多高层建筑结构设计篇1
关键词：建筑工程，结构，抗震设计
abstract:usingthemodernscienceandtechnologytoreduceandpreventearthquakedisaster,thestructureaseismaticdesignisakindofeffectivemethod.SohereistheauthorofthecurrentstructuralseismicdesignSuggestionstoexplore.
Keywords:constructionproject,thestructure,theseismicdesign
中图分类号：S611文献标识码：a文章编号：
建筑物本身又是一个庞大复杂的系统，在遭受地震作用后其破坏机理和破坏过程十分复杂。且在结构分析方面，由于未能充分考虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素，也存在着不确定性。因此，建筑结构抗震设计就显得尤为重要。
1．有关抗震设计的若干概念
为了保证结构的抗震安全，根据具体情况，结构单元之间应遵守牢固连接或有效分离的方法。高层建筑的结构单元宜采取加强连接的方法。尽可能设置多道抗震防线，强烈地震之后往往伴随多次余震，如只有一道防线，在首次破坏后在遭受余震，结构将会因损伤积累而导致倒塌。适当处理结构构件的强弱关系，使其在强震作用下形成多道防线，并考虑某一防线被突破后，引起内力重分布的影响，是提高结构抗震性能，避免大震倒塌的有效措施。合理布置抗侧力构件，减少地震作用下的扭转效应。结构刚度、承载力沿房屋高度宜均匀、连续分布、避免造成结构的软弱或薄弱部位。结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性及耗能等方面的性能。主要耗能构件应有较高的延性和适当的刚度，承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。合理控制结构的非弹性(塑性铰区)，掌握结构的屈服过程，实现合理的屈服机制。框架抗震设计应遵守“强柱、弱梁、结点更强”的原则，当构件屈服、刚度退化时，结点应能保持承载力和刚度不变。采取有效措施，防止钢筋滑移、混凝土过早的剪切破坏和压碎等脆性破坏。考虑上部结构嵌固于基础结构或地下室结构之上时，基础结构或地下室机构应保持弹性工作。高层建筑的地基主要受力范围内存在较厚的软弱黏性土层时，不宜采用天然地基。采用天然地基的高层建筑应考虑地震作用下地基变形对上部结构的影响。为了充分发挥各构件的抗震能力，确保结构的整体性，在设计的过程中应遵循以下原则：①结构应具有连续性。结构的连续性是使结构在地震作用时能够保持整体的重要手段之一。②保证构件间的可靠连接。提高建筑物的抗震性能，保证各个构件充分发挥承载力，关键的是加强构件间的连接，使之能满足传递地震力时的强度要求和适应地震时大变形的延性要求。③增强房屋的竖向刚度。在设计时，应使结构沿纵、横2个方向具有足够的整体竖向刚度，并使房屋基础具有较强的整体性，以抵抗地震时可能发生的地基不均匀沉降及地面裂隙穿过房屋时所造成的危害。
2．抗震设计一般规定
2．1多层和高层现浇钢筋混凝土房屋的结构类型和适用的最大高度应符合要求。平面和竖向均不规则的结构或建造于Ⅳ类场地的结构，适用的最大高度应适当降低。合相应的计算和构造措施要求。
2．2钢筋混凝土房屋应根据烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级，并应符合相应的计算措施要求。
2．3钢筋混凝土房屋抗震等级的确定，尚应符合下列要求：框架一抗震墙结构，在基本振型地震作用下，若框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50％，其框架部分的抗震等级应按框架结构确定，最大适用高度可比框架结构适当增加：裙房与主楼相连，除应按裙房本身确定外，不应低于主楼的抗震等级；主楼结构在裙房顶层及相邻上下各一层应适当加强抗震构造措施。裙房与主楼分离时，应按裙房本身确定抗震等级；当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下一层的抗震等级应与上部结构相同，地下一层以下的抗震等级可根据具体情况采用三级或更低等级。地下室中无上部结构的部分，可根据具体情况采用三级或更低等级；抗震设防类别为甲、乙、丁类的建筑应结合有关抗震设防标准的规定和确定抗震等级；其中，8度乙类建筑高度超过规定的范围时应经专门研究采取比一级更有效的抗震措施。
2．4高层钢筋混凝土房屋宜避免采用规定的不规则建筑结构方案，不设防震缝。
3.建筑防震设计方法
建筑抗震的概念设计指在进行建筑结构抗震设计时，应着眼于建筑物结构的总体地震的震动反应，按照建筑结构的破坏机制和破坏过程，灵活应用建筑抗震的设计准则，全面而合理地解决建筑结构设计中出现的基本问题。
钢结构建筑有许多优良的特性。有很好的抗震、抗风性能。钢结构整体刚性好、强度高、重量轻、变形能力强，建筑物自重仅为砖混结构的1／5，抗震性能却是砖混结构的2倍以上，并有很强的抗风性能，有效的保护人民生命和财产安全。建筑钢结构都是由多层水平的楼盖和竖向的柱、墙等组成。楼盖主要承受竖向荷载，而建筑竖向的柱、墙等构件因为建筑高度的变化，其组成方式和受力变形．特性结构体系也有明显的变化。框架、剪力墙及筒体是结构中抵抗竖向及水平荷载的基本单元，由它们及其变体组成了各种结构体系，如框架结构体系、框架一支撑结构体系、框架-剪力墙体系、框架一简体结构体系、交错析架结构体系等。
建筑设计应设置多道抗震设防体系。由于地震的震动往往会持续一定时间，而且震动是往复的。根据对地震的大量研究可以看出，建筑物的倒塌通常是由于地震的持续往复作用，使建筑物的结构造到破坏，从而丧失了对建筑物重力荷载的承载能力。所以，建筑抗震规范提出“强柱弱梁、强剪弱弯”的抗震设计思想。建筑柱桩是建筑主要承受重力荷载的构件，通过科学、合理处理柱与梁之间的强弱关系，使建筑框架梁在地震中先于柱子屈服，出现了塑性铰，从而耗散一定的地震能量，柱桩在建筑抗震中退居到第二道抗震设防体系。剪切破坏属于力学的脆性破坏，而弯曲破坏是材料力学中的延性破坏，破坏后出现塑性铰，建筑结构还能够继续承载。“强剪弱弯”的设计思想则使剪切破坏退居到第二道抗震设防体系。
建筑抗震设计要具备合理的刚度和承载力分布以及与之匹配的延性。结构构件必须具备足够大的承载能力和刚度(刚度包括抗侧刚度和抗扭刚度)，结构构件的承载能力和刚度是相关的，一般来说，建筑刚度越大，其承载能力也越大。增大建筑结构构件的承载力，可以推迟地震时构件的屈服能力，减轻地震对构件的屈服程度，降低对构件延性的要求，但这提高了建筑工程造价。要实现经济合理的建筑抗震结构体系，使建筑物在遭受大地震侵袭时，仍具有很强的抗倒塌能力，最理想的是建筑物部分结构构件破坏，通过延性耗散地震能量，避免建筑物的倒塌。
建筑延性系数设计方法。该方法的实质是通过建立建筑构件的位移延性系数或建筑截面曲率延性系数与塑性铰区混凝土极限压应变的关系，由结构约束箍筋来保证核心混凝土能够满足所要求的极限压应变，从而使建筑构件具有所需要的延性系数。建筑延性包括建筑结构延性、构件延性和截面延性三个方面。结构延性可以用顶点位移延性和层间位移延性来表达；构件位移延性与塑性铰区长度和截面延性等有关；截面延性与建筑物的几何形状、混性土强度、轴压比、纵筋含钢率、含箍特征值等因素有关。
采用能力谱方法进行建筑抗震设计。该方法是通过地震反应谱曲线和建筑结构能力谱曲线的叠加来评估建筑结构在给定地震作用下的反应特性。反应谱是指单自由度体系在给定地震输入下的加速度谱；能力谱是指通过对建筑结构进行静力推的分析，转换得到等效单自由度体系的加速度和位移之间的关系曲线。能力谱方法由Freeman等提出，经过不断的完善和革新。《日本建筑标准法》和美国atC-40都采用能力谱法作为基于性能，位移抗震设计方法。Chopra提出了将能力谱方法和结构损伤指数评定相结合的屈服位移能力谱的地震损伤分析方法，增加并强化了能力谱法的实用性。因此，能力谱法的实质是采用的基于承载力的设计方法加位移、变形的能力校核，并依据能量的设计方法。对抗震设计的研究表明地震动瞬时能量在大多数情况下对结构最大位移反应具有决定性作用。但要建立基于能量的有效建筑抗震设计框架还需更深入的研究。
4．结束语
随着建筑结构抗震相关理论研究的不断发展，结构抗震设计思路也经历了一系列的变化。最初，在未考虑结构弹性动力特征，也无详细的地震作用记录统计资料的条件下，经验性的取一个地震水平作用用于结构设计。结构抗震设计思路经历了从弹性到非线性，从基于经验到基于非线性理论，从单纯保证结构承载能力的“抗”到允许结构屈服，并赋予结构一定的非弹性变形性能力的“耗”的一系列转变
