高层建筑结构设计规程精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇高层建筑结构设计规程，期待它们能激发您的灵感。

篇1

关键词：高层建筑；结构设计；工程规则性；多道设防

Abstract: In this paper, the structure design of high-rise building application contrast, description of the bearing capacity, stiffness and ductility for the leading goal, design wind and earthquake are ideal for high-rise building is completely possible. Around high-rise structure design engineering rules and multiple protection design this paper describes the structure design of high-rise building’s key concepts and design ideas.

Key words: high-rise building; structure design; engineering rules; multiple protections

中图分类号：TU318文献标识码：A 文章编号：

一个建筑工程的结构设计首先要明确抗震设防情况、场地情况等。结构方案是结构设计的关键，只有正确选择结构方案，才能在设计中贯彻执行国家的技术经济政策，做到安全适用、技术先进、经济合理、方便施工，保证质量。应根据材料性能、结构型式、受力特点和建筑使用要求及施工条件等因素合理选择结构方案[1]。作为一个合理的结构方案，其技术经济效果应当是好的或比较好的，因为它是结构方案的综合评价。本文以马那瓜美洲银行大楼实例为据围绕在设计和构造上利用多道设防的思想，如框架结构采用强柱弱梁设计，梁屈服后柱仍能保持稳定；框架—剪力墙结构设计成连梁首先屈服，然后是墙肢，框架作为第三道防线；剪力墙结构能过构造措施保证连梁先屈服，并通过空间整体性形成高次超静定等的工程抗震设计应用。

一、工程规则性与多道设防的实际工程对比应用

马那瓜地处太平洋火山地震带东侧，近100年来已遭受4次强烈地震的袭击。1972年12月22日夜至23日凌晨的一次突发性强烈地震和震后的大火，使城市几乎全部被毁（市区92%的建筑被摧毁），地面下沉12英寸，死伤数万人（5000--10000人死亡），损失达10多亿美元，至今仍然可以看到地震的遗迹。 震级6.2，烈度估计8度，该次地震，地面加速度为0.35g，几乎是设计地震0.06g的6倍。大地震后，高18层，1963年设计的马那瓜美洲银行大楼（当时最高）只是出现了一些裂缝，而同位于市区的15层的马拉瓜中央银行却严重受损（震后拆除），周围建筑物也发生大规模倒塌，5000多人死亡。当时，这个消息几乎传遍了整个尼加拉瓜，相距如此近（培训四P11：毗邻）的建筑，为何有这般差别？人们发现，马那瓜美洲银行大楼之所以轻微受损，是由于它的形状非常规则、对称，且运用了多道设防设计思想。而中央银行平面和竖向上都不规则。

（1）中央银行平面不规则：四个楼梯间，偏置塔楼西侧，再加上西端有填充墙，地震时产生较大的扭转偏心效应。四层以上的楼板仅50mm厚，搁置在14m长的小梁上，小梁的全高仅450mm，这样一个楼面体系是十分柔弱的，抗侧力的刚度很差，在水平地震作用下产生很大的楼板水平变形和竖向变形。

竖向不规则：塔楼的上部（四层楼面以上），北、东、西三面布置了密集的小柱子，共64根，支承在四楼板水平处的过渡大当人上，大梁又支承在其下面的10根1mx1.55m柱子上（间距9.4m），形成上下两部分严重不均匀、不连续的结构系统。主要破坏：A、第四层与第五层之间，周围柱子严重开裂，柱钢筋压屈（竖向刚度和承载力突变）。B、横向裂缝贯穿三层以上的所有楼板（有的宽达10mm），直至电梯井的东侧。C、塔楼的西立面、其他立面的窗下和电梯井处的空心砖填充墙及其他非结构构件均严重破坏或倒塌。美国加州大学伯克莱分校在震后对其计算分析表明：A、结构存在十分严重的扭转效应；B、塔楼三层以上北面和南面的大多数柱子抗剪能力大大不足，率先破坏；C、在水平地震作用下，柔而长的楼板产生可观的竖向运动等。（2）美洲银行

结构系统平面竖向均匀对称。概念设计思想为多道防线、刚柔结合。先由4个4.6m等边的L形柔性筒（H/b=13.3>>7），通过每层的连梁组成一个11.6mx11.6m的正方形核心筒用为主要抗震结构。在风荷载和抗震设防烈度的地震作用下具有很大的抗弯刚度（H/b≈5），为了预防罕遇强烈地震，有意识地在连梁的中部开了较大的孔洞，一方面可以用来穿越通风管道，减小楼层结构高度；另一方面是有意地形成结构总体系（第一道防线）中的预定薄弱环节，在未来遭遇强烈地震时，通过控制首先在连梁处开裂、屈服、出现塑性铰，从而变成具有延性和耗能能力的结构体系（第二道防线），即各分体系（L形筒）作为独立的抗震单元，则整体结构变柔，周期变长，阻尼增加，地震动力反应将大大地减小，从而可以继续保持结构的稳定性和良好的受力性能。即使在超出弹性极限的情况下，仍具有塑性强度，可以做到较大幅度的摇摆而不倒塌。为确保每一L形柔筒都可以作为有效的独立抗震单元，林在L形筒的每面墙内的配筋几乎都是一样的。

震后调查正如设计所预料那样，核心筒的连梁发生剪切破坏，是整个结构能观察到的主要破坏。连梁混凝土保护层剥落、开裂，这较易修复。墙体没有开裂，只是在核心筒的墙面上掉下了几块大理石饰面。这充分说明，虽然主体结构没有开裂，但剪力墙内已具有很高的应力[2]。也就是说在地震的剪力和弯矩作用下，墙仍处于弹性阶段。伯克利大学的教授V．Bertero在震后对该建筑作了动力分析，见下表。

可见，当核心筒连梁破坏后，四个L形角筒独立作用时，结构的自振周期和顶部位移明显加大，而基底剪力和倾覆力矩却明显减小。在正常工状态下，即在风荷载或设防烈度的地震作用下，设计所选择的结构图的自振周期T=1.3s，相当于0.72n，顶部侧移12cm，相当于1/500楼高。美洲银行大楼的抗震实例说明了以承载力、刚度和延性为主导目标，设计抗议风和抗震都比较理想的高层建筑是完全可能的。在风荷载作用下结构的整体刚度大，有较高的自振频率；而在罕遇的强烈地震作用下，可通过发挥延性（其中包括结构延性、构件延性或截面延性）与耗能能力使结构仍具有足够的承载力。二、高层建筑结构设计的应用体会

高层建筑结构至关重要的就是使结构承载力、刚度、能量耗散和延性等多种性能得到最佳组合。选择有利的建筑体型，是减少高层建筑结构风载效应、地震作用效应和侧移的重要手段之一。建筑体型又与建筑平面形状、建筑立面形状和房屋的高度等因素密切相关。与H，H/B，L/B，突出和收进尺寸，细部尺寸等有关。

建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不应采用严重不规则的设计方案。建筑和结构设计者在高层建筑设计中应特别重视规程中有关结构概念设计的各项规定,设计中不能陷入只凭计算的误区。若结构严重不规则、整体性差，则仅按目前的结构设计计算水平，难以保证结构的抗震、抗风性能，尤其是抗震性能。抗震概念设计时应充分考虑结构简单、规则和均匀性、整体性、钢度和抗震能力等准则。

1．结构简单是指结构在地震作用下具有直接和明确的传力途径，结构的计算模型、内力和位移分析以及限制薄弱层部位出现都易于把握，对结构抗震性能的估计也比较可靠。

2．结构的规则和均匀性。沿竖向建筑造型和结构布置比较均匀，避免刚度、承载力和传力途径的突变，以限制竖向出现薄弱部位。建筑平面比较规则，平面内结构布置比较均匀，使建筑物分布质量产生的惯性力能以比较短和直接的途径传递，并使质量分布与结构刚度分布协调，限制质量和刚度之间的偏心。

3．结构的刚度和抗震能力。可使结构沿平面上两个主轴方向具有足够的刚度和抗震能力。结构的抗震能力是结构承载力及延性的综合反映。结构刚度选择时注意控制结构变形的增大，过大的变形也会因效应过大而导致结构破坏[3]。结构除需要满足水平方向的刚度和变形能力外，还应具有足够的抗扭刚度和抵抗扭转振动的能力。4．结构的整体性。高层建筑结构中，楼盖对于结构的整体性起到非常重要的作用。楼盖体系最重要的作用是提供足够的面内刚度的抗力，并与竖向各子结构有效连接。高层建筑基础的整体性以及基础与上部结构的可靠连接是结构整体性的重要保证。

参考文献：

[1] 吴育武.谈谈高层建筑结构概念设计的若干问题[J].中国科技纵横,2010,(15):143,85.

[2] 柳浩杰.某高层办公综合楼结构方案的设计[J].四川建材,2009,35(2):91-93.

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关键词：高层建筑，结构设计，问题，原则

1 高层建筑结构设计原则

高层建筑结构设计原则，是高层建筑结构设计过程中需要注意和遵循的重要标准和准则，也是高层建筑设计单位提高高层建筑结构设计质量与效益的重要保障。只有在一定的高层建筑结构设计原则支持下，才可以进行建筑结构设计。总体来讲，高层建筑结构设计原则主要包括以下几点：

1.1 基础方案合理。

合理的建筑结构基础方案是高层建筑结构设计的前提和基础，在实际的建筑结构基础方案设计中，设计单位需要根据实际施工地质条件，根据实际建筑结构施工需求进行设计。同时建筑结构基础方案需要配置完善的施工地质勘察报告，最大程度的发挥建筑物地基的潜力，必要的情况下设计人员还需要对地基的变形做好相应的验算。另一方面，设计单位还需要对建筑物进行综合性分析，尤其是对于建筑物负荷以及上部结构类型，通过对这些综合性分析，最终选定最适合的基础方案，从而可以在提高设计质量的基础上获得更好的经济效益。

1.2 计算简图适当。

计算简图设计，也是高层建筑结构设计中需要注意的重要问题，主要原因在于高层建筑结构设计时需要对一些基本的数据进行计算分析，而这些计算分析都必须要建立在计算简图的基础之上。只有通过计算简图基础之上的数据分析，才可以提高高层建筑结构设计的安全性以及牢靠性。举例来讲，建筑物结构节点问题，建筑物结构节点并不是我们传统观念中的铰节点或者是钢节点，设计单位在进行计算简图设计时，需要对建筑物结构节点进行深入研究，提高计算简图计算的精确性，进而将计算简图的误差控制在合理的范围内。

1.3 结构措施完善。

除了基础方案合理以及计算简图适当这两大基本原则之外，还有一条基本原则是设计单位经常忽略的，那就是结构措施完善原则。设计单位在进行建筑物结构的设计时，需要注意结构组件的延展性，例如建筑物中钢筋的锚固长度等。同时，设计单位还需要注意建筑物薄弱环节以及建筑物本身温度对于建筑物组件的影响，对于这两方面的问题，在实际的设计过程中，需要遵循“强柱弱梁、强剪弱弯以及强压弱拉”的基本原则，只有这样才可以提高高层建筑结构设计的安全性以及牢靠性。

2 高层建筑结构设计问题与策略

2.1 高层建筑结构设计高度问题及解决。

我国有关部门对于高层建筑结构体系的最大高度问题，出台了一系列的规章制度，对其进行了严格的规定与规范，其中之一便是《高层建筑混凝土结构技术规程》。该《高层建筑混凝土结构技术规程》对于高层建筑结构体系的高度问题规定，主要是从经济性以及适用性等方面进行规范的。《规程》所规定的结构体系最适宜高度，不仅仅与我国建筑施工技术水平以及建筑水平相关，而且还与我国国民经济发展水平，与建筑工程规范体系相协调。但是在实际的高层建筑结构设计以及施工中，出现了许多与《高层建筑混凝土结构技术规程》规定相违背的高度。举例来讲，在有些建筑物设计以及施工过程中，甚至出现了高达四百多米的组合机构大厦以及三百多米的混凝土结构体系的广场。尤其是近几年来，建筑物的高度不断增加，建筑物自身的参考系数已经超出了《高层建筑混凝土结构技术规程》的规定，例如在安全指标、荷载取值以及延性要求、材料性能、力学模型选择等方面。为此，对于这些高层建筑结构设计高度问题，设计单位需要严格根据《高层建筑混凝土结构技术规程》等有关规定，对设计高度保持科学严谨的态度。

