高层建筑结构设计存在问题及对策研究

陈钰婷

（贵州省建筑设计研究院有限责任公司 贵州贵阳 550001）

随着城市化发展进程不断提升，大量农村人口不断的涌向城市，进而表现出城市建设用地越来越紧张。为了有效的缓解这方面的问题，高层建筑工程被兴建起来，高层建筑具有降低市政投资、提升施工单位经济效益，同时还可以在一定程度上提升了社会经济效益等方面的特点。对高层建筑的兴建，不但可以在很大程度上节约了城市用地面积，同时还可以降低公用设施、市政管网的开发周期，城市高层建筑也越来越受到了人们的认可。尽管高层建筑为当前城市化发展带来了较强的推动力，但是高层建筑业具有施工周期比较长、施工工艺复杂并且还存在一些风险，在对高层建筑结构进行设计和分析工作方面，需要考虑到的因素很多，重点表现在适应性、经济可行性、技术合理性等，当高层建筑施工达到一定层数的时候，在施工难度方面会产生明显变化，同时，高层建筑在我国建筑技术范围内的发展还不是非常成熟，不论是在结构设计还是建筑施工方面，其中还是存在很多需要不断完善的施工问题。

1 高层建筑结构设计原则

1.1 基础方案的合理性

高层建筑结构基础施工方案，是保证高层建筑施工整体性和良好性的基础保障，在实际的建筑结构方案设计当中，相关设计单位需要依照具体施工地质条件，依照具体的建筑施工要求来对结构实施设计。同时在建筑结构基础方案的配置上，需要和地质调查报告进行对接，保证其中各项调查数据充分符合工程施工标准。另一个方面，在进行高层建筑施工过程中，还需要对建筑实施综合性分析，特别是对建筑整体结构的稳定程度、每一个环节的负载加以考虑，通过这种施工设计方式充分保证工程施工的稳定性[1]。

1.2 结构措施完善

在高层建筑施工当中，除了需要对基础施工方案和施工图纸进行设计之外，其中还有一个比较重要的施工原则是相关施工单位经常忽略的问题，那就是需要保证建筑结构实施措施完善化。相关设计单位在对高层建筑结构进行设计的过程当中，需要充分的注意到各部分组件相互之间的衔接程度。比如；建筑体当中的钢筋锚固长度等，同时在设计单位当中还需要充分注意建筑体存在的一些薄弱环节，建筑体本身的温度对建筑体组件产生的影响等，这对几个方面的问题，在实际的设计工作当中，需要充分遵循“强柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉”的基本结构设计原则，通过这种方式来保证高层建筑结构设计的稳定性。

2 高层建筑结构设计存在的问题

2.1 扭转问题

在高层建筑施工过程当中，建筑结构的几何中心、刚度中心以及整体结构中心，是建筑重要的三个中心点，在高层建筑结构施工过程当中，要求建筑三个中心点需要尽可能的保证集中在一个点位上，也就是人们常说的“三心合一”。要是在设计工作当中没有做好这方面工作，建筑就会产生扭转问题，在水平力的作用下，建筑体结构会受到一定的损坏。

2.2 抗风结构设计

由于高层建筑本身楼层较多，高度相比普通楼层来讲更高，在对高层建筑实施结构设计工作当中，需要充分的考虑到高层建筑的抗风结构设计。高层建筑结构在建筑表面的流动性与空气动力效应方面，会对建筑体的根基稳定性产生影响，在遇到强风天气的时候，由于产生静力方式或者是动力方式的震动，对高层建筑的墙体、支护结构以及建筑装饰等都形成一定的影响，因此，在实际的建筑设计工作当中，需要充分考虑到建筑抗风的设计，防止建筑体产生结构上的损坏[2]。

3 高层建筑结构设计问题的解决策略

3.1 科学的布置平面布局

在高层建筑结构设计工作当中，针对所产生的结构扭转方面的问题，可能是因为没有真正的实现“三心合一”的施工标准，形成了建筑体在整体质量的分布上产生不均匀的问题。因此，在设计工作当中，相关的设计工作人员需要对建筑施工中，采用相对比较规则的图形，比如：长方形、圆形或者是正多边形等结构形式，通过对质量的均匀分布来保证建筑体的稳定性，同时通过这种施工方式还可以充分保证建筑结构的对称程度[3]。

3.2 优化抗风设计结构方案

针对当前和高层建筑结构的抗风性能研究：①要对施工基础进行优化，充分保证建筑施工结构的抗风性能。在建筑施工过程当中需要在基础设计工作当中，采用级别比较高的砂石，在基础应力层上设置剪应力锚杆；②要提升高层建筑在耗能结构方面的设计工作，在高层建筑设计工作当中，针对其中的承重结构，比如：楼板、剪力墙等来用来抵挡强风带来的影响；③要不断降低水平荷载力与强风叠加起来的高程建筑产生的影响，在高层建筑施工过程当中，在强风的作用下建筑体水平方向上的荷载应力对高层建筑产生的影响非常明显，非常容易产生水平方向上的内应力，在水平方向上的结构应力可以和风能相互之间进行重合叠加[4]，进而形成了更大的水平作用力，对建筑体的影响程度非常明显。因此，在进行相关设计工作过程当中，需要有效控制水平方向上产生的应力，同时还需要采用性能比较高的混凝土来进行施工，这样可以在一定程度上降低了高层建筑内应力的产生。在此过程当中还需要充分的考虑到地震灾害对高层建筑产生的影响，由于高层建筑防震设计一直都是一个难点的施工问题，在对高层建筑记性设计的时候，对抗应力结构位置的转变，可以实现在建筑水平方向上应力的转变，同时在建筑竖直方向上的结构部件性能可以形成一套相对完善的应力分布体制，充分保证预应力施工的整体性，进而保证工高层建筑施工的整体稳定性[5]。

4 结束语

通过本文对高层建筑结构设计存在问题及对策研究和分析，从中可以总结出在高层建筑的结构设计工作方面，属于一种全面性、系统性以及相对比较复杂的施工过程，针对设计工作人员来讲，高层建筑结构设计属于一项非常有挑战性的工作，其中需要考虑到的问题点非常多，这就需要结构设计人员具有丰富的建筑结构设计经验，针对其中各个方面的防护工作做好科学有效，通过这种方式才可以有效保证城市高层建筑建设的安全性，针对我国城市化建设发展起到了推动性作用。