论文部分内容阅读
摘要：随着我国经济水平的不断发展进步，建筑行业中高层建筑工程也逐渐增多，由于高层建筑在结构设计中不断出现不同程度的弊端和问题。因此，就要对高层建筑结构设计进行优化处理，优化设计结构能够使工程项目的质量安全和环保节能方面进行均衡的分配，进而提高高层建筑项目的增值，进一步推动了我国经济建设的发展水平。本文主要就高层建筑结构设计中的要点进行简要分析与讨论。
关键词：高层建筑；结构设计；要点分析
一、引言
随着我国经济建设的日益进步，建筑行业也得到了蓬勃的发展，面对高层建筑的数量越来越多的现状，关于如何控制好质量问题已经成为建筑行业普遍关注的重要问题。高层建筑的结构设计是建筑施工中的重点工作，会对整个建筑工程质量产生很大影响。因此，要做好高层建筑结构设计的优化工作，保证设计的各个环节都能做到科学性、合理性，进而为高层建筑结构设计的优化提供强有力保障，为我国的经济发展贡献最大的力量。
二、高层建筑结构设计特点
2.1、侧移成为控制指标
结构侧移作为高楼结构设计中的关键因素，也是高层建筑与较低楼房的不同点之一。楼房的高度越高，水平荷载下结构的侧移变形就越大，因此，结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度范围内。
2.2、轴向变形不容忽视
由于高层建筑中的竖向荷载数值很大，会在柱中引起较大的轴向变形，从而会对连续梁弯矩造成影响，使其连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩和端支座负弯矩值则会增大；除此之外，还会对预制构件的下料长度、构件剪力和侧移等都会产生影响。
2.3、结构延性是重要设计指标
與较低楼房相比，高层建筑在地震作用下的变形更大一些。为了避免楼房倒塌，就要在构造上采取恰当的措施，使其结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，保证高层建筑的整体结构具有足够的延性。
2.4、水平荷载成为决定性因素
建筑物自身重量和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值，与建筑物高度成线性关系；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩则与建筑物高度的二次方成正比。总而言之，对与具有一定高度的建筑物来说，竖向荷载基本上是定值，而作为水平荷载的风荷载的数值是随着结构动力特性的不同会随时发生较大幅度的变化的。
三、当代高层建筑结构类型
3.1、剪力墙结构体系
在剪力墙结构中，竖向承重结构是由很多横向和纵向的钢筋混凝土剪力墙组成的，剪力墙除了需要承受重力荷载作用之外，还要承受很多像风、地震等水平荷载的作用。剪力墙因其与框架结构相比有更大的测向刚度以及更小的侧移，而将其结构归属于刚性结构体系。从理论的上来说，剪力墙的结构特点完全可以用来建造上百层的建筑，但是由于实际的技术限制和特殊的地理位置限制需要控制房屋高度，例如地震区的剪力墙一般都要控制在一定层数和高度的范围内。剪力墙结构的缺点是间距较小，一般在3米到6米之间，因而使得建筑平面的布置缺乏灵活性，在使用时也会受到一定的限制。
3.2、框架结构体系
框架结构是由梁和柱体两部分组成的纵横两个方向的框架所形成的结构体系，框架结构需要同时承受竖向荷载和水平荷载。框架结构有很明显的优缺点：优点，建筑平面布置灵活，便于形成较大的内部空间，对于建筑立面的处理也十分简便；缺点，侧向刚度小，建筑层数较多时会发生侧向位移，很容易造成非结构构件破坏，影响使用。
3.3、筒体结构体系
筒体结构就是将剪力墙和柱体框架集中到房屋，房屋的内部和外围而形成的空间就是一个封闭式的筒体。筒体结构的主要特点就是由于剪力墙结构比较集中，使得房屋内部有较大的空间可以自由分割，这种多用于写字楼建筑。
四、高层建筑结构设计要点
4.1、基础设计问题
对任何一项建筑工程来说，地基都是建筑施工的基础，作为建筑设计人员在对高层建筑结构设计进行设计时首先就要全面了解建筑地基的实际情况，对建筑结构和建筑环境进行深入分析，确保做出的建筑结构设计在实际施工过程中具有很好的可实行性。由于各个地区的建筑环境不同，地质情况也有所不同，因此，设计人员在对高层建筑结构设计进行设计时需要深入研究当地的地质状况及建筑环境，确保施工的顺利进行。除此之外，建筑结构设计人员还要进行水位勘探，全面考虑地质情况、上层结构类型和施工条件等内容。另外，设计者还需要对周边的建筑环境的安全系数进行深入的研究，从而观察建筑物倾斜或者沉降情况。除此之外，设计人员还需要通过了解建筑物的具体位置和标高，来分析建筑施工是否具有科学性的保障，进而为建筑工程施工的顺利进行提供有力保障。
4.2、水平荷载问题
