高層建筑結構設計的問題及對策分析

摘 要：高層建筑結構設計在高層建筑工程建筑施工中占據極為重要的地位，直接影響著高層建筑的施工質量和安全性。本文先簡要闡述了高層建筑結構設計所具有的重要意義，接著指出了結構設計中消防結構、抗震結構以及抗風結構設計中的問題，并提出了相應的解決對策。

關鍵詞：高層建筑；結構設計；建筑施工；解決對策

自改革開放以來，我國經濟取得了快速發展，城鎮化建設腳步也在不停加快，兩者全面推動了我國建筑行業的發展，也使我國建筑逐漸從低層、散分布向著高層、密集分布發展。相對于低層建筑而言，高層建筑的結構設計也變得越來越復雜，建筑結構設計的難度越來越高，給我建筑企業的設計工作帶來了不小的挑戰。一直以來，由于受到建筑行業一直飛速發展的影響，我我國建筑企業為了能夠快速占領市場，幾乎將全部的發展精力都放在了企業經營規模的擴大上，對建筑工程的管理和設計工作卻沒有引起足夠的重視。雖然，近幾年來在我國市場經濟體系逐漸完善，行業間競爭壓力越來越大的逼迫下，一些建筑已經開始重視對建筑工程的管理和設計工作，但是因此發展時間尚短，在工作中還是存在不少問題。接下來本文就將對高層家主結構設計中所存在的問題進行信息分析，并提出相應的解決對策，希望能夠對我國建筑結構設計工作的發展和改進起到一定的推動作用。

1 高層建筑結構設計所具有的重要意義

當前，在對高層建筑結構進行設計的過程中，通常都是在建筑施工設計的基礎上，對建筑結構進行相應的完善設計，并沒有形成單獨的設計體系。但即使是這樣，高層家主結構設計所具有的重要意義也是不容忽視的。因此，高層建筑結構設計不僅會對整個建筑施工設計形成一定影響，還直接關系到整個高層建筑結構在消防、抗風以及防震等方面的設計是否合理，是否能使整個高層建筑結構本身的施工質量和安全性得到保證。因此，在對高層建筑工程進行施工的過程中，決不能顧此失彼，只重視建筑施工設計而不重視房屋建筑結構設計，最終導致整個高層建筑安全性得不到保證過，威脅著人們的生命財產安全[1]。

另外，隨著人們生活水平的不斷提高，人們對居住和辦公環境的要求也有了新的變化，不僅重視建筑的質量安全，還重視建筑結構設計的可觀性和舒適性。也就是說，高層建筑結構設計，不僅要滿足人們的物質需求，還要滿足人們的精神需求。因此，只有在對高層建設結構進行設計的過程中，使得建筑同時具有安全、經濟、舒適、舒心以及富有內涵等特點，才能夠吸引消費者眼球，成功為建筑企業帶來更大的經濟效益。但就目前而言，由于一直以來我國建筑企業發展受到行業特點限制，都沒有對高層建筑結構設計引起足夠重視，只重視建筑施工階段設計，認為只要在設計階段成功對工程造價成本進行控制，就能夠為企業帶來更大的經濟效益，有效推動企業持續發展，導致在高層建筑結構設計過程中漏洞百出，效率十分低下。直到近幾年，在我國市場經濟體系逐漸完善，行業間競爭壓力不斷增大的大前提下，我國建筑企業終于才開始逐漸意識到建筑結構設計所具有的重要意義，在建筑設計中開始強調建筑結構設計的重要性，以求能夠有效解決當前高層建筑結構設計中所存在的種種問題，提高高層建筑結構設計的工作效率，提升建筑結構設計的整體質量，使企業能夠在競爭日益積累的建筑行業站穩腳跟，保證企業穩定發展。

2 當前高層建筑結構設計中存在的主要問題

2.1 消防結構設計問題

當前，我國建筑結構逐漸向著層數高、分布密集的趨勢發展，這就對建筑結構設計中的消防結構設計提出了更高的要求，否則，一旦出現火災必將造成難以估量的經濟和生命財產損失?，F代高層建筑結構比較復雜，功能性要求也比較強，所以在建筑過程中需要使用大量的建筑材料，而在這建筑材料中，就有很多是屬于可燃性建筑材料，外加上高層建筑通風性極好，空氣流動活躍，一旦發生火災，火勢蔓延的速度勢必極為迅速，很難得到有效控制。因此，在建筑結構設計中，加強消防結構設計所具有的意義極為重要。但是，在當前高層建筑結構設計中，設計人員并沒有高度重視起對消防結構的設計，消防系統和疏散通道設計不合理、建筑防排煙系統工作效率低下，沒有替換可以進行替換的可燃性建筑材料等問題層出不窮，給建筑消防帶來了極大安全隱患[2]。

