高层民用建筑结构设计问题的探讨

张高伟

【摘  要】在经济高速发展的当下，高层民用建筑数量也在逐渐增多。与此同时伴随着的高层民用建筑结构设计问题也浮出水面。建筑结构设计涵盖许多内容不可一言以盖之，不同的施工情况意味着设计也需要做出不同的调整。在目前的建筑结构设计中，需要时刻保持科学性、安全性以及合理性等，对存在的问题进行深度分析。本文对设计问题进行探讨的同时也会思考修整的举措。

【关键词】高层民用;建筑结构;设计

引言

随着高层建筑工程数量的增加，高层民用建筑结构设计在整个建筑设计中所占的比重也越来越高。在设计过程中，平面布置、立体布置、造假方案、材料选择、内部管道设置等都对整体设计有很大影响。不同施工方案下技术使用也千差万别。在进行设计的时候需要考虑到结构方案、计算简图等问题。设计人员需要综合多方意见进行调整，从而维持整体系统的稳定性。

1.高层民用建筑结构设计的原则和特点

1.1经济适用性和安全性原则

在对高层民用建筑进行设计的过程中，需要紧紧抓牢其经济适用性和安全性原则，需要在建筑的结构形式与结构体系中进行分析，并遵守同种结构选择同种类型体系的原则，确保在建筑结构中存在的应力平衡且合理。一般来说，在进行高层建筑的结构设计过程中，需要对设计过程中可能出现的问题和影响因素进行分析和评判，结合相关的工程专家和施工管理控制人员进行讨论，确保得到的施工方案能够满足工程需求，避免成本的浪费以及事故的发生。

1.2图纸设计和精确计算原则

为了确保工程能够更好的施工，需要针对工程设计和施工图纸，将工程中可能出现的各种问题和影响因素进行标注。另外，为了保证施工的顺利，需要在图纸中进行精确的计算，因为如果图纸计算不精确就会导致高层建筑出现安全问题，对住户造成了威胁。在计算中可以利用相关的计算机技术，并进行反复验算和分析。

1.3预防原则

为了避免在地震等自然灾害中导致建筑结构的不稳定性，需要设计出较为柔和的建筑结构，达到减震和抗震的效果，且需要做好在强烈冲击下造成的危害，所以高层民用建筑的设计需要考虑到良好的变形能力，防止其出现坍塌的现象，保证高层民用建筑结构抗冲击的延续性

2.高层民用建筑结构设计中的问题

建筑结构设计需要考虑多方问题，目前的技术环境下存在各种问题。其中包括以下几点。

2.1高层民用建筑结构设计选型不当

在进行设计的过程中，存在很多建筑结构设计选型不当的问题。规范化的设计需要对结构高度和嵌固端设置等进行要求。高层民用高层民用建筑结构设计选型不当具体表现在以下几个方面 ：首先是结构过高的问题，在建筑抗震因素中，结构高度是影响最大的因素。不同的高度下，机构会存在很大区别。目前我国高层居民建筑设计中结构高度存在限制，但是结构超高的问题经常存在，例如，将原有的限制高度设定为 A 级高度，或是增加为B 级高度的建筑。此类问题会严重影响抗震性能，因此在设计过程中必须对这种因素进行严格限制。当结构数据出现变更后，无论是结构抗震性能还是构件强度都会受到影响，从而对工程工期和工程造价产生影响[1]。其次，在建筑结构设计中，嵌固端位置设计不当也会造成影响。高层民用建筑都带有二层或是以上的人防地下室，嵌固端就可能会设置在地下一层或是地下二层的地下室顶板上，很多设计人员总是忽视这部分的设计，从而造成建筑结构安全存在严重隐患。

2.2高层民用建筑结构设计中的计算问题

作为整个建筑结构设计的关键环节，准确的计算分析直接关系到整体的结构。保证工程的整体质量从计算数据开始，一丝一毫的数据偏差都有可能产生结构安全隐患。在建筑结构计算分析阶段，常见的问题主要体现为：软件选择不合适。当前阶段，高层民用建筑结构设计常用的计算软件主要包括 YJK、PKPM、ETABS、3D3S等主流软件[2]。不同的软件有各自的优缺点，也适用于不同的分析环境。想要更高的准确度，就必须对各软件的计算结果进行对比分析，从不同的软件中选择最合理的计算结果。

