第一篇：高层建筑钢结构设计分析
摘要：随着高层建筑的发展和科学技术的进步，建造技术与结构理论不断提高，高层建筑钢结构的形式愈加多样化，有利于推动建筑工程的发展。由于钢结构具有较高的强度与承载能力、较强的抗震能力，将其应用于高层建筑中，能够有效取代传统的混凝土，保证建筑物的稳定性，增强建筑工程质量，满足人们的居住要求。本文就对高层建筑中的钢结构设计进行分析和探讨。
关键词：高层建筑；钢结构设计
在社会经济快速发展的背景下，我国建筑行业获取了良好的发展空间，建筑水平不断提升，建筑工程逐步朝着复杂高层的结构趋势发展，而在这种情况下，施工者与建筑商对建材选择的要求也越来越高[1]。相较于传统钢筋混凝土结构而言，钢结构具有稳定性强和工期短等优势，被广泛应用于高层建筑工程中，进一步推动了高层建筑的发展。
一、高层建筑中钢结构设计概述
（一）特点
高层建筑中钢结构的特点主要表现在三个方面：①低成本和高强度。相较于传统钢筋混凝土而言，钢结构具有十分明显的特点，如不易受环境因素影响、强度高、质量轻、施工工期短、经济等，并且高层建筑中的钢结构多选用先进科学的工艺及设计。由于钢结构质量较轻，将其应用建筑施工中，可以降低施工成本，节省地基处理费用。②空间大。传统钢筋混凝土结构的跨度较小，基本保持在15m的范围内，并且建造完成后不易移动且难以改变；但是在高层建筑中应用钢结构，能够保证内部空间的充足，可以超过60m，还能进行简单的扩张与改建，便于移动。③材料环保。钢是钢结构的主要材料，其具有较高的强度，能够支持大结构，在现代工业化生产中具有重要的作用；同时可以循环利用钢材的边角料，运输回收的价值高且便利，有利于节省施工成本，达到环境保护的目的。
（二）设计原则
在高层建筑中进行钢结构设计时，需要严格遵循适用性和经济性的原则，首先是适用性原则。通常科学的建筑结构体系应刚柔并济，如果建筑结构过于强调“刚性”，缺乏合理性与可行性，则会降低结构的变形能力，致使建筑难以承受地震和火灾等而出现坍塌情况；如果结构过于注重“柔”，虽然能够减缓外力作用，但是也会因变形过大而导致承重点发生变化，最终出现坍塌问题，因此设计适中的建筑结构体系显得尤为重要[2]。适用性原则是钢结构体系的基本要求，其会对建筑物的后期使用造成直接影响，因此在结构设计过程中需要准确把握建筑物的环境条件、特点和功能等，如建筑物对防震、隔音和保温等有无特殊要求等。其次是经济性原则。在高层建筑中应用钢结构的根本目的就是创造更高的效益，但是在实际应用过程中还存在诸多问题，如工业建筑注重的是直接经济效益，而公共建筑注重的是社会效益。因此在钢结构设计中应遵循经济性原则，从宏观层面来分析问题，结合实际具体的情况，做到具体问题具体分析，进而设计出满足建筑综合效益的方案。
二、高层建筑中钢结构设计的技术要点
高层建筑中钢结构设计的技术要点具体如下：一是布置和选型。在高层建筑钢结构的选型过程中，需要对材质、预算和周边环境进行综合考虑；同时在结构内部设计时，需要遵循因地制宜的原则，对不同位置采用不同建材，严禁因省事而使用相同的建材。这是因为建筑位置的不同，对结构要求也有所不同，并且建筑墙梁、柱子、墙面等的不同，对于力的要求也不尽相同，这就需要以建筑强度和力度等方面的要求为基础，科学布置和选用恰当的钢结构。二是构件截面的估算。布置完结构后需要初步估算构件的截面，尤其是支撑和梁柱等尺寸和断面形状的假定，如钢梁可选择焊接H型钢截面、轧制和槽钢等。一般构件截面的估算工作内容包括：以翼缘宽度和截面高度为依据，对板件的厚度进行估算；对荷载与支座情况进行估算，确定翼缘宽度和截面高度；从实际需要出发来选择钢梁；设定支撑断面和梁柱的形状与大小。三是构件和节点设计。在设计构件的过程中，必须要恰当选择材料，建立健全相关制度，保证材料采购与监督的有效性，以免出现材料质量问题；同时在施工环节应使用丰富经验和专业能力强的人员进行作业，防止施工中出现技术或质量问题[3]。钢结构设计中的重点内容之一就是节点设计，其从传力特点出发可分为半刚接、绞接和刚接等，连接方式的不同对结构的影响也有所不同。通常节点设计包括以下几点：①栓接：对于高层建筑中的钢结构而言，多将19.0s强度等级的高强螺栓作为结构连接传力螺栓，并且螺栓基本选用扭剪类型，其中连接型则使用摩擦类型。