高层建筑结构设计中常见问题分析

高层建筑结构设计中常见问题分析摘要；城市高层建筑不断增加，其结构的变化也越来越复杂，本文就结构设计中常见的问题进行分析，以供同行参考。

关键词；建筑结构设计方案选型基础承重梁柱
中图分类号：tu3文献标识码： a 文章编号：
随着高层建筑的结构体系的形式多样化，设计部门所面临压力和挑战也越来越大。

结构设计也越来越成为结构工程师设计工作的主要重点和难点之所在。

本
文从事多年结构设计工作，发现在建筑结构设计过程中，会出现一些常见问题，影响了日后的施工和使用，为了避免结构设计过程中的错误，现将这些常常出现的问题分析总结如下：
1. 结构选型
对于高层结构选型问题，结构设计师应该注意以下几点：
1.1 设计者要注意结构的规则性问题
新规范在这方面的规定较之旧规范增加了许多的限制条件，新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。

”因而设计中的选型问题，一定要遵循新规范的上述规定。

避免后期施工图设计阶段的变更。

1.2 结构设计的超高问题
结构的超高问题，是建筑设计的敏感问题。

在抗震规范与高规中，严格限制了建筑结构的总高度，在规范中把建筑高度划定为a、b 两级，因此，设计中应该严格控制结构的高度，如果结构为b 级
高度建筑甚或超过了b 级高度，对于设计方案的影响是很大的。

如果考虑不到，在实际工程设计中会出现施工图审查时的麻烦，导致不通过设计方案的后果，影响工程工期、造价等。

1.3 嵌固端的设置问题
现代都市的高层建筑一般都带有二层或二层以上的地下室和人防工程，在这种情况下，嵌固端的设计有两种选择，一种是设置在地下室顶板，一种是设置在人防顶板，有一部分设计师往往忽视了由嵌固端的设置而发生的变化，如：嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一致性、在结构整体计算时嵌固端的设置、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等等问题，任何一个因素考虑不周，都会给后期工作带来麻烦，甚至是质量事故。

1.4 短肢剪力墙的设置问题
规范对墙肢截面高厚比为5-8 的墙定义为短肢剪力墙，根据以往的实际情况，规范重新更正了对短肢剪力墙在高层建筑中的应用，所以结构工程师在结构设计中应尽可能少采用或不用短肢剪力墙，避免不必要的麻烦。

2. 地基与基础的设计问题
万丈高楼平地起，没有基础便没有高层建筑，基础的重要性不言而喻。

但在设计中，对结构基础的设计通常存在一些问题。

2.1 多层房屋建筑无地质详勘报告
设计之前，没有进行实地踏勘，而是依据建设单位提供的口头
材料，也有些设计者只是参照附近建筑物的基础设计资料，不进行实地踏勘就进行施工图设计。

我们知道，地区不同，其地质结构也不同，基础设计必须依照真实的地质资料进行，地基与基础设计要做到合理，安全适用，这样才能保证上部建筑的稳定性。

设计人员必须依据地质勘察资料，把地质勘查资料作为第一手材料，统一考察多方面因素进行基础类型和上部结构方案的确定。

如果设计师仅凭地耐力这一数据作为地基的设计参考，很明显是不合格的，也是不安全的，否则一些质量问题，就在这是埋下了隐患。

2.2 采用换土垫层进行软弱地基处理
地基设计中的另一个问题就是软地基的处理问题，一部分设计者不进行换土垫层设计，只凭经验处置。

这主要是对于软弱地基的危害认识不足，有一种轻视的心理，或者是认为自己的经验丰富，只是简单地采用砂垫层，大概地进行承载力处理，不进行垫层宽度和厚度计算，既浪费又缺乏安全性。

2.3 设计中的梁、柱不规范
对民用建筑中柱、梁及基础的负荷设计，设计工作者应按规范相应的构造要求严格执行，一些设计者没有按规范乘以折减系数的方法进行计算和设计。

