1高層建筑結構設計過程中的主要存在問題

我們進行高層建筑的結構設計時需要注意的要點涉及到了許多方面：必須考慮當遇到地震或者是超大強風時，高層建筑會因此產(chǎn)生的水平側向力；為了保障高層建筑的穩(wěn)定性，必須嚴格控制好其高和寬的比例問題；盡量使高層建筑的體型、剛度及其立面的質(zhì)量等各方面保持對稱，減少建筑結構的薄弱環(huán)節(jié)；全面考慮由于溫度、風力以及基礎沉降等方面可能對建筑物產(chǎn)生的影響，合理設置變形縫，妥善處理好變形節(jié)點處的構造；特別考慮當遇到基礎比較深、重量比較大等比較特殊的地質(zhì)條件時，怎樣才能安全可靠的保證其設計和施工的問題。根據(jù)上述的主要設計要點，可以總結出，我們在高層建筑的結構設計過程之中遇到的主要問題為抗震和抗風結構、消防設計以及扭轉問題。

（1）抗震結構：一直以來，抗震結構都是我們進行高層建筑結構設計時的重點及難點。但由于高層建筑的結構比較復雜，設計人員靈活性不夠，計算的抗震結果不夠精確，無法設計出完善的抗震結構，從而使得高層建筑很容易受到地震的強烈破壞。

（2）抗風結構：高層建筑高度太高，很容易使風在建筑表層的流動性以及空氣的動力效應發(fā)生改變，從而使高層建筑的較軟部位產(chǎn)生震動，嚴重影響了高層建筑的裝飾和支撐等結構，因此，為了降低高層建筑受到的破壞，我們必須要進行高層建筑物的抗風設計。

（3）消防設計：我國建筑規(guī)范中明確規(guī)定，高層建筑必須要有科學的消防設計。但消防設計中遇到的難點比較多，例如，在高層建筑中，使用的材料具有較高的易燃性、排煙比較難、居住人口較多、不易疏散等。

（4）扭轉問題：在高層建筑結構設計之中，我們要求三心合一，也就是說，建筑結構的三心（即結構中心、幾何形心和剛度中心）盡量交在一點上。如果我們沒有在結構的設計中做到這一點，那么建筑物就很可能出現(xiàn)扭轉問題，使得建筑結構遭受到水平力從而發(fā)生破壞。

1.結構設計技術要點

（1）在建筑結構的設計中，應當要考慮水平荷載的作用。尤其是對于高層建筑結構來說，構件在豎向荷載作用下（如恒載、活載）會產(chǎn)生軸力和彎矩，其彎矩與高度是一次方關系，但對于在水平荷載作用下，豎向構件的軸力和彎矩則與高度是二次方關系。顯然對于高層結構來說，水平荷載作用下其對結構豎向構件的影響程度大于豎向荷載。另外，從結構效應角度分析，豎向荷載對結構構件的影響效應基本上是定值，但對于水平荷載，其對結構構件的影響確實非定值，與結構的動力特性有很多關系，不同的結構特性所產(chǎn)生的水平荷載效應會出現(xiàn)很大的不同，因此對于結構設計中，設計人員應對水平荷載效應進行嚴密的計算和分析。

（2）同時對于高層結構設計應考慮結構的延性問題。隨著建筑高度的增加，其對結構的柔性產(chǎn)生較大影響，建筑高度越大，結構越是顯得柔，越柔的結構就會使得結構產(chǎn)生較大的變形，越大的結構變形就會導致結構較快地進入塑性階段，最終導致結構出現(xiàn)倒塌問題。因此結構設計時應當確保結構具有足夠的延性，具體可通過對結構采取一定的工藝和技術措施從各方面來有效地增加結構的延性。另外，鑒于隨著高度增加，水平荷載會對結構產(chǎn)生較大的水平側移，因此應當考慮到嚴格控制建筑結構的側移變形，應把結構的側向位移控制的規(guī)范允許的范圍內(nèi)。

2.工程實例分析

某高層住宅結構地上建筑層數(shù)為20層，同時有一層地下室，建筑高度為75m，長寬比為3.7~7.5，高寬比為5.5~10.0之間，建筑總面積達到25萬m2。本結構地處地勢平坦區(qū)域，地基表面的土層基本為人工填土，填土下面則為沉積土，水平和豎向兩個方面的土分別較為均勻，根據(jù)本地區(qū)的規(guī)范要求，本工程為6度抗震，場地類別為三類，基本風壓取為0.45kN/m2。