②焊接：由于焊接的焊缝尺寸及形式具有严格规定，因此在实际焊接中遵守这些规定，保证焊接的科学与准确。③连接板：适当加厚4mm的梁腹板，然后验算抗剪净截面。④梁腹板：验算栓孔位置的腹板抗剪净截面，并有效连接高强承压型螺栓，然后验算局部孔壁的承压能力。值得注意的是，在节点设计环节，还需要充分考虑吊装构件现场焊接、螺栓安装的具体顺序。四是结构布置方式。①抗侧力构件布置。在设计结构平面两个方面的支撑时，应该保证其对称性，支撑之间楼盖长宽比不得超过3；设计筒中筒结构时，内筒边长大于其外筒边长的1/3，并且外框筒与内框筒的柱距应相同，有效连接到钢梁。②竖向布置。从经济性原则出发来控制结构体系的最大适用宽度与高度，如框架—支撑体系的非抗震设防建筑的最大高宽比为6，最大宽度达260m；同时应尽可能避免楼层承载力突变和侧向刚度不规则等问题的出现[4]。③平面布置。在平面布置过程中应按照平面简单原则，科学计算结构尺寸，从而降低因地震而出现的结构扭转振动，提高结构的抗风性和抗震性。
结束语
由于钢结构具有自身的优点与特征，被广泛应用于高层建筑中，但是受许多因素的影响，在钢结构设计中仍然存在诸多问题。面对这种情况，在实际设计过程中必须要从具体情况出发，积极遵循适用性和经济性原则，准确掌握其技术要点，做好布置和选型、构件截面估算、构件和节点设计、结构布置等工作，从而满足高层建筑的实际要求，保证建筑的使用功能，实现良好的设计效果。
参考文献
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作者：张大伟 单位：内蒙古电力勘测设计院有限责任公司
第二篇：带转换层高层建筑结构设计分析
【摘要】随着我国经济的不断发展，为了满足各种商业需求，建筑工程开始向复杂的高层建筑发展。为了保证建筑的质量和安全性，在建筑结构中大量应用转换构件。但在使用过程中发现这种竖向构件无法连续，其结构受力复杂无规律，传力不直接，在发生一些不确定情况后，例如地震作用，其可能形成薄弱层。针对带转换层高层建筑结构的特点，对其结构进行计算分析，保证构件设计、应用的合理性。
1引言
在进行带转换层高层建筑结构设计时，涉及的工作内容较多，设计重点是要选择好的方案，科学合理地布置结构，针对建筑需求，合理地设计其抗震等级，同时明确转换构件的构造要求，严格按照要求进行构件施工操作，完成施工后要对梁式转化层结构进行检查，保证施工操作无误。
2案例分析
以某小区建筑进行分析，其属于高层建筑，以住宅为主，同时也集中了办公、酒店、幼儿园、商业项目，有很强的综合性。该工程的总建筑面积约100379m2，其中地下面积约16567m2，地上总面积为83812m2[1]。地下设置了2层地下室，第1层为地下车库，地面设计了5个塔楼，分别为B1、B2、B3、B4、B5栋，利用防震缝将不同建筑分开。B4栋的裙楼和塔楼，后期主要为住宅和商业用楼，裙楼顶的设计标高为23.30m，而塔楼屋面的设计高度达到了95.5m，为了保证建筑的质量，在该工程中充分使用了梁式转换层结构。对建筑参数进行分析，该工程设计使用年限为50年，整体结构安全设计为一级，工程地处软弱土层，属于Ⅲ类场地[2]。
3带转换层高层建筑结构设计分析
3.1对结构进行竖向设置高层建筑的设计侧向刚度上小下大能有效避免出现刚度突变。但如果建筑设置了转换层结构，就不能遵循这一规律。为了解决这一问题，相关文件以明确规定侧向刚度要求。对于本工程中设计了高位转换，因此上下的侧向刚度比值接近于1。进行设计的时候，综合考虑对这些参数的要求，设计人员作出了强化下部,弱化上部的决定，处理这一问题的方式有5种。（1）直接和建筑专业人员商量，落地使用剪力墙，如果不够，在底部增加一部分剪力墙，但剪力墙不能向上伸展。该方式可以提高底部的刚度。在建筑两侧还可设置剪力墙结构，南部有一大片W形剪力墙也落至基础，这些措施有效地提高了底部的刚度。（2）提高底部剪力墙的厚度。剪力墙在转换层之下，将核心筒厚度设计为400mm，其他设置为350mm。（3）在设置底部剪力墙时，不进行开洞，或者开一个小口，洞口过大会严重削弱剪力墙的刚度。（4）为了保证结构的稳定性，可以加强底部柱、墙的混凝土强度等级，在选择混凝土材料时，必须使用C40混凝土。（5）减少转换层上面剪力墙的数量，缩减墙体厚度，这样上部存在的刚度就会被削弱，可以有效调整刚度比，减轻建筑整体质量，减少框支梁承受的荷载，将结构的自振周期增大，减小地震影响力。综合这几种处理措施，建筑有良好的稳定性。3.2合理设置结构平面工程底部设置了框架剪力墙结构，为了避免产生过大应力，同时避免出现混凝土裂缝，整体设计体型简单，线条规则，上部完全设置为剪力墙结构。布置剪力墙时左右完全对称，在南北方向刚度中心和质量中心偏差在2m范围内，因此结构偏心率在合理范围内[3]。剪力墙分散比较均匀，可提高建筑的抗扭作用。通过资料分析得到，第一自振周围比值为0.83，各层层间位移和水平位移小于1.4mm，完全满足平面布置的要求。