在建筑工程施工的过程中会受到很多因素对建筑质量造成影响，如垂直荷载、水平荷载、地震抵抗力等。水平荷载是决定建筑质量的关键性因素，是建筑结构设计中的主要控制因素。建筑结构设计人员需要对水平荷载的方向以及大小进行深入的分析，以避免由水平荷载导致的高层建筑结构问题出现，还可以通过加强建筑结构的强化效果，进而减少水平荷载导致的建筑结构问题。
4.3、结构延性问题
高层建筑在地震作用下因其良好的柔和性，变形程度会更大一些。为了避免楼房倒塌，就要在构造上采取恰当的措施，使其具备更好的抵抗变形的能力。在高层建筑结构设计的过程中，通过对高层建筑边角和底座等部分的处理可以使其在进入塑性变形阶段后仍具有足够的延性，进一步提高高层建筑的安全性和稳定性。
4.4、结构选型问题
要严谨仔细的选择高层建筑结构所需要的施工工艺。施工工艺不仅对建筑施工材料的消耗程度有很大影响，还对整个工程的工期和建筑质量产生很大影响。因此，在进行高层建筑结构选型时，设计人员需要全面考虑整个建筑的结构体系，选择最合理的建筑结构的施工工艺。另外，设计人员需要对建筑结构进行完善的力学分析，确保建筑施工的受力特性和工程效益。除此之外，高层建筑结构设计人员还要充分考虑到选型环境和施工效果等方面的特点，从整体上提高建筑结构的经济效益和社会效益，最大程度上减少工程资源浪费的情况。
4.5、抗震及连梁问题
一般情况下，在进行高层建筑抗震设计时，高层建筑通常使用框架剪力墙、剪力墙、筒体结构等实现加固的目的，而不是使用单纯的框架结构体系来提高其抗震效果。在框架-剪力墙结构中，设计人员可以通过减少刚度系数来降低连梁的刚度，如果降低连梁的刚度之后还是无法满足设计的要求的话，设计人员还可以适当内调幅连梁，但是在实际调幅的过程中，必须保证调幅力度低于20个百分点。
五、结束语
高层建筑的结构设计工作不仅影响着我国建筑行业的长远发展和住宅建筑的质量，同时也是对我国建筑行业的设计人员的专业素质和水平的考验。如果还是按照传统的设计方法进行高层建筑结构的设计，则会造成巨大的浪费。因此，对高层建筑来说，最重要的是抓住高层建筑结构设计的要点，寻找能实现资源合理分配和节约建筑造价的结构优化设计方法势在必行。
参考文献
[1] 郝建平.小议建筑抗震墙的设计与施工[J].民营科技.2013（04）
[2] 马德胜.抗震剪力墙结构的连梁设计探讨[J].建筑知识.2013（S2）
[3] 吴华生，付丽萍，关于高层建筑剪力墙连梁设计的探讨[J].科技促进发展.2013（08）
[4] 尚志刚.对某项目建筑结构布置和选型的探讨[J].企业家天地.2014（04）
关键词：高层建筑；结构设计；要点分析
一、引言
随着我国经济建设的日益进步，建筑行业也得到了蓬勃的发展，面对高层建筑的数量越来越多的现状，关于如何控制好质量问题已经成为建筑行业普遍关注的重要问题。高层建筑的结构设计是建筑施工中的重点工作，会对整个建筑工程质量产生很大影响。因此，要做好高层建筑结构设计的优化工作，保证设计的各个环节都能做到科学性、合理性，进而为高层建筑结构设计的优化提供强有力保障，为我国的经济发展贡献最大的力量。
二、高层建筑结构设计特点
2.1、侧移成为控制指标
结构侧移作为高楼结构设计中的关键因素，也是高层建筑与较低楼房的不同点之一。楼房的高度越高，水平荷载下结构的侧移变形就越大，因此，结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度范围内。
2.2、轴向变形不容忽视
由于高层建筑中的竖向荷载数值很大，会在柱中引起较大的轴向变形，从而会对连续梁弯矩造成影响，使其连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩和端支座负弯矩值则会增大；除此之外，还会对预制构件的下料长度、构件剪力和侧移等都会产生影响。
2.3、结构延性是重要设计指标
與较低楼房相比，高层建筑在地震作用下的变形更大一些。为了避免楼房倒塌，就要在构造上采取恰当的措施，使其结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，保证高层建筑的整体结构具有足够的延性。
2.4、水平荷载成为决定性因素
建筑物自身重量和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值，与建筑物高度成线性关系；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩则与建筑物高度的二次方成正比。总而言之，对与具有一定高度的建筑物来说，竖向荷载基本上是定值，而作为水平荷载的风荷载的数值是随着结构动力特性的不同会随时发生较大幅度的变化的。
三、当代高层建筑结构类型
