浅谈现代高层建筑结构设计

浅谈现代高层建筑结构设计
摘要：随着城市人口越来越多，城市的土地面积也越来越拮据，这对我国的建
筑行业提出了新的要求，近年来建筑设计人员越来越寻求空间上的新突破，以此
推动了高层建筑技术和水平的稳定发展，高层建筑已经成为城市中必不可少的元素。

本文对于现阶段存在的高层建筑结构的设计问题进行了分析，希望能够起到
一定积极的作用。

关键词：高层建筑设计；结构设计；问题分析
前言
随着人们生活水平的提高，人们对建筑的要求也越来越多，人们更加关注生活品质，因
此应当注重如何推动高层建筑的结构设计，使城市中的高层建筑不仅能够满足人们的生活居
住需求，还能增加城市美观立体，成为一道城市的亮点的风景线，建设城市形象等。

1高层建筑结构设计
现代的高层建筑，其结构形式具备复杂化、多样化的特点，除了以往的基本的结构形式，例如筒体结构、剪力墙结构以及框架结构等，框架结构多用于不太高的高层建筑，剪力墙多
用于高层住宅结构，框架剪力墙多用于办公楼和商业综合楼，高层住宅几乎都用剪力墙。

要
根据不同的建筑功能需求，来增加另外的结构。

与此同时，这也导致在建筑过程中，节点进
行连接的形式变得更加复杂，连接不同的构件，需要使用不同类型的节点，这关系到高层建
筑的结构是否安全稳定。

此外，在高层建筑加强基层载荷的时候，也给竖向结构带来了载荷，对于柱体、墙体支撑能力和结构强度的要求更高。

进行高层建筑结构设计，需要用到的知识
较广，需要考虑的因素比较多，属于一种现代化的建筑设计的方式，在进行设计时，除了需
要表现设计自身的合理性，体现建筑功能，还需要做好和经济性之间的协调工作。

2高层建筑结构设计原则
2.1设计适合的结构简图
对于高层建筑进行结构方面的设计，首先，需要选择一个合理的科学的结构计算简图，
倘若选择的计算简图自身不够合理，那么就有可能出现未知的风险。

因此，设计一个适合的
结构计算简图，是进行设计的必不可少的一个重要环节，还有，因为在建筑结构的各个节点
内部，除了刚节点以及铰接点外，还存在另外的节点，因此，需要使用能够和计算简图相互
匹配的构造方法，把其中之间的误差控制在合理的范围，只有这样，才能够确保建筑的安全
性能。

对于高层的建筑，进行结构方面的设计，对于建筑物整体方案应该做详细地检查，避
免由于计算上的错误或者方案的不适合，导致工程出现严重的事故。

2.2选用合适的基础设计
进行高层建筑的结构设计，需要选择一个合理的基础设计，就是按照高层建筑周边的具
体情况，来选用合适的基础的设计。

这就需要对于高层建筑的自身荷载的分布情况、施工实
际情况、建筑结构实际类型等问题进行一个系统性的科学的分析，然后把分析报告作为一个
有效的依据，选择出实际施工的设计方案。

选择基础的设计方案，应该把现场的地质勘查报
告做为判断标准，准确的报告能够最大程度上真实的反应出地基的潜力，对于周边地基进行
变形检验的工作，也是不可缺少的。

2.3对结构方案进行合理的选择
进行高层建筑的结构设计，需要对于结构方案进行一个选择，要求实际的结构设计方案
能够符合建筑形式和建筑体系的实际要求，与此同时，还需要符合高层建筑自身对于经济性
的要求。

需要对施工情况、地理环境、建材标准、供水情况、供暖情况以及供电情况等等的
问题进行较为系统性的分析研究，将各个方面进行相互的协调，最终确定出最为合理的适合
的设计方案。

2.4准确的分析计算结果
伴随科学技术不断地发展，在进行建筑结构设计的时候，已经广泛地利用计算机技术，
做各种类型的合算工作，由于使用计算软件的不同，得出的数据也可能会不一样，因此，有
关人员在选用计算软件的时候，需要很好地掌握软件的使用方法以及具体操作，全面地了解
其运作，最终选择一个最为理想的软件。

软件可能出现漏洞或者是人工误差导致计算错误，
造成计算结果产生误差的情况。

这就要求有关的设计人员在使用计算机进行计算，得到数据
结果之后，还需要对于数据结果进行认真的核对，最终才能够得到正确的结果。

3高层建筑结构设计难点
3.1设计防风结构
在高层建筑中，风振作用有着十分大的影响，因此，在进行结构设计的过程中，如何解
决抗风问题，成为了十分重要的一个环节。

由于高度造成的影响，高层建筑对于风会形成干
扰和阻碍，随后风的动力效应会产生改变，带来一个振动的作用力，高层建筑自身动力荷载
会遭到破坏，风压有可能会损坏建筑自身的主体结构，更有甚者，可能导致墙体出现裂缝、
玻璃幕墙发生爆炸的情况。

