試論現代高層建筑結構設計特點及相關問題

聶家忠

摘要：高層建筑物中建筑結構設計在設計方案起到關鍵的作用。一定要對高層建筑結構設計的重視。在進行設計方案時要注意上述幾個需要關注的重點，提高高層建筑結構設計方案的質量，保證建筑物的穩定性和安全性以及質量。

關鍵詞：高層建筑；結構設計；問題措施

建筑設計對在進行結構的設計起到至關重要作用，兩者之間緊密相連，如有一方出現差錯都會影響建筑物的整體效果。結構設計是結構語言的呈現加建筑設計的重要，制定有效的解決措施保證建筑結構設計的整體效果。

一、我國建筑結構設計所具有的特點分析

1、影響結構設計的主要因素是建筑物的水平力。以重力為代表的豎向荷載控制，在建設底層房屋、多層房屋及高層的結構設計中都起到了至關重要影響。雖然豎向荷載控制對高層建筑結構設計產生重要影響，但是水平荷載控制在高層建筑中起到決定性的作用。這是因為高層建筑在豎向構件中，建筑物本身的重量和樓面使用荷載所引起的軸力和彎矩的數值，比水平荷載對結構產生的傾覆力矩，以及在豎向構件中由此所引起的軸力數值比例大出了一倍。

2、影響結構設計的另一個關鍵因素是建筑物的側移。建筑物的側移在高層和底層建筑物中的結構設計區別在于控制重點不同，高層側重于側移的控制。隨著建筑物的建筑高度增加側移的速度和變形而迅速而加快。所以一定要在規定的高度范圍內控制住水平荷載下的建筑物的結構側移。

二、高層建筑在建筑結構設計中的問題

1、設計質量下降

進行高層建筑設計所需的人力和物力資源比一般的建筑方案設計要大得多，而且其設計時間期限一般較短，所給予的設計經費較少，設計任務量又較大，因此，高層建筑設計任務經常出現無人接收問題，就算設計任務被接受，其設計質量也往往是差強人意。施工單位在承包一項工程后，往往會將這個工程的高層建筑設計任務進行轉包，因為施工單位很少有具備專業高層建筑設計資格的，但是由于工程轉包的設計單位可能也缺乏相應的經驗和人才，此情況下往往會因為建筑市場的混亂而造成高層建筑設計工作的失敗。

2、參與建設人員的素質相對不高

高層建筑設計工作本身就是一項任務繁重的工作，而當前建筑高層建筑設計行業又普遍存在設計人員專業素質缺乏的現象，這更加突出了高層建筑設計的問題。除了設計人員的專業素質缺乏之外，施工單位往往也存在施工人員和高層管理人員缺乏專業素質和職業素養的現象。

3、高層建筑的設計方案存在問題

由設計單位的設計人員等原因造成柱腳設計不符合原來的要求，柱腳設計按高層和底層建筑的不同要求分外包設計、埋入設計和外露設計三種。底層和民宅房屋常采用外露設計。在高層建筑中柱腳的剛度由底板的彈性和塑性變形決定，如果底板出現變形就會導致高層建筑的變形，建筑物的結構就會遭到破壞。所以設計人員必須對這些問題充分考慮或者是在進行內力分析時就要重點防止柱腳節點受到破壞。

三、提高建筑結構設計的措施研究

1、加強監督機制對設計要求的管理

高層建筑進行設計之前需要對承包商和設計單位的設計合法資質進行審查，對高層建筑的構件質量合格性和相關單位對于高層建筑結構制作的保證能力、施工安裝能力進行檢查和評價。由于高層建筑設計存在特殊性和熱屬性，工程主管部門必需加強高層建筑設計單位的設計管理嚴格進行審查，做好施工前準備工作。對于承包企業的房屋結構的施工安裝能力和結構件的制作能力進行監督和評。高層建筑符合作業要求：需要設計安裝資質符合規定，并保證承包企業能按照高層建筑工程建設的相關規定進行嚴格施工。

2、提高高層建筑設計圖紙的深淺程度

在多層次、跨度較大、體型復雜還有大幅震動和高溫密閉的設計時都會采用高層建筑設計。設計單位的設計資料必須滿足高層建筑設計的要求。設計人員對設計的要求不斷改進、盡心竭力態度決定圖紙的質量。這樣才能保障建筑工程的施工質量。建筑設計的工程師作為建筑結構的設計方案主要負責人，必須要對設計方案進行嚴格審查，把好建筑設計關，確保建筑施工的順利進行，保證能預定的時間內開始動工。提高建筑設計的安全性、經濟性，保障有效發揮設計的科學性，使得建筑設計質量得到提高。

高層建筑由于長時間暴露在空氣中，沒有深度的防腐設計，會導致建筑中的鋼材出現腐蝕現象，由于被腐蝕的鋼材在用于建筑結構中促使構件截面的面積逐漸變小，使建筑物的建筑質量出現嚴重的問題。所以負責設計人員應該對高層建筑腐蝕問題和實際情況做出有效的有深度防腐蝕設計，一定實施最優的解決對策與最佳的設計方案來提高建筑經濟性與安全性能。

3、加強高層建筑設計方案合理布局

設計方案應該根據高層建筑幾個不同自身結構形式，綜合考慮到建筑的形式特點。設計人員設計出最好的設計方案。前期必須對建筑的實地情況和周邊的環境進行匯總和分析。組織專業的設計團隊和人員對設計圖紙可操作性進行確認。在進行建筑圖紙編制中專業的設計人員要利用科學的設計方法進行圖紙設計，反復進行論證圖紙的可操作性，保證圖紙設計的準確性。

4、進行高層建筑設計工作時不能只追求表面功能，要將其功能性深入化，提高其設計深度。要考慮建筑物所能遇到的多種環境狀況，并根據這些環境狀況來設計高層建筑的使用性能，以此提高建筑物的使用年限。這樣優質的高層建筑設計成果還能夠為設計單位樹立品牌和提高信譽度。高層建筑設計方案完成后，不能立刻投入施工中，要對其進行重重的審查，只有滿足多重審核之后，充分保證了設計方案的合理、科學性之后，才能將設計方案正式投入施工，這樣能夠避免設計施工的風險。

5、在進行設計工作時，無論是自己進行創新還是借鑒外國先進的設計方案作品，都要根據自己的實際情況來進行高層建筑設計任務。只有保證建筑物結構的穩定性以及建筑的使用性能，這里的使用性能即建筑物的舒適性、健康性以及自由性，才能說明這個高層建筑設計的成功。而且，在設計時要充分考慮到高層建筑在建筑物內部的作用和載重性能，要遵循一般的規律和原則進行設計工作。

結語

經濟的發展帶動了建筑業的進步，同時促進了高層建筑在建筑業中的廣泛應用。隨著建筑功能的多樣化和建筑造型的不斷變化，人們對于高層建筑設計的要求逐漸提高，高層建筑在建筑結構設計中的問題日益突出，本文主要就該問題進行分析，尋找解決問題的主要措施。

參考文獻：

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