高层民用建筑结构设计问题的探析

摘要：高层民用建筑物由于设计施工中存在的一些问题导致在实践中具有一定的威胁性，本文建筑设计论文对建筑设计的结构进行了彻底的分析，对以后的实践工作有一定的帮助，从而给建筑行业一臂之力，使其成为更强更具竞争力的行业。

关键词：高层民用建筑；建筑结构；控制设计安全问题

1、高层建筑结构体系的简介

在我国现阶段的高层建筑，大多部分都是使用钢筋混凝土结构，高层建筑的结构体系有剪力墙结构、框架结构、框架剪力墙结构等，这里的剪力墙结构和框架剪力墙结构在高层住宅建筑中使用较多。下面论文中我将介绍这几种结构。

（1） 剪力墙结构

剪力墙结构使用的是钢筋混凝土墙板，用它来代替框架结构中的梁柱，剪力墙结构是竖向重以及抵抗侧力的，并且用这种钢筋混凝土墙板来承担竖向以及水平力的结构。这种结构一般情况下采用的是平面布置形式，因为有剪力墙受竖向荷载以及水平荷载的共同作用，剪力墙应该呈现双向或多向的布置。由于此结构所有的都是由剪力墙组成，所以说此结构的刚度比框架剪力墙结构的刚度更结实，大部分用于40 层以下的比较高的商业、住宅建筑等。还有一点就是建筑设计结构的高宽比不应大于6，并且它的高度应该考虑到抗震的要求。

（2）框架剪力墙结构

框架剪力墙结构是由剪力墙和框架组合而成的结构体系。其中大部分的水平方向的荷载是由剪力墙来承担的，竖向的荷载是由框架来承担的，二者都受到力的作用，分工合理。剪力墙应该均匀的布置在建筑物的周边、电梯间的附近、平面形状变化较大以及竖向的荷载很重的部位。因为该结构是以框架结构为主的，剪力墙结构为辅助，所以说，此结构体系适合用于25 层以下的建筑物，并且最高的也应该小于30层。

2.参数在建筑高层结构中设计中的应用

高层的合理性、安全性很大一部分取决于高层结构中参数的选取。所以，各参数的选择合理性能够很大的提高提升控制整体的效率。同时，也能够有效的使结构设计达到安全、经济、合理的效果。

(1).轴压比：控制结构的轴压比，从而达到结构延展性的要求。在特殊情况下，会出现不满足规范要求的状况，此时，可以通过增加墙、柱横面的面积或者增加墙、柱的混凝土强度的方法来合理调节。

(2)剪重比：最小水平地震剪力是各楼层必须控制的，确保在安全的情况下增加其结构的周期长度。在小于或者同规范的限制额度相差较大时，可以增强纵向结构部件，增强墙、柱的竖向构件的延展程度来合理分配。

(3)刚重比：建筑结构中要规范上限，此举主要用于重力荷载，在水平位移作用产生下引起二阶效应能否被忽略。当与最小限制值出现出入时。可以增加或者减少横竖向构件，加强墙、柱等纵向建筑结构的刚度来整合。

(4)层间位移角：限制建筑结构在合理使用中的水平位移，能够有效保证高层结构应该必备的合理刚度需求。避免在施工或者居住过程中出现过大的位移，而影响了整个建筑构件的完整性和安全性。当出现与规范限制有出入时，应该采取转变平面结构布置、缩小建筑刚心与质心的偏心距等措施，将错误改正至规范限制内。

(5)周期比：在建筑结构中，建筑的抗扭曲、抗扭刚度应该有意识增强。采取有针对性的方法增强其抗度。尽最大可能减小结构扭曲造成的严重问题。不符合规范限制时，施工单位要通过也只能通过更改结构布局，来进一步增加结构的刚度。

(6)刚度比：建筑结构中，很重要的一部分便是刚度比。控制刚度比，主要是为了限制结构纵向的布置不规律性。结构沿竖向变型或者扭曲，形成薄弱层，是我们必须要尽量出现的严重问题。与限制额度出现差值时，可增强刚度，或者削减刚度来进行针对性的弹性调整。

