高层建筑结构设计问题及对策分析

2021-11-24李航刘洪鹏

商品与质量 2021年37期

李航刘洪鹏

青岛时代建筑设计有限公司山东青岛 266555

随着我国现代化建设的不断推进以及城市的不断扩建，高层建筑越来越为人们所青睐。但是由于高层建筑自身存在的一些特殊性，导致高层建筑在施工和设计时具有相当的难度和挑战性。为了进一步优化这些问题，寻求更加合理的高层建筑结构设计和施工方案，本人再次探讨高层建筑结构的优化设计问题，并且根据相关的问题给出对策，为进一步促进我国建筑领域发展做出贡献[1]。

1 当前高层建筑结构设计存在的问题

1.1 结构体系问题

在高层建筑的结构设计工作中，需要考虑到结构体系的合理性，确保高层建筑的结构体系能够满足建筑工程的实际需求，并将结构的稳定性考虑进去，如若选择的结构体系并不合理，就会直接影响到结构的稳定性，导致结构的稳定性下降。比如在钢筋混凝土结构体系设计工作中，设计人员就需要充分结合工程结构的特点，并根据建筑所在的地区抗震设防等级的具体情况来选择适宜的结构体系。设计人员在选择结构体系时，如若不考虑结构的合理性，就会直接影响到高层建筑结构的稳定性以及安全性。特别是在决定钢筋混凝土的结构体系时，如若不能科学制定设计指标，就会直接影响整个建筑结构的各项性能，并在后续的施工以及使用过程中产生各种安全以及质量问题[2]。

1.2 基础选型不合理

在建筑工程结构设计中，基础结构的选型非常关键，其与建筑的施工质量、整体稳定性和使用安全密切相关。但是从目前来看，不少结构设计人员在对建筑结构进行设计的过程中，存在基础结构选型不合理的问题，在这种情况下，地基的承载能力无法很好地满足建筑实际需求，使建筑在使用过程中容易出现基础侧向位移或不均匀沉降问题，严重时甚至可能导致建筑过度沉陷和结构开裂，影响使用寿命和使用安全[3-5]。

1.3 扭转问题

在建筑领域，扭转问题是非常关键和核心的一个问题，在世界范围内都受到了普遍的关注和研究。高层建筑对扭转设计直接关乎到高层建筑地理自然灾害的能力，尤其是在面对台风和地震时，建筑的扭转问题直接关乎到建筑的安全性。建筑在进行设计和施工时，因为某些不可抗的因素难免的会出现建筑的不平衡，不对称。在低层建筑中，这种不平衡，不对称可以被忽略不计，而在高层建筑中，这种不对称、不平衡则可能会酿成灾难性的后果。高层建筑中楼体的平衡关系以及力学构架是整个扭转问题产生和解决的核心。

2 解决高层建筑结构设计中问题的对策

2.1 科学布局与选择设计方案

高层建筑工程的设计方案是设计环节中最为关键的一部分。首先，在选择设计方案时，需要参考建筑工程项目的具体要求，根据建筑工程的要求决定设计图纸上各工程部分的参数，另外，设计人员还需要考虑到设计图纸上标注的参数是否完全符合当下的行业标准以及我国法律法规的硬性要求；其次，在设计工作中，设计师需要考虑到后续建筑工程施工的可操作性，其不仅要保障设计图纸上的内容满足建筑工程需求，还要为建筑工程的后续施工提供依据，保障后续施工的安全以及质量。除此以外，通过科学的选择设计方案，能够有效提高建筑工程后续施工的施工效率以及施工质量，简化施工流程，降低施工难度，帮助施工单位更加便捷快速的完成施工作业，并保障施工质量。

2.2 重视基础选型

基础选型阶段，需要充分考虑建筑工程的设计要求和施工要求，做好不同类型基础的对比分析，并开展相应的模型推演，对照推演结果确定建筑基础的类型，另外，应对基础选型进行整体规划，例如，在一些土质相对较差、承载能力无法满足建筑需求的区域，可以采用桩基础保证基础整体的稳定性和安全性。

2.3 扭转问题的解决办法

随着人们审美需求的提高，单一的完全对称性的建筑设计已经不能够再满足人们的需求。个性化，多样化的建筑正成为城市发展的趋势。而即便如此，设计师在设计时仍然要在一定范围内寻求建筑形状和结构的对称，以此来保证建筑的受力合理。尽力使建筑物的质量重心和力量调度中心结合在一起，最大限度的增强建筑的抗灾害能力。并且在设计完之后，施工方在实地操作时要与专业的建筑人员相互合作，相互促进，最大限度的调整因设计上的缺陷而造成的建筑结构上的不足。即使在设计不规则建筑时，设计师也应从更大的层面上，从整体的层面上去思考建筑的平衡性，力求通过力学结构的改变来解决建筑的扭转问题，减少因不规则而造成的建筑不稳定。

2.4 完善建筑设计图纸

建筑设计图纸属于建筑结构的关键表现载体之一，与此同时也是建筑项目在整个施工全过程里的前提。也就是说，建筑设计图纸存在的一切问题都可能反应在建筑施工中，形成不可逆转的后果。所以，进行建筑结构设计的全过程里，要求严格遵照设计规范开展工作，设计师不能够贪图便利而将重要的信息指标和标牌等忽略掉。与此同时，针对比较复杂、微小的结构区域，要求在结构设计里格外关注。