浅析高层建筑结构设计中的若干问题及对策

文群

【摘要】城市人口的急剧增加，加快城市住房建设的速度，由于土地使用问题，所以城市建筑必须迈向高层、超高层化，在高层建筑设计中，建筑结构是重要的环节。文章中对高层建筑结构特征进行阐述，提出结构设计要坚持合理的结构方案、合适的基础方案、科学的构造措施、精确的分析计算四个基本原则，继而在此基础上，对高层建筑结构设计常见的问题进行了剖析。

【关键词】高层建筑；结构设计；抗震设计

前言

城市建筑高层化，在一定程度上有效的提高了城市的土地使用率，这在很大程度上缓解了城市发展中的土地稀缺压力，但是高层建筑对结构的设计要求很高。结构设计在高层建筑中起着举足轻重的作用，它是建筑中的基础、建筑中的框架。结构设计不但会影响建筑物整体的形态，而且也直接影响到了建筑物的稳定性和安全性。好的结构设计能够使建筑使用的价值得到提升，让居民对住房的功能性与舒适度得到满足，同时也能够充分地利用好建筑空间，满足实用和美观两方面的要求。

一、高层建筑结构设计的原则

由于科学技术的发展，网络把世界连接在一起，城市建筑类型也变的多样化、美观化。结构设计是支撑风格各异建筑的基础，所以结构设计一定坚持适用、安全、经济、美观、便于施工的理念。所以对高层建筑结构设计提出以下原则：

1.计算简图的选择

在高层建筑结构设计中要选用适当的计算简图。结构计算式在计算简图的基础上进行的，计算简图选用不当会导致结构安全事故发生，所以选择适当 计算简图是保证结构安全的重要条件。计算简图还应有相应的构造措施来保证。实际结构施工中的节点不可能是纯粹的铰结点和刚结点。但与计算机简图的误差在设计允许范围之内。

2.基础方案的选择

在高层建筑结构设计中还要选择合适的基础方案。基础设计应综合分析工程的地质条件、上不结构类型与载荷分布、与相邻建筑物的影响、施工条件等问题，选择经济合理的基础方案，在设计的过程中要使地基的潜力得到最大程度的发挥，在必要的情况下可以将地基进行变形演算。在基础设计的过程中地质勘察的报告要详尽，而缺少报告的应该要进行现场的查看，并且参考附近建筑的资料。一般情况下，两种不同的类型不适合在同一结构的单元中使用。

3.结构方案的选择

一个经济合理的结构方案是一个合理的设计前提，在进行建筑设计时一定要使得结构体系与结构形式切实可行，根据不同结构单元、不同地质条件、不同受力面，进行相应的结构方案设计和选择。总之，要对工程中的设计要求、地理环境、材料供应以及施工条件等方面进行全方位的分析。水、暖、电等方面要充分协商好，在这些基础上开始结构选型，确定好结构方案，对各种方案进行比较，选择好的方案使用。

4. 计算结果的分析

计算机在结构设计工作得到广泛应用，但是由于软件存在的种类繁多，而且各软件中的计算标准也有一定的偏差，导致的数据结果也不一样，因此设计人员全面了解程序的适用条件与范围。在用计算机进行辅助设计时，因为程序与结构实际的情况不相符合，或者是因为软件的本身存在缺陷，又或者是因为人工的输入错误因而导致计算结果也出错，所以拿到计算机计算的结果时，工程师必须要慎重校对，认真地分析，做出正确合理的判断。

5.采用正确构造措施

采用正确构造措施是结构设计的重要原则，强剪弱弯、强柱弱梁、强压弱拉是结构设计中必须要谨记的原则。在这个过程中要注意构件延性、考虑温度、加强薄弱的部位、注意钢筋锚固长度。在短肢剪力墙的设计方面，因为在我国建筑的新规范中，墙肢截面不能高于300mm，墙的厚度与高度要在5～8的范围中，根据实际情况中的数据与经验，高层建筑中的结构设计对这一应用有了一定的限制。因此，结构设计的过程中，要尽量少使用短肢剪力墙，可以使建筑更加具有稳定性。

二、高层建筑结构设计中存在的问题及解决对策

1. 高层建筑抗震设计问题

对于一项建筑工程来说，其抗震设计是整个建筑工程设计中十分重要的一部分。所以，在进行高层建筑结构设计时，必须充分考虑建筑的抗震设计，使整个高层建筑的结构能够满足使用要求。与此同时，高层建筑的抗震设计时应遵循多道设防原则，保证高层建筑的第一道抗震防线由于外在原因被破坏之后，能够有第二道、第三道甚至是多道抗震防线及时接替，避免建筑物发生倒塌现象。众所周知，当发生地震时，建筑物倒塌的原因就是承受了较高的重力载荷。所以这就要求在进行高层建筑的抗震结构设计时，必须对高层建筑物的使用材料进行合理选择，确保其强度和结构变形能力符合抗震要求。同时，还要对高层建筑结构设计的经济性进行充分考虑，尽量选择一些质量比较轻的建筑材料。

2. 高层建筑的结构规范问题

近年来，高层建筑结构设计逐步受到人们的广泛关注，国家相关部门对于高层建筑的安全使用规范也做出了明确要求，对于高层建筑的结构设计中，对需要注意的问题同样进行严格限制，特别是对于高层建筑结构中可能存在的一些安全性问题。例如，在对建筑结构的嵌固端上层和下层的感度进行设计时，必须确保其控制在规范要求的范围之内。对于高层建筑结构设计的规范，国家有关部门也做出了相应的政策促进实施，并且规定了在高层建筑结构设计过程中必须避免不合规范的结构设计方案，有关的结构设计人员在工作时必须严格按照操作规范进行高层建筑的结构设计，减少高层建筑结构设计中的安全隐患。

3. 建筑超高问题

在我国现阶段，土地资源越来越短缺，所以许多的建筑企业为了追求高额的经济效益，就通过提高建筑物的高度来减少土地资源的利用量，从而提高土地的利用率。提高建筑物的高度虽然可以有效解决土地资源短缺的问题，但是却造成高层建筑结构出现超高现象，有的还会出现建筑物增高的操作现象。所以，在进行高层建筑的结构设计时，工程设计师必须对建筑施工现场的具体情况进行深入分析，了解当地的地质地貌，对当地的地震发生趋势进行详细研究，因为建筑物的超高问题对建筑物自身的抗震性能具有很大的影响，从而给建筑物的安全使用留下很大的安全隐患。特别是近几年来，随着国家以及相关的部门对建筑物超高问题的重视程度不断加强，在进行高层建筑的结构设计时，其设计结果必须经过相关部门的审核和批准，确保其设计严格符合施工规范后才能进行施工。通过这一系列的措施，可以有效解决高层建筑的超高问题。除此之外，高层建筑施工相对于其他的工程来说，是一次性的工程，这就决定，如果高层建筑在施工过程中出现返工就会产生巨大的经济损失。因此，加强高层建筑结构的审批工作，达到防患于未然的效果。最后，有关的设计人员在进行高层建筑

结构设计之前应该对高层建筑的高度进行明确的分类，并且在設计过程中严格按照相关的规定进行设计，从而提高整个高层建筑的质量。

结语

为了加强高层建筑的质量以及施工进度，必须保证高层建筑结构设计的合理性以及高效性。所以，在进行高层建筑结构设计时，应该对其中存在的一些问题进行综合分析，从而采取合理有效的措施进行解决，保证高层建筑结构设计的合理性，提高高层建筑的施工质量。

参考文献

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