第一篇：高层建筑结构设计问题及对策
摘要：近年来，随着我国国民经济的快速增长以及老百姓生活水平的不断提高，高层建筑以及超高层建筑正逐渐成为我国建筑业发展的主流。它的建筑结构是否安全可靠，也成为所有业内人员需要关注的重点问题。为缓解城市土地压力，现代建筑的高度逐年上升，建筑结构形式也更加的丰富多样，这就使高层建筑结构设计成为决定工程质量的重要依据。因此，相关设计人员一定要对高层建筑结构设计中所有关键点加以研究，从而在保证结构设计合理的前提下，为今后我国高层建筑建设行业的良性发展奠定基础。
关键词：高层建筑；结构设计；问题；对策
引言：
在城市化进程不断推进的时代背景下，想要在有限的城市可利用土地上获得更多的使用空间，高层或超高层建筑就应运而生，并逐渐成为我国建筑业发展的必然趋势。而建筑结构设计作为建筑工程中的重要环节，它的合理性以及可行性将直接决定整栋建筑的成败。因此，为有效减少因结构设计不合理而带来的损失，相关施工企业就必须要对现有的建筑结构设计模式加以改进，纠正以往设计中不恰当的地方，从而提高高层建筑结构设计水平以及能力。
一、高层建筑结构设计常见的问题
1、高层建筑的抗震结构设计
对于高层建筑结构设计而言，抗震设计是其中最重要且难度最大的环节。相较于其他建筑类型，高层建筑的高度更高，在地震等自然灾害来临时，所承受的不利影响也是最严重的。然而在高层建筑结构设计实践中，有些设计人员没有对这方面工作引起重视，甚至于有些设计人员没有对地震给高层建筑带来的影响进行测算，长此以往，不仅会给高层建筑的抗震性能埋下隐患，同时在地震发生时还会给住户或者周边建筑居民造成巨大的生命以及财产损失，不利于企业的健康发展。
2、高层建筑的抗风结构设计
高层建筑的抗风结构设计需要随着建筑高度的增加为进一步加强，这也是整个建筑结构设计中不可或缺的一环。但是在实践中，这方面也会存在很大的漏洞以及不足。目前，我国针对建筑结构设计中的风压等级还没有一个清晰界定；而应用较为广泛的高层建筑结构抗风设计中的风振系数准确率也不高，存在较大差异；此外，对风振舒适度的界定也不够科学；等等。以上内容都是高层建筑抗风结构设计中容易遇到的问题，相关设计人员要在工作中对此加以重视。
3、高层建筑的结构刚度设计
在高层建筑结构设计中，楼层竖向结构的规则性以及楼层平面的刚度都是设计中容易出现问题的环节。由于不同设计师的设计理念存在较大差异，使得设计结构会因为过程的不同而导致最终的经济指标也各不相同。打个比方来说，有些设计师在高层建筑结构设计中，单纯的追求建筑外形的特立独行，而忽视了最重要的抗侧移刚度对整栋建筑的影响，使它的安全性以及稳定性得不到保障。
4、高层建筑的超高问题
高层建筑的抗震性能标准，是在一定的建筑高度上确定的，国家更是对这一问题做出了明确批示。然而每年的高层建筑建设过程中，总会出现不同程度的超高问题，这就迫使国家需要不断的对相关标准以及规范进行详细说明。举例来说，有些施工企业为了获取更加的经济利润，盲目地增加高层建筑高度，而没有对建筑竖直方向的承载力引起重视，让建筑地基所承受的重量超过了它的能力范围，进而影响到整栋建筑的抗震性能以及抗风性能。
二、针对高层建筑结构设计问题的有效应对措施
1、科学选择建筑结构体系
自然灾害的发生不确定性很大，这就对高层建筑的稳定性提出了更高的要求，而高层建筑是否安全可靠也成为老百姓购房的参考标准。在我国高层建筑行业的发展历程中，相关的规范标准也在逐步改进以及优化。目前，对高层建筑的限制性条件较多，而为了在之后的施工过程中尽量避免因设计而出现变动，就必须要选择一个科学的建筑结构体系。在进行高层建筑结构设计时，相关设计人员不仅要考虑建筑本身的问题，同时还要对建筑施工所在地进行实地勘察，对当地的地质条件以及周边建筑物分布的实际情况进行全面彻底的了解。与此同时，高层建筑上段部分的结构设计是整个设计中的重点，只有制定一个完善的、科学的方案，才能保证高层建筑结构设计的可行性以及准确性。
