淺談建筑結構設計要點及優化措施

馬文莉

摘要：近年來隨著城市建設的迅猛發展，高層建筑已是琳瑯滿目，并在建筑專業領域里占據著重要地位。文章對建筑結構設計方面出現的問題進行了分析，同時，提出了相關的措施，以此希望更好的促進建筑行業發展。

關鍵詞：建筑；結構設計；問題；注意事項

當前的高層建筑結構設計工作存在著一些難題，這給建設工作帶來一定的困擾，應該從抓住高層建筑結構設計在水平荷載、結構延性、軸向變形三個要點的基礎上，對于高層建筑結構的各種體系進行認真的分析和探討，設計出適合于建筑施工和結構形式合理的城市建筑。

1 高層建筑結構設計中存在的問題

1.1建筑結構設計體系不夠合理

高層建筑的結構設計出了追求外觀好看以外，還需要注意設計的科學性和和合理性、體系化。高層建筑的結構體系一般有剪力墻結構體系、筒體結構體系等等。高層建筑要想達到一定的安全性，一定要將其整個結構設計系統化，既要把地震載荷作為設計中考慮的主要因素，也要考慮到水平方向的強風等不利影響，同時還要做好相關的預防措施。如果這些問題只是被單獨拿出來解決，而忽視其他一連串的問題，就極容易讓高層建筑的安全性埋下隱患，給國家造成不必要的損失。

1.2建筑結構的高度問題

如今，不少建筑開發商家為了謀取自身高額的利潤而一味地使高層建筑結構超高。在城市規劃中建筑高度不是隨意而為的，是有一定的限制的，而建筑控制高度的規定范圍與容積率息息相關。我國地質結構多樣化，每一個地方的地質結構都有自己的特點。一般處在板塊邊緣交界處的地方就容易發生地震，如我國的西南地區，如果高層建筑的高度過高，就會降低它的抗震效果，對使用人群帶來極大的生命安全威脅。

1.3建筑基礎選型不夠合理

建筑結構的基礎選型對建筑的安全性、實用性、科學性都具有重要意義，因此在設計中要高度重視。現在，很多的高層建筑項目在基礎選型方面出現了不合理以及不科學的現象，基礎形式的選擇不當常常會導致建筑出現變形的問題，比如最常見的沉降不均勻等，而建筑物的地基若產生不平均沉降的現象，更會危及建筑物的安全，嚴重影響建筑質量，縮短建筑的使用壽命。

1.4地下室外墻設計不夠科學

當前，由于城市建設在不斷的快速發展，土地量在減少，開發地下空間就已經成為了主要的發展趨勢。然而，在建設地下室的過程當中，會存在很多問題，在這其中，由于地下室的外墻出現滲水從而導致地下室不能正常的使用， 而出現滲水的主要原因就是設計不當，以及沒有達到施工質量的要求等因素造成的，而設計則是最為重要的一個環節，也是確保地下室質量的基礎。因此，在對其進行設計時必須要充分考慮到各種因素的存在， 從而認真研究分析地下室外墻設計的要點。

2 高層建筑結構設計優化對策

2.1選擇合適的結構方案

選擇合適的結構方案即選擇可行的結構體系和結構形式。結構體系需要滿足傳力簡捷，受力明確的條件。同一結構單元不能混合使用不一樣的結構體系，地震區要盡可能的符合豎向和平面規則。同時要綜合分析工程的材料供應、設計要求、施工條件、地理環境等情況，和其他專業充分的協商，然后進行結構的選型，以確定好結構方案。在有必要的情況下需要進行多方案的比較，建立模型分析比對，選擇最合理的結構方案。

2.2增強高層建筑結構的剛度，盡量減少位移

位移對高層建筑結構的影響非常大，合適的結構體系、平面的體型、立面的改變等方面是探討減少位移不可缺少的內容，只有綜合考慮了上面的方面，才能有效控制位移。另外，在高層建筑的結構進行布置時，要適度地加強高層建筑樓蓋的剛度，盡可能做到各構件連接合理，受力均勻。在高層建筑結構相對薄弱的位置和應力較復雜的位置，要加強重視，不可忽略。