2.2 抗震結構設計問題

抗震結構是高層建筑結構設計中最重要的環節，但也是我國建筑結構設計中最薄弱的環節。高層建筑結構設計中的抗震結構設計比較復雜，它需要綜合考慮建筑結構、墻體承重、建筑材料選擇以及建筑結構抗震規范設計要求等對地震發生時可能對建筑物所造成的影響進行綜合分析，全面考慮建筑物的抗爭效果，才能有效避免發生地震對建筑造成破壞。但是，由于我國不是地震高發國家，一直以來設計人員對建筑抗震結構設計也不怎么重視，所以能夠勝任高層建筑抗震結構設計的設計工作人員十分有限。通常，在地高層建筑抗震結構進行設計的過程中，設計人員都是簡單的對建筑抗震數據進行計算和分析，得出了模糊的結果之后就開始進行抗震結構設計，導致高層建筑抗震結構設計缺乏有效性和靈活性，無法保證建筑抗震結構設計達到建筑抗震設計規范的標準要求，留下安全隱患。

2.3 抗風結構設計問題

跟低層建筑結構設計相比，抗風結構設計是高層建筑結構設計中比較重要的一個設計環節，應該對其引起足夠重視。高層建筑抗風結構設計主要表現在兩個方面，一個是通過抗風結構設計對建筑物的墻體、裝飾物以及玻璃等形成有效保護，避免因為受風力影響過大對這些東西造成破壞。另一個是通過抗風結構設計減輕高層建筑的晃動，保證建筑結構的穩定性。但是，在當前高層建筑抗風結構設計中，設計師多重視對外在的墻體、裝飾物和玻璃的保護，卻沒有重視對建筑主體結構的保護。如果當建筑物所承受的風力荷載超過承受要求之后，雖然表面上沒有表現出明顯的變化特征，在建筑物的主體結構卻受到了一定破壞，存在極大的安全威脅[3]。

3 解決高層建筑結構設計問題的有效對策

3.1 優化消防結構設計

想要實現消防結構的優化，就要從三方面對消防結構進行改進。①在選擇建筑材料時，盡可能選擇耐火性比較高的材料，這樣即使發生火災，也可以對火勢的蔓延進行有效控制。②要對建筑的防火帶進行合理設置，根據建筑物的建筑特點和消防特點，在合適的距離內設置防火帶，一旦發生火災，通過防火帶可是及時控制火勢蔓延，降低損失。③優化包括智能滅火、防排煙系統、報警系統以及疏散通道，當發生火災時，消防系統能夠及時發出警報，并且及時開啟水霧滅火、干冰滅火或者是隔離滅火等智能滅火系統，第一時間控制火勢[4]。同時，防排煙系統要能夠高效工作，快速排煙，避免煙氣擴散和積累對人們造成傷害；另外，火災發生時，疏散通道的指示燈應該自動亮起，廣播系統也應該提示疏散方向，配合指揮人員及時做好疏散工作。

3.2 優化抗震結構設計

在對建筑抗震結構進行設計的過程中，應該經由專業的抗震結構設計人員針對建筑物的建筑特點以及地方的地震發生情況，在滿足建筑物抗震結構設計規范的基礎上對建筑物的抗震結構進行嚴格設計。通過對抗震數據的精確計算和分析，從建筑物的地基結構設計、建筑物主體結構設計以及承重墻、主梁等抗震構件結構設計的方面綜合考慮，全面加強建筑物的抗震能力。比如，在對剪力墻的抗震結構進行設計中，應該充分考慮剪力墻的抗震要求，設置單獨的承重墻和承重柱；在對建筑整體抗震結構進行設計時，應該按照規范要求從最底層開始進行計算，而不應該將地下室以及地下車庫拋出在外。

3.3 優化抗風結構設計

在優化抗風結構設計的過程中，首先要考慮的是水平作用力對建筑物的影響，尤其是在受到風力作用干擾時，一定要保證建筑物所承受的風力荷載在建筑物的極限承受能力之內；其次，要對建筑物主體結構進行堅固處理[5]。加固方法主要有兩種，一種是采用高級砂石和先進的施工技術手段對地基進行加固處理，另一種是采用高性能的混凝土進行建筑的主體施工，增加建筑物主體結構的承重能力；最后，增加高層建筑結構設計中耗能結構的設計，比如，對樓板等一些非承重構件的構建進行耗能設計，減少風能對建筑物的影響，達到優化抗風結構設計的目的。

4 結束語

高層建筑結構設計的合理性和高效性直接關系到高層建筑整體的施工質量和安全性。因此，為了避免安全事故的發生，降低因為高層建筑結構設計問題而帶來的經濟損失，在對高層建筑結構進行設計中，應該全面加強消防結構、抗震結構以及抗風結構的設計，以保證高層建筑結構設計的工作效率，保證高層建筑的施工質量，消除隱患。

參考文獻

[1]孫建文.高層建筑結構概念設計初探[J].山西建筑，2011（08）.

[2]周敏.高層建筑結構設計有關問題分析[J].知識經濟，2012（08）.

[3]安志宏.高層建筑結構設計不規則性的研究與應用[D].長春：吉林大學，2010.

[4]朱方青.高層建筑結構設計有關問題探討[J]中國新技術新產品，2011（12）.

[5]孫凱.高層建筑結構設計的問題及對策探討[J].價值工程，2010（6）.

作者簡介：蘇定（1965-），男，貴州省鳳岡縣人，本科，工程師，主要從事方向為結構設計。