1、高层民用建筑结构设计的探讨曲淑华 身份证号码：320125197210121732摘要：高层民用建筑在现代社会中越来越普遍，因此其结构设计也越来越多并且越来越重要。本文作者根据自己的多年工作经验，针对民用建筑工程结构设计会对建筑的质量产生的影响的影响进行了一点阐述，尤其高层建筑结构设计与低层、多层建筑结构相比较，结构专业在各专业中占有更重要的位置，不同结构体系的选择，直接关系到建筑建设的各项事宜等。因此，在进行民用建筑结构设计时，一定要严格控制设计质量关键词：高层建筑；结构设计；原则；问题；措施1、高层建筑结构设计应遵循的基本原则1.1结构方案最优化原则建筑结构的方案设计是整个建筑施工的首要环2、节，对于整个建筑框架的构建起着宏观指导作用。在制定结构设计方案时，要对建筑所处地区的详细资料做到全面了解和掌握，从经济、技术、施工可行性等多个方面进行综合评定考虑，从而选出最佳设计方案。在设计方案编制过程中，同一结构单元设计中应尽量使用同一种结构体系，确保结构受力均匀，传力便捷。在高层建筑结构设计过程中，设计人员应进行充分讨论，最终确定符合施工现场操作的施工方案和设计施工图。1.2计算简图合理化原则高层民用建筑在进行结构设计时，为了保证结构的稳定性和安全性，必须要进行周密的公式计算，把结构设计数字化，从细节上杜绝安全隐患的存在。选用的计算公式和计算方法，以及结构设计方案都会对计算结果产生不同程3、度的影响，因此，制定标准的计算规范，选择合适的计算简图是保证公式计算结果准确的有效手段。这就需要设计人员根据具体的施工条件和作业要求，结合相关的设计指标，在充分协商交流的基础上，选择最佳的计算简图。1.3、结果分析精准化原则随着计算机技术的普及应用，给数据处理带来了极大的便利。在进行建筑结构设计时，通过计算机强大的数据分析和计算能力，构件建筑模型，能够帮助设计人员更加直观的找出结构设计方案中存在的缺陷与不足，从而能够在最短时间内实现方案的优化。另外，在计算时要注意使用统一的计算机软件，防止不同软件之间的计算误差影响结果分析的准确性。2、影响高层民用建筑结构设计的主要因素2.1外力作用的影响作用4、在建筑物上的各种外力统称为荷载。荷载可分为恒荷载（如结构自重）和活荷载（如人群、家具、风雪及地震荷载）两类。荷载的大小是建筑结构设计的主要依据。也是结构选型及构造设计的重要基础，起着决定构件尺度、用料多少的重要作用。风载是高层建筑水平荷载的主要因素，风力随着地面的不同高度而变化，在沿江沿海地区，风力影响更大，设计时必须遵照有关设计规范执行。地震荷载也是主要荷载。地基土的纵波使建筑物产生上下颤动；横波使建筑物产生前后或左右的水平方向的晃动。但这三个方向的运动并不同时产生，其中横波的振动往往超过风力的作用，所以地震力产生的横波是建筑物的主要侧向荷载。地震的大小用震级表示，震级的高低是根据地震时释放5、能量的多少来划分的，释放能量愈多，地震越大，震级也愈高。故震级是地震的大小指标。在进行建筑物抗震设计时，是以该地区所定地震烈度为依据，地震烈度是指在地震过程中，地表及建筑物受到影响和破坏的程度。2.2气候条件的影响我国各地区地理位置及环境不同，从炎热的南方到寒冷的北方，气候条件有许多差异。太阳的辐射热、自然界的风、雨、雷、霜、地下水等构成了影响建筑物的多种因素。有的构、配件因热胀冷缩而开裂；有的部位出现渗漏水现象；有的因室内过冷或过热而妨碍工作等等.放在进行构造设计时，应该针对建筑物所受影响的性质与程度，对各有关构、配件及部位采取必要的防范措施.如防潮、防水、保温、隔热、设伸缩缝、设隔蒸汽层等6、等。以防患于未然。2.3各种人为因素的影响人们在生产和生活活动巾，往往遇到火灾、爆炸、机械振动、化学腐蚀、噪声等人为因素的影响3。故在进行建筑构造设计时，必须针对这些影响因素，采取相应的防火、防爆、防振、防腐、隔声等构造措施，以防止建筑物遭受不应有的损失。