2.3選擇恰當的基礎方案

要根據上部結構的類型、工程地質條件、施工條件、相鄰建筑物影響、載荷分布等因素來選擇恰當的基礎方案。在設計的時候要盡可能的發揮地基潛力，在必要的時候要做好地基變形的驗算。并配合詳細的地質報告來做基礎設計，以及進行現場的查看或者對臨近的建筑資料進行參考。

2.4確保地下室外墻設計的科學性

在地下室外墻設計時，首先，設計工作人員應該科學衡量整個建筑物的質量，并且充分考慮建筑項目所處區域的地質特征，進而做好地下室外墻基本尺寸的設計工作。一般情況下，對于高層建筑項目而言，地下室外墻結構設計過程中的墻面厚度需要保持在250mm以上。同時，為了防止由水泥用量增大而導致地下室外墻墻面混凝土產生裂縫問題，應當避免將混凝土強度設計過高，但也應當在C30等級以上。因此，在對地下室的外墻結構進行設計時，必須要按照實際情況進行分析，從而達到設計經濟合理、可靠安全，以便解決工程的具體需要，以確保整個項目的工程質量。

2.5優化高層建筑的消防結構設計

隨著建筑業的發展，高層建筑在城市中的應用越發普遍。除去自然災害引發的地震以外，還要充分考慮人為因素引起的災害，比如火災。高層建筑結構越復雜越高，那么一旦引起了火災，使用者的人身安全和財產安全就會受到極大的威脅。因此，在高層建筑結構的設計中注意防火是很關鍵的。首先，防火間距要合理，設計人員在進行設計時，要嚴格按照相關規范進行操作。對于設計要因地制宜，防火結構一定要符合實際的地形情況。除此之外還有安全疏散通道的設計也很重要。一般而言，安全疏散通道應該進行垂直結構設計，而且盡量多設計幾條，利于慌亂人群的疏散。安全疏散通道中一定要設計防煙區，避免煙霧將疏散的人群嗆暈。設計人員可以使用分隔式的設計，可以更好地控制火勢和煙霧的蔓延。另外，防火門、防火墻以及其他防火設備等也需要設計人員注意。

2.6優化高層建筑的抗震性能

高層建筑結構的設計要提高建筑物結構設計的規則性，合理設計抗側移構件的位置，以此形成承載力的合理性分布體系，垂直方向需要通過抗側力構件剛度和強度的提高，滿足其均勻和連續的穩定性。如果在設計中注意以上事項，那么在計算地震應力時調整結構內力應相對容易，比如地震應力扭轉的處理等等。在高層建筑的抗震設計中，由建筑延性設計而帶來的問題很多，其中最為顯著的是載荷、建筑的形變以及與其相對的脆性問題。建筑延性設計主要包括兩個方面：對建筑構造的設計和對建筑結構中的組成構件的設計。當然，具體的延性設計處理過程，必然要通過位移的延性、曲率的延性、和塑性等指標來實現。就像為了提高建筑混凝土結構設計的極限應變能力，需要在塑性鉸區配置定量約束箍筋，進而極大的增強了建筑構造構件的延性能力。

結束語

近年來，我國經濟發展迅速，人民生活水平不斷提高，在這種情況下，要想更好地滿足人們的需求就要付出更大的努力。項目建設前期要保證建筑設計的科學性以及合理性，同時還要加強管理，保證建設項目實施過程中的施工質量，只有建設項目的每個步驟都嚴格把關，才能有效地提升建筑行業的競爭能力，為社會做更多的貢獻。

參考文獻

[1]陶忠，張耀春，韓林海，王光遠.關于高層建筑結構選型設計的初步探討[J].哈爾濱建筑大學學報.2013（ 1） .

[2]魏范陽.建筑結構設計中應注意的問題淺析[J].科技致富向導.2011（12）.

[3]宋志瑜.建筑結構設計中常見問題與解決措施分析[J].城市建筑.2014（04）.

[4]于險峰.高層建筑結構設計特點及其體系[J].建筑技術.2011（24）.