1、高层建筑结构设计初探摘要：本文结合实际工作经验，对钢筋混凝土高层建筑结构设计中概念设计、地基与基础设计、结构计算与分析等方面总结了一些常见问题，供同行参考。 关键词：高层建筑；结构；设计Abstract: The author combines practical work experience, summed up some of the common problems of conceptual design in the design of high-rise buildings of reinforced concrete structures, foundation and foun
2、dation design, structural calculation and analysis, for reference.Keywords: high-rise buildings; structure; design中图分类号：TU3文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，对建筑结构设计也提出了更高的要求。发展先进设计理论，加强先进技术的应用，加快新型高强、轻质、环保建材的研究，使建筑结构设计更加安全、适用、可靠和经济是建筑结构设计的发展方向。房屋建筑逐渐由单层、多层向高层发展，房屋结构形式也由简单的砖混结构变得日趋复杂和多样。
3、1 概念设计1.1 高宽比的规定目前从大多数的高层建筑来看，高宽比的规定是对结构整体刚度、承载能力、抗倾覆能力以及经济合理性的宏观控制指标，是长期工程经验的总结，这一限值是比较实用、比较经济合理的。对侧向位移、结构稳定、抗倾覆能力、承载能力等性能的规定也体现了对结构高宽比的要求。当满足这些规定时，高宽比的规定不是一个必须满足的条件，也不是判别结构规则与否并作为超限高层建筑抗震专项审查的一个指标，注意规范的用词是“不宜超过”。当超过限制时，应对结构进行更准确更符合实际受力状态的计算分析和设置切实可靠的构造措施。1.2 合理地布置抗侧力构件在一个单独的结构单元内应避免应力集中的凹角和狭长的缩颈部位
4、；避免在凹角和端部设置楼、电梯问；减少地震作用下的扭转效应。竖向体型尽量避免外挑，内收也不宜过多、过急，结构刚度、承载力沿房屋高度方向宜均匀、连续分布，避免造成结构的软弱或薄弱的部位。应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载力。1.3 短肢剪力墙的设置问题分析通常对墙肢截面高厚比为58 的墙定义为短肢剪力墙，且根据实验数据和实际经验，短肢剪力墙有较多的不利性和争议性，国家和地方规范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很多不必要的麻烦；必须采用的时候，则要满足国家
5、和地方对短肢剪力墙的各项规定，若各项规定有矛盾时，则要按更为安全可靠的规定执行。2 现阶段高层建筑设计参照的基本原则2.1 建筑构造建筑外墙不宜设置凸（飘）窗,居住建筑北向不得设置凸（飘）窗。确需设计凸（飘）窗，应满足下列基本要求：2.1.1 凸（飘）窗出挑尺寸和外窗面积计算。2.1.2 凸（飘）窗的传热系数 K 值不得大于 2.8W（/?O?K）。2.1.3 凸（飘）窗不透明的顶板、底板和侧板必须作好保温、隔热设计，其保温层总厚度应大于外墙保温层厚度。2.2 当封闭式阳台上未设阳台门时，外保温层应做至不透明的阳台栏板上，其封阳台的窗框料、玻璃应按外窗热工性能要求设计。由非金属、金属板材等组成
6、的非透明幕墙内侧墙面，保温层应做密封防水处理。建筑外饰面做法应选用与外墙外保温系统相配套的构造层次。外墙外保温工程不宜采用粘贴饰面砖做饰面层。确因特殊需要采用时，其设计的安全性与耐久性必须符合外墙外保温工程技术规程（JGJ144-2004）、胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统（JG158-2004）、建设部聚氨酯硬泡外墙外保温工程技术导则、建筑节能工程施工质量验收规范（GB50411-2007）等标准、规范的要求。饰面砖应采用轻质功能性面砖，重量不大于 16kg/?O，单块面积不大于0.01?O，面砖吸水率不小于 0.6%不大于 6%。外墙粘贴饰面砖的建筑总高度不应超过40m，否则应经有关部门专项论证
