高层建筑结构论文

高层建筑结构设计常见问题与对策论文

在高层建筑结构设计方面，我国起步较晚，近几年来，各大城市才不断出现了一些高层建筑，甚至超高层建筑，这些建筑的结构设计非常重要，决定着建筑的使用质量与寿命，业主的需求不断增加，也给设计人员提出了更多的要求。针对在高层建筑结构设计中的问题，需要进行一一解决，才能真正实现高质量建筑投入运行。

1 高层建筑结构设计特点

高层建筑结构设计中水平力是决定性因素。水平荷载在高层建筑结构中的稳定性贡献非常大。与普通建筑相似，高层建筑结构在竖向的荷载多以重力表示，但在水平荷载方面，高层建筑与普通建筑有着极大的不同，高层建筑的自重与荷载在竖向构件可以产生一定的轴力与弯矩，在建筑结构的稳定性方面起着决定性的作用。

在高层建筑结构设计中需要严格控制好侧移指标。当建筑的高度不断增加，水平荷载下的结构侧向移动将会不断被放大，对高层建筑的稳定性造成威胁，同时也会对人的生活舒适度造成一定的影响，所以需要保持侧移能够控制在一定的范围之内，这成为结构设计的核心元素。

高层建筑结构的设计对于抗震设计要求已经明显提高，随着近几年来地震现象不断频繁，任何一个等级的偏差都有可能会造成稳定性破坏；当高层建筑的竖向荷载不断增大时，柱内的轴向严重，连续梁弯矩变化让支座处的负弯矩减小，从而对预制构件的下料长度造成影响。所以在高层建筑设计时需要注意轴向变形问题； 要通过一定的措施，确保建筑结构具有相当的延性，当高层建筑物遇到危险时，避免出现倒塌的问题，如果没有延性设计，将会对使用效率产生危害。

2 高层建筑结构设计原则

2. 1 合理计算简图

首先要保证计算简图合理，简图对结构有着决定性作用。为了确保计算简图的安全，需要采用相应的构造方法，除了要在钢节点与铰节点进行关注外，还需要不断减小计算误差，把计算简图控制在一定的范围之内（ 见图 1 -2） .

2. 2 基础设计选择

其次，在进行基础设计时，要充分了解高层建筑所在的地质条件，另外对高层建筑的结构类型与荷载分布分析要全面，根据施工条件以及邻近相互影响进行综合考究，在全面了解基础信息的前提下进行科学合理的基础方案确定。基础方案中，地基的潜力将发挥最大的作用，需要提前进行地基检测。

2. 3 结构方案选择

合理的结构方案需要达到高层建筑结构设计的总体要求，并尽可能达到经济的目的。在相同的结构单元中，使用相同的结构体系，根据地理条件、工程要求、施工因素综合确定结构选择，从而制定出最佳方案。

3 高层建筑结构设计中的问题分析与改善方向

3. 1 建筑结构超高

一些城市为了进行评比，在楼宇的高度上不断进行更新，仿佛楼层越高，城市的地位就更靠前。但建筑物不断超高却对抗震性与建筑质量提出了更高的要求。相关的建筑规范对建筑物的高度与抗震要求进行明确的规定，无论是多高的建筑物，都需要满足相对应的抗震等级要求。针对目前多地存在的建筑物超高问题，建筑物规范将会进行限定，不断细化规则，与时俱进，这使得高层建筑结构的设计方法与措施有了明显的改进。每一个建筑单位的项目管理部都要注重建筑的超高问题，在设计图与施工组织审核时都应该及时发现潜在的风险问题，不断进行论证，避免对工程的'造价与工期造成影响。

3. 2 短肢剪力墙的设置

随着我国高层建筑结构设计的不断深入，对短肢剪剪力墙的设置问题更加关注。目前我国的相关建筑规范已经对它进行了充分严格的定义，并对其使用进行了限制。短肢剪力墙主要是指建筑物墙肢截面的高厚度在 5 - 8 左右的情况，根据经验表明，在高层建筑结构设计中人尽可能使用些种结构墙，所以在建筑设计时，要尽可能地避免。

