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1高層建筑結構設計的現狀分析

在目前的高層設計之中，我們往往會選用鋼筋混凝土和鋼材這兩種材料。鋼筋混凝土材料來源廣，造價低，具有良好的耐火性、耐久性、可塑性以及較高的承載能力，對其進行合理的設計之后，還可以得到不錯的抗震能力；但是它的自重較大，構件的斷面也比較大。而鋼材不僅自重輕，斷面小，韌性好，強度大，易于加工，施工比較方便，而且還具有很好的抗震性；但是鋼材的造價高，耐火性也不好，如果使用大量的防火涂料，還會額外增加造價和工期。目前的世界上，發達國家中的高層建筑大多數是鋼結構的，而我國也有一些采用鋼結構的高層建筑。但考慮到鋼結構和鋼筋混凝土兩者之間能夠取長補短，因此，我們認為高層建筑的結構設計采用鋼筋混凝土和鋼的組合結構才是更加合理的。

2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，高層建筑會因此產生的水平側向力；為了保障高層建筑的穩定性，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、剛度及其立面的質量等各方面保持對稱，減少建筑結構的薄弱環節；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生的影響，合理設置變形縫，妥善處理好變形節點處的構造；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生改變，從而使高層建筑的較軟部位產生震動，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：我國建筑規范中明確規定，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扭轉問題，使得建筑結構遭受到水平力從而發生破壞。

3高層建筑結構設計的應對措施

3.1不斷完善抗震結構的設計方案

解決高層建筑抗震的難題，完善抗震結構的設計方案，首先需要我們對高層建筑的抗側力結構進行合理的設置，提高建筑結構的穩定性和連續性；再增設高性能的剪力墻，使其在地震時能更好地吸收結構的內力；然后加大樁基礎的埋置深度，提高基礎的抗震能力；還可以對高層建筑的結構進行簡化，使其對稱，另外，再對其進行一體化的設計，加大結構的整體連續性，進而提高高層建筑的抗震能力。

3.2不斷完善抗風結構的設計方案

對高層建筑抗風結構的設計方案進行優化，首先要保證其基礎的牢固性，然后利用增設耗能結構來減小風力對建筑的不利影響，另外還得減小高層建筑由于風力疊加及水平荷載而產生的影響，最后還需要加大高層建筑的抗風能力和結構承載力，從而進一步提高結構的抗風能力。

3.3不斷加強、改善高層結構的消防設計

在對高層建筑物進行消防設計時，我們必須嚴格控制防火結構之間的距離。為了能夠更好的防火，我們可以適當加大耐火材料的使用，減少易燃材料的用量。除此之外，還要把疏散系統設置好，讓其呈垂直狀態，保證疏散的效率，而且在設計消防結構的時候，我們還可以增設避難層、耐火區等，用來提高其消防能力。與此同時，我們還可以在高層建筑中設立獨特的隔離結構，用來控制火力的蔓延。

3.4合理的進行平面布局

為避免出現三心未合一引起的扭轉問題，在進行高層設計時，對高層建筑應該較多的選用比較規則的圖形，例如矩形、正方形、正多邊形、圓形等分布比較均衡、簡單的平面圖形。避免十字形、T型、L型等比較復雜的平面圖形的使用。在特殊情況下，我們應該根據現有的有關規范對其進行合理的設計，盡可能的讓結構保持對稱，避免出現某一結構過分突出的情況。

4結語

在最近的幾年中，我國高層建筑有了十分迅速的發展，但是如果從高層建筑的質量上來看，結果就并不是那么理想了。所以，在今后的高層建筑結構設計工作中，結構設計人員不僅要加強對結構設計準確性的重視，還得了解結構方案的實際情況，不斷積累工作的經驗，從而做出科學合理的方案選擇，使得高層建筑更加舒適、安全。

作者：蔣棟單位：杭州華正建筑設計院有限公司