陳雷

摘 要：隨著建筑技術不斷前進以及土地供給的緊俏，目前高層建筑在我們的城市建筑中越來越多，高層建筑結構設計成為這些建筑設計的關鍵，而且加之建筑的類型和功能越來越多元化，所以針對高層建筑需要認真研究其結構設計方面的問題，以便更加合理的設計高層建筑結構。

關鍵詞：高層建筑；結構；設計

中圖分類號：TB 文獻標識碼：A 文章編號：16723198（2014）03018901

信息越來越發(fā)達、人們生活節(jié)奏也越來越快，而變化的不僅僅是人們的生活方式，社會所有領域都發(fā)生著深刻的變化。我國正在進行城鎮(zhèn)化進程，漫步于城市之中，你往往會看到好多工地，而且這些現(xiàn)象在一線城市和正在興起的城市更為明顯。有一個現(xiàn)象或許我們已經(jīng)感覺到了，就是我們在一線城市核心區(qū)買新建住宅的時候，往往很難找到幾層樓高的房產(chǎn)了。究其原因，或許是和現(xiàn)在土地寸土寸金、開發(fā)商拿地成本很高有關。高層建筑大量的出現(xiàn)在建設規(guī)劃中，稍微有點專業(yè)知識的人都清楚，高層建筑考慮的問題很多，其中結構設計應該成為需要首要考慮的問題之一，因為高層建筑的高度在顯現(xiàn)了其較普通建筑更為強大的使用功能外，也對其結構提出了更高的要求。下面，結合筆者工作實際，談談從高層建筑的結構特性的角度應該考慮的一些東西。

1 高層建筑結構設計的特點

1.1 設計富有技術性和專業(yè)性

我們都知道：高層建筑和多層建筑來說，在功能上和設計上會有很大的不同，這是因為對于高層建筑而言，它們的結構設計關系到它的各種使用功能的實現(xiàn)情況，還關系著高層建筑作為一項土建工程所產(chǎn)生的造價和工期問題。

1.2 水平荷載成為決定因素

水平力在所有建筑結構選擇和設計中都是最重要的因素，對于高層建筑來說更是如此，因為普通建筑中，受其建筑高度限制，水平力對于建筑的結構影響較小，但是隨著建筑高度的增加，水平力在建筑結構中起到的作用也隨之增大。從專業(yè)角度講，一方面，建筑的自重和露面使用荷載在豎構件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，它與建筑高度的一次方成正比；從另一個角度來看，而水平荷載對結構產(chǎn)生的傾覆力矩，以及由此在豎構件中引起的軸力，是與樓房高度的兩次方成正比；另一方面，樓房的高度從豎向荷載來說一般情況是定值，而作為水平荷載的風荷載和地震作用，其數(shù)值是隨結構動力特性的不同而有較大幅度的變化。

1.3 承載力設計需要基礎

在高層建筑結構選擇和設計上，必須要保證它的承載力基礎，特別是要注重剛度的加強，以抵抗側向力。結構側移是高層建筑結構設計的關鍵因素，這是余較低樓房不同的地方。建筑物層數(shù)的增加，使得每多一層其側向力都會發(fā)生很大的變化，所以建筑物特別是高層建筑物需要控制水平荷載因素。

1.4 其他關鍵因素更需關注

第一是高層建筑的抗風因素，需要要認真的計算出風荷載作用下的位移值，以有針對性的采用調(diào)整結構和裝飾構件來實現(xiàn)高層建筑的抗風。第二是高層建筑的抗震要求，應該在建筑前認真的選擇地基位置，并詳細的勘測該區(qū)域的地質(zhì)情況。第三個是高層建筑的地基情況，要保證其承載力和剛度滿足建筑上部結構的要求。

2 高層建筑結構設計需要關注的問題

2.1 選擇合理的結構設計方案

合理的結構設計方案是高層建筑結構設計中需要首要考慮的問題，特別是幾個關鍵因素，比如：結構類型、荷載分布情況、施工條件、地基潛力、相鄰建筑物影響等，都需要在設計上分別有針對性的加以考慮。同時，還應考慮到相同的結構單元當中，應該選擇相同結構體系。在首要考慮問題的基礎上，還需要考慮地理條件、工程設計需求、施工條件、材料等因素綜合分析基礎上，加之包括水、暖、電等各個專業(yè)的相協(xié)調(diào)的情況下，選擇合理的結構，從而確定結構的方案。

2.2 充分考慮設計施工經(jīng)濟性

安全、適用、經(jīng)濟是結構設計的三要素。三個要素之間既有層次關系又相互平衡和制約。在滿足前兩個要素的前提下，就要考慮如何實現(xiàn)結構造價的經(jīng)濟性問題。直接經(jīng)濟指標一般采用結構造價百分比、單位面積結構綜合造價或者單位面積材料用量（如鋼材、鋼筋和混凝土）。對于高層建筑而言，我們還需要考慮它的施工周期長、投資回收慢、豎向構件面積大等特點，這些都需要用到間接指標，比如：豎向構件占樓層面積比、施工可建性、社會效應、樓層凈高等。具體地講：首先，在超高層建筑中，風荷載是主要水平控制荷載，因此，減小風荷載是最有效的措施之一。其次，提高抗側力結構的效率是節(jié)約材料用量的有效途徑；不同材料的有機組合也可發(fā)揮材料各自的優(yōu)點，降低結構綜合造價。最后，確定合理的設計性能指標，既確保結構安全，又能滿足經(jīng)濟要求。

2.3 充分進行計算并校對

高層建筑結構計算需要精細化，如果出現(xiàn)誤差那將會引起建筑物因結構問題而發(fā)生的事故。所以，首先需要選擇合理的計算簡圖，特別是針對結構節(jié)點的復雜性，確保其計算誤差控制在規(guī)定的范圍內(nèi)。另外，需要充分運用各種計算機軟件，充分利用軟件進行校對并進行合理判斷，從而得出準確結構。

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