3、高层民用建筑结构设计问题3.1短肢剪力墙的设置问题在新高规中，对墙肢截面高厚比为5-8的墙定义为短肢剪力墙。且根据实验资料和实际经验，对短肢剪力墙在高层建筑中的应用增加了相当多的限制，因此，在高层建筑设计中，结构工程师应尽可能少采用或不用短肢剪力墙，以避免给后期设计工作增加不必要的麻烦。3.2结构的超高问题基于高层建筑抗震的要求，我国的建7、筑相关规范对其结构的高度有非常严格的要求，对于高层建筑超高问题，新高规中将原有限制的高度定为A级高度，而且将B级高度增加，高层建筑结构处理设计方法与措施因此有了进一步优化。实际工程设计中，对高层超高问题的忽视常会导致在施工图审查时不能通过，从而影响建筑工程整体工期以及造价。3.3高层建筑结构设计中的扭转问题建筑结构的几何形心、结构重心、刚度中心，就是建筑三心，在结构设计时要求建筑三心尽量汇于一点，即三心合一。结构的扭转问题就是指在结构设计过程中未做到三心合一，在水平荷载作用下结构发生扭转振动效应。3.4嵌固端的设置问题因为高层建筑通常都有至少二层或者二层以上的地下室，因此嵌固端有可能设置在地下8、室顶板，结构设计人员常常忽略了嵌固端的设置需要注意的问题，比如：嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层抗震、嵌固端上下层刚度比的限制等，而忽视其中任何一个方面都会对后期设计修改或安全埋下隐患。4、高层民用建筑结构设计问题解决措施4.1短肢墙剪力墙设置问题的解决短肢墙的布置应均匀、对称以及合理，尽量使刚度中心与质量中心重合。建筑平面外边缘的角部处的墙肢是短肢剪力墙结构的抗震的薄弱部位，一旦出现扭转效应，就会使得已有的翘曲变形加剧，导致墙肢开裂，所以对其抗震构造制定有效措施，比如可以将轴压比减小、纵筋增加以及增加箍筋的配筋率都是有效的措施。主要抗侧力结构（筒体或长墙）通常利用电梯间，但刚度要保持均衡性，尽9、量不要集中布置，避免建筑产生较大的扭转效应。4.2嵌固端的设置问题解决高层建筑在进行结构分析计算之前应该先确定结构嵌固端的所在位置，而影响嵌固端位置的因素非常多，比如没有地下室，地下室层数以及基础形式等。结构嵌固端一般情况下是选择在地下室顶盖标高处，然而地下室顶盖能否真正成为结构嵌固端是有条件的。设计时常会遇到结构转换层设于大底盘的屋顶标高处的情况。地下室顶板作为上部结构嵌固部位结构计算中，地下室顶板作为上部结构嵌固部位时，地下室结构的楼层侧向刚度应该大于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍。室外地坪与地下室顶板标高的高差不能过大。特殊情况下，比如半地下室则首层楼面通常不能成为结构嵌固端，除非其高差10、仅为13级台阶高度时才可能考虑；地下室顶板结构应为梁板体系，楼板厚度要大于180mm，砼强度等级不宜低于C30，应采用双层双向配筋，每层每方向配筋率要大于0.25%。4.3扭转问题解决措施为避免建筑物因水平荷载作用而发生的扭转破坏，应在结构设计时选择合理的结构形式和平面布局，尽可能地使建筑物做到三心合一。在水平荷载作用下，高层建筑扭转作用的大小取决于质量分布。为使楼层水平力作用沿平面分布均匀，减轻结构的扭转振动，应使建筑平面尽可能采用方形、矩形、圆形、正多边形等简单平面形式。在某些情况下，由于城市规划对街道景观的要求以及建筑场地的限制，高层建筑不可能全部采用简单平面形式，当需要采用不规则L 形、T 形、十字形等比较复杂的平面形式时，应将凸出部分厚度与宽度的比值控制在规范允许的范围之内。5、结语总之，随着层建筑市场需求量的不断增大，未来建筑设计业发展前景十分广阔，与此同时，对于高层建筑结构性能的设计要求也会更加严格，设计人员应不断更新专业知识的储备，设计出更加符合市场需求的作品，质量标准高的设计方案。参考文献：1黄雄辉.民用建筑结构设计与相关问题分析J.科技创新导报.2009（2）.2郑喜若.高层民用建筑结构设计问题探讨J.黑龙江科技信息.2011（10）.