多高层建筑结构设计篇1

关键词：高层建筑；结构设计；问题；对策引言

伴随城市化进程的逐渐加快，各种高层建筑迅速崛起，越来越多的高层建筑，出现在人们的生产和生活中。高层建筑结构设计在高层建筑建设中发挥着重要的作用，它直接影响建筑物的建设以及后期维护。在进行高层建筑结构设计时，要选用科学、合理的设计方法，最大限度满足人们对房屋建筑居住舒适度的功能要求。此外，高层建筑结构设计还要能充分确保建筑物的质量安全，满足当地抗震、抗风的基本要求，为人们的生活、工作、学习提供安全保障。研究高层建筑结构设计中的若干问题及对策具有非常重要的意义。

1高层建筑结构的特点

与一般建筑结构不同，高层建筑结构有其自身的特点，由于其高度过高，建筑物本身要同时承受水平和垂直两个方向的荷载。其中，水平荷载主要是由外界的风力引起的，垂直荷载主要是由建筑物本身自重引起的。同时，不同地区对高层建筑物的结构抗震等级也有明确的要求。一般情况下，低层建筑结构受到的水平荷载和垂直荷载都比较小。但是，在高层建筑中，地震和风力对建筑物的影响就比较大，并且是高层建筑荷载的主要决定性因素。随着高层建筑物的高度的不断增加，高层建筑位移增长较快。但是，一旦高层建筑物产生的侧移过大，就会严重影响人们居住的舒适度，并且会影响建筑物的使用功能。此外，过大的侧移会直接损害建筑结构构件及非结构构件的稳定性。因此，在进行高层建筑结构设计时，必须要将侧移控制在规范要求的范围内，使建筑物能够满足人们的正常使用要求和舒适度要求。设计师在进行高层建筑结构设计时，要能够把握其核心工作。

2层建筑结构设计中的问题及对策

2.1结构的规范性问题

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。

2.2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。

2.3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。

2.4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。

多高层建筑结构设计篇2

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3

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4

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]JGJ32002高层建筑混凝土结构技术规程[S].

多高层建筑结构设计篇5

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

多高层建筑结构设计篇6

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。