3. 3 嵌固端设置

高层建筑的嵌固端在二层以上的地下室顶板上，同时也有可能会设计到人防顶板上，嵌固端设置时，结构设计工程师对于嵌固端设置带来的问题没有提前判断与预测，比如楼板的设计、上下层的刚度要求等等，这些问题都有可能在后来的设计中做出更改，造成不必要的损失与安全隐患。

3. 4 结构规则性问题规则性问题

在目前的高层建筑结构设计规范中已经进行了明确的限制。如新规范对结构嵌固端上下层的刚度进行了规定，现代建筑不宜采用严重不规则的设计方案。不规则的设计将对建筑的竖向荷载计算产生偏差，不易估计，有可能会存在安全风险。但是在目前的高层建筑结构设计中，仍然会存在着这一问题，对建筑的整体质量造成了一定的影响。为了避免图纸在后续施工过程中进行变更，所以结构设计者要对结构设计中的规则性问题进行提前分析，遵守相关的规范规则，提高整体质量。

3. 5 消防结构设计

高层建筑结构本身的特点非常明显，它的功能复杂性决定着建筑结构在设计时非常复杂，需要选用不同的建筑功能材料。传统建筑中所选用的材料多为可燃性材料，这种材料无形中增加了高层建筑火灾的发性频率，更不易进行救火。高层建筑间空气流动强，风力非常大，如果发生高层火灾事故，救援难度可想而知。在传统高层建筑结构设计时，把火灾线路设计成垂直形态，建筑人员在进行火灾疏散时将花费更多的时间，对人身财产安全造成了更大的延误。在消防结构设计中，也需要对排烟结构设计，这对于高层建筑的安全性设计有着重要的意义。在设计中要保证烟气能够有效排出，避免在火灾发生时不利情况的蔓延。

3. 6 抗风结构设计

在高层建筑设计中，抗风性研究非常重要。在进行设计建造时，要注意抗风压性，对有效的设计非常重要。随着高层建筑的高度不断增加，结构本身对风起着扰动作用与阻隔作用，不利于风量的及时移动，在风速较大时，会对静止的高层建筑产生振动效果，从而造成一定的动力荷载力，将会对其稳定性造成威胁，甚至有可能会导致主体结构受到破坏，导致玻璃幕墙破裂、装饰物毁坏甚至墙体断裂等工程质量受到影响的危险。

4 高层建筑结构设计策略总结

在高层建筑结构设计时要注重设计原则，合理选择基础条件与结构设计方案，对高层的消防结构、抗震结构、抗风结构设计进行优化。

在消防结构设计方面，要设计合适的防火间距，对建筑物间的距离进行精确计算，根据地形条件设计合理的防火结构设计，增加疏散通道设计，采用分隔式进行设计，控制烟雾与火势的蔓延； 在抗震结构设计方面，要合理规划建筑结构的构件位置，发挥不同的构承载功能，对地基进行抗震设计，简化建筑平面，分割高度差异，提高建筑物的刚率与强度，实现地基的稳固性，另外需要注重对剪力墙的设计，控制位移，对简体结构进行抗震设计，确保结构的完整性与对称性； 在抗风结构设计优化中，首先要进行基础设计，选择级配高的砂石，在结构义部使用抗拔锚杆，稳定地基，在高层建筑结构中增加耗能减振系统设计，通过多种元素的综合，使用强粘弹性的阻尼材料，解决好水平力、风荷载造成的荷载叠加问题，对受力高压区进行加固处理，精确计算建筑物的风荷载与承载力。

5 结语

在高层建筑结构设计时，应该对超高、抗震、抗风、消防、规则性、嵌固端设置等问题进行充分认识，提前结合地质条件与基础条件对各个影响因素进行分析，不断进行优化设计，确保高层建筑结构本身的稳定性，提高使用寿命与质量。结构设计不是孤立存在的，而是与其他的设计相辅相承。结合目前经验所发现的问题进行优化，避免对质量造成影响。随着我国专家学者对高层建筑结构设计研究的不断深入，结构设计将更加完善，促进我国城市建设水平的提高。

参考文献

[1]张杰，崔伟平。 探究高层建筑结构设计的问题及解决措施[J]. 河南科技，2013（ 01） : 173.

