浅谈高层建筑结构设计的重点和难点

林业科技情报2014Vol.46No.1

浅谈高层建筑结构设计的重点和难点

梅雅莉

（黑龙江省林业设计研究院）

［摘要］由于我国人口数量的增多，为解决住房等问题需要发展建筑行业，尤其是要发展高层建筑行业。随着建筑高度的不断增加，建筑的形式和结构功能也变得复杂多样，因此，高层建筑的结构设计工作便成为建筑工程师在设计过程中的重点和难点。本文着重对高层建筑结构设计过程中应注意的问题进行分析。

［关键词］高层建筑；结构设计；重点问题

Discussion On The Emphasis And Difficulty Of

The Structure Design For High－Ｒise Building

Mei Yali

（Forest Designing AndＲesearch Institute Of Heilongjiang Province）

Abstract：With the increasing for the population in our country，it is necessary to develop architecture industry，es-pecially the high－rise buildings，to solve the housing problem．Associated with the increasing number for the high －rise building，the type of the architecture and the structure function has got much more complex．As a result，the design for high－rise building becomes the emphasis and difficulty for the architecture engineering worker．The par-ticle mainly analyzes the problem emerging from the high－rise building design process．

Key words：high－rise building；structure design；emphasis problem

1高层建筑结构设计的概况及意义

随着我国城市化进程不断加快，城市人口显著增多，高层建筑在城市建设中发挥着越来越重要的作用。即使在建筑设计理念和方法日益先进的今天，仍会因为高层建筑复杂的结构，较广的学术知识涉及和较大的工程量而出现设计失误的现象。高层建筑结构设计的意义有：首先，如果建筑所使用的面积一定，设计和建造高层建筑可以获得相对多一些的使用面积，可以解决城市用地紧张、房价高涨等问题。另一方面，精美的高层建筑设计还可以改善城市的外观，或者说成为城市的一道风景。比如马来西亚的石油大厦和上海的金茂大厦等等。而如果设计的建筑高层密度、结构不合理，就会给城市带来热岛效应，影响城市居民的生活环境，甚至由于高层的玻璃因反光而发生光污染的现象。其次，如果是在建筑面积与建设场地面积的比值一定，那么建造高层建筑就会有效地节约城市土地面积，得到更多的空闲地面，用这些空闲出来的地面来进行城市绿化或者供人们休息娱乐。与此同时，建筑高层的土地结构设计会为城市带来更充足的日照、更良好的采光和通风效果。在新加坡新建的居住区中，由于建造了很多的高层建筑群，得到了许多空闲的地面，使人们的休闲活动空间也得到了拓展。最后，一般情况下，高层建筑也可以使人们的内心得到舒展，所以说高层建筑对于城市人们的生活非常重要。因此，高层建筑的结构设计也非常重要，良好的建筑结构可以使人们生活得更加安全，更加舒心。也会使城市更加美观，拥有良好的生态环境。高层建筑结构设计师们要发挥自己的所学所能，设计出美观、经济、实用的高层建筑。

2高层建筑结构设计中应注意的问题

在高层建筑结构的设计中，我们需要注意一些问题，主要有以下几方面。

2.1剪力墙的设计

在高层建筑中，剪力墙对建筑有着重要的影响，所以，在剪力墙的设计过程中，要充分考虑剪力墙的结构体系。也就是以建筑物墙体作为承受水平、竖向荷载的结构，要求混凝土剪力墙具有较好的结构，较强的刚度，以满足其承载力的要求。在对剪力墙进行计算配筋时，切记要为墙肢一端配筋。在短肢剪力墙相对较多的结构中，将较短的墙段划为约束边缘的构件是不妥的，这会使墙肢中和轴附近的钢筋无法发挥作用。另外，剪力墙间距也不能过大，因为这会使得平面的布置显得死板，无法满足公共建筑功能需求。此外，一旦剪力墙自身的结构过大，高度超过标准就会引起悬臂墙变形，

