摘要：隨著我國經濟建設步伐的不斷加快，高層建筑已經逐漸進入到了人民的生活當中，建筑物的結構變得更加多樣化，其功能也越來越豐富起來，這就對高層建筑的結構設計和分析工作提出了更高的要求。本文通過對高層建筑結構設計過程中經常遇到的問題進行淺要的分析，意在為建筑結構設計人員提供參考依據。
　　關鍵詞：高層建筑，結構設計，常見問題，解決措施
　　一、高層建筑的結構設計特點
　　1、建筑設計中的水平荷載
　　有關建筑設計中的水平荷載問題，我們可以從以下兩個方面來說明：一方面，樓房的自身重量和建筑樓面所承受的載荷作用于豎向構件中，其所引起的軸力和彎矩數值與建筑物高度的一次方成正比關系。在建筑結構中，水平載荷產生的傾覆力矩和豎向構件中所引起的軸力，都是與建筑物的垂直高度的平方成正比關系。另一方面，對于某一特定的高層建筑物來說，其豎向載荷能力基本上已經是定值，而在水平載荷方面則不同，它還會受到一定的風力影響和地震作用影響，水平載荷的數值會隨著建筑物結構的動力特性的變化而不斷變化。
　　2、建筑設計中的軸向變形
　　在高層建筑的結構設計中，建筑物豎向載荷的數值一般都比較大，如果設計時考慮不周，會在柱體中引起一定的軸向變形，對連續梁彎矩有一定的影響，這種情況會減少連續梁中間支座處的負彎矩值，而端支座的副彎矩值和跨中正彎矩則會出現增大的情況；在建筑設計中，需要根據軸向變形來計算相應的數值，對預制構件的下料長度進行細致的調整；有關軸向變形的問題，還會影響到構件的剪力和側移的幅度，從而引起建筑設計的安全問題。
　　3、建筑設計中的結構延性
　　對于高層建筑物來說，它相對于一些較低的建筑物有更為柔和的建筑結構，在一些突發的震動情況下會產生較大的變形。為了使建筑結構在塑性變形后仍然具有良好的變形能力，避免出現建筑倒塌，我們在建筑設計時要采取一定的措施，以保證高層建筑的結構具有適合的延性。
　　4、建筑設計中的側移幅度
　　在高層建筑的設計過程中，建筑結構產生側移的問題是高層建筑結構設計的關鍵要素，隨著高層建筑的高度不斷增加，其水平荷載能力也在隨之變化，建筑物結構側移的幅度迅速增大，為了確保高層建筑的質量安全，必須把建筑結構水平載荷下的側移幅度設計控制在一定限度之內。
　　二、高層建筑結構設計的常見問題
　　1、高層建筑結構的規則性問題
　　有關高層建筑結構設計的規則性問題，在新出臺的建筑規范章程上出現了很大的改動，新的規范標準在結構設計方面增加了一系列的限制性條件，例如，新的規范制度用強制性的條文規定了“建筑物不應該采用嚴重不規則的建筑設計方案”。因此，建筑結構設計人員在進行設計工作時應注意遵守新規范制度中的限制性條件，對于設計中的不符合規定問題必須及時的調整，以免為后期的相關工作造成隱患。
　　2、高層建筑的高度問題
　　根據我國《高層建筑混凝土結構技術規程》中的有關規定，從考慮經濟與適用原則的角度出發，規定了各種常見建筑結構體系的最大適用高度。在我國的社會經濟發展水平、建筑科研水平和施工科學技術水平的相關背景下，這一高度是比較安全穩妥的，它是目前我國土木工程規范體系中最相協調的標準高度。但是在實際的建筑工作中，很多混凝土結構的高層建筑在高度設計上已經超過了這一限制，例如，中信廣場是采用混凝土結構進行建造的，其高度達到了322m；金茂大廈采用的是組合結構進行建造，其整體高度達420.15m。對于目前這種超過高度限制的高層建筑物，我們必須以謹慎的科學態度對待。因為如果發生地震的話，這些超高建筑物在受到破壞后會發生很大的變形，嚴重影響建筑物的安全。隨著建筑物的高度不斷增加，它的一些規范指標的適用范圍也發生了變化，在安全指標、材料性能、延性要求等方面都要做適當的調整，從而使建筑物具有穩定的安全性能。在建筑物的抗震規范建設標準與高度建設規定中，對于建筑物整體結構的總體高度都有嚴格的限制性規定，超過規定的高度，建筑物的設計方法和處理措施都會發生很大的變化，這一問題對建筑工程的各方面影響巨大，我們必須嚴肅對待。
　　3、高層建筑嵌固端的設置問題
