摘要：隨著我國國民經濟的快速發展和城市化進程的加快,城市規模不斷增大,人口不斷增加,使得城市住房建設用地高度緊張,以及人民對生活質量的高標準的追求,新建高層建筑是城市發展的必然趨勢。這就必然給結構工程們對高層建筑的設計也帶來了許多新的課題和更高的挑戰。本文就高層建筑結構設計的基本內容和常見問題進行分析。

　　關鍵詞：高層建筑 基本方法 原則分析

　　Abstract: with the rapid development of China's national economy and the acceleration of urbanization, the urban size increase, and the continuous growth of the population and make cities housing construction land of high tension, and the people's quality of life in the pursuit of the high standards, new high-rise building is the inevitable trend of the development of the city. It is inevitable to structure the project of high-rise building design also brought many new problems and high challenge. This paper high-rise building structure design of the basic content and common problems are analyzed.

　　Keywords: high-rise building basic principle analysis method

　　中圖分類號：[TU208.3] 文獻標識碼：A 文章編號：

　　1、有關建筑結構設計

　　1.1.建筑結構設計基本內容

　　結構設計，用結構語言來表達建筑師及其它專業工程師所要表達的東西。結構語言就是結構師從建筑及其它專業圖紙中所提煉簡化出來的結構元素。包括基礎，墻，柱，梁，板，樓梯，大樣細部等等。然后用這些結構元素來構成建筑物或構筑物的結構體系，包括豎向和水平的承重及抗力體系。把各種情況產生的荷載以最簡潔的方式傳遞至基礎。

　　1.2.建筑結構設計基本原則

　　工程結構必須滿足下列功能要求：1)在正常施工和正常使用時，能承受可能出現的各種作用;2)在正常使用時，具有良好的工作性能;3)在正常維護下，具有足夠的耐久性能;4)在設計規定的偶然事件發生時和發生后，能保持必需的整體穩定性。

　　1.3.建筑結構設計的基本方法

　　結構設計的階段大體可以分為三個階段：結構方案階段、結構計算階段和施工圖設計階段。以方案階段為例，方案階段的內容為：根據建筑的重要性，建筑所在地的抗震設防烈度、工程地質勘查報告、建筑場地的類別及建筑的高度和層數來確定建筑的結構形式(例如，磚混結構、框架結構、框剪結構、剪力墻結構、筒體結構、混合結構等等，以及由這些結構來組合而成的結構形式)。

　　2、建筑結構設計的基本方法

　　2.1.結構平面圖

　　在繪制結構平面布置圖時，是否要輸入結構軟件進行建模呢?當建筑地處抗震設防烈度為6度區時，根據建筑抗震設計規范，是可以不用進行截面抗震驗算的，但必須符合有關的抗震措施要求。因此，對于砌體結構來說可以不用在軟件中建模，直接設計即可，但設計中需要注意受壓和局部受壓的問題。當然，如果時間允許的情況下還是輸入建模較好，有一個便利就是可以利用軟件來進行荷載導算，何樂而不為呢?需要注意的是，當建筑地處抗震設防烈度為7度及以上時是必須要輸入軟件建模計算的。

　　2.2.屋頂(面)結構圖

　　正確繪圖和設計的關鍵是設計人員真正的心知肚明，結構設計者必須要具備一定的空間概念，正確理解建筑圖紙和意圖。設計的圖紙方能讓施工人員明白。

　　當建筑是坡屋面時，結構的處理方式有梁板式及折板式兩種。梁板式適用于建筑平面不規整，板跨度較大，屋面坡度及屋脊線轉折復雜的坡屋面，折板式適用于相反的條件。兩種形式的板均為偏心受拉構件。板配筋時應有部分或全部的板負筋拉通以抵抗拉力。板厚基于構造需要一般不宜小于120厚。此外，梁板折角處鋼筋的布置應有大樣示意圖。至于坡屋面板的平面畫法，通常使用剖面示意圖加大樣詳圖的表示方法，這樣更便于施工人員正確理解圖紙。

　　2.3.大樣詳圖

　　在建筑詳圖準確無誤的基礎上，大樣詳圖的繪制可在建筑詳圖的基礎上直接繪制，也可在以前做過的詳圖的基礎上來局部改進繪制。這個階段需要注意在保持建筑外形的前提下盡量使結構受力合理和施工方便。在標高和外形尺寸上一定要和建筑專業協調一致。

　　3、建筑結構設計中的常見問題

　　3.1.地基與基礎方面

　　1)多層房屋建筑無地質勘察報告，僅僅依據建設單位口頭或籠統參照附近建筑物的基礎設計資料就進行施工圖設計。地基與基礎設計要做到合理，安全適用，設計人員必須依據地質勘察資料，統一考慮多方面因素進行基礎類型選擇和設計，僅憑地耐力這一數據是不全面的，也是不安全的，更不能盲目的把地耐力容許值取得小一些就認為萬無一失了。

　　2)采用換土墊層進行軟弱地基處理，不進行換土墊層設計，只憑經驗處置。有時設計者對軟弱地基的危害認識不足，只是簡單地憑借經驗采用砂墊層加強一下承載力，沒有進行墊層寬度和厚度計算，既不安全，又不經濟。

