高層建筑鋼結構設計關鍵問題解析

劉芳+郭麗娟

摘要：隨著高層建筑的迅速發展，鋼結構在高層建筑中起著至關重要的作用，由于其自身具備良好的性能，被廣泛運用到高層建筑中，但是也出現了許多在高層建筑中銅結構設計方面的問題，本文著重分析了在高層建筑中銅結構設計中的常見問題和注意事項，并且提出幾點有效的改進措施，為以后高層建筑銅結構的設計提供幫助。

關鍵詞：高層建筑；鋼結構設計；關鍵問題；措施

中圖分類號：TU973.13 ITU973.3 文獻標識碼：A 文章編號：1674—3024（2017）06—0102—02

引言

現如今，我國建筑行業正在蓬勃發展，伴隨著越來越多的高層建筑的出現，大量鋼結構的使用也出現在了高層建筑中，鋼結構在經過特殊處理后，具有抗震能力強、穩定性高、加大室內空間的優點，但是在高層建筑中鋼結構設計也出現了很多需要注意的問題，需要對鋼結構的使用進行調整和規范，提出有效的措施進行改善。

1高層建筑鋼結構設計的關鍵問題

1.1高層建筑鋼結構的經濟型

目前我國的建筑向高層的方向發展，鋼結構在高層建筑中應用廣泛，高層建筑選擇用鋼結構設計是一種新的設計理念和方式，在高層建筑中，鋼結構的使用占有很大的比例，鋼結構性能好、穩定性高，但是鋼材的價格卻居高不下，這就會大大增加高層建筑鋼結構的施工成本。在這樣的情況下，建筑方為了追求利潤最大化，就會要求施工方對用鋼量進行控制，減少鋼結構中的用鋼量，這樣就會削弱高層建筑的安全性能，無法滿足整體建筑的安全要求。

1.2高層建筑結構空間布局不合理

目前有很多高層建筑仍然采用傳統設計理念，在鋼結構設計前，設計人員應該對建筑物的使用進行充分調研，不應該根據自己的主觀判斷或是以往固有的方案進行設計，這樣不僅無法滿足業主的實際需求，也會留下安全隱患，最終的結果就是增加建設成本，縮短整體建筑的壽命。

1.3高層建筑的抗震性達不到要求

地震不僅會給人民帶來財產上的損失，更會對人的生命帶來損害，而高層建筑選用鋼結構設計的一個原因就是可以確保其整體的穩定性，增加抗震等級，所以要把穩定性作為設計的核心環節。但是在具體設計的過程中，一些業主為了降低工程造價，減少支出，人為的降低建筑的防震等級，沒有考慮到在地震發生時，一些節點連接處由于應力集中會被破壞，這就使高層建筑存在很高的安全隱患，導致更為嚴重的破壞。

2改進高層建筑鋼結構設計的有效措施

2.1重視鋼結構設計的技術標準，采用科學的設計方法

建筑工程質量的好壞在一定程度上取決于鋼結構設計的優劣，所以在鋼結構的設計過程中，就必須重視鋼結構設計的技術標準，采用先進的技術和規范的設計標準來保證質量，培養設計人員的實際操作能力。另一方面，想要提高建筑工程的質量，必須要做好對鋼結構設計工作進行嚴格監管，建立健全的監督機制，完善相應的管理制度，如標準的檢測制度，這樣才能夠保證鋼結構設計的最終完工質量。

2.2做好鋼結構節點設計

鋼結構設計環節的關鍵是節點設計，按照傳力特點節點可以分為剛接、鉸接和半剛接三種不同的連接方式，這對于結構的影響是不同的，節點的設計主要包括五個方面，焊接：在焊接過程中必須嚴格遵守焊接的焊縫形式和尺寸，焊條應該與金屬連接材料相匹配。栓接高層建筑結構連接傳力螺栓一般會使用高強螺栓，適合選擇10.9s強度等級，螺栓的類型可以是扭剪類型，連接型全部選用摩擦類型。

2.3鋼結構選型與布置

由于鋼結構形式多樣，選型范圍廣泛，做結構選型與布置應該根據工程的實際情況具體分析，應該根據不同工程的特點，全面綜合的考慮建筑的使用功能、材料選擇、制作安裝等因素，還要協調建筑電氣等配套設施的設計，因此，應該根據不同的建筑工程要求選用符合要求的鋼結構及布置，采用經濟合理的結構體系和結構形式，并最終確定出最優方案。

2.4估算構件截面控制工作

在估算構件截面架構布置任務結束后，需要對構建截面座初步估算，主要是梁柱和支撐等斷面形狀和尺寸的假定。鋼梁可以選擇槽鋼、焊接H型或者是軋制型鋼截面等，估算構建截面需要做的工作主要有：根據需要選擇鋼梁；設定梁柱和支撐斷面的形狀大小；確定截面高度；根據截面高度和翼緣寬度估算板件的厚度。

3實例分析

為了解高層建筑鋼結構設計關鍵問題，本文以某IT軟件企業辦公樓為例。其建筑總高度為54.80米，結構高度為49.50m，占地面積4703平方米，總建筑面積24265平方米。采用高層鋼結構，參考設計知識對高層鋼結構體系進行分析，該高層鋼結構設計內容主要包括柱腳設計、組合樓板設計，結構示意圖如圖1所示：

4結束語

隨著社會的迅速發展，我國建筑行業也在飛速前進，高層建筑的安全性能也更應該引起人們的關注，而在高層建筑中，鋼結構是提升高層建筑工程質量的重要組成部分，也是確保建筑安全不可或缺的一個因素，關系著住房人的生命財產安全，所以在建筑工程中，應確保鋼結構在高層建筑中發揮自身的優勢，增強建筑工程的安全性及穩定性，為高層建筑鋼結構設計提供科學系統的基礎。