论高层建筑结构设计的要点
摘要：随着城市的发展，高层建筑也越来越多了。笔者主要对目前高层建筑结构设计中必须注意的几个关键问题进行了分析，供参考。
关键词：高层建筑;结构设计;问题
1 高层建筑结构设计的相关概述
1.1 高层建筑结构体系
高层建筑结构的结构型式繁多，框架、剪力墙、框架-剪力墙结构体系是高层钢筋混凝土建筑结构中较为传统的、广为应用的结构体系。随着层数和建筑高度增加，利用结构空间作用，又发展了框架-筒体结构、筒中筒结构、多筒结构和巨型结构等多种结构体系。
1.2 高层建筑结构设计的特点
水平荷载起控制作用，侧面位移必须加以限制，轴向变形在侧移中占有很大的份额，所以在结构体系选型时应充分考虑这几个特点。对于低层、多层或高层建筑，其竖向和水平结构体系设计的基本原理是相同的。但随着高度的增加，由于以下两个原因，竖向结构体系成为设计的控制因素：一个是较大的竖向和要求有较大的柱、墙和井筒;另一个更重要的原因是，侧向力所产生的倾覆力矩和剪切变形要大得多，高层建筑结构设计人员必须以精心设计来保证。
1.3 高层建筑结构选型设计的原则
1.3.1 功能适应性原则
不同功能的建筑，往往具有不同的功能空间特征;不同的结构体系型式，并能够提供不同的空间布置;不同的内部空间特征又要求不同的结构与其相适应。
1.3.2 高度合理性原则
不同的结构体系往往具有不同的力学特征和整体性能，也有其整体综合性能得到较好发挥的高度适应范围。
1.3.3 场地适应性原则
主要是做好建筑地的防震措施。
1.3.4 空间整体性原则
建筑结构系统是一个由多个子结构及其若干组成构件组成的空间结构体系。一个结构的抗震能力不仅取决于各子结构及相应构件强度、刚度、延件及其受力状态，而更主要地取决于保证这些子结构、构件能协同工作的能力或空间整体性。
1.3.5 整体稳定性原则
1.3.6 施工方便性原则
不同的结构型式决定着结构的施工工艺、施工难度、施工工期及可能的施工质量。
1.3.7 经济有效性原则
2 高层建筑结构关键设计
2.1 框架结构
(1)基础系梁的设置问题。如果基础埋置深度较深时，可以用基础系梁减少底层柱的计算长度，在±0.00以下设置系梁，此时系梁宜按一层框架梁进行设计，同时系梁以下的柱应按短柱处理。如不设置基础系梁，填充墙可以采用素混凝土条形基础;如设置基础拉梁，宜在框架柱之间设置，对于不在框架柱之间的墙体基础可采用素混凝土基础。(2)框架结构薄弱层的判定与处理。薄弱层是对抗震极为不利的结构层，原则上应避免出现薄弱层。避免出现薄弱层的最基本方法是加大该层的抗侧移刚度，即加大该层的柱截面或梁截面;如果条件允许，可以改变该层层高或减少基础埋置深度。当无法避免出现薄弱层时，在结构计算和出图时必须按照规范规定采取相应的措施。(3)短柱问题。在框架结构中，如果柱净高与柱截面高度之比≤4或剪跨比≤2，那么该柱为短柱。短柱在地震作用下，容易发生脆性破坏。处理短柱主要是增加柱的抗剪承载力及改善其变形能力，一般采用复合箍筋，箍筋沿全高加密;保证短柱的纵向钢筋对称布置，且每侧的纵向钢筋配筋率不宜大于1.2%的方式处理，也可以采用外包钢板、配X形钢筋等方式处理。
2.2 剪力墙结构
剪力墙是一种有效的抗侧力构件，剪力墙结构体系、框架剪力墙结构体系、筒体结构体系中，剪力墙都是作为主要的承重结构单元，因此，剪力墙的截面设计是高层混凝土结构设计的重要部分。在地震区剪力墙除保证有足够的承载力外，还要保证有足够的延性，以提高整个结构的耗能能力，改善结构的抗震性能。在剪力墙墙肢截面设计时，当纵横向剪力墙连成整体共向工作时，可将纵墙的一部分作为横墙的翼缘加以考虑。同时也可将横墙的一部分作为纵墙的翼缘予以考虑。在框架剪力墙结构中，剪力墙常常和梁柱连一体，形成带边框剪力墙。
2.3 框架剪力墙结构
当框架体系的强度和刚度不能满足要求时，往往需要在建筑平面的适当位置设置较大的剪力墙来代替部分框架，便形成了框架剪力墙体系。框架剪力墙结构体系是把框架和剪力墙两种结构共同组合在一起形成的结构体系。这种结构既具有框架结构布置灵活、使用方便的特点，又有较大的刚度和较强的抗震能力。在承受水平力时，框架和剪力墙通过有足够刚度的楼板和连梁组成协同工作的结构体系。在体系中框架主要承受垂直荷载，剪力墙主要承受水平剪力。框架剪力墙体系的位移曲线呈弯剪型。剪力墙的设置，增大了结构的侧向刚度，使建筑物的水平位移减小，同时框架承受的水平剪力显著降低且内力沿竖向的分布趋于均匀，所以框架剪力墙体系的能建高度要大于框架体系。
2.4 筒体结构
凡采用筒体为抗侧力构件的结构体系统称为筒体体系，包括单筒体、筒体-框架、筒中筒、成束筒等多种形式。筒体是一种空间受力构件，分实腹筒和空腹筒两种类型。筒体体系具有很大的刚度和强度，各构件受力比较合理，抗风、抗震能力很强，往往应用于大跨度、大空间或超高层建筑。
转载请注明来自：http://www.uuqikan.com/jianzhushejilw/5749.html