参考文献
多高层建筑结构设计篇2
关键词：多层建筑；高层建筑；结构设计
中图分类号：tU208.3文献标识码：a文章编号：
1.高层建筑结构受力方面
随着社会的发展，都市的生活在给人们带来繁华的同时，人口问题和住房压力也让我们陷入困境之中，因此多层建筑逐渐消失与历史舞台，取而代之的是一座座拔地而起的高层建筑。而相对于多层建筑，高层建筑的结构设计也更为复杂，面对诸多的设计难点，受力问题就是要解决的当务之急。
空间组成特点是一个设计师在进行方案设计的时候首要应该关注的讲点，而不是急于确定其详细的设计结构。建筑物底面对建筑物空间形式的竖向稳定和水平方向的稳定都是非常重要的，由于建筑物是由一些大而重的构件所组成，因此结构必须能将它本身的重量传至地面，结构的荷载总是向下作用于地面的，而建筑设计的一个基本要求就是要搞清楚所选择的体系中向下的作用力与地基土的承载力之间的关系，所以，在建筑设计的方案阶段，就必须对主要的承重柱和承重墙的数量和分布作出总体设想。
很多人认为底层、多层和高层建筑的结构是不同的，其实这种观点是片面的。在实际的结构设计当中，对于低层、多层和高层建筑，竖向和水平向结构体系的设计基本原理都是相同的，但是，随着高度的不断增加。竖向结构体系成为设计的控制因素，其原因有两个：其一，较大的垂直荷载要求有较大的柱、墙或者井筒；其二，侧向力所产生的倾覆力矩和剪切变形要大得多。
当然，在实际处理竖向力和侧向力的过程当中，通过实践我们不难发现，与竖向荷载相比，侧向荷载对建筑物的效应不是线性增加的，而随建筑高度的增高迅速增大。例如，在所有条件相同时，在风荷载作用下，建筑物基底的倾覆力矩近似与建筑物高度的平方成正比，而其顶部的侧向位移与高度的四次方成正比，地震的作用效应更加明显。在高层建筑中，问题不仅仅是抗剪，而更重要的是整体抗弯和抵抗变形，可见，高层建筑的结构受力性能与低层建筑有很大的差异。
2.结构选型阶段
结构的设计和选型阶段对于高层建筑的设计来说，是最为重要的，所以在这个阶段，设计师一定要综合多方面考量。同时针对建筑过程中可能遇到的问题要进行正确的预估。
2.1结构的规则性问题
要熟悉结构设计的规则，在最新的规范当中，许多内容都是与旧规范相悖的，所以一定要熟知规范规则。例如：平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等，而且，新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。”因此，结构工程师在遵循新规范的这些限制条件上必须严格注意，以避免后期施工图设计阶段工作的被动。
2.2结构的超高问题
在结构设计的时候，要对高层建筑的高度有一个严格的限制。最新的规范也将高度作为重点项目进行规范，除了将原来的限制高度设定为a级高度的建筑外，增加了B级高度的建筑，因此。必须对结构的该项控制因素严格注意，一旦结构为B级高度建筑甚或超过了B级高度，其设计方法和处理措施将有较大的变化。
如果事前不能对建筑的高度做出正确的预估，就很可能会造成严重的经济损失。以往我们也遇到过类似情况，导致施工图审查时未予通过，必须重新进行设计或需要开专家会议进行论证等工作的情况，对工程工期、造价等整体规划的影响相当巨大。
2.3嵌固端的设置问题
现在的高层建筑一般都带有地下室，因此嵌固端设置的为止也是结构设计的一个重要环节。因此，在这个问题上，结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的方面，如：嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一致性、在结构整体计算时嵌固端的设置、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等等问题，而忽略其中任何一个方面都有可能导致后期设计工作的大量修改或埋下安全隐患。
3.地基与基础设计方面
无论是多层建筑还是高层建筑，打好地基都是一项基础性的工作，也是安全性的重要保障。因此，地基与基础设计一直是结构工程师比较重视的方面，不仅仅由于该阶段设计过程的好与坏将直接影响后期设计工作的进行，同时，也是因为地基基础也是整个工程造价的决定性因素，因此，在这一阶段，所出现的问题也有可能更加严重甚至造成无法估量的损失。
我国对地基的设计和建筑方面有着明确的规范，一定要严格按照规范措施实施操作。由于我国占地面积较广，地质条件相当复杂，作为国家标准，仅仅一本《地基基础设计规范》无法对全国各地的地基基础都进行详细的描述和规定，因此，作为建立在国家标准之下的地方标准。
想要保障地基基础建设的安全工作，就要深入的了解地方性的法规政策。地方性的“地基基础设计规范”能够将各地方的地基基础类型和设计处理方法等一些成熟的经验描述和规定得更为详细和准确，所以，在进行地基基础设计时，一定要对地方规范进行深入地学习，以避免对整个结构设计或后期设计工作造成较大的影响。
4.高层建筑结构分析的基本原则
4.1整体参数的设定
在机构的计算方面，最初就应该把握好高层建筑的具体数字，严格按照法规中的参数来设置。在进行抗震计算时需考虑振型的数量，数量多了会浪费时间，并可能使计算结果发生畸变，数量太少又会使计算结果失真，《高规》第5.1.13.2款规定抗震计算时振型数不应小于15。最大地震力作用方向可由设计软件自动计算，但若该角度绝对值超过15度，就应重新计算。结构的基本周期是计算风荷载的重要指标，设计初期可能不知道其准确值，可待计算之后从计算书中读取，并重新计算。
4.2结构体系的合理性分析
结构的合理性是保障建筑的能够顺利进行的重要帮手，所以一定规范结构设计原则。周期比是结构扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期之比，它是控制结构扭转效应的重要指标，结构设计中应限定周期比，以便使抗侧力的构件的平面布置更有效更合理。层间位移比和刚度比分别是控制结构平面不规则性及竖向不规则的重要指标，《建筑抗震设计规范》和《高规》中均对它们做出了明确的要求。此外，为了建筑结构的整体稳定性及安全性，还应控制好结构的刚重比和剪重比。
4.3结构构件的优化设计
为保障机构设计的合理性，在进行的过程中，要对高层建筑的结构设计做出优化，还应计算结构单个构件内力和配筋，如计算梁、柱、剪力墙轴压比，优化构件截面设计等。采用软件对混凝土梁计算时，出现以下几种情况时，便会提示超筋：梁的弯矩设计值超过梁的极限承载弯矩；超过《抗震规范》要求梁端纵向受拉钢筋的最大配筋率2.5％；混凝土梁斜截面计算结果不符最小截面的要求。当剪力墙连梁超筋时，表明其在水平地震力作用下抗剪承载力不够，应予以调整。规范中允许适当折减地震作用下剪力墙连梁的刚度，使其出现塑性变形，但还应保证其配筋满足弹性变形时承载力的要求。以上计算得出初始设置的构件截面和形状后，还应在考虑结构的周期、位移、地震力等的前提下，适当优化构件截面，使其在满足受力要求的前提节省材料。
五、结束语
高层建筑逐步取代多层建筑是城市发展的必然选择，不仅能够有效的节省我们的土地资源，还能为我们创造更多的空间。为提高用地效率，城市建筑大多朝向高层和超高层发展，这也为建筑的结构设计提出了更高的要求。因而我们广大建筑设计人员应熟练掌握高层建筑结构设计的相关要点，合理选择建筑结构体系，做好结构设计的计算和优化，提高建筑的结构安全性，降低设计和建造成本，为社会创造出更多的高层建筑精品。
参考文献：
[1]肖峻，高层建筑结构分析与设计[J]，中化建设，2008，(12)
多高层建筑结构设计篇3
关键词：民用建筑；多塔大底盘；后浇带；膨胀加强带；多塔定义；分塔计算
abstract:manybigchassisconstructionbecauseofthetowerofthecomplexityofthefoundationdesign,designpersonneltoputforwardthehigherrequirementsforhowtodoitsafeandeconomicalunification,iseachdesignpersonnelshouldbethinkingabout.thispaperintroducesthedesignofstructureandbasementstructureseismicpouringbelt,expansionstrengtheningbeltarrangementofcrackcontrolmethod,throughthewholecalculationandpointsthecalculationresultsofthetowerdatacomparisonweresummarized,manybigchassisdesignmethodoftower.
