浅论房屋建筑设计之高层建筑设计

浅论房屋建筑设计之高层建筑设计

张瑞吕垒

中机中联工程有限公司400039

摘要：高层建筑的出现是人类经济快速发展、科学技术进步与人类需求相结合的产物，当下已然成为城市化建设重要的标志。其发展利用对于缓解城市人口压力，促进城市经济与环境的可持续发展有着积极的推动作用。近些年来高层建筑不仅在高度上不断突破，在建筑功能与结构体系的设计上也更加多元化、复杂化。本文对高层建筑结构设计的原则、高层建筑设计特点以及高层建筑未来发展趋势进行研究。

关键词：建筑；高层；设计

1引言

随着人类生活环境的不断变化，科学技术水平不断提高，建筑结构设计理论也应随之而改变。以汶川大地震为例，在地震发生前，我国对于汶川地震的抗震设防烈度定级为7度区，地震发生后经过对地震地区震害分析，在《建筑抗震设计规范中》重新对其修订为8度区。再如对材料弹塑性力学性能研究，寻找与实际情况相符合的本构关系一直是弹塑性力学的完善探究热点。需不断地完善建筑结构的设计应用方法才能建设出既美观实用，又安全可靠的建筑物。

由于实际建筑结构体积庞大、价格昂贵，科学研究及工程设计中很难进行实际建筑结构模型的试验，有限元数值模拟则给设计科研人员带来了方便快捷的处理手段。数值模拟不仅能够模拟复杂结构，并能体现细节部位的受力情况；模拟多种的荷载、材料与边界条件，按照函数分布荷载、接触、非线性材料等；能够给出更全面的分析结果，结果精度高，结果的显示更加形象；全面检验三维结构设计合理性，尺寸的封闭，空间的相互位置；可进行动力分析，可靠度概率设计，结构优化设计等。当然数值模拟技术在计算方面具有建模复杂、不易掌握、工作量大等缺点。

2高层建筑结构设计的原则

2.1在计算简图的基础上适当采用计算式进行计算

计算图的选用不当会导致结构安全以外事件的发生，为了能够确保结构安全，选取适当的计算简图非常重要。计算简图中也应该有对应的构造措施。图中的计算误差应该在设计允许的范围内，而实际上结构的节点不可能是完全的刚节点和铰节点。

2.2设计要选择正确的基础方案

基本设计应该对基于工程地质条件，结构类型和负载分布到毗邻的建筑物和施工条件等各种因素都考虑进去，从而进行综合分析。结构设计应最大限度地选择经济合理、充分发挥地基潜力的基础方案。基本设计应详细的记载地调查报告书，对于没有地质调查报告的建筑地盘，则可以进行现场实际考察，并参考临近建筑物的相关信息。在正常情况下，不应该使用两种不同类型相同的结构单元。

2.3配置结构的理性选择。

一个合理的设计必须选择经济上合理程序的结构就是选择一种可行的结构和结构系统形式。结构系统须明确和简单，转让的力量相同的结构单位应不具有不同结构的系统、地震区应寻求平面和垂直规则。所有的一切，它必须是该项目的设计要求材料供应、地理条件、施工条件、全面的分析，并生成建设、电力、水、暖专业的充分协商，在此基础上选择，以确定结构的结构如有必要，基于工程结构的特点，多方案比较，择优录取。

3高层建筑设计特点

3.1高度逐渐增大

框架结构在超高层建筑结构体系中是基础结构，使用较为广泛的。框架结构是由梁和柱等连接组成的，这种结构的优点是能较为灵活的布置平面，整体空间较大。

3.2水平荷载成为主要控制因素

当高层建筑结构的高度超过一定的标准后，水平载荷就成了必须考虑的关键性因素，风力会对高层建筑结构产生侧向和水平的压力，这会使高层建筑结构产生动力性方面的改变形成水平方向的剪力效应进而影响高层建筑结构的稳定性。

3.3竖向荷载不容忽视

竖向荷载是高层建筑结构的主要荷载形式，其中建筑物自重和附属物重量是竖向荷载的主要类型。高层建筑结构设计和施工中要从节约材料和降低材料重量的角度出发形成有利于控制高层建筑结构竖向荷载的有力措施。

3.4延性成为结构设计重要指标。

延性这一重要指标主要针对高层建筑结构的变形或者倒塌问题，延性较好的结构形式往往能通过结构的变形吸收大量地震作用的能量，使结构整体稳定性得到保证。

4高层建筑未来发展趋势

4.1装配式建筑应用

近年来，传统的现场现浇施工方式是否符合我国建筑业发展方向，再次得到业内审视。随着社会发展与进步，劳动力成本的快速提升，社会对于施工现场环境污染的高度重视，建筑施工质量通病较多。从可持续发展角度考虑，传统的建筑业必须转型和升级。在国家与地方政府的支持下，我国装配式结构体系重新迎来发展契机。

4.2BIM技术的应用

由于建筑整个生命周期中参与方比较多，使得建筑工程项目的设计过程和施工过程出现分离状况，阻碍了建筑业生产效率的提高。通过图纸传递信息易造成信息的丢失和不完整性使建筑业生产效率低下。在建筑行业信息化技术快速发展的驱动下，BIM技术给建筑行业带来了新的希望和方法。BIM技术是以三维数字技术为基础来提升建筑工程建设行业全产业链的各个环节质量和效率的系统工程技术，集成了建筑工程项目中，各工种部门之间相关工程信息的数据模型，是建筑工程项目从策划方案、设计、施工、运营、维护、直到拆除的整个生命周期内产生和管理工程数据的一个过程。

5结论

高层建筑的结构设计是一个复杂系统工程。中国的高层建筑建设的快速发展。但在设计质量并不令人满意。做结构分析的结构的高层建筑设计应基于实际情况。要做更多的比较的程序。建筑设计师必须从今天的经济形势和发展趋势出发。建立合理的结构设计理念。责任和高专业素质的高度是做过程控制的重要保证。

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