2.2 钢筋混凝土梁承载力问题及解决。

一般来讲，城市高层建筑主要是以写字楼以及其他办公场所为主，因此，在实际的高层建筑结构设计过程中，设计单位需要着重考虑到空调、消防等设备。这些设备不同于其他设备，它们往往是布置于楼层的梁底之下的，如果没有梁底开洞，就没有办法进行设备的安装。因此，在设备安装之前，设计单位需要对梁的承载力进行分析以及计算，避免出现由于梁底承载力不足而出现安全结构问题。对于梁底开洞之后的承载力，设计单位可以通过孔洞周边补强筋以及开孔梁挠度、裂缝宽度等数据进行分析。对于钢筋混凝土梁腹部开孔，国家出台了有关政策，例如《高层建筑混凝土结构技术规程》《混凝土结构构造手册》等，对于钢筋混凝土梁腹部开孔的位置、流程、环节以及大小等进行了科学的规定。设计单位在进行钢筋混凝土梁承载力计算时，还需要参考不同种类腹部开孔方式，提高钢筋混凝土梁承载力计算的精确度，这对于提高建筑物的稳定性以及安全性意义重大。除此之外，还可以对钢筋混凝土梁承载力进行有效地计算。在计算过程中还需参考不同种类的腹部开孔方式。

2.3 抗震构造与框架梁设计问题及解决。

为了进一步提高城市高层建筑结构设计的安全性以及稳定性，建筑结构设计单位在高层建筑结构设计方面做出了重大的努力，取得了重大的突破，高层建筑结构安全性以及稳定性水平得到进一步提升。但是由于我国的建筑物抗震标准较低，在抗震与构造方面，很难处理好结构设计与抗震烈度之间的关系。为此，在实际的高层建筑抗震与构造设计中，抗震与构造设计需要有一定的弹性，这样才可以满足高层建筑结构设计安全性以及稳定性要求。举例来讲，中震烈度的重现期是475年，被超越率是10%；大震的重现期约为2000年，被超越率是2%。我国建筑构造规定的安全度及抗震计算方法也相对较低，且在轴压比、配筋率以及梁柱承载力匹配程度等抗震延性的相关规定也不够严格。结构设计造价在建筑整体投资之中比例的减少也应给予重视，尤其是在高烈度区域应有严格的抗震方法以及构造措施来保证建筑物结构的稳定性与安全性。另一方面，在实际的高层建筑结构设计过程中还需要进一步解决与框架柱和剪力墙相连的框架梁设计问题。就高层建筑结构的截面设计而言，竖向变形差过大通常会导致与框架柱和剪力墙相连的框架梁出现超筋现象，进而影响到框架梁截面设计。

框架梁端部竖向变形差所引起的剪力和固端弯矩的计算函数式如下：

其中，MAB/MBA为框架梁固端弯矩；QAB/QBA为框架梁端剪力；Δ为框架梁端部竖向变形差；Ib为框架梁截面惯性矩；I为框架梁计算长度。

针对与框架柱和剪力墙相连的框架梁超筋问题，可以从优化结构的轴压比以及提高计算方法的合理性两个方面进行解决。

篇3

针对当前复杂高层与超高层建筑结构设计中存在的问题，阐述了建筑结构设计方案的选择，包括结构方案的选择和结构类型的选择，并分析了建筑结构设计要点，以期为复杂高层与超高层建筑的建设提供一定的理论依据。

关键词：

复杂高层建筑；超高层建筑；结构设计；结构类型

随着我国市场经济发展进程的不断加快，复杂高层与超高层建筑工程的项目建设需求越来越大。然而，其建设设计过程的复杂程度也在不断加深，尤其是结构设计。做好结构设计工作是保障建筑物使用安全性和经济性的关键。对于复杂高层建筑或者是超高层建筑，要根据它们所承受的不同强度来开展抗震设防烈度的设计工作。

1建筑结构设计方案的选择

1.1结构方案和结构类型的选择在设计复杂高层与超高层建筑结构的过程中，结构方案选择的合理性是决定其建设质量的关键。对于复杂高层与超高层建筑结构方案的选择，如果没有根据实际工程情况进行，就很容易导致建设后期中的调整。这就在一定程度上增加了复杂高层与超高层建筑结构的设计难度，从而为建筑设计单位带来较大的修改工作量和经济损失。因而，复杂高层与超高层建筑的设计单位在结构方案的选择过程中，应充分结合相关的建筑结构专业知识，并将其应用到设计当中。对于结构类型的选择，设计人员不仅要将工程建设地的岩土工程地质条件考虑在内，还要将抗震设防烈度的要求考虑在内。这样才能降低工程建设企业复杂高层与超高层建筑工程的造价。由此可以看出，在选择结构设计类型时，需要认真考虑工程的造价和施工的合理性。

1.2结构方案和结构类型的选择要点结构方案和结构类型的选择应注重复杂高层与超高层建筑的概念设计。由大量的设计实践经验得出，在复杂高层与超高层建筑的结构设计过程中，要尽可能地提升建筑结构的均匀性和规则性，保证建筑工程结构的传力途径直接而清晰，尤其是结构竖向和抗侧力的传力途径。随着建筑行业的快速发展和科学技术的不断进步，如何实现可持续发展的建设目标已经成为研究人员重点关注的问题。

2建筑结构设计要点

2.1抗震设防烈度复杂高层与超高层建筑抗震设防烈度的设计是保证建筑物使用安全的重要设计内容。对于复杂高层与超高层建筑的结构设计要求，设计人员要根据其承受的不同强度来开展抗震设防烈度的设计工作。然而，由于建筑物高度是不同的，这就意味着在进行结构设计时，要依据实际工程情况进行有针对性的设计。一般情况下，复杂高层与超高层建筑高度均超过300m，那么在结构设计时，就不适合将其设计在抗震设防烈度为“八”的区域，而更适合设计在抗震设防烈度为“六”的区域。由此可以看出，在设计复杂高层与超高层建筑结构时，要综合考虑抗震设防烈度的具体情况。这样做，不仅可以有效减少建设误差，还可以保障居民的生命财产安全。此外，提高复杂高层与超高层建筑结构设计中的抗震技术水平，能够在一定程度上增强建筑物的经济性和安全性。因此，设计人员应从细节出发，秉承“以人为本”的设计理念。只有这样，才能有效保障人民群众的生命财产安全。

2.2结构舒适度确保复杂高层与超高层建筑水平振动舒适度是树立“以人为本”重要结构设计理念的基础。从结构设计的一般方法来说，复杂高层与超高层建筑的结构是相对柔软的。因而，在进行结构设计的过程中，不仅要保证结构设计的安全性，更要满足建筑物使用人群对舒适度的要求。这就意味着要对高层建筑的高钢规程和混凝土规程作出明确的设计要求。这一过程是使高层建筑物的结构设计达到顺风向和横风向顶点的最大加速度的重要设计内容。结构舒适度分析是复杂高层与超高层建筑结构设计的重要组成部分。具体内容包括以下两方面：①对混凝土结构的建筑来说，其设计的阻尼比最好取0.05；②对于钢结构以及混合结构的建筑来说，其设计的阻尼比要根据工程项目的实际情况控制在0.01～0.02之间。此外，从复杂高层与超高层建筑的建设用途来看，公共建筑的水平振动指标限值与公寓类建筑的指标限制存在较大的差异，因此，设计人员要根据建筑使用功能的不同进行差异性设计，比如可以通过优化TMD技术或TLD技术来实现。这样一来，就可以在复杂高层与超高层建筑水平振动舒适度不合格的情况下，进一步提升建筑物的舒适度水平。

2.3施工过程可行性是对复杂高层与超高层建筑结构进行设计时必须要考虑的问题，否则，即使设计得再合理、先进技术应用得再多，也无法满足实际建设要求。因此，设计人员在设计的过程中，要充分考虑钢材的传力效果以及复杂节点部位钢筋的可靠性、施工建设的可操作性。这也是设计人员在对复杂高层与超高层建筑进行结构设计的过程中必将会涉及到的问题。要想解决型钢与其混凝土梁柱节点处主筋相交的问题，可采用以下四种设计方法对其进行有针对性的设计：①将钢筋与其表面的加劲板进行焊接处理；②将钢筋绕过型钢；③通过在钢板上开洞的方式来穿钢筋；④在型钢与其混凝土梁柱节点表面焊接钢筋、连接套筒。由于复杂高层与超高层建筑的建设要求越来越高，因此，可以采取一些特殊的施工工艺，这也是保证建筑结构稳定的有效措施。

3结束语

总而言之，复杂高层与超高层建筑的结构设计要点是将结构方案和结构类型、抗震设防烈度、结构舒适度以及施工的具体过程考虑在内，同时，还要将提高建筑构件的材料利用效率和结构设计的可行性作为设计重点。这是因为上述内容是提升复杂高层与超高层建筑质量的重要保障。由此可以看出，复杂高层与超高层建筑结构设计所有过程的实现都离不开设计人员对工程建设项目的全面了解。

参考文献

［1］刘军进，肖从真，王翠坤，等.复杂高层与超高层建筑结构设计要点［J］.建筑结构，2011（11）：34-40.

［2］黄鹤.复杂高层与超高层建筑结构设计要点探讨［J］.才智，2012（04）：24-25.

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【关键词】建筑机构；设计；常见问题；解决措施

1 建筑结构设计中地基计存在的具体问题

1.1 建筑结构设计中对地基埋设所进行的设计不够合理

建筑物的地基设计要根据《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》中的具体要就进行合理设计，然而在现实的基础地基设计中高层建筑基础有效埋置深度不足的问题非常普遍，建筑地基作为承受建筑结构物荷载的岩体埋设深度不符合建设标准，将严重影响到地基的有效承载能力，当地基上部的建筑结构荷载超过地基可承受的荷载范围时，地基会受到破坏甚至产生变形，地基质量一旦出现问题，将严重威胁建筑结构的安全性能，对居民的正常使用造成威胁。

1.2 地基设计过程中忽视了地基沉降问题

在具体的设计过程中设计工作人员应针对施工的具体环境，对天然地基与人工的地基的沉降量进行科学的估算，并在施工过程中对建筑地基的沉降量实施严格的控制，并采取有效措施保证建筑结构中不同部位的地基沉降要基本保持一致，不可存在较大的差异。只有这样才不至于因地基沉降问题导致建筑物上部结构出现裂痕，影响建筑的使用性能。然而在具体的地基设计中，设计人员往往忽视了对地基沉降问题的综合分析与研究，最终导致地基变形，难以维持建筑物的正常使用，给建筑单外以及用户造成巨大的经济损失。

2 钢筋混凝土结构体系选型、布置及构造方面存在的常见问题

2.1 房屋高度、高宽比超过现行规范、规程的限值

现行的规范、规程给出了房屋的最大适用高度和高宽比限值。审查中发现某些高层建筑房屋高度超过最大适用高度或高宽比超出规定限值，个别高层建筑房屋高度和高宽比均超出规定限值，且既无可靠的设计依据。在抗震设防区也没有采取有效的抗震加强措施，给结构抗震带来一定的隐患。根据建设部第59 号令，对于房屋高度、高宽比和体型复杂程度超过现行规范、规程的高层建筑，应按超限高层建筑进行设计，并按有关规定进行抗震设计专项审查。

另外还有一点常被设计人员所忽视的是，房屋适用高度除与结构体系类型及抗震设防烈度有关外，尚与场地类别和结构是否规则等因素有关，当位于Ⅳ类场地或结构平面与竖向布置不规则时，其最大适用高度应适当降低。

2.2 建筑结构的布置缺乏合理性，结构布置不规则

建筑结构的布置是否合理对建筑结构的抗震效果有着非常重要的影响。建筑结构的规则布置主要是指对建筑结构平面、立面的外型尺寸进行合理布置，同时还要兼顾建筑结构的质量分布以及建筑结构中抗侧力构建的具体分布情况，将影响建筑结构安全使用性能的各主要建筑结构进行有机整合，合理布置。在建筑结构设计中不规则的结构布置问题非常普遍，而且这一问题的存在很难用简单的定量指标来加以规范，为此解决建筑结构中的不合理布局具有一定的难度。

建筑结构设计人员在对建筑结构进行布置时由于缺乏标准规范的有效指导，同时由于缺乏对结构抗震的理念的足够认识，在进行具体结构布置时主观随意性非常大，有的设计人员甚至盲目服从业主的喜好以及建筑工程师的要求，导致建筑结构布置缺乏规则性，建筑结构的抗震效果受到极大的破坏，为建筑的安全使用埋下隐患。建筑结构设计中布置不规范的例子比比皆是，下面简单列举几个比较常见的例子：高层建筑中存在楼层错层问题，楼层错层问题主要是因楼层内部楼板缺乏连续性，楼板结构不是统一的整体，这一问题的存在极大地削弱了建筑结构的抗震能力；高层建筑中建筑结构设计不统一，不同的建筑结构设计无法形成合力来抵御外部作用力对建筑物所造成的影响；在高层建筑结构内，水暖与用电安装工作需要对楼板进行开洞，这些工作的进行往往导致楼板开洞率过高，有的甚至近乎于30%左右，严重影响了楼板的整体性与承重效果，不利于维护建筑结构的稳定性与安全使用性。在具体的建筑结构设计中，设计人员与施工人员应采取有效措施，尽量避免这些问题的存在，使建筑结构尽量趋近于规则，保障建筑物的安全性与稳定性。

