高層建筑結構設計的影響因素

吳立明

（江蘇銘天建設有限公司， 江蘇 宿遷 223700）

一、前言

高層建筑設計在目前的建筑行業(yè)中出現(xiàn)的幾率越來越高，高層建筑的居住特殊性不但要求這些建筑具有抗風、抗震的特性，還要求高層建筑需要具有建筑設計的科學性和合理性。隨著高層建筑數(shù)量的逐漸增加，高層建筑的設計種類也非常多變，因此高層建筑的結構設計只要從根本上滿足科學設計的先進性、合理性，才能保證建筑行業(yè)的平衡發(fā)展。

二、高層建筑結構設計的概況

1、抗震結構設計：隨著建筑結構設計技術的增長，我國高層建筑結構設計抗震要求不斷提高，高層混凝土的結構構件需要根據(jù)抗震結構的分類、裂度、結構類型、房屋高度等眾多因素來采取不同的抗震機構設計?？拐鸾Y構設計需要因地制宜，根據(jù)高層建筑結構所處的地理位置和周圍環(huán)境來綜合考慮房屋結構設計的性能。

2、控制側向位移：高層建筑結構設計中，因為高度的不斷增加，因此建筑物隨著高度的變化都會發(fā)生一定的側向位移現(xiàn)象，這個主要和建筑物橫向水平載荷力有關，所以高層建筑結構設計需要考慮結構具備一定的剛度和承壓力。如果發(fā)生側向位移對于建筑物自身的質量安全非常不利，直接會導致坍塌的現(xiàn)象發(fā)生。

3、承載力的基礎設計：與一些底層和中層建筑的設計相比，高層建筑結構的承載力設計必須要具備足夠的剛度。除此之外，高層建筑的外墻、玻璃等保護設施除了具備可靠的承載力，還需要和主體結構保持可靠的連接。

4、水平位移限值和舒適度：通常情況下，高層建筑結構設計對于水平位移的限值有嚴格的要求，對于風載荷力、地震度、彈性作用等都有合適的計算方法。樓蓋結構要具備合適的舒服度，豎向震動頻率不能小于3赫茲。

三、影響高層建筑結構設計的一些因素

1、高層建筑結構設計的基本因素：高層建筑結構設計是一項負責的設計工程，因為高度等眾多條件的限值，需要綜合考慮建筑施工場地的地質條件、樓層上部結構的類型、房屋的高度、施工技術和施工條件等因素。除此之外，還要分析建筑物周期建筑和底下結構的類型，保證高層建筑物不能發(fā)生塌陷和偏移等情況。經過科學分析設計得出最佳的結構設計方案，并且保證建筑物不能對周圍建筑造成任何影響。

而且，高層建筑的地基埋入地層的深度要經過嚴密核算，保證上部結構的穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)傾斜等現(xiàn)象，要保證高層建筑物的主體結構和地面作用力保持垂直的狀態(tài)。

2、短肢剪力墻的設計：在目前的高層建筑設計中，國家對于高層建筑結構設計中的短肢剪力墻設計非常重視，在目前新的國家建筑規(guī)定中，也對短肢剪力墻的設計做出了明確的規(guī)定，并且對于短肢剪力墻也給出了明確的定義。

短肢剪力墻的設計要求也有明確的設計原則，一般主要要求厚度和高度的設計在5墻和墻之間，如果涉及到高層建筑結構設計的具體應用，盡量可以使用短肢剪力墻的設計原則。

3、嵌固端的設計：高層建筑結構設計的嵌固端一般出現(xiàn)在2層或者2層以上的地下室頂板之上，也可以設計到2層或者2層以上的人防頂板的上面。如果在具體的設計中，設計師因為忽視其中任何一個因素都可能會導致后期建筑的安全性，帶來一定的安全隱患。

因此，嵌固端作為高層建筑結構設計中的穩(wěn)定部分，需要重點研究和設計，相對于高層建筑結構設計來說，位于底層的嵌固端起到了非常重要的作用，對于穩(wěn)定地基非常有利。

4、結構規(guī)則性的設計：在現(xiàn)代的新型結構設計中，高層建筑結構的規(guī)則性設計中有了一些明確的規(guī)定，比如高層建筑結構剛度方面的對比性和一些平面設計規(guī)則性的要求。我國的建筑法規(guī)中雖然做出了一些要求，但是在實際的建筑設計中仍然有一些違章行為的發(fā)生，進而造成目前建筑質量出現(xiàn)嚴重問題。

因此，對于高層建筑結構規(guī)則設計的案例中，為了避免出現(xiàn)一些建筑單位出現(xiàn)后期修改圖紙的現(xiàn)象，對于一些已經設計完成的施工圖紙和施工方案都需要嚴格按照高層建筑結構設計的具體規(guī)定來執(zhí)行，嚴謹出現(xiàn)私自改圖或者擅自改變施工方法的現(xiàn)象出現(xiàn)。在具體的結構設計中，要嚴格依靠計算工具來分析，促進高層建筑的質量提高。

5、共振設計：高層建筑物之所以能在地震的時候發(fā)生共振，主要是發(fā)生地震的時候產生的頻率與房屋建筑的頻率處于類似相同的震動范圍，因此當?shù)卣鸪霈F(xiàn)的時候，高層建筑容易發(fā)生共振產生倒塌的現(xiàn)象。因此在高層建設結構設計中共振設計也占據(jù)非常重要的地位。所以在進行高層建筑結構設計的時候，可以提前考察周邊地震帶的頻率，在結構設計中盡可能將高層建筑結構的共振設計頻率遠離地震帶的頻率，避免地震發(fā)生的時候容易產生共振現(xiàn)象。

6、高層建筑結構設計的平移：高層建筑設計中因為高度的增加水平位移的發(fā)生幾率比較大，因此在具體的設計中，要綜合考慮周邊地震周期、高層建筑結構的剛度等問題，避免因為設計不夠發(fā)生水平位移的現(xiàn)象，影響高層建筑結構的穩(wěn)定性和后期使用的安全性。在結構設計中，需要綜合考慮高層建筑結構涉及到的周邊因素，確保高層建筑結構設計不發(fā)生水平位移的現(xiàn)象。

結束語：隨著地球資源不斷匱乏現(xiàn)象的出現(xiàn)，城市建筑面積也越來越少，相對于空間結構利用來說，高層建筑必然會成為以后建筑行業(yè)出現(xiàn)頻率最高的建筑類型。因此對于目前想要居住安全性的人類來說，如果想要提高建筑行業(yè)的高層結構設計，只有事先了解到高層建筑設計的一些主要因素，在具體的設計中，只有按照科學性的設計法則才能保證高層建筑結構設計的穩(wěn)定性和安全性，精度計算才能讓建筑行業(yè)的發(fā)展更加廣闊。

[1]黃松凱.高層建筑結構設計的原則及相關問題探討[J].科技風.2012(10)：21-23

[2] 陳楠,林耕.高層辦公樓建筑適用性研究初探[J].天津城市建設學院學報.2012(03)：23-25

[3]岳飛豹.高層建筑結構中的基礎隔震技術[J].黑龍江科技信息.2011(02)：56-57

[4]胡勝利.高層建筑結構設計問題探討[J].建設科技.2010(02)：90-91