顾浩

摘 要：民用建筑的结构设计是一个复杂的系统，其中存在的問题涉及到方方面面，要解决好这些问题就需要丰富的经验和先进的理论知识，在此前提下，建筑结构设计师通过综合考虑各方面设计因子，并与各种规范进行多重整合，运用科学的设计理念，做到建筑设计与结构设计的紧密结合，选择合理的结构体系，这样才能设计出真正满意的建筑。

关键词：民用建筑结构；问题；要点浅析

1 高层民用建筑结构的设计原则

1.1结构坚固、耐久

除按荷载大小及结构要求确定构件的基本断而尺寸外，对阳台、楼梯栏杆、顶棚、门窗与墙体的连结等构造设计，都必须保证建筑物构、配件在使用时的安全。

1.2应用先进技术

在进行建筑构造设计时、应大力改进传统的建筑方式，从材料、结构、施工等方面引入先进技术、并注意因地制宜。

1.3合理降低造价

各种构造设计，均要注重整体建筑物的经济、社会和环境的三个效益，即综合效益。在经济上注意节约建筑造价，降低材料的能源消耗，又要有利于降低经常运行、维修和管理的费用。还须保证工程质量，不能单纯追求效益而偷工减料，降低质量标准，应做到合理降低造价。

1.4注意美观大方

建筑物的形象除了取决于建筑设计中的体型组合和立面处理外，一些建筑细部的构造设计对整体美观也有很大影响。例如栏杆的型式、阳台的凸凹、室内外的细部装修，各种转角、收头、交接处的接头设计.都应合理处理.并相互协调，注意美观大方。

2 高层民用建筑结构设计的技术探讨

2.1重视轴向变形问题，合理分配下料长度

在高层建筑施工的过程中，因为竖向负荷比较大，会导致柱中出现程度比较大的变形，对弯矩和连续墙造成比较大的影响。一般情况下，此影响主要有下面两个方面：一是降低连续梁中间支座的负弯矩值，二是对跨中正弯矩的数值或端支座负弯矩数值进行增加。通过使用构件的竖向变形和构件进行对比，得出不安全的结果，可以参考计算轴向变形的数值对构件下料长度的影响进行预测，然后根据预测结果合理的分配下料长度。

2.2保证建筑结构延性，减小地震冲击影响

高层民用建筑的机构与低层相比，在建筑结构方面更加柔和，并且其柔和度与建筑物的高度成正相关关系。我国处于环太平洋地震带附近，境内地震时有发生，因此保证高层建筑结构变形的合理性具有非常重要的安全保护意义。为了避免在发生地震时建筑物受到较大的冲击力，因此需要在建筑结构设计时做好科学的变形设置，以防止受地震危害而导致建筑物主体结构受损或坍塌。在进行该方面工作时，可以参考借鉴日本高层建筑的结构设计思路，采用新型的轻质结构材料，既能减小建筑物的对地冲击力，又能保证坚固性，确保高层建筑结构具有较大的抗冲击延性。

2.3严格执行国家标准，规范制定设计安全

随着城市化进程的加快，城市建设如火如荼的开展，相应的城市建筑规范也有了较大的进步和完善，相关部门对于建筑结构安全的设计也有了一定程度的重视。但是我们也应该看到，我国现阶段的建筑市场鱼龙混杂，建筑和设计团队水平参差不齐，存在着以此充好、滥竽充数的不良现象。这就要求进行高层民用建筑结构设计时，充分考虑到国家颁布的执行标准的施工规范，将安全生产和质量施工的意识刻入每一位设计人员脑中。加强结构设计团队的专业技能培训，充分借鉴国外先进的高层建筑结构设计方案，并将其与实际建筑情况相结合，探讨出一条实用性强、质量水平高、可靠稳定的标准化民用高层建筑结构。

3 高层民用建筑在结构设计过程中应注意的细节问题

3.1 高层民用建筑结构设计类型的选择

针对高层的建筑结构设计来说，工程设计过程中要关注以下几个问题：

（1）结构超高。在抗震规范中，对建筑结构的高度限制比较严格。尤其是超高问题，除了将原有的限制高度设定为A级高度外，还增加了B级高度建筑，所以，要密切关注结构设计的相关控制因素。在实际的工程设计过程中，如果发生结构类型变更而忽略该问题的情况，必须要进行重新设计，并召开专家会议对设计进行论证，否则会对工程的工期和造价等造成重大的影响。