2.3 建筑结构中楼板、楼柱等主要承重结构设计存在的问题

楼板是建筑上部结构的主要承重结构，楼板的设计要求设计人员对楼板的实际承重情况有清醒的认识，并对楼板的具体设计进行认真地计算，同时还要根据楼板内双向板的长短跨向的不同来对楼板配筋进行科学的计算，只有这样才能保证楼板在遭受外力作用时能够保持稳定，避免房倒屋塌的惨剧发生。同时还要在设计时保证楼板与房梁、楼柱等主要承重结构之间相互连接，浑然一体，只有这样才能够保障建筑机构整体的安全性与稳固性。然而设计人员在进行建筑物内承重结构设计时，没有坚持建筑机构设计的基本原则进行，此外建筑结构设计人员在执行具体设计任务时还带有极大的随意性与盲目性。

2.4 异形柱结构设计中存在的问题

近年来，我国在进行住宅建设中，特别是高层或小高层住宅，有些采用了异形柱结构。由于缺少相应的设计依据和规定，目前在异形柱结构设计中存在的问题很多，也比较突出，主要表现在异形柱结构房屋的高度超高、体型不规则、结构布置不合理、抗震构造措施不当等方面。

应当说，目前国内对异形柱的受剪承载力、节点承载力和结构延性等方面的试验研究还不多，对异形柱结构抗震性能的认识还不够充分。在这种情况下，设计异形柱结构时，对房屋高度、结构规则性及抗震措施等方面宜从严掌握。

2.5 结构缝设置不合理，缝宽度不足

对于超长建筑物，为减少温度变化对结构的不利影响，合理地设置伸缩缝是必要的。有些设计人员提出用后浇带代替伸缩缝，笔者认为此种做法并不一定妥当。因为后浇带仅能减少混凝土材料干缩的影响，不能解决温度变化的影响。后浇带处的混凝土封闭后，若结构再受温度变化的影响，后浇带就不能再起任何作用了。对于不能或不便设置温度伸缩缝的超长结构，除留设施工后浇带外，还应采取其它构造加强措施，如加强顶层屋面的保温隔热措施，对受温度变化影响较大的部位适当配置直径较小、间距较密的温度筋，或采用预应力混凝土结构等。

2.6 采取的结构抗震等级有误

对建筑结构抗震等级经常做出错误的判断，例如：异形柱结构抗震等级的划分不同于普通框架；框- 剪结构中框架部分抗震等级的划分常常出现差错；裙房结构的抗震等级划分常常有误。当裙房与主楼分开时，应按裙房本身确定抗震等级；但当裙房与主楼相连时，裙房抗震等级不应低于主楼的抗震等级；超限高层建筑结构抗震等级的划分不能再以现行规范、规程为依据。根据建设部第59 号令，应采取比现行规范、规程更严的抗震措施，因此超限高层建筑结构的抗震等级应适当提高，满足建筑结构抗震的基本需求。

3 总结

建筑结构设计对建筑物的使用性能以及建筑结构的安全性有着非常重要的影响，针对建筑结构设计中存在各种问题，作为建筑结构设计工作人员要在执行具体设计工作任务时认真贯彻落实建筑结构设计的基本原则，同时还要不断提高自身的理论素养和设计技能，吸取国内外建筑结构设计中的经验教训，提高自身的设计水平，为我国建筑工程事业的发展设计出质量好、安全性高的建筑结构，最大限度的满足广大用户的根本要求。

参考文献：

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关键词：建筑、结构设计、方法、注意事项

中图分类号：TU318文献标识码： A

面对我国高层建筑规模越来越复杂化的今天，结构工程师将面临巨大的挑战，如何以简单清晰的思路应对设计的多元化，需引起足够的重视。尤其是在对钢筋混凝土高层建筑进行结构设计时，其中有许多的重点和细节需要加以注意。

1.我国高层建筑结构设计现状分析

根据《民用建筑设计通则》GB 50352-2005第3.1.2条的规定，住宅建筑一层至三层为低层住宅，四层至六层为多层住宅，七层至九层为中高层住宅，十层及十层以上为高层住宅；公共建筑及综合性建筑总高度超过24m者为高层（不包括高度超过24m的单体主体建筑）；高层大于100m的民用建筑为超高层建筑。

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2010规定，10层及10层以上或房屋高度超过28m的住宅建筑，以及房屋高度大于24m的其他民用房屋属于高层建筑。[1]

由于目前我国的城市建筑用地紧缺，以及一、二线城市资源汇聚，办公、住宅的需求量日益增加，增加建筑物高度是解决此两者矛盾的最有效手段。据数据表明，全球在建摩天大楼的87%是在中国，相信在未来，高层建筑设计将在建筑设计业成为主流。

高层建筑结构设计与低层、多层建筑结构设计相比较，结构设计在各专业中占有比较重要的地位，不同结构体系的选择，直接关系到建筑平面布置、立面体形、楼层高度、机电管道的设置、施工技术的要求、施工工期的长短和投资造价的高低。根据笔者近几年的观察来看，对于超高层建筑，因为使用空间对结构构件尺寸的限制，钢混结构占的比重较大；而普通高层建筑，特别是100m以下的住宅建筑，都是以普通混凝土结构为主导，其中又以剪力墙结构最为主流。

根据以往地震震害的数据表明，砖混结构，特别是底框―砖混结构的震害较为严重。因此新规范对此类结构形式的要求加严了。

2.建筑结构设计的要求分析

一座优质的建筑最关键的因素是它的使用安全，因此，在进行建筑结构设计时首先要考虑人们的生命财产安全，结构设计人员在进行建筑结构设计的时候需要做到以下几个方面。（1）在进行结构设计时，设计人员要充分考虑设计的精度，在结构设计中对数值设计的要求非常高，必须把误差降到最小。对建筑结构所有部位的承载力极限状态进行准确计算，同时对其正常使用状态的最大承载力进行计算。（2）在进行结构设计时，设计人员应对建筑结构进行全面的分析，对建筑中的各个要素进行综合考虑。最重要的是要考虑到建筑的安全，把建筑物安全放在第一位，要尽一切可能提高建筑结构设计的质量。[2]

3.结构设计中的常见问题

3.1结构规则性的问题

对建筑结构的规则性，建筑抗震设计规范及高层建筑混凝土结构技术规程对结构平面布置及竖向布置作了详细的要求。对于结构的平面形状，宜简单、规则、质量、刚度和承载力分布宜均匀，不应采用严重不规则的平面；对于结构竖向布置，宜规则、均匀，避免有过大的外挑和收进，侧向刚度宜下大上小，逐渐均匀变化。对此，在高层建筑物结构设计时，应及早参与到建筑的前期设计中去，以控制建筑结构的规则性，达到经济合理的要求。

3.2嵌固端的设置问题

高层建筑在进行结构分析计算之前必须首先确定结构嵌固端的位置，我们这里所说的嵌固指的是强度嵌固而非力学嵌固（完全刚性的固定）。嵌固端的设置是否准确不仅关系到结构中某些构件内力分配的准确性，而且还影响到结构位移的真实性，最终会影响结构的安全性及经济性。因此，结构设计师应通过计算结果及工程实际情况两者来确定嵌固端的合理部位，使其能较为真实地反映结构实际的情况，提高计算的精度。

3.3短肢剪力墙设置

受建筑使用空间的影响，结构布置中经常会出现短肢剪力墙的情况。规范规定短肢剪力墙是指截面厚度不大于300mm、各肢截面高度与厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墙。而广东省标准《高层建筑混凝土结构技术规程》DBJ 15-92-2013，第7.1.8条注1规定，短肢剪力墙指截面高度不大于1600mm且截面厚度小于300mm的剪力墙。

抗震设计时，高层建筑结构不应全部采用短肢剪力墙；B级高度高层建筑以及9度的A级高度高层建筑，不宜布置短肢剪力墙，不应采用具有较多短肢剪力墙结构。

3.4结构超高问题

在钢筋混凝土高层结构设计中，对于高层建筑的总高度，在抗震规范和高规中都有严格的要求，A级高度的为普通高层建筑结构，B级高度的为复杂高层建筑结构。对于B级高度的高层建筑，按照相关文献的规定，该类建筑属于超限建筑工程，需要进行抗震设防专项审查，且要求更为严格的计算分析和构造措施，以保证建筑物的安全。因此，在高层结构设计时，应该按照规范要求与建筑师协商严格控制建筑物高度，以合理控制造价，避免造成社会资源的浪费。

3.5地基与基础设计方面存在的问题

作为建筑结构的最底层构件，基础承托上部结构传递来的荷载，并将其传递至地基。基础设计为结构设计的根本，处理不当，往往会出现牵一发而动全身的连锁反应。

应选用整体性好，能满足地基承载力和建筑物容许变形要求的基础形式，以调节不均匀沉降，达到安全实用和经济合理的效果。根据上部结构类型、层数、荷载及基底土层的承载力及压缩模量，可逐次考虑采用独立柱基、条形交叉梁、满堂筏板或箱形基础、桩基、桩筏。其中筏板基础可以是梁板式和平板式，当建筑物层数较多、地下室柱距较大、基底反力很大时，宜优先采用平板式筏基。多高层建筑宜设置地下室以减少地基的附加压力和沉降量，以满足天然地基的承载力和增加上部结构的整体稳定性。基础有一定的埋置深度，对房屋抗震有利，可以减小上部结构的地震反应。同时，由于基础有一定的埋置深度后，地下室前后墙的被动土压力和侧墙的摩擦力限制了基础的摆动，使基础底板压力的分布趋于平缓。基础设计除满足地基承载力要求外，基础沉降复核也同样重要，因为沉降问题引起的问题年年都有，而且这方面的治理也较为复杂，所以需要设计人员在前期考虑清楚，采取相应的措施协调沉降，2013年的注册结构工程师考试加大了基础沉降计算的题量，也是志在引起大家的注意。

作为全国性的规范标准，只能在大方向上对基础设计作出规定。但是地基基础的设计地方性很强，尤其是桩基的设计应因地制宜，各地区对桩的选型、成桩工艺、承载力取值有各自成熟经验，不少省、市有地区规范，当工程所在地区有地区性地基基础设计规范或标准时，应依据该地区的规范或标准进行地基基础的设计。例如贵州地区，对于独立基础的剪切计算有别于国家规范，如按国家规范计算，则会比相邻工程的造价高出许多，不符合地区情况，会影响设计院以后在当地的发展。[3]

以现在的设计计算理论，对于上部结构、基础、地基的整体作用问题，还不够完善，还达不到真正设计计算量化的要求。虽然我国目前也有了专门的高层建筑与地基基础共同作用理论的相关程序，但大多数的设计人员还是引用以往不考虑上、下共同相互作用的影响，只考虑基础和地基共用的影响。实例表明，只考虑基础与地基间承载力关系设计的筏板基础，钢筋最大应力实测值远小于钢筋抗拉强度，造成很大程度上的浪费。在新理论没有得到证明之前，一线设计人员需顶着业主钢筋含量要求的压力，结合工程实测数据，对比工程情况，合理取舍。

4.结语

建筑工程质量的好坏直接关系到国家的利益和人民的生命安全，同时也决定了人们的生活质量。在今后的工作中,建筑结构设计人员需要重新认识自己工作的重要性,明确自己的责任,提高对结构设计质量安全问题的辨别能力,积累结构设计的工作经验,使建筑结构设计工作行业逐步步入正轨,使建筑物的设计更安全、更合理。

参考文献

[1]王续晶。高层建筑结构设计问题探讨[j].价值工程

篇6

王金芝 沈阳亿丰新抚置业有限公司

摘 要：通过对高层建筑钢筋结构设计的科学优化，能够促进投资成本在工程项目的质量安全和环保节能等方面进行合理而均衡的分配，从而使高层建筑项目获得更高的增值，并进一步推动我国经济建设以及城市化步伐的加快。本文首先简要阐述了高层建筑结构计算中计算软件选用和计算参数取值的优化等方面内容，然后就高层建筑钢筋结构设计中梁构造措施、柱构造措施和过渡层设计的优化等方面内容进行了浅要的分析和探讨。

关键词：高层建筑；钢筋结构；设计方式

引言

由于社会以及科技的快速发展，高层建筑钢筋结构设计的优化作为我国高层建筑工程设计管理中的重要一环，其主要的目标就是在于提升高层建筑的结构合理性和经济性。但是在我国高层建筑钢筋结构设计的优化过程中还存在很多的问题，无论是管理体制方面还是在具体的实施过程中，都存在很多的不足之处，所以我们需要加强高层建筑钢筋结构设计的优化工作，保证各个环节都能够做到科学严谨、合理，从而使得高层建筑钢筋结构设计的优化能够得到最大程度的保障，为我国的经济发展做出应有的贡献。而作为高层建筑钢筋结构设计的工程师，就应当肩负起自身职责，做好高层建筑钢筋结构设计的优化工作。

