高层建筑结构设计问题及对策探讨

建筑科学　２０１３年第１８期ｌ科技创新与应用　

高层建筑结构设计问题及对策探讨　

严庆平　

（中国人民解放军后勤工程学院工程技术应用研究院设计院，重庆４０００４１）　

摘要：随着科学技术的进步和社会经济的发展，越来越多的高层建筑出现在人们的视野之内，被广泛的运用到各类工用及民用　

建筑当中。由于建筑的功能在不断的发展，在高层建筑结构设计方面也在不断取得突破和变化。因此，研究高层建筑设计的原则　

是非常有意义的。文章在对于高层建筑结构的特征进行了浅析，在对高层建筑结构设计原则进行浅要分析的基础上，就建筑结构　

中常出现的问题和对策进行了阐述。　

关键词：高层建筑；结构设计；特征；问题；对策　

引言　

自上世纪九十年代现代高层建筑出现以来，高层就越来越广泛　

的得到应用。高层建筑作为一个复杂而庞大的系统，其结构设计自然　

成为人们关注的重点内容。在结构的设计过程中不仅要充分满足抗　

震、抗风等多反面的安全性能要求，还更应该注重高层建筑结构的科　

学合理程度。　

１高层建筑结构的特点　

高层建筑结构受到自身特性的约束，和一般的建筑有个很大程　

度的不用。它在承受建筑结构自身自重和活动荷载组成的竖向荷载　

同时，还要承受有外界由风压以及水平地震作用所产生的水平荷载。　

很多时候，高层结构还应该考虑地震发生时产生的竖向地震作用影　

响。由此可见高层建筑对于抗震能力的要求有多么苛刻。一般来讲，　

多层建筑结构在水平荷载和竖向荷载作用下，受到的影响有限，但是　

高层就不同了。在外界地震作用之下，高层建筑受到的结构破坏是毁　

灭的，而就风压方面而言，高层的外界风力也是多层所不能比拟的。　

随着建筑物高度的不断增加，高层建筑过大的侧移不会影响居住者　

的舒适程度，但是对于结构的影响很大，过大的侧移会损坏建筑的结　

构与非结构构件。鉴于此，在进行高层建筑设计的过程中，把侧移控　

制在合理的范围之内是重要的标准，这样才能在实用性和安全性方　

面得到平衡。因此，可以说，在高层建筑结构设计中的核心内容就是　

通过对外界地震作用以及风压作用的计算，做好抗侧力结构的设计。　

２高层建筑的设计原则　

高层建筑结构的设计是一个复杂繁琐的内容，其中需要注意的　

内容涉及也十分广泛，根据多年的工作经验总结，主要集中在以下几　

个方面：　

２．１高层建筑结构方案的选择　

合理的结构设计方案对于工程来讲是十分关键的，好的设计方　

案在满足结构形式和体系的基础上，还要充分考虑造价成本，把经济　

适用发挥到最大程度。结构体系的最基本的原则是受力明确、传力简　

单，结构方案尽满足使用、安全要求的基础上，尽量的简洁。在相同的　

机构单元中的结构体系选择应该统一，如果高层所在的地域地震频　

发，那么在应力的设计上应该满足平面和竖向的全部规则。最终的结　

构方案的确定，需要对地理条件，工程设计需求，材料的选择，施工条　

件进行全面的考量和整合，并且和建筑水、暖、电各个分项相互协调，　

综合各方面因素进行最后的敲定。　

２－２高层建筑结构后计算简图的选择　

计算简图是进行高层建筑结构设计的基础，是所有计算数据的　

出处和根源所在。关系到各环节的建筑尺寸和误差。如果不能选择合　

理的计算简图，对于结构安全就会埋下隐患。因此，高层建筑结构设　

计的安全保障前提，就是合理计算简图的选择。同时，在选择了计算　

简图之后，还应该采用相应的构造方法保证其安全性。在结构的实际　

施工中，结构节点不单单是钢节点或者铰接点，要使得计算简图的误　

差在规定的允许范围之内。　

２．３计算结构进行准确的分析　

科技的发展也推动建筑领域不断的进步，计算机作为现在科技　

发展的集中产物，自然在建筑结构设计中也得到了广泛的应用。经过　

几年的发展，市场上的计算机软件种类和数量都大大提升，但问题也　

随之涌现出来，很多时候，统一种类的计算数据在不用软件中处理产　

生的结果并不一致。这就对计算数据的准确程度提出了严苛的校对　

要求，也对结构设计人员的能力提出了更高水平的要求。在全面了解　

