高層建筑結構設計的改善措施及發展

魏志勇 郭麗

摘 要：目前，隨著中國社會經濟的快速崛起，建筑業也取得了快速發展。與此同時，高層建筑的規模進一步擴大，成為城市建設的一道亮麗風景。然而，在高層建筑設計過程中，由于其相對復雜性和高難度，需要在有限的空間內完成科學的規劃，不僅要滿足人們的基本生活需求，還要提高安全性和舒適性。基于此，文章主要對現代高層建筑設計要點及發展趨勢進行了簡要的分析，希望可以為相關工作人員提供一定的參考。

關鍵詞：高層建筑；結構設計；改善措施；發展

導言

高層建筑的上部結構需要有很大的剛度，并且它與基礎結構和基礎形成一個相互作用的系統。長期以來，由于人們理解的局限性和缺乏計算方法，在設計和計算中，各部分之間的聯系經常被人為切斷，只有兩個獨立的單元，上層建筑和基礎設施被分開考慮。首先，上部結構的固定支撐由基礎結構組成。從而得到上部結構在荷載作用下的內力和基礎結構固定位置的反作用力。地基內力的計算基于作用在彈性地基上的反作用力。這種方法沒有對上部結構與地基基礎的共同作用進行考慮，上部結構對基礎的約束（亦即上部結構剛度的貢獻）作用被忽略了。過大的縱向彎曲，偏于保守的基礎設計，以及基礎實際存在的差異沉降對上部結構引起的次應力沒有考慮到，低估了上部結構中一些部位內力，這些部位偏于不安全的計算結果都是其造成的后果。

1.高層建筑的設計的原則分析

在社會快速發展的背景下，我國城市化的步伐越來越快，尤其是高層建筑，取得了前所未有的發展。在城市發展過程中，高層建筑起著非常重要的作用和影響。因此，在高層建筑設計過程中，必須嚴格遵循設計原則，確保設計的合理性和科學性，進而提高高層建筑的整體水平和效果。

1.1統一性原則。在進行高層建筑設計的過程中，其不僅僅是對建筑結構進行規劃設計，而是應該根據實際情況，堅持“以人為本”的設計理念，提升設計的水平。在高層建筑設計的過程中，應該保證其功能的合理性，保證居住者可以在住宅中方便、安全的生活。此外，設計人員應該保證內部房間齊全，且動靜分開、潔污分離，保證各種設施齊全，能夠滿足節能的要求，進而提升高層建筑設計的整體水平和效果。

1.2經濟性原則。在設計高層建筑的過程中，設計師需要根據建筑總層數和施工現場等數據，最大限度地節約建筑成本，嚴格遵守經濟設計理念，在保證建筑基本性能的基礎上提高設計水平。例如，在實際設計階段，設計師應該嚴格遵循標準和規范，以避免資源浪費，確保設計的經濟性，提高高層建筑的設計水平。

1.3合理性原則。隨著建筑業的不斷發展，人們對高層建筑的要求越來越高。因此，在高層建筑設計過程中，我們必須更加注重細節，以確保建筑設計的水平和效果能夠從根本上得到提高。在正常情況下，每個設計的尺寸和重量應該從人類生理學的角度來考慮和分析，以人類為主體來感受外部環境的舒適。因此，在高層建筑的實際設計過程中，我們不能忽視任何小環節，以確保設計水平和效果的提高，從而提高高層建筑的質量。

2.高層建筑結構設計的改善措施

2.1梁柱構造設計

在梁柱結構設計過程中，如果跨度較大，則需要對框架梁進行適當的提升。在這種情況下，應在實際過程中增加該欄的橫截面。同時也要注意軸向變形問題，采取有效措施保證建筑結構的延展性。特別是，應注意要求該柱的剪切跨度比大于2。

2.2剪力墻的設計

在高層建筑結構的實際設計過程中，高性能剪力墻的設計可以大大提高剪力墻在地震中吸收建筑內力的能力。一般來說，在設計中，延性較差的剪力墻應盡可能減少。如果不能減少，可以通過增加墻體和樓板的剛度、在墻體中設置隱藏柱、在相應位置設計扶壁來控制建筑的位移，從而達到抗震的效果。

2.3消防結構設計

高層建筑結構而言，加強消防結構的設計具有重要意義。因此，在實際設計過程中，應盡量減少易燃材料的使用，并應擴大建筑結構之間的距離。同時，在設計過程中也要注意疏散系統。通過疏散系統的設計，在發生火災時，傷亡問題可以最小化。

2.4首先，應當對計算簡圖進行合理的計算。要想使得計算簡圖的安全性能與穩定性能得到充分的保證，就需要采用必要的構造方法，不僅要對鉸節點與鋼節點加以重視之外，還需要對計算誤差進行合理的控制，使其達到設計的標準。

2.5要全面增強高層建筑結構的剛度，盡量減少位移

對于高層建筑結構的設計，位移會對其產生很大影響。因此，在實際設計過程中，如果我們想大幅度減少位移問題，我們需要制定合理的系統結構，綜合考慮各種因素，以便有效地控制位移問題。在布置高層建筑結構的過程中，應適當增加高層建筑地板的剛度，以確保各部件之間的準確連接。特別是在建筑結構當中相對比較薄弱的部分，或者是應力比較復雜的地方都需要加以重視，并且實際的設計過程中采取有效的措施加以合理的規避，從而提升建筑結構的設計水平。

3.高層建筑設計發展趨勢

3.1智能化

智能建筑的主要特征包括舒適性、效率、適應性、安全性、便利性和可靠性。現代技術的應用可以全面改善人們的心理和生理體驗，從照明、綠化、照明、通風等方面為人們創造舒適的環境。同時，智能系統的應用極大地節約了資源、能源和費用的消耗和支出，打破了時間和空間的限制，提高了資源使用效率，為人們帶來了更高效的管理和服務。

3.2人性化

在建筑設計過程中，我們應該關注建筑空間的人性化，并深入考慮許多因素，包括藝術因素、技術因素和科學因素。如果員工能夠在舒適的建筑環境中工作，人們不僅會有一種滿足感，還能有效地提高工作創新和效率。建筑的價值在很大程度上取決于建筑環境的舒適性，這涉及許多方面，如環境心理學、建筑聲學、建筑光學等。在設計建筑方案時，應對特殊人群進行考慮，包括殘疾人員、高齡人員、女性、兒童等，以創造出合理、科學的無障礙環境，充分體現出人性化。

3.3綠色生態化發展

綠色建筑設計概念是近年來隨著時代的變化而產生的一個新概念。綠色節能技術是綠色建筑設計的主要技術基礎。綠色節能技術在高層建筑設計中的應用主要是指需要最大限度地結合高層建筑的特點，充分利用周圍的自然條件和環境，進而達到環保的目的。綠色建筑設計主要依靠先進的科學技術和設備、科學研究和方法等。

4.結語

隨著高層建筑的不斷出現，越來越多的高層建筑項目開始出現在人們的生活環境中。上層建筑、地基和地基一起構成了一個高層建筑系統。這個系統非常復雜和龐大。結構設計是所有項目的開始，也是項目順利完成的重要保證。因此，為了避免高層建筑的質量和安全問題，我們必須嚴格控制地基的設計和施工，并不斷增加地面的承載壓力。同時，要不斷美化其外觀以及內部結構，使得更有創意、更加富有時代氣息的高層建筑得以建成，從而使得更加舒適、更加安全的生活環境得以創造。

參考文獻

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（作者單位：吉林東北亞國際工程技術集團有限公司）