建筑高層結構設計相關問題分析

馬立偉

摘要：高層建筑越來越成為城市發展的建筑主體，我國經濟社會對得到快速發展，高層建筑也在城市化過程中逐漸贏得人們的認可。高層建筑安全又舒適，還能做到經濟適用，成為了城市建筑的主流建筑模式。本文主要針對高層建筑結構設計的相關問題進行分析。

關鍵詞：高層建筑 結構設計 分析

改革開放以來，我國的社會經濟得到了快速的發展，城市化進程不斷的加速，高層建筑模式在城市發展中應運而生，逐漸成為經濟繁榮和社會進步的重要象征，加強高層建筑的結構設計工作十分重要。我國的城市化進程過程中，高層建筑得到了快速的發展，高層建筑在發展過程中得到了社會的認可，高層建筑提高了人們的生活舒適度，改善了居民的生活環境。

一、高層建筑結構設計的意義

高層建筑設計能夠做到結構的功能，以及居住的舒適性和經濟性之間達到統一。從而解決了城市發展過程中對建筑物的需要，從理論上也達到了概念設計和結構設計的結合。高層建筑的主體結構主要應考慮到高層建筑物的抗側力承載力、結構穩定性以及居住舒適性等因素。在建筑結構設計中，要充分考慮到建筑物的受力情況以及建筑結構之間的協調。要構建成穩定的傳力路線，將整個建筑結構的受力傳給地基。建筑結構設計就是要把整棟建筑物的結構做得比較完美，在承受力以及造價上要具有先進性，要充分考慮到建筑物的綜合結構和使用功能。

二、高層建筑結構的特點

（一）框架結構

框架結構一般用于鋼結構和鋼筋混凝土結構中，主要是有梁和柱通過節點構成建筑結構的承載體系，框架結構能夠靈活的布置建筑空間。具有較大的室內空間能夠使用方便，框架結構主要是梁柱截面比較小，抗震性能受到限制。所以建筑物的高度就受到限制，所受的剪切力能夠在抗震設計過程中缺少結構支撐，在抗震結構設計中在一般框架結構，應用比較廣泛。

（二）剪力墻結構

在建筑結構體系中，剪力墻結構能夠承受豎向荷載和水平荷載的受力情況稱之為剪力墻結構，剪力墻結構主要應用于鋼筋混凝土結構中，能夠承受墻體水平作用和豎向何載力的共同作用。

（三）巨型結構

巨型結構是建筑結構中，常用的一些大型的框架結構。包括：跨若干樓層的巨型衍架構件。這些巨型的結構能夠承受建筑結構巨大的水平力和豎向荷載。在建筑結構應用過程中，巨型結構在巨型結構框架設計中和巨型衍架結構設計中應用比較廣泛。

三、高層建筑結構設計的具體措施

（一）建筑地基設計

對于高層建筑來說，地基的選擇是關系到建筑結構的后期質量問題。在建筑結構地基處理過程中，地基的抗震設計是需要建筑結構設計師重點考察的對象。在地基基礎設計過程中，要依照地方以及國家的相關規范。要對地質條件進行檢測，制定出規范的地基基礎處理方案。要依據地基基礎類型和處理方法對建筑整體結構后期設計進行綜合性的考量。

（二）高層建筑不規則性的設計

在高層建筑結構設計中，結構的位移以及周期要進行規范。結構的抗側能力，鋼廠抗側力偏小，結構的扭轉力就會較大。在高層結構中對樓層中間結構要做減法，可剪薄剪力墻，減小連接梁的高度。鋼結構的抗側力小，側移力較大時，可對樓層周邊結構做加法。可增大周邊構件的高度。總體而言，不規則性的設計能夠適應結構的抗側剛度，能使高層結構的位移比放到合理的比值，要依據高層建筑的功能，要布置好高層建筑的結構高層建筑的下部幾層設置為大空間，上部為辦公或者隔墻較多的建筑。上下層剛度差別較大，此時高度變化能夠使內側里放大進行調整。

（三）高層建筑剪力墻結構的設計

高層剪力墻結構就是將特定的剪力墻和框架兩種結構互相結合，進而形成一種新的結構體系。高層建筑的豎向荷載力和豎向水平荷載力能夠有剪力墻和框架共同承擔。從而降低剪力墻所承受的抗側剪力墻結構能夠大大增強建筑及高層建筑結構的抗震能力，還使空間結構使用更方便，空間布置更靈活。

（四）高層建筑升高結構的設計

在高層建筑結構設計中，相關的生活和消防用的供水是設計的客觀要求。在高層建筑結構供水設計是不可避免的設計環節。在供水環節中，要設法減輕非承重結構部分的重量，同時將供水環節中的平面位置是指已接近抗側力結構高度中心中中心處。能夠達到結構抗震能力，屋頂突出升高部分設備有電梯機房和水箱兩部分。還可以應用于消防對水壓的要求，剪力墻結構能對建筑結構的強度起到增強作用，能有效的提高高層建筑物的抗震能力。

四、高層建筑設計的相關問題

（一）高層結構設計的超高問題，在建筑結構抗震中要嚴格控制建筑物的高度，因為高度的增加會給建筑帶來建筑結構設計的難度。

（二）短肢剪力墻的應用，在工程設計實踐中，高層結構的短肢剪力墻的應用能對建筑物的穩定提供技術支撐，降低高層建筑的風險，減少工程設計的技術難度。

（三）高層結構的規則性問題，在建筑結構的設計中，國家的相關技術規范為新建筑結構制定了強制性的條文，建筑結構不能采用不規則的建筑結構模式，高層結構設計中，不規則的建筑結構要依照相關的技術規范進行設計。

結語：高層建筑結構的設計過程中，結構工程師要結合國家主管部門的相關技術規范進行結構的設計方案的制定。經過近幾年的發展，我國的高層建筑業得到了快速的發展，但是在發展的過程中，我們還是應該遵循高層建筑的設計原則和設計理念，選擇最有效的高層建筑結構體系，建設好我國的高層建筑，令其更加符合甚至是超越國際市場上的標準，為我國的高層建筑業謀得更長遠的發展。