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侧向变形是弯曲型，层间侧移就会随着层数的增多而增加。总的来说，剪力墙是高层建筑的主要构成部分，同时也是高层建筑结构设计工作的重中之重。而在剪力墙其他结构的设计过程中，侧向刚度最好不要太大，否则就会出现对地震作用太大，不经济适用的情况。具体来说，剪力墙需要同框架一起抵抗水平的荷载，也就组成了框架———剪力墙结构体系。如果剪力墙结构比较简单状，所以又被叫做框架———筒体结构体系。该剪力墙结构比单独的框架结构有更强的承载能力。在地震的作用下，层间变形减小，因而也就减小了隔墙和外墙等重要部位的损坏。有了剪力墙，无论在非地震区还是地震区，都可以建造较高的建筑，因此，剪力墙受到了建筑设计者的青睐，也就被广泛应用于高层建筑的结构中。

2.2高层建筑的高度问题

在我国，把达到十层及超过十层的住宅型建筑或者高度在24m以上的综合性建筑划分为高层建筑。根据现有的规定，规定了各种常见建筑结构体系的最大适用高度。在我国的社会经济发展水平、建筑科研水平和施工科学技术水平的相关背景下，这一高度是比较安全稳妥的，它是目前我国土木工程规范体系中相协调的标准高度。但是在实际的建筑工作中，很多混凝土结构的高层建筑在高度设计上已经超过了这一限制，所以，我们在结构设计的时候，需要考虑这一问题。

2.3结构设计人员问题

由于设计人员在设计时的疏乎问题，而导致的高层建筑地基与基础设计问题一直是建筑结构设计人员应该重视的问题之一，因为该阶段设计工作的好坏会直接影响到接下来的设计工作能否正常进行。另外，建筑物的地基做为整个建筑的基础直接决定了高层建筑的价值。在地基基础设计这一阶段，极有可能出现一些问题，如果不加以重视，将对建筑工程造成巨大的损失。

2.4设计单位存在的不容忽视的问题

由于建筑结构的设计和设计单位离不开关系，有极个别设计单位和个人过于看重自己的利益，甚至不惜违背道德和法律，设计出不负责任的作品，危机了他人的安全，最终也将自己送人了监狱。因此，设计单位的管理人员一定要有很强的法律意识和很高的道德修养，使设计出的高层建筑具有合理的结构。

3高层建筑结构设计难点及解决方法

一般情况下，我们根据设计质量和施工质量来评价建筑整体质量的好坏。与施工质量相比，建筑设计的过程相当繁重。因此说设计师们肩负着重大的责任，并且，结构的设计工作会直接影响到高层建筑物的使用安全和经济效益。但在实际设计工作中，经常发生建筑结构设计的概念和方法上的差错，这就需要针对不同问题，采取不同的解决方法。

3.1以实用性为主

作为建筑的设计者，首先要懂得高层建筑不仅有审美的功能，更要有实用功能。在设计高层建筑时，要综合应用艺术手段和工程技术手段，在带给人们良好视觉效果的同时，还要让人们住的舒心，住的安全。而且，设计出的建筑还应该有持久性，可以经受得住时间的考验。多年之后，高层建筑仍应该有坚固的结构。也可以说，建筑的审美意义是有赖于实用意义的。

3.2设计与施工的有机结合

对高层建筑结构的设计进行施工时，需要根据具体情况来进行。在高层建筑结构设计的时候，结构构件应进行承载能力极限状态的计算和正常使用极限状态的验算，如直接承受动力荷载的构件应进行疲劳强度验算，结构上多种作用效应同时发生时，应通过结构分析分别求出每一种作用下的效应后，考虑其可能的最不利组合。

4结束语

高层建筑设计与施工是一个系统工程特别是设计阶段的工作尤其要引起重视。高层建筑的结构设计还有其他的重点问题，比如扭转的问题，要求几何中心、刚度中心、结构重心合为一；此外还要注意抗风结构的设计，保护建筑的支撑结构和装饰结构等；抗震结构也是建筑高层设计的难点，这需要设计人员有灵活性。最后，设计人员要注意消防设计，尽量减少高层失火对人们的伤害。

参考文献

［1］孔雅莎，《建筑结构设计杂谈》［J］．建筑结构，2006（3）．

［2］颜兴强，《浅谈建筑结构设计方法》［J］．沿海企业与科技，2009（5）．

［3］周晓强，胡万里．高层建筑工程施工中应注意的安全问题及对策［J］．科技成果纵

横，2008．

［4］王翔宇，任力勇．谈高层结构设计中的常用电算指标———以轴压比、周期比、位移比的控

制调整指标为论述依据［J］．林业科技情报，2013，02：32－33．

来稿日期：2013－12－10

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