一、高层建筑结构计算中要点与优化策略

（一）高层建筑结构计算中计算软件选用的优化

在利用结构处理时，需要按照实际情况选择适当的计算软件进行处理，在选择三维空间分析软件时不能选取力学模型相同的，特别是在遇到受力比较复杂的情况下，譬如在对框支剪力墙进行分析的过程中，因为其产生了多次的变换，所以选择软件的过程中需要特别注意。同时在分析局部受力比较繁琐的构件时，还需要根据分析的结果对配筋设计进行改动。

（二）高层建筑结构计算中计算参数取值的优化

1.将抗震功能加入建筑结构设计过程时，需要考虑结构的平扭转耦联，将其加到结构计算的过程中，要保证振型数等于或者大于十五，多塔结构的振型数需哟大于或者等于九倍的原振型数，同时还需要保证振型参与质量大于等于结构总质量的百分之九十，如果达不到这个要求，就会在后面的计算过程中出现较大的误差，计算结果也不再具有参考意义。

2.对高层建筑结构的内力位位移计算时，如果只把考虑梁、柱等关键部位结构构件的刚度，而不计算非承重结构构件的刚度，那么最终测量计算出来的自振周期就会比实际测量的值大，这样最终设计出来的结构受到地震的作用也会相对较小。特别是在设计框架结构过程时建筑的刚度很大，这样就会导致，过多的实心墙体运用会使得整个周期实测值变小；运用剪力墙结构时，较少的砖块使用量能够保证墙体的刚度较小，这样就能够保证测量值和实际计算值之间的差距较小。因此在对建筑结构进行设计过程中，在考虑建筑结构的抗震性能时需要将非承重结构的刚度等因素考虑进去，使用数据时也需要结合非承重墙相关方面的数据，通过一定的计算进行相应的改动，但是现在很多建筑设计师在对结构设计进行改进时，通常都是利用软件的默认值1.0，这样就会导致很多有其他结构的建筑都会存在很大的安全隐患，抗压抗震能力十分微弱。

二、高层建筑结构设计中的要点与优化策略

（一）高层建筑结构设计中梁柱构造措施的优化

一旦当梁的腹板高度hW≥450mm，在梁的两个侧面应该按照高度配置纵向安排钢筋，每侧纵向钢筋的截面面积不应该比腹板截面积（bhW）的0.1%还要小，同时间距不应该比200mm大。在实行抗震设计的过程中，框架柱应该达到剪压比的需要，它的截面关键应该让轴压比来掌控。不过在结构设计里面常常会产生轴压比μN达上限甚至超限的现象，但箍筋的体积配箍率ρV却无法达到规程需要的状况。这就违背了框架柱的强剪弱弯准则，同时对柱的延性产生了一定的作用。

（二）高层建筑结构设计中过渡层设计的优化

如果剪力墙结构设计在过渡层或者转换层里面，比如底层框架剪力墙结构，这种结构在应对地震时能够展现出最大的抗剪切力合抗倾覆力矩，而且这种结构不利于它在地震中的受力。而且，因为受到了垂直均匀荷载的作用，转换层或者过渡层在受到剪力墙压剪以及拉剪作用，结构的横向荷载发生作用，会导致转换层或者过渡层剪力墙结构受到的很像承载力减少，同时结构的抗裂性也会降低。通过实验不难发现，一旦结构中的反复横向荷载和垂直同时作用时，转换层或者过渡层所受到的横向荷载以及承载力就会减少很多。可是如果按照平常的检验和计算对其进行检验时，如果结构的垂直荷载或者结构高跨比较小时，那么最后估算出来的剪力墙承载力就会比较大，这样会导致整个建筑的安全系数较低，抗震能力较弱。因此在设计建筑结构转换层或者过渡层时应该在每个结构部分里加入构造柱和圈梁，这样就能够形成一个类框架系统，整个系统的抗震能力就得到了显著提升，结构过渡层或者转换层传送剪切力更加灵敏，延展性等各方面的性能会大大增强，整个建筑会更加趋于安全。

三、结束语

总而言之，由于我国社会主义经济建设的大踏步快速发展，我国正在进行的高层建筑钢筋结构设计的优化，在高层建筑工程发展中慢慢体现出了极其重要的作用。在当前国内外经济形势的一片大好的发展背景下，加强高层建筑钢筋结构设计的优化管理，有着非同寻常的作用。与此同时，通过对高层建筑钢筋结构设计的科学优化，能够促进投资成本在工程项目的质量安全和环保节能等方面进行合理而均衡的分配，从而使高层建筑项目获得更高的增值，并进一步推动我国经济建设以及城市化步伐的加快。而负责高层建筑钢筋结构设计优化的相关人员，要对这些工作有充足的把握。在这种情况下，才会完成好高层建筑钢筋结构设计的优化等一系列工作，进而保证高层建筑工程项目设计管理的顺利进行。

参考文献：

[1]刘欣.提高建筑结构设计安全度问题的探讨[J].中国新技术新产品，2010（10）.

[2]潘云丹.建筑结构设计中值得注意的若干问题[J].黑龙江科技信息，2010（03）.

[3]张丽娟，才凡.建筑结构设计的常见问题浅析[J].黑龙江科技信息，2010（34）.

篇7

【关键词】高层建筑；结构设计；问题；对策

中图分类号：TU97文献标识码： A 文章编号：

前言

近几年来，随着人们对住房面积和建筑审美的需求，城市中的高层建筑越来越多，其结构越来越多样化，相应的高层建筑设计也就越做越复杂。高层建筑结构设计与多层建筑结构相比较，结构设计与建筑施工的其他工作相比占有更重要的地位，不同结构体系在细节设计中都有不同的设计特点。一个合格的高层建筑结构设计不仅仅是要保证高层建筑的安全，而且还要保证建筑结构的合理性和经济性。在高层建筑结构设计中，高层建筑应该做到结构功能同外部条件相一致，结构的功能要与经济性相协调。为了更好地做好结构设计，应当用概念设计来检测计算设计的合理性。其中结构计算的主要指标有周期、周期的扭平比、剪重比、位移比等，这些指标都应当满足高层建筑结构设计的规范要求，还要注意高层建筑构造设计的细节问题。

高层建筑结构设计的特点

2.1高层建筑结构设计中的水平力

在多层建筑的结构设计里，通常是以重力为主要代表的竖向荷载来控制结构设计。但是，对于高层建筑来说，即使竖向的荷载依然是建筑结构设计中的一个非常重要的因素，但是起着决定性作用的却是水平荷载。这是由于建筑的自身重量与楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力与弯矩的数值，其值的大小仅与建筑高度大小成正比；而水平荷载对建筑结构产生的倾覆力矩，以及在竖向构件中所造成的轴力，与建筑物的高度大小的平方成正比。并且对于一定高度的建筑而言，竖向荷载的大小基本上是一个定值，而水平荷载的数值是随着结构动力性的不同而有一定的差异的。

2.2结构侧移是结构设计的控制指标

在高层建筑结构设计中结构侧移是其关键因素，这一点是与多层建筑不同的。随着建筑物层数的增加，水平荷载下结构的侧移变形问题变得越来越严重，对于水平荷载作用下的侧移应当控制在一个特定的限度里。

2.3抗震设计要求高

高层建筑结构设计的抗震设防设计除了需要考虑竖向荷载和风荷载以外，建筑结构还必须具备较好的抗震能力，在结构设计中应当做到小震不坏、大震不倒。

2.4轴向变形

在高层建筑中，由于竖向的荷载数值非常大，可以在柱中产生非常大的轴向变形，因而会使连续梁中间支座处的负弯矩值的大小变小，跨中正弯矩之和端支座负弯矩值的大小增大；还会在一定程度上影响预制构件的下料长度，根据轴向变形的计算值的大小，对下料长度进行相应的调整；另外还会影响到构件剪力和侧移。

2.5结构延性

与低层建筑与多层建筑相比，高层建筑的结构更柔一些，当出现地震的情况，高层建筑的变形会更大一些。为了使高层建筑在进入塑形变形阶段以后仍然具备较强的变形能力，为了避免建筑倒塌，应该特别需要在建筑构造中采用恰当的方法，以保证高层建筑的结构具有一定的延性。

高层建筑结构设计的基本要求

基础设计在设计的时候应当最大限度地发挥出建筑地基的潜力，在必要的时候还可以对地基变形进行验算。基础设计应该有详尽的地质勘探报告，在一般情况来说，同一个结构单元最好不要采取两种不同的基础类型。

在高层建筑构造设计中，必须对工程的设计要求、材料供应、地理环境以及施工条件等情况进行整体分析，并且要与建筑、水、电、暖等专业进行充分协调，同时在此基础之上对建筑结构进行选型，确定结构方案，在必要的时候还应该对多方案进行比较、择优。

在高层建筑构造设计中，为了保证建筑结构安全应当选择恰当的计算简图。计算简图中应当有相应的建筑构造措施作保证。实际的建筑构造节点一般不可能只是纯粹的铰接点或刚接点，但是必须要与计算简图的误差在构造设计的许可范围之内。

在高层建筑构造设计中，要坚持“强剪弱弯、强柱弱梁、强压弱拉”的原则；要注意构件的延性；注意钢筋的锚固长度；加强薄弱部位；把温度应力的影响考虑在内。

在高层建筑构造设计中，考虑均匀、规整、对称的原则；考虑抗震的多道防线；避免出现薄弱层。

高层建筑结构设计的问题及对策

4.1结构的超高问题

在有关抗震规范以及高层规程中，对于建筑结构的总高度有着明确、严格的限制，特别是在新出台的规范中，针对以前的超高问题，不仅仅将原来的高度限制采用A级高度之外，还增加了B级高度，无论是处理措施还是设计方法都有了不少改变。而在实际的建筑工程设计中，有过由于未考虑结构类型转变的问题，致使施工图在审查时没有通过，要求必须重新调整结构设计或者召开专家会议进行进一步论证的案例，这对建筑工程的工期、造价等方面的影响非常大。因此，在高层建筑构造设计时必须严格按照相关规定，控制建筑总高度，以避免不必要的损失。

4.2短肢剪力墙的设置

根据新规范的相关规定，把墙肢截面的高厚比在4到8之间的墙定义为短肢剪力墙，经过大量的实验数据以及实际工程经验，对于短肢剪力墙在高层建筑中的应用添加了非常多的限制，所以，在高层建筑构造设计中，结构设计工程师应当尽可能少地采用最好是不采用短肢剪力墙。

4.3嵌固端的设置

现在的高层建筑通常都配置两层或者两层以上的地下室和人防，嵌固端一般会设置在地下室的顶板上，也有可能是设置在人防的顶板上，所以，在嵌固端的设置位置这个问题上，结构设计工程师通常会忽视由于嵌固端的设置问题所带来一些需要注意的地方，例如：嵌固端楼板的设计、在结构整体计算时的嵌固端的设置、嵌固端上下层的刚度比的限制、结构抗震缝的设置与嵌固端位置的协调性、嵌固端上下层的抗震等级的一致性等问题，如果忽视其中一个方面就极有可能导致在后期设计时的工作量全部放在结构设计的修改上，甚至是为建筑的安全埋下伏笔。因此，在高层建筑结构设计中应当把与嵌固端的设置相关的问题考虑进去，以免设计后期的麻烦。

4.4高层建筑结构的规则性

新出台的规范在高层建筑结构的规则性上与以前的规则有较大的不同，新规则在这方面增加了比较多的限制条件，不像以前那么宽松，例如：嵌固端上下层的刚度比信息、平面规则性信息等内容，并且，新的规范还采用了强制性的条文明确规定：高层建筑不应当采取严重不规则的结构体系。所以，结构设计工程师必须严格注意新规范中的这些限制，以避免在后期施工图的设计工作中形成被动的局面。

总结

近几年来，我国的高层建筑的建设步伐越来越快。为提高结构设计的质量，结构设计人员应当不断地学习，提高自身能力，吸取以往设计失败的教训，结合建筑施工实践，通过工程经验的积累，并精心设计才能做出安全、先进、经济的高层建筑的结构设计。

【参考文献】

[1]胡丽荣.概念设计在建筑结构设计中的应用意义[J].黑龙江科技信息,2010,6(27):90-92.

[2]包乐琪 郭玉霞 陈绪坤.概念设计在建筑结构设计中的应用[J].科技致富向导,2011,5(14):69-71.