2、高层建筑的抗风设计要合理
高层建筑的抗风设计主要包含以下几方面内容：第一，高层建筑结构的强度要过关，能够承受各种风力带来的影响；第二，在保证建筑结构的强度符合要求之后，还要对高层建筑在水平荷载作用下的位移进行有效控制，从而确保居住以及工作环境的优越；第三，科学合理的选择高层建筑结构体系以及建筑外形。为进一步加强高层建筑的抗风能力，必须要做好相应的防风加固措施。首先，增加截面面积，以此来提高整栋建筑的承载力，与此同时，加强截面的刚度，降低建筑自振频率受风级的影响，减小动力风荷载效应；其次，可以在建筑结构构件的周围包上型钢，来增加它的稳固性，此外，设计人员可以借助预应力加固法，来在尽可能不改变使用空间的前提下，提高构件的承载力，另外，通过增设支点的方式也可以在一定程度上对建筑结构的受力状况进行改变。
3、高层建筑的结构刚度设计要合理
在结构刚度设计过程中，设计人员要在允许范围内尽可能的降低结构刚度，结构刚度越小则受共振的影响就越低，相应的抗震性能也会得到提升，这就在无形中增加了高层建筑结构的安全性以及稳定性。通常情况下，在一些土质较好或者岩基埋得不深的区域，可以将桩基作为建筑结构的基础，让地层下的岩基作为支撑，从而确保地基的安全稳定，在这一基础上，建筑结构的刚度就可以尽可能减小。其中，结构刚度设计要将结构极限变形指标作为参考依据，以此来保持建筑结构的稳定性。
4、加强对高层建筑超高问题的监管
高层建筑作为现代建筑的主流，它的建筑高度也会随着时代的发展而出现新的规定，尽管如此，仍有一部分高层建筑存在超高问题，不仅无法保证建筑的安全，同时还有可以给国家以及人民造成不可估量的损失。因此，为了保证高层建筑结构设计的合理性以及安全性，相关主管部门就必须要加强对超高问题的监管，并坚决打击违法违规行为，构建完善的建筑高度规范制度，从而为整个高层建筑结构设计监管的顺利展开奠定基础。
三、结语
综上所述，在我国建筑业迅猛发展的今天，高层建筑以及超高层建筑在建筑市场中所占比重也逐年增加，并逐渐改变老百姓的日常生活。然而在高层建筑结构设计中，总会不可避免的遗留很多问题，对高层建筑住户以及周边老百姓的安全造成威胁，因此，在高层建筑结构设计中，一定要在对施工现场进行全面勘察的基础上，做好建筑结构的抗震性能设计、抗风性能设计、结构刚度设计以及其他相关设计，从而在解决结构设计问题的前提下，不断提高自身的结构设计水平，为之后高层建筑行业的可持续发展提供保障。
参考文献
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作者：宋玉华 单位：重庆应用技术职业学院
第二篇：高层建筑结构设计的抗震概念设计
摘要:分析了抗震概念设计的现实意义，介绍了抗震概念设计的基本要点，并阐述了抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用，旨在增强高层建筑结构的抗震性能。
关键词:抗震概念设计，高层建筑，结构体系，抗震性能
引言
地震灾害不仅会造成人员伤害，而且会产生经济损失。当前地震灾害愈发频繁，并带来惨重的人员伤亡。建筑物倒塌是造成这一现象的根本原因，其中在高层建筑中更为显著。若能在结构设计过程融入抗震概念设计，便可降低上述损失。现阶段，建筑设计人员更加重视抗震概念设计，并将其作为主要研究内容。
1抗震概念设计的现实价值
抗震概念设计实际上是一种宏观控制。从最初的场地选取至平立面形式、基本结构规划等着手，有效消除建筑内部抗震薄弱点，外加科学计算与可行的构造措施，便可保障抗震性能，提升抗震可靠性。对于高层建筑而言，其结构设计一般较为关注抗震概念设计，这是因为高层建筑具有繁琐的结构，一旦遭遇地震灾害，具有动力不可预测特性，且结构认识存在不足，外加材料性能的制约与施工安装等的作用，使得计算结果背离实际。片面凭借数值计算获取基本结构无法有效应对实际抗震，特别是地质特征的不同，使得大部分国家颁布的抗震规范存在显著差异。另外，抗震概念设计除参照数值计算外，还提高了实践性，同时，由于结构抗震设计突出于分析计算，促使该抗震设计理念可达到区域差别背景下结构设计的基本需求。突显抗震概念设计，借此在建筑结构设计过程中引起人们对结构规程的关注，明确抗震概念设计主要规范，以此来攻克传统结构设计片面关乎计算结果这一问题，要求工程师依据设计原则，联系地区抗震规定，进而增强抗震性能。
