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浅议高层结构设计需要控制重要指标及调整方法【摘要】在高层结构设计需要综合考虑的指标有很多，其中较为重要的有轴压比、位移比、剪重比、刚重比、刚度比、层间受剪承载力比等，这些指标都是有一定的标准和规范的。在不同的荷载条件下，如风荷载、地震影响，受力情况有所区别，变形能力也各不相同，如果达不到标准，就需要运用各种方式进行调整。高层设计结构的合理性也在这些指标数据下，充分的体现出来[1]。 【关键词】高层；结构设计；指标；控制；调整 中图分类号：[TU208.3]文献标识码： A 文章编号： 前言 随着我国人民生活水平提高，对住房的要求也有所升高；人口增长十分迅猛以及房地产的蓬勃发展等原因，促使土地资源越来越紧张，最大限度的利用有限的土地资源成为当今房地产及社会各界人士共同关注的重大社会性课题。因此，高层建筑越来越多，高层结构设计的内容、数量、质量也随之水涨船高。在高层结构设计的过程中要充分考虑各项重要指标，以达到设计的合理性、科学性，国家已经为此建立了相关法规，如《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)、《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)，对其中的参数值都有明确的规定[2]。 1.各项重要指标 1.1轴压比 高层建筑物的性质决定了在结构设计上必须考虑抗震能力，轴压比即是影响其重要原因之一。轴压比值的计算公式为：轴压比=柱或墙的轴压力/（柱或墙截面面积×混凝土轴心抗压强度设计值），为了达到柱墙具有较好的耗能性及延性的目的，一般会对轴压比进行控制，该情况在《建筑抗震设计规范》中的6.3.6 和 6.4.5-1及《高层建筑混凝土结构技术规程》中的 6.4.2 和 7.2.13 均有体现。 1.2位移比 高层建筑的许多性能，如对称程度、规则性、水平抗力构件的分布情况，都可以从结构质心与刚心的位置上表现出来，如果偏心程度过大会导致建筑结构发生较为明显的扭曲效应。能够准确表现出建筑的规则性的指标则是位移比（层间位移比），其表现公式为：楼层垂直结构的水平位移峰值/水平位移平均值[3]。 1.3剪重比 《高层建筑混凝土结构技术规程》中4.3.12及《建筑抗震设计规范》中5.2.5都有关于剪重比的规范。一般高层建筑的使用周期较长，应在长远上考虑其结构的安全性，因此在各个楼层的横向地震力上做出最低标准的要求，若果计算发现存在横向地震剪力不达标的情况，应使用各种方式进行提高，确保建筑物的安全。 1.4 刚度比 高层建筑整个结构的垂直向对称性、形状的规则性等各种情况，在刚度比上可以直接体现出来，其公式表示为：楼层剪力/层间位移。该数值的计算方法在《建筑抗震设计规范》中有明确的说明，即剪弯刚度、楼层剪切刚度及楼层平均剪力与间层平均位移值的楼层刚度。评判嵌固端是否可以选择地下室、该楼层是否属于薄弱层、转换层刚度是否达标，均依照以以上三种方法计算出的数值为参考数据。 1.5刚重比 《高层建筑混凝土结构技术规程》中的5.4.1和5.4.4对于刚重的各项规定均有说明，其的目的是为了保证高层结构的稳定，防止高层结构在强外力的作用下整体出现不稳定的状态，如飓风、地震的影响。若其数值不达标，则是因为其对外力作用的抵抗力较弱，应适当提高垂直向构件的刚度，如混凝土柱、墙等，合理调整结构的布局。若超过标准范围，则表示该高层结构经济技术指标不理想，需通过各种方式缩小柱墙等垂直向构建的截面面积[4]。 1.6层间受剪承载力比 高层建筑薄弱层的形成一般与楼层纵向受剪承载力及纵向空间形状的不规则程度有关，即为层间受剪承载力，《高层建筑混凝土结构技术规程》3.5.3及《建筑抗震设计规范》的3.4.2中均有规定，改进措施应以《高层建筑混凝土结构技术规程》3.5.8作为参考，将对应楼层地震作用标准值的剪力乘以1.25的增大系数。 2.调整方法 2.1限制轴压比 轴压比不达到标准，则高层建筑的延性无法保证，对已抗震能力是很大的影响，安全性无法保证，为了加强柱墙的耗能性及延性，保障高层建筑具有很强的抗震能力，可以通过限制轴压比的方式来实现，具体措施也有很多。如提高混凝土强度等、增加受力柱、墙体的截面面积等，都是较为有效的手段。但是由于混凝土的特殊物理性质，强度过大极易出现缝隙，在调整时应注意。 2.2调整位移比 位移比是反映结构平面布置规则程度的重要参数。一个优秀的高层结构应尽量减少扭转的影响。在偶然偏心影响的规定水平地震力作用下，楼层最大水平位移和层间位移与它们的平均值比值如果太大，则应该对结构平面进行修改，比如：让楼层刚心与质心的位置尽量靠近；增大外围梁截面高度，增大外围竖向构件的刚度；或者反向设计，减小建筑中部的框架梁截面和竖向构件刚