Keywords:civilbuildingconstruction;manybigchassistower;ofthepouringbelt;expansionstrengtheningbelt;manydefinitiontower;pointstowercalculation
中图分类号：S611文献标识码：a文章编号：
随着房地产建设的高度发展，多塔大底盘结构的应用越来越广泛，尤其是在住宅小区的建设中大量应用。大底盘地下室主要用于地下停车库或人防地下室，以及沿街商铺等公共建筑辅助用房。几年来，笔者主持设计了多种结构类型的多塔大底盘结构，其上部结构类型主要分：抗震墙结构（主楼25层左右加1层地下室）；短肢剪力墙结构（主楼18层左右加1层地下室）；框架－抗震墙结构（主楼12层左右加1层地下室）；框架结构（主楼6层左右加1层地下室），多塔大底盘结构的设计比单塔结构要复杂得多。
1大底盘地下室的结构设计
大底盘地下室作为上部多塔的结合部，将上部结构与地下室作为一个整体考虑，地下室顶部覆土1。0m，地下室层高4。6m，在计算中采用了弹簧刚度法，在Satwe选项“回填土对地下室约束相对刚度比”取值为3。因地下室上1层的侧向刚度有剧烈变化，上部结构突然收进，属于竖向不规则结构，塔楼与地下室结合部位为结构薄弱部位，应加强抗震构造措施。首先在Satwe计算中，把地下室上1层自行车库层定义为薄弱层，而且对地下室顶板的厚度及配筋均应加厚加强（顶板厚度取值180mm），板钢筋双层双向拉通，对汽车坡道入口等大开洞边楼板应进行弹性板定义计算。因地下室停车库功能要求，局部上部结构的柱子不能伸入地下室，在地下室顶板层进行梁上立柱转换，计算中需要梁上立柱的梁进行转换梁定义。Satwe软件对于梁上立柱构件的计算有些缺陷，对于立柱荷载能导入转换梁并准确计算梁上有立柱的转换梁的内力和配筋，但是对转换梁局部抗剪的计算不精确，对于梁上立柱部位的附加箍筋和吊筋严重不足，设计人员必须根据立柱的荷载自己计算附加箍筋和吊筋，而且在梁平面表示法中，不能自动形成梁上立柱的位置，无梁上立柱附加箍筋和吊筋的表示，所以施工图设计过程中一定要注意梁上立柱位置的表示以及附加箍筋和吊筋的标注，以免造成施工过程中柱插筋遗漏等问题。
2地基基础设计的差异沉降控制
在高层建筑、地基与基础的相互作用下，由于基础对高层建筑荷载的扩散作用，存在一个以塔楼为中心的“共同作用有效范围”。以各塔楼下面一定范围的区域为沉降中心，基础沉降变形各自沿径向向外衰减，并在共同的影响范围内相互叠加；地基反力也是以各塔楼下面某一区域为中心，通过塔楼的裙房基础沿径向向外扩散，并在共同的荷载扩散范围内相互叠加。
大底盘多塔楼结构由于高层主楼与裙房或地下车库的基础连接成整体时，相互间的差异沉降是关系到结构安全的关键性问题。《高层建筑混凝土结构技术规程》规定：高层建筑的基础和与其相连的裙房基础，当不设沉降缝时，应采取有效措施减少差异沉降及其影响针对工程具体情况，如高层主楼和裙房或地下车库基础均采用桩基时，则按照变形调整原则或承载力计算确定各自桩的直径、长度和数量，通过调整尽量使主楼和裙房的沉降一致，减小其差异沉降值；如高层主楼采用桩基，裙房或地下车库可采取满堂基础的天然地基，使其与主楼沉降值接近。
对这种情况，一方面，沿主楼周边，在高层主楼和裙房或地下车库基础之间应设置沉降后浇带，其目的在于消除施工期间相互间产生的不均匀沉降，待高层部分主体结构完成时再连接成整体。根据工程经验，一般认为主体施工完成可实现60％￣80％的沉降。
应通过计算与实测相结合确定主体的沉降完成量，沿底板后浇带每隔10m布置沉降观测点，观测期为底板施工完成后至后浇带浇筑完成，期间每半个月观测一次，根据实测沉降值情况并计算后期沉降差来确定沉降后浇带的浇灌时间。另一方面，采用天然基础的地下室应尽可能减小基础底面积以加大沉降，在满足施工工况及低水位使用工况下抗压承载力的基础上，尽量采用柱下独立基础或条形基础，不宜采用满堂基础。
3多塔的结构设计
1）多塔结构必须在Satwe中进行多塔结构补充定义，可以用围区方式依次指定各个塔楼的范围，输入各塔楼的起始层号、终止层号和塔号，一般定义塔号根据楼层高低从高到低顺序定义，建筑伸缩缝两边分别定义多塔，缝隙两边的墙体还应执行“遮挡定义”，使该墙面成为风荷载遮挡面，其风荷载体型系数按设缝多塔背风面体型系数取值。定义多塔时，不能将同一个构件定义在两个塔内，也不能有些构件不属于任何一个塔，可以用多塔检查命令检查定义的多塔是否正确。
2）多塔结构的各个塔楼可以有不同的结构形式，根据结构高度和结构型式确定不同的构件抗震等级，也可以有不同的混凝土等级，这些操作可以在特殊构件补充定义中进行。比如上部共分七个塔楼，其中三个塔楼为高度大于30m的框架结构，三个塔楼为高度小于60m的框架－抗震墙结构，还有一个为3层框架结构会所，根据抗震规范，会所部分抗震等级为三级，其它塔楼抗震等级为二级，应分开定义。框架－抗震墙塔楼中，因为框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总倾覆力矩的50％，其框架部分的抗震等级按框架结构确定，该数据可以在多塔结构切分后，根据各个塔楼分开计算值，查框架柱地震倾覆弯矩百分比输出文件。
3）在地下室的设计中，将各塔楼和底盘综合在一起，作为一个整体结构模型计算分析，进行全楼构件内力和配筋计算后，将整体计算的有关数据，在分析结果图形和文本显示中，把位移比，层间位移比，层间侧移刚度比，层间受剪承载力，剪重比等大多数控制系数分塔输出，把上部结构荷载与刚度传给基础，再进行JCCaD设计，但是整体模型中对周期比的输出是不正确的，必须将多塔各自独立切分，分开进行抗震计算。根据建筑平面布置分别切分了6个单体，每个单塔在地下室部分保留1￣2个柱距，使塔楼与地下室顶交界处作45°向外斜线交于地下室底部的范围内构件保留。切分过程中还发现了2005。8版Satwe软件必须保留底层所有整体计算输入的所有节点，底层不能进行节点清理这一步骤的操作，否则上部结构的梁荷载会全部丢失。
4结语
多塔大底盘结构有其复杂性，设计过程中应注意分析判断计算软件各种参数的选取，对计算输出结果加以认真分析和比较，在一些特殊部位的结构还需要根据经验加强构造措施，才能保证结构的安全性和经济性。
参考文献
[1]JGJ32002高层建筑混凝土结构技术规程[S].
