建筑结构设计的作用探讨

建筑结构设计的作用探讨

前言：建筑结构设计在整个建筑工程中所起的作用非常大，因此如何提高建筑结构设计质量是每一位建筑结构工程师及相关工作者重点研究的课题。项目特殊的要求、设计工作人员的水平和不同施工的环境等都会对结构的设计质量带来影响。因此为了提高建筑结构设计质量就必须做好管理工作。

1.高层建筑结构设计特点

1.1水平作用是决定因素

首先，因为结构自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力及弯矩的数值，仅仅和建筑高度的一次方成正比，但是水平作用对结构产生的倾覆力矩和在竖向构件中引起的轴力，与建筑高度的两次方成正比；另外，对一些一定高度的建筑来说，竖向荷载基本上是固定值，但作为水平作用的地震作用和风荷载却是不确定的。

1.2侧移是控制指标

与多层建筑有所不同，高层建筑结构设计中的结构侧移十分重要的因素。随着建筑高度的增加，使得水平作用下结构的侧移变形增加，建筑高度的四次方与结构顶点侧移呈正比关系。在而结构在水平荷载作用下的侧移必须要控制在一定的范围以内。

1.3结构延性是重要设计指标

延性指的是结构与构件屈服以后，在不降低承载能力不降低的情况下，具有足够塑性变形能力的一种性能，一般用延性比进行表示。受弯构件会跟随荷载而不断增加，首先受拉区混凝土出现裂缝，再呈现非弹性变形。再受拉钢筋屈服，降低了受压区高度，受压区混凝土被压碎，最后使得构件遭到破坏。

1.4轴向变形也不容轻视

在高层建筑中，竖向荷载数值会较大，会在柱中引起很大的轴向变形，从而导致对连续梁弯矩产生一系列的影响，使连续梁中间支座处的负弯矩值变小，跨中正弯矩值和端支座负弯矩值变大，对预制构件的下料长度也会产生影响，这就要求依据轴向变形计算值，对下料的长短做出相应调整；另外对构件剪力和侧移

也会产生影响。不考虑构件竖向变形与考虑构件竖向变形相比较，计算结果会偏于不安全。

2.建筑结构设计与建筑工程质量的关系

2.1建筑结构设计安全必要性的保证

建筑结构存在的作用就是为了建筑物在以后的投入使用中的安全得到保证。结构的意义是承重，建筑主体的承载结构要考虑承载重量、建筑自身的重量和其他的载重量等。正常情况下，建筑设计的承重结构的进行是依据一个大体估计值，而且这个承载的极限数值直接对承载结构的内部结构产生影响。为了确保建筑的要安全的使用就要参照各个在建筑设计规范内的数值，以此用作施工前的建筑结构设计的参考依据。还要综合当地的风雪荷载以及可变荷载的取大值，建筑结构设计也要考虑特殊的地理环境，因为这些环境会对的安全产生影响，如飓风、地震、大量降雪降雨。除此之外，建筑承受的极限要示建筑用途来确定，这就是商场办公大楼和住宅小区采用不同设计标准的原因。

2.2建筑结构设计在建筑工程质量中的作用

建筑结构设计对建筑工程的整体建设质量起到重要的作用。因此，在建筑施工的过程中，结构设计的选择要与材料、设备和人员协调一致，组合优势，这是提高效益、保证质量和缩短工期的重要保证。好的结构设计可以起到弥补因其他因素带来的不足的作用。例如一样的建筑材料，采用不同的结构设计，最终会有不同的效果是。在同一外力作用下，结构设计合理不会受到丝毫的影响，而不合理的倒塌陷落随时会发生。各种的建筑工程事故之所以会出现，主要就是设计的不合理。

3. 高层建筑结构设计的质量安全面临的问题

3.1结构的超高问题。

高层建筑的主要特点就是高。也是因为建筑物本身的高度，增加了建筑结构设计的困难。抗震规范严格限制了建筑的高度，在新的规范中明确的对建筑物的高度进行了限制。在实际的施工过程中，往往会发生改动结构类型的情况，使施工计划按原来的结构设计进行，就会造成实际情况和原定计划出现严重的差异。再者超高的结构建筑为后期的高层建筑带来安全隐患。

3.2嵌固端的设置问题

高层建筑设置的位置通常选择人防或建筑物的地下室的顶板。地下室和人防虽然对高层建筑有重要的影响作用，但在实际的设计中设计师却容易忽略对嵌固端的设计。比如嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端楼板的适应性问题、结构整体设计计算的位置和嵌固端上下层抗震等级的一致性。嵌固端的设置对高层建筑结构设计有非常重要的作用，任何一方面的忽视都会对建筑后期的正常使用带来影响。

除此之外，高层建筑结构的设计还存在适应新旧规范的问题，在以后的发展中，高层建筑结构的设计会有出现不同的规范，在具体细则上，新旧规范回发生大的变动，新规范在高层建筑方面上增加了许多的限制条件，安全性的问会有更加高的要求。目前注重高层建筑结构的设计规范性问题是有依据的。

4.高层建筑结构设计质量安全的提高

4.1强化基础结构设計，提高地基承载力

由于高层建筑有强大的建筑压力，所以地基的要求不可能低.只有打好坚实的基础才可以保证建筑物的安全。高层建筑的基础设计对基深埋的工作有特别的要求，即深埋的程度是从室外的地坪一直到基础的地面。高层建筑对地基的选择还是以天然地基为主。因为天然地基是经过深埋的所以可以提高地基的稳定和牢固性。还有一点就是还可以改变地基的承受能力，例如要提高地基的承载力，则可以修改地基的方式来增大地基的承载力。高层建筑的地下室外墙主要是选择钢筋硷墙，加上地基的外侧的层间刚度比较强，地基整体的稳定也可以通过地基的侧向刚度来提高。所以说地下室的设置对地基结构的整体稳定性有一定的好处。有利于协调整体结构加强基础结构的建设。

4.2剪力墙开洞

我国高层建筑结构的设计有明确的要求：“相对长的剪力墙应该要开设洞口，然后分成均匀的几个墙段，墙段的连接要选择弱连梁，而且各个独立的墙段的截面高度和总高度的比例要大于2m，墙肢截面的高度要小于8m”。进行结构设计时为了形成弱连梁以有效保证剪力墙的支持力度，就要在剪力墙上开大洞。另外，为了解决设计中框架结构梁柱的偏心距会出现较大的问题，就要加大梁宽或进行梁水平腋的设置，梁柱的接点处会产生强大的刚玉，以此来增加梁柱支撑的力度。

4.3梁高度要选用恰当