4构件的设计情况分析
4.1框支柱的设计分析通过轴压比可以有效控制框支柱的截面尺寸，但也要考虑剪压比要求。为了确保框支柱有很好的延展性，必须严格控制轴压比。设计抗震等级为一级，因此轴压比值要小于0.6，如果截面尺寸较大，容易形成短柱，为了保证整体质量，结构合理性，要求比值小于0.55。除此之外，配箍率和柱的截面延性有很大关系，在各项条件影响下，框支柱的配箍率比普通框架大很多。设计人员要求箍筋大于准，对其进行完全加密，同时要求配箍率大于1.5%。本工程中部分框支柱还兼做剪力墙端柱,针对这一情况，要求约束边缘构件配箍特征值大于0.2，配箍率大于1.82%。框支柱在转换层结构中非常重要，可以增加建筑的安全系数。在计算过程中，无论是柱端弯矩还是柱端剪力都必须乘以增大系数,每层框支柱承受剪力之和应取基底剪力的30%。在使用软件计算时，一般都设定楼板刚度为无限大，因此，水平剪力根据竖向刚度进行分配。框支柱的刚度大于底部剪力墙刚度，导致框支柱的剪力非常小。但是在实际施工中，可能会出现楼板变形，或剪力墙发生严重裂缝，导致其整体刚度下降，增加框支柱的剪力[4]。针对这一问题，规定框支柱剪力增大范围，必须满足在相关规定范围内，否则审核不通过。除此之外,保证转换层上下有良好的连接,框支柱上部墙体范围内的纵筋应伸入上部墙体内一层，在其他的墙体范围外，纵筋需要水平锚入转换层的梁板内,这种方式完全符合锚固要求。4.2框支梁的设计分析框支梁的截面尺寸设计需要考虑剪压比,宽度必须大于上墙厚的2倍，不能小于400mm。框支梁的高度要大于跨度的1/6，框支梁的梁宽为800mm。在整个建筑结构中，框支梁会承担巨大的压力，而且处于受力最复杂的环境中，在上下层荷载传输中起到枢纽作用，也是框支剪力墙抗震性能的有力保障。框支梁纵筋配筋率必须大于0.4%。满足设计、计算的条件下,其配筋率必须大于0.8%。设置框支梁的时候，一般都会设计成偏心受拉构件,在该梁中有一定的轴力作用，为了保证其刚度，需在其内部设置足够数量的腰筋。该工程采购了准18mm的腰筋,沿着梁的高度方向，控制其间距在200mm范围内,在锚入到支座内的时候，必须保证连接的可靠性[5]。框支梁受到的剪力非常大,在应对抗震中发挥着重要作用。设置的位置也十分关键，因此对框支梁设计中，更加注重强剪弱弯原则，当纵筋有一定的富余后,设计中就更应该加强箍筋，保证整个构件系统的稳定性。在该工程中采用了准箍筋，对六肢箍要进行加密,要求对其的配箍率在1.15%以上,这是整个结构设计的结果，可以有效保证结构的安全性[6]。4.3对转换层楼板的设计分析转换层将框支剪力墙结构分离成上下2个部分，其内力分布都是不同的，上部楼层出现的水平力一般都根据每片剪力墙情况，按照一定的刚度比例进行分配。对于下部楼层而言,落地剪力墙和框支柱在刚度方面有一定的差距,在落地剪力墙上集中体现了水平剪力,也就是在转换层位置其荷载分配情况发生了突变。处于转换层内的楼板会承担上下2部分剪力，要对承担的剪力重新分配。施工中要注意，楼板平面方向受力很大，会发生严重变形，因此在转换层处设置的楼板，一定要加强刚度，提高其承载力，避免过大的变形。在该工程中对转换层楼板施工中，为了保证其刚度，使用的混凝土型号为C35,厚为200mm[7]。
5结语
通过对转换层高层建筑结构设计分析，发现与其他结构相比，转换层高层建筑结构设计存在一定的复杂性。为了保证建筑工程质量，必须考虑多种影响因素，综合分析判断。在工程设计中，主要做好建筑等级的设置、结构的设计、结构平面的设计、框支柱的设计、框支梁的设计及转换层楼板的设计。转换层结构具有复杂及工程量大等特性,设计人员必须重视,从而优化设计流程，提高设计效果.
