浅析高层建筑结构设计的问题及对策

陆洪飞

摘 要：在当今社会，随着经济技术的迅猛发展，越来越多的高层建筑涌入城市建设中。各种各样的高层建筑结构设计的问题也开始出现。解决高层建筑中的问题就显得尤为重要。其中最重要的就是结构的设计，建筑的构成与保养等一系列的重要问题。本文通过对高层建筑结构设计的问题进行分析，着重与如何解决问题。

关键词：建筑结构设计 问题及对策

高层建筑结构设计最基础的就是建筑的结构设计。这一点是建筑项目得以顺利开展的前提条件。在当下城市化进程不断加快的情况下，建筑结构也随之不断发生变化，从一开始的低层建筑逐渐转变为以高层建筑为主的结构设计。高层建筑结构不仅需要科学性和严格性，更需要的是设计贴合人们需求，满足人们的日常需要，为生活提供安全可靠地保障。

一、高层建筑结构设计的独特之处

高层建筑结构设计的独特之处就在于他的高度。随着建筑物高度的不断增加，在建筑与维护方面都有着巨大的难题。由于高层建筑的水平荷载与垂直荷载和低层建筑全然不同，其中的水平荷载主要是受外界的风力影响，相对而言低层建筑受风力影响的水平荷载就少很多。不仅仅是风力的影响，一些自然灾害也会影响到高层建筑。比如地震的发生，随着建筑物高度的不断增加，随之增加的还有位移的发生。所以在进行高层建筑结构设计的过程中，一定要将位移或者引起的侧移控制在合理的范围内，把握好安全性的前提下尽量不去影响人们居住的舒适度和使用。所以，高层建筑结构设计的独特之处也是在设计过程中需要注意的重中之重。

二、高层建筑结构设计的问题

第一：在高层建筑的结构设计中，嵌固端是不可避免的需要面对的问题。作为一个十分重要的组成部分，嵌固端在高层建筑结构中占据着重要的位置。对于嵌固端的选择，在很多时候就存在着争议。位置的选择不恰当，就会造成很大程度的安全隐患。一些高层建筑在结构设计的时候，把嵌固端实际在人防的顶板或者是地下室的位置，这种设计方案就存在着一定的安全隐患，不利于嵌固端的效果的发挥。嵌固端的设计缺陷还会造成嵌固端与抗震缝隙的矛盾与冲突，失去平衡性的保障，引發出整个高层建筑结构稳定与否的问题。在其设计的上下比例上，倘若上下钢层比例不合理，那么嵌固端也不能很好的发挥其功能效用。就目前情况来说，很多嵌固端在设计上都存在着或多或少的问题，需要严格按照规定来。

第二：高层建筑高度的把控。所谓对于高层建筑高度的把控，就是控制建筑高度不能超高。这属于目前高层建筑结构设计中一个显著的问题。很多高层建筑建设单位不考虑相关建设的制度与标准规定，一味的增加建筑的高度，这在一定程度上大大提高了建筑建设单位的利润，但是这种超高问题所带来的影响危害是无法计量的。首先对于高层的安全性与稳定性就有很大的影响。就好比地震等自然灾害来临，高层超高的建筑结构就会大大降低建筑的稳定性，从而导致高层建筑结构出现断裂甚至倒塌。对人们的财产以及生命安全问题都是一个很大的威胁。

第三：对于高层建筑结构损害最为严重的就是短肢剪力墙的设计不合理。在现实的高层建筑设计中，许多设计人员会随意增加短肢剪力墙的设计，这一现象最严重的影响就是对楼层建筑的安全性的影响。甚至有时候会直接造成整个高层建筑的抗震性降低，对高层建筑的后期使用产生了巨大的安全问题影响，降低高层建筑的稳固性与安全性。

