高層結構設計中的幾個問題分析

徐立剛

浙江新中環建筑設計有限公司

高層結構設計中的幾個問題分析

徐立剛

浙江新中環建筑設計有限公司

城市的生產達到一定程度之后，就要提高城市建筑的層數，并且通過實踐表明，高層建筑可以提高社會經濟效益。但是因為高層建筑施工技術以及生產關系等都存在比較復雜的問題，這就給建筑施工帶來很大的影響，同時高層建筑的質量以及施工進度也都會受到影響。強化高層建筑的關鍵技術具有非常重要的作用。為了探究高層結構設計，文章結合對相關文獻的參考學習，先分析高層建筑結構特征及設計的基本原則，再深刻剖析高層建筑結構設計中存在的問題，最后再針對存在的問題提出相應的解決對策。

高層機構；設計；分析

1 引言

由于人口增長與地理環境的限制，高層建筑逐漸趨于建筑發展的主導形式。高層建筑建設發展和一般的建筑結構不同，它需要承擔一定的水平荷載、垂直荷載，具體包括外界風力帶來的壓力、建筑物本身高度帶來的承重壓力等。在高層建筑數量的增多下，高層建筑出現了不同程度的位移，對人們使用建筑的舒適度帶來了影響，嚴重的位移甚至還會引起建筑結構構建的損害。

2 高層建筑結構設計原則

高層建筑結構設計原則主要包括三方面的內容。

2.1 確定科學、合理的結構方案

建筑結構方案必須在滿足建筑設計結構體系和形式的要求下，盡量降低成本費用。結構體系的設計要求受力準確、傳力便捷。結構方案的選擇過程中要綜合考慮區域條件、自然條件、施工材料、施工技術等因素對結構設計的影響，以實現結構方案的最優化。

2.2 計算簡圖的合理選取

建筑結構設計時首先需要根據計算簡圖進行建筑結構的計算，計算簡圖選擇。當極易導致建筑結構的不合理，從而在施工過程中導致安全事故的發生。因此必須選取合適的計算簡圖，為了實現計算簡圖安全性的要求，一般會在實際設計過程中，采用相應構件的方法，以減小計算誤差，實現計算簡圖在相關規范的額合理性范圍之內。

2.3 確定合適的基礎設計

基礎設計要以高層建筑的地質條件為選擇依據，并綜合考慮建筑的荷載分布和結構類型、相鄰建筑物的影響、施工技術和條件等因素，實現具體基礎設計的確定。在基礎設計方案確定過程中要充分發揮地基潛力，必要時還需進行地基變形監測。

3 結構設計中的問題

3.1 超高問題

主要是指建筑單位不遵守相關的制度規范，過分加高建筑物的高度，以實現自身的盈利的最大化。當前高層建筑的高度已實現由原來的A級上升到B級，并且相應的建筑設計模式也實現了一定程度的發展。超高問題作為實際建筑結構設計中的常見問題，嚴重影響建筑物的結構穩定性，如果遇到強風、地震等嚴重自然災害，極易發生倒塌、斷裂，嚴重影響了人們的生命和財產安全。

3.2 建筑短肢剪力墻設置存在問題

在高層建筑結構設計中存在問題最多、危害性最強的是建筑短肢剪力墻現象。在一般情況下，建筑結構的短肢剪力墻是指墻肢的高度、厚度比例為5：8的墻。但是高層建筑結構設計中應用了過多鋼筋混凝土結構的短肢剪力墻。短肢結構剪力墻高度、厚度之間的比例超過了限定比例要求，在應用的時候需要承載過大的軸力和剪力，在其本身抗震性能差、防風能力差的情況下，會出現過早壓塌的情況，不利于高層建筑的穩定建設發展。

3.3 扭轉問題

在實際施工中存在高層建筑施工設計三心偏離的問題。高層建筑結構設計中的“三心代表量中心、剛度中心和幾何中心。在三心偏離的情況下，一旦出現不適當水平力的影響就會出現高層建筑扭曲震動的問題，影響高層建筑的安全建設。

3.4 抗震結構設計問題

受高層建筑高度過高的影響，一旦出現了地震，抗震結構設計作為最難的一部分就很容易誘發出各種不可估計的問題。現階段我國建筑工程建設要求高層建筑要保證五十年的設計基準期，并對高層建筑的抗震設計進行了明確的規定。但是在實際應用中，受我國自然災害的影響，原有的抗震等級不適用現階段的高層建筑結構設計。

4 高層結構設計完善策略

4.1 合理設計方案

在高層結構設計中結構的選型需要滿足高層建筑各個功能的實現，需要通過防震縫的設計形成一定規則的結構單元。也要根據高層建筑所在的地區情況對施工地下水位變化、地址土層、周圍建筑物、建筑材料選擇、工程造價等問題進行綜合的權衡考慮，加強對建筑結構的延展性設計，加強對高層建筑結構水平力的關注，保證高層建筑結構設計的規則性。

4.2 培養技術型人才

提高高層建筑工程施工的技術水平，就要尋找并且培養相關的技術性人才。為了能夠有效的進行研究高層建筑工程施工中的先進技術，就必須合理的利用人才，并且還要有培養建筑施工技術人才的力度。要想加強相關技術人員的綜合素質，必須加強技術管理工作，從而提高技術人員的技術水平。

4.3 優化設計建筑扭曲

要根據一些城市規劃發展要求和建筑物場地的限制來優化設計，高層建筑結構設計不能采取簡單的模式，而是需要根據實際需要采用不同的模式，對建筑的扭轉問題進行優化設計，以減少地震、風荷載等問題對高層建筑結構設計的影響。

4.4 應用新型技術

新型技術可以提高高層建筑的施工技術水平，必須吸取國內先進的施工技術，并且要加以利用，推廣并且引入新技術是當今高層建筑施工技術關鍵技術必須重視的一項內容。同時還要在成功案例的引導下，與國內外的先進施工技術相結合，從而達到完善施工技術理論的目的。

5 結語

總而言之，在新時代的發展背景下，人民日益增長的社會需求對現代城市道路的設計工作提出了更高的要求，同時也給設計從事者們帶來了更加嚴峻的考驗。現代城市高層建筑的建設是一項漫長而復雜的過程。只有不斷研究，不斷創新，立足于設計任務的標準化與多元化發展方向，才能確保我國現代城市高層建筑建設的可持續發展。

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[3]南春峰，黃朝剛.探究高層建筑結構設計的問題及對策[J].現代裝飾(理論)，2016，01：263.

[4]黃民.高層結構設計中結構體系的確定[J].中國新技術新產品，2009，14：152.