高層建筑結構設計中存在的問題與措施

崔俊濤 吳正陽

摘要：高層建筑相對于其他建筑而言更加復雜，所以在設計過程中，設計人員考慮問題時應更加的全面、系統。另外，設計人員應該充分了解高層建筑的結構設計特點，熟悉并遵循其設計原則，還要善于發現問題，及時提出解決措施，有效地規避風險。高層建筑的安全性是十分重要的，因此，設計人員除了要加強自身的專業技能外，還要積累經驗，不斷地進行創新和突破。只有這樣，我國的建筑行業才會穩步發展，才會有利于我國社會主義的發展。

關鍵詞： 高層建筑；結構設計；存在問題；解決措施

0 前言

建筑工程和人們的生產生活有著密切聯系，優化建筑結構設計，使建筑結構設計達到人們生產生活功能性需求，是現代建筑工程領域值得研究的重要課題。現代建筑結構設計要本著經濟性、適用性的原則，融合現代先進建筑技術，結合建筑工程實際情況，達到建筑結構設計安全、可靠性，這是現代建筑結構設計領域的發展目標，也是亟待解決的現實問題。然而就我國現行建筑結構設計領域還存在著一些問題，針對問題提出可行性的建筑結構設計方法及措施具有極為重要的意義。

1 高層建筑結構設計中存在的問題

1.1 高層建筑結構的均衡關系不夠合理

在高層建筑的結構布局上，設計人員在設計前應該先將街道的寬度和窄度測量清楚，再考慮高層建筑物的自身尺度。一個設計合理的高層建筑其主題、裙房和頂部之間應該是均衡的尺度空間。另外，高層建筑的地理位置應該以城市的街道布局為基礎，與其相容，做到和諧，確保高層建筑的結構設計部不會壞周邊建筑的美感，不阻礙車輛行人的出行，并且自身外形應該做到美觀。然而，設計人員在該方面還存在一些薄弱意識。

1.2 高層建筑消防結構設計不夠規范合理

高層建筑的結構設計是非常復雜的，因為其功能的多樣化，就要求其內部結構設計的多樣化。不同的結構設計又會需要不同性質的材料，這也給高層建筑的設計帶來了障礙。換言之，材料的可燃性會加大火災的風險，特別是在風力較大的高層建筑中，一旦發生了火災，就會迅速擴張火勢，對高層建筑的安全性造成了極大的威脅。此外，高層建筑的層數越多，越應該充分考慮到高層建筑材料的特性。

1.3 高層建筑結構的高度問題

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，這種在建筑物上私自增高的行為不僅違反規范操作，而且還會帶來很多隱患。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。

2 高層建筑結構設計問題的解決措施

建筑結構的合理性和科學性直接決定著建筑的整體質量，影響著人們的生命和財產安全，所以在建筑結構設計中為避免以上問題的出現，應注意以下幾個方面的問題。

2.1 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，將各個構建連接好。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。對于高層建筑結構體系中的抵御復力矩的寬度、結構寬度，要進行適當有效地加大，減少高層建筑的側向位移。如今高層建筑結構設計中使用的材料范圍越來越廣，采用的結構形式也越來越新穎，這也就隨之對高層建筑結構設計的影響越來越大。然而隨著混凝土材料性能的日趨完善，其在高層建筑結構中的使用也越加廣泛。

2.2 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，要按照相關規定進行操作，精確地測出建筑物之間的實際距離。然后，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。

2.3 優化高層建筑的抗震性能

高層建筑結構的設計要保證各個地方的剛度對稱且均勻，其平面形狀也要盡量的規范和盡量的簡單。如果能夠保證以上要求達到標準，那么在計算地震應力時就會容易的多，處理起來也會容易很多。比如地震應力扭轉和集中地方的處理等等。由此可見，在設計高層建筑的結構時，要盡量可能地將建筑剛度的中心點和地震力作用中心點設計到一起，正常情況下，偏心距e 要比與外力作用線垂直的建筑物邊長的5%小。高層建筑物體積龐大，噸位也很大，如果抗震效果不好，那么一旦出現地震或者其他使之震動的因素，造成的損失將是巨大的。為了避免災難的發生，必須要優化好高層建筑的抗震性能。

2.4 優化高層建筑自身的缺陷

高層建筑自身所帶有的缺陷也是很多的，比如高層建筑的溫度收縮問題、沉降問題等，除此之外，高層建筑因為其體型很龐大宏偉，內外部結構千變萬化，十分復雜，所以極其容易對建筑物本身造成不利的影響。如果工作人員想要加強高層建筑物的安全工作，就不能忽略以上其自身的弱點，并且還要根據不同的問題進行不同的設計，妥善處理。現今，建筑行業的結構分析技術和其計算方法得到了更好的提高，在高層建筑的平面設計方面也出現了設計不規范、不對稱以及曲線形設計等現象，在高層建筑實際中也應用到了耗能減震技術。

2. 5 短肢剪力墻的設計

剪力墻結構在現代結構中應用的越來越普遍，其中短肢剪力墻結構的應用也越來越廣泛，短肢剪力墻系指墻肢截面高度與厚度之比為5-8 的剪力墻，它與筒體或一般剪力墻組成的結構體系，短肢剪力墻的優勢在于布置比較靈活，減輕結構自重，最重要的是成本低，但短肢剪力墻抗震性能較差，所以在使用上規定了短肢剪力墻的比例不能過多，短肢剪力墻和一般普通的剪力墻所承載的特性不同，所以對剪力墻構造也有所不同。但是，在設計時應該根據建筑結構的具體設計和具體要求從構造標準出發而進行設計。在基本設計時應該做到增大受力以及增強結構抗震等級以及增大承載能力而進行靈活的設計和運用，也只有這樣才能夠真正的設計出符合現代化建筑結構所需要的剪力墻。

3 結束語

隨著我國城市化進程的不斷加快，我國的建筑行業得到飛速發展，人們對于高層建筑的質量要求也越來越高，由于其結構設計的規范與否直接決定著高層建筑質量的優劣，所以結構設計在建筑工程中顯得尤為重要。高層建筑的增多一方面體現著城市現代化建設進程的加快。但是隨著數量的增多，對高層建筑的要求也隨之提高。所以當務之急就是盡快地提高行業內高層建筑結構的設計能力，抓住其特點，遵循設計原則，尋求創新與突破。

參考文獻

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