7、审查通过后方可实施。2.3 居住建筑中不采暖、无空调的地下室顶板，应按层间楼板要求设计K2.0W/(?O?K)；公共建筑中不采暖、无空调的地下室顶板，应按地面要求设计（R1.2?O?K/W）。采用倒置式屋面节能设计，应选用吸水率低的保温材料，并做好保温层密封保护措施。选用上人、非上人或种植屋面，应合理选用保温材料，按确定的防水材料进行防水构造设计。高层建筑的窗顶应采取防火构造措施，保温材料的燃烧性能不低于 B1 级。外门窗洞口侧面保温层厚度不小于20mm，并做好保温层与窗框间的防水密封处理。东西向主要用房的外门窗应有遮阳措施。2.4 门窗及幕墙应明确设计确定的抗风压性、水密性、气密性、隔声性、
8、保温性和采光性等物理性能等级。7层及7层以上外窗的抗风压性能应按结构计算的风荷载确定并不宜低于4级；16层外窗的抗风压性能不宜低于3级；气密性能不应低于4级；其性能等级划分应符合GB/T7106（7107、7108）-2002的规定。建筑节能设计能耗分析软件应通过本地建设行政主管部门组织的技术鉴定或评审后，确定为节能专用能耗分析软件使用，并应采用最新版本，取消手工计算。新型节能材料、产品、技术应通过本地建设行政主管部门评审、认定后，方可在工程中试用；材料供应单位应向用户、设计部门出具相应的产品标准、应用技术规程、推广应用证书和由具有法定检测机构提供的各项技术参数。施工图设计文件通过建筑节能专项
9、审查合格后，应报市建筑节能工作领导小组办公室备案登记。2.5 强调以人为本与自然和谐的建筑理念建筑最原始的功能就是为人们提供一个固定的居所，可以遮风挡雨，抵御外界的侵犯。只是后来随着社会的不断发展，建筑的功能也不仅仅是单一的居住，而是上升了层面，在人们物质生活得到满足的同时，精神生活随之也要提高，所以对建筑的功能也越来越多的注入了新的形式。建筑的设计应该是源于生活而用于生活的，不仅要符合人们的需要，同时还应该与社会的发展相协调，不能独其道而行之。但现在的建筑却是过于追求光鲜的外表，浮夸的东西，而不注重实际的运用，一个好的建筑应该是与当地自然条件，地理气候，文化氛围来设计出属于自己的特色，有着自
10、己灵魂的东西，不应该一味的照搬照抄，完全不顾及是否与自身实际想吻合，这就造成了不必要的浪费，而失去了一个建筑本身应该有的功能。2.6 坚持整体性设计原则一个城市的建筑不是孤立存在的，在设计建造前，要充分的考虑到其与周边环境的相协调，与这个城市的历史，文化发展方向的表现，与其所在地的自然条件，地理特征相适应。只有全面的考虑多方思考才会使这个建筑与周围的风格浑然一体，最大限度的表现出其独具的特色。如果做不到这些，那么将会是一个失败的建筑，不是影响了自身，也将会影响到一个城市的形象。3 结构计算与分析3.1 周期折减系数在高层结构中设置了非结构的砌体填充墙，在结构计算时应考虑其对主体结构的影响。周期
11、的折减应考虑到门窗洞口的设置对周期的影响，不同的结构类型和填充墙的多少也决定了周期折减系数的取值，而不能一概而论。3.2 振型数目是否足够振型数的多少与结构的层数有关，对振型的取值都有较为明确的规定。因此，在计算分析阶段，根据规范要求计算结果进行判断，并决定是否要调整振型数目的取值。4 结束语综上所述，这是一个长期、复杂甚至循环往复的过程，必须以高层建筑结构设计理论为基础,对影响高层建筑结构的主要因素进行深入的分析研究,做到精心设计,确保质量、安全。参考文献：1 倪荣荣.高层建筑结构设计若干问题探讨J.才智，2011 年 23 期.2 杜文婷.关于高层建筑结构设计相关问题探讨J.山西建筑，2012 年第 8 期.3 汤龙辉.有关高层建筑结构设计中常见的问题分析J.四川建材，2009 年 01 期.
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