高層建筑結構設計的問題及對策探討

王佳平

摘?要：近幾年，隨著國內城市建設規模不斷擴增，建筑公司加大對建筑結構設計的重點研究，通過優化設計建筑物內部空間結構，才能夠提高建筑的質量水平。人們隨著生活水準的提升，對建筑物內部的空間結構更加關注，要求建筑結構有更強的美觀性和安全性。為了使建筑結構更加持久，建筑設計單位要以結構設計作為切入點，應用一些最新型的技術，優化設計建筑結構布局圖。

關鍵詞：高層建筑;結構設計;問題;對策

由于現代科學手段的迅猛發展，我國建筑行業的施工技術得到了有效提高，不僅建筑的類型及功能呈現多樣化，而且建筑的設計復雜多樣。建筑結構對于整體建筑的安全性和美觀等有著緊密的聯系，所以做好建筑結構設計是至關重要的，對人類的生產和生活都起著極大的作用。

一、高層建筑結構的特征

高層建筑有著不同于多層或單層建筑的結構特點和功能特點，這對高層建筑的結構設計有著直接影響。高層建筑結構復雜、層數多，建造材料種類繁多，且使用時多為人員集中場所，加上內部系統復雜，使得高層建筑的結構安全成為重點。我國高層建筑目前多為鋼筋混凝土結構，就結構體系而言一般分為四種，框架結構體系高層建筑，采用柱、梁和基礎結構構成基本框架，在此基礎上完成建設，該結構空間設計靈活，但抗側能力較差;剪力墻結構體系高層建筑，該結構由于采用混凝土剪力墻，增加了建筑抗剪強度和剛度，但建造相對復雜;框架剪力墻高層建筑，該結構是當前高層建筑最常用的結構形式，其包含了上述兩種結構體系的優點，避免了單一結構的缺點。

二、高層建筑結構設計中的常見問題

2.1建筑設計超高問題

在進行高層建筑結構設計的時候，一定要重視建筑整體的超高問題。建筑的實際建設高度，不僅對建筑物的施工質量要求有不同的影響，還對建筑內部的系統配置設計有很大程度地影響。在實際的高層建筑工程當中，建筑超高問題是比較常見的。不同高層建筑高度對應的建筑抗震、消防等設計規范要求是不同的。一般來講，建筑高度越高，設計規范要求越嚴格，如果建筑設計超高問題出現，等于間接以低要求的規范標準指導了實際需要高標準設計建設的高層建筑，這樣必然會出現建筑結構、建筑系統配置以及建筑功能實現等多方面的問題，不利于高層建筑的安全穩定。

2.2高層建筑施工過程中帶來的垂向載荷問題

高層建筑在建設施工過程中，會使用到大量大噸位的機械設備，這些設備有時需要在高層建筑不同的樓層使用，會使得高層建筑在施工過程中垂直方向上的荷載變大，如果在設計階段對這一問題重視程度不夠，沒有進行科學地測算計算，也沒有采用合理的措施來增強施工階段高層建筑受力單元的承載力，可能會使得高層建筑承重構件受到損傷，成為建筑安全使用的隱患。

三、高層建筑結構設計問題的對策措施

3.1提升高層建筑結構設計方案的科學性

高層建筑結構設計方案是建筑設計的重要前提，結構設計方案中首先要明確的就是高層建筑的基礎參數，例如建筑高度等。結構設計方案中的所有建筑參數的設計都要嚴格按照國家有關規范，從設計源頭避免超標情況的發生。高層建筑結構設計方案階段要首先要確保高層建筑結構設計方案與國家相關建筑設計文件制度、標準規范，盡可能規避對高層建筑予以超高建設，其次結構設計人員在設計高層建筑結構過程中，要對建筑建設場地環境有一定了解，通過專業手段去勘察對高層建筑建設有影響的環境因素，并分析這些因素對高層建筑結構安全性和功能性的影響程度，必要時開展專家討論，重點在于全面考慮環境影響基礎上，優化高層建筑結構設計方案，論證方案的可行性，最大程度保障建設施工環節的順利實施。

3.2完善建筑結構設計的性能

高層建筑的建筑性能關注點很多，這里重點分析三點。穩定性、延性設計以及剛度結構構件性能。首先高層建筑穩定性是建筑物評價的最基礎指標，要保障高層建筑的建筑穩定性，有效地進行嵌固端、短肢剪力墻的設置是必不可少的，因此，建筑設計人員在具備足夠專業能力的基礎上，要在思想上重視嵌固端、短肢剪力墻等的設置，且建筑設計單位應該建立健全設計階段高層建筑重要構建設計評審制度，從制度上保障設計階段的科學性和準確性;其次要重視高層建筑結構的延性設計。大部分的高層建筑都會設計地下室，有些設置還會設置防空場所，這些功能區的設計會對高層建筑整體的抗震能力和穩定性有一定的影響，基于此為了做好高層建筑的延性設計，設計師應有效地把控高層建筑物的嵌固端上下剛性及抗震等級的比例，結構剛度要保持在變形限值區域內。為了避免高層建筑結構共振超過一定的設計值，需要設計人員在對高層建筑結構剛度設置時，在滿足荷載能力的基礎上，盡可能地降低剛度，以降低共振幅度，增強建筑物的抗震性;另外高層建筑設計人員在對建筑構件承載力、變形、剛度結構情況進行設計計算時，要充分考慮根據不同地區的地震水準，結合計算與實際地區環境參數，確定高層建筑結構構件承載力和變形能力相互間的平衡點。

3.3從設計和工藝多角度保障高層建筑施工過程垂向載荷

高層建筑設計方案確定階段，要對具體的地基承載力、各個樓層的承載力等進行詳細計算，計算原始數據的收集不能忽略實際施工過程帶來的影響，例如大噸位機械設備的使用以及物料砂石堆放在不同樓層、不同施工進度階段的對結構承載構件的影響。因此要想避免施工過程垂向載荷超標問題的發生，除了設計階段進行承重柱、承重墻等構件質量約束外，還要對施工工序和工藝進行科學確定，在百分百落實要求的同時，還能降低垂向載荷，保障高層建筑設計與施工一致性。

3.4基礎埋深的處理

在高層建筑結構設計當中，基礎埋深不夠的問題因其隱蔽性較強，往往會被人們忽略，但其對整個建筑的穩定性是有影響的。根據上一節分析的基礎埋深問題原因，結構設計人員在對基礎埋深設計確定時，要將高層建筑的地下使用部分與地上部分看作一個整體來進行規范設計，采用后澆施工，降低溫度應力、沉降差異帶來的影響，把地下超高的、地下車庫的剛度折算成覆土厚土，依據國家有關規定對埋置深度進行精準計算。

四、結束語

從本文高層建筑結構設計中出現的問題來看，在高層建筑物結構設計過程中，需要完全明白高層建筑結構的特點，出現問題的原因以及去解決問題的措施有哪些，進而確保建筑物施工的安全和有效性。

參考文獻：

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