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浅析高层建筑结构设计要点

作者：刘昊日期：2013-12-10 09:23 来源：《电子制作》

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【文章摘要】
随着时代的进步和科学的发展，我国近几年的高层建筑建设行业不断发展，与此同时也要求高层建筑结构设计质量越来越高。高层建筑是我国建筑建设行业的发展趋势，高层建筑结构设计质量直接影响到我国整个建筑建设行业的可持续发展。本文从高层建筑结构设计的原则入手，对高层建筑结构设计的特点进行详细的概述，进而引出高层建筑结构设计中应该注意的问题，并对高层建筑结构设计中的这些问题进行简单的概括。
【关键词】
高层建筑；结构设计；要点
近几年，我国中大型城市建筑用地资源越来越少，为了合理有效的解决建筑用地日趋紧张这一问题，最大程度的利用土地空间，高层建筑顺应而生，并且高层建筑得到大力的发展。但是与此同时带来的问题就是对高层建筑结构设计质量要求越来越加严格，那么如何规划高层建筑结构设计要点呢？
1 高层建筑结构设计方面的设计原则
1.1 选择合适的计算简图。计算简图应该保证有相应的高层建筑构造措施，而且影响高层建筑结构计算式，计算简图计算简图选择不恰当严重的将会导致高层建筑结构安全事故的发生，由此可见保障高层建筑结构安全的重要保证是选择恰当的计算简图。还有需注意的是计算简图出现误差是难免的，但是误差应在高层建筑结构设计允许范围内。
1.2 选择合理适用的结构方案。合理的高层建筑设计必须依附于合理经济适用的结构方案，也就是说在高层建筑结构设计中要选择可行务实的结构体系和结构形式。关于结构体系，在同一个结构单元中不建议将不同的结构体系混合在一起使用，应使结构体系达到到传力简捷，受力明确的效果。在对高层建筑结构设计过程中，应综合性分析各种影响因素，与相关专业协商，然后确定具体的最合理的高层建筑结构设计方案。
1.3 正确分析、审核计算结果。在高层建筑结构设计过程中普遍性的应用计算机技术，但是由于目前市面上计算机软件种类较多，而不同的计算机软件计算的结果也不尽相同，所以这就要求高层建筑结构设计师应全面了解计算机的程序软件的使用条件和适用范围，防止在计算机辅助结构设计计算时，由于软件自有的缺陷、程序不能适应结构的实际情况等计算机软件程序的因素影响工程建筑结构设计。除此之外，要防止计算机辅助计算结构设计中人为性的失误，不仅需要设计师输入数据时要认真，同时也需要结构工程师在后续工作中，对数据进行慎重审查，合理分析，做出最准确的判断。
2 高层建筑结构设计的特点
2.1 重视对待轴向变形。高层建筑中，由于竖向负荷较大的原因，可能会引起在柱中较大程度上的变形，从而对连续梁、弯矩产生比较大的影响，该影响包括两个方面：一方面是，会增大端支座负弯矩的数值或者是增大跨中正弯矩的数值，另一方面是，减小连续梁中间支座的负弯矩值。除了这两方面的影响外，还会影响预测构件的侧移和剪力，以及影响构件的下料长度，对于对构件的侧移和剪力的影响，将其和构件竖向变形相比较，就会得出较为不安全的结果；对于对预测构件下料长度的影响，可以采取根据计算轴向变形数值，然后针对性的对下料长度进行调整分配。
2.2 重要的高层建筑结构设计指标是结构延性。高层建筑和低层建筑的区别之一就是：在建筑结构方面，高层建筑的结构较柔和，同时也就保障在地震作用下高层建筑的变形更大。为了避免高层建筑在遭受较大冲击后，在进入高层建筑塑性变形阶段的前提下，高层建筑仍可以具有较强的变形能力，也就是避免高层建筑的倒塌，需要在高层建筑结构设计时采取恰当合理的措施，达到保障高层建筑结构具有应对较大冲击的延性。
2.3 高层建筑结构设计的决定性因素是水平荷载。一方面，对于大多数的高层建筑楼房来说，竖向荷载基本上是定值，而水平荷载，比如地震作用和风负载，荷载值随着高层建筑结构动力特性的不同而发生较大程度上的浮动变化；另一方面是，由于高层建筑楼房自身的重量和楼面引起的弯矩和轴力的数值，与建筑物的高度的一次方成正比，而水平荷载产生的倾覆力矩和引起的轴力与建筑物高度的二次方成正比。
3 高层建筑结构设计中的注意事项
3.1 高层建筑基础设计中注意事项。在高层建筑基础设计中的注意事项可以分为三项，第一项，高层建筑基础要足够的耐久，因为高层建筑基础处于地下位置，经常受潮或者是受到地下水的浸渍，所以这就要求高层建筑的基础采用的材料具有耐久性能高的特点，比如加大钢筋混凝土基础中的钢筋保护层；第二项，高层建筑的基础厚度要足够，这样才能保证安全的承接高层建筑上层结构传来的荷载，并且最大程度均匀的再传到高层建筑的地基上；第三项，高层建筑基础方案要综合性的加以考虑，不仅要考虑高层建筑的整体高度以及相邻建筑的影响，而且还要考虑高层建筑受到冲击后是否可以达到变形稳定的要求，达到合理、经济的施工条件。
3.2 高层建筑结构设计中的共振问题。共振发生的条件是，建筑物的自震周期和发生地震场所的特征周期相同或比较接近，所以可以采取针对性估计建筑物发生地震场所的特征周期，然后增大高层建筑物的自震周期和建筑物发生地震场所的特征周期的差距，来达到避免发生共振的效果。
3.3 高层建筑结构设计中的水平移动问题
高层建筑结构设计中水平位移不应停留在仅满足于高层建筑规程的要求，还要注意对周期和地震等因素的综合性考虑。比如在高层建筑结构抗震设计时，由于地震力的大小与结构刚度大小相关，成正比关系，所以设计的结构刚度小，但是位移在规范允许范围内，结构周期长，地震力小，所以这种结构设计是不合理的。
综合全文，近些年我国的高层建筑建设行业迅速发展，而高层建筑结构设计是高层建筑建设行业的关键因素，高层建筑建设行业的进一步发展，使得对高层建筑结构设计质量的要求越来越高。高层建筑结构设计质量好坏直接影响到整个高层建筑是否具有安全性，直接影响到高层建筑建设行业是否达到可持续发展。本文从高层建筑结构设计的原则入手，对高层建筑结构设计的特点进行详细的概述，进而引出高层建筑结构设计中应该注意的问题，并对这些问题进行简单的概括。
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