解析高层建筑结构设计中的问题与解决对策

2018-02-10龙长沙北京蓝图工程设计有限公司贵州贵阳550001

中国房地产业 2018年5期

文/龙长沙北京蓝图工程设计有限公司贵州贵阳 550001

在高层建筑设计的整个过程中，建筑结构的设计是核心内容，是非常重要的，设计人员的设计要保证高层建筑在后期使用的过程中具备安全性与稳定性的重要指标，这就要求对高层建筑结构的设计更加重视，不断提高高层建筑结构的设计水平，不断将先进的科技技术应用到高层建筑结构设计中。

1、高层建筑结构设计特点

（1）在高层建筑结构设计中起着关键作用的就是建筑水平力的设计，同时建筑结构的动力性也随着高层建筑层数的水平荷载能力的变化而变化，一般情况下水平荷载和纵向荷载的数值存在差异。

（2）高层建筑结构设计的重要环节之一就是轴向变形设计，高层建筑随着楼层的增加，剪力墙体系也随之增大，另外边柱受力形变与中轴受力形变相比较小，从而引起高层建筑结构受力不平衡的情况出现。

（3）在建筑高层设计时也应该注意对建筑进行抗震能力的设计，因为地震包括纵向荷载及水平荷载，会导致建筑高层结构的安全性能出现危险的可能。

2、高层建筑结构设计基本原则

（1）就高层建筑的结构设计而言，应按照高层建筑所在的地质条件确定科学合理的基础方案。设计基础方案时，设计者除研究高层建筑的结构之类与荷载分布等问题，还应当对建筑的施工条件、干扰因素展开综合考虑，最后明确设计方案。

（2）高层建筑结构设计任务的完成，一定要有科学的计算简图为保证，如果建筑计算简图的设计不合理，很有可能导致整个设计工作出错。所以开展高层建筑结构设计工作时，必须以质量与安全为原则，制定科学的计算简图。

（3）确定构造手段是高层建筑的结构设计工作的重要组成部分。高层建筑结构设计除了要符合强剪弱弯与强压弱拉的设计要求，还要符合强柱弱梁的设计原理，最后使得建筑物的强度与耐力条件符合标准，增强高层建筑的使用价值。

（4）根据上述原则完成设计后，要制定出结构设计的最终方案，同时要确保该方案的经济性、可行性与持久性。

3、高层建筑结构设计中的问题

3.1 建筑结构超高问题

超高问题是高层建筑结构设计中比较突出的一个问题。超高主要就是指在一些高层建筑设计过程中，相关单位无视我国的规范和标准，过度地增加高层建筑的高度。出现这样问题的主要原因就是增加高度可以带来直接的经济效益。但是，从另一个角度来看，这种超高对于建筑的使用会有非常重要的影响，如果遇到地震，那么高层建筑非常容易出现倒塌的情况。这样最终会危及到人们的生命和财产安全。

3.2 建筑结构扭转问题

在高层建筑结构设计过程中，有的时候也会存在着扭转的问题。在建筑结构设计过程中，会有三心，主要就是指质量中心、刚度中心和几何中心，只有实现三心合一才可以实现建筑结构设计的目标。许多时候，设计难以保证三心合一，所以一旦受到水平力的影响，高层建筑就会容易出现扭转的问题，严重影响建筑的安全。

3.3 抗震抗风结构问题

抗震问题通常表现在高层建筑刚度的选择上。倘若不能按照建筑区域地点的地震情况来确定合适的刚度构造，就会造成高层建筑抗震结构设计不科学，提高了高层建筑的危险性。此外，“树大招风”，高层建筑由于较高，非常容易遭受风力的影响，但是很多设计人员在实施高层建筑结构设计时，比较容易忽略这一点，造成高层建筑在遭遇强风时，容易出现倒塌情况。

3.4 受力以及承载问题

高层建筑在施工的过程中必然会使用很多机器设备，楼层越高，机器设备的数量就越多，会增加高层建筑的压力。如果设计的时候没有考虑周全，或者使用的建筑材料不达标，将会导致高层建筑的受力与承载力出现问题。

4、高层建筑结构设计问题的对策

4.1 结构方案选择以及优化

在高层建筑结构设计中，其核心就是选择最优的结构设计方案，只有这样，才能够更加有效地保证建筑设计的水平，满足实际的需求。而在选择结构设计方案的时候，应该充分考虑存在的问题和一些重要的因素。①应该按照相关的规范和标准进行选择，避免与规范出现冲突的情况。②应该注重结合施工现场的实际情况进行思考，详细勘测施工现场，确保施工的有效性。③相关的设计人员应该结合数据进行测算，选择最适合的方案，保证建筑结构的稳定性。

4.2 建筑结构超高问题控制

我国针对高层建筑结构的高度做出了明确的规定，在原先实施的规章制度规定的A 级高度的限制条件下，又增加了B 级高度，也实施了对高层建筑的高度实施限制的目的。因此，在不断优化调整高层建筑结构设计方式的过程中，研究崭新的结构设计方法十分重要。比如说在结构设计工作实施时如果忽略了超高问题，那么必然会从最直接的层面上对建筑结构类型的设计产生影响，非常不利于高层建筑的未来发展。

4.3 高层建筑结构基础设计

在高层建筑结构设计中基础设计工作占据较为重要的地位，而且在高层建筑基础设计正式实施时，应该把施工现场地质水文情况包括高层建筑功能要求当中设计的依据。在高层建筑基础设计中，应该针对建筑上部结构类型进行分析，并将分析工作得到的结果和高层建筑物荷载实际分布情况进行比对，在对各项科学、有效的措施加以一定程度的应用的基础上将高层建筑物基础类型、深度等层面上行的参数确定下来。

4.4 抗震抗风结构问题控制

为了科学地提升高层建筑的抗震性能，设计人员在实施高层建筑结构设计时，应该对施工位置的地质、地震的级别以及频率实施实地勘察，提供依据给高层建筑抗震设计。还应该按照具体情况确定合适的建筑材料，确保建材的质量，并针对施工过程实施监督。对于抗风结构问题，设计人员在实施高层建筑结构设计时，必须重视风力对于高层建筑的影响。对施工地的风向和风力进行分析，科学合理的进行高层建筑结构的抗风设计，为高层建筑的建设以及安全使用提供保障。