2抗震概念设计基本要点
2．1挑选规则的结构
图1水平建筑体形的综合规划与结构设计至关重要，并在抗震结构设计中占据主要位置，因为大部分倒塌建筑均是因不适宜规划产生的。适宜的水平面与合理的垂直面可促进抗震。综合来说，平面形状自身的规则性决定着抗震性。其中平面形状越平整，则抗震性能越强。水平地震的具体作用见图1。由于规则平面可稳步承担荷载作用，其结构整体性越突出。在高度方向中，应确保结构布置具有连续性，以此来让侧向刚度由上至下保持连续，防范薄弱层。
2．2挑选适宜的传力路线
现阶段，在大部分高层建筑中，其抗震概念设计均较为依赖计算机程序，一般情形中，为增加计算结果的精准性，结构设计师需掌握简便计算。依托计算机获取受力状态情况下结构件的具体计算简图，然后通过力学以及数学模型围绕地震反应展开详细剖析，以此来明确最终结果，要求结构传力路径应便捷、直白。
2．3挑选可行的场地与理想的基地
经大地震调查研究发现，建筑物的损毁和局部地形密切相关。另外，还关乎地基和断层等其余因素。房屋破坏率和覆盖土层厚度具体呈现关系见图2。若场地表层自身的覆盖层厚度不大，则表明土质偏硬，且具有优良的稳定性。遭遇地震时，便不会轻易出现倒塌现象。因此，开展抗震概念设计活动时，需选取硬质基地，以此来降低地震产生的放大效应。
2．4配备多条抗震防线
在开展抗震概念设计活动时，应配备多条抗震防线。由于地震时间存在差异，还伴随余震，所以，连续的地震将反复冲击，在建筑物中形成累积性破坏。若高层建筑物单纯配备一道防线，便会遭遇一次破坏，无法抗衡连续破坏。若配备多条抗震防线，待第一道防线遭遇破坏时，仍可通过第二、第三道防线发挥保护作用，以此来保障建筑物。此种设计既经济，又实用，值得应用。
2．5增加结构的整体性
发生地震时，若想让建筑物的每一个部件有机协调工作，这要求建筑物具备优良的整体性。对建筑物而言，当遭受地震后仍具有整体性，方可有较强的抗震能力。简而言之，空间结构自身的稳定性与综合刚度影响着抗震能力，关乎着施工质量。优质的钢筋混凝土能够防范散落滑移、改善楼板的刚度，最终增加结构的整体性。
3抗震概念设计在高层建筑结构设计活动的具体运用
3．1抗震概念设计需明确结构规律
对高层建筑而言，利用抗震概念设计时需合理调节高层建筑自身的体型设计，有效保障质量，使其在规则上科学分布，增强设计整体性，以免在局部产生刚度过大现象。结构布局和抗震概念设计密切相关，以简约、对称建筑为例，发生地震时，其应力分析较为容易达成，实际反映便于促成，同时，可保持一致，然而，错层高层建筑却恰恰相反，当遭遇地震，出现地震效应时，具有复杂性，无法精准评判抗震效果。由此可知，抗震概念设计需明确结构规律。
3．2在结构构件中的具体运用
实现抗震离不开构件支撑，由此可知，抗震结构体系包含的每一个构件均应具备较强的刚度和强度，同时，具有良好的连接性。从本质层面而言，高层结构体系属于多层次超静定结构。我们应面向其抗震结构添加不同的抗震防线，即便遭遇地震，部分构件发生损坏，其他构件仍可继续支撑，组建成抗震结构，以此来承受地震力、担负竖向荷载。综合来说，准确预测先屈服部位，有效调整，构建多道抗震防线，达到全面控制，这是可行、合理的结构抗震耗能手段，也是抗震概念设计的核心内容。
3．3在结构体系中的具体运用
