试议结构设计关于高层房屋建筑结构设计与其要点

摘要：由于经济的迅猛发展, 人们对房屋建筑的要求也越来越高, 而建筑高度的也日益增加，本文首先分析了高层建筑的结构特点，并对高层房屋建筑结构设计要点进行了分析，对工程实际中的高层房屋建筑结构设计施工有一定的指导作用。
关键词：高层房屋、结构设计、要点

1、高层建筑结构的特点

1.1 框架结构体系

框架结构体系一般用于钢结构和钢筋混凝土结构中，由梁和柱通过节点构成承载结构，框架形成可灵活布置的建筑空间，具有较大的室内空间，使用较方便。由于框架梁柱截面较小，抗震性能较差，刚度较低，建筑高度受到限制；剪切型变形，即层间侧移随着层数的增加而减小；框架结构主要用于不考虑抗震设防、层数较少的高层建筑中。在考虑抗震设防要求的建筑中，应用不多；高度一般控制在70m 以下。

1.2 剪力墙结构体系

利用建筑物墙体作为承受竖向荷载、抵抗水平荷载的结构，称为剪力墙结构体系。剪力墙结构体系于钢筋混凝土结构中，由墙体承受全部水平作用和竖向荷载。

1.3 筒体结构

单个筒体可分为实腹筒、框筒和桁筒。平面剪力墙组成空间薄壁筒体，即为实腹筒；框架通过减小肢距，形成空间密柱框筒，即框筒；筒壁若用空间桁架组成，则形成桁筒。实际结构中除烟囱等构筑物外不可能存在单筒结构，而常常以框架—筒体结构、筒中筒结构、多筒体结构和成束筒结构形式出现。

2、建筑结构设计要点分析

2.1计算参数的确定

对于建筑工程来讲， 由于其所处的地理位置，决定了在进行结构设计时所涉及的具体参数会存在一定的特殊性。比如，不同地区具有不同的风压、雪压、地震强度、土壤类别等，所以，在进行参数的选取和计算时应充分考虑这些因素。另外，对于比较特殊的建筑，还必须根据试验和以往类似工程的一些经验来确定有关参数的取值。在进行建筑结构设计前，要尽量收集与设计相关的信息，如工程资料、具体规范等，资料收集的越多，参数的确定也就越准确，同时，还可以避免因为参数不合理而导致返工情况的发生。

2.2地基等基础设计

地基等基础设计过程的好与坏直接影响后期设计工作的顺利进行, 在整个工程的造价问题上这也是一个决定性因素。因为许多的设计者对软弱地基的危害认识不足,当采用换土垫层对软弱地基处理时,不做换土垫层设计,只凭经验处置, 只是简单地凭借经验采用

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砂垫层加强一下承载力, 不安全, 不经济; 另一些设计者计算梁、柱和基础的负荷时没有按照规定的规范荷载乘以折减系数, 这是十分危险的。高层建筑施工周期长,工程质量及施工安全要求高,保证高层建筑工程结构施工技术非常重要。
做地基基础设计首先应取得地勘报告并仔细阅读理解，切不可仅凭经验或甲方口头条件。建筑物基础基本上可以分为天然基础、桩基础和桩筏基础三种; 天然基础的设计无非就是剪切、冲切、抗弯及构造等简单的内容，但实际施工时应讲究综合整个场地的情况，先施工标高较低及土质较差的。如先施工较高较好土层的基础，则施工较低较差土层时由于土的放坡开挖，可能对已完成基础造成破坏或埋下安全隐患。桩基础的形式多种多样，有人工挖孔的也有机械成孔的、有预制的也有现浇的、有挤土的也有非挤土的、有锤击的、有静压的、有大直径的、有小直径的等等; 设计人员应根据场地条件及上部建筑的特点及要求，选择一种可行、安全、经济的桩基础。基本的思路就是，竖向构件密、层数低的宜选用小直径桩，地下水位高及土层范围有沙土的不宜选用人工成孔，周边房屋较近的不宜用锤击的，对周边环境要求高的不宜用泥浆护壁的等等。

2.3抗震设计

在进行施工图的设计时期，还必须满足规范规定的抗震措施要求。《抗震规范》、《高规》和《混凝土规范》, 提出的结构构造的详尽的规定，保证结构安全的最后一道防线。借助程序获得了比较符合规范的计算结果,设计人员仍要根据具体情况进行分析,例如框架结构顶部抽柱, 该段柱箍筋全长加密并按提高一级抗震等级进行计算和构造。建筑结构是否具有耐震能力, 是由承载力和变形能力两者共同决定的。当地震作用下结构达到屈服以后,利用结构塑性变形来吸收能量,增加结构的延性,不仅能减弱地震反应,而且提高了结构抗御强烈地震的能力。此外,抗震设计的结构不能任意以强代弱,结构的承载力、刚度要适应在地震作用下的动力要求并应均匀连续分布。

2.4剪力墙连梁的设计。

连梁是指与剪力墙相连允许开裂可作刚度折减的梁。在高层剪力墙结构中,与连梁的设计有关的因素是连梁的内力、结构抗侧力刚度、相连墙肢刚度、连梁跨高比等，连梁的设计容易受到这些因素的制约。相对联肢墙来讲，连梁的设计是不容忽视的，最好选用跨高比偏大的连梁, 使其不过早地发生剪切破坏, 从而使连梁具有足够延性。实践证明,连梁的剪切变形较大,容易产生斜裂缝,在反复荷载作用下, 斜裂缝会发展成沿梁跨的对角线状, 较大地降低了连梁的抗剪能力。连梁是首先屈服并形成塑性铰的耗能机构,应调整内力,对连梁刚度进行折减, 这是控制连梁反生剪切破坏的十分有效的措施。

2.5强柱弱梁的设计

主要的设计概念是针对小震不坏,中震可修,大震不倒的抗震设防目标而提出的。目前提出的建议是必须严格控制柱轴压比, 笔者认为轴压比在任何情况下均不宜超过0 .9%,对梁配筋而言, 支座筋则可通过调幅让其适当降低, 防止柱先于梁屈服, 保证柱端的实际受弯承载力大于梁端的实际受弯承载力。

2.6箱、筏基础底板的挑板问题

从结构角度来讲,如果能出挑板,能调匀边跨底板钢筋,特别是当底板钢筋通长布置时,不会因边跨钢筋而加大整个底板的通长筋,较节约。窗井部位可以认为是挑板上砌墙, 不宜再出长挑板。虽然在计算时此处板并不应按挑板计算。能降低整体沉降,当荷载偏心时,在特定部位设挑板,还可调整沉降差和整体倾斜。出挑板后, 能降低基底附加应力, 当基础形式处在天然地基和其他人工地基的坎上时, 加挑板就可能采用天然地基。必要时可加较大跨度的周圈窗井。

3、结论：

高层房屋的建筑结构设计工程是一项相当复杂的工程，为了使整个建筑工程顺利而且完全的发展，建筑结构设计作为其中非常重要的一个环节, 其作用也不可忽视, 然而建筑结构设计却并非一项简单的工作, 作为结构设计人员不仅要有丰富的知识储备,还要能灵活运用各种知识, 并不断更新自身的知识储备,还要善于吸取工作当中的经验和教训,严格按照设计的要求和标准来进行并抱有严肃认真的工作态度，以保证建筑质量，确保人民生命财产安全，对自我负责，对社会负责。
参考文献：
黄华.对住宅结构设计中常见问题分析[J],科技咨询导报,2007(3)
祝华纯.王有权房屋建筑结构设计中常见问题分析，中国新技术新产品, 2009(3):45-46