浅谈高层建筑结构设计存在问题及解决对策.doc

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浅谈高层建筑结构设计存在问题及解决对策
浅谈高层建筑结构设计存在问题及解决对策

摘要高层建筑之所以现在蓬勃发展，是因为目前城市化的进程日益加快，建筑用地的面积日益减少，不得不向更高层发展，那么高层建筑的质量安全问题必成了人们关心的问题，如果要确保高层建筑的质量，那么从设计开始就应该开始注意，一个高层建筑不仅要考虑其安全性，还要考虑他的经济性与美观性。本文从高层建筑质量存在的问题，试探性的提出几点解决问题。

关键词高层建筑质量安全解决对策
中图分类号：TU97文献标识码：A
由于我国的人口较多，建筑用地以较少，所以我国以成为高层建筑的前沿阵地。
一高层建筑的定义
在中国，旧规范规定：8层以上的建筑都被称为高层建筑，而目前，接近20层的称为中高层，30层左右接近100m称为高层建筑，而50层左右200m以上称为超高层。在新《高规》即《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3－2010）里规定：10层及10层以上或高度超过28m的钢筋混凝土结构称为高层建筑结构。当建筑高度超过100m时，称为超高层建筑。中国的房屋6层及6层以上就需要设置电梯，对10层以上的房屋就有提出特殊的防火要求的防火规范，因此中国的《民用建筑设计通则》（GB50352—2005）、《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）(2005版)将10层及10层以上的住宅建筑和高度超过24m的公共建筑和综合性建筑划称为高层建筑。
二高层建筑的特点
高层建筑之所以现在如此快速的发展，就是因为他具有节约用地及缩短公用设施和市政管网的开发周期，从而减少市政投资、加快城市建设等特点，可以带来显著的社会效益和经济效益。当高层建筑的层数和高度增加到一定程度时，它的功能适用性、技术合理性和经济可行性都发生质的变化。但同时，高层建筑在设计、技术上尚有许多新的问题需要加以考虑和解决，下面就高层建筑结构设计方面进行探讨。
三高层建筑的设计特点
水平设计对建筑的重要性
水平力是一个建筑最主要的因素，这种因素在高层建筑的体现中更为明显，随着高度的增加，水平力的作用会使建筑物产生内力和位移，这源于高度的不断增加。把房屋结构看成一根最简单的竖向悬臂构件，轴力与高度成正比;水平力产生的弯矩与高度的二次方成正比;水平力产生的侧向顶点位移同建筑的高度的有着正向的关系。所以水平力的设计上我们可以给出其数值是随着动力的变化而幻化的。
承载力是基础要素
不管任何一栋建筑，他的承载力都是最主要的因素，与低层、多层建筑相比，高层建筑需要更严格的承载力。高层建筑的设计应该考虑代很多因素，比如他的抗风设计，抗震等。还要保证他有足够的承载力，高层建筑的本身设计也应该减轻自身的重量。如在高层建筑的抗风设计中，应保证结构有足够承载力，必须具有足够的刚度;控制在风荷载作用下的位移值，保证有良好的居住和工作条件;外墙、窗玻璃、女儿墙及其他围护和装饰构件，必须有足够的承载力，并与主体结构有可靠的连接，防止房屋在风荷载作用下发生部分损坏的可能。例如，建筑物质量过大会导致期重心在地震中发生倾覆力，会导致建筑物结构的抗震能力减弱。
高层建筑的侧向位移是重要指标
与底层中层设计不同，高层建筑结构设计中，随着建筑高度的变高，侧移变形会快速增加，当然这是在水平荷载下结构的分析，这是的结构一定要保持足够的刚度及抵抗侧向力，结构在水平力作用下所产生的侧向位移限制在规范规定的范围内。如侧向位移会产生主体结构构件出现较大裂缝，甚至损坏现象。
结构的延性是高层建筑重要设计指标
高层建筑与低层建筑不同，因为他的高度，所以日积月累所受地心引力的影响会很大。所以高层建筑在选择材料是，一定要注意其延展性。这样的设计材料，在以后的建筑中会变得有可塑性。
四高层建筑现在存在问题
（一）扭转问题
高层建筑结构有建筑三心之称，分别是几何形心、刚度中心、和结构重心，在高层建筑结构设计时必须要求建筑三心尽可能汇于一点，即三心合一。如果再设计的过程中没有注意这个问题，没有做到三心合一，那么随着时间的增长，建筑就会产生扭转的问题在水平力作用下，建筑结构遭到破坏。
抗风结构
在高层结构的设计中，他的抗风性要比其他的底层建筑更为严格，高层建筑因为他的建筑特点，楼层高，高度高，在高空中对风在建筑表面的流动性和空气的动力效应都会有改变，这种问题会对建筑表面的柔软部位发生改变，所以在设计时要进行抗风结构设计，避免建筑物结构破坏。
抗震结构
在地震中，地震队高层建筑的影响更大一些，所以，在高层建筑的设计中，更要注重其抗震性，抗震结构一直是高层结构设计过程中的难点，在中国因为人们对突发灾害的不了解，对地震的了解更是很少，往往由于设计人员灵活性不够，在结构设计过程中忽略对地震的科学合理规划设计。高层结构较为复杂，往往设计人员在对其进行抗震计算时结