篇8

【关键词】高层建筑；结构设计；常见问题；建议

随着城市发展进程的不断加快，高层建筑数量逐年增多，结构形式趋向复杂，这一点在设计阶段体现的最为明显。只有保证高层建筑结构设计的科学合理，才能使高层建筑建设过程得以顺利实施。另外，在结构方案设计过程合理性又是作为核心功能存在的，能够对高层建筑使用的安全与稳定提供充足的保障。由此可见，设计人员一定要对高层建筑结构方案设计合理性给予必要的重视。

1 高层建筑结构设计常见问题分析

1.1短肢剪力墙设计不合理

在高层建筑结构设计中，不合理的短肢剪力墙设计会影响高层建筑的使用寿命，甚至会带来一系列的安全问题。有部分设计人员为了满足建设方经济指标控制要求，采用较多短肢剪力墙结构，且短肢剪力墙承担的底部倾覆力矩大于结构底部总地震倾覆力矩的50%，虽然规范要求不宜，但对短肢剪力墙有更严格的要求，高层建筑结构不应全部采用短肢剪力墙；在抗震设防烈度9°的A级高度高层建筑不宜布置短肢剪力墙。对短肢剪力墙从配筋率和边缘构件的设置构造上都有提高，限制轴压比等等。综合以上因素不提倡这样的较多短肢剪力墙结构设计，应调整方案。有的设计人员在设计上把尺寸控制在临界点。例如高层剪力墙结构设计中，设计除楼电梯间外基本把剪力墙大多数设计为200厚1700mm长的墙肢，墙肢长度与墙厚度之比大于8，从概念上满足高层规范非短肢的一般剪力墙定义的限值，但实际计算结果是结构的整体刚度偏弱，从计算指标上结构底部有十多层楼层的剪重比不满足规范要求，却认为计算程序上已经自动考虑地震力放大系数，结构设计是安全的不必做刚度调整。设计者自认为没有违反规范设计，却忽视了这样设计的结果不但会削弱整个高层建筑剪力墙的抗震能力，而且也会对高层建筑的安全性与稳定性造成一定的不利影响。

1.2建筑超高现象较多

在现阶段的高层建筑结构设计中，超高是作为一个常见而又突出的现象存在的。该现象部分是由于建筑单位无视相关建筑设计规程，为了在有效面积的土地上发挥最大的使用收益，增高建筑高度。还有就是设计在楼顶加阁楼层或坡屋面闷顶层，高度计算含糊不准确造成超高。高层建筑超高需要按超限高层设计，需要考虑的问题和因素很多，高层建筑的主要受力特点就是控制结构地震力和风荷载的水平力作用，满足层间位移角，提高结构抗震能力，降低强风和地震力等自然灾害对建筑的损害，保证建筑使用安全。

1.3嵌固端设计不合理

嵌固端设计在高层建筑结构设计是非常重要的部分，目前，嵌固端的设计有待规范，主要体现在以下几方面。其一，选择嵌固端位置不够合理。如有的高层是人防地下室，高层嵌固端没有设计在刚度较大的人防地下室的顶板，却选在人防地下室上边带夹层的夹层顶板做嵌固端，这就留下了一定的安全隐患；其二，高层建筑结构整体计算中，当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下一层与首层侧向刚度比不宜小于2。结构上下层的剪切刚度比是嵌固端合理设计的主要衡量依据，但有部分设计人员在嵌固端设计中忽视计算书中剪切刚度比不满足规范要求等问题，影响了嵌固端设置的科学性；其三，有局部错层的地下室顶板做嵌固端问题。设计人员没有理解规范嵌固端不能开有较大洞口的实际意义，对有错层的地下室顶板不能作为嵌固端理解不透，存在一定的安全隐患。

2 对高层建筑结构设计问题的几点建议

高层建筑结构设计中，要尽可能的保证高层建筑结构设计的合理性，满足高层建筑的抗震性能要求，针对上述提出的高层建筑设计常见的几点问题提出建议，从而使结构设计更加科学合理，为后期的安全使用提供强有力的支撑。

2.1对高层建筑结构设计方案进行科学的选择

在高层建筑结构设计过程中，结合建筑实际情况，恰当的选取结构设计方案是作为核心工作内容存在的。合理的结构方案能够对整个高层建筑结构设计水平提供充足的保障。为此，建筑单位要高度重视选择结构设计方案工作，具体注意事项有：其一，设计部分要详细的研读相关的建筑标准和规定，这样能够有效规避选定的高层建筑结构设计方案不符合建筑标准和规定的现象发生；其二，建筑单位要慎重思考施工现场的实际情况与结构方案的适应程度，并详细勘测和调查高层建筑工程的规模大小以及施工现场的基础状况，继而从中选出最合理、最科学的结构设计方案。

2.2设计人员加强高层建筑结构设计的短肢剪力墙概念

合理发挥短肢剪力墙在结构中的灵活作用，剪力墙不宜过少，墙肢不宜过短，短肢剪力墙控制在规范合理范围内，满足建筑功能的同时满足结构刚度和延性要求。对有应力集中和结构受力复杂部位不易采用短肢剪力墙和一字形墙短肢剪力墙，避免短肢剪力墙过早被剪坏。短肢剪力墙布置尽量做到均匀对称。减少结构的扭转效应。从加强措施上改善短肢剪力墙的抗震性能，结构剪重比也要控制在合理的范围内。

2.3对于高层结构超高现象

首先必须对超高结构进行抗震设防专项审查，通过审查批准后方能进行结构正式设计。超高层建筑结构首先要重视概念设计，合理选择抗侧力体系，设计尽量满足建筑的规则性和刚度的均匀性，除必须满足各种工况受力需求外，还需对各类构件构造加强，提高结构的抗震能力。确定合适的含钢率，控制结构承载力、延性、刚度及裂缝，控制风荷载作用下舒适度，控制结构计算位移、周期计算指标、满足规范层间位移角限值要求等等。总之超高层设计需要采取必要的设计手段，满足高层建筑结构的安全性、抗震性与稳定性。

2.4高层建筑结构以地下室顶板作为嵌固端是普遍做法

前提是抗震规范6.1.14条中地下室顶板作为嵌固端中指的的地下室应为完整的地下室，在山（坡）建筑出现地下室各边埋置深度差异较大时宜单独设置支挡结构。需要强调的是：第一，地下室各边有差异且差异较大的时候不能算完整的地下室，嵌固端需要约束结构在各个方向的变形，一侧没有约束，把底层看作嵌固端的话，计算假定和实际不相符了，所以不可以作为嵌固端。例如一个地下室三面全被土覆盖，一面是没有土（敞开的），这样的地下室顶板是不可以作为上部结构的嵌固端的。第二，设计必须满足规范对嵌固层的平面内刚度、楼板厚度及配筋率等内容要求，同时对地下室构件采取构造加强措施，加强嵌固层的整体刚度。

3 结语

综上所述，建筑设计工作是高层建筑建设准备阶段的重要环节，而高层建筑结构设计质量直接影响该建筑工程的质量、安全等。由于高层建筑结构设计能为项目决策人提供充足而重要的理论依据，因此，在高层建筑工程准备施工前，更要重视设计阶段的结构设计工作，同时，设计人员也要对自身的设计水平进行不断的强化提高，加强对规范的分析认识、理解和把握，做到细致周全，不因小疏忽而酿大错，为建设安全高质量的高层建筑贡献自己的一份力量。

参考文献

[1]张政.高层建筑结构设计的问题和策略分析[J].价值工程，2014，（16）：161-162.

篇9

关键词：高层建筑； 结构设计； 原则； 方法

Abstract: With the economic development and the scarcity of construction land of China, high-rise buildings are more and more, and its structure systems present diversified trend, so strengthening the design of high-rise building structure is of important significance. Combined with working experience, the design principles and the relevant precautions of high-rise building structure are analyzed and discussed, hoping to discuss the emphasis and difficulties of the high-rise building structure design with readers.

Key words: high-rise building; structure design; principle; method

中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

随着城市化进程的不断加速，城市用地越来越紧张，因此高层建筑的应用越来越广泛；加强对高层建筑结构设计的重视程度，既可确保安全性、稳定性，也可顺利实现经济效益目标，其重要性不言而喻。以下将对相关问题进行具体分析：

高层建筑结构设计的重点与难点

1.1 水平荷载的优化

在高层建筑设计中，涉及到的水平荷载问题非常重要。一方面，考虑到高层建筑自身的重量以及各个楼面的荷载作用主要集中于竖向构件，而由此产生的弯矩数值、轴力数值等与建筑高度的一次方呈正比例关系；另一方面，对于高层建筑来说，竖向的荷载力为定值，但是水平荷载力将随着建筑结构特性的不同而有所差异[1]。不同结构形式、不同烈度地区的水平控制荷载主要体现在水平地震作用及风荷载两种情况。

1.2 结构变形的控制

对于高层建筑结构设计来说，位移问题是设计的关键要素之一。随着当前建筑的高度不断增加，水平荷载力也有所提高，因此建筑结构位移和变形随之加大，如何确保高层建筑结构的安全性、稳定性，是非常重要的话题，这也需要采取有效措施将建筑结构水平荷载作用下的变形幅度控制在规范要求之内。

1.3 结构延性的调整

在高层建筑结构设计中，应考虑到震动情况下的变形问题。为了确保建筑结构受到变形力之后仍能保持良好性能，而不至破坏或者坍塌，这就需要在设计过程中采取相应措施，对其延性进行优化调整。

1.4 竖轴向变形的约束

以高层建筑结构设计的实际情况来看，一般竖向的荷载值比较大，如果在设计过程中忽略这一问题，可能引发轴向变形问题（超高层结构尤其明显），进而对连续梁弯矩产生影响；这时候，可能对连续梁中间部位的支座负弯矩值造成影响，并且增大端支座的跨中正弯矩与负弯矩等；在高层建筑结构设计中，应该根据轴向变形的实际情况对相应数值进行确定；采取有效方式应对轴向变形问题、加强对构件剪力值、侧移幅度等控制，确保建筑结构的安全性、稳定性[2]。

高层建筑结构设计应遵循的原则

2.1 合理的结构计算模型

合理的结构受力模式计算模型，在高层结构设计中的重要性不言而喻，如果计算模型与工程实际不相符，则可能对结构设计精准性产生影响，严重者甚至引发结构事故。因此，若想确保高层建筑结构设计的合理性、安全性、稳定性，必须加强对计算模型的重视程度。

2.2 基础的优化设计

以高层建筑的地质条件为出发点，有针对性地选择基础设计形式，对建筑的上部结构类型、荷载分布等进行综合分析，合理选择施工条件，减少对周边建筑物产生的影响；通过考虑各方面的实际因素，最终确定施工组织方案。合理方案的选择，必须充分发挥地基潜力并应考虑经济型及施工简便性，必要情况下需要对地基变形控制[3]-[4]。此外，在高层建筑结构设计中，需要制定详尽的地质勘查报告，必要时应进行现场施工勘查并应充分考虑周边建筑物的情况，还必须对降水、抗浮问题采用有效的措施。

2.3 确定高层建筑结构方案

只有提高结构设计方案的经济性、合理性，同时满足高层建筑的结构体系要求，才能确保整体设计的顺利实现。对于结构体系来说，要求明确受力过程，保障传力的简洁性。对于同等的结构单元来说，结构体系也应相同；如果高层建筑位于地震区域内，那么就需要充分考虑平面规则与竖向规则。

2.4 分析计算结果的合理性

随着我国科技水平的不断进步升，结构设计中计算机的应用越来越广泛，可以选择的计算软件种类非常多，不同软件可能获得不同的计算结果，对设计人提出更高要求，既要了解工程实际情况，也要掌握软件适用的条件、范围等，提高软件的针对性、适用性；由于计算机的程序并不可能与建筑结构完全相符，应用计算机辅助手段，可能产生人工输入错误或者由于软件缺陷而造成计算结果不准确等问题，因此通过计算机软件获得计算结果之后，必须经过设计人员的反复校核，确保计算结果的精准性、合理性，切忌生搬硬套。

2.5 采取针对性地结构措施

结合以往高层建筑结构设计的经验来看，应遵循“强剪弱弯”、“强柱弱梁”等原则，尤其关注薄弱部位(薄弱层)，重视控制节点构造，同时考虑到温度应力、延性等因素，避免因构造不当对构件产生负面影响。

高层建筑结构设计的注意问题

3.1 结构超限问题的控制

我国有关高层建筑结构设计的相关规范以及抗震标准等，对建筑的高度及规则性提出了较高的要求，很多高层结构会遇到超限问题。超限问题主要体现在建筑结构高度及规则性两个方面，对建筑结构的经济型与安全性影响较大，对此类情况应进行综合全面的分析尽量避免或减少，并应采取有效措施予以加强；适当情况下应考虑性能设计目标加以控制以确保结构安全性。

3.2 嵌固端的设置

对于高层建筑来说，一般设置1层或者1层以上的地下室、人防工程等，因此可能在地下室的顶板位置设置嵌固端，或者在人防顶板位置设置嵌固端。但是在实际进行结构设计过程中，一些工程师忽略了嵌固端设计中需要注意的问题。例如，嵌固端的楼板设计要点、嵌固端上下的刚度比、结构抗震缝的设计以及与车库的衔接构造等；如果忽略了其中某个环节，都将对结构整体性产生影响，甚至留下抗震安全隐患，这一点必须充分重视。

3.3 保持结构规则性

对于结构的规则性，在当前新规范中提出了较多限制条件，如平面规则性、嵌固端的上下层刚度比等；同时提出高层建筑不得采用“严重不规则”的设计方案，应在设计中应引起高度重视，确保结构的安全性、经济型以及施工简便性。

综上所述，随着高层建筑的与日俱增，高层建筑设计尤其是结构设计越来越重要。作为结构工程师，除了掌握基本的专业知识以外，还要具备复合型能力水平，了解现代化信息技术，提高结构计算的完整性、精确性，结合工程具体情况，最终确定最合理、最经济、最合适的方案，解决设计过程中可能遇到的各种问题，推动我国高层建筑的优化发展。

参考文献：

[1]王钲日.试论现代高层建筑结构设计特点及相关问题[J].黑龙江科技信息，2012（4）

[2]刘华新，孙志屏.抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用[J].辽宁工程技术大学学报（自然科学版），2007（2）.

