建筑结构设计原则及方法探讨

摘要：高层建筑的构筑已经成为城市建设发展的重要标志，也是今后城市和农村发展的主
要方向。本文探讨了高层建筑结构设计的一般原则，并就设计实施的方法。

 

　　关键词：建筑工程；设计；原则

 

　　建筑结构设计中，有许多国际和国家标准，这些标准是保障建筑安全和人民生命财产
安全的基础。在高层建筑结构的设计中，有许多必须遵循的原则，本文就几个主要方面的原
则进行了探讨。

 

　　一、建筑平面形状抗风设计原则

 

　　房屋体形及建筑平面形状抗风设计原则主要要把握下面几个方面要：

 

　　一是对称平面。高层建筑的高度越大，所受到的风荷载也越大，为了控制结构侧移和风
振加速度，建筑平面应该尽量采用方形、矩形、圆形正六边形、正八边形和椭圆形等双轴对称
的平面形状，楼层平面形状不对称，高层建筑在风荷载作用下就会发生扭转振动，为使大
风作用下，高层建筑的摇晃不致住者感到不适，就必须控制结构的顺风向振动加速度和横
风向振动加速度，实践经验证明

 一幢高层建筑 在大风作用下即使是发生轻微的扭转振动，

也会使居住者感到振动加剧很多。

 

　　二是流线型平面。合理地选择楼层平面形状，能够显著降低风对高层建筑的作用，取得
较好的经济效果，高层建筑采用圆形、椭圆形等流线型平面

 与采用矩形平面相比较， 风载

体型系数约可减小

30%以上。此外，由于圆形平面的对称性当风速的冲角，发生任何改变时，

都不会引起侧力数值上的改变，因此，采用圆形平面的高层建筑，在大风作用下不会发生
驰振现象。

 

　　三是带切角的矩形平面。正六边形、正八边形和十字形平面的风载体型系数，也都比矩
形平面要小。不过

 在实际工程中，高层建筑还是以采用矩形平面居多，从减小风载体型系

数的角度出发，对矩形平面进行切角处理，也能取得一定的效果此外，对于采用框筒和框
筒束体系的高层建筑，进行切角处理，还可降低风荷载作用下角柱的峰值应力。

 

　　四是边长比。对于采用钢框结构体系的高层建筑，若采用矩形平面，长边与短边的比。
适宜抗风的建筑平面值不应大于

1.5 ，因为超过这一比值的矩形平面钢框筒，当风力方向

平行于矩形平面的短边时，框筒由于剪力滞后现象严重，不能充分发挥作为立体构件的空
间作用，从而降低框筒低抗侧力的有效性。

 

　　二、建筑抗震设计原则

 

　　高层建筑的水平地震作用的分布取决于质量分布，为使楼层水平地震作用沿平面分布
均匀，避免引起结构的扭转振动，楼层平面更应尽可能采用图示的方形、矩形、圆形等简单
平面。在一个城市中，由于城市规划对街景的要求，或者由于建筑场地形状的限制，高层建
筑不可能千篇一律地采用简单平面形状，有时需要采用

L 型、丁字形、三叉形或十字形等比

较复杂的平面形状，不过为了避免地震时发生较强烈的扭转振动以及水平地震作用沿平面
的不均匀分布，对于各种平面形状应该控制凸出部分的厚度和宽度的比值。

 

　　三、建筑房屋的高度设计原则

 

　　房屋高宽比是指房屋总高度与房屋底部顺风、地震、向宽度的比值。它的数值的大小直接
影响到结构的抗推刚度

 风振加速度和抗倾覆能力，一般来说 房屋的高宽比越大，则结构越

柔，风或地震作用下的侧移阵风引起的振动加速度就越大，结构的抗倾覆能力越低，所以
进行高层建筑钢结构的抗风和抗震设计时，应该控制房屋的高宽比。实践经验表明，不同的
结构类型，不同的结构体系，各有其适用的最大高度，框架体系的抗侧力刚度和承载力较
小

 符合经济合理原则的房屋最大适用高度。钢结构所适用的最大房屋高度要比混凝土-钢混