简述高层建筑结构设计的问题及解决措施

胡剑虹

摘 要 随着建筑行业的不断发展，高层建筑迅速发展起来，在实际建设过程中，结构设计发挥着越来越重要的作用，只有提升自身稳定性，才能确保高层建筑整体质量。因此，文章先对高层建筑结构设计中的问题进行分析，并对处理策略以及发展进行阐述。

关键词 高层建筑;结构设计;问题;策略

引言

随着城市化进程的加快，对建筑物提出越来越高的要求。虽然建筑行业具有良好的发展，但由于当前土地资源较紧张，对现代建筑行业来说，为了更好地应对这一客观因素，就要由多层建筑向高层建筑转变。高层建筑的兴起，是城市发展的重要组成部分，在工程进行设计与建设过程中，由于层数较多，因此，确保建筑物结构具有重要作用。不仅能够保障工程质量，还能够降低对土地资源的消耗。

1高层建筑结构设计中的问题

当前，虽然建筑行业具有良好的发展形势，但由于土地资源紧张，使建筑用地出现供不应求的局面。对于这一现状，建筑行业逐步向着高层建筑方向发展，与普通建筑比较，不管是层数还是高度，都存在着一定的差异，在结构以及地基基础方向，提出更高的质量要求。特别是建筑物结构设计是否稳定，都对工程质量产生直接影响。虽然结构设计必须确保设计的合理性，但当前在设计过程中，仍存在着较多问题，使设计达不到相关要求[1]。

（1）结构设计人才管理不完善。随着经济的不断发展，建筑行业迅速发展起来，同行业间的竞争不断增强，设计单位中，设计人才管理不完善，导致设计水平存在着一定的差异性，如设计师专业素质以及技能水平不一，进而存在着明显的层次差异，甚至部分设计人员不是结构设计专业的人员。

（2）结构设计市场缺乏完善的管理。当前，部分设计单位能够脱颖而出，大都依靠内部关系实现的。此外，通过调研得知，设计市场价格比国家制定的标准要低很多。多数设计在激烈的市场竞争下，想要获取更多的经济效益，大都采用压价的形式，进而造成整个市场秩序的混乱性。此外，部分资质以及信誉较高的单位，由于受“关系户”影响，面临着淘汰的现状。正是由于受到此类因素的影响，导致多数设计单位存在着较多的问题，究其原因是由于市场管理缺乏规范化，因此，需对其引起重视。

2高层建筑结构设计的有效策略

（1）科学选择设计方案。高层建筑结构设计过程中，结构的稳定性，对工程整体质量产生直接影响，特别是高层建筑，因其层数多，对结构提出更高要求。此外，还要充分了解各种不同变量等因数，从而找到适合的设计方法。例如，目前较常使用的是直接优化和间接优化法。在制定与选择设计方案的过程中，想要确保结构设计的合理性，就要对其中各类因素以及指标进行剖析。可将材料消耗作为重点，对指标分析过程中，会发现对结构构件截面产生直接影响。在具体实践过程中，必须确保构件自身截面尺寸，同时，结合力学分析方法，找到强度计算值和位移条件。但对于实际进行分析过程中，发现应用数据解析方法，不能对相关函数进行表达，因此，不能通过较小值方式，获取结构设计方案。对于此类问题，在对高层建筑结构进行设计过程中，往往会采用直接优化法。此方法在实际进行应用过程中，经过测算与分析后，达到目标值的要求，且能够选择与利用。因此，通过此种方式，能够使结构设计得到完善[2]。

（2）科学选择加强层。当前，高层建筑已成了各大城市的主要建筑群体，甚至部分高层建筑因其外形特征，具有一定标志性。其质量以及结构设计是否稳定有着直接关系。但由于在实际进行设计过程中，提出越来越高的要求，因此，就要对结构设计进行完善，以确保结构的安全性。在制定结构设计方案过程中，对于其中一些重点部位，要确保方案的合理性。例如，在设计加强层时，往往会设置在结构的中部或上部，不仅能够实现对结构的控制，还能够避免位移问题，同时，对于地震还能够起到一定的缓解作用。因此，在结构进行设计过程中，必须要认识到加强层设计的重要性，从而更好地保证结构设计效果。

（3）合理选择荷载取值。现代高层建筑的主要特点是层数多、单元重复性强，因此，一点荷载效应就会出现重复变化，进而造成结构问题。例如，一个接近百米的高层建筑，由于业主的需求，设计单位需在施工图阶段，对夹层荷载进行充分考虑，设计完成以后，因业主与之前成本进行对比，认为高层成本较大，需进行完善。在拿到工程图以及模型研究后得出，设计方对夹层荷载应用的是钢筋混凝土楼板荷载，随着逐层的增加，最终导致荷载较大。因此，可应用钢结构夹层荷载，达到降低荷载的目的，进而很好地对造价进行了控制。

（4）强化结构抗扭刚度。高层建筑实际进行结构设计时，如果构件以及质心具有较大的距离，就会增加抗扭刚度。为了有效提升结构抗扭刚度，就要在结构周围，设置剪力墙或者大刚度的抗侧力构件。除此以外，还可以局部强化四周框架刚度来设计其结构，同时，在高层建筑四角设置L形的剪力墙。还要应用有效方法强化剪力墙厚度。除此以外，可增加剪力墻梁周边高度，设计人员把楼面窗下处设置成连梁，同时预留一定的窗洞，以保障结构的抗扭刚度[3]。

（5）计算简图的科学应用。高层建筑结构实际进行设计过程中，要准确进行计算，同时，针对计算简图中的问题进行明确，对其影响因素进行分析，强化计算过程以及结果的准确性，提升结构设计数据的合理性。

3高层建筑结构的发展趋势

随着科学技术的不断发展与进步，高层建筑结构设计工作不断进行完善，为了确保其质量，可引进先进的技术手段以及材料，而高性能混凝土会成为高层结构设计的重要选择，此种材料与传统混凝土相比，不管是强度还是韧性，都得到很大的优化，还能够有效控制结构自重，为结构的稳定性提供重要保障[4]。

4结束语

综上所述，随着经济的不断发展，高层建筑工程已成了当前发展的主要趋势，为了确保建筑工程整体质量，就要对结构进行合理设计。针对结构设计中存在的问题，制定切实可行的结构设计方案，同时，对重点部位引起重视，引进先进技术与材料，促进高层建筑结构设计整体水平的提升。

参考文献

[1] 李盛勇，吕坚锋，徐麟，等.高层建筑结构合理构成与高效率结构设计[J].建筑结构，2020，50（4）：1-7，24.

[2] 马玲.建筑结构设计中的抗震结构设计理念[J].建材与装饰，2019（36）：74-76.

[3] 王海燕，王海骄.提高房屋建筑结构设计安全性的研究[J].工程建设与设计，2019（20）：18-19.

[4] 李波.超高层建筑结构设计的关键问题分析[J].建材与装饰，2019（14）：121-122.