[3]季静，黄超，韩小雷，等.基于性能的设计方法在超限高层建筑设计中的应用研究[J].世界地震工程，2007（1）.

[4]薄琳琳.浅谈高层建筑混凝土结构设计中常见的几个问题[J].中国科技博览，2012（14）.

[5]徐培福.复杂高层建筑结构设计[M].北京：中国建筑工业出版社，2005。

[6]李国胜. 多高层钢筋混凝土结构设计中疑难问题的处理机算例[M].北京：中国建筑工业出版社，2004。

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【关键词】高层建筑；结构设计；抗震；概念；设计

高层建筑结构设计中抗震概念设计是对建筑抗震设计的宏观控制，合理的运用抗震概念和原则是建筑结构抗震设计的必要前提，在高层建筑工程一开始从建筑的场地选择、平立面形式、结构布置以及延性等方面进行考虑，从根本上消除高层建筑中抗震的薄弱环节，再通过计算与结构措施，能够保证设计出的高层建筑具有良好的抗震能力，显著的提高高层建筑的抗震可靠度。

1 高层建筑结构设计中抗震概念设计的意义

“概念设计”理论是理论设计同试验研究的结合，概念设计思想中融入了大量的工程实际经验，从而形成了概念设计的基本原则，根据这些基本原则来进行建筑结构设计以及整体布局的构建。高层建筑结构非常复杂，当发生地震时具有动力不确定性特点，人们对地震时对结构认识的局限性，再加上材料性能和施工安装的变易性、模拟地震波的模糊性等因素，导致计算结果和实际之间具有很大的差异。简单的依赖数值计算获得结构并不能有效的解决高层建筑的实际抗震问题，尤其是地质特征的差异性原因，导致许多国家甚至是地区指定的抗震规范都有明显的差异。高层建筑结构抗震概念设计在依据数值计算的基础上，还增加了实践经验元素，并且结构概念设计甚至比分析计算更重要，使得这一抗震设计理念能够满足区域差别下从事高层建筑结构设计的实际需求。强调高层建筑结构设计中抗震概念设计的重要性，其目的是为了引起高层建筑结构工程是在进行建筑结构设计时，特别重视相应的结构规程以及抗震概念设计中的相关规定，从而摆脱传统的结构设计中只重视计算结果的误区，要求结构工程师严格的按照结构设计计算原则，再结合地区的抗震规范，以此保证高层建筑结构的抗震性能。

2 高层建筑结构设计中抗震概念设计的原则

2.1 结构的整体性

在高层建筑结构中，楼盖的整体性对高层建筑结构的整体性起到十分重要的作用，其相当于水平隔板，不仅要求聚集和传递惯性力至各个竖向抗侧力的子结构，还要求这些子结构具有较强的抗震能力，能够抵抗地震作用，尤其是当竖向抗侧力子结构的分布不均匀、结构布置复杂以及抗侧力子结构的水平变形特征存在差异时，整个高层建筑就依靠楼盖使抗侧力子结构进行协同工作。

2.2 结构的简单性

结构的简单性指的是结构在地震作用下具有明确、直接的传力途径。在高层建筑抗震设计规范中明确规定“结构体系应该有明确的计算简图与合理的地震作用传递途径”，只有结构简单，才能对结构的位移、内力以及模型进行分析，准确的分析出高层建筑抗震的薄弱环节，然后采取相应的措施，避免薄弱环节的出现。

2.3 结构的刚度

结构的刚度和抗震能力水平在地震作用下是双向的，确定结构的刚度，然后合理的布置结构能够抵抗任意方向上的地震作用。通常状况下，地结构沿着平面上两个主轴方向都应该具有足够的刚度与抗震能力，结构的刚度不仅仅应该控制结构的变形，还应该尽可能降低地震作用对高层建筑结构的冲击，如果结构发生较大的变形，将会产生重力二阶效应，导致结构失衡而被破坏，降低高层建筑的抗震可靠性，因此，在抗震概念设计中，应该重视结构的刚度设计。

2.4 结构的规则性与均匀性

高层建筑的竖向和立面的剖面布置应该规则，结构侧向刚度的变化应该巨晕，避免侧向刚度以及抗侧力结构承载力的突变。沿着建筑物的竖向，机构布置和建筑造型应该规则和相对均匀，避免传力途径、刚度以及承载力的突变，防止结构在竖向上的某一楼或者少数楼层之间出现薄弱的环节。

3 抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用

3.1 抗震概念设计应该重视高层建筑的结构规律

在高层建筑的抗震概念设计应用中，应该对高层建筑的体型设计进行科学的修正，保证在质量、刚度、对称、规则上分布均匀，保证设计的整体性，避免局部出现刚度过大的问题。高层建筑的结构布局对抗震概念设计具有十分重要的作用，简单、对称的建筑在地震中的应力分析和实际反映很容易做到，并且能够达到相一致，但是在凹凸的立面与错层设计的高层建筑中，当地震发生时将会产生复杂的地震效应，很难做到对高层建筑抗震效果的最佳分析。因此，高层建筑的抗震概念设计应该重视结构的规律性。

3.2 抗震概念设计在结构体系上的应用

高层建筑抗震结构体系是抗震概念设计的关键，抗震概念设计在结构体系上的应用依据高层建筑物的高度以及抗震等级选择合适的抗侧力体系，通过概念近似手算确定结构设计方案的可行性以及主要构件的基本尺寸。抗震结构方案选择的合理性，直接影响建筑抗震概念设计的经济性与安全性。合理的选择建筑结构体系，应该注意以下三个方面： 其一，选择建筑结构体系时，应该对因为部分结构或者部分构件的破坏而导致整体建筑结构体系丧失对抗震能力或者重力荷载的承载能力，应该坚持抗震设计原则中的赘余度功能和内力重分配功能，这一原则的重要性在许多建筑物地震后的实际状况中都得到了很好的印证； 其二，选择建筑结构体系时，不仅仅应该要求建筑体系的受力明确、传力合理以及传力路线，还应该有合理的地震作用传递途径和明确的计算简图，这些都应该和不间断的抗震分析相符合； 其三，其中延性是建筑结构中的重要特性之一，结构体系的变形能力取决于组成结构的构件和连接的延性水平，提高结构构件的延性水平，是提高高层建筑抗震设计概念在建筑结构设计应用中的重点问题，通过采用竖向和水平向混凝土构件，能够增强对砌体结构的约束，当配筋砌体在地震中即使产生裂缝也不会倒塌或者散落，保证高层建筑早地震中不至于丧失对重力荷载的承载能力。

3.3 抗震概念设计在结构构件上的应用

高层建筑抗震的实现需要各个构件的支撑，因此，抗震结构体系中的各个构件都必须具有一定的刚度与强度，并且还应该具有可靠的连接性。高层建筑的结构体系是一个多层次超静定结构，因此其抗震结构也应该设置多道抗震防线，这样在地震作用下，即使一部分构件先被破坏，剩余的构件依然具备支撑的作用，形成独立的抗震结构，承受地震力与竖向荷载。因此，合理的预见高层建筑结构先屈服或者破坏的位置，适当的调整构件的强弱关系，形成多道抗震防线，实现对高层建筑结构体系的合理控制，这是结构抗震耗能的一种有效措施，是建筑抗震结构概念设计的重要内容。

4 结束语

总而言之，抗震概念设计是高层建筑结构设计中的重要组成部分，通过合理的抗震概念设计，能够有效的提高高层建筑的抗震可靠性。因此，相关设计人员应该熟练的掌握和运用抗震概念设计，全面的考虑各项因素，从而为社会建造出更多精品高层建筑工程。

参考文献：

[1]华颖.抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用[J].中华民居，2013（6）.

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关键词：高层建筑结构设计；教学内容；教学方法；教学手段

高层建筑结构设计课程的教学内容涉及混凝土结构、结构力学、结构抗震等知识的综合应用，作为培养从事土木工程设计、施工、预算、招投标工作的高级工程技术人才的土木工程专业，一般将高层建筑结构设计课程设置为一门专业限选课。土木工程专业毕业生的就业方向主要有结构设计、工程施工技术管理、预算和招投标等岗位，这些工作岗位都与高层建筑结构设计具有密切联系。土木工程结构设计岗位的主要工作内容已由多层建筑设计转变为高层建筑设计；从事土木工程施工管理工作，必须掌握高层建筑结构的识图与读图等知识，清楚高层建筑中哪些是主要受力构件，哪些是构造构件，在施工过程中遇到一些简单的高层事故应如何处理，等等，这些都有赖于该课程的学习；土木工程预算和招投标管理工作中大量的分析计算都要靠计算机来完成，要求工作人员要在看懂图纸（很多是高层建筑图纸）的基础上建立分析模型，做到不多算、不漏算，这也有赖于该课程的学习。工程专业开设该课程的意义由此可见。但是，由于种种因素的影响，目前该课程教学中还存在不少现实问题。鉴于此，本文拟从教学内容、教学模式、教学方法、教学过程等方面探讨高层建筑结构课程的教学改革问题，希望能为该课程教学质量的提高提供参考。

一、课程教学内容规划

随着我国经济的发展，土建行业对人才的要求特别是对学生工程素质的要求越来越高，企业欢迎的是具有完备知识结构又具备较强工程能力的人才。高层建筑结构设计课程涉及很多计算，教学内容十分丰富，但该课程的学时往往十分有限，因此，合理选择教学内容就显得尤为重要。该课程教学内容的选择应以应用型人才能力培养为目标，理论与实践并重，并注意兼顾不同学习基础的学生。土木工程专业一般将该课程安排在大学四年级第一学期，主要内容包括绪论、高层建筑结构的体系与布置、高层建筑结构的荷载和地震作用、高层建筑结构的计算分析和设计要求、框架结构设计、剪力墙结构设计、框架―剪力墙结构设计、高层建筑地下室和基础设计等，与先修课程混凝土结构、混凝土结构与砌体结构、基础工程、工程结构抗震等有紧密联系，也存在一定的内容重复现象。为了保持教学内容的系统性，教师处理与已开设课程重复的内容时，应做到“重复的内容讲差别，相似的内容讲典型，突出重点”[1]。例如：荷载计算部分的一些内容与混凝土结构课程的相关内容相似，按照相似的内容讲典型的原则，对该部分内容，教师应重点讲解高层建筑结构的风荷载计算（考虑风震系数），而活荷载计算可不考虑不利布置；框架结构设计部分的一些内容，与混凝土结构与砌体结构等课程的相关内容存在重复现象，按照重复的内容讲差别的原则，对该部分内容，教师应重点讲解在框架结构设计中如何调整位移比、周期比、轴压比、相邻层刚度比、层间位移角、层间受剪承载力比等高规参数；高层建筑结构基础设计部分的一些内容，与基础设计和基础工程课程存在内容重复现象，按照重复的内容讲差别的原则，教师可重点讲解高层建筑“筏板基础”“桩基+筏板”设计中的常见错误及其原因。

二、课程教学模式

在开设高层建筑结构设计课程时，学生已具备一定的专业技能，但综合能力还有待提高。采用多元化教学模式是近年来该课程教学的主要特点之一。根据高层建筑结构设计课程实践性和操作性强的特点，教师应以促进学生提高实践技能、掌握关键知识为主线，整合课程各个单元的教学内容开展任务驱动教学和项目导向教学，将“教、学、做”有机结合，着力体现应用性、实践性和开放性的课程理念。将“教、学、做”一体化的教学模式有机融入教学过程，有利于处理“懂”与“会”的关系，学生可以先懂后会，也可以先会后懂或边懂边会。此外，教师还可以把课堂搬进实验室、建筑设计院、工程施工现场等场所，广泛开展直观教学，实现课堂教学与实习实训的一体化，从而有效提升学生的综合能力。

