高层房屋建筑结构设计研究
【摘要】社会经济的发展，土地资源的紧缺，使得高层建筑正在成为我国建筑行业的主流。

与一些底层建筑相比，高层房屋建筑的结构有其独特性，结构在整个工程建筑施工中占据着重要的位置。

本文的主要内容，就是结合笔者自身的工作经验，对高层房屋建筑的结构设计进行分析，提出意见和建议。

【关键词】高层建筑；房屋；结构设计
一、高层房屋建筑结构常见问题
社会经济的高速发展，推动了社会刚性需求的增加，在土地资源日趋有限的情况下，房屋建筑的高层化发展趋势不可避免。

在当前的建筑行业中，每一项工程从决策到施工，都在尽可能的追求效益目标最大化，周期短任务重是大部分建筑工程都面临的问题。

对于建筑结构而言，比较常见的做法就是根据已经确定的平面设计与纵向布置来进行结构的调整、位移等工作。

这种做法虽然具有一定的科学价值，但是从最终的施工结果看，往往会遗留一些遗憾和不合理的地方。

当前高层房屋建筑结构设计中存在的问题，主要表现在以下几个方面：
第一，基础设计不合理。

基础设计，包括地基与一些基础建设设施。

在当前的现实操作中，由于结构设计的周期较短，设计人员在基础设计上往往难以经过权衡利弊以后做出最优化的设计，没有通过对方案的多重比较、测算来实现经济效益与安全水平的最大化。

在实际的操作中，要实现基础设计的合理化，必须要求工作人
员有实地勘察的经验，在对各项资料、数据进行综合分析的基础上做出。

第二，地下室的设计。

地下室是整个高层建筑结构设计中的一个重要部分，当前暴露出来的问题主要有：首先，抗浮设计不准确。

在对地下室进行抗浮设计时，对于水位的高度设计往往不够准确。

这项数据的不准确，会对整个建筑的结构设计带来安全隐患。

因为在结构设计中，以地面向下多少米进行计算。

在实际操作中，由于场地的高差较大，无法准确的确定水位。

其次，地下室裂缝控制，因计算机计算，经常会统一按0.2mm控制，这样会造成钢筋量偏高，应当迎水面按0.2mm，其它按0.3mm 控制。

再次，地下室外墙配筋计算中有的工程，凡围墙扶壁柱的不区别扶壁柱尺寸大小，一律按双向板计算配筋，而扶壁柱按地下室结构整体电算分析配筋，又没按双向板传递荷载验算扶壁柱配筋。

按外墙与扶壁柱变形协调原理，外墙竖向受力钢筋、扶壁柱配筋不足，外墙水平钢筋有富余。

第三，高度与高宽超出限值。

对于高层房屋的建筑，国家对高度与高宽对数据给出了一定的限制要求，这个限值往往是根据建筑的安全性能来考虑。

例如在相关的抗震规范中，对楼房的高度以及高宽比例就做出了要求，虽然说一些规范并不是强制性的要求，但是即使从建筑自身的安全与造价来看，不同的比例也会对最终的造价产生重要的影响。

因为高宽比例不仅仅影响的是建筑的外形，而且会对建筑内部的墙、梁、柱的构造产生重要的影响。

在当前的现
实操作中，普遍暴露出来的问题就是设计人员对于高度、高宽比例会超出现有的规范要求，对于整体高度与结构类型、抗震强度等问题欠缺严谨的考虑。

第四，伸缩缝的设计。

在建筑设计中，温度变化是必须考虑的一项重要因素。

在实际的设计与施工中，合理的考虑温度因素，减少由于温度的变化对整个结构设计的影响，通常会设计一定的伸缩缝。

但是在当前，一些设计人员为了简便程序，选择用后浇带的方式来代替伸缩缝。

这种设计虽然具有一定的可操作性，但是后浇带根本解决的只是混凝土的干缩问题，也就是解决的是材质本身的问题，即使后浇带封闭了混凝土材料，但是结构整体依旧会受到温度的影响发生变化，对于温度变化所带来的影响依旧没有解决。