在抗震概念设计中，结构体系尤为重要，其实际应用需结合高层建筑物的实际高度，结合抗震等级，科学挑选抗侧力体系，借助概念计算掌握主要构件的实际尺寸，增加方案的可行性。抗震结构方案界定着抗震概念设计，因此，我们应选择适宜的结构体系，通常应注意下述内容:其一，对由于部分结构作用所引发整体建筑结构体系实际抗震能力下降或荷载承受能力降低，需遵循赘余度功能，遵守内力重新划分功能。该原则经建筑实践得到了有效证实;其二，选取结构体系时，除需保证建筑体系受力清晰、传力规范、传力路线适宜外，还需具备精准的地震作用传递路线和完整的计算简图，上述均应满足抗震分析;其三，延性作为建筑结构的基本特性，它关乎着结构体系的整体变形能力。增强构件延性是优化抗震概念设计实际应用的主要内容，借助混凝土构件可进一步限制砌体结构，即便经由地震作用，配筋砌体出现裂缝，依然不会出现倒塌现象，增强荷载承受能力。
4结语
对高层建筑而言，抗震概念设计在建筑结构设计过程中占据着重要位置，经由科学的设计，可增强抗震稳定性。由此可知，设计人员一定要认识到抗震概念设计的现实价值，掌握并精通抗震概念设计，有效运用，综合考虑每一项因素，最终打造牢固、优质的高层建筑。
作者：刘均伟 单位：重庆信科设计有限公司
第三篇：高层建筑梁式转换层结构设计原理
摘要：近年来，随着城市可利用土地面积的逐渐缩小，高层建筑在城市建设中也越来越普遍，它的建筑结构形式、建筑规模以及使用功能等都出现了翻天覆地的变化，在高层建筑中增加转换层就成为其中较为典型的案例。而梁式转换层结构也因其施工简单、经济效果明显以及计算过程简洁等优势，被广泛的运用于高层建筑转换层建设中。因此，为了保证高层建筑转换层的施工质量，就必须要对梁式转换层结构设计的原理以及应用加以研究，从而为之后高层建筑行业的良性发展提供参考依据。
关键词：高层建筑；梁式转换层结构；设计原理；应用；研究
引言：
在我国城市化进程不断推进以及城市人口迅速增长的时代背景下，为了在有限的城市土地上获得更多的生活以及工作空间，建筑物就不得不向着高空发展，这也为高层建筑以及超高层建筑创造了广阔的发展前景。想要在高层建筑中实现不同功能区的分隔，就必须运用转换结构，而梁式转换层作为转换结构中的一种，在高层建筑中发挥着至关重要的作用。因此，要加大对梁式转换层结构的研究力度，对它的设计原理以及实际应用有一个深入了解，从而确保它能在实际使用中发挥它独特的优势以及作用。
一、高层建筑梁式转换层结构设计原理
经过长期的实践研究表明，高层建筑结构中的转换层位置越高，则整个结构的抗震性能就越差，而怎样在高层建筑中布置梁式转换层结构，就成为现阶段所有业内人士需要关注的重点问题。其中，相关施工企业可以从以下几个方面入手：1、对称布置在梁式转换层结构设计中，要保证剪力墙以及转换柱之间始终保持对称，防止梁柱的柱脚出现转角问题。一旦转角现象严重，就会让立柱发生内力超筋现象。2、竖向布置在高层建筑梁式转换层结构设计中，竖向结构会影响到整栋建筑的抗震性能，它会极大降低转换层的刚度。因此，在设计中要尽可能的沿着较高位置来进行布置，也可以结合建筑的特殊要求，在布局设计中布置转换层，并减少竖向构件的使用率。3、高度设置梁式转换层的高度要合理，可以偏低但不能偏高，一旦高度过高，就会影响到转换层周围内力的抗震性能，同时也会从另一个角度影响到建筑的抗震设计。在高位转换过程中，要对下段框支结构的柔软度加以重视，并防止剪切等问题的出现。为了对低层间的内力突变以及位移力进行有效控制，要让每个刚度的效率都保持一致。此外，在设计间距时，也要严格按照相关标准行事。4、计算要准确在高层建筑梁式转换层结构设计中，如果无法保证数据计算的准确性，那么整个设计方案就谈不上科学有效。打个比方来说，借助构建相应的计算模型来模拟高层建筑的具体受力变形情况，需要采取三维空间的整体结构来对其进行研究，并通过现有手段实现对转换结构局部的有效计算，从而保证整个设计计算过程的准确性以及科学性。5、结构刚度设置带转换层的高层建筑，如果转换层自身的刚度达不到设计要求，就会对整个建筑的抗震性能造成影响，保证结构刚度也是梁式转换层结构设计中的关键性原理之一。在设计中，梁的高度通常要超过其跨度的12%左右；而高层建筑梁式转换层要尽量选用性能等级较高的混凝土进行施工，以此来保证它的刚度符合相关标准，并在这一基础上为功能性转换工作的顺利进行提供保障。