三、课程教学方法与教学手段

高层建筑结构设计课程的教学环节分为课堂教学、PKPM软件应用、工程设计实践和考核[2]。以下从四个方面探讨该课程的教学改革。

(一)课堂教学

课堂教学应以讲解高层建筑结构设计的基本设计理论、抗震规范、高层混凝土结构技术规程等内容为主；要有明确的教学目标、有效的教学策略和具体的学习评价指标；要注重学生兴趣的培养和潜能的发掘与提升，广泛开展探究性学习和协作学习；要注意培养学生终身学习的观念，力促学生自主发展和可持续发展。在高层建筑结构设计课程教学中，还应做到课堂讲授、自学、讨论相结合，课内学习与课外学习相结合，理论学习与实践环节相结合[3]。第一，课堂讲授与自学相结合。教师在课堂教学中应重点讲授基本概念、基本原理和难点，并向学生指定课外自学的内容和思考题，以培养学生的自学能力，化解教学内容多而课时有限的矛盾。第二，开展课堂讨论，启发学生开展积极的思维活动[4]。大学生思想独立性强，思维灵活，喜欢独立思考问题。因此，在全班或小组内围绕一个问题开展讨论，让学生各抒己见，相互启发，有利于发挥学生学习的积极性和主动性，充分提高教学效果。如在高层结构选型内容的教学中，可让学生以某“高层设计采用哪种结构体系较合理”为题在班级范围内开展讨论，让学生在愉快的氛围下通过主动思考掌握高层结构体系的有关知识。就课堂讨论的方式来讲，教师可先提出问题，让学生在小组讨论的基础上，选出代表到黑板前陈述意见，这样既可活跃课堂气氛，提高教学效果，也可提高学生的表达能力。第三，课内学习与课外学习相结合。在每次课结束前，教师都应向学生明确课后的复习内容、预习内容及思考题。对于较抽象的教学内容，教师应组织学生开展课堂讨论或课外学习小组（宜以宿舍为单位）讨论。教师还可结合单元教学内容，组织开展以高层结构设计基本理论知识和常规应用为基础的小型竞赛活动，如PKPM建模大赛等，以锻炼提高学生的知识运用能力。第四，理论教学与实践教学相结合。笔者的调查表明，很多学生在学习过程中都感觉到“高层建筑混凝土结构技术规程”难以理解，难以联系具体工程实例；结构设计只是停留在单个构件上，不明确结构整体设计的思路。因此，教师在教学中应结合具体教学内容引入工程实例，通过对工程实例的详细讲解，使学生加深对理论知识的理解，提高应用能力。比如，对高层建筑常用的三种结构，即框架结构、剪力墙结构、框架―剪力墙结构，教师可借助实际工程项目，依次详细讲解抗侧力构件的布置、主要高规参数的控制、平面的布置、施工图的绘制，通过实例讲解使学生理清结构设计的整体思路，加深对规范条文的理解。需要说明的是，教师教学中选用的案例可以来自企业生产实践，也可来自教师指导学生完成的工程设计实践项目。教师指导学生进行工程设计实践（包括结构选择、结构建模、施工图绘制等），是提高高层建筑结构设计课程教学质量的有效手段。

(二)PKPM软件应用教学

PKPM软件应用教学的重点是理解和掌握高层建筑结构设计的基本过程，主要有以下三个教学步骤：(1)结构布置的讲解与练习。在此步骤中，要通过讲解和练习，使学生掌握运用PKPM软件建模的技巧，理解“抗规”关于结构平面和竖向布置的基本要求。结构平面布置要求平面形状简单、规则、对称、质心和刚心重合[5]30−31；结构竖向布置的要求主要是抗侧力构件沿竖向不突变等。(2)PKPM基本计算参数输入练习。在此步骤中，应要求学生按照相关要求，结合工程结构的实际情况输入PKPM相关参数，并理解基本风压、基本雪压、设计地震分组、抗震设防烈度、连梁刚度折减系数等参数的含义。(3)PKPM计算结果的分析判断和参数调整。在此步骤中，应指导学生通过对计算结果的分析，判断结构的周期比、位移比、剪重比、相邻层刚度比、轴压比、整体稳定是否满足要求，并对不满足要求的参数进行调整。

(三)工程设计实践教学

开展高层建筑结构设计课程实践教学，有利于学生强化工程概念和感性认识，激发学习主动性，提高创新能力。在工程设计实践教学中，教师可以组织学生分组参观调查当地已建高层建筑，了解其构型、结构体系、存在的施工问题等；可以让学生以小组为单位完成高层建筑的建模，如15层以下教学楼、办公楼、宾馆等框架结构的建模，20层以下住宅楼等剪力墙结构的建模，20层以下写字楼、公寓等框架―剪力墙结构的建模。

(四)课程考核

高层建筑结构设计课程的常规考核方法是笔试成绩与平时成绩相结合，但笔试成绩一般占总成绩的80%，这容易导致学生只重视理论而忽视实践，不利于学生应用能力的提高。该课程的考核应着重考核学生综合运用知识的能力，可采用笔试、上机操作、实践环节相结合的考核方式。其中，笔试成绩占总成绩的50%，试卷的制作可参考国家“注册结构工程师专业资格”考试；上机操作成绩占总成绩的20%，可以给定房屋建筑平面图和立面图，让学生在规定时间内运用PKPM软件完成满足结构设计规范要求的结构建模；实践环节成绩占总成绩的30%，内容包括考察报告的撰写情况、在分组建模实践教学中的表现等。

四、教学过程的组织

如前所述，在每次课结束前，教师都应向学生明确课后的复习内容、预习内容及思考题，其中预习的内容可以是参观现有高层建筑结构，调查了解其结构形式、结构设计、施工中存在的问题等，并形成文字。导入新课时，教师可用5分钟左右的时间了解学生的预习情况，并通过总结引出新课题。在讲授新课的过程中，教师应突出重点，把握难点，可按照理论讲授―例题解析―学生练习―归纳总结的步骤组织教学。如在讲解高层建筑的结构体系时，可先分述每种结构体系的概念，再举例分析典型的结构体系布置，然后让学生画出附近教学楼等高层建筑的结构，最后归纳总结常见建筑结构体系的选择。课堂讨论教学环节一般可采取学生自由发言与教师总结相结合的方式，而在安排有小组前期调研的情况下，应紧紧围绕小组代表的汇报发言开展现场提问。另外，教师在课堂教学中还应引导学生主动到建筑设计院、工作室参观实践，以实现学以致用，不断提高学生的实践应用能力。例如，为了提高应用型技术人才培养质量，黄淮学院在其大学生创新创业园设置了建筑设计院校内实践基地，为土木工程、建筑工程等专业学生的工程实践提供了良好的平台，教师引导学生到这里结合教学内容参观实践，无疑能够有效地促进学生实现所学理论知识的内化和实践应用能力的提升。

作者:邵莲芬 单位:黄淮学院

参考文献：

[1]牛海成，徐海宾．面向可持续发展的高层建筑结构设计课程教学改革探讨[J]．高等建筑教育，2013(22)：72―75．

[2]刘圆圆．浅谈《高层建筑设计》课程改革方案[J]．城市建设理论研究：电子版，2014(36)：8119―8120．

[3]孟丽岩，王涛，陈勇，等．高层建筑结构设计课程教学方法的改革与实践[J]．黑龙江教育（理论与实践），2015(3)：77―78．

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【关键词】高层建筑；结构设计；设计原则；问题

随着我国科技的进步，建筑行业得到了不断发展，在建筑建设过程中，建筑的使用性能得到了大幅度提升，从而为为高层建筑结构设计创造了有利条件。然而，对目前而言，我国高层建筑结构设计中仍存在着着一些问题，影响到建筑结构的耐久性和安全性。因此，本文结合工作实践，主要论述了高层建筑结构设计的特点及相关问题，以供参考。

1 高层建筑结构的特点

高层建筑结构与低层的建筑结构不同，它承受着水平荷载和竖向荷载，其中水平荷载是由风荷载或地震作用所产生的，竖向荷载主要由于建筑物自重所引起的。通常情况下，低层建筑结构受到的水平荷载比较小，竖向荷载也比较小。但在高层建筑中，外界地震和外界风力会对高层建筑产生相当大的影响，并且是对高层建筑荷载的主要因素。随着建筑物高度的不断增加，高层建筑的位移较快的增长。但是，高层建筑过大的侧移不仅会影响人的舒适度，还会对建筑物的使用产生影响。鉴于此，在进行高层建筑结构设计的时候，必须将侧移控制在合理的范围之内，使高层建筑物的舒适度不会影响人的使用要求。

2 高层建筑结构设计的原则

（1）选择合理的计算简图。在计算简图的基础上，对高层建筑结构设计进行计算，如果计算简图的选择不合理，会造成结构不合理，容易出现由于结构不合理而发生安全事故。所以，要保证建筑结构设计的安全，必须选择合理的计算简图，计算简图尽可能反映结构的受力情况；计算简图尽可能使力学计算简化。此外，为了保证计算简图的安全，在实践中，我们需要采取相应的构造方法。在实际的结构设计中，其结构节点不仅仅局限于刚节点或者饺节点，将计算简图的误差尽量控制在规范的规定范围内。

（2）选择合理的基础设计。在进行基础设计选择的时候，需要按照高层建筑的地质条件进行。并且，对高层建筑上部的结构类型与荷载分布进行综合分析，同时对施工条件以及相邻建筑物的影响进行全面的考虑，在综合分析和考虑的基础上选择科学合理的基础方案。需要注意的是，基础方案的选择需要使地基的潜力能够得到最大的发挥，必要时需要对地基变形进行检测。

（3）选择合理的结构方案。合理的结构方案必须满足高层建筑设计的结构形式和结构体系的要求，符合安全、经济、合理的原则，以获得最佳的结构设计方案。受力在明确、传力简单是结构体系的基本要求，在相同的结构单元中，应该选择相同的结构体系。选择合理的结构方案的时候，需要分析地理条件、工程设计需求、施工条件、施工材料等等，在对这些指标进行综合分析的基础上进行结构选择，以确定最佳的结构方案。

3 高层建筑结构设计中相关问题分析

3.1 高层建筑结构受力性能问题

在高层建筑的初步方案设计时，建筑结构设计人员考虑更多的是它的空间组成特点，而不是详细地确定它的具体结构。高层建筑底面对建筑物空间形式的竖向稳定和水平方向的稳定都是非常重要的，由于建筑物是由一些大而重的构件所组成，因此结构必须能将它本身的重量传至地面，结构的荷载总是向下作用于地面的，而建筑设计的一个基本要求就是要搞清楚所选择的体系中向下的作用力与地基土的承载力之间的关系，所以，在高层建筑方案的初步设计阶段，就必须对主要的承重柱和承重墙的数量和分布作出总体设想。

3.2 高层建筑结构设计中的侧移和振动周期

建筑结构的建筑结构的振动周期问题包含两方面：合理控制结构的自振周期控；制结构的自振周期使其尽可能错开场地的特征周期。

（1）结构自振周期

高层建筑的自振周期（T1）宜在下列范围内：

框架结构：T1=（0.1～0.15）N

框―剪、框筒结构：T1=（0.08～0.12）N

剪力墙、筒中筒结构：T1=（0.04～0.10）N

N为结构层数。

结构的第二周期和第三周期宜在下列范围内：

第二周期：T2=（1/3～1/5）T1；第三周期：T3=（1/5～1/7）T1。

（2）共振问题

当建筑场地发生地震时，如果建筑物的自振周期和场地的特征周期接近，建筑物和场地就会发生共振。因此在建筑方案设计时就应针对预估的建筑场地特征周期，通过调整结构的层数， 选择合适的结构类别和结构体系，扩大建筑物的自振周期与建筑场地特征周期的差别，避免共振的发生。

（3）水平位移特征

水平位移满足高层规程的要求，并不能说明该结构是合理的设计。同时还需要考虑周期及地震力的大小等综合因素。因为结构抗震设计时，地震力的大小与结构刚度直接相关，当结构刚度小，结构并不合理时，由于地震力小则结构位移也小，位移在规范允许范围内，此时并不能认为该结构合理。因为结构周期长、地震力小并不安全；其次，位移曲线应连续变化，除沿竖向发生刚度突变外，不应有明显的拐点或折点。一般情况下剪力墙结构的位移曲线应为弯曲型；框架结构的位移曲线应为剪切型；框―剪结构和框―筒结构的位移曲线应为弯剪型。

