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高层建筑结构设计问题浅谈摘要:高层建筑目前在我们的城市建设当中所占的比例是越来越大而建筑结构设计方面的变化也越来越多很多新兴的结构设计方案以迅猛的速度呈现在我们的城市建设中。建筑类型与功能越来越复杂高层建筑的数量日渐增多高层建筑的结构体系也是越来越多样化高层建筑设计也越来越成为我们结构工程设计工作的难点与重点。面对如此形势应该把高层建筑的结构设计放在首位加以研究。关键词:高层建筑结构;特征;原则;设计问题引言:分析由于社会经济的迅速发展和建筑功能的多样化建设用地日趋紧张和城市规划的需要使得城市建筑物不断向高层发展同时高层建筑结构体系也变得越来越复杂这就需要设计人员在进行高层建筑结构设计时依靠自己掌握的知识、根据具体情况来分析和解决可能遇到的各种问题。一、高层建筑结构的特征高层建筑结构不但承受着由于外界的风产生的水平方向的荷载同时也承受着在垂直方向的荷载并且对于地震的抵抗能力也有要求。一般情况下建筑结构受到低层建筑结构水平方向上的影响比较弱然而在高层建筑中外界地震的影响和外界风产生的水平方向的荷载的影响是主要的影响因素。随着建筑物高度的增加高层建筑的位移增加较快但是高层建筑过大的侧移不但影响人的舒适度同时使得建筑物的使用受到影响并且容易损坏结构构件以及非结构构件。基于此在设计高层建筑结构时首先控制侧移在规范规定的范围之内。所以高层建筑结构设计的核心是抗侧力结构的设计。二、高层建筑结构设计原则1、高层建筑在承受竖向荷载的同时还要承受风荷载或地震作用随着高度的增加侧力产生的内力和位移会大幅度的增加因此侧力在高层结构设计中往往起着控制作用。2、高层结构设计的准则是:建筑物遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时一般不受损坏或不需修理可继续使用;当遭受高于本地区抗震设防烈度的地震影响时可能损坏经一般修理或不需修理仍可继续使用;当遭受高于本地区抗震设防烈度的预估的罕遇地震影响时不致倒塌或发生危机生命的严重破坏。这就是抗震设防三个水准的要求。概括地说抗震设计的目标就是“小震不坏设防烈度可修大震不倒。”为了实现上述三个水准的设防要求规范采用了二阶阶段设计第一阶段设计是承载力验算使结构既满足第一水准下必要的承载力可靠度又满足第二水准损坏可修的目标对大多数结构可只进行第一阶段设计而通过概念设计和抗震构造措施来满足第三水准的设计要求;对于特殊要求的建筑、地震时易倒塌的结构、有明显薄弱层的不规则结构还应进行第二阶段设计验算结构薄弱部位的弹塑性层间变形并采取相应的抗震构造措施以实现第三水准的设防要求。3、采用二阶段设计实现三个水准的设防要求并依据建筑物所在地区的设防烈度、建筑物的重要程度、不同的结构体系、建筑物的高度、抗震等级要求进行设计结构设计就会更经济合理。总之高层结构抗震设计至关重要的就是使结构承载力、刚度、能量耗散和延性等多种性能得到最佳组合。三、高层建筑结构设计中常见问题分析研究1、结构选型中常见的问题一是结构的规则性问题。与旧规范相比新规范在这方面增添了相当多的限制条件而且新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案”。因此结构工程师在设计上要严格遵守新规范的要求避免不必要的麻烦。二是嵌固端的设置问题。由于高层建筑一般都带有人防和地下室嵌固端有可能设置在人防顶板也可能设置在地下室顶板等位置。三是结构的超高问题。随着建筑物高度的增加导致了很多影响因素的有些参数本身超出了现有规范允许的范围发生了质变所以在力学模型选取、材料性能、延性要求、荷载取值和安全指标方面结构工程师在设计的过程中对这些控制因素应严格注意。2、结构分析与计算中常见的问题一是结构整体计算的软件选择。由于各种软件在计算模型上存在着一定的差异从而导致了计算结果存在或多或少的差异。因此结构工程师在设计工作中首要的工作就是依据结构类型和计算软件模型的特点选择合理的计算软件如果选择了不合适的计算软件不但会浪费大量的时间和精力而且有可能使结构有不安全的隐患存在。二是振型数目是否足够。在现规范中引入一个振型参与系数的概念而且还明确指出该参数的限值。结构的层数与振型数的多少有关因此在计算分析阶段必须对计算结果中该参数的结果进行判断并决定是否要调整振型数目的取值。三是考虑是否需要分开计算非结构构件的计算与设计。对高层建筑进行计算分析时结构工程师必须要考虑是将结构人为地分开进行计算还是将结构作为一个整体并按多塔类型进行计算。如果多塔间刚度相差较大可能出现即使振型参与系数满足要求的情况但是这也有是地震力计算误差造成因此导致结构出现不安全的隐患。在高层建筑中会存在一些由于建筑功能或美观要求且非主体承重骨架体系以内的