基于高层建筑结构设计的问题与对策研究

赵毅

摘 要：结构设计对高层建筑的整体质量有重大影响。为确保高层建筑的整体安全和稳定，必须严格按照规定执行结构设计工作。 本文详细分析了高层建筑结构设计中的常见问题，并提出具体的解决方案。 希望本文能对建筑行业从业人员有所帮助。

关键词：高层建筑；结构设计；解决措施

1 引言

高层建筑是目前建筑市场的主要类型，如果在设计中就存在诸多问题，这些问题必将严重影响高层建筑的质量验收。高层建筑由于其高度性和集约性，而且人们对高层建筑的需求越来越高，就要求对其质量必须有高标准严要求。 为保证建筑物的安全，高层建筑的建设应根据高层建筑的要求，确保建筑设计的安全性和合理性。 只有这样才能确保高层建筑及施工的高水平高标准高效益。

2 高层建筑设计特点研究

在高层建筑结构设计中起关键作用的是水平力，同时，动力性能决定建筑结构随着高层建筑的层数变化而变化水平荷载，这通常是水平荷载和竖向荷载值的差异。

轴向变形设计也是高层建筑结构设计非常重要的环节之一，高层建筑随着楼层层数的增加，剪力墙系统越来越高，一侧的轴向应力变形比其余应力变形小，将导致高层建筑结构不平衡，存在危险。

此外，在高层建筑设计中也要注意结构的抗震能力，因为地震包括竖向荷载和水平荷载，是直接影响高层建筑结构的安全性能的危险因素。

3 高层建筑设计中应遵循的规定

3.1 合理的简图设计理念

选择合理的设计计算简图，是确保高层建筑结构合理的关键，是结构设计安全性的根本，因为如果存在任何概念错误，将是直接导致影响结构的原则性问题，从而直接威胁到高层建筑的安全。因此，高层建筑结构设计和计算，要高标准，严要求。在实际的施工过程中，也应进行合理的施工工艺配置，而且，这个配置并不仅限于铰结点和刚结点，是应当有最大限度减少影响简图计算的错误的保障措施，来保证规范指定允许的控制范围。这是高层建筑质量保证的第一步。

3.2 合理的基础设计风格

高层建筑对建设用地的地质条件要求很高，充分利用现有地质条件是基础设计阶段要做的，因此可以根据不同的地质条件和建筑材料选择不同的设计方法。由于垂直载荷的问题，如高层建筑竖向荷载很大，远远超过一般的建筑，需要充分细致地研究地质条件。同时，还因为通常周围有其他建筑物，其他的高层建筑，所以施工过程中还要全面考虑在建工程对周围建筑物的影响，或受周围的建筑物的影响，这些都需要综合考虑建筑环境、地质等问题的所有方面。还需要注意的是，我们必须充分考虑潜在的基础影响，这对高层建筑地基的潜力开发是很有帮助的。因此，在适当的时候可以根据不同基础形式采取灵活多变的方法，及时地进行地基变形观测，完全掌握高层建筑对地基的应力影响。

3.3 合理的结构方案

高层建筑的结构设计通常包括形式和系统两个方面，这两个方面是非常重要的。优秀的结构方案是对传力和受力等重要的问题解决后，更能有效地考虑到经济价值，获得更高的投入产出比。合理的施工方案也是必须考虑的问题。施工方案的考虑必须注意兼顾全面，不仅包括地域条件，还有周围的建筑物的现实条件，工程建设重点是条件和材料，综合分析这些指标对于结构施工方案的选择是关键。通过这些研究，可以更好地确定最优的结构措施。

4 高层建筑结构设计中的问题与对策

4.1 高层建筑超高问题的对策分析

高层建筑抗震是关键，因为高层建筑所承载的竖向荷载更大。而超高建筑的高度对于安全系数的构建，是必须考虑的一个关键问题，抗冲击阻尼在高层建筑设计中更加令人头疼。建筑物的高度应满足应对实际地震的要求，而满足抗震的需要更体现以人为本的建筑理念。

超高建筑的问题，原来的限制只有在课堂上有限的 A级高度，但由于对实际情况的理解和存在的问题层层深入，一个相对较新的规范随之而来。该规范是对高度扩张的限制，如 B级高度，精化主要基于高层建筑的安全，尽管这样详细的优化，极大地提高了高层建筑结构设计的方法和措施水准，但高层建筑设计，其实际的措施往往是更注重现实的可行性。审查，特别是对施工图纸的结构方面的问题，将直接影响图纸审查通过与否。在通常，必须按实际状况进行结构的应对，由于施工图纸的不可预见性和复杂的现状，结构上的改变将直接使高层建筑面对一个个重大问题，所以需要做定期、定时的专家讨论会议，只有对建筑的论证持更谨慎的态度，对工程建设才有更好的效果。

4.2 短肢剪力墙设置

在最新规范中，短肢剪力墙的定义是墙肢的长度为厚度的5-8倍剪力墙结构，具体如图1所示。根据以往实践经验，对高层建筑短剪力墙的使用存在很多方面的控制。因此，必须极力避免短肢剪力墙的使用，减少短肢剪力墙在高层建筑设计过程中的应用所带来的问题。万一短肢剪力墙应用在高层建筑的中，就必须要有根据来控制出现的问题，以规避短肢剪力墙应用欠妥造成的后果。

4.3 嵌固端的设置

高层建筑都有地下通道和人民防空工程，因此嵌入的末端可以设置在地下通道或在人民防空工程的上部。因此，在设置高层建筑固定端的过程中，嵌入端的位置应该被设计师着重注意，把设计过程变简单，避免在固定端设置中出现其他的问题。

4.4 高层建筑的规则性对策分析

在实际的建筑规范中，对于高层建筑有许多限制，这一限制是基于规律性的限制，例如在高层建筑结构中相应的刚度控制水平以及平面度的规定。 同时非常规措施的规划设计在实际的规范中严格要求有更多的高层建筑样本，与此同时，按照规划进行设计，结构设计更改报告，设置相应水平的审核，只有这样才能满足规范性问题的条件。

高层建筑的设计虽然在一定的规则进行，但建筑最终还是要回到人类生活的本質需求，因此，必须在设计时加入人性化的考虑，创造一个舒适的居住建筑环境，并充分考虑人类对建筑多样化的需求，从而在更高层次上提升建筑设计的水准。

5 结束语

当前，随着社会经济的快速发展以及人们生活越来越好，档次越来越高，为了节约建筑占用土地面积，所以高层建筑的建设越来越普遍。跟普通建筑不一样，高层建筑楼层多高度高，因此要求其安全性能必须达到国家规定标准。在人们对于居住环境、建筑质量的关心问题上，这是关系着人们的财产以及生命安全的重大问题，如何做好高层建筑设计是现代社会设计师所面临的直接问题。借此，为了改善目前建筑业参差不齐的现象，要求我们从实际出发，在根本上解决问题，确保施工质量，确保人员安全，保护人民财产生命安全，为建筑业蓬勃发展保驾护航。

参考文献：

[1] 熊航.当前高层建筑结构设计中的问题及其优化措施分析[J].四川水泥，2017（10）：93.