關于高層結構設計應注意的一些問題探討

摘要：隨著我國建筑行業的不斷發展，住宅的建筑功能也復雜多樣，這些都給結構設計人員帶來新的挑戰。本文主要對高層的結構設計所需要注意的一些問題進行分析。

關鍵詞：高層；結構設計；問題分析

前言

高層建筑發揮著重要的作用，可以緩解人口不斷增多的趨勢。而高層的結構設計合理與否是高層的關鍵，同樣面積，結構不合理的情況下，造成不實用、不經濟甚至因結構而出現嚴重的質量問題，而合理的結構反之。精美的高層建筑設計還可以改善城市的外觀，或者說成為城市的一道風景。比如馬來西亞的石油大廈和上海的金茂大廈等等。建筑面積與建設場地面積的比值一定，那么建造高層建筑就會有效地節約城市土地面積，得到更多的空閑地面，用這些空閑出來的地面來進行城市綠化或者供人們休息娛樂。與此同時，建筑高層的土地結構設計會為城市帶來更充足的日照、更良好的采光和通風效果。在新加坡新建的居住區中，由于建造了很多的高層建筑群，得到了許多空閑的地面，使人們的休閑活動空間也得到了拓展。一般情況下，高層建筑也可以使人們的內心得到舒展，所以說高層建筑對于城市人們的生活非常重要。因此，高層建筑的結構設計也非常重要，良好的建筑結構可以使人們生活得更加安全，更加舒心。也會使城市更加美觀，擁有良好的生態環境。高層建筑結構設計師們要發揮自己的所學所能，設計出美觀、經濟、實用的高層建筑。

一、高層建筑結構設計中應注意的問題

在高層建筑結構的設計中，我們需要注意一些問題，主要有以下幾方面。

（一）剪力墻的設計

在高層建筑中，剪力墻對建筑有著重要的影響，所以，在剪力墻的設計過程中，要充分考慮剪力墻的結構體系。也就是以建筑物墻體作為承受水平、豎向荷載的結構，要求混凝土剪力墻具有較好的結構，較強的剛度，以滿足其承載力的要求。在對剪力墻進行計算配筋時，切記要為墻肢一端配筋。在短肢剪力墻相對較多的結構中，將較短的墻段劃為約束邊緣的構件是不妥的，這會使墻肢中和軸附近的鋼筋無法發揮作用。另外，剪力墻間距也不能過大，因為這會使得平面的布置顯得死板，無法滿足公共建筑功能需求。此外，一旦剪力墻 自身的結構過大，高度超過標準就會引起懸臂墻變形，側向變形是彎曲型，層間側移就會隨著層數的增多而增加?？偟膩碚f，剪力墻是高層建筑的主要構成部分，同時也是高層建筑結構設計工作的重中之重。而在剪力墻其他結構的設計過程中，側向剛度最好不要太大，否則就會出現對地震作用太大，不經濟適用的情況。具體來說，剪力墻需要同框架一起抵抗水平的荷載，也就組成了框架——剪力墻結構體系。如果剪力墻結構比較簡單狀，所以又被叫做框架——簡體結構體系。該剪力墻結構比單獨的框架結構有更強的承載能力。在地震的作用下，層間變形減小，因而也就減小了隔墻和外墻等重要部位的損壞。有了剪力墻，無論在非地震區還是地震區，都可以建造較高的建筑，因此，剪力墻受到了建筑設計者的青睞，也就被廣泛應用于高層建筑的結構中。

（二）高層建筑的高度問題

在我國，把達到十層及超過十層的住宅型建筑或者高度在24m以上的綜合性建筑劃分 為高層建筑。根據現有的規定 ，規定了各種常見建筑結構體系的最大適用高度。在我 國的社會經濟發展水平、建筑科研水平和施工科學技術水平的相關背景下，這一高度是比較安全穩妥的，它是目前我國土木工程規范體系中相協調的標準高度。但是在實際的建筑工作中，很多混凝土結構的高層建筑在高度設計上已經超過了這一限制，所以，我們在結構設計的時候，需要考慮這一問題。

（三）結構設計人員問題

由于設計人員在設計時的疏乎問題，而導致的高層建筑地基與基礎設計問題一直是建筑結構設計人員應該重視的問題之一，因為該階段設計工作的好壞會直接影響到接下來的設 計工作能否正常進行。另外，建筑物的地基做為整個建筑的基礎直接決定了高層建筑的價值。在地基基礎設計這一階段，極有可能出現一些問題，如果不加以重視，將對建筑工程造成巨大的損失。

（四）設計單位存在的不容忽視的問題

由于建筑結構的設計和設計單位離不開關系，有極個別設計單位和個人過于看重 自己的利益，甚至不惜違背道德和法律，設計出不負責任的作品，危機了他人的安全，最終也將自己送入了監獄。因此，設計單位的管理人員一定要有很強的法律意識和很高的道德修養，使設計出的高層建筑具有合理的結構。

二、高層建筑結構設計難點及解決方法

一般情況下，我們根據設計質量和施工質量來評價建筑整體質量的好壞。與施工質量相比，建筑設計的過程相當繁重。因此說設計師們肩負著重大的責任，并且，結構的設計工作會直接影響到高層建筑物的使用安全和經濟效益。但在實際設計工作中，經常發生建筑 結構設計的概念和方法上的差錯，這就 需要 針對不同問題，采取不同的解決方法。

（一）以實用性為主

作為建筑的設計者，首先要懂得高層建筑不僅有審美的功能，更要有實用功能。在設計高層建筑時，要綜合應用藝術手段和工程技術手段，在帶給人們良好視覺效果的同時，還要讓人們住的舒心，住的安全。而且，設計出的建筑還應該有持久性，可以經受得住時間的考驗。多年之后，高層建筑仍應該有堅固的結構。也可以說，建筑的審美意義是有賴于實用意義的。

（二）設計與施工的有機結合

對高層建筑結構的設計進行施工時，需要根據具體情況來進行。在高層建筑結構設計的時候，結構構件應進行承載能力極限狀態的計算和正常使用極限狀態的驗算，如直接承受動力荷載的構件應進行疲勞強度驗算，結構上多種作用效應同時發生時，應通過結構分析分別求出每一種作用下的效應后，考慮其可能的最不利組合。

三、結束語

高層建筑設計與施工是一個系統工程特別是設計階段的工作尤其要引起重視。高層建筑的結構設計還有其他的重點問題，比如扭轉的問題，要求幾何中心、剛度中心、結構重心合為一；此外還要注意抗風結構的設計，保護建筑的支撐結構和裝飾結構等；抗震結構也是建筑高層設計的難點，這需要設計人員有靈活性。最后，設計人員要注意消防設計，盡量減少高層失火對人們的傷害。

參考文獻

[1]孔雅莎，《建筑結構設計雜談》 [J].建筑結構 ，2006 （3）.

[2]顏興強，《淺談建筑結構設計方法》 [J].沿海企業與科技 ，2009 （5）.

[3]周曉強 ，胡萬里.高層建筑工程施工中應注意的安全問題及對策 [J]. 科技成果縱橫，2008.

[4]王翔宇，任力勇.談高層結構設計中的常用電算指標—— 以軸壓比、周期比、位移 比的控制調整指標為論述依據 [J].林業科技情報，2013，02：32 —33.