[2]郭峰，梁利生。 高层建筑结构设计的问题及解决措施方案应用[J].科技传播，2013（ 13） : 135 -136.

[3]孙凯。 高层建筑结构设计的问题及对策探讨[J]. 价值工程，2011（ 25） : 88 -89.

高层建筑中的问题和解决对策论文

摘要: 随着社会的全面发展，高层建筑在整个建筑体系中所占比例日益的增加。为了避免建筑结构设计中的失误对工程质量造成重大的影响，不仅需要对高层建筑中结构设计的各种问题进行分析，还要采取相应的措施进行全面优化。

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

［1］浅谈高层建筑设计［J］．居雪涛．科技创新与应用．2014(05)

［2］高层建筑设计中存在的问题与对策［J］．万艳红．四川水泥．2014(12)

高层建筑结构设计中的问题及策略论文

在现实的学习、工作中，大家都写过论文，肯定对各类论文都很熟悉吧，论文是对某些学术问题进行研究的手段。你写论文时总是无从下笔？以下是我为大家整理的高层建筑结构设计中的问题及策略论文，希望对大家有所帮助。

1高层建筑结构设计的基本原则

结构方案最优化原则

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建筑结构设计是建筑施工的第一步，一个质量优良的建筑物离不开良好的结构设计方案。建筑结构设计环节是建筑施工中非常重要的一个环节，建筑施工离不开建筑结构设计方案的指导。在对建筑结构方案进行制定时，需要搜集建筑周边环境信息，针对建筑所在的位置，进行合理设计，另外在设计时，还要考虑到建筑的经济性，建筑技术以及施工方面的影响，从而设计出最佳的建筑施工方案。

建筑材料与资源的节约性原则

建筑设计中一项重要的工作就是提高建筑材料的利用率，减少建材的使用。因此在建筑工程实际施工前，相关的设计人员必须仔细的研究工程图纸，提前做好建材的使用方案以及节约方案。在不影响工程整体施工季度以及质量的前提下，综合考量与建筑材料相关的各种因素，比如物流费用、加工费用、存储费用等等，尽可能的降低成本。另外，选用建材时，不能一味的注重价格，也要考虑建材的质量，比如钢筋的使用，尽量采用高强度的钢筋，其具有强度高，性能突出等优点，使用效果远远高于普通钢筋，相较而言，其性价比更高。

2高层建筑结构设计的特点

控制指标

高层建筑由于楼层的高度问题，在施工方面和基层建筑的施工是有很大的不同的，因此在进行高层建筑结构方案制定时，设计的侧重点也不同。在高层建筑结构设计中，结构侧移是一项非常重要的设计因素，因此在制定建筑结构设计方案时，一定要注意将结构侧移控制在一定的范围内。

轴向变形

在高层建筑结构设计中另外一个非常重要的元素就是轴向变形，在高层建筑施工中，竖向载荷数值一旦变大，竖向构架中就会出现非常大的轴向变形，从而对连续梁弯矩产生破坏，进而对建筑的整体结构产生影响。

水平荷载

在建筑结构的设计中，水平荷载是一个非常重要的元素。建筑结构设计中的竖向荷载所造成的轴力与建筑物的.整体高度的一次方成正比，水平荷载所造成的倾覆力和竖向的构件生成的轴力这两种利益与建筑物的整体高度的二次方也成正比。假如建筑物的高度增长的话，这个值也会变大，从而会对整个建筑结构产生很大的影响。