二、高层建筑梁式转换层结构设计的应用以及要点
高层建筑梁式转换层结构设计是一项复杂程度较高的工作，设计人员在实际工作中，除了要严格遵循以上设计原理之外，还要对设计中的关键点加以重视，以此来确保整个高层建筑结构的安全性以及稳定性。1、高层建筑梁式转换层结构设计的应用（1）钢骨混凝土转换结构在我国科技技术不断更新换代的时代背景下，高层建筑的高度也由原来的几十层逐渐增加到现在的上百层，这也就对转换结构的承载力提出了更高的要求，转换构件的尺寸以及材质也较过去有了很大的不同，这就在一定程度上对建筑的层高以及可利用空间做出了限制。在这种情况下，就急需一种新型材料来取代原来的转换构件材料，钢骨混凝土就走入了设计人员的视野。钢骨混凝土在实际使用中，会大大缩小转换梁的截面大小，同时又能进一步提升转换梁的承载力以及刚度，它的抗震性能也会得到很大提高。与此同时，在高层建筑梁式转换结构施工时，运用钢骨混凝土还能大大节省施工周期，将支模以及绑扎钢筋环节所需的时间以及人工大大减少。也正是由于钢骨混凝土转换构件的种种优势，使得它在很多底部大空间结构中被广泛应用，这一技术尽管在我国还没有被广泛普及，但是在一些广为人知的建筑中可以看到它的身影。举例来说，位于北京国际贸易中心的国际旅馆就是其中较为典型的代表，在这栋高达26层的建筑中，第四层的转换层就是采用的钢骨混凝土构件，并为建筑上段的二十层起到了很好的承载作用。（2）预应力混凝土转换层运用在高层建筑中的预应力混凝土转换层具备以下几点优势，即截面较小、钢材用量小、混凝土用量小以及自重轻等，与此同时，它还具有很大的跨度。但是由于目前这项技术的不成熟，使得预应力材料的成本居高不下，相应的施工流程也较为复杂，相信在未来的科技发展过程中，这些问题将被一一解决。在预应力混凝土结构的实际应用中，它的造价与上述的钢骨混凝土结构的造价差别不大，这也使它在我国目前的高层建筑施工中运用的较为普遍，其中最具代表性的就是北京人民检察院，它的建造过程就合理的运用了这一技术。2、高层建筑梁式转换层结构设计应注意的要点（1）在高层建筑梁式转换层结构设计中，为了提高它的利用率，通常会将转换层当作设备层来使用，所以在实际设计中，要对腹部开口位置以及开口大小进行综合考虑；（2）在保证高层建筑正常使用功能的前提下，下段结构的截面大小可以适当增加，相应的剪力墙以及混凝土的强度等级也要增加，避免转换层与下段结构竖向刚度产生突变。通常情况下，转换层混凝土的强度要始终控制在C30以上；（3）在确保施工方案可行性以及满足建筑外观要求的基础上，进行梁式转换层结构设计时还要综合考虑以下内容，比如为了满足住宅建筑中卫生间降板需要，转换层可以考虑整体降板，一方面保证的施工的简单快捷，另一方面还能确保楼板的连续性。
三、结语
综上所述，在我国建筑业快速发展的同时，建筑技术以及建筑水平也较之以往有了很大进步。梁式转换层结构设计作为我国高层建筑中不可或缺的一部分，它的合理利用不仅可以进一步扩大高层建筑的使用空间，同时还能通过灵活运用多种结构形式，来更好地满足它的安装需求。另外，在高层建筑中运用转换层结构还能有效改善现有的建筑受力情况，并在一定程度上降低工程的施工难度。因此，对梁式转换层结构设计的原理以及应用加以研究，对我国整体建筑业来说，具有至关重要的意义。
参考文献
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作者：叶永红 单位：重庆应用技术职业学院
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