1、关于高层建筑结构设计方面问题分析 杨献伦 煤炭工业合肥设计研究院 摘 要： 近年来, 我国城市化进程不断加快, 高层建筑越来越多, 建筑结构各具形态, 功能也变得越来越多, 因此, 对高层建筑结构设计的要求更加高了, 本文主要对高层建筑结构设计方面的问题进行了分析。关键词： 高层建筑; 结构设计; 问题; 分析; 收稿日期：2017-9-2Received： 2017-9-21 前言目前我国城市发展非常快, 由于土地的稀缺, 建筑工程逐渐朝着高处发展, 高层建筑越来越多, 其规模也变得越来越大, 相对普通建筑工程的类型, 高层建筑在施工建设的难度是非常不同的, 其施工难度非常大, 特别是在高层
2、建筑设计阶段, 这个阶段是非常重要的, 我们只有保证高层建筑结构设计没有任何问题, 才可以保证整个高层建筑的施工建设更加顺利, 在高层建筑设计的整个过程中, 建筑结构的设计是核心内容, 也是非常重要的, 我们的设计要保证高层建筑在后期使用的过程中具备安全性与稳定性的重要指标, 这就要求我们更加重视高层建筑结构的设计, 不断提高高层建筑结构的设计水平, 不断将先进的科技技术应用到高层建筑结构设计中, 就目前我国高层建筑发展的情况来说, 在建筑结构设计方面还存在着一些问题, 所以, 我们一定要不断加强高层建筑结构设计的研究工作, 提高建筑工程结构的设计水平, 确保高层建筑工程施工建设顺利进行, 进
3、而保证建筑工程的施工质量。2 高层建筑的结构设计常见的一些问题分析2.1 高层建筑结构设计的规范标准在高层建筑的结构设计中, 其规范标准有很多, 设计人员必须严格按照规范标准进行设计, 在新出台相关的规章制度上改动还是比较大的, 在新的规范标准中关于结构设计方面, 加了一些限制性的条件, 在建筑物中不应该使用严重不规则的设计方案, 所以建筑结构的设计师们在进行结构设计的时候, 要严格遵守新规范标准中限制性的条件, 对建筑结构设计中那些不符合规范标准的一定要及时调整, 尽量避免安全隐患出现。2.2 高层建筑高度的问题根据我国高层建筑的相关规定, 我们从经济和适用的角度来考虑, 规定了常见高层建筑
4、结构最大的适用高度, 根据我国社会经济的发展水平、施工建设的技术水平以及建筑科研的水平的背景下, 来确定高层建筑工程项目的高度。然而, 在实际的工作中, 许多混凝土结构高层建筑项目在设计高度上面超过了这项限制, 例如:混凝土结构的中信广场, 它的高度为 322m。金茂大厦是组合结构, 它的高度达到了 420m。这项建筑工程都超过了高度的限制, 我们一定要用谨慎科学的态度来对待, 因为, 要是发生地震, 这部分超过限制的建筑工程会发生巨大的变形, 严重影响到建筑工程的安全, 随着我国建筑工程高度在不断增加, 规范标准适用的范围也有了很大的改变, 在材料性能与安全指标等方面都做了很大的调整, 进而
5、保证建筑工程更加安全稳定。在建筑工程抗震规范标准和高度规范标准中, 对建筑工程整体的高度设计有着严格规定, 要是超过了高层建筑规定的高度, 在建筑工程设计方面就会发生非常大的变化, 这个问题会严重影响到建筑工程的每个方面, 我们一定要严肃对待, 不可以掉以轻心。2.3 高层建筑的嵌固端问题在高层建筑工程中, 一般情况下都会有二层或者二层以上的地下建筑, 这部分地下建筑是高层建筑工程的根基, 高层建筑工程的嵌固端一般会设置在人防顶板的地方, 有时也会设置在地下建筑顶板的地方, 这也是高层建筑结构设计里面的一个细节, 在高层建筑的结构设计中, 要是设计师忽视嵌固端, 那么就会引起嵌固端楼板的设计,
6、 嵌固端上下层的刚度比例, 嵌固端上下层的抗震等级一致性, 建筑工程整体结构设计和嵌固端位置的协调等出现问题, 要是忽视以上这些细节的话, 都很可能为以后工程施工埋下安全隐患, 进而严重影响到高层建筑的施工质量。2.4 高层建筑工程的地基问题在高层建筑结构设计中, 高层建筑工程地基问题是高层建筑结构设计师非常重视的一个问题, 在这个阶段, 设计好坏往往会直接影响到高层建筑后期的结构设计工作, 建筑工程地基是影响整个高层建筑工程造价多少的决定因素, 我们在高层建筑地基设计这方面, 非常容易出现问题, 要是我们不重视的话, 往往会对高层建筑工程造成非常大的经济损失, 我们的设计师们在进行地基设计的
