探討高層建筑結構設計的問題及對策

張芝萍

（荊州市建設工程造價管理站，湖北 荊州 434000）

探討高層建筑結構設計的問題及對策

張芝萍

（荊州市建設工程造價管理站，湖北 荊州 434000）

現階段，我國社會經濟發展迅速，建筑行業迎來新一輪的發展機遇，高層建筑結構也隨之不斷增多。與一般建筑不同，高層建筑樓層高，施工復雜，施工周期長，需要注意的問題多，特別是高層建筑結構的設計問題，與高層建筑結構的施工質量以及使用安全息息相關。本文從高層建筑結構設計中的問題進行分析探討，并提出相對應的解決措施，希望能夠促進我國高層建筑的健康發展。

高層建筑；結構設計；原則；問題；對策

一、高層建筑結構設計的原則

1 選擇合理的計算簡圖

在對高等建筑結構進行設計的時候，其設計計算必不可少的是計算簡圖。如果計算簡圖存在問題，那么以此為基礎進行的高層建筑結構設計會存在許多問題，這些都會成為高層建筑結構的安全隱患。因此，高層建筑設計必須以計算簡圖合理性為設計原則。高層建筑結構的設計，必須要以科學合理的計算簡圖為依據。

2 選擇適合的計算工具

隨著計算機技術的廣泛應用，在高層建筑結構設計的時候加入計算機技術能夠起到良好的輔助效果，這對于推動高層建筑設計的科學化現代化發展具有極其重要的意義。因此，在高層建筑結構設計中運用計算機技術，能夠更好的做好高層建筑結構設計。

3 科學合理的選擇設計方案

在對高層建筑施工之前，需要對高層建筑設計方案的可行性進行全面分析考慮，包括結構設計的經濟性是否滿足設計原則要求。除此之外，為了確保高層建筑結構的合理性，一定要對高層建筑結構的傳力以及受力多加重視。

二、高層建筑結構設計問題

1 抗震結構設計問題

抗震結構的設計對于高層建筑結構設計來說，是最為重要也是難度最大的結構設計。由于高層建筑高度過高的問題，一旦發生了地震，存在著許多不可預計的因素，在現階段的高層建筑設計中，很多結構設計都沒有有效的設計高層建筑的抗震數據以及結構抗破壞能力差。在很多高層建筑結構設計中，沒有準確的分析抗震數據，并且進行設計的時候不能以地震發生原理為依托，這就造成了高層建筑抗震性能不達標，從而造成了高層建筑結構留下了安全隱患，嚴重威脅高層建筑內的人身安全。

2 抗風結構設計問題

對抗風設計來說，高層建筑的高度決定了其要擁有更強抗風性能。在很多高層建筑結構設計過程中，沒有有效的考慮高層建筑的抗風設計。通常情況下，高層建筑由于過高的高度，風力會對建筑產生一種與振動類似的效果，并且過大的風力會使得高層建筑承受過大的載荷力，從而對建筑的自身安全產生威脅，更為嚴重的是會造成高層建筑的結構主體被破壞，出現建筑主體斷裂的現象。

3 消防結構設計問題

高層建筑比一般建筑更為復雜，在進行高層建筑結構設計的時候，為了滿足高層建筑的多種需求，需要選擇各種不同類型的材料。現階段，可燃性材料仍然被應用在高層建筑中，這給高層建筑埋下了一定的火災隱患。除此之外，因為高度過高的特點，高層建筑受到的風力大，且空氣流動性強，一旦發生火災那么將會造成嚴重的后果。而垂直的建筑設計導致在火災發生時，人們需要更多的疏散時間，這也成為高層建筑消防問題中的關鍵。

三、高層建筑結構設計問題解決策略

1 優化抗震結構設計

（1）加強建筑結構規則性。對于高層建筑物來說，抗震性能是極其重要的，關系到高層建筑的安全。因此，要加強對高層建筑結構的抗震設計。在加強建筑結構設計的時候，要合理設置抗側力構件的位置，從而保證高層建筑承載力的合理分布。除此之外，還要加強建筑結構的連續穩定性，可以加強構件的強度以及剛度來達到目的。（2）簡化建筑平面。對建筑平面進行簡化，減少相關的平面布置，從而通過合理的施工設計使地基的強度以及剛度得到增強。另外，還應當將樁箱埋設一定的深度，并將上部結構以及群樁能夠保持在同一條線上。

2 優化抗風結構設計

（1）結構的基礎設計。高層建筑的高度，決定其必須具備良好的抗風性能。因此，在結構的基礎設計方面，必須保持其結構的穩定性，避免高層建筑在水平作用力下出現傾覆性趨向。除此之外，在進行基礎結構設計的時候，將抗拔錨桿設置在相應的持力層底部，這樣一來錨桿的功能通過一系列的鉆孔、安裝以及注漿工作得到增強，提高了基礎結構的抗拔強度，增強了基礎結構的穩定性。（2）由于高度的問題，高層建筑面臨的風壓要超出一般建筑很多。由于過大的風壓，高層建筑結構的構件所能承受的最大壓力值過高，就會導致風荷載同水平力之間的重疊，這樣會破壞高層建筑的整體結構。因此，在對基礎結構進行設計的時候，需要加固高層建筑風壓較高的位置，分析高層建筑受到的實際風壓作用力，同時控制高層建筑土壓力，加強高層建筑水平載荷內力。

3 消防結構設計的優化

（1）防火間距的設計。在防火間距的計算中，是對每棟建筑物之間的距離以及每棟建筑中可燃物件的邊緣進行計算。但是不同的高層建筑，其建筑功能以及地理位置不同，在防火間距的計算過程中，要根據實際情況來進行防火間距的計算。同時，為了保證高層建筑的防火要求，還要考慮建筑的耐火能力、排煙性以及滅火結構等。（2）分割結構的設計。高層建筑分割結構的設計，是控制火勢蔓延的一種有效手段和方法。在火災發生之后，分割結構能夠起到控制火勢擴大以及將火勢控制在有效范圍的作用。因此，要做好樓板的垂直設計以及單元墻的水平設計。這樣能夠有效阻止火勢蔓延，為高層建筑內的人們爭取更多的逃生時間。（3）疏散結構的設計。在高層建筑中，垂直型的直線設計是很多建筑的疏散結構所采用的路線設計，這種設計在火災發生的時候，容易形成逃生死角。因此，疏散結構設計在應當將樓梯設置為疏散主要通道，同時要合理設置雙向疏散通道，這樣能夠大大提高火災發生后，高層建筑內人們的逃生率。

結語

高層建筑由于其特殊性，因此對于高層建筑的結構設計也有著較高的要求。盡管我國高層建筑在不斷增多，施工技術水平也有了大幅度提高。但是在高層建筑結構設計方面，仍然存在一些問題，需要高層建筑結構設計者綜合考慮結構計算的準確性以及結構方案。因此只有具備較強的結構設計技術，解決高層建筑結構設計中常見的問題，做好應對措施，才能確保高層建筑質量的基礎。

[1]何俊旭.高層建筑結構設計及結構選型探討[J].價值工程，2010（06）.

TU97

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