高层建筑工程结构设计分析

郑健华

摘要：对于高层建筑来说其结构设计是工程施工环节的重要一部分，建筑行业的进步发展为高层建筑工程的结构设计提供了更多的技术以及经济方面的支持，现代化的建筑发展中人们在设计观念上也发生了改变，高层建筑工程结构逐渐朝着多样化的方向发展，必须不断的对高层建筑工程的结构设计进行优化，提高建筑结构的安全性以及实用性。

关键词：高层建筑；结构设计；工程

在城市化的建设发展中，城市用地的紧张以及建筑技术的提升，使得高层建筑逐渐成为了的建筑工程的发展趋势，它主要依靠的是先进的建筑技术以及先进的结构设计理念来完成的，而为了满足人们的居住需求，高层建筑工程的机构设计也必须进行不断的调整，完善高层空调房、电梯房等的设计类型，为人们提供更加安全和设施健全的高层建筑环境。

一、高层建筑工程结构设计特点

在高层建筑工程的结构设计中一般具有四个方面的建设特点，第一个是水平荷载方面，这一概念的形成是由于建筑物的自身的重量的作用，会使建筑的弯矩质、轴力值与建筑的高度之间形成正比例，而建筑水平层面上的荷载能够使建筑在结构上形成倾覆力矩的正比，从实际的建筑高度来看，其自身的纵向的荷载比较稳定，但是水平荷载则与地震有关联，荷载数据会根据建筑工程结构的改变而改变。第二个方面是轴向变形，在高层建筑工程的施工中，纵向的荷载数值增大就会使柱中发生形变，弯矩也会受到一定的影响，建筑的支座数值就会减小，因此在结构施工中需要对材料使用以及轴向变化情况进行仔细的预算，将结构变化的数值保持在建筑安全性许可的范围之内。第三个方面是侧移，在高层建筑之中发生的侧移，会对建筑的结构设计造成不良的影响，如果建筑高度越高，侧移的程度就会越大，所以对侧移范围的控制也是结构设计的重点。最后是结构延性方面的特点，高层建筑的结构延性比较弱，如果发生地震等灾害，建筑容易发生变形，这也是影响高层建筑结构质量的重要因素。

二、高层建筑工程结构设计原则

1、高層建筑工程构建以及设计上的准确计算原则

对于一个高层的建筑设计人员来说需要具备远见卓识，高层建筑是一个相当需要技术含量的工程类型，在结构设计之前需要对将会出现的问题进行提前的预想[1]。在工程结构设计中产生的问题会对高层建筑的整体性的发展有直接的影响，比如在工程施工中所使用的钢筋建材，设计人员需要对它的延展性以及温度应力等方面的具体情况进行提前的预想，加入到建筑设计方案之中，只有准备的足够充分才能不断提高高层建筑的质量，使得结构设计更加具有科学性和实用性。另外，在现代化的建筑工程中必须结合时代科技的发展特点，网络的使用能够为行业运行带来客观的经济效益，所以在高层建筑工程的结构设计中也需要结合网络技术进行数据的分析，提高设计的数据精确性，这样不仅可以提升经济方面的收益还可以使得建筑结构设计能够更加科学合理，通过准确的分析计算可以将实际相关的数据进行合理的使用，为高层建筑结构设计的完整性提供了保障。

2、对高层建筑工程结构计算简图及方案的选择

高层建筑的结构设计的合理需要通过对结构的准确计算来实现，这需要依靠简图的功能才能完成[2]。所以，在高层建筑工程领域，简图的使用和计算可以起到指导工程结构设计方向的作用，如果在简图的计算中出现差错，就会对高层建筑工程的整体的安全性造成很大的影响，形成安全隐患。另外，高层建筑工程的结构设计方案的选择也是至关重要的一个工作环节，结构设计的最终效果都会受到设计方案的直接影响，如果结构设计方案在内容以及实际操作方面都具备经济合理以及准确的特点，那么这对于高层建筑工程的施工来说也是一个强大的保障，所以结构方案与高层建筑整体的设计都有着很大的关联，能够有效的提升建筑方案的可行性。此外，建筑工程基础方案的选择也需要符合规范，这是建筑施工的基本条件，需要提前对客观的影响因素进行分析，将适合的设计基础方案找出，这对高层建筑的构造设计有很大的影响。

三、高层建筑工程结构设计的综合发展

1、高层建筑工程底部空间结构的变化

随着我国建筑行业的发展，传统的底部空间模式已经不适用于今天高层建筑要求，高层建筑底部的空间由传统演变出来，经过变革可以更好的满足人们的需求[3]。原有的高层建筑在底部空间结构的设计中，底部空间是面临街道而设计的，入口就是电梯，通过电梯与各个楼层相连，但是当前的高层建筑的底部空间结构已经发生了很大的变化，丰富了结构的样式，能够更好的满足不同人群的结构设计需求。比如在建筑的地下一层或者两层建设停车场，也是通过电梯直达，这样建筑的一层大厅就可以设置咨询台或者进行内部环境的规划设计，提高建筑的功能性的发挥，这些变化表明了现阶段的高层建筑底部空间结构的变化将建筑与环境的关系进行了改善，将结构设计与整体的城市空间联系在了一起，为人们的工作生活带来了更多的便捷，结构设计上的开放式与立体式表现的更加明显。

2、高层建筑工程内核的形成意义

与普通建筑不同，高层建筑内部有一个将管道设备和垂直交通集合在一起的内核，它在建筑形态构成上有重要的作用，决定了高层建筑空间构成模式[4]。这里所说的建筑内核主要位于建筑的中心部门，这一部门能够通过有意识的活动将中央核心筒置于建筑的集合中心，可以使高层建筑中的质量重心以及刚度中心、形体中心进行有效的结合，这种固定式的服务类型可以将房维护结构进行更加牢固的统一，提高高层建筑的抗震能力以及建筑结构的受力性能。

3、高层建筑核的分离与分散

建筑功能的完善是在时代进步、人们需求不断提升的基础上发展来的，高层建筑工程在其结构设计方面也出现了有差别的设计重点，原有的核心筒形式已经逐渐不能满足社会的需求，在工程结构的设计中，应该更多的关注建筑周边刚度及对地震抵抗能力的设计内容，因此，在高层建筑周围加入的垂直交通以及设备用房结构是高层建筑提升抗震能力的需求，并且，这种分散式的结构形式也更加适用于巨型的框架结构，可以使结构中的巨型的支撑柱更好的发挥自身功能，这种核分散使得管道以及垂直交通在建筑中实现了分散分布，这种设置对我国高层建筑工程空间的构成以及立体造型方面来说，是具有很大的改革意义的。

结束语：

高层建筑的发展是对人们生存环境的一种改变，也是城市居民生活质量提高的一种表现，它能够促使城市得到更加快速和先进的发展，但是，在现阶段的高层建筑工程的机构设计方面还存在着基础方面、比例方面等的问题，因此必须制定相应的设计方案来解决问题，对于结构方面的设计也需要严格的分析计算采取正确的结构建造措施，以此来提高高层建筑工程的结构设计质量。

参考文献：

[1]王月红，关杰.高层建筑工程结构设计综合分析[J].山西建筑，2012，32：52-53.

[2]罗运松.高层建筑工程结构设计的综合研究[J].中华民居（下旬刊），2014，06：77-78.

[3]祁海波.探析高层建筑工程结构设计[J].门窗，2014，04：238.

[4]周敏.浅议建筑工程结构设计现状与发展[J].江西建材，2015，14：40+43.