3.2设计高层建筑的抗震结构
在抗震结构设计的方面，高层建筑还做的不够到位，因此在发生地震的时候，会出现较
为严重的人员伤亡和财产损失，并且由于高层建筑其本身的结构设计比较复杂，有时在设计中，设计人员进行的设计分析不够全面完善，因此，在高层建筑进行有关抗震结构的设计，
其安全性与稳固性有一定的缺失。

3.3设计高层建筑的消防结构
高层的建筑，其结构设计较为复杂，因此在选用施工材料的施工，材料也具有一定的多
样性复杂性，然而在这些施工材料中，很多材料都是属于易燃易爆的，这样一旦发生火宅，
将会变得难以控制。

再加上在高层，建筑的空气对流情况比较好，一旦火灾发生，可能出现
借势的现象，此时，倘若建筑结构设计在消防方面没有进行充分的考虑，就会出现人员疏散
困难、火宅救援难以顺利进行、火势不断蔓延等一系列的问题。

因此，做好消防结构的设计，对高层建筑设计有着至关重要的作用。

4高层建筑结构的优化设计
4.1抗震设计问题
在进行高层建筑的结构设计时，应该要按照刚柔相互协调配合的原则，使建筑结构拥有
一定的延展性。

与此同时，在抗震设计方面，应该进行多层防线进行设防。

当第一道的防线
在抗侧力构件的强震作用下受到破坏的时候，后续的第二道以至第三道防线抗侧力构件可以
马上顶上，阻挡地震造成的冲击，确保建筑物不会倒塌。

经过多次的震害调查数据显示，重
力荷载过重，是结构在受到地震作用的破坏后建筑出现倒塌的最为直接的原因。

所以，在进
行高层建筑结构抗震设计之中，选用材料需要按照轻质量高强度的原则。

在材料拥有足够的
变形强度的同时，材料重量应该尽可能的轻。

在分合原则之中，应该充分地发挥抗震缝的作用，科学地合理地设置抗震缝。

在进行高层建筑结构设计时，应该优先可靠的新产品和成熟
的新技术，来提高设计的水平，有利于提高经济效益。

在进行建筑结构设计时，使用结构自
身存在的抗震性能，来抵抗地震，属于一种消极的被动的抗震对策。

倘若受到破坏，将会产
生严重的人员伤亡和经济损失。

所以，要加强对于结构减震的控制，对结构加装控制装置。

通过控制装置与结构，来共同承受地震产生的作用，减轻建筑结构出现的地震反应。

而基础
隔震就属于一种很好的方法，它能够通过设置隔震的系统装置，形成较好的隔震层，延长建
筑结构的使用周期。

使结构长期处在弹性工作的状态，避免建筑物产生破坏或者是倒塌的情况。

耗能减震，是通过安装耗能减震的装置，有效的吸收或者消耗地震输入的结构能量，减
轻主体结构出现的地震反应。

防止结构出现破坏或者倒塌，来达到控震减震的目的。

4.2抗风结构优化设计
在建筑基础设计上，需要使用配比度较高的砂石，来确保地基的密实程度，与此同时，
还需要安装抗拔锚杆，来提升建筑自身的抗拔强度。

在进行减振系统的设计时，需要利用楼板、剪力墙、耗能支撑等组成减振耗能系统，来降低风荷载对于建筑可能造成的影响。

对于
水平力和风荷载的问题，需要对于高风压区的建筑进行加固工作。

这是从水平荷载的内力、
水平的压力等方面来进行系统性的考虑，进行高层建筑的加固。

5结语
现今，社会在不断地发展，高层建筑形式变得更加多样化，对于建筑的稳定性、安全性
以及载荷承受的能力，具体的要求也越来越高。

在进行建筑结构设计的时候，还需要不断地
深入了解建筑结构的受力特点，在设计中，对于受力分析理论依据进行研究，优化结构设计
的方案，与此同时，需要注重结构实施的合理性和经济性，使得高层建筑结构能够得到更进
一步发展。

参考文献：
[1]杨俊．高层建筑结构设计要点分析[J]．江西建材，2014（13）
[2]张煜．高层建筑结构设计要点分析[J]．科技创新与应用，2012（15）
[3]张晨光．高层建筑结构设计要点分析[J]．中国科技博览，2015（9）。