　　通常情況下，高層建筑的底部都建有二層或二層以上的地下室，它是高層建筑的根基所在。建筑物的嵌固端有時會設置在人防頂板的位置，有時也會設在地下室的頂板處，這是建筑結構設計中的一個細節問題，在建筑結構設計中，如果設計人員忽視了嵌固端的設置，會引發嵌固端的樓板設計、嵌固端的上下層剛度比例限制、嵌固端的上下層抗震等級的一致性、建筑整體建構設計與嵌固端位置協調等一系列的問題，任何一個細節問題的忽略都可能導致后期施工工作中的安全隱患。
　　4、高層建筑的地基與基礎設計問題
　　高層建筑的地基與基礎設計問題一直是建筑結構設計人員比較重視的問題之一，該階段設計工作的好壞會直接影響后期結構設計工作的順利進行，同時，建筑物地基基礎也是整個工程造價高低的決定性因素。在地基基礎設計這一階段，極有可能出現一些問題，如果不加以重視，將對建筑工程造成巨大的損失。設計人員在地基基礎設計的過程中，一定要重視地方性規范標準。由于我國的幅員遼闊，不同地區的地質條件各不相同，僅憑國家標準的《地基基礎設計規范》根本無法達到對全國不同地區的地基基礎都進行詳細的適用描述和規定，因此，各地方出臺的地方性“地基基礎設計規范”更適合本地區的地基基礎設計工作，其對施工設計的相關規定更為準確和詳細，在進行地基基礎設計工作時，一定要深入的學習地方性建筑規范，避免對后期的設計施工工作造成不良的影響。
　　5、建筑材料的選用和結構問題
　　通常情況下，在地震多發的一些地區，工程技術人員對采用何種建筑材料或建筑結構體系的問題都非常的重視。在我國，150m以上的建筑物主要采用框一筒、筒中筒和框架一來支撐三種常用的建筑結構體系。這三種建筑結構體系在其他國家的高層建筑中已經被普遍采用。在國外的地震多發地區，高層建筑物主要以鋼結構為主，而在中國，建筑物有將近90%的比例是鋼筋混凝土結構或其他沙石混合結構。在混合結構的鋼筋混凝土內筒部位，通常要承受80%~90%的地震作用剪力，這種情況對建筑物來說是十分危險的。在結構設計中，由于建筑結構是以鋼筋混凝土核心筒為主，所以對建筑材料的變形控制要考慮鋼筋混凝土結構的位移。由于鋼筋混凝土結構的彎曲變形側移幅度較大，如果我們只采用剛度很小的鋼架來減少側移，效果并不明顯，而且還會增加鋼結構的承載能力。有時會采取加大混凝土內筒的剛度和設置伸臂結構等方法以達到滿足規范側移限制的標準。所以，在高層建筑材料的選用方面，根據我國現有建筑市場上的鋼材類型、品種和有關鋼結構的加工制造能力，建議在高層建筑中盡可能采用鋼管混凝土結構或鋼結構、鋼骨混凝土結構，以達到改善高層建筑結構的抗震性的目的。鋼骨(鋼管)混凝土通常作為高層建筑的首選建材，這是由它的堅固和穩定性能決定的。
　　6、建筑設計中的軸壓比與短柱問題
　　在采用鋼筋混凝土建筑的高層建筑中，設計人員為了控制柱的軸壓比，使得柱的橫截面很大，在柱的縱向鋼筋中則是構造配筋，即使在建筑中采用高強度的混凝土，建筑柱斷面的尺寸也沒有明顯的減小。為了使建筑中的柱體處于偏壓狀態，防止混凝土被壓碎，要限制柱體的軸壓比數值。建筑中主體的塑性變形能力越小，其建筑結構的延性就越差，當發生地震災害時，就會出現吸收和耗散地震能量較少的情況，導致建筑結構遭到不同程度的損壞。在建筑結構設計中，應根據強柱弱梁的原則來進行設計，同時選擇具有良好延性的梁具，就可以使柱子進入屈服的可能性大大的減少，也可放松軸壓比限值。此外，雖然很多高層建筑物的底部柱體長度與直徑比都小于4，但并不能說明這一柱體就是短柱。確定短柱參數的依據是柱的剪跨比，只有當柱體的剪跨比小于2時，才能確定該柱體是短柱。曾經有建筑專家提出高層建筑的抗震規范應采取較高的軸壓比，但通過實踐表明，雖然調整了建筑物的軸壓比限值，但柱面并沒有因為這一調整而減小，所以在建設具有抗震性能的高層建筑物時，采用鋼筋混凝土材質是否合理還有待研究。
　　三、總結：
　　一個好的設計結構也就是一個好的耗能體系，在設計中，要充分注意到等強度設計、高度等重要問題，從而增強建筑結構的整體性，在保證整個建筑結構安全性的基礎上，同時增加了建筑的使用期限。
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