第四：高层建筑设计存在的问题大大小小各个方面都有，这就形成了当前市场下建筑结构设计中存在问题的多样性。除了以上重点列出的问题以外，还有一些问题表现在高层建筑的牢固程度，使用的舒适程度，以及相应的应力处理方面。各种各样的结构设计问题都会影响到高层建筑结构的设计效果，从而导致整体的性能受到影响。还有重要的一点就是技术人员的精准计算问题也会影响到整体效果。一些设计的位置需要精准的数字计算来支持，而影响数字精确程度的因素又方方面面。资料的健全与否，公式的正确选择，计算的精确程度都会直接或者间接的对高层建筑结构设计产生影响，进而影响结构设计的效果。

三、高层建筑结构的选择

第一：高层建筑结构根据建筑材料的不同，分为钢结构体系，钢筋混凝土结构，钢、混凝土混合结构等。这几种类型各有所长，针对不同的需求选择也就有所不同。钢筋混凝土体系的结构在现如今应用较为广泛，被应用于各类的工程结构之中。他被广泛应用的主要原因是因为钢筋混凝土这种混合结构具有混凝土与钢筋的两种共同受力的特征。综合性较高，整体性能优良，原料成本较低，耐久性好，耐火性强，但同样存在着缺陷，延展性较差，施工重量高，进度慢的缺点。钢结构的延展性好，抗震性能较高，施工方便，但是价格高昂，造价成本高，防火性能差，施工的难度较高等。混合结构就结合了两者的优点，增加了钢结构的强度具有较高抗震性能，同时还减小了造价成本。但是这种连接技术的发展还不是特别的成熟，有待继续提高。虽然抗震能力高且优于钢结构的耐火性，但也存在这节点设计构造的复杂程度较高，一般都运用于小偏心受压构件的设计。

第二：高层建筑结构设计的框架选择。针对不同的情况因地制宜。框架与剪力墙的结构不但实用性强，布局灵活而且承受水平负荷的能力更好。但是需要注意的就是剪力墙位置的设计，这是框架与剪力墙结构的重点问题，也起着决定性的作用。单一的剪力墙结构整体性能较好，刚度大，一般不受水平力作用而产生变形，更适用于高层的建筑设计，但是由于剪力墙的间距小，导致楼层平面设计缺乏灵活性。所以，一般在公共建筑中不采用此种结构方法。

第三：选择合理的建筑高度是高层建筑结构设计的基础。根据高层建筑地区的自然环境进行基础性的考察选择综合性能整体较优的方案。考虑周围高层条件，施工难度的大小等各个方面的影响因素。使得该高层建筑在保证发挥最大效率的基础上保证安全性。必要的时候应该进行地基变形的检验报告。

第四：选择合理恰当的建筑结构设计方案。在满足高层整体性能的安全性的前提下满足经济性的要求。不同地区的自然条件选择不同的建筑结构设计方案。

四、高层建筑结构设计的问题及解决对策

在高层建筑结构的设计中要考虑诸多的因素。较为典型的是以下几点。

第一：由于高层建筑的高度问题，必须具有较好的抗风性。因为建筑的高度较高，所以建筑 所面临的风压就相对来说较大，在结构设计的时候就需要加固高层建筑风压较高的地方。

第二：抗震是所有建筑设计的一大重要问题。针对高层建筑的设计，在最初就要合理的设定抗侧力构件的位置来保证高层建筑的承重有合理的分布。

第三：消防问题的预防。计算适合的防火间距，保证高层建筑的防火要求，同时考虑建筑的耐火性和灭火构造。

结束语

综上所述，高层建筑的结构设计是一项复杂而又有趣的综合性技术工作。随着我国高层建筑业的不断发展，对于高层建筑结构的要求也随之增加。高层建筑逐渐发展成城市建设的主流。针对高层建筑结构设计的具体问题进行有效且必要的控制，准确恰当的选择合适的方案。本文阐述了高层建筑结构的设计所遇到的主要问题，并且分析问题对策，可为高层建筑结构的设计进行参考。

参考文献

[1]张莉华，万怡秀，陈燕，严开涛，罗志国广州珠江新城JI-1地块综合楼超高层建筑结构设计.J建筑结构2012（09）.

[2]何俊旭.高层建筑结构设计及结构选型探讨[J].价值工程，2010.2：214.