多高层建筑结构设计篇4
关键词：高层建筑；结构设计；设计方式
高层建筑建设发展和一般的建筑结构不同，它需要承担一定的水平荷载、垂直荷载，具体包括外界风力带来的压力、建筑物本身高度带来的承重压力等。在高层建筑数量的增多下，高层建筑出现了不同程度的位移，对人们使用建筑的舒适度带来了影响，严重的位移甚至还会引起建筑结构构建的损害。基于此，文章对高层建筑结构设计的问题与设计方式进行研究，旨在更好的促进高层建筑发展。
1高层建筑结构设计存在的问题分析
1.1建筑短肢剪力墙设置存在问题
现阶段在高层建筑结构设计中存在问题最多、危害性最强的是建筑短肢剪力墙现象。在一般情况下，建筑结构的短肢剪力墙是指墙肢的高度、厚度比例为5:8的墙。但是高层建筑结构设计中应用了过多钢筋混凝土结构的短肢剪力墙。短肢结构剪力墙高度、厚度之间的比例超过了限定比例要求，在应用的时候需要承载过大的轴力和剪力，在其本身抗震性能差、防风能力差的情况下，会出现过早压塌的情况，不利于高层建筑的稳定建设发展。
1.2抗震结构设计问题
高层建筑结构设计中难度最大的是抗震结构设计。受高层建筑高度过高的影响，一旦出现了地震，就会诱发出各种不可估计的问题。现阶段我国建筑工程建设要求高层建筑要保证五十年的设计基准期，并对高层建筑的抗震设计进行了明确的规定。但是在实际应用中，受我国自然灾害的影响，原有的抗震等级不适用现阶段的高层建筑结构设计。如果高层建筑结构设计人员没有充分认识到这一点，就无法保证高层建筑的抗震性能。
1.3超高设计问题
高层建筑设计的超高问题主要是指一些高层建筑设计单位在施工建设的时候没有按照相应的规范确定高层建筑的高度，而是为了获得经济效益，不加思考、不慎重的提升高层建筑高度，不利于建筑本身的安全稳定建设。
1.4扭转问题
质量中心、刚度中心和几何中心是高层建筑结构设计中的“三心”，也是高层建筑结构设计过程中需要注重的建设目标。但是在实际施工中存在高层建筑施工设计三心偏离的问题。在三心偏离的情况下，一旦出现不适当水平力的影响就会出现高层建筑扭曲震动的问题，影响高层建筑的安全建设。
2高层建筑结构设计的完善策略
2.1注重高层建筑的结构性能设计
高层建筑的结构性能设计是高层建筑结构抗震设计的关键。在城市化的快速发展下，人们对建筑的使用需求提升，高层建筑结构设计目标不仅仅是要保证人们的安全，而且还需要注重控制高层建筑物的地震破坏，提升高层建筑的抗震性能。为了提升高层建筑的抗震性能，在高层建筑结构设计的时候需要有关人员加强对地震标准下建筑构件变形问题、承载力问题、局部构造问题得到分析，全面提升高层建筑构建的变形条件、承载力等。另外，在加强高层建筑结构设计的时候需要对抗侧力构件位置的科学确定，从而保证高层建筑承载力的科学、合理分布。为了进一步提升高层建筑的稳定性，还需要有关人员采取措施提升构建的强度、刚度。
2.2选择合理的高层建筑结构设计方案
高层建筑结构设计方案的选择需要考虑多重因素，包括：①结构的选型需要满足高层建筑各个功能的实现。比如为了提升高层建筑的视觉和传音效果，在进行结构设计安排的时候需要放弃一部分的竖向支撑构建，加强对大跨度结构的应用；②在高层建筑结构设计的时候需要通过防震缝的设计形成一定规则的结构单元；③需要有关施工人员根据高层建筑所在的地区情况对施工地下水位变化、地址土层、周围建筑物、建筑材料选择、工程造价等问题进行综合的权衡考虑；④需要加强对建筑结构的延展性设计；⑤加强对高层建筑结构水平力的关注；⑥保证高层建筑结构设计的规则性。高层建筑结构设对规则性有着很高的要求，比如结构嵌固端上层和下层的刚度比、平面规则问题等。为在高层建筑结构设计之后不出现后期施工改动的情况，在高层建筑结构设计的时候需要严格按照相关的规范条件进行施工。
2.3对建筑的扭转问题进行优化设计
对建筑的扭转问题进行优化设计能够减少地震、风荷载等问题对高层建筑结构设计的影响。为此，在高层建筑结构设计中需要有关人员选择适当的建筑结构安排布局，实现建筑物的“三心”合一。根据一些城市规划发展要求和建筑物场地的限制，高层建筑结构设计不能采取简单的模式，而是需要根据实际需要采用不同的模式，比如i型模式、t型模式等，将建筑结构设计凸出的位置限定在合理、允许的范围内。
2.4加强高层建筑结构的包络设计
包络设计是近年来比较常见的设计方式，可以有效解决工程项目结构设计中存在的各种问题。当前工程设计问题变化比较多，有许多因素都会影响到结构效应，各种问题盘根错节，使用目前已经掌握的只是或者软件很难对其进行准确的分析。学术科学和工程的不同点在于后者难以长时间等待。因此要通过优化结构设计的形式，利用最少的经济投入来获取最大的经济效益，并解决工程项目存在的问题。不同的工程条件可以用不同的网络设计原则来处理，在对待转换结构转换层或者连体结构时，也可以用网络设计，对构件进行分析验算，取不利值包络设计。
3结束语
综上所述，随着社会经济发展进步，高层建筑成为城市发展的重要标志。为了提升高层建筑结构设计的安全性、稳定性，需要有关人员认识到综合性、技术性很强的高层建筑结构设计工作对于建筑设计的重要作用和意义，加强对高层建筑结构设计的分析，应用多种技术，结合高层建筑结构特点，遵循相应的高层建筑结构设计原则，从而设计出符合社会发展需要的高层建筑结构。
作者:庄聪颖单位:广东工业大学华立学院
参考文献：
[1]王宇.超高层建筑结构健康监测系统研究与设计[D].哈尔滨工业大学,2013.
