談高層建築結構設計及結構選型問題論文

摘要：隨着城市建築數量的不斷增加，土地資源利用量不斷增大，為了提高土地利用效率，高層建築逐漸興起，出現了多樣化的建築平面佈置方式，一定程度上也增加了建築結構選型的難題和建築後續設計的難度。加強高層建築結構設計以及選型的研究，成為建築工程施工中的重點內容。本文通過對高層建築的主要特徵以及設計原則進行分析，提出建築選型和設計的具體方法。

關鍵詞：高層建築；結構設計；結構選型；問題

與普通建築相比，高層建築的高度較高，承受着來自於外界水平方向和垂直方面的荷載，這對建築抵抗地震的能力也提出了更高的要求。一般建築受到的水平方向荷載影響較弱，但是高層建築中，水平方向的荷載是主要影響因素。隨着建築物的高度增加，加快了高層建築的位移，不僅會影響到建築的舒適度，同時也影響到建築的使用。因此，在建築設計過程中，需要將建築水平位移控制在一定的範圍內，通過設計抗側結構，增強建築對外界影響因素的抵抗能力。

一、高層建築結構設計的原則及具體方法分析

　（一）高層建築結構設計必須遵循的原則分析

高層建築結構設計中應該堅持一定的設計原則。首先，需要選擇合理的結構計算簡圖，在此基礎上進行建築結構計算，計算簡圖採用相應的構造方法，保持簡圖設計的安全性。在建築實際結構中，結構節點不單是鋼節點和餃節點，因此，為了保障施工安全，需要將簡圖的結構控制在一定的範圍內。其次，選擇合理的高層建築結構基礎設計，按照建築的地質條件進行結構基礎的選擇，避免相鄰建築物體之間產生影響。此外，基礎方案的選擇可以讓建築地基潛力得到最大程度的發揮，必要時需要檢查地基變形情況，從而提高建築結構的穩固性。最後，高層建築結構方案的選擇要堅持合理性的選擇，只有合理的結構設計方案才能夠確保工程結構的經濟性滿足要求。

（二）高層建築結構設計的具體方法

在設計高層建築結構時，首先應該確定建築的水平荷載，由於風產生的垂直荷載和水平荷載是所有建築都會承受的，並且所有的建築都應該具備一定的抗震能力。在高層建築結構設計中，要充分考慮到水平荷載對建築結構的影響，並且對建築水平荷載進行合理的分析。此外，需要確定建築的側控能力，與普通建築不同，高層建築結構側移對建築的影響較大。當建築的樓層數量增加時，建築的結構側移就會變大，因此，設計的高層建築結構強度要大，利用強大的建築結構保證高層建築所承受的荷載作用，此外，高層建築的抗側剛度要大，這樣可以對水平荷載產生的側移情況加以控制。最後，高層建築的結構指標設計應該設定為結構延性，通過高層建築和低層建築之間的對比，瞭解高層建築在發生地震時的變形情況，利用對比數據增強高層建築結構設計，提高建築的抗震能力。

二、高層建築結構選型的主要策略

（一）加強建築結構選型的佈置

根據高層建築的結構功能來看，應該將建築的結構選型佈置設計為具有一級抗震強度的剪力牆，同時建立一級抗震強度框架的結構體系。在佈置建築結構平面時，要充分的考慮建築結構體系對於水平荷載和垂直荷載的.抵抗能力。在建築的核心筒位置佈置剪力牆，因為剪力牆本身具有明確的受力和傳力特徵，牆體的佈置方面要對稱均勻，在不影響建築功能的基礎上，可以在建築平面四角佈置雙向抗側力剪力牆，從而降低牆體扭轉對建築的影響。建築平面的佈置則相對簡單，通過對稱佈置建築平面剛度，能夠將建築的地震影響降低，電梯井筒體可以從核心筒內部進行佈置，從而確保建築框架的對稱性。在高層建築結構構件佈置時，需要保持建築樑重心重合，從而促進直接傳力效果的實現。如果建築的樑和柱不能重合時，需要檢查樑柱節點核心區的構造和受力狀況，看其是否滿足建築施工的基本要求。如果在檢查過程中發現建築的偏心距比構件方向的柱寬大時，需要選擇有效的解決措施加以調整，降低結構構件對建築質量的影響。最後是建築的剪力牆結構設計，在具體設計中應該堅持雙向佈置的原則，保持剪力牆設計的科學性，避免建築設計懸殊對牆體寬度造成影響。

　（二）提高建築結構選擇性的經濟型

建築的結構選型理論應該具體問題具體分析，針對每一個方案考慮定量化的因素，同時忽略不易量化的因素。但是對於不宜量化因素的分析要做到有根據，才能夠增強所選結構形式的説服力。在建築結構中，結構的經濟性一定程度上代表了整個建築的成本，因此，建築選型要做到經濟，從而降低建築的整體造價成本。對不方便定量的影響因素需要合理定量分析，採用權重的方法提高建築選型決策結果。在工程建築施工中，施工圖紙的審核也是建築結構選型的影響因素，圖紙的審核應該重點考慮結構類型，檢查結構類型是否滿足設計要求，特別是高層建築的體型較為複雜，結構類型的改變要合理，才能夠對結構的安全性提供基礎保障，避免施工造成的工期拖延現象，也有利於減少工程的施工造價。

結束語

建築結構選型和結構設計是整個工程施工中的重要環節，加強對已有結構分析法的使用，應用其他先進的結構優化方法進行施工是一項極具挑戰力的工作。通過建築結構設計和結構選型，不僅可以提高建築設計的整體水平，有利於節省大量的設計資源，同時還能夠實現施工效益的最大化。在我國的高層建築施工設計中，結構設計和結構選型應該符合我國的基本國情，通過應用良好的設計思路和施工技術，保證工程施工過程和施工設計的一致性。作為施工設計人員，不僅要掌握專業的知識，還應該加強各項經濟指標的綜合應用，在考慮施工條件和施工水平的情況下，做好施工設計工作，對工程施工數據進行全面分析，從而增強工程結構選型的合理性，提高整個建築工程的結構穩定性。

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