生地震震害。故在结构设计时，不允许将全部或大部分剪力墙设计成框支，必须有一走数量的落地剪力墙，将框支剪力墙转换层以上的剪力较均匀的转移到落地剪力墙，从而避免软弱层引起的震害。（三）在结构计算与分析阶段，如何准确，高效地对工程进行内力分析并按照规范要求进行设计和处理，是决定工程设计质量好坏的关键。由于新规范的推出对结构整体计算和分析部分相当多的内容进行了调整和改进，因此，结构工程师也应该相当地对这一阶段常见的问题有一个清晰的认识。非结构构件的计算与设计在高层建筑中，往往存在一些由于建筑美观或功能要求且非主体承重骨架体系以内的非结构构件。对这部分内容，尤其是高层建筑屋顶处的装饰构件进行设计时，由于高层建筑的地震作用和风荷载均大，因此，必须严格按照新规范中增加的非结构构件的计算处理措施进行设计。三、高层建筑的结构体系根据工程实践经验，如果高层建筑结构体系选型不当，任凭再用先进的结构理论和准确的计算方法，也较难作出安全可靠、经济合理的高层建筑结构设计。正确处理高层建筑结构体系的选型问题，对于高层建筑结构设计而言，具有重要意义。高层建筑结构体系按结构形式分类主要有：框架结构；抗震墙结构；框架-抗震墙结构：简体结构；部分框支抗震墙结构；板柱-抗震墙结构等等。不同的结构体系所具有的强度和刚度是不一样的。因此它们适用的高度也不同。不同的建筑功能选择的高层建筑的结构体系也不尽相同。在建筑抗震设计规范中有明文规定。一般地，框架结构布置灵活，具有较大的室内空间，在考虑抗震设防要求的建筑中，南于框架梁柱截面小抗震性能差，剐度较低，而且高层建筑中的框架填充墙在地震中破坏严重，修复费用较高。故其多用于高度低、层数少的公共建筑。框架-抗震墙结构既具有框架结构布置灵活、方便使用的特点，又有较大的刚度和较强的抗震性能，多用于公共建筑和旅馆建筑等。抗震墙结构刚度很大，空间整体性好，承载力大，在水平力作用下侧移小，用钢量较省。它比较适用于高层住宅及旅馆建筑等隔墙较多的建筑。一般框架-抗震墙结构和抗震墙结构可以满足大多数建筑物的高度要求，简体结构刚度大、空间大。四、高层建筑结构设计的注意事项（一）水平荷载成为决定因素。因为楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与楼房高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩，以及由此在竖构件中引起的轴力，是与楼房高度的两次方成正比。（二）轴向变形不容忽视。高层建筑中，竖向荷载数值很大，能够在柱中引起较大的轴向变形，从而会对连续梁弯矩产生影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大。（三）侧移成为控制指标。随着楼房高度的增加，水平荷载下结构的侧移变形迅逐增大，因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。（四）结构的规则问题。新旧规范在这方面的内容出现了较大的变动，新规范在这方面增添了相当多的限制条件，例如：平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等，而且，新规范明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案”。因此，结构工程师在遵循新规范的这些限制条件上必须严格注意，以避免后期施工图设计阶段工作的被动。（五）结构的超高问题。在抗震规范与高规中，对结构的总高度都有严格的限制，尤其是新规范中针对以前的超高问题，在实际工程设计中，出现过由于结构类型的变更而忽略该问题，导致施工图审查时未予通过，必须重新进行设计或需要开专家会议进行论证等工作的情况，对工程工期、造价等整体规划的影响相当巨大。（六）嵌固端的设置问题。由于高层建筑一般都带有二层或二层以上的地下室和人防，嵌固端有可能设置在地下室顶板，也有可能设置在人防顶板等位置，因此，在这个问题上，结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的方面，如：嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一致性、在结构整体计算时嵌固端的设置、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等问题，而忽略其中任何一个方面都有可能导致后期设计工作的大量修改或埋下安全隐患。五、施工模拟问题高层建筑的竖向荷载绝大部分是结构自重，而结构的自重是在施工过程中分层施加的，因而柱和剪力墙已在施工过程中逐渐完成了轴向变形，这就有了模拟施工的计算方法；但是，建筑物开始使用后，竖向荷载全部加上长期作用。由于柱子轴压比大，变形明显大于剪力墙，所以内力又重新调整，情况又趋向一次加载的计算结果。所以在设计时仅对顶部楼层配筋异常的梁用两种计算结果进行了调整，加大与柱相连梁端负钢筋，减小与剪力墙相连一侧负钢筋。结语：建筑结构设计是在进行建筑施工的前期规范，它直接影响到建筑质量和成本。因此，作为工程设计人员要严格参照各种规范，深刻体会其实质性的内涵。此外，也要积极思考，