[2]蔡静敏.某超限高层建筑结构抗震超限设计与分析[D].华南理工大学,2013
多高层建筑结构设计篇5
高层建筑结构于传统的多层或平房结构有着基本上的不同，其中具有代表性的特点是水平方向的荷载和垂直方向的荷载要远远大于传统建筑结构类型，所以设计中要重点考虑抗震性能和风荷载，要将高层建筑结构的外观舒适性和功能性在荷载上进行通盘考虑，使高层建筑的结构设计在突出基本特点的同时，形成更为稳定和美观的建筑艺术精品。
2、高层建筑结构的设计要点
2.1高层建筑的构造措施高层建筑结构设计中要重点对剪力、压力、柱体等相关结构和特性进行强化，同时要加强弯力矩的防护，提高拉力的大小，提升构造梁的性能，要注意对薄弱部位的加强，特别重点考虑的构造要点有：延性、温度应力、薄弱层厚度，钢筋锚固长度，抗震结构层次等主要环节，要达到高层建筑结构的设计合理化，就必须做好上述构造方面的设计。2.2高层建筑结构的计算简图计算简图是高层建筑结构设计和高层建筑结构计算时的中要基础，因此，需要选择适宜的高层建筑结构计算简图。在计算简图中要对高层建筑结构的刚节点和铰节点进行重点把握，同时要控制计算简图的误差，使其限定在高层建筑结构设计的允许范围中。在高层建筑结构计算简图的应以中要对构造的重点防护措施进行强化，这样有利于控制高层建筑结构的稳定。2.3高层建筑结构的方案结构方案的经济性、科学性和合理性是整个高层建筑结构设计的关键，要采用高层建筑结构的合理形式和经济形式，这样可以使高层建筑结构得主要性能和要求达到相应的设计。在方案中要注意竖向和水平向的规则，同时，要注意在同一结构单元内不能应用同样结构体系和方式，以避免高层建筑结构出现问题。2.4高层建筑的基础方案在高层建筑结构进行基础设计师要重点考虑高层建筑结构的荷载分布、高层建筑工程的地质条件、高层建筑的施工条件。设计高层建筑结构时要重点考虑到对地基潜力的挖掘，因此，在高层建筑结构设计阶段要对工程地质勘查报告的内容和技术参数进行重点了解，以便形成具有科学性和合理性的高层建筑结构基础方案。
3、高层建筑结构设计的基本要求
3.1高层建筑结构设计的规则性高层建筑结构设计应符合抗震概念设计的要求，应采用规则的设计方案，不应采用严重不规则的结构体系。高层建筑结构设计应该具备多道抗震防线；具有合理的承载力和刚度分布的结构水平和竖向布置，避免因扭转和突变效应造成局部薄弱部位。3.2高层建筑结构设计的平面规则布置高层建筑结构平面布置需要能抵抗竖向和水平荷载，对称均匀，明确受力，传力直接，减少扭转的影响。在地震作用下，建筑的平面要简单规则，在风力作用下可以适当放宽要求。建筑的抗震设防要求建筑的平面形状宜对称、简单、规则，才能达到减震的目的。
4、高层建筑结构设计问题的防范和处理
4.1高层建筑结构设计中的扭转问题在进行结构设计时，我们需要建筑的三心尽可能汇于一点，即三心合一。高层建筑结构设计的扭转问题就是指建筑的三心在结构设计过程中未达到统一，结构在水平荷载的作用下发生扭转振动的效应。4.2高层建筑结构的受力性能对于高层建筑物最初的方案设计，建筑师考虑更多的是应该是它的受力性能，而不是详细地确定它的具体结构。沉降缝两侧单元层数不同时，由于高层的影响，低层的倾斜往往很大，因此沉降缝宽度可按高层单元的缝宽要求来确定。4.3高层建筑结构设计中的其它问题一是，剪力墙的墙肢与其平面外方向的楼面梁连接时，应采取在墙与梁相交处设置扶壁柱或暗柱，或在墙内设置型钢等至少一种措施，减小梁端部弯距对墙的不利影响。二是，对各抗震等级框支梁纵向钢筋的最小配筋率提高了要求，同时增加了最小面积配箍率的要求。三是，严格要求各抗震等级剪力墙在各种情况下的厚度与层高。四是，地下室结构的楼层侧向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍。
5、结语
多高层建筑结构设计篇6
近年来，国家加大了对建筑行业的宏观调控力度，明确规范了高层建筑物的安全使用要求，对高层建筑结构设计进行了更多的限制，主要体现在对高层建筑工程项目中可能存在的安全隐患的防控。例如：严格要求建筑结构设计中，建筑结构嵌固端的下层和上层感度比必须控制在规范要求范围内。国家不断出台了新的建筑结构设计规范规则，并明确指出在建筑结构设计中，不能使用不规则的结构设计方案。高层建筑结构设计人员在实际的设计工作中，必须严格按照新规范进行设计，避免为高层建筑结构设计埋下安全隐患。
2抗震设计问题
抗震设计规范明确规定了抗震设计目标，并针对不同地区、不同重要性的建筑对抗震设防进行了合理分类。因此，在进行高层建筑结构设计时，必须要使结构能够满足延性要求。同时，在抗震设防中应当遵循多道设防原则。当第一道防线的抗侧力构件在遭遇地震被破坏后，要能够有第二道，甚至是第三道防线立即接替，使建筑物不至于倒塌。当高层建筑物在遭受地震后，重力荷载是导致建筑倒塌的直接原因。因此在进行高层建筑结构设计时，必须优先选择轻质高强的原材料。在满足强度和结构变形要求的前提下，综合考虑经济性因素，尽可能选用质量较轻的材料。高层建筑结构设计师要能够与时俱进，积极应用成熟、可靠的现代化技术和新产品，不断提高自身设计水平，为建设优质工程贡献自己的一份力量，为企业争取良好的经济利益。在高层建筑结构设计中，利用结构自身的抗震性能来抵抗地震作用，是一种较为被动消极的抗震政策，建筑结构一旦发生破坏，造成的人员伤亡和经济损失将会不可估量。因此，在进行高层建筑结构设计时，必须通过为结构施加控制装置，加强结构减震控制。在地震来临时，控制装置和结构自身共同承受地震作用，通过二者的协调作用，能够有效减轻地震反应。基础隔离是结构减震控制的一种很好的方法，通过安装隔震装置系统形成隔震层，能够有效延长结构周期，使结构本身处于延性工作状态，有效吸收地震能量，减小结构主体的地震反应，避免房屋破坏甚至倒塌。
3建筑超高问题
建筑开发公司为了为自身谋取更多的利益，通过提高建筑高度来提高土地的利用率，虽然在很大程度上降低了工程建设项目成本，但也给高层建筑结构造成了超高问题，并存在很多私自在建筑物上增高的违反操作现象。我国部分城市处于地震高发区，在进行高层建筑结构设计时，设计师要充分根据不同地区的地质地貌情况，考虑当地地震发生的趋势。建筑的超高问题严重影响了高层建筑结构的抗震效果，为建筑结构的安全使用埋下了隐患。近年来，国家逐步提高了对建筑物超高问题的重视程度，要求建筑结构设计完成后必须经过层层审批，通过后方可开工。这样，在很大程度上避免了开工一段时间后又发现超高问题，有助于确保工程进度。同时，高层建筑施工是一次性的工程，中途返工会造成高额经济损失，加强审批，有助于避免不必要的经济损失，防患于未然。目前，我国对于高层建筑结构高度有了更加详细的划分，建筑设计人员应当在设计之前明确自己的结构高度分类，并严格按照相关规定进行设计，提高高层建筑结构质量安全。
4嵌固端设置问题
目前，大多数高层建筑物设有两层或两层以上的人防或者地下室。高层建筑物的人防及地下室的顶板上都要设置嵌固端。此时，高层建筑结构设计就要考虑嵌固端设置可能造成的问题。在进行结构计算时，要考虑嵌固端设计对计算参数的影响，全面考虑其可能造成影响的多种可能，有效协调高层建筑结构抗震缝的宽度及缝隙与嵌固端的位置，并将嵌固端的上层和下层对应的感度比值控制在规范要求的范围内。此外，在进行高层建筑结构设计时，要为嵌固端楼板设计合理的位置。在进行嵌固端的设计时，要综合考虑各方面因素，选择最优的设计方案，尽可能避免其在高层建筑结构使用过程中出现安全问题。这样，在确保结构安全的前提条件下，有助于促进建筑工程项目的顺利完工。
5结语