3.民用高层建筑结构设计出现问题的对策

为应对出现的问题，需要在建筑结构设计中进行修正，以防出现安全问题。

3.1合理布置墙体结构

在布置空间结构过程中，未达到减震效果需要使用多种材料。剪力墙性能是抗震的重要指标，只有形成良好的空间结构，才能够达到更好的减震效果。在设计过程中需要结合当地条件、使用材料以及房屋高度等选择合适方案。设计过程中应该尽可能避免单向设计的剪力墙，因为这种剪力墙的受力位置会导致在地震发生的时候安全性大大降低。合理的设计应该是让两个受力方向的剪力墙的刚度设计相近，从而保持了空间性能的良好[3]。这样的设计不但能防止剪力墙因为当面的受力而损坏，同时还提高了結构力度，减少了空间浪费。双面剪力墙的结构承载力和抗压力比较大，在设计过程中他们可以有效提升结构的空间使用效果，减少因为结构重量带来的负荷。合理的墙面结构需要在设计图纸上就明确到减震效果和抗震效果，这样的设计才能提高高层建筑的安全性。

3.2解决建筑中心的扭转问题

高层局面建筑除了在纵向方面需要承受更多压力之外，水平负荷也会影响他的结构安全性。在进行结构选择的时候，应该选择合理的布局和形式，在水平方向计算好受力位置、受力点以及水平压力等，尽量减少因为水平负荷而出现的水平扭转现象。建筑中心需要维持多年的稳定性，水平方向一旦会出现偏移，势必会对纵向结构形成压力，甚至威胁到整栋建筑的安全。在扭转中心的设计中，高层建筑的质量分布是一个重要因素。为了使楼层能够沿水平面分布均匀，必须要减轻结构的扭转震动。在结构设计中对数字进行更加精准的把控，减少因为水平扭转而产生的震动现象。

3.3提高建筑结构的抗震能力

在抗震方面，高层建筑与低层建筑存在很大区别，因此在进行高层建筑设计的过程中，不但要考虑到结构安全性，更要考虑到震动发生时不同楼层的稳定性。对于底层建筑来说，基本楼层只要满足减震效果即可，但是高层建筑需要对减震和抗震区域做好明确区别，保证在合理的强度和刚度之下维持良好抗震性。这种设计的要点在于，当地震发生的时候，合理的抗震和减震可以让建筑物受到最小的上海，从而减少地震产生的此生灾害，以此保护底层和高层居民的生命安全[4]。常见的设计方案是使用一定的塑形材料，这些塑性材料可以吸收地震时产生的能量，起到有效的减震效果，减少地震对建筑物的破坏。

4.结束语

综上所述，近些年来，我国城市高层民用建筑获得了迅速的发展，在建筑设计中需要考虑到建筑物的减震性能、剪力墙的压力、建筑中心的扭转，在保障建筑质量的安全性上，需要时时刻刻关注建筑结构的设计，在保证安全性的基础上对材料、设计等进行更高基准的完善。目前我国高层局面建筑结构的设计原则和理念更加明确，往后也会在建筑设计上采用高标准严要求，这样才能有最佳的建筑结构体系，从而真正推动我国建筑行业的长远发展。

参考文献

[1]崔广良. 框架剪力墙施工技术在高层建筑中的应用[J]. 建筑工程技术与设计， 2017（5）.

[2]杨宇熹， 杜明洋， 赵威. 高层建筑剪力墙结构设计要点及布局[J]. 科学技术创新， 2017（2）：264-264.

[3]李明. 高层民用建筑结构设计问题浅析[J]. 商业故事， 2016（2）.

[4]郑剑. 高层混凝土建筑抗震结构设计策略[J]. 建材与装饰， 2016（36）.