第五，板承荷载能力的设计。

高层房屋建筑，常常在楼板上布置一些非承重隔墙，在楼板设计中设计人员会错把该部分的线荷载换算成等效的均布荷载后，进行板的配筋计算。

但有些设计人员错误地将隔墙的总荷载附以板的总面积。

同时，板上隔墙顶部处理常采用立砖斜砌砌顶紧上部分的楼、屋面板，这样会给上部的板增加了一个中间支承，使其变为连续板，支承上部出现了负弯矩，而在板的设计中又没考虑该部分的影响，致使板顶出现裂缝其是大跨度板。

二、高层房屋建筑结构设计对策
高层房屋的建筑结构设计，在具体的操作过程中，笔者认为应该包括两个方面的内容。

既包括工程整体的总结构设计也包括在工
程内部的每一个分结构的设计。

具体来说有基础结构、屋盖结构、围护结构以及一些细节结构。

结构的设计，不仅仅包括选型、受力、布置等内容，而且应当在满足基本规范要求的基础上，对工程结构进行优化，提升整体的经济效益。

下面笔者结合自身的工作经验，对高层房屋建筑的结构设计提出相应的建议。

第一，重视概念设计。

概念设计，是指在具体的设计过程中，将一些明确的理念融入贯彻到具体的设计过程中，特别是通过对各种灾难性破坏事件的预估，例如地震、洪水等提升房屋建筑整体的抗破坏能力。

例如在汶川地震发生以后，房屋的抗震设计开始被重视，抗震能力的提升要求从具体的构件与构造上着手，例如刚度的均匀性、是否对称等都是有效提升抗震能力的重要措施。

除此以外，延性设计的概念，能够有效的控制地震发生以后对结构的各种脆性破坏。

这些设计概念只有贯穿在整个结果设计过程中，才能真正的发挥作用。

第二，水平力的考虑。

在低层和多层房屋建筑结构中，往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计。

而在高层房屋建筑设计中，尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要影响，但水平荷载却起着决定性作用。

因为建筑自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与建筑高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩、以及由此在竖向构件中所引起的轴力，是与建筑高度的两次方成正比。

另一方面，对一定高度建筑来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载作用，其数值
是随着结构动力性的不同而有较大的变化，所以对风荷载比较敏感的高层建筑，风荷载须按100年风压计算。

第三，剪力墙结构体系设计。

高层房屋建筑的另一个重要结构设计就是剪力墙，剪力墙的功能在用提升整体建筑的强度与刚度水平，同时它也是围护与房间布局分割的构件。

剪力墙结构中，由钢筋混凝土墙体承受全部水平和竖向荷载，剪力墙沿横向纵向正交布置或沿多轴线斜交布置，它刚度大，空间整体性好，用钢量也较少。

重视剪力墙的结构设计，是高层建筑质量保证的一个重要因素。

第四，简体结构设计。

高层建筑，随着其层数的增加与高度的增长，各种抗震设计的难度系数也随之增加。

仅仅通过平面状态的各种剪力墙与框架结构已经不能满足建筑的安全性要求。

在这种情况下，利用剪力墙来作为空间简体，作为竖向的悬臂箱行梁，形成一个或者是多个的以整体空间受力的框筒，这就是我们所说的简体结构。

第五，建筑自身的减重。

建筑自重也是影响建筑层数与高度的一个重要因素，从经济效益与安全质量的角度来考虑，减轻建筑自身的自重都是非常重要的一项举措。

从地基承载能力的角度来看，减轻自重意味着在桩基承载能力一定的情况下，能够有效的降低成本或者能够增加建筑层数，这对于提升建筑的整体经济利益是非常有利的。

所以在结构设计中，要在满足设计需求的基础上尽可能的减轻建筑的自重，减少桩基的负荷压力。

参考文献
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