3.现阶段高层民用建筑的安全度

高层民用建筑的安全度受很多因素的影响，比如设计方案、使用年限、施工过程以及在期间遭受自然灾害等突发情况。很多建筑的安全度值得大家关注，特别在施工过程中，许多民用高层建筑已经或多或少的在安全方面发生了问题。所以，施工最后应该对施工对象进行安全性的鉴定。

首先，上个世纪中期，结构设计力规则与现在很相似，只是在混凝土搅拌方面有所区别。当时使用人工搅拌，混凝土的刚度较低，技术手段也相对低下，但是那时的安全度却比较高。可以看出，设计结构与安全度没有直接关系。

其次，我国安全规范法则还没有与国际接轨，要根据本国法律自行拟定。但我国的建筑中的构建设计规定在恰当的合格范围内。在我国规定的最低钢筋使用量下，施工单位会根据工程结构和质量，绝大部分都会增加钢筋的使用量，尤其是抗震建筑，更是大大增加钢筋的用量，在国际中，我国的钢筋使用量还相对较好。

4.多方面保证民用建筑的安全性。

在结构设计中，首要解决的是经济合理的施工方案。其次，进行结构分析和设计构建和连接。在规范的安全系数允许下保证安全度。结构的安全度是通过安全系数或者可靠指标为衡量标准的，其实是对建筑的横截面积承压力的考核，同样要考虑的因素还有材料的质量等问题。安全度越来越被施工单位重视，但是在重视的同时会出现一些弊端。某些单位过于重视安全度的规范标准，盲目的为了达到标准而忽视了许多同样重要的因素，例如结构体系、结构维护、结构耐久度等。建筑业本身便是以人工为主的项目，在施工过程中难免会因为人为因素造成安全度的下降。有的结构延展性和整体性欠缺，容易造成抗震、抗倒塌能力过差；设计图中受力面积不均匀，形成局部受力过大；混凝土刚度低、质量不符合规范、钢筋型号不符等严重的影响了建筑的使用年限，易造成安全事故。现在在大城市中出现了许多“短命”建筑，虽然是新建成不久，但是过3年5年就会停止使用或者出现坍塌等严重事故。更有甚者，还在建的建筑一瞬间轰然倒塌，建筑的安全性令人堪忧。

国内外建筑行业的制度也影响了建筑结构的安全度。由于我国国情和制度的特殊性，出现了与国外不同的建筑行业内部规范。在国际上，高层民用建筑的设计规范有两种体制。分为强制性和推荐性。许多发达国家则采用推荐性的规范来进行施工。这种规范只对设计者起到帮助和指导作用，给设计者更多的发展设计空间。这样设计出来的结构也就大不相同。这就要求设计者必须要有过硬的专业知识和时间经验，这些是规范所不能替代的。在设计过程中，如出现事故，则设计人员要承担所有责任，这也对设计者的判断力和经验要求很高。在我国，施行的强制性规范，这是一种法律，是所有设计人员必须要遵守的，如有违反情况，一切责任由设计者承担，但出了事故，设计者也可以钻法律的空子，用这样的法律来推卸责任。在建筑业在我国发展的这么多年来，这样的规则在行业中已经潜移默化，规范制定的要求也就越来越高。我国强制性的规范暴露出了许多不足，在强制性的法则下，不利于设计者的大胆创新，畏手畏脚，只是停留在曾经设计过的成品中，给建筑业的发展拢上了一张束缚网。在遇到突发状况时，设计人员和施工单位不能灵活冷静的应对和解决，在规范的圈里工作，对建筑过程中出现的很多事件见识不足，视野狭窄。鉴于出现的不足情况，我们的政府管理部门要针对我国的实际，借鉴国外优秀的经验，规范和编制一套合理成体系的建筑结构设计规范。使其更好的适应我国国情和经济体制。

结语：本篇论文详细的阐述了高层民用建筑中应该引起注意的问题。希望在建筑业中引起重视，使我国的建筑业更加坚固和优秀。在我国规范制度还不尽完善的情况下，建筑业更应该严格自律，在有限的规范限制内，将设计达到能够灵活转变，对突发状况进行及时应对。相关人员应该提升自己的专业知识和理论知识，建造出优秀安全的建筑。

参考文献：

1.李田，刘西拉《混凝土结构耐久性分析与设计》北京 科学出版社 1999。

2.魏仁杰《论工程抗震设防标准》