时间：2013年07月01日 分类：推荐论文 次数：
摘 要：随着社会的发展和科技的进步，建筑结构不断的发生变化，建筑物的高度逐渐增高，尤其是随着城市化进程的加快，高层建筑越来越多，并广泛的出现在人们的生产和生活之中。在高层建筑的建设中，结构设计是其中非常重要的组成部分，对建筑物的建设、养护等产生重要的影响。文章以高层建筑结构设计为中心话题，探讨分析了高层建筑结构的特点、高层建筑结构设计的原则、高层建筑结构设计的问题与对策，希望能够引起人们对这一问题的进一步关注，能够对实践起到指导作用。
关键词：高层建筑,结构设计,短肢剪力墙,嵌固端设置,结构规则性
引言
随着社会的发展和科技的进步，建筑结构不断的发生变化，建筑物的高度逐渐增高，尤其是随着城市化进程的加快，高层建筑越来越多，并广泛的出现在人们的生产和生活之中。在高层建筑的建设中，结构设计是其中非常重要的组成部分，对建筑物的建设、养护等产生重要的影响。一方面，高层建筑结构设计需要具有科学性和合理性，能够满足人们生活的需要;另一方面，高层建筑结构设计要具有安全性，能够满足抗震、抗风等基本要求，为人们的生活和学习提供安全保障。文章着重分析高层建筑结构设计的问题与对策，希望能够对实践发挥指导作用。
一、高层建筑结构的特点
高层建筑结构具有与一般的建筑结构不同的特点，它同时承受着水平荷载和垂直荷载，其中水平荷载是由外界的风力所产生的，垂直荷载是由于建筑物高度所引起的，此外，高层建筑结构设计对抗震能力也有相应的要求。通常情况下，低层建筑结构受到的水平荷载比较小，垂荷载也比较小。但是，在高层建筑中，外界地震和外界风力会对高层建筑产生相当大的影响，并且是对高层建筑荷载的主要因素。随着建筑物高度的不断增加，高层建筑的位移较快的增长。但是，高层建筑过大的侧移不仅会影响人的舒适度，还会对建筑物的使用产生影响，此外，过大的侧移还会损害建筑物的结构构件和非结构构件。有鉴于此，在进行高层建筑结构设计的时候，必须将侧移控制在合理的范围之内，使建筑物不会影响人的舒适度，不会影响建筑物的使用。因此，可以说，在高层建筑结构设计中，其核心是抗侧力结构的设计。
二、高层建筑结构设计的原则
(1)选择合理的计算简图。在计算简图的基础上，对高层建筑结构设计进行计算，如果计算简图的选择不合理，会造成结构不合理，容易出现由于结构不合理而发生安全事故。所以，要保证建筑结构设计的安全，必须选择合理的计算简图，此外，为了保证计算简图的安全，在实践中，我们需要采取相应的构造方法。在实际的结构设计中，其结构节点不仅仅局限于钢节点或者饺节点，尽量减小误差，将计算简图尽量控制在规范的规定之内。
(2)选择合理的基础设计。在进行基础设计选择的时候，需要按照高层建筑的地质条件进行。并且，对高层建筑上部的结构类型与荷载分布进行综合分析，同时对施工条件以及相邻建筑物的影响进行全面的考虑，在综合分析和考虑的基础上选择科学合理的基础方案。需要注意的是，基础方案的选择需要使地基的潜力能够得到最大的发挥，如如果必要的话，可以对地基变形进行检测。
(3)选择合理的结构方案。合理的结构方案必须满足高层建筑设计的结构形式和结构体系的要求，并尽量经济合理，以最少的花费获得最佳的结构设计方案。受力在明确、传力简单是结构体系的基本要求，在相同的结构单元中，应该选择相同的结构体系。选择合理的结构方案的时候，需要分析地理条件、工程设计需求、施工条件、施工材料等等，在对这些指标进行综合分析的基础上进行结构选择，以确定最佳的结构方案。
三、高层建筑结构设计典型问题与解决
1、回填土质量问题
在建筑中，地下室或地下结构都要遇到回填土问题，回填土质量好坏，对结构的稳定性、结构的侧移、安全性有着较大的影响。尤其是高层、超高层建筑的影响更大。先开挖基槽，施工完地下结构，然后土回填。合肥地区一般用灰土回填，分层夯实，回填土施工质量往往难以保证。这有两种原因，其一，灰土搅拌很难均匀，这需要较大的场地，因灰土量大有相当大的劳动强度;搅拌过程中，有一定的环境污染，在市区很难操作。其二，夯实过程中，临近地下结构处和地下结构上的灰土很难夯实，易损坏地下结构。在结构计算中，地下结构部分一般作嵌固处理，如回填土质量不好，那就与实际情况相差较大。使结构的水平位移加大，稳定性降低，抗侧刚度减小，影响结构的安全。