多高层建筑结构设计篇7
关键字：高层建筑;抗震;结构;方法;措施;
0.引言
目前我国民用建筑最常见的建筑结构形式主要有钢结构、框架结构、砖混结构和木结构，随着经济的快速发展，高层建筑不断增多，其抗震设计措施也越来越复杂，特别是我国处于地震多发区，高层建筑的抗震设计措施尤为重要。本文作者结合多年高层建筑施工经验，对高层建筑结构抗震设计中应注意的一些问题进行了探讨，以供结构设计人员参考借鉴。
1.高层建筑抗震中常见得问题
（1）部分建筑物高度过高
目前，我国大部分高层建筑大都采用混凝土结构，在一定的设防烈度和结构形式下，高层混凝土建筑只能限制在相应的高度下，如果超出了这个高度，因建筑的自重荷载增大，且抗震能力降低，给建筑设计带来较高的难度，假如发生地震，高层建筑就会发生变形破坏，导致建筑物出现倒塌，给国家和人民带来人员伤亡和财产损失，因此对于高层建筑的抗震设计，就需要结构设计师严格按照相关技术规范及标准进行设计。
（2）地基的选取不合理
地基对高层建筑的抗震影响至关重要，如果基础不牢，在地震作用下，建筑物就会出现损坏现象。如果高层建筑设计前没有对建筑场地进行足够的地质勘查，或者在地质条件不佳的情况下，强行修建高层建筑，则很难达到高层建筑的抗震设计效果。为确保高层建筑的抗震安全，应选择地势开阔的场地，且保证基底是坚硬或密实均匀的中硬场地，严禁在山崖、滑坡、地陷等危险地段建造高层建筑。
（3）材料的选用不科学，结构体系不合理
在地震多发区，不仅要在设计上考虑抗震设防措施，同时还要选择抗震性能好的建筑材料;结构体系的合理选择关系到设计的成败，在我国，高层建筑主要以钢筋混凝土筒体结构为主，这种结构受到地震力的作用以钢筋混凝土结构的位移限值为基准。但是在地震作用下，高层建筑的弯曲变形的侧移较大，只能靠刚度很小的框架减小侧移，抗震效果较差，因此应加大混凝土的刚度和设置伸臂结构，以形成加强层，以减小高层建筑的侧移。
（4）较低的抗震设防烈度
我国根据地震情况，将全国划分成若干个地震烈度设防区，不同地区，高层建筑设防等级不同，如果高层建筑降低抗震设防，就会给建筑结构带来安全隐患。但我国现行的抗震设防标准时比较低的，中震仅相当于在规定的设计基准期内超越概率为10%的地震烈度，因此应重视高层建筑的地震设防烈度。
2.提高高层建筑结构的抗震性能措施与方法
2.1结构规则性
在抗震设防烈度比较高的地区修建建筑物，考虑到建筑物在地震时期抵抗地震作用的效果，可对建筑进行合理的布局，根据大量的地震灾害统计表明，建筑外观简单，并且对称的结构类型具有良好的防震性能。因此，设计人员在进行建筑外观设计时，应保证建筑的平立面外形尺寸、抗侧力构件布置、承载力分布等多方面都均匀分布，保持建筑结构的规则性，因为只有体型简单、结构刚度、质量沿建筑均匀变化的设计，才能保证建筑物具有足够的扭转刚度，承受地震力的作用。
2.2减少地震能量输入
在高层建筑抗震设计中，一般采用消能减震技术来减少地震能量的输入，其原理是指在建筑结构的某些部位，如节点、剪力墙、支撑、连接件或连接缝等位置设置消能元件，通过消能装置产生摩擦非线性滞回变形耗能来耗散或吸收地震能量，以减少主体结构的水平或竖向地震反应，从而避免结构产生破坏或倒塌，以达到减震抗震的目的。
虽然隔震技术和消能减震技术能够大幅度的提高建筑结构的抗震性能，但因为施工比较复杂，难以合理把握，因此在实际运用中，注重合理的设计及科学的施工，以保证房屋建筑具有优质的抗震性能。
2.3控制地震扭转效应
当地震发生时，平面布置不规则、不对称的建筑一般会发生水平位移，同时也会发生扭转性破坏，甚至会出现建筑整体倒塌，其主要原因是因为不规则的建筑的水平荷载中心与建筑结构刚度中心不重合，因此设计人员在进行抗震设计时应尽量选择规则、平整的外观设计，防止出现扭转效应的影响。建筑物在扭转作用的影响下，各片抗侧力结构的层间变形不同，其中距离轴线较远的结构边缘的抗侧力单元的层间侧移最大;当地震力作用在建筑结构上，各层的刚度中心未能在同一轴线上，甚至出现较大的差距，最终导致各层结构出现偏心或者扭矩发生变化，因此设计时，应该对各层的扭转修正系数分别计算，对周期比、位移比等指标进行严格控制。
2.4高层建筑减轻结构自重
我国高层建筑一般采用钢筋混凝土结构，这种结构具有自重大的特点，当建筑层数高时，对地基承载力的要求就比较高。因此，对于高层建筑，应该尽量减小建筑的自重，在不增加基础或地基处理造价的情况下，减小高层建筑自重对于地基的影响。同时，地震效应与建筑质量成正比关系，当结构质量增加时，其吸收的能量比较多，如果这些能量不能释放出来，就会对建筑造成损坏，另外，高层建筑高度大，重心较高，地震作用力产生的倾覆力矩增大，因此在设计中对于高层建筑，应尽量使用质量较轻的填充墙和隔墙。
2.5高层建筑结构应设置多道抗震防线
为了提高高层建筑的抗震性能，高层建筑应该多采用联肢、多肢及壁式框架剪力墙等多道抗震防线结构体系，当第一道防线被强烈的地震作用破坏后，后面的防线也能抵挡地震作用的冲击，避免建筑倒塌，带来人员伤亡。。
2.6选择合理结构类型
高层建筑受到地震作用会产生水平荷载和竖向荷载，其中水平荷载主要的表现形式为弯矩，使建筑物产生较大的倾覆弯矩，加大对建筑的损坏;竖向荷载主要是建筑结构产生轴线力，从而出现侧向位移。其中水平荷载对建筑物的影响最大因此设计人员在对高层建筑受力设计时，应该对水平荷载进行合理的控制，在满足建筑功能及抗震性能的前提下，尽可能的选择切实可行的结构类型，使其具有良好的结构性能。例如，钢混结构就具有刚度大、空间整体性好、材料资源丰富等优点，可在减小自重的情况下，提高地基的承载力，提高抗震能力。
3.结束语
新型结构体系的发展和广泛应用满足了现代社会对建筑物的使用功能和外观的要求，在高层建筑结构抗震设计中，结构工程师应重视结构计算的准确性及具体实际情况，遵循高层建筑的设计原则和设计理念，综合多方面因素进行考虑，选择最有效的高层建筑结抗震体系，从而保证高层建筑的安全性。
参考文献
[1]徐家云，张俊.高耸结构抗震控制[J].地震工程与工程振动，2012，03.
多高层建筑结构设计篇8
高层建筑的结构设计最开始出现的是比较简单的框架结构，随后又出现了钢筋混凝土构造的剪力墙结构，由框架部分与剪力墙部分共同作用的框剪结构，由筒体体系构成的筒体结构以及不同结构相结合而形成的组合结构和一些巨型结构(巨型梁结构、巨型柱结构等等)。这些结构各有受力特点，适用于高度不同的结构体系，不同建筑结构的选择也影响着后续的建筑结构设计。高层建筑的结构形式与工程施工、工程造价、建筑设备安装等诸多因素密切相关，所以结构设计时应该注意设计特点和设计要点。第一，高层建筑相对低层建筑整体上会导致受力增加，相对于竖直荷载，水平荷载地位提高，成为决定性因素，必须考虑基于水平荷载的建筑荷载能力，水平荷载主要包括地震和风荷载，高层建筑应该有更加优秀的抗震能力。第二，高层建筑的侧移是结构设计的重要因素，也是重要的控制指标。第三，高层建筑的柱中容易产生竖向变形，这会造成连续梁的长度变化和预制构件的下料长度变化，忽略轴向变形是潜在的危险因素。第四，高层建筑结构设计应注意有较大的结构延性，作为一种预防措施保证整体结构在高荷载作用产生巨大变形下不至于倒塌。
2高层建筑设计的一般原则