2.1主體結構設計分析

一、高層金融建筑

隨著現(xiàn)代金融業(yè)的高速發(fā)展，普通的金融類辦公樓已經(jīng)很難滿足日益增長的需求。伴隨著金融業(yè)發(fā)展的正是現(xiàn)代高層金融建筑的飛速發(fā)展，那么比之于傳統(tǒng)的金融建筑，高層金融建筑有什么突破呢？現(xiàn)代高層金融建筑大都位于都是繁華地，是金融的集中體現(xiàn)，有時甚至是地區(qū)的標志性建筑。建筑整體趨于體量高大、功能設計多樣化、結構全能化、技術更加創(chuàng)新。由于層數(shù)更多，在建筑設計上要面臨諸多問題，例如，建筑的沉降、消防安全、抗震以及風荷載等等。高層金融建筑在設計之初，就要考慮所有可能出現(xiàn)的問題。本文將以上海環(huán)球金融中心大廈為例，針對高層金融建筑的問題進行探討和分析。該建筑位于上海浦東新區(qū)陸家嘴核心地段，總建筑面積達38.16萬平方米，樓高492米。共101層，地下3層~地下1層約有1100個停車位，地下2層~地下3層為商業(yè)設備，3層~5層為會議室，7層~77層為金融商業(yè)寫字樓，在79層~93層是超五星級的賓館，94層~101層設計為旅游觀光層，在472米高的是世界最高觀光廳——觀光天閣。與在建的上海中心大廈和金茂大廈形成“三組鼎立”的局面。結構形式為鋼筋混泥土結構（SRC結構）以及剛結構（S結構），巨型柱、巨型斜撐和周邊帶狀桁架所構成的巨型結構體系支撐著之歌巨型大廈。

二、高層金融建筑結構設計

1、基本設計參數(shù)

根據(jù)對巖土的勘察報告中指出，該地區(qū)的土質(zhì)分析，土質(zhì)中含有大量粘土，形成于淺海相堿性水介質(zhì)環(huán)境,PH=8左右。所含礦物質(zhì)化學成份的硅鋁率K=6.0524。對該建筑的結構設計基準期為50年，要求一級的安全等級，設置7度的抗震設防烈度，規(guī)定周期為0.9s的場地特征，建筑場地的類別要求至Ⅳ類，對基本地震加速度設為0.1g，達到了類別為乙類的抗震設防類別，設計地震分組的第一組。

2、結構體系

摘要：本文通過對高層建筑結構的分析，進行對于高層建筑在基礎設計中應該需要注意的各方面問題，能夠和同仁一起進行探討，以不斷發(fā)展提高在高層建筑設計上的質(zhì)量，做到共同進步的趨勢。

關鍵詞：高層建筑結構設計；基礎設計；理念

高層建筑的主要特點就是層數(shù)很多，在高度上也是十分的長，體積大。因為建筑物非常高大，在豎向的荷載力又大又集中，并且荷載力和地震的荷載成倍的增長的，所以，要求施工人員在地基上要進行更高的承載力，同時在控制范圍內(nèi)的傾斜度和沉降上，保證建筑物的穩(wěn)定性。這對與基礎建筑設計與施工上有了更高的要求。在高層建筑的基礎工程經(jīng)濟成本上與施工的工期，在建筑的總比例上占有一定的比例?；A的工程建筑設計在施工上對于建筑本身以及周邊的環(huán)境起著重要的作用。

1高層建筑設計中的基礎理論

高層建筑在結構上是有一定的剛度的。它與基地以及基礎框架結構構成了一個共同體系。但是在很長時間中，因為人們在對于高層建筑上的認識有一定的局限性，對于在計算上的缺乏，在設計中很多時候會在建筑部分上的一些聯(lián)系人為的切割，在對基礎結構上進行研究考慮，要在基礎結構上中的上部結構進行研究，在上部結構的承載能力上進行內(nèi)力的計算。

1.1上部結構的剛度對基礎受力狀況的影響

摘要：針對當前復雜高層與超高層建筑結構設計中存在的問題，闡述了建筑結構設計方案的選擇，包括結構方案的選擇和結構類型的選擇，并分析了建筑結構設計要點，以期為復雜高層與超高層建筑的建設提供一定的理論依據(jù)。

關鍵詞：復雜高層建筑；超高層建筑；結構設計；結構類型

隨著我國市場經(jīng)濟發(fā)展進程的不斷加快，復雜高層與超高層建筑工程的項目建設需求越來越大。然而，其建設設計過程的復雜程度也在不斷加深，尤其是結構設計。做好結構設計工作是保障建筑物使用安全性和經(jīng)濟性的關鍵。對于復雜高層建筑或者是超高層建筑，要根據(jù)它們所承受的不同強度來開展抗震設防烈度的設計工作。

1建筑結構設計方案的選擇

1.1結構方案和結構類型的選擇

在設計復雜高層與超高層建筑結構的過程中，結構方案選擇的合理性是決定其建設質(zhì)量的關鍵。對于復雜高層與超高層建筑結構方案的選擇，如果沒有根據(jù)實際工程情況進行，就很容易導致建設后期中的調(diào)整。這就在一定程度上增加了復雜高層與超高層建筑結構的設計難度，從而為建筑設計單位帶來較大的修改工作量和經(jīng)濟損失。因而，復雜高層與超高層建筑的設計單位在結構方案的選擇過程中，應充分結合相關的建筑結構專業(yè)知識，并將其應用到設計當中。對于結構類型的選擇，設計人員不僅要將工程建設地的巖土工程地質(zhì)條件考慮在內(nèi)，還要將抗震設防烈度的要求考慮在內(nèi)。這樣才能降低工程建設企業(yè)復雜高層與超高層建筑工程的造價。由此可以看出，在選擇結構設計類型時，需要認真考慮工程的造價和施工的合理性。