3.1、剪力墙结构体系
在剪力墙结构中，竖向承重结构是由很多横向和纵向的钢筋混凝土剪力墙组成的，剪力墙除了需要承受重力荷载作用之外，还要承受很多像风、地震等水平荷载的作用。剪力墙因其与框架结构相比有更大的测向刚度以及更小的侧移，而将其结构归属于刚性结构体系。从理论的上来说，剪力墙的结构特点完全可以用来建造上百层的建筑，但是由于实际的技术限制和特殊的地理位置限制需要控制房屋高度，例如地震区的剪力墙一般都要控制在一定层数和高度的范围内。剪力墙结构的缺点是间距较小，一般在3米到6米之间，因而使得建筑平面的布置缺乏灵活性，在使用时也会受到一定的限制。
3.2、框架结构体系
框架结构是由梁和柱体两部分组成的纵横两个方向的框架所形成的结构体系，框架结构需要同时承受竖向荷载和水平荷载。框架结构有很明显的优缺点：优点，建筑平面布置灵活，便于形成较大的内部空间，对于建筑立面的处理也十分简便；缺点，侧向刚度小，建筑层数较多时会发生侧向位移，很容易造成非结构构件破坏，影响使用。
3.3、筒体结构体系
筒体结构就是将剪力墙和柱体框架集中到房屋，房屋的内部和外围而形成的空间就是一个封闭式的筒体。筒体结构的主要特点就是由于剪力墙结构比较集中，使得房屋内部有较大的空间可以自由分割，这种多用于写字楼建筑。
四、高层建筑结构设计要点
4.1、基础设计问题
对任何一项建筑工程来说，地基都是建筑施工的基础，作为建筑设计人员在对高层建筑结构设计进行设计时首先就要全面了解建筑地基的实际情况，对建筑结构和建筑环境进行深入分析，确保做出的建筑结构设计在实际施工过程中具有很好的可实行性。由于各个地区的建筑环境不同，地质情况也有所不同，因此，设计人员在对高层建筑结构设计进行设计时需要深入研究当地的地质状况及建筑环境，确保施工的顺利进行。除此之外，建筑结构设计人员还要进行水位勘探，全面考虑地质情况、上层结构类型和施工条件等内容。另外，设计者还需要对周边的建筑环境的安全系数进行深入的研究，从而观察建筑物倾斜或者沉降情况。除此之外，设计人员还需要通过了解建筑物的具体位置和标高，来分析建筑施工是否具有科学性的保障，进而为建筑工程施工的顺利进行提供有力保障。
4.2、水平荷载问题
在建筑工程施工的过程中会受到很多因素对建筑质量造成影响，如垂直荷载、水平荷载、地震抵抗力等。水平荷载是决定建筑质量的关键性因素，是建筑结构设计中的主要控制因素。建筑结构设计人员需要对水平荷载的方向以及大小进行深入的分析，以避免由水平荷载导致的高层建筑结构问题出现，还可以通过加强建筑结构的强化效果，进而减少水平荷载导致的建筑结构问题。
4.3、结构延性问题
高层建筑在地震作用下因其良好的柔和性，变形程度会更大一些。为了避免楼房倒塌，就要在构造上采取恰当的措施，使其具备更好的抵抗变形的能力。在高层建筑结构设计的过程中，通过对高层建筑边角和底座等部分的处理可以使其在进入塑性变形阶段后仍具有足够的延性，进一步提高高层建筑的安全性和稳定性。
4.4、结构选型问题
要严谨仔细的选择高层建筑结构所需要的施工工艺。施工工艺不仅对建筑施工材料的消耗程度有很大影响，还对整个工程的工期和建筑质量产生很大影响。因此，在进行高层建筑结构选型时，设计人员需要全面考虑整个建筑的结构体系，选择最合理的建筑结构的施工工艺。另外，设计人员需要对建筑结构进行完善的力学分析，确保建筑施工的受力特性和工程效益。除此之外，高层建筑结构设计人员还要充分考虑到选型环境和施工效果等方面的特点，从整体上提高建筑结构的经济效益和社会效益，最大程度上减少工程资源浪费的情况。
4.5、抗震及连梁问题
一般情况下，在进行高层建筑抗震设计时，高层建筑通常使用框架剪力墙、剪力墙、筒体结构等实现加固的目的，而不是使用单纯的框架结构体系来提高其抗震效果。在框架-剪力墙结构中，设计人员可以通过减少刚度系数来降低连梁的刚度，如果降低连梁的刚度之后还是无法满足设计的要求的话，设计人员还可以适当内调幅连梁，但是在实际调幅的过程中，必须保证调幅力度低于20个百分点。
五、结束语
高层建筑的结构设计工作不仅影响着我国建筑行业的长远发展和住宅建筑的质量，同时也是对我国建筑行业的设计人员的专业素质和水平的考验。如果还是按照传统的设计方法进行高层建筑结构的设计，则会造成巨大的浪费。因此，对高层建筑来说，最重要的是抓住高层建筑结构设计的要点，寻找能实现资源合理分配和节约建筑造价的结构优化设计方法势在必行。
参考文献
[1] 郝建平.小议建筑抗震墙的设计与施工[J].民营科技.2013（04）
[2] 马德胜.抗震剪力墙结构的连梁设计探讨[J].建筑知识.2013（S2）
[3] 吴华生，付丽萍，关于高层建筑剪力墙连梁设计的探讨[J].科技促进发展.2013（08）
[4] 尚志刚.对某项目建筑结构布置和选型的探讨[J].企业家天地.2014（04）