另外，较深的回填土夯实不好，常常引起地坪下沉、开裂，影响建筑的正常使用。如某高层建筑，地上30层，地下3层，施工完地下结构后，用3：7灰土回填。主楼部分因基坑支护结构与地下室间没有操作距离且深度较深，夯实困难。灰土搅拌不均匀，基坑里有建筑垃圾，回填土质量较差。裙房部分则回填土较厚且厚薄不均。对于主楼，引起的问题是，基础埋深是否满足规范?结构计算时地下结构是否算嵌固?对结构的水平刚度影响有多大?对于裙房，底层地面已确定为高级铺装，回填土过深是否引起地坪开裂、下沉?考虑了这些不利的影响，决定采用压密注浆的方法对回填土进行加密处理。加密处理表明，回填土里存在着大量的空隙，加密用去了大量的水泥，处理相当成功，使用表明没有发现地面下沉的现象，保证了结构的安全和建筑的正常使用。
2、地梁问题
在框架结构中，地梁的设计是结构工程师经常遇到的。它的作用是，1)地梁与基础连接，地梁对基础起拉接作用，一定程度的调整基础不均匀沉降;2)当基础埋置较深时，地梁与框架柱连接，降底了框架柱计算高度，地梁对框架柱内力分析有一定的影响;3)地梁是支撑底层墙体的受力构件。地梁的受力状态与普通的框架梁的受力状态不同，普通的框架梁在荷载作用下，梁产生变形不受其他介质约束，梁上荷载传递给框架柱;而地梁在荷载作用下，梁变形受到土的约束，一部分荷载通过梁底土的反力和梁侧土摩擦阻力传递给地基;另一部分荷载传递给框架柱。由于土反力的复杂性，目前定量确定土反力和梁侧土摩擦阻力还有困难。在工程设计中，有两种处理方法，第一种是把地梁按一层框架梁计算，不计地基土的影响，把荷载全部传框架柱。这种处理方法使计算模型与实际情况不符。地梁与框架梁不同，地梁处没有风力、地震作用，也没有水平变形，按嵌固考虑。结构电算时，往往 “底层层高”不高( 即地梁与基础顶面距离)，形成 “底层框架柱”为短柱或极短柱，使电算结果很不合理。第二种是把地梁不参与框架结构的整体计算，当作简支梁，地梁的剪力传递给框架柱，不计地梁弯距的影响。笔者认为，尽管二种方法都有缺陷，相比之下，第二种方法要相对合理些。
3、钢筋锚固问题
在钢筋混凝土框架———筒体结构、剪力墙结构中，框架梁钢筋在剪力墙锚固是非常重要的，强节点、强锚固是抗震概念设计的重要一环。实际工程中常因为剪力墙厚度不够，而导致钢筋水平锚固长度不够，不能满足规范第8.3.8条的要求，水平锚固问题往往容易忽视。某工程中，主楼框架梁支撑在剪力墙上，剪力墙厚度为300，混凝土强度等级为c35，框架梁纵向钢筋为II级钢筋，直径为25，II级框架的纵向钢筋锚固长度为40d，则为1000。详见图I，纵筋水平锚固长度应大于450。则剪力墙的厚度不够。而且，剪力墙与框架梁纵筋绑扎在一起，造成钢筋绑扎困难、混凝土浇捣条件不好。在剪力墙中设置暗梁，将框架梁纵向钢筋锚入暗梁中，满足规范的要求。
4、伸缩缝问题
伸缩缝也称为温度———收缩缝，是因为温度的变化和混凝土的收缩会产生水平向和竖向的内力和变形。钢筋混凝土结构一般不计算温度和收缩产生的内力，是因为建筑物的温度和收缩参数难以确定，另外混凝土不是弹性材料，它有塑料变形、徐变、应力松弛。实际计算的内力远小于按弹性结构的计算值，因此由构造措施来保证。当房屋长度超过一定限值时，规范要求设伸缩缝。伸缩缝缝宽规范没有规定，理论上是由计算确定。在工程设计中，是由经验确定。在建筑物中设收缩缝，给建筑处理和美观带来不利的影响，现有建筑物流行不设伸缩缝。一般有两种措施来保证，一是设后浇带，如安徽邮电通信调度中心是设后浇带而没有设伸缩缝;另一种是在混凝土中添加微膨胀剂来减少温度收缩应力。如以上两种措施联合使用，综合效果会更好。
四、结束语
总而言之，高层建筑结构设计是一项技术性的工作，综合性很强，它对建筑设计具有十分重要的指导意义。随着建筑行业的不断发展和进步，高层建筑也在日新月异的发展，对结构设计的要求也越来越高。文章以高层建筑结构设计为中心话题，探讨分析了高层建筑结构的特点、高层建筑结构设计的原则、高层建筑结构设计的问题与对策，希望能够引起人们对这一问题的进一步关注，能够对实践起到指导作用。
参考文献：
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