探索结构设计高层建筑结构设计优化的深思

      

摘 要：随着高层建筑在我国的迅速发展，复杂的不规则高层建筑越来越多，如何正确

进行结构设计和结构计算，以满足新规范的要求，成为了结构设计师面临的主要问题。本
文简要论述了现有的各种高层建筑结构设计的特点和原则，并阐述了高层建筑结构分析
与设计方法，最后对抗震分析与设计在高层建筑的应用进行了探讨。从而进一步完善高层
建筑结构设计，促进高层建筑的发展。

 

　　关键词：高层建筑设计；结构体系；设计特点原则措施

　　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，并且对于地基的抵抗能力也有要求，一般情况下，建筑结构受低层建筑
结构水平方向上的影响较弱，但是在高层建筑中，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。

　　一、高层建筑结构设计的特点

　　1、轴向变形不容忽视：高层建筑中，竖向载荷很大，能在柱中引起较大的轴向变形 ，
对连续梁弯矩产生影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩减小，跨中正弯矩和端支座负
弯矩值增大；此外还会对预测构件的下料长度产生影响，要求根据轴向变形计算值，对
下料长度进行调整；另外对构件剪力和侧移产生影响，与考虑构件竖向变形比较，会得
出偏于不安全的结果。

　　2、结构延性是重要设计指标：相对于低层建筑而言，高层建筑的结构更柔和一些，
在地震作用下的变形更大一些。为了使高层建筑结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的
变形能力，避免倒塌，特别需要在构造上采取恰当的措施，来保证结构具有足够的延性。

　　3、水平荷载成为决定因素：一方面，因为高层建筑楼房自重和楼面使用荷载在竖构
件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与建筑高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产
生的倾覆力矩以及由此在竖构件中引起的轴力，是与楼房高度的两次方成正比；另一方
面，对某一定高度楼房来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震
作用，其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度变化。

　　二、高层建筑结构的相关问题分析

　　1、结构的超高问题：在抗震规范和新规范中，对结构的总高度有着严格的限制，尤
其是新规范中针对以前的超高问题，除了将原来的限制高度设定为 A 级高度以外，增加
了 B 级高度，处理措施与设计方法都有较大改变。在实际工程设计中，出现过由于结构类
型的变更而忽略该问题，导致施工图审查时未予通过，必须重新进行设计或需要开专家
会议进行论证等工作的情况，对工程工期、造价等整体规划的影响相当巨大。