　　3)設計人員設計多層民用建筑時，在計算梁、柱和基礎的負荷時未按現行設計規范將荷載乘以折減系數計算其荷載值，因而采用荷載值偏大。

　　3.2.建筑結構設計與電氣專業設計的協調

　　電氣專業的室內敷線，原則上應以導線在金屬管中沿墻及樓板暗設，這對于預制裝配整體框架、框架-剪力墻結構是很困難的。穿梁的垂直管道要在預制梁制作時預留孔道，并且梁寬和墻厚盡量一致，如不一致則要求墻的一側與梁的側面平齊，使穿梁管不露墻外。高層建筑平面電梯井道的位置確定后，電梯機房位置也就確定下來，電梯機房內孔洞、預埋件較多，電梯機房荷載也比較大，因此應詳細了解所選型號電梯土建條件并注意單臺布置和多臺布置的差別。由于電梯井道一般作為鋼筋混凝土剪力墻，除承受豎向荷載外，還承受水平力作用，因此應校核洞口削弱后的強度。

　　3.3.底層框架——剪力墻砌體結構挑梁裂縫問題

　　底層框架剪力墻砌體結構房屋是指底層為鋼筋混凝土框架——剪力墻結構，上部為多層砌體結構的房屋。這類建筑是解決底層需要一種比較經濟的空間房屋的結構形式。部分設計者為追求單一的建筑立面造型來增加使用面積，將二層以上的部分橫墻且外層挑墻移至懸挑梁上，各層設計有挑梁，但實際結構的底層挑梁承載普遍出現裂縫，該類挑梁的設計與出現裂縫在臨街砌體結構房屋中比較常見。

　　3.4.其它各種各樣的建筑結構設計問題

　　如a隨著建筑物的高度與層數的加大,巨大的豎向和水平荷載使底層柱截面越來越大,從而造成高層建筑的底部數層出現大量短柱;b承重磚基礎采用多孔磚砌筑根據多孔磚墻體結構構造，地面以下或室內防潮層以下的基礎不得采用多孔磚砌筑。c房屋高度、高寬比超過現行規范、規程的限值現行的規范、規程給出了房屋的最大適用高度和高寬比限值。e關于箱、筏基礎底板的挑板問題等等。

　　4、建筑結構設計規范和要點原則分析

　　4.1.設計規范的要求

　　為了避免上述常見問題，在進行框架結構設計時，設計人員必須掌握如下沒計規范：建筑結構荷載規范、抗震規范、混凝土結構設計規范等。并應考慮當地地方性的建筑法規，設計人員應熟悉當地的建筑材料的構成、貨源情況、大致造價及當地的習慣做法，設計出經濟合理的結構體系。

　　4.2.設計的主要原則及要點

　　a.抗震驗算時不同的樓蓋及布置(整體性)決定了采用剛性、剛柔、柔性理論計算。抗震驗算時應特別注意場地類別。跨度超過5層有條件時，盡量加剪力墻，可大大改善結構的抗震性能。b.雨篷不得從填充墻內出挑。大跨度雨篷，陽臺等處梁應考慮抗扭。考慮抗扭時，扭矩為梁中心線處板的負彎矩乘以跨度的一半。c.框架梁、柱的混凝土等級宜相差一級。d.由于某些原因造成梁或過梁等截面較大時，應驗算構件的最小配筋等。e.出層面的樓電梯問不得采用磚混結構。f.框架結構中的電梯井壁宜采用粘土磚砌筑，但不能采用磚墻承重。應采用每層的梁承托每層的墻體重量。g.建筑長度宜滿足伸縮縫要求，否則應采取措施。如增大配筋率，通長配筋，改善保溫，鋪設架空層，加后澆帶等。h.柱子軸壓比宜滿足規范要求。i.當采用井字梁時，梁的自重大于板自重，梁自重不可忽略不計，周邊一般加大截面的邊梁。j.過街樓處的梁上筋應通長，按偏拉構件設計。k.電線管集中穿板處，板應驗算抗剪強度或開洞形成管井。電線管豎向穿梁處應驗算梁的抗剪強度。l.構件不得向電梯井內伸出，否則應驗算是否能裝下，電梯井處柱可外移或做成L型柱。m.驗算水箱下、電梯機房及設備下結構強度。水箱不得與主體結構做在一起。n.當地下水位很高時，暖溝應做防水。一般可做U型混凝土暖溝，暖氣管通過防水套管進入室內暖溝。o.采用扁梁時，應注意驗算變形。p.突出屋面的樓電梯間的柱為梁托柱時應向下延伸一層，不宜直接錨入頂層梁內，并且托梁上鐵應適當拉通。錯層部位應采取加強措施，女兒墻內加構造柱，頂部加壓頂。出入口處的女兒墻不管多高，均加構造往，并應加密。錯層處可加一大截面梁，上下層板均錨入此梁。q.等基底附加壓力時基礎沉降不同。建筑結構設計需要綜合考慮設計因子，環境因子以及與各種規范的進行多重整合，運用科學的設計理念，做到建筑設計與結構設計的緊密結合，選擇合理的結構體系，這樣才能設計出真正滿意的建筑。

　　5 結語

　　結構設計是個系統、全面的工作，需要扎實的理論知識功底，靈活創新的思維和嚴肅認真負責的工作態度。設計人員要從一個個基本的構件算起，做到知其所以然，深刻理解規范和規程的含義，并密切配合其它專業來進行設計，在工作中應事無巨細，善于反思和總結工作中的經驗和教訓。