2．1关于高层建筑结构计算简图的选取原则在高层建筑的结构设计和受力分析过程当中，要进行相关的计算，而计算简图是进行结构设计计算的基础，所以计算简图的选取恰当与否关系着高层建筑的结构设计是否合理，也关系着高层建筑的使用是否安全可靠。在进行高层建筑结构计算简图的选取时，要特别的仔细认真，这样才能保证结构设计计算结果的可靠，保证高层建筑的安全建设和使用。同时，计算简图要有一定的构造措施和构造方法来保证安全，尤其是建筑节点在图纸上和实际中略有差别，必须保证计算简图的误差在允许的设计误差范围内。此外，设计工程师要仔细的分析软件计算的结果，避免因为不同计算软件的计算结果而造成比较大的计算偏差和失误。
2．2关于基础设计和建筑结构设计的方案选取原则高层建筑的基础比较深，基础设计要考虑多种因素。高层建筑的基础设计必须参考详细的地质勘探报告，然后结合地区的地质条件进行基础的合理设计。同时，采用哪种高层建筑的结构类型也影响着基础的设计工作，不同的建筑类型的荷载不同，高层建筑的基础设计必须与结构类型和荷载分布相一致。综合考虑各种因素来确定基础的设计工作的目的是使地基的稳定性能和承载能力发挥到最大。建筑结构的设计方案一般要满足两方面的要求，一是受力特性和建筑的力学性质的合理性，对于整个高层建筑的结构体系的受力和荷载要明确，力的分析与计算必须简单。二是要满足经济成本合理性的基本要求，建筑结构的设计方案直接决定了后续的施工方案的选取工作和施工设计，这个过程必须考虑整体建筑施工成本合理的要求。另外，高层建筑的结构设计方案也必须考虑当地的地质条件、地理地形条件、工程施工的要求、施工方案和建筑设备安装等具体的因素，在各种因素相互协调的情况下，确定结构设计的最优方案。
2．3关于计算结果正确性分析的原则随着计算机技术的不断进步，计算机应用软件不断地加入到高层建筑结构设计的分析计算当中，但是与建筑结构设计有关的软件的品种数量众多，不同的软件品种的计算方法、流程和编程实现方法不一定相同，导致了有关结构设计的计算结果存在着许多差异。设计工程师要正确认识和分析这些计算结果的差异，充分了解所采用的计算软件的计算范围和计算条件，要在仔细审核的基础上进行仔细的判断，排除人工数据输入的错误，才能够得出所需要的正确结果。
3高层建筑结构设计相关问题分析
3．1高层建筑的基础设计相关问题高层建筑的地基设计既是高层建筑结构设计的前提性工作，也是建筑设计师非常重视的一个问题。地基设计的重要性不言而喻，地基设计的质量直接影响着基础的类型选择和工程的造价。基础的设计工作包含了基础的类型设计和对地基的处理工作。地基类型的选择要考虑到上部结构的荷载、地基的承受荷载的能力以及工程的整体造价等因素，其中比较重要的是上部建筑荷载的准确计算和结构选型。另外在地基的设计和相关计算中一定要遵守国家规范和地方性规范，因为就全国来说，各地的地质条件差别很大，国家规范没有办法作出统一全面的规定，所以在地基的设计工作中要注意遵守地方性的设计规范的问题。
3．2高层建筑结构设计中的剪力墙设置问题高层建筑中的剪力墙的数量要求和位置的设置问题也是高层建筑结构设计的重要因素之一。第一，在现行的建筑规范中，具体描述了短肢剪力墙的定义问题，短肢剪力墙是指截面的高度和厚度的比在5－8的墙体，在具体的建筑应用中，短肢剪力墙的使用受到诸多限制，结构设计中应尽量少使用这种墙体结构，避免后续的设计上的诸多问题。第二，剪力墙的位置设置除了在建筑的两端以外，在建筑的纵向中轴线还应该增加剪力墙结构，并调整剪力墙中心的位置，合理设置厚度以及截面，使建筑的结果位移保持在合理的范围之内。
3．3高层建筑中的结构规则性问题关于高层建筑的结构设计的新旧质量规范在诸多问题的内容描述上都存在着一定的变化和改动，这主要体现在两个方面，第一，新的建筑规范中针对旧的建筑规范的高层建筑结构设计的规则性问题，增加了许多的限制条件，比如建筑结构设计中的平面规则性问题和结构嵌固端的刚度比问题。第二，新的建筑规范中采用强制性的条文规定了严重不规则的结构设计方案是不能采用的。所以，结构设计师要注意到新旧规范的的内容改动，严格遵守规定的限制条件，合理的规划自己的结构设计，避免为后续的施工设计和施工图的设计工作带来不必要的麻烦。
4结语
多高层建筑结构设计篇9
关键词：高层建筑工程结构转换层施工设计技术
现代社会的城市化进程，推动了建筑工程的规模性建设，土地资源的供求矛盾以及建筑结构造型的多样化需求，导致建筑工程趋向高空发展的同时必须注重其使用功能的综合性开发。现代建筑施工条件下，设置结构转换层已成为高层建筑施工中传递上部结构荷载的重要技术措施。本文针对高层建筑转换层结构的类型特征进行了简要分析，阐述了结构转换层的施工技术。
一建筑转换层结构
现代建筑理论认为，建筑工程的转换层结构，主要是针对现代高层建筑的多功能设计需求，在整体建筑结构体系的施工过程中，为有效解决建筑平面或竖向结构的突变性变化问题，而特别设计的单元型转换结构。
转换层结构的设置，主要是为了满足建筑结构不同的使用功能需求，当前人们生活理念的转变，导致高层建筑功能需求的多元化趋向，不同的空间划分布置要具备不同的建筑结构形式，如何通过合理地转换过渡，完成主体建筑不同柱网、不同开间、不同结构形式的转换，成为多功能综合性高层建筑结构体系的关键技术。随着高层建筑施工技术的完善，转换层结构，在具备安全稳固功能的基础上，有效解决了诸如在转换层结构空间内布置管道设备等特殊技术需求的难题，在剪力墙结构及框架剪力墙结构的建筑体系中应用较为广泛。
二高层建筑转换层结构形式
随着多功能高层建筑的开发，不同的建筑造型，不同的功能需求，采用的转换层结构也不一样。常见的转换层方式如下：
1梁式转换层结构
梁式转换层是运用托梁施工技术在现浇钢筋混凝土楼板上布置单向、双向或斜向托梁，用来承托上部各层建筑结构的重力。梁式转换层一般用于底部大空间剪力墙建筑结构，是目前高层建筑转换层中应用最广的结构形式，梁式转换层结构具有同时受力性强、传力途径清晰，构造简单可靠等技术优势。
2板式转换层结构
板式转换层结构通常是针对高层建筑的上下柱网出现不规则工况时、或者轴线错位较大的情况下，采用板式结构进行设置的转换层构造。一般来说，用以承载建筑结构重荷的转换层板，其厚度相对较大，耗材也多。为更好地实现多功能高层建筑的要求，板式转换层的结构布置通常较为简便。
3斜柱转换层结构
斜柱转换层是现代高层、超高层建筑中广泛采用的转换结构形式，具有传力效果直接，能有效减小转换梁尺寸，转换方式灵活的效果，从受力模式上看，斜柱转换层属于高效型结构形式。斜柱式转换层结构侧向刚性强度相对加大，弹塑性变形相对较小，减轻了梁柱所承受的建筑剪切应力负荷，能有效避免转换层弊端。
4桁架转换层结构
桁架转换层结构，是利用转换桁架针对高层建筑的竖向荷载，通过增大中间节间跨度或减小端节间跨度来改变内力分布的建筑结构形式。高层建筑结构转换层的实际施工过程中，采用桁架转换层，能较好地布置大型管道等设备，在满足建筑功能的前提下，能充分利用建筑空间。受力明确，灵活性大，经济实惠。
5箱式转换层结构
高层建筑施工过程中，从上层向大跨度下层结构进行转换时，通常采用箱式转换层结构进行设计施工。采用箱式基础造型，是由上、下层较厚的楼板与单向托梁、双向托梁共同组成的建筑结构形式，具有很大的整体空间刚度，能够胜任较大跨度、较大空间、较大荷载的转换。
三高层建筑转换层结构的设计要点
随着高层建筑功能需求的多样化发展，转换层结构的设计需求也各有差异，设计时必须注意如下要点：
1设计目标：转换层的设计要符合建筑需求，结合封闭式开间的布置，均匀对称的设置落地构件，通过提高落地构件的强度等级，适当加大截面尺寸，采用钢与混凝土组合构件等方法，增强抗侧力构件在转换层以下的抗弯、抗剪刚度。
2结构选择：高层建筑转换层结构形式主要有梁式、桁架、箱式，斜柱式、板式等形式买不同的结构形式具有不同的优势，设计时可根据具体的工程施工情况以及建筑功能需求进行合理的优化和选择转换层形式。