尤其是在多层民用建筑的设计过程中时，在计算梁、柱和基础的负荷时，没有执行现行的规范标准，没有使用荷载乘折减系数计算其荷载值，导致荷载值的准确性大打折扣。

这样构造柱不但起不到其应有的作用，反而成为房屋结构中的一个薄弱的部位，不能从根本上消除设计质量的隐患。

3. 钢筋混凝土结构设计问题
3.1 框架部分是次要的抗侧力构件，设计中当框架- 剪切结构有足够的抗震墙时，对结构的抗震等级应按框架来结构确定。

通常在一般等级的地震威胁下，结构的框架部分所能承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50％时，设计师就要对结构框架部分的抗震等级进行确定，具体依照框架结构确定设计方案，预计的结构最大适用高度应该较框架结构再合理增加一些，以不超过20％的增加幅度为宜。

但这样做造价比较高，使得框架受力增加很多。

3.2 尤其在高度小于60m的框架- 核心筒结构是否可以按框架- 剪切的结构来确定其抗震等级的问题，也是设计中常见的。

通常钢筋混凝土结构设计中框架- 筒式结构是相对固定的一种结构形式，因其是一种特殊结构，受力核心的空间承受能力特别强大，在高度达到一定程度的结构设计中，框架- 剪切结构中墙体的布置形式都具有一定的灵活性。

在规范中，对框架- 剪切结构的抗震等级，按照不同的高度制定了不同的标准。

而在实际设计中，当建筑的设计高度大与60 m 时，除6 度区外，上述结构设计的抗震等级没有什么区别。

3.3 通常对框架结构的角柱设计时，设计者要考虑到角柱承受双向地震作用的性能，柱的设计扭转效应对内力构成的影响很大，而且受力情况也比较复杂，设计者要充分了解抗震设计中对结构的抗震的要求和应采取的抗震措施。

在建筑设计抗震规范和高规中，
对角柱的注释含义是指位于建筑角部，与柱的正交两个方向各只有一根框架梁与之连接的框架柱。

鉴于此规定，结构设计中的位于建筑平面凸角处的框架柱定义为角柱，按角柱的结构性能进行设计，在结构中，把位于建筑平面凹角处的框架柱且柱的四边各有一根框架梁与其连接的承重柱剔除在角柱的范畴外。

3.4 框架梁、柱组成抗侧力结构，其设计思路特别重要，关乎结构的整体稳固性，在这里要注意的结构设计的问题就是：梁的确定，框架结构中次梁延性的判定，以及其与框架梁的区别。

4. 对横向框架和纵向支柱的认识问题
抗震规范中对现行建筑抗震设计规范要求做了一定的修改，采取按两个主轴方向分别计算的方法，结构的抗震由该方向的抗侧力构件负担。

但在通常情况下，纵向框架与横向框架的承重作用一样。

一些结构设计者对纵向支柱按普通的连续梁进行设计，梁柱的节点和框架中的纵筋、箍筋的配置不符合规范要求，经常出现梁的支座负筋、跨中纵筋及箍筋的配筋置不合理的现象。

5. 楼板设计问题的分析
一些设计人员在设计时，对楼板的受力状态计算不准，简单地将双向板作用变成单向板进行计算。

挑梁的变形引起梁板泛起裂痕，裂痕宽度跟着挑梁变形的增大而加宽，影响了房屋的正常使用。

限于篇幅，对房屋建筑结构设计中常见问题进行了以上分析，还有一些需要注意的设计问题，在这里就省略了。

期待和同行们一起探讨建筑设计的常见问题。

参考文献：
[1] 于险峰。

高层建筑结构设计特点及其体系[j]. 建筑技术，2009（24） .
[2] 戴国莹，李德虎，建筑结构抗震鉴定及加固的若干，建筑结构，1999（4）.
[3] 高立人，王跃，结构设计的新思路-- 概念设计，建筑，1999（1）.。