探究高层建筑结构设计的问题及对策

南春峰?黄朝刚

城市化进程不断加速下，建筑科技不断发展和进步，高层建筑在城市的建设中层出不穷。高层建筑设计在高层中发挥着重要作用，直接影响高层建筑的质量及后期维护。因此，，高层结构设计已经成为了高层建筑设计的重点内容。文章就高层建筑结构设计的问题进行分析，找出相应的解决对策。

1. 高层建筑的结构特点

高层建筑物与低层建筑物不同，因高度较高在建筑结构中有自身特点，自身同时承载着水平及垂直两个方向的荷载。外界风力引起水平荷载，建筑物本身自重引起垂直荷载，除此之外，高层建筑中对抗震有着明确的规定，低层建筑物受风力影响下，高层建筑物受风力影响较大。并且还是建筑物的荷载的主要因素。

现如今，高层的高度逐渐增加，并且位移增长较快，但是，高层建筑物的位移过大，会影响人们居住的舒适程度。另外，较大的位移会影响建筑物结构的稳定性，因而，高层建筑物在设计的过程中应当将位移控制在合理范围内，从而使得建筑物满足人们日常工作的需求及舒适程度，并且，设计师在进行高层建筑结构设计时，应当注意其高层建筑结构的核心问题。

2.高层建筑中存在的问题

（1）建筑基础选型问题

建筑结构中最重要的组成部分之一是建筑基础，主要原因在于高层建筑物所有荷载都需要由建筑物的基础来承担。对于高层建筑来说，建筑物整体质量更大，因此在基础结构的设计上，不仅要求整体性能较好，还需要承载众多的建筑质量及适度的变形。高层建筑所需资源较多，因此在基础选型上不仅需要考虑建筑物整体的安全性还需要兼顾到成本。当前，我国建筑物基础上不仅有箱型基础、筏板基础和条形交叉梁三种类型。针对高层建筑物的选型而言，需要充分考虑到建筑物的层数及众多类型因素，最终确定建筑物的基本选型。

（2）抗震设计问题

建筑物的抗震规范中曾经明确了抗震设计目标。建筑结构设计在设计时需要考虑到建筑物所处的地质环境，依据地质状况的不同进行合理分类。此外，高层结构建筑设计需满足设计结构的延性需要。另外，严格遵守设计的多道设防原则，这一多道设防原则在于确保建筑物稳固性，当遇到第一道防线摧毁后，第二道防线可以发挥作用，进而使得建筑物不至于遭受地震的强烈破坏。高层建筑物遇到地震后，自身重力的合荷载是直接导致高层坍塌的主要原因，高层建筑在进行结构设计时，在原材料的选择上追求质高强，在充分考虑到强度与稳定度的前提下选择价位较低的材料。与此同时，高层建筑结构设计的设计师应当能够与时俱进，采用现代科技产品，提高自身的设计水平，进而为建设优质工程贡献自己的力量。

（3）高度过高问题

一般而言，建筑物对抗震、抗风都有明确要求，而高层建筑之中，高层建筑缺乏一个统一、明确的规定与划分。高度超过24米就属于高层建筑范围，高度超过100米就属于超高层的建筑范围，因此，高层建筑结构设计中应当严格按照建筑结构的高度进行设计。由于结构的变更，会出现不少问题使得施工图未能及时通过审查，设计师应当重新设计方案，通过专家审议、商讨才能确定设计方案，进而增加工资造价的成本与工期，最终影响整体规划。

3.高层建筑中问题的对策

（1）控制好高度

我国相关部门应当制定明确的固定显著高层建筑物的高度，进而确保高层建筑物的质量。现如今，我国高层建筑设计需要限制在A级高度范围内的，部分建筑还停留在B级限制内，这一规定明确限制了我国建筑物的高度，使得高度安全得到一定保障，但是，其现状离预想仍旧差距较大，因此，建筑设计人员应当在高度允许的范围内设计好其他参数最终满足施工要求。

（2）提高建筑物的抗震载荷设计

高层建筑结构设计中已经明确规定了抗震设计目标，针对地区的不同对建筑物的抗震载荷设计进行合理分类。高层建筑物在进行结构设计时，需要满足延展性的需求。此外，建筑抗震载荷设计遵循设防原则，同时设计多道防线，防止建筑物倒塌。建筑物的结构设计应当优先选择轻质高强的原材料，满足强度和结构变形的要求下，综合考虑经济因素，选择质量较轻的材料。结构设计过程中应当通过结构施加控制装置，加强结构减震的控制，通过安装隔振装置系统形成隔震层，有效地延展结构，减少建筑物主体的地震反映，避免建筑物遭受重大损害。

（3）做好基础选型

建筑物在基础的选型过程中首先应当将基础的总沉降和差异沉降满足规范的允许值内，满足天然地基或符合地基承载力及桩基承载力的要求。此外，对下结构满足建筑物防水要求，预先对高层基础施工工程中对毗邻房屋或者市政设施的影响，尽可能避免或者减轻这种影响及干扰情况。此外，需要考虑到综合的经济效益，还需要考虑到基础的用料及造价。尤为注意的是，地震高发区地带的建筑物应当避免不理地段，当条件不允许时，可考虑相应地解决措施，避免建筑物的地基失稳。

结语：高层建筑的结构设计是一种综合性的工作，涵盖多种技术，对高层建筑起到重要的意义和作用。高层建筑的高度愈来愈高，因此对建筑设计的要求也越来越高，但是，当前的高层建筑结构设计中存在较多问题亟待解决，因此，在结构设计的过程中找出相应的解决对策，促进我国高层建筑设计水平的提高。

（作者单位：湖北邦朗置业有限公司）