1、高层建筑的结构设计分析摘要：高层建筑是社会经济发展和科技进步的产物。随着大城市的发展，城市用地紧张，市区地价日益高涨，促使近代高层建筑的出现，电梯的发明更使高层建筑越建越高。宏伟的高层建筑是经济实力的象征，具有重要的宣传效应，在日益激烈的商业竞争中，更扮演了重要的角色。本文对高层建筑结构设计从多方面进行了分析，具有一定的参考价值。 /1/view-12281676.htm关键词：高层建筑；结构设计；设计特点；优化措施。一、高层建筑结构设计特点1轴向的变形不可忽视竖向载荷在高层建筑中很大，导致柱或剪力墙产生较大的轴向变形，从而使连续梁中间支座处的负弯矩减小，跨中正弯矩和端支座负弯矩值增大。同时轴2、向变形影响构件的侧移和剪力，若不考虑构件的轴向变形会得出偏于不安全的计算结果。另外对预制构件的下料长度还会产生影响，对下料的长度要根据轴向变形计算值来进行调整。2抗震性要求越来越高相对于低层建筑物，在地震时，高层建筑物显得更加不安全，在地震的作用下变形会更严重一些。所以，在设计高层建筑物的时候，建筑物的承载力和刚度应该自下而上的逐渐减小，均匀变化。要合理的设计软弱楼层的塑性集中变形，尽可能增大楼层的结构延性，提高建筑物的变形能力。也要考察好建筑物的地基土质，假设地震情况下的建筑物情况，进行计算，尽量完善和提高建筑物的设计。3设计主要因素水平力在多层和低层房屋结构中，基于重力为代表的竖向荷载控制3、着结构设计是比较普遍的。但在高层建筑中，虽然竖向荷载会给结构设计产生重要影响，但是，水平荷载就起着决定性的关键作用了。一方面，因为楼面使用荷载和楼房自重在竖构件中所导致的弯矩和轴力的数值，仅仅与楼房高度的一次方是成正比关系的；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩，以及由此在竖构件中引起的轴力，是与楼房高度的两次方成正比；另一方面，对某一定高度楼房来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。二、提高高层建筑抗震性能1重点提高结构重要部位的延性在结构竖向，对于刚度沿高度均匀分布的、体形较简单的高层建筑，应着重提高底层构件的延性；对于大底盘4、高层建筑，应着重提高主楼与裙房顶面相衔接的楼层中构件的延性；对于不规则立面的高层建筑，应着重加强体形突变处楼层构件的延性；对框支结构，应着重提高底层或底部几层框架的延性。在结构平面位置上，应着重提高房屋周边转角处、平面突变处以及复杂平面各翼相接处构件的延性；对偏心结构，应加大房屋周边特别是刚度较弱一侧构件的延性；对具有多道抗震防线抗侧力构件，应着重提高第一道抗震防线构件的延性。2加强结构体系的合理性分析规范特别强调了整体结构的科学性和合理性。对结构进行整体分析是为了解结构在地震作用下动力特性、判断结构的变形是否满足抗震设防要求，以及进行构件截面设计。规范中用于控制整体结构合理性的指标主要是周期5、比、位移比、刚度比、刚重比和剪重比等。三、高层建筑结构设计的优化措施1科学运用建筑材料合理选择高层建筑结构材料也有利于提高建筑设施的抗震性能。从抗震设计的角度对建筑工程所用材料参数进行有效分析，选用符合高层建筑抗震要求的工程材料。在考虑高层建筑建设材料抗震性能的同时还应考虑材料经济性，可以提高工程经济效益。2高层建筑结构平面形状、竖向体型宜规则、均匀高层建筑混凝土结构技术规程规定：在考虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下，楼层竖向构件最大的水平位移和层间位移，A级高度高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.5倍。结构平面布置中竖向构件必须考虑有利于抵抗水平和竖向荷载，6、受力明确，传力直接，均匀对称，减少扭转影响。所以在布置结构构件时，应使结构均匀分布，令荷载合力作用线通过结构刚度中心，以减少扭转影响。结构刚度不对称产生扭转时，单单通过增加刚度效果不一定明显，力求均匀对称才是关键，有时通过减小对应侧的刚度使得刚度分布均匀可能效果更好。在满足规范规定轴压比的要求下，合理的结构布置能够大大的降低结构成本且能取得更大的地震抗力。地震是难以预测以及精确计算的，地震作用而使建筑物承受的力，因地震作用的大小、地基的坚固度，以及建筑物固有的周期而异。地震作用的大小被评估为静态的水平力，通常都会随着建筑物的高度的增加，建筑物水平力的比例就会变小。对于某一方向的地震作用，相同方7、向的抗震要素的抵抗，会与其刚度成正比。3建筑结构经济性分析“少费多用（more withless）”原则的含义是，凭借有效的手段或方式，利用最小化的量的材料、资源来投资，目的在于获得尽可能大的发展效益。“少费多用”原则，顺应目前的发展形势，在建筑坚持可续费发展的思路上，该原则是一条重要的、有效的、节约型的设计方式。“少费多用”原则还体现在建筑空间组织、利用的高效化方面。原则坚持对平面面积的充分利用，还注重三维空间的挖掘。比如某市图书馆设计中提出了“模块式”图书馆的创作思路，将图书馆划分成不同的功能模块，采用不同的层高、柱网，进行类比布局。这样可以减少“三统一”标准空间所造成的浪费，充分发挥空间8、效益。某高效空间住宅的设计中则对厨房、厕所的上区、卧区上下等潜在空间进行了有效的利用。将每户主、次二个开间设置为不同层高，对应于不同的功能使用要求，大大提高了住宅空间的使用效益。对于经济实力还不发达的中国，对于目前设计人员按传统设计法造成财产大量浪费的现状，推行能实现资源合理分配、利用，节约建筑造价的结构优化设计方法是势在必行的，同时也是刻不容缓的。四、结语随着高层建筑进一步的发展，满足高层建筑的形式，材料，力学分析模型都将日趋复杂多元，为了革新高层建筑，体现其魅力，追求新的结构形式和更加合理的力学模型将是土木工程师们的目标和方向。高层建筑结构设计是一个长期、复杂甚至循环往复的过程，任何在这个9、过程中的遗漏或错误都有可能使整个设计过程变得更加复杂或使设计结果存在不安全因素。所以把每个重要问题都考虑全面了，才能保证结构设计的安全。在实际的高层建筑结构的设计中，会存在一定的问题，需要针对问题进行分析，分析其危害性和产生的原因，充分了解问题所在。并针对这些问题采取有效的解决措施，提高建筑结构设计的质量和水平，使得高层建筑朝着更好的方向发展。参考文献：1高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3_2002）S.北京：中国建筑工业出版社，2010.2 范小平.高层建筑结构概念设计中相关的几个问题应用分析J.福建建材，2008，（6）.3刘大海，杨翠茹. 高楼结构方案优选M. 陕西：陕西科学技术出版社，2008.4 唐兴荣、蒋永生、孙宝俊、丁大钧、樊得润、郭泽贤.带预应力混凝土桁架转换层的多高层建筑结构设计和施工建议J.建筑结构学报，2011，（12）：27-31.