作者：沈锋 单位：上海市对外服务有限公司国际人才分公司
第三篇：高层建筑结构设计问题与对策
摘要：高层建筑在当前我国现阶段中的发展和应用确实表现出了较强的积极作用和价值，但是其相对于传统建筑物的施工构建，也存在着较高的要求，尤其是从结构上来看，更是需要进行重点分析和有效设计，确保其能够为高层建筑后续应用价值提供较强的保障效果。本文就重点针对高层建筑结构设计工作首先分析了现阶段设计工作中容易出现的一些问题和缺陷，然后又重点探讨了相应的解决对策和处理方式，希望具备一定的借鉴意义。
关键词：高层建筑；结构设计；问题；对策
引言
随着当前我国社会经济的不断发展，高层建筑已经成为了极为重要的一个组成部分，尤其是在城市发展中，这种高层建筑地所占比例也越来越高，其数量的增加确实在一定程度上提升了城市的发展有序性，缓解了城市发展中建筑用地面积不足的问题，因此，这种高层建筑也就成为了今后我国城市建筑发展的一个重要趋势。但是具体到这种高层建筑构建过程中来看，其相应的实施难度是比较高的，尤其是从高层建筑结构上来看，更是存在着较多的注意事项，需要切实保障相应的高层建筑具备理想的稳定性水平，由此可见，针对高层建筑结构设计工作进行深入分析研究，了解现阶段存在的常见问题，并且据此进行优化完善也就显得极为必要，具备较强价值。
1高层建筑结构特点分析
高层建筑在当前具体构建过程中表现出来的突出特点是比较明显的，首先，其高度较为突出是最为基本的一个特点表现，这种高度方面的突出表现也是高层建筑有别于传统建筑物的核心因素所在，同时也是带来其它各个方面问题和影响因素的重要原因所在。针对这种高层建筑较为突出的高度来说，其在具体的结构设计过程中，也就应该适应性的进行相应的调整优化，保障相应的高层建筑结构能够较好应对这一特点需求，保障整个高层建筑的稳定性效果。高层建筑在具体的设计工作中还表现出了较为复杂的受力特点，其不仅仅因为高度较为突出的表现造成其竖向方面的承载力较为突出，需要设计人员从竖向结构方面进行重点分析和控制，切实提升高层建筑竖向稳定性效果；其在水平方向上同样也存在着较为明显的复杂作用力表现，这种侧向力也就需要在具体的设计工作中进行充分分析，促使高层建筑同样也具备较为理想的抗侧向力作用。由此可见，对于高层建筑物的结构设计工作来说，其相对应的设计难度是比较大的，需要关注的要点内容也是比较多的，尤其是对于各个方面作用力的分析，更是需要引起足够的重视，如此才能够有效提升其设计价值。
2高层建筑结构设计问题分析
结合现阶段我国高层建筑结构设计工作的执行效果来看，虽然说当前我国相应的建筑设计人员能力和素质都得到了较为明显的优化提升，但是因为高层建筑结构的设计难度确实比较大，需要关注的内容也确实比较多，各个影响因素也都有可能会对于最终的结构稳定性产生影响，因此，其在具体的落实过程中同样也表现出了较多的设计缺陷和问题，这些高层建筑结构设计问题主要表现在以下几个方面：（1）高度设计不当。对于高层建筑结构的合理设计来说，高度设计是极为核心的一个方面，也是决定后续高层建筑应用效果的关键点所在，针对这种高度的有效设计，必须要结合当地的地质条件以及相应的高层建筑应用需求进行重点分析，确保其高度的合理性。过高的设计高层建筑的高度就可能造成一些超高问题的产生，进而影响到高层建筑的安全性和稳定性效果，而过低的设计高层建筑的高度，有很可能会造成高层建筑的应用效益受损，因此，相应的高层建筑高度设计在当前很容易表现出一些不恰当的现象，需要引起足够的关注。（2）负荷设计不当。在高层建筑结构设计工作中，相应的负荷是必须要重点加强关注的一个要点内容所在，针对这种高层建筑结构设计中的负荷设计而言，其必须要保障整个高层建筑结构的平衡性效果，确保其能够体现出较为理想的应用价值效果，避免出现任何不稳定因素。在负荷设计过程中，比较常见的问题就是考虑问题不全面，针对具体的高层建筑负荷设计工作没有进行全方位的分析，尤其是对于各个方面的作用力，不能够进行认真准确的核算，最终必然也就会影响到整个负荷体系的稳定性效果。