3高层建筑结构设计中存在的问题

高层建筑结构设计随意无章

建筑工程的建设最重要的参照物就是建筑结构的设计图纸，也是建设过程中的具体指标，在建筑结构的设计以及实际工程施工中具有十分重要的作用。如果建筑结构设计图纸出现微小的问题，在实际施工中，都会被扩大数倍甚至数十倍的形式呈现在建筑结构中。因此，在建筑结构设计中，必须重视对设计图纸的使用以及标识。但是目前的建筑结构设计过程中，对于图纸的运用还存在一些问题，有些关键性的信息并没有在图纸中表明，比如建筑的防震设计，建筑的抗裂等级，或者建筑施工材料的质量标准等。如果后期的设计人员对于建筑结构设计的整体考虑不那么全面，稍有遗漏，就会严重影响建筑工程的施工质量。

高层建筑结构设计不合规定

高层建筑结构设计的不合规性主要体现在建筑施工材料的选用上。随着我国经济水平的不断提高，建筑行业得到了极大的发展，而建筑行业繁荣的背后，也使得市场竞争更加激烈。这使得一部分企业，为了追求利润，扩大市场占有率，开始降低自身的建筑成本，而降低建筑成本的主要手段就是调整建筑施工材料等级，许多企业在进行建筑结构设计时，投机取巧，擅自调整建筑材料。例如使用低含钢量的建材来降低建筑成本，使用一些低质的施工材料。这不仅会对企业造成极大的负面影响，还严重威胁到了人们的生命财产安全，这也是我国不断出现“楼歪歪”“楼脆脆”等现象的原因。

4高层建筑结构设计的有效解决对策

完善高层建筑结构的设计图纸，培养严谨的工作态度

在建筑结构设计中，要重视设计图纸的使用。相关设计人员在对高层建筑结构设计过程中，对于一些细小但是重要的数据，信息都要考虑到，并将其清晰的标注在设计图纸上，不要因为为了方便而将一些重要的信息省略掉。因为高层建筑在实际施工中，都是严格按照高层建筑结构设计的图纸来进行实行的，一旦图纸中出现不清楚或者不明确的数据信息，这对高层建筑的整个施工都会产生重大的影响。此外，设计人员在进行图纸设计时，要秉承严谨的工作态度，认真对待设计工作，切忌马虎大意，对于已经完成的设计图纸，也要反复检查，确保设计出来的图纸信息的准确性。同时设计人员还要对图纸中发现的问题或者丢失的数据，及时的修改或者弥补，以确保建筑工程的施工质量。

加强高层建筑结构的刚度设计，适应建筑的实际需求

高层建筑结构的刚度取决于建筑材料的含钢量。因此，在高层建筑设计过程中，如果采用低含钢量的设计，会使得工程具有极大的安全隐患。所以建筑施工企业必须注意高层建筑的刚度设计，以保障高层建筑的工程质量。当然，建筑结构的刚度会随着不同的地质情况而不同，比如在平原地区，地质比较稳定，那么高层建筑结构对于刚度的要求就比较低，可以采用含钢量稍微低一些的建材；而如果在山地丘陵地区，地质情况复杂，那么就要对建筑结构的刚度要求严格一些，采用含钢量高的建材。综上所述，建筑企业不能一成不变，在高层建筑结构设计过程中，要因地制宜，不能仅考虑企业的利润，更多的是需要和实际情况相结合，设计出最符合要求的建筑结构刚度需求。

5结束语

高层建筑施工的基础就是高层建筑结构设计工作，也正因如此，高层建筑结构的设计质量问题会对高层建筑的后期施工质量产生直接的影响。同时随着我国社会的不断发展，人们对于建筑的需求也在朝多元化方向发展，也正是由于人们需求的变化，导致高层建筑设计的问题也日渐增多。因此，在目前激烈的竞争环境下，建筑企业要想长远的发展下去，就必须解决高层建筑结构中的问题，提高建筑工程的施工质量与水平。只有这样，才能更好的为社会做贡献，企业也才能更好地发展下去。

参考文献：

[1]岳文萍,刘飞飞.高层建筑结构设计的问题及对策探讨[J].住宅与房地产,2016,(3):90-91.

[2]陈国友.试述高层建筑结构设计的优化[J].信息化建设,2016,(1):147.

[3]胡海燕,朱琦.复杂高层与超高层建筑结构设计要点分析[J].工程技术研究,2016,(7):183+187.