簡述高層建築結構設計中應注意的若幹問題
工程技術
作者：顏學林
【摘要】城鄉一體化以及城市現代化步伐的推進，使得當前的建築行業得到了良好的發展機遇，在進行高層建築的施工中，做好建築的結構設計問題，對整個建築施工質量以及施工價值的利用都具有顯著的影響作用，做好建築結構的紮實設計，將減少施工環節問題的發生。
【關鍵詞】高層建築；結構設計；問題
前言：麵對當前社會發展城市建設對土地的使用緊缺狀況，在進行城市建設的時候開展高層建築施工，將有效的提高土地以及空間的利用效率。麵對當前社會激烈的承建施工競爭，注意高層建築結構設計存在的問題，並對其進行研究分析，是提升高層建築價值的重要環節。
一、高層建築結構分析的基本假定
1.1彈性假定。目前，工程上使用的高層建築結構分析方法均采用彈性的計算方法。在垂直荷載或一般風力作用下，結構通常處於彈性工作階段，這一假定基本符合結構的實際工作狀況。但是，在遭受地震或強台風作用時，高層建築結構往往會產生較大的位移而出現裂縫，進入到彈塑性工作階段。
1.2小變形假定。小變形假定也是各種方法普遍采用的基本假定。
1.3剛性樓板假定。許多高層建築結構的分析方法均假定樓板在自身平麵內的剛度無限大，而平麵外的剛度則忽略不計。這一假定大大減少了結構位移的自由度，簡化了計算方法，並為采用空間薄壁杆件理論計算筒體結構提供了條件。
1.4計算圖形的假定。在進行高層建築結構設計的時候一般選用計算機進行三維空間的立體分析。這是因為以往使用的而為分析已經忽略了相關重要的抗力結構平麵的扭轉度，與扭轉的剛度，對於整體空間性能的筒體結構設計也不能進行合理的計算，而三維設計則解決了這一假定問題。
二、高層建築結構靜力分析方法
2.1框架——剪力牆結構。在進行框架-剪力牆的內力以及位移計算的時候，一般選定的使用連梁連續化假定的方式。前提條件是剪力牆與相應的框架在水平位移或者是轉角相等的情況下，才可以通過微積分方程進行二者外荷載的計算。
2.2剪力牆結構。剪力牆的開動情況一般會直接影響其自身的受力特性以及形態的變化，在進行類型的劃分過程中，一般單片剪力牆可以劃分出若幹種不同的牆體結構。由於牆體的種類不同，所以在進行截麵積計算的時候也會出現差異，其中內力與位移的計算方法一般相同。為了提高計算的精度，減少結構設計中出現的問題，一般均使用精確度較高的有限單元法進行計算。
2.3筒體結構。根據筒體結構自身的狀況，在進行分析方法的選擇過程中大約可以分為三種，其中等效連續法、等效離散化法、三維空間分析是在進行筒體結構分析中的有效處理方法。
三、高層建築結構平麵及立麵形式的選擇問題分析
在高層建築結構設計中,應盡量使建築的三心盡可能彙於一點,達到三心合一。如若在結構設計中沒有做到三心合一,由此就會產生扭轉問題,扭轉問題就是結構在水平荷載作用下發生的扭轉振動效應。扭轉振動效應在風載等水平荷載載荷情況下會對結構產生危害,為避免其危害應在結構設計時選擇合理的結構形式和平麵布局,盡可能地使建築物做到三心合一,所以平麵和立麵形式的選擇很關鍵。高層建築的平麵宜采用簡單、規則、對稱的形狀,避免過於複雜的平麵形式,大量震害的資料表明,高層建築物平麵布置不對稱、過多的外凸、內凹等複雜形式都容易造成震害。在高層結構的抗震設計中,結構體係的選擇、布置、構造措施比軟件的計算結果是否精確更能影響結構的安全,除了考慮結構安全因素外,還要綜合考慮建築美觀、結構合理及便於施工和工程造價等多方麵因素。資料和力學分析表明,在不對稱結構中,結構在凹凸拐角等處容易造成應力集中而遭到破壞,所以應盡量避免。總之,標新立異的平麵及立麵設計是以結構的抗震和安全性能為代價的。