（3）材料设计不当。对于高层建筑结构的具体设计来说，其相应的结构类型一般有框剪结构、框筒结构以及筒中筒结构等，这些结构作用的最大呈现就需要重点从施工材料方面进行严格把关，确保施工材料设计的合理性和可靠性，而当前高层建筑结构设计中，在这种施工材料设计方面存在的缺陷问题还是比较多的，比如对于钢筋混凝土材料的选择应用不当，就必然会影响到整体结构的使用效果，尤其是对于配筋率以及相应的施工材料应用数量，其同样也是造成后续各类故障问题产生的重要因素。（4）抗震性能设计不足。对于高层建筑的安全有效应用来说，抗震性能也是需要重点关注的一个核心要点所在，这种抗震性能的设计也就需要在具体的高层建筑结构设计中进行严格把关，确保其能够在后续建筑物应用中具备理想的稳定性效果。但是在当前具体的高层建筑结构设计中，抗震性能的设计不足是比较常见的一类问题，设计人员对于抗震等级的把握不准确，或者是相应的抗震性能设计中出现明显的偏差问题，都会影响和制约最终的应用稳定性效果，也都需要引起足够的关注。
3高层建筑结构设计问题优化对策
基于上述高层建筑结构设计中比较常见的各个问题和缺陷来说，其最为主要的优化完善对策有以下几点：（1）恰当限制高层建筑物的高度。在当前高层建筑结构设计工作中，因为很多建筑企业为了谋求更高的经济利润，往往都会盲目提升高层建筑物的高度，如此也就很容易导致一些安全性问题的产生，因此，在具体高层建筑结构设计中，恰当限制其高度，保障其能够根据当地承载能力以及水平侧向力等影响因素进行恰当的控制，如此也就能够最终提升其自身的稳定性效果，需要引起足够的关注。（2）选择合适的结构体系。对于高层建筑物结构设计工作，还需要重点从结构体系入手进行重点设计，这种结构体系的选择需要首先根据建筑物后续的应用需求，以及施工现场环境的各个限制条件进行重点分析，如此也就能够较好制定合适的结构体系。对于这种结构体系的应用，还需要从具体的施工材料选择和布置入手进行详细设计，确保相应的施工材料能够合适的位置发挥出较强的积极性能。（3）做好计算分析工作。为了更好地提升和保障高层建筑结构的稳定性效果，还需要重点从相应的负荷计算入手进行分析，尤其是对于作用于高层建筑结构的各个作用力，更是需要进行全方位的分析和探索，确保其能够有效提升高层建筑结构的稳定性，做好相应抵抗处理。在该计算分析过程中，必须要重点针对竖向作用力以及水平作用力进行精确计算，切实保障高层建筑结构的可靠性。（4）做好高层建筑抗震性设计。在高层建筑结构设计之前，还需要重点从抗震性等级方面进行明确，按照该地区高层建筑的抗震等级进行具体的相关指标选择和控制，并且对于设计完成的相应高层建筑结构进行重点检验核算，保障其抗震性能得到有效呈现。
4结束语
综上所述，对于高层建筑结构设计工作来说，其直接关系到后续高层建筑的应用价值效果，也直接关系到高层建筑的安全性，必须要从可能影响和制约高层建筑结构设计水平的各个因素入手进行分析和探索，逐步优化提升其设计水平，促使高层建筑能够在今后城市发展中做出最大贡献。
参考文献
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作者：杨佩琨 单位：山西中方森特建筑工程设计研究院
第四篇：谈高层建筑结构设计及结构选型问题
摘要：随着城市建筑数量的不断增加，土地资源利用量不断增大，为了提高土地利用效率，高层建筑逐渐兴起，出现了多样化的建筑平面布置方式，一定程度上也增加了建筑结构选型的难题和建筑后续设计的难度。加强高层建筑结构设计以及选型的研究，成为建筑工程施工中的重点内容。本文通过对高层建筑的主要特征以及设计原则进行分析，提出建筑选型和设计的具体方法。
关键词：高层建筑；结构设计；结构选型；问题