7、时候, 地方性的规范标准必须要重视。我国地大物博、幅员辽阔, 各个区域的地质条件都不相同, 单单凭借国家标准根本没有做到, 对各个区域不同地基的情况都进行详细描述与规定标准, 所以, 每个地方出的地基基础的设计规范标准更加适合该区域的地基设计工作, 对该区域地质情况更加了解, 所制定的规范标准更加详细准确, 我们在对高层建筑地基进行设计的过程中, 必须要熟悉地方性的建筑规则, 尽量避免对后期工作造成影响。2.5 建筑施工材料的选择问题在那些地震多发地区, 建筑工程的技术人员非常重视建筑施工材料与结构体系, 我国 150m 以上的建筑搞工程通常会选用筒中筒、框一筒以及框架来支撑高层建筑结构体系,
8、 以上这三种在国外已经被广泛应用在高层建筑中, 国外地震多发区域, 高层建筑工程主要是钢结构。在我国, 建筑工程大约 90%是钢筋混凝土结构, 或者砂石混合的结构。在钢筋混凝土混合结构的内筒, 要承受大约8090%地震的作用力, 这时候对整个建筑工程来说是非常危险的, 在高层建筑结构的设计中, 由于其建筑结构主要是钢筋混凝土的核心筒, 因此, 我们在控制建筑施工材料变形的同时也要考虑到钢筋混凝土的结构位移。一般情况下钢筋混凝土的结构, 其弯曲变形的幅度比较大, 要是我们使用刚度小的钢材来降低侧移的话, 其效果并不好, 钢结构承载力就会增加。有时候, 我们也会增加混凝土的内筒刚度来满足规范标准,
9、 进而限制侧移。我们在选择高层建筑的施工材料方面, 根据建筑市场的钢材类型与钢材品种, 以及钢结构加工能力, 在高层建筑工程施工建设中, 要尽量使用钢骨混凝土的结构, 或者钢结构, 以及钢骨混凝土的结构, 这样可以有效改善高层建筑工程结构抗震性的目标, 钢骨与钢管混凝土是高层建筑工程的首选材料, 这主要是因为其的稳定性与坚固性决定的。2.6 轴压比和短柱的问题在高层建筑工程中使用钢筋混凝土, 我们的设计师们为了控制轴压比, 就要使柱横截面变得非常大, 柱纵向的钢筋中是构造配筋, 就算是在高层建筑工程中使用强度非常高的混凝土中, 建筑工程的柱断面尺寸也没减少太多, 为了使得建筑工程中柱体的地方处
10、在偏压的状态, 进而预防压碎混凝土, 还要限制建筑柱体轴压比值, 在建筑工程中主体塑性的变形能力变得越小, 那么建筑结构延性就变得非常差。在地震灾害发生的时候, 就会发生吸收与耗散地震的能量比较少的现象, 那么高层建筑工程的结构就会遭到严重的破坏, 高层建筑结构在设计的过程中, 要严格按照强柱弱梁原则设计, 要选择具备良好延性的梁, 大大减低了柱子进入的可能性, 也可以放松轴压的比限值, 虽说, 许多高层建筑物底部的柱体长度和截面边长之比都不高于 4, 然而这样说明不了这柱体是短柱。在实际工作中, 短柱参数的确定依据是柱剪跨比, 在柱体剪跨比不高于二的时候, 这时候才可以确定这个柱体是短柱。高
11、层建筑工程抗震规范要是使用的轴压比比较高的话, 虽说建筑工程轴压比的限制调整了, 柱面并未由于这个调整变小, 因此, 在设计高层建筑工程抗震性能的时候, 是不是使用钢筋混凝土还有待我们研究分析。3 结束语总之, 在高层建筑结构设计中, 高度设计问题与强度设计问题等是我们要重视的问题, 要加强高层建筑结构整体性, 保证整个高层建筑结构的安全性, 进而提高高层建筑的寿命。参考文献1王志强, 曾容.浅析高层建筑结构设计存在的问题与解决措施J.建筑与装饰, 2016, 26 (12) :203204. 2李福利, 赵国伟.高层建筑结构设计探析J.建筑工程, 2016, 28 (12) :185186.
