高层建筑结构设计的改善措施及发展

魏志勇 郭丽

摘 要：目前，随着中国社会经济的快速崛起，建筑业也取得了快速发展。与此同时，高层建筑的规模进一步扩大，成为城市建设的一道亮丽风景。然而，在高层建筑设计过程中，由于其相对复杂性和高难度，需要在有限的空间内完成科学的规划，不仅要满足人们的基本生活需求，还要提高安全性和舒适性。基于此，文章主要对现代高层建筑设计要点及发展趋势进行了简要的分析，希望可以为相关工作人员提供一定的参考。

关键词：高层建筑；结构设计；改善措施；发展

导言

高层建筑的上部结构需要有很大的刚度，并且它与基础结构和基础形成一个相互作用的系统。长期以来，由于人们理解的局限性和缺乏计算方法，在设计和计算中，各部分之间的联系经常被人为切断，只有两个独立的单元，上层建筑和基础设施被分开考虑。首先，上部结构的固定支撑由基础结构组成。从而得到上部结构在荷载作用下的内力和基础结构固定位置的反作用力。地基内力的计算基于作用在弹性地基上的反作用力。这种方法没有对上部结构与地基基础的共同作用进行考虑，上部结构对基础的约束（亦即上部结构刚度的贡献）作用被忽略了。过大的纵向弯曲，偏于保守的基础设计，以及基础实际存在的差异沉降对上部结构引起的次应力没有考虑到，低估了上部结构中一些部位内力，这些部位偏于不安全的计算结果都是其造成的后果。

1.高层建筑的设计的原则分析

在社会快速发展的背景下，我国城市化的步伐越来越快，尤其是高层建筑，取得了前所未有的发展。在城市发展过程中，高层建筑起着非常重要的作用和影响。因此，在高层建筑设计过程中，必须严格遵循设计原则，确保设计的合理性和科学性，进而提高高层建筑的整体水平和效果。

1.1统一性原则。在进行高层建筑设计的过程中，其不仅仅是对建筑结构进行规划设计，而是应该根据实际情况，坚持“以人为本”的设计理念，提升设计的水平。在高层建筑设计的过程中，应该保证其功能的合理性，保证居住者可以在住宅中方便、安全的生活。此外，设计人员应该保证内部房间齐全，且动静分开、洁污分离，保证各种设施齐全，能够满足节能的要求，进而提升高层建筑设计的整体水平和效果。

1.2经济性原则。在设计高层建筑的过程中，设计师需要根据建筑总层数和施工现场等数据，最大限度地节约建筑成本，严格遵守经济设计理念，在保证建筑基本性能的基础上提高设计水平。例如，在实际设计阶段，设计师应该严格遵循标准和规范，以避免资源浪费，确保设计的经济性，提高高层建筑的设计水平。

1.3合理性原则。随着建筑业的不断发展，人们对高层建筑的要求越来越高。因此，在高层建筑设计过程中，我们必须更加注重细节，以确保建筑设计的水平和效果能够从根本上得到提高。在正常情况下，每个设计的尺寸和重量应该从人类生理学的角度来考虑和分析，以人类为主体来感受外部环境的舒适。因此，在高层建筑的实际设计过程中，我们不能忽视任何小环节，以确保设计水平和效果的提高，从而提高高层建筑的质量。

2.高层建筑结构设计的改善措施

2.1梁柱构造设计

在梁柱结构设计过程中，如果跨度较大，则需要对框架梁进行适当的提升。在这种情况下，应在实际过程中增加该栏的横截面。同时也要注意轴向变形问题，采取有效措施保证建筑结构的延展性。特别是，应注意要求该柱的剪切跨度比大于2。

2.2剪力墙的设计

在高层建筑结构的实际设计过程中，高性能剪力墙的设计可以大大提高剪力墙在地震中吸收建筑内力的能力。一般来说，在设计中，延性较差的剪力墙应尽可能减少。如果不能减少，可以通过增加墙体和楼板的刚度、在墙体中设置隐藏柱、在相应位置设计扶壁来控制建筑的位移，从而达到抗震的效果。

2.3消防结构设计

高层建筑结构而言，加强消防结构的设计具有重要意义。因此，在实际设计过程中，应尽量减少易燃材料的使用，并应扩大建筑结构之间的距离。同时，在设计过程中也要注意疏散系统。通过疏散系统的设计，在发生火灾时，伤亡问题可以最小化。

2.4首先，应当对计算简图进行合理的计算。要想使得计算简图的安全性能与稳定性能得到充分的保证，就需要采用必要的构造方法，不仅要对铰节点与钢节点加以重视之外，还需要对计算误差进行合理的控制，使其达到设计的标准。

2.5要全面增强高层建筑结构的刚度，尽量减少位移

对于高层建筑结构的设计，位移会对其产生很大影响。因此，在实际设计过程中，如果我们想大幅度减少位移问题，我们需要制定合理的系统结构，综合考虑各种因素，以便有效地控制位移问题。在布置高层建筑结构的过程中，应适当增加高层建筑地板的刚度，以确保各部件之间的准确连接。特别是在建筑结构当中相对比较薄弱的部分，或者是应力比较复杂的地方都需要加以重视，并且实际的设计过程中采取有效的措施加以合理的规避，从而提升建筑结构的设计水平。

3.高层建筑设计发展趋势

3.1智能化

智能建筑的主要特征包括舒适性、效率、适应性、安全性、便利性和可靠性。现代技术的应用可以全面改善人们的心理和生理体验，从照明、绿化、照明、通风等方面为人们创造舒适的环境。同时，智能系统的应用极大地节约了资源、能源和费用的消耗和支出，打破了时间和空间的限制，提高了资源使用效率，为人们带来了更高效的管理和服务。

3.2人性化

在建筑设计过程中，我们应该关注建筑空间的人性化，并深入考虑许多因素，包括艺术因素、技术因素和科学因素。如果员工能够在舒适的建筑环境中工作，人们不仅会有一种满足感，还能有效地提高工作创新和效率。建筑的价值在很大程度上取决于建筑环境的舒适性，这涉及许多方面，如环境心理学、建筑声学、建筑光学等。在设计建筑方案时，应对特殊人群进行考虑，包括残疾人员、高龄人员、女性、儿童等，以创造出合理、科学的无障碍环境，充分体现出人性化。

3.3绿色生态化发展

绿色建筑設计概念是近年来随着时代的变化而产生的一个新概念。绿色节能技术是绿色建筑设计的主要技术基础。绿色节能技术在高层建筑设计中的应用主要是指需要最大限度地结合高层建筑的特点，充分利用周围的自然条件和环境，进而达到环保的目的。绿色建筑设计主要依靠先进的科学技术和设备、科学研究和方法等。

4.结语

随着高层建筑的不断出现，越来越多的高层建筑项目开始出现在人们的生活环境中。上层建筑、地基和地基一起构成了一个高层建筑系统。这个系统非常复杂和庞大。结构设计是所有项目的开始，也是项目顺利完成的重要保证。因此，为了避免高层建筑的质量和安全问题，我们必须严格控制地基的设计和施工，并不断增加地面的承载压力。同时，要不断美化其外观以及内部结构，使得更有创意、更加富有时代气息的高层建筑得以建成，从而使得更加舒适、更加安全的生活环境得以创造。

参考文献

[1]路明洁.高层建筑结构设计中的若干问题及对策[J].中外企业家.2017（15）.

[2]余华秋.高层建筑结构设计的要点探析[J].居舍.2017（24）.

（作者单位：吉林东北亚国际工程技术集团有限公司）