与普通建筑相比，高层建筑的高度较高，承受着来自于外界水平方向和垂直方面的荷载，这对建筑抵抗地震的能力也提出了更高的要求。一般建筑受到的水平方向荷载影响较弱，但是高层建筑中，水平方向的荷载是主要影响因素。随着建筑物的高度增加，加快了高层建筑的位移，不仅会影响到建筑的舒适度，同时也影响到建筑的使用。因此，在建筑设计过程中，需要将建筑水平位移控制在一定的范围内，通过设计抗侧结构，增强建筑对外界影响因素的抵抗能力。
一、高层建筑结构设计的原则及具体方法分析
（一）高层建筑结构设计必须遵循的原则分析
高层建筑结构设计中应该坚持一定的设计原则。首先，需要选择合理的结构计算简图，在此基础上进行建筑结构计算，计算简图采用相应的构造方法，保持简图设计的安全性。在建筑实际结构中，结构节点不单是钢节点和饺节点，因此，为了保障施工安全，需要将简图的结构控制在一定的范围内。其次，选择合理的高层建筑结构基础设计，按照建筑的地质条件进行结构基础的选择，避免相邻建筑物体之间产生影响。此外，基础方案的选择可以让建筑地基潜力得到最大程度的发挥，必要时需要检查地基变形情况，从而提高建筑结构的稳固性。最后，高层建筑结构方案的选择要坚持合理性的选择，只有合理的结构设计方案才能够确保工程结构的经济性满足要求。
（二）高层建筑结构设计的具体方法
在设计高层建筑结构时，首先应该确定建筑的水平荷载，由于风产生的垂直荷载和水平荷载是所有建筑都会承受的，并且所有的建筑都应该具备一定的抗震能力。在高层建筑结构设计中，要充分考虑到水平荷载对建筑结构的影响，并且对建筑水平荷载进行合理的分析。此外，需要确定建筑的侧控能力，与普通建筑不同，高层建筑结构侧移对建筑的影响较大。当建筑的楼层数量增加时，建筑的结构侧移就会变大，因此，设计的高层建筑结构强度要大，利用强大的建筑结构保证高层建筑所承受的荷载作用，此外，高层建筑的抗侧刚度要大，这样可以对水平荷载产生的侧移情况加以控制。最后，高层建筑的结构指标设计应该设定为结构延性，通过高层建筑和低层建筑之间的对比，了解高层建筑在发生地震时的变形情况，利用对比数据增强高层建筑结构设计，提高建筑的抗震能力。
二、高层建筑结构选型的主要策略
（一）加强建筑结构选型的布置
根据高层建筑的结构功能来看，应该将建筑的结构选型布置设计为具有一级抗震强度的剪力墙，同时建立一级抗震强度框架的结构体系。在布置建筑结构平面时，要充分的考虑建筑结构体系对于水平荷载和垂直荷载的抵抗能力。在建筑的核心筒位置布置剪力墙，因为剪力墙本身具有明确的受力和传力特征，墙体的布置方面要对称均匀，在不影响建筑功能的基础上，可以在建筑平面四角布置双向抗侧力剪力墙，从而降低墙体扭转对建筑的影响。建筑平面的布置则相对简单，通过对称布置建筑平面刚度，能够将建筑的地震影响降低，电梯井筒体可以从核心筒内部进行布置，从而确保建筑框架的对称性。在高层建筑结构构件布置时，需要保持建筑梁重心重合，从而促进直接传力效果的实现。如果建筑的梁和柱不能重合时，需要检查梁柱节点核心区的构造和受力状况，看其是否满足建筑施工的基本要求。如果在检查过程中发现建筑的偏心距比构件方向的柱宽大时，需要选择有效的解决措施加以调整，降低结构构件对建筑质量的影响。最后是建筑的剪力墙结构设计，在具体设计中应该坚持双向布置的原则，保持剪力墙设计的科学性，避免建筑设计悬殊对墙体宽度造成影响。
（二）提高建筑结构选择性的经济型
建筑的结构选型理论应该具体问题具体分析，针对每一个方案考虑定量化的因素，同时忽略不易量化的因素。但是对于不宜量化因素的分析要做到有根据，才能够增强所选结构形式的说服力。在建筑结构中，结构的经济性一定程度上代表了整个建筑的成本，因此，建筑选型要做到经济，从而降低建筑的整体造价成本。对不方便定量的影响因素需要合理定量分析，采用权重的方法提高建筑选型决策结果。在工程建筑施工中，施工图纸的审核也是建筑结构选型的影响因素，图纸的审核应该重点考虑结构类型，检查结构类型是否满足设计要求，特别是高层建筑的体型较为复杂，结构类型的改变要合理，才能够对结构的安全性提供基础保障，避免施工造成的工期拖延现象，也有利于减少工程的施工造价。