3.3 位移限值、剪重比及单位面积重度

（1）位移限值在结构整体计算的输出结果中，结构的侧移（包括层间位移和顶点位移）是一个重要的衡量标准，其数值大小从一个侧面反映出结构的整体刚度是否合适，过大或过小都说明结构刚度过小或过大，以致要引起设计者对其中的结构体系选择、结构的竖向及平面布置合理性的再思考。

（2）剪重比及单位面积重度结构的剪重比（也即水平地震剪力系数）λ =VEK/G 是体现结构在地震作用下反应大小的一个指标，其大小主要与结构地震设防烈度有关，其次与结构体型有关，当设防烈度为7 、8 、9度时，剪重比分别为0.012，0.024，0.040；扭转效应明显或基本周期

以上两个指标不仅在施工图设计阶段，而且在初步设计阶段都是非常重要的数据，其数值正常与否从另一个侧面反映出结构体系的选择是否合适，结构布置（包括构件截面确定）是否合理，电算数据输入是否正确，以及最后决定电算结果是否可信可用等，因此结构设计者对这两个指标切不可掉以轻心，更不可认为是无关紧要的。

4 结语

总之，高层建筑结构设计是一项技术性和综合性很强的工作，它对建筑设计具有十分重要的指导意义。随着高层建筑也在日新月异的发展，对结构设计的要求也越来越高。本文通过分析了高层建筑结构的特点和原则，提出了高层建筑结构设计中相关问题，旨在为类似的工程提供参考依据。

【参考文献】

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关键词：复杂高层；超高层；建筑结构设计

引 言

复杂高层与超高层与普通的高层建筑有所不同，必须引起设计人员的注意。随着超高建筑物的不断增加，虽然逐渐地暴露出一些设计方面存在的不足，但这些问题为人们在日后的超高建筑建设方面积累了一定的经验。为此，本文首先对复杂高层与超高层建筑与普通高层的差异进行比较，然后对复杂高层与超高层建筑的结构设计进行论述。

1 复杂高层与超高层建筑和普通高层建筑在结构设计上的区别

复杂高层与超高层建筑和普通建筑在结构设计上存在明显的差异，一般普通高层的高度基本都建立在200m以内，而复杂高层与超高层建筑的高度基本都在200米以上乃至上千米。对于普通高层，人们大多采用的是混凝土的结构设计，但复杂高层与超高层建筑在结构设计方面还可以选择全钢结构或者混合的结构设计。同时由于复杂高层与超高层建筑对消防以及机电设备的要求要更高一些，因此要考虑到避难层与机电设备层的设计。为避免地震等自然灾害对建筑物的破坏，复杂高层与超高层建筑在平面形状的选择上较普通的高层建筑要少得多，并且要满足《高层建筑混凝土结构技术规程》的抗震要求。另外复杂高层与超高层建筑需要考虑风载荷作用下舒适度的问题，而普通高层建筑无需考虑。

2 复杂高层与超高层建筑结构设计需要考虑的问题

2.1 抗震设防烈度

对于超过100m以上的建筑物，在不同强度的抗震设防烈度下，对于建筑物的高度要求也是不尽相同的。一般情况下，抗震设防烈度在8度的区域不适宜建设300m以上的建筑物，复杂高层与超高层建筑适合建设在抗震设防烈度在6度的地区。

2.2 结构方案

对于一个优秀的建筑设计师来说，在设计中首先就要考虑到建筑物的结构方案问题，尤其对于复杂高层与超高层建筑来说，如果结构方案选择不当，将会引起整个方案的调整，因此，在设计单位进行建筑方案设计时，需要有结构专业参与到设计当中。

2.3 结构类型

在复杂高层与超高层建筑结构类型的选择上，人们不但要充分考虑到拟建方案所在地的岩土工程地质条件，同时要考虑到该区域的抗震度要求。另外，为了节约建筑成本，人们还需要充分考虑到在工程造价问题以及施工的合理性问题，同等条件下选择造价较低的合理的结构类型。

2.4 关注舒适度和施工过程

2.4.1 高层建筑水平振动舒适度

复杂高层与超高层建筑因其结构较柔，设计时，除保证结构安全外，还需满足室内居住人群的舒适度要求，高层混凝土规程、高钢规程均提出了明确的设计要求，需对高层建筑物在顺风向和横风向顶点最大加速度进行控制。复杂高层建筑需讲行舒适度分析，对混凝土结构阻尼比宜取0.02，对混合结构、钢结构阻尼比可根据情况取0.01～0.02舒适度验算时，可取10年重现期下风压值进行。高层混凝土规程和高钢规对舒适度验算的要求，公寓类建筑（如住宅、公寓）和公共建筑（如办公、旅馆）因功能不同，其水平振动指标限值也有所不同。当水平振动舒适度不满足或为进一步提高舒适度水平时，可采用增设TMD（可调质量阻尼器），TLD（可调液体阻尼器）等方法实现。

2.4.2 大跨、悬挑柔性楼盖竖向振动舒适度控制

复杂高层建筑设计中常设计大跨度楼板、空中连桥、大跨悬挑等复杂建筑特征，此类部位由干结构竖向自振频率较低，与行人激励频率相近，彼时需对楼盖设计时的舒适度问题予以关注。高层混凝土规程要求楼盖结构的竖向振动频率不宜小于3Hz，且对不同竖向自振频率下的楼盖竖向振动舒适度峰值也提出了控制要求。因适用对象不同，住宅、办公建筑、商场及走廊建筑的竖向振动峰值加速度限值亦不相同。

2.4.3 设计时应考虑施工建造过程的可实施性

设计人员在结构设计时，应注意复杂节点部位钢筋及钢材传力的可靠性以及现场施工的可实施性。型钢混凝土梁柱节点中主筋与型钢相交时常用四种处理方法：①钢筋绕讨型钢；②型钢表面焊接钢筋连接套筒；③钢板上开洞穿钢筋；④钢筋与型钢表面加劲板相焊接。复杂高层建筑施工方法会采取一些特殊工艺，如某塔采用“内理型混凝土施工、造型中部增设水平临时支撑桁架”见图1。

3 复杂高层与超高层建筑的结构设计

3.1 风载荷

在复杂高层与超高层建筑的结构当中，由于建筑结构的第一自振周期与其所在地面卓越周期相差很大，随着建筑物高度的不断增加，风载荷的影响要远远大于地震对建筑物的影响，特别是对于一些比较柔的复杂高层与超高层建筑，风载荷是它结构设计中的控制因素。因此，人们有必要对风载荷进行专业的研究。一般情况下，我国规定风载荷的计算公式为Wk=βzμsμzW0，其中μz为风压高度的变化系数。其中A类地面：μz=0.794Z0.24；B类地面：μz=0.479Z0.52；C类地面：μz=0.284Z0.40。在《建筑结构荷载规范》当中，对200m以上的复杂高层与超高层建筑也进行了相应的规范，其中就包括在对复杂高层与超高层建筑确定非圆形截面横风向风振等效风荷载情况时，要求必须进行风洞试验。它的主要目的在于通过试验对建筑外形的空气动力进行进一步优化，同时确定围护结构以及主体结构的风载荷的标准值，对设计整体进行优化。

3.2 重力载荷

对于复杂高层与超高层建筑，在设计时要考虑到重力载荷的传力情况，实现合理的传力途径，因此在设计时对于重力载荷的途径要尽可能地直接明了，同时要充分考虑到因建筑外圈框架和核心筒之间轴压比之间的差异而造成的变形差对水平构件产生的影响。一般采用一些施工的处理方法连接框架与核心筒。

3.3 混合结构的设计

在复杂高层与超高层的建筑当中，很多时候都会采用混合结构设计，混合结构分为三种，而在实际中常用的是圆钢管或者是矩形钢管的混凝土框架与钢筋混凝土核心筒的混合结构，以及型钢混凝土框架与钢筋混凝土核心筒（内外框梁为钢梁或型钢混凝土梁）的混合结构两种。每种结构类型在设计上对钢材用量的需要也不尽相同。在设计中，要考虑到对型钢、圆钢管混凝土中柱钢骨的含钢量，严格按照技术规程的要求进行控制，同时，在钢筋混凝土的核心筒要设置型钢柱，这样就可以确保型钢混凝土、筒体延性相同，从而促使它们两者之间的竖向变形减小。对于结构抗侧刚度无法满足变形需要的混合结构，人们采取相应措施进行弥补。比如，设置水平伸臂桁架的加强层，或利用避难层或设备层在外框或外框筒周边设置环状桁架。

4 复杂高层与超高层建筑结构设计的关键点

4.1 构造设计要合理

在对复杂高层与超高层建筑物进行设计时，必须保证构造的设计谨慎并合理，重点要注意对一些薄弱的部位进行加强，避免出现薄弱层，充分考虑到温度应力对建筑物的影响以及建筑物的抗震能力，注意构件的延性以及钢筋的锚固长度，在对平面和立面进行布置时要确保平整均匀。

4.2 计算简图要合适

计算简图是对建筑物结构进行计算的基础，它直接关系到复杂高层与超高层建筑的结构安全。为了保证结构的安全性，人们必须从计算简图抓起，慎重研究，合理选择，对于存在于计算简图中的误差，要保证其值控制在技术规程允许的范围内。

4.3 结构方案选择要合理

建筑方案的合理性取决于结构方案是否合理，因此，在选择结构方案时不但要充分考虑到经济因素，还要充分考虑方案的结构形式和结构体系，同时能够充分结合设计要求、材料、施工以及自然因素等来确定结构方案，确保结构方案的合理性。

4.4 基础方案选择要合理

在进行基础方案的设计中，设计师要考虑到载荷的分布情况，工程所在的自然因素、地质条件，施工方的施工条件，周围建筑物对所设计建筑物造成的影响等各方面因素，以此来确保基础方案的选择既经济又合理，达到最优效果。

5 结束语

复杂高层与超高层建筑是社会发展的必然结果，随着科技进步，越来越多的复杂高层与超高层建筑将会逐渐亮相于城市之中，我们虽然在复杂高层与超高层建筑当中取得了一定的成绩，但仍需我们不断研究与改进，使复杂高层与超高层建筑的结构设计更加完美，发展更为迅速。

参考文献

[1]陈晓丹.超高层建筑设计中需要注意的问题[J].企业技术开发.2011（01）：24～25.

篇14

高层建筑目前在我们的城市建设当中所占的比例是越来越大，而建筑结构设计方面的变化也越来越多，很多新兴的结构设计方案以迅猛的速度呈现在我们的城市建设中。建筑类型与功能越来越复杂，高层建筑的结构体系也是越来越多样化，高层建筑结构设计也越来越成为高层建筑结构工程设计工作的难点与重点。面对如此形势，应该把高层建筑的结构设计放在首位加以研究。1高层建筑结构的相关问题分析1.1结构的超高问题：在抗震规范和高规范中，对结构的总高度有着严格的限制，尤其是新规范中针对以前的超高问题，除了将原来的限制高度设定为A级高度以为，增加了B级高度，处理措施与设计方法都有较大改变。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。1.2短肢剪力墙的设置问题：在新规范中，对墙肢截面高厚比为5～8的墙定义为短肢剪力墙，且根据实验数据和实际经验，对短肢剪力墙在高层建筑中的应用增加了相当多的限制，因此，在高层建筑设计中，结构工程师应尽可能少采用或不用短肢剪力墙，以避免给后期设计工作增加不必要的麻烦。1.3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。1.4结构的规则性问题：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，新规范采用强制性条文明确规定“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

2高层建筑结构设计中几个限值的意义

2.1轴压比： 指有地震作用组合的柱组合轴压力设计值与柱的全截面面积和砼轴心受压抗压强度设计值乘积的比值，是影响柱子破坏形态和延性的主要因素之一。 为控制结构的延性，规范对墙肢和柱均有相应限值要求。 2.2剪重比：即最小地震剪力系数，主要是控制各楼层最小地震剪力，确保结构安全性，尤其是对于基本周期大于3.5S的结构和有薄弱层的结构。 2.3刚重比： 结构的侧向刚度与重力荷载设计值之比。它是影响重力二阶效应的主要参数，主要为控制结构的稳定性，以免结构产生滑移和倾覆。 2.4侧向刚度比： 结构不同楼层的竖向刚度的比值，主要为控制结构竖向规则性，以免竖向刚度发生突变，形成薄弱层。 2.5层间位移比：楼层竖向构件的最大层间位移角与平均层间位移的比值。主要为控制结构平面规则性，以免形成扭转，对结构产生不利影响。2.6周期比： 为结构扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期的比值。主要为控制结构扭转效应，减小扭转对结构产生的不利影响。

3高层建筑抗震设计

高层抗震设计的基本原则：小震不坏，中震可修，大震不倒。高层建筑结构抗震设计中应注意以下几点：

3.1应当注意防震缝的设计，必须留有足够的宽度。 3.2平面形状或刚度应尽量对称，否则会使建筑物产生显著的扭转，震害严重。