淺談高層建筑結構設計問題及對策

李園園 魏來

【摘要】高層建筑的應用價值隨著近幾年經濟的發展正在不斷的提升，做好高層建筑的結構設計工作，有助于后續施工工作的正常開展，所以，處理好問題、制定好對策，有助于工程造價的管理及施工質量的提升。本文作者結合多年來的工作經驗，對高層建筑結構設計問題及對策進行了研究，具有重要的參考意義。

【關鍵詞】高層建筑；結構設計；問題；對策

一、高層建筑結構的特點

高層建筑相對于一般的建筑而言，主要的特點就是其整體的建筑高度較高。而這一特點將會帶來一系列建筑結構方面的問題。建筑的構建是由水平和豎向構建組成，高層建筑中的主要水平構件包括了梁、板，豎向構建主要包括了墻、柱、斜撐等。豎向荷載作用在樓蓋、屋蓋上，由樓板傳至梁，再傳至墻、柱、斜撐等，最后傳遞到基礎。水平荷載由梁、柱、斜撐、墻組成的抗側力體系抵抗，通過樓蓋最后傳至基礎。高層建筑會受到水平和垂直荷載兩個方向的作用，水平作用力一般是由于外界的風或者地震荷載所產生，而垂直荷載則一般是指建筑本身的重力，以及分布于各樓層的人員及設備的荷載。一般而言，在低層建筑中，其所受到的水平作用力較小，因此所帶來的影響也較小。而隨著建筑高度的增高，受到的水平風荷載影響將越來越大，因此會產生較大的水平側向位移，而這無疑會對人們的居住舒適度和建筑的安全性造成較大的影響。因此，在進行高層建筑的設計時，應尤其注意對其水平荷載作用的控制，通過抗側力結構設計減少側向位移，保證高層建筑的經濟性和穩定性。

二、建筑結構設計中存在的問題

1、建筑結構設計圖紙過于簡單

在建筑項目施工中，建筑結構設計圖紙的作用至關重要，要想使圖紙能夠更加完善和合理，要在進行設計時對每個細節問題都進行重視，在建筑結構設計方面要對建筑結構類型、建筑結構抗震設計、建筑結構抗震等級、建筑結構防裂等問題進行重視。但是，在現在的建筑結構設計中，存在著很多的設計環節不規范的情況，在設計方面采用的標準不規范，設計圖紙中對很多事物的標高等重要信息沒有進行明確，導致建筑項目在施工中出現了很大的隨意和混亂問題，對建筑項目的質量產生了很大的影響。

2、建筑基礎選型不夠合理

建筑結構在基礎選型方面對建筑的安全性、實用性、科學性以及合理性問題要進行重視。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，地基的承載能力不足導致建筑項目出現變形的問題。不合理的建筑基礎選型會導致建筑項目地基出現不均勻的沉降問題，對建筑的安全系數有很大影響，建筑質量無法達到要求，對建筑項目的使用壽命也將產生很大的影響。

3、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。

4、地下室外墻設計不夠科學

在建筑結構設計中，地下室外墻設計占據非常重要的地位，其也是建筑結構設計中非常容易出現問題的部分。地下室外墻設計對地下室建設有很大的影響，對整個建筑項目的承載能力也有很大的影響，因此，在設計方面比較嚴格。但是，地下室外墻設計在整個建筑結構設計中并沒有得到很多人員的重視，在施工中也出現了很多的問題，比較常見的問題就是地下水位的高低、地下層數、地上負載等因素，這些因素對建筑項目的安全系數都有很大的影響，對建筑項目的質量也有很大的影響。

三、建筑結構設計中的對策

1、對建筑設計圖紙進行完善

建筑結構的重要載體就是建筑設計圖紙，同時也是建筑項目進行施工的重要基礎。在建筑設計圖紙中存在的任何問題都會在建筑施工中進行體現，而且會產生比較嚴重的后果，造成無法挽回的損失。在建筑結構設計工作開展過程中，要按照設計規范開展各項工作，設計人員不能為了自身的方便對相關的標準進行簡化，對比較復雜和細微的結構要給予重視。建筑結構設計人員在工作中要有嚴謹的工作態度，在結構設計圖紙完成以后，要對完成的圖紙進行審核，對出現的問題要采取必要的措施進行解決，保證建筑結構設計圖紙的完善性和科學性。

2、建筑基礎選型不夠合理

建筑結構在基礎選型方面對建筑的安全性、實用性、科學性以及合理性問題要進行重視。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，地基的承載能力不足導致建筑項目出現變形的問題。不合理的建筑基礎選型會導致建筑項目地基出現不均勻的沉降問題，對建筑的安全系數有很大影響，建筑質量無法達到要求，對建筑項目的使用壽命也將產生很大的影響。

3、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。

4、確保地下室外墻設計的科學性

在現代建筑，特別是高層建筑項目施工的過程中，建筑物的整體質量在很大程度上由地下室外墻所支撐。因此，若在建筑結構設計的過程中，對于地下室外墻的設計不夠科學與合理，則勢必會導致整個建筑物的穩定性受到嚴重的影響。結合實際工作經驗來看，在地下室外墻設計的過程當中，結構設計工作人員首先需要對整個建筑物的質量加以衡量，結合建筑項目所處區域的地質特征，完成對地下室外墻基本尺寸的設計工作。常規意義上來說，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。

結束語

近年來隨著建筑業發展的速度不斷加快，對結構設計提出了更高的要求，這就需要結構設計人員不斷的強化自身的技術水平，具有高度的責任心，加強自身實踐經驗的積累，能夠在實際設計工作中對每一道設計工序都能夠做到有效的處理，對存在的問題進行全方位的考慮，確保建筑各項性能都能達到相關規范的要求，確保其具有良好的安全性和穩定性，促進建筑業的穩定發展。

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