结束语
建筑结构选型和结构设计是整个工程施工中的重要环节，加强对已有结构分析法的使用，应用其他先进的结构优化方法进行施工是一项极具挑战力的工作。通过建筑结构设计和结构选型，不仅可以提高建筑设计的整体水平，有利于节省大量的设计资源，同时还能够实现施工效益的最大化。在我国的高层建筑施工设计中，结构设计和结构选型应该符合我国的基本国情，通过应用良好的设计思路和施工技术，保证工程施工过程和施工设计的一致性。作为施工设计人员，不仅要掌握专业的知识，还应该加强各项经济指标的综合应用，在考虑施工条件和施工水平的情况下，做好施工设计工作，对工程施工数据进行全面分析，从而增强工程结构选型的合理性，提高整个建筑工程的结构稳定性。
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作者：飞虹 单位：内蒙古建筑职业技术学院
第五篇：高层建筑剪力墙结构设计要点
摘要：建筑行业在近些年发展迅速，各地高层建筑项目的数量也呈明显上升趋势。剪力墙结构作为高层建筑结构设计的重要组成部分，其设计质量自然也备受关注。本文结合高层建筑结构设计的发展，分析了高层建筑的受力的情况，就高层建筑剪力墙结构设计的要点，以及如何做好结构优化设计等问题进行分析探讨，以供具体研究或实践进行参考。
关键词：剪力墙；高层建筑；结构设计
1工程概述
以某高层建筑施工项目为例，该项目建筑总层数为18层，其中地面以上层数为17层，地下室为1层，建筑长72m，高54m，施工中主要应用的是剪力墙结构。在处理该高层项目剪力墙结构时，主要对建筑自身水平荷载和垂直荷载力进行承受，其自身高抗侧强度，主要为刚性结构体系，以抵抗水平侧力。
2高层建筑项目结构受力分析
2.1水平荷载对于高层建筑项目而言，它的竖向荷载几乎不会有太大的变动，而对于受地震影响的水平荷载，其数值由于受到建筑结构的动力特性影响，会存在很大程度的波动变化。2.2轴向变形高层建筑在竖向荷载方面，其数值相对较大，这就极容易在柱中导致轴向变形的问题。所以在实际的结构设计中，设计人员需对轴向变形计算值进行细致分析，以此来合理确定下料长度。2.3侧移控制对于高层建筑项目而言，由于建筑高度的提升，会使水平荷载下的结构侧移变形问题加剧。这也是高层建筑在结构设计中必须引起重视的问题。建筑结构设计人员必须要把这一问题控制在允许的范围内。2.4结构延性相比于一般建筑的结构，高层建筑结构更为柔和，因此它受剧烈震动影响而产生的变形问题也更为严重。想要使它在塑性变形阶段有良好的强变形水平，就需要在建筑结构设计中通过有效手段，确保其结构延性。
3高层建筑剪力墙结构优化设计的要点措施
3.1科学布置剪力墙结构在对高层建筑剪力墙结构进行设计时，首先要对剪力墙结构进行科学合理的布置。要结合高层建筑项目的实际需求，明确剪力墙结构轴线，对结构进行规则、对称、均匀、合理的布置。这里需要强调两方面的问题，一是竖向承载构件的布置，二是建筑结构的对称性布置，避免建筑因水平地震力的影响而出现扭转效应。3.1.1科学布置短肢剪力墙结构在高层建筑项目中，选择短肢剪力墙结构的优势在于能够在建筑结构的布置方面具有一定的灵活性，这对于结构较为复杂的高层建筑而言，具有十分重要的意义。但也需要注意到，如果过多的使用该类型设计，会使建筑结构自身的抗震性受到影响，难以保障建筑稳定性。因此短肢剪力墙结构的布置要科学合理，结合建筑自身设计及抗震需求进行深入分析。3.1.2尽量避免出现独立小墙肢在高层建筑剪力墙结构设计中，应极力避免独立小墙肢现象的出现。一旦这一问题出现，会增加整个高层建筑项目施工的难度，影响整个剪力墙结构的设计。在面对这一问题时，一般会采取合并洞口、合理布置剪力墙的措施来应对，借此降低整个工程的难度。