结构设计要素分析

摘要 现阶段，随着我国社会主义发展的不断成熟，城市化的进程也日益加快，随着城市建设工作不断开展，城市的规模也不断扩大。也造成了人口过多进入城市，城市住房用地紧张。高层建筑的出现缓解了这一紧张局面，并且成为了现代化新城市的标志之一，是城市发展的趋势。但是，高层建筑在设计建设过程中需要注意许多问题要素。本文以高层建筑为例，对当前现状做了一定的了解分析，介绍了在设计过程中的一些基本问题要素，论述了设计要点。

关键词 高层建筑；结构设计；要素；设计要点

中图分类号TU97 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）88-0048-02

0引言

最近十几年的时间，我国在高层建筑的建设领域取得了举世瞩目的成就，而且越来越成熟。但是在发展过程中对于高层建筑的研究方面却过多的停留在了对美学艺术等外在形式的追求上，而对于建筑的功能分区、空间组织布局、结构设计等方面却没有足够多的研究，在建筑技术方面的经验和自主设计能力有待提高，当前我国许多著名的超高层建筑都是由国外的建筑设计事务所设计的，我国在这方面与世界发达国家相比还有较大的差距，通过对结构的深入研究可以帮我我们改善这种现状，促进我国高层建筑设计领域的良好发展。高层建筑设计要素主要有以下几方面。

1思想上重视概念设计

概念设计是指在施工过程中设计人员根据相关规律和经验，得到对对象的概念把握，而不采用任何数值方法。对于一些复杂的力学问题分析，设计师通过采用此办法确定总体结构方案，可以得到思路较为明确、方法较为简单的方案，也可以有效避免设计后期阶段的一些繁琐数据统计计算。在实际过程中为了实现概念设计，通常要注意以下几个方面：

1）在设计过程中要注意选择合适的结构体系和形式，满足各个方面的基本要求。并且同一个结构单元应该选用相同的结构体系，保证建筑结构的安全和规则性；

2）在实际情况中，建筑结构的安全性能出现问题通常是由于计算简图的差错造成的，所以在设计过程中要根据实际情况来确定合理的计算简图，合理正确的计算简图对于保证建筑结构的安全有着重要的作用；

3）现代建筑结构设计中计算机发挥着重要的作用，设计计算软件的出现为人们省去了许多不必要的麻烦，但是由于不同的软件侧重点不一样，对最终结果的影响也不一样，所以选择合适的设计计算软件也是十分重要的。如果选择不恰当，不仅会在计算过程中浪费大量时间精力，还有可能对设计结果造成一定的影响，为结构的不安全因素埋下隐患。

2了解高层建筑结构变形特点

在竖向荷载的作用下，高层建筑结构的形变主要是竖向结构部件的压缩变形，在施工过程中，做好对基底应力的调整。防止建筑基础出现不均匀沉降现象。高层建筑的水平位移对高层建筑结构的影响很明显，高层建筑结构设计要做好对水平荷载的作用力的控制。

3做好地基基础的设计要素

地基基础是建筑稳定的保证，要满足承载力和沉降条件的需求。地基基础设计之前，要对当地地质环境做一个详细的了解，并要排除所有不利因素。根据高层建筑自身特点和所在地质环境，确定地基基础等级。

4结构的轴向变形应该引起足够重视

由于高层建筑体量很大，自重也很大，在结构中能够引起很大的轴向形变，所以对建筑承受竖向荷载的能力要求也自然会提高。建筑的竖向荷载并不是一次性施加的，而是在建设过程中随着高度上升自重不断增大，对各部分的竖向荷载是动态变化的过程。对梁弯矩产生持续影响，在计算过程中要注意荷载动态变化，将每个步骤都处理好，计算出轴向形变值，对剪力和水平荷载力也要考虑在内，综合确定构建形变情况。

5充分考虑结构的延展性问题

高层建筑与低层建筑相比，对外部荷载所产生的影响更加敏感，应该有更好的柔韧性要求。过于刚硬性的结构设计对刚层建筑本身是一种损害，为了确保结构在进入塑性变形阶段后仍然具有较强的形变能力，在构造设计方面，要采取适当措施，保证其延展性。

6在满足要求的前提下，建筑应选择适宜的高度

在设计过程中要严格控制建筑高度，高度不同，设计规范参考要求不同，施工技术也不同。在满足要求的前提下，要尽量控制高度。建筑高度过高不仅会为施工带来诸多麻烦，还会引起建筑材料的不充分利用，由于大多数高层建筑和超高层建筑的外层并没有过多的保护设施，建筑本身能耗太大，造成资源的过度浪费，而且会对周边环境产生许多不可避免的影响，对我国的节能减排的可持续发展战略的顺利实施也产生了一定的影响。

7建筑材料和结构体系的选择

当前我国建筑大部分是采用钢筋混凝土作为建筑材料，在地震高发地区也是如此，而在国外则主要采用钢结构来减少地震的破坏。高层建筑的钢筋混凝土结构要承受的剪力很大。所以要增大结构的刚度来实现抗剪力能力的提高。在高层建筑中，根据我国现状，尽量采用钢骨混凝土、钢管混凝土结构或钢结构，达到减小柱断面尺寸，并改善抗震性能。钢骨混凝土结构对于减小风荷载影响有很大优势，尤其是适宜作超高层建筑的结构骨架。

8建筑非结构构件的计算

在高层建筑中，为了实现对建筑环境的美化所增加的不在主体承重骨架体系之内的部分叫做非结构构件。由于高层建筑受到的风荷载和地震荷载很大，在设计计算中要充分考虑各方面的因素，尤其是对高层建筑屋顶结构部件的计算。必须要严格遵守规范中的各项要求，保证建筑安全性。

9结论

总之，在进行建筑结构设计时，首先要充分重视概念设计的重要性，并根据实际情况做好结构的分析，同时要设计多个方案思路并进行比较选择，选择出最佳结果。设计要综合考虑多方面的因素，并且要针对各种影响因素制定出相应应对措施。要严格遵守各种相关设计规范和法律法规，正确处理对待结构设计的基本要素和难题，不断优化设计成果。通过研究结构设计要素，可以使我国高层建筑的建设工艺更加成熟，更好地服务于我国的现代化建设。

参考文献

[1]汤龙辉.有关高层建筑结构设计中常见的问题分析.四川建材，2009（1）.

[2]吴晓琳.浅析高层建筑结构设计与特点.中国高新技术企业，2009（11）.

[3]张卓.浅谈高层建筑结构设计要点.现代经济信息，2009（14）.

[4]邹一挥.现代高层建筑设计[J].华中建筑，2005（4）.

[5]吴金回.关于高层建筑结构设计中的要素分析.城市建设理论研究，2011（8）.