软件的使用范围和条件的基础上，选择最为合理准确的软件也成为　

设计人员必须完成的课题。与此同时，建筑结构受到各种不可掌控的　

实际情况制约，与计算机得出的理想结果不能达到完全的吻合，因此　

在计算机辅助设计的同时，设计人员的主导能力还是最为关键的。另　

外在计算过程中，应该尽量减少人工输入误差或者软件自身存在缺　陷所造成的计算结果不准确，加强得出结果后的校正工作，加以合理　

的主观判断，得出最终准确有效的计算成果。　

２．４高层建筑基础设计的选择　

高层建筑的基础设计应该以地质条件作为依据，地层结构的不　

同，在地基的类型方面也会有所差异。不仅如此，在建筑基础方案的　

选择方面，还应该充分考虑高层建筑上部的结构类型、荷载的分布特　

征、施工的技术条件以及相邻的结构物基础之间是否存在影响等方　

面的因素。基础方案的选择，最终目的是能够使得地基的潜力在最大　

程度上得到开发和利用。必要的时候，应该以模型的形式对地基的变　

形情况进行检验。在建筑区域的地质勘探报告有在缺陷时，应该进行　

现场勘查，参考附近相邻建筑物的基础结构资料，制定出最为合理的　

基础设计方案。　２．５高层建筑应采取相应构造措施　

强剪切力弱弯变，强压力弱拉力是高层建筑结构设计的基本原　

则。在柱子的设计方面强度要高，梁相对较弱。在架构的设计过程中，　

要充分遵循以上原则，做好薄弱部分的处理工作，对钢筋的强度和锚　

固长度给予足够的重视，特别是结构构件的延性和温度应力要经过　

重点探究之后，才能敲定最后的构件方案。　

３高层建筑结构设计中常见问题与对策　

３．１超高问题　

基于抗震性能以及风压雪压等方面的考虑，我国在建筑结构的　

高度方面有着比较严格的要求，但近年来高层建筑超高现象时有出　

现。针对这种情况，新高规给出了明确的限制，不仅将高度规定为Ａ　

级，而且增加了Ｂ级高度，在高层建筑结构处理的方法和措施也有了　

明显的改善。若想解决这样的问题，就要在图纸的审核上对高度问题　

给予足够的重视，出现超高现象要严格禁止施工，对于不能通过审核　

的图纸，应该重新进行设计。避免由于超高现象造成的安全隐患。　

３．２断肢剪力墙的设置问题　

在新的高规中对断肢剪力墙有了全新的定义，主要是指墙肢的　

截面高度和厚度比在五到八之间剪力墙。按照实际的经验和数据，由　

于断肢剪力墙在强度和结构性能上存在的缺陷，新的规定中对于断　

肢剪力墙的使用也进行了进一步的限制。断肢剪力墙的设置一直都　

是高层建筑中比较棘手的问题之一，最为有效的解决方式就是使用　

其他的墙体结构取而代之，尽量减少或者避免断肢剪力墙在高层结　

构设计中的出现。　

３．３结构规则性问题　

在有关高层建筑的诸多相关规定中，都不约而同的对于高层建　

筑结构的规则性做出了制约，可见其重要的地位。诸如结构嵌固端上　

层与下层的刚度比、平面和立面的规则设计等都被重点的进行了描　

述，并且对于高层建筑不能采用严重不规则的设计方案给予了强制　

性的规定，为了能够解决这样问题，避免后期施工的设计阶段出现返　

工现象，要在设计之初就仔细研究好结构规则性的各方面约束，对于　

硬陛规定不可越界进行施工。　

４结束语　

高层建筑的结构设计是一项技术性很强的综合性工作，是整个　

建筑质量的最基础保证。尽管近几年来高层建筑得到了迅猛的发展，　

但单从设计质量方面来看，并不是很理想。在高层的结构设计中，工　

程师不能只重视结构计算的准确性，亦或是只重视结构方案的结构　

方案，应当做多方面的综合考量，选择最为经济适用的方案选择。面　

对以往高层建筑中出现过的问题加以重视，及时的做好应对措施，这　

样才能将高层建筑结构推向新的高度。　

参考文献　

［１俏峻扁层建筑结构分析与设计　冲化建设，２００８．　

［２］何俊旭．高层建筑结构设计及结构选型探讨　．价值工程，２０１０．　

【３】田龙．浅谈高层建筑的结构设计『Ｊ］．价值工程，２０１１．　

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