3.1.3控制好剪力墙结构刚度在高层建筑剪力墙结构设计中，整体结构的刚度控制是一项关键要点。如果通过缩短工期来过大增加结构刚度力度，不仅会造成建筑资料的浪费，还可能导致墙肢、连梁超筋等达不到结构要求的指标，增加截面设计难度。因此需控制好剪力墙结构的刚度，不宜使其过大，保证结构的延性。3.2对剪力墙连梁设计进行优化连梁设计是优化剪力墙结构的重要环节，它起到的是与墙体的协调作用。由于剪力墙结构自身就具有一定的刚度强度，为了更好的满足抗震设计要求，可以对连梁刚度进行一定程度上的折减。在折减值方面，一般不小于0.5，其最佳状态可控制在0.5-1.0之间。如果剪力墙结构的正截面与斜截面所受承载力未达到要求，可以考虑降低连梁高度。此外，也可以根据建筑项目的实际特点，适当增加剪力墙厚度与连梁截面，以更好的满足设计需求。3.3剪力墙结构参数的优化设计剪力墙结构设计的优化要对各项相关参数进行有效控制，保证设计中的合理性。这其中主要的参数就主要包括位移比、侧向刚度比、周期比、刚重比、层间位移角等等。对这些参数进行优化，有助于提升剪力墙结构性能。例如，通过对建筑结构的位移比参数进行优化，就可以对剪力墙结构布置的不规则性进行限值，避免结构偏心力过大，使建筑结构出现扭转问题。3.4底部加强部位的优化设计一般在高层建筑剪力墙结构设计中，底部加强部位的高度取值主要基于两点来考虑，一是取底部两层的高度，二是取嵌固部位上方墙肢总高度的八分之一左右。在实际取值中可对比这两个数值，然后取最大值。若存在底部带有转换层的情况，可再加上框支层及其以上2层的高度，对比之后再来取最大值。3.5优化转换层的结构设计工作当前很多高层建筑项目都趋向于结构功能的多样性发展，因此这些高层建筑在功能形式上也变得更为复杂多样。例如，在高层建筑的不同部位间，就存在不同的使用功能，这就需要设计人员在具体的建筑结构设计中，有针对性的做出应对，设置转换构件来做好建筑结构间的衔接，即优化转换层设计。在转换层的结构形式上，应控制转换层的质量和刚度在一个较小的范围内，不宜使其过大。要通过计算找出转换层的薄弱部位，分析内力分配的具体特征，优化内力设计并改善薄弱环节，提升其整体性能。3.6对墙身设计环节进行优化墙身设计也是剪力墙结构优化中不容忽视的要点，它对于建筑结构整体的抗震性能会产生重要作用。其中，钢筋结构的优化设计是这一要点的主要方面，无论是结构中的横向钢筋还是竖向钢筋，都要在具体设计过程中完善对应搭配，结合斜截面与正截面的抗剪承载力与抗弯承载力，做好标准验算工作。此外，要结合相关的规范标准要求，做好剪力墙钢筋配置工作。对于一级、二级与三级的抗震结构设计，要对应做好暗柱和端柱的布置，提升建筑结构稳定性。同时水平、竖向配筋都要超过0.3%。而对于四级、五级的非抗震设计而言，水平、竖向配筋都要超过0.2%。最后在结构墙身设计中，还要注意控制好钢筋间的距离安排布置。
结语
综上所述，剪力墙结构设计是一项系统且复杂的工作。随着当前高层建筑项目的不断增多，对剪力墙结构技术进行细致研究，探究其优化设计的关键要点，发挥出剪力墙结构的整体优势，对于保障高层建筑项目功能结构的安全稳定具有重要意义。作为建筑行业的设计人员，要对剪力墙结构这种常见的结构类型有深入全面的认识，采取有效的措施手段对各项环节进行优化设计，提升建筑项目的设计水平。相信随着相关研究及实践工作的不断深入，高层建筑剪力墙结构设计的发展将会迈向一个新高度。
参考文献
[1]曹彬,李铭.高层建筑结构设计中剪力墙结构的要点分析[J].中国建筑金属结构,2013,22:65.
[2]刘霁,王帅.建筑剪力墙结构设计要点及优化措施探析[J].科技创新与应用,2016,14:257.
[3]祝捷.高层建筑结构设计中剪力墙结构的要点探讨[J].中华民居(下旬刊),2014,10:78.
作者：常春霞
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