3刚度保障：转换层结构设计时，要可以采取控制落地剪力墙的比例，加大落地墙的厚度，提高砼的强度等级，减小洞口尺寸，增强结构强度性能，还可以增设补偿剪力墙，来增加空间层的刚度控制转换层上下层结构的刚度变化率。4轴压比控制：由于转换层以上墙体的垂直荷截不能借助楼板平面内的刚度传递给落地剪力墙，因此要严格控制框支柱的轴压比，箍筋应沿框支柱全高加密，并采用复合箍或螺旋箍，通过提高柱箍筋配箍率，来提高转换层柱的抗剪能力。
5配筋设计：相对来说高层建筑的梁跨中正弯矩向支座减弱的速度较慢，支座负弯矩衰减较快，转换层配筋设计时，框支梁下部钢筋应避免设置弯筋，并全部伸入支座锚固，梁跨不大时，可沿梁高配置适度腰筋并拉通上部支座负筋。
6空间设计：高层建筑施工中，砖混层结构去昂王对于空间影响较大，特别谁结构转换层和设备转换层会共同设置在同一楼层内时，应科学考虑建筑上下层结构的转换功能，还应综合具体的空间设计需求。
四高层建筑转换层结构设计应注意的问题
1转换层结构应尽量避免高位转换
由于转换层结构的竖向刚度以及上下层附近的刚度、变位和内力都存在一定程度的突变性，容易形成薄弱层，高层建筑转换层的结构设置，应坚持宜低不宜高的原则，尽量降低转换层的层位，尤其抗震结构设计，宜避免高位转换。
2尽量优化转换层结构形式的选择
高层建筑的转换层结构中，由于厚板式转换层结构受力不好，设计难度高，施工困难，施工中应尽可能优化转换层结构形式，设计时尽量采用上下轴网部份对齐，使结构受力更明确，尽量与建筑方案进行保持协调性。
3合理布置建筑框柱与剪力墙结构
建筑框柱与剪力墙结构是高层建筑的重要组成部分，高层建筑施工时必须保证部份剪力墙直接落地，转换层下面的框支柱的柱距疏密要均匀，保证其足够的刚度、强度、延性和抗震能力。框支柱与剪力墙的距离位不宜太大。
4整体计算结构外加局部应力分析。
转换层的结构型式复杂，内部应力集中，受力程度不均衡，设计时必须针对转换层结构的应力分析进行科学的整体性预算，最好以墙元或有限元分析为原理的计算程序进行设计，详细分析其各处的应力，并按有限元计算进行配筋。
多高层建筑结构设计篇10
关键词:结构设计;高层建筑;问题;对策分析
一、高层建筑结构设计中存在的问题
近年来，随着人们生活水平不断提高以及建筑设计技术的发展，高层建筑结构的设计也在不断提升，就当前的设计情况而言，在对高层建筑结构进行设计的过程中还存在着许多的问题，这样会使得高层建筑结构的建设质量以及设计质量很难得到保证。首先，需要对高层建筑结构中存在的设计问题进行分析，并且针对这些问题进行有效的解决。
1．1设计的中间过程的把握
在日常的设计中，设计人员通过辅助计算软件计算出来的结果对照着配筋，但在计算的结果上会有一定程度的放大，作为安全储备。尤其是面对高层建筑的时候，我们很难做到淡定。因为高层建筑和多层、低层比较的话，无论是从设计还是从施工和建造上来讲，都要复杂得多。所以很多时候，我们的设计人员在中间过程的很多环节由于过分谨慎，层层放大，导致最终的结果过大，严重不符合实际受力情况，造成极大浪费。
1．2过度优化的问题
随着高层建筑的越来越多，人们对于高层建筑也越来越熟悉，尤其是对于住宅建筑，结构形式相对于公共建筑来说，要简单些，也比较有规律性。所以一栋住宅从前期规划到最后建设完成，把其中的各个环节摸清弄懂，不难。另外住宅建筑具有可复制性，可参照性。因此拥有更好的经济指标就成了很多的建设方和设计单位追逐的目标，前者想要获取最少的投入，后者想借此获得更多的设计任务。设计优化本身是一件造福社会的事情，但如果这件事情对施工造成了困扰，则很有可能会造成安全隐患。
1．3建筑结构风荷载设计的问题
高层建筑是属于对风荷载比较敏感的建筑，风荷载对于高层建筑来讲，是很重要的荷载，但是现阶段对计算风荷载的各种因素和方法还不十分确定，所以对于设计人员来讲，如何来确定风荷载的大小，这个应该引起足够重视。另外当多个建筑物，特别是群集的高层建筑，相互距离较近时，会产生风力相互干扰的群体效应。但是目前高层建筑的结构设计过程中，结构建模都是以单个建筑物主体为单位，单独计算和分析，往往容易忽视群体效应的影响。
1．4高层建筑的结构抗震设计问题
高层建筑结构设计中最重要的环节就是抗震设计，但这也是我国建筑结构设计中最薄弱的环节，由于高层建筑结构设计中的抗震设计较为复杂，需要对建筑结构体系、建筑基础形式、建筑高度、建筑材料等方面的问题进行综合考虑。在以汶川大地震为代表的几次大的地震发生之后，人们对于地震以及其带来的危害有了全新的认识，也引起了足够的重视。但是抗震设计是基于抗震概念的设计，如果概念错误，再怎么认真设计，也无事于补。目前存在的主要问题是设计人员对于抗震概念设计的意识比较薄弱，只知道一味地遵循规范。
二、高层建筑结构设计对策
通过对高层建筑结构设计中存在的问题进行分析可知，高层建筑结构设计水平需要不断的提升，针对产生的问题，采取相应的对策，对于提升建筑结构设计水平，建筑结构设计控制的加强及建设质量具有重要意义。
2．1中间过程加强检查，最终结果安全储备
设计人员在设计的中间过程只要做到严格检查，不漏项，不缺项，在最终的计算结果的基础上适当放大，作为安全储备即可，既经济，又能做到心中有数。
2．2适当优化才是正道
走出优化误区，优化不是挑战设计和施工的极限。建筑结构设计是偏重于理论的工作，施工则是偏重于实际操作的工作，如果设计不断压缩施工的空间，结果可能会让很多构件和节点的结构功能无法实现，造成主体结构安全隐患，此为过犹不及。设计人员应该在理论和实际施工中寻找一个平衡点，让建筑功能完美体现。
2．3对高层建筑结构的风荷载合理取值
我们在对待风荷载这一重要荷载的时候，应该如何把握?首先应充分认识到高层建筑对于风荷载的特殊性，基于目前计算方法的局限性，我们对于高层建筑的基本风压应适当提高，确保其安全性。如何提高基本风压值，仍可由各结构设计规范，根据结构自身的特点作出规定，没有规定的可以考虑适当提高其重现期来确定基本风压。至于如何处理风荷载群体效应的问题，我们可将单独建筑物的体型系数乘以相互干扰系数，避免由于漩涡的相互干扰，造成房屋某些部位的局部风压显著增大的现象。
2．4高层建筑结构抗震设计
在高层建筑的结构抗震方面，首先需要加强抗震的概念设计的培训。只有方向把握对了，我们才有可能设计出质量优良的产品。抗震设计主要包括三个方面，概念设计，抗震计算设计和构造设计。建筑抗震的概念设计是把地震及其影响的不确定性和规律性结合起来，就是进行结构抗震设计时着眼于结构的总体地震反应，按照结构的破坏机制和破坏过程，灵活运用抗震设计准则，从设计一开始就全面合理的把握好结构设计中的基本问题(总体布置、结构体系、刚度分布和延性等)，并顾及关键部位的细节，力求消除结构中的薄弱环节，从根本上合理的保证结构的抗震性能。抗震设计的三个层次的内容是一个不可割裂的整体，忽略任何一部分，都可能造成抗震设计的失败。要使建筑物具有较好的抗震性能，首先应该从大的方面入手，做好概念设计，再结合计算设计，构造设计，才能得到一项较为满意的抗震设计结果。如果不重视概念设计而过分的相信仔细的计算，对结构抗震设计不仅没有必要，而且还可能在概念设计中出现不当甚至错误。
三、结语
结构设计在高层建筑中常常会暴露诸多的问题。为了能够让整体的设计效率得到相应的提升，需要结合其设计中的问题不断优化其整体的设计体系。加强抗震概念设计，严格把握中间过程，适当优化的同时还要做好风荷载设计以及抗震设计。只有这样，高层建筑结构设计才能朝着一个质量稳定的方向发展。
作者:杨明珠单位:广州南方建筑设计研究院武汉分院
参考文献