（2）结构规则性。抗震规范中采用强制性的条文对建筑采用严重不规则设计方案的情况进行了限制。所以，结构工程师要严格遵守新规范的相关规定，避免在后期施工设计阶段过程中的被动。

（3）嵌固端设置。因为高层民用建筑都会带有二层或以上的人防或地下室，这样建筑的嵌固端就有可能被设置在地下室的顶板或人防顶板上。这时，结构设计工程师非常容易忽略因为嵌固端设置而造成的一系列问题，例如：嵌固端楼板设计。嵌固端上下层抗震等级一致性设计。嵌固端上下层刚度比限制。嵌固端设置设计。结构抗震缝设置和嵌固端的位置协调设计等。忽视其中的任何一项都容易导致后期的设计工作产生偏差。

3.2 高层民用建筑结构的计算分析。在高层民用建筑结构的计算分析阶段，准确。高效地进行内力分析，并根据相关规范要求进行相应的设计和处理是决定工程质量的关键环节。我们要对这一阶段常见的问题有一定的了解，以适应结构设计过程的要求。

3.2.1 软件选择。现在比较常用的计算软件包括SATWE、YJK、Midas.Building等。因为不同的软件在进行模型的计算时会存在一定的差异，这就会造成各个软件的计算结果出现偏差。因此，进行工程的整体结构计算分析时要根据建筑结构的类型和软件计算模型的特点挑选合适的计算软件，并对不同软件的计算结果进行比较，判断最合理的结果，并使用其他的结果进行参考，另外，还要剔除最不合理的计算结果。只有选择了合适的计算软件，才不会浪费时间和精力，才能保证所有的安全隐患被排除掉。

3.3地震力的振型组合数

地震力的振型组合数，对高层建筑，当不考虑扭转耦联计算时，至少应取3，当振型系数多于3 时，宜取3 的倍数，但不应多于房屋的层数《建筑抗震设计规范》指出，合适的振型个数一般可以取振型参与质量达到总质量的90%所需的振型数。SATWE 已有这种功能，可以很方便地输出这种参与质量的比值。此外，由于耦合计算的地震剪力通常小于非耦合计算，仅结构存在明显扭转时才采用耦合计算，但在必要时应补充非耦合计算。

3.4框架结构活荷载的最不利布置、组合

当活荷载较大时，是否进行活荷载的最不利布置、组合对计算结果的影响非常大。使程序给定的梁设计弯矩放大系数，也不一定能反映出工程实际应力分布的情况，有可能造成结构不安全或保守。应注意的是PKPM中无法区分荷载规范，因此很难实现“荷载规范”区分荷载种类和楼面荷载折减系数的要求，程序中不区分不同的楼面活荷载类型，一般均按楼面活荷载类型考虑并取相应的折减系数，PKPM计算程序对楼面活荷载的折减是不全面的，使用PKPM计算时，应考虑区分不同构件进行分步计算，并在荷载输入时将楼面活荷载折减。风荷载体型系数的选取应注意，当多个建筑物，特别是群集的高层建筑，相互间距较近时，宜考虑风力相互干扰的群体效应；一般可将单独建筑物的体型系数乘以相互干扰增大系数，该系数可参考类似条件的试验资料确定；必要时宜通过风洞试验得出。

4结语

城市的高层民用建筑得到了快速的发展，但是仍然存在着大量的问题。在城市高层民用建筑的结构设计过程中，工程师们不仅要加强对结构计算准确性的重视程度，同时还要关注结构方案具体实际情况的细节，并相应选择最佳的合理结构方案。随着我国高层民用建筑结构设计理论的不断发展，我们要严格遵守高层建筑设计的原则和理念，并挑选最佳的建筑结构体系，为我国建设更好的高层建筑，促进我国建筑业的发展做出贡献。

参考文献

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[3] 包世华，方鄂华.高层建筑结构设计[M].北京：清华大学出版社，2012.

[4] 苏英.高层建筑结构设计的几个问题[J].科技信息（学术研究），2013

（作者单位：南京天华江南建筑设计有限公司）