有關高層建筑結構設計問題及對策的探討

白懷星 李淑婷/陜西省延安市建筑設計院

有關高層建筑結構設計問題及對策的探討

白懷星 李淑婷/陜西省延安市建筑設計院

隨著城市規模的不斷擴大、土地資源的日益緊缺，高層建筑已經成為了城市未來發展的主要方向。因此，研究高層建筑結構設計存在的問題并提出相應的應對策略有著重要的現實意義。本文首先對高層建筑結構設計的原則進行了簡單的闡述，而后分析了當前高層建筑結構設計存在的問題，并最終針對問題提出了相應的應對策略。

高層建筑；結構設計；應對策略

眾所周知，高層建筑能有效地提高土地利用率，這在一定程度上緩解了我國城市發展的土地稀缺壓力，但建筑過高對結構設計的要求更高。結構設計在高層建筑中起著舉足輕重的作用，它是建筑中的基礎、建筑中的框架。結構設計不但會影響建筑物整體的形態，而且也直接影響到了建筑物的穩定性和安全性。好的結構設計能夠使建筑使用的價值得到提升，讓居民對住房的功能性與舒適度得到滿足，同時也能夠充分地利用好建筑空間，滿足實用和美觀兩方面的要求。

一、高層建筑結構設計的原則

（一）科學合理選擇基礎方案

在高層建筑項目施工之前，應結合高層建筑項目周邊的地質、地貌條件，科學合理的選擇基礎設計方案，對于高層建筑項目的結構類型、荷載分布，設計人員必須要熟練全面掌握，以便于能夠全面、仔細的分析高層建筑施工條件、施工影響因素等各方面條件，最終科學合理的選擇基礎方案[1]。

（二）選擇合理的計算簡圖

對于高層建筑結構設計來說，結構設計的計算必須要依照計算簡圖進行，因此，倘若計算簡圖存在問題，則會引起高層建筑結構設計的不合理，進而造成高層建筑的一些安全問題。因此，在設計高層建筑結構設計時，要建立在安全基礎之上選擇合理的計算簡圖[2]。

（三）選擇適合的計算工具

目前，在高層建筑結構設計中，計算機技術已經得到了廣泛的應用，并展現出了良好的應用效果，對于推動高層建筑結構設計的科學發展發揮了重要的作用。因此，對于計算機輔助計算工具，高層建筑結構設計人員必須要全面掌握、熟練運用，以便能夠將計算工具的功效發揮的更大。

（四）選擇科學合理的設計方案

高層建筑項目在建設之前，必須要全面考慮設計方案的可行性，是否滿足結構設計的經濟性原則，是否嚴格遵循建筑結構體系原則，此外，為保障結構設計的合理，在高層建筑結構設計時，一定要注重建筑結構的傳力簡單以及受力明確。

二、高層建筑結構設計中存在的問題

（一）扭曲問題

結構中心、剛度中心、幾何中心是建筑結構設計中的建筑三心，建筑三心合一是結構設計過程中的重要目標，然而，在高層建設結構設計中，三心存在著扭曲現象，設計過程中無法實現三心的真正合一，進而在水平壓力的影響下，高層建筑產生扭曲震動的情況，給高層建筑的安全帶來巨大的隱患。

（二）高層建筑結構超高問題

處于對高層建筑抗震的實際需要，對高層建筑物的高度有著嚴格的規范要求，因此，在高層建筑結構設計中需要確保能夠滿足抗震的實際需求。建筑物超高問題是常見的問題之一，以往對建筑物的設計高度規定為A級高度，在新規范不斷改革中，對高層建筑設計超高規定的要求越發嚴格，并且規定的描述也越發詳細，在新規定中不僅對限制高度A級高度做出了規定，還在細化的基礎之上增加了B級高度[3]。在新規定中更加明晰的規定了超高問題，在高層建筑結構設計中其方法和措施等都有了一定的改進。如果在實際設計中，對于建筑結構等方面設計的改變問題忽視，并且在高層建筑超高問題上沒有給予高度重視，施工圖紙也沒有進行嚴格的審查，不能夠及時的發現問題等，都會給高層建筑結構設計帶來消極的影響。

（三）結構設計剛度問題

在高層建筑設計的過程中經常遇到的一個問題就是樓層豎向結構規則性與樓層的平面剛度問題，進行高層建筑設計時，因為每個設計人員各自擁有不同的設計理念，所以就產生了存在差異的設計，致使結構因為設計過程的不同，也使得經濟指標存在著很大的差異，有的設計人員沒有采用正確的結構設計措施，在結構的設計上缺乏正確的觀念，一味追求建筑外觀上的獨特新穎，忽視了抗側移的剛度對高層建筑能否抗震影響很大，地基有很好的強度與穩定性，所以在這個時候，設計時必須要降低抗需剛度。

三、高層建筑結構設計的問題應對策略

（一）在扭轉問題方面

在高層建筑結構設計中，扭轉問題也是常常會出現的一個重要問題。為了能夠確保建筑物不受到荷載作用的影響而出現扭轉的問題。高層建筑結構設計工作人員，在設計中一定要確保建筑結構設計的形式以及平面布局等具有合理性與科學性，確保在建設中高層建筑能夠處于三心合一的狀態之下[4]。除此之外，在受力性問題方面，需要對建筑結構體重地基承載力實施合理科學的設計，明確與向下作用力之間存在的關系。因此，在高層建筑方案設計中，一定要充分的考慮承重墻與承重柱等各個方面的因素，確保高層建筑結構設計的合理性。

（二）加大對超高建筑的審查力度

隨著我國的高層建筑逐漸朝著高層的方向發展，在中國目前的施工水平與經濟發展的水平下，我國對高層建筑的高度有了全面規定，然而在實際過程中，有很多超高情況的發生。在我國對于高層建筑不提倡超高的行為，因為隨著高度越來越大，建筑整體上的抗震性也會減少，地震發生時，會危害到超高層的建筑，尤其是在建筑物高度不斷上升的情況下，建筑的安全會受到很大的影響。因此，國家相關部門必須加大在高層建筑上的審查力度，加大違反建筑標準行為的懲處力度，健全建筑高度與抗震規范，使高層建筑結構的穩定性得到保障。

（三）合理選擇結構剛度設計

進行結構的剛度設計時，在變形限值的范圍內，在設計結構剛度時要盡量小，這樣做會對共振的減少與抗震性產生極其重要的影響，高層建筑的設計才有安全的保障。在巖基埋的較淺的地方或者是土地比較好的地方，基礎要以樁基為基礎，這樣建筑持力層會落在巖層中，使得地基能夠具有很好的強度與穩定性，面對這種情況時，建筑抗需剛度的設計就可以降低了，把結構極限的變形作為主要的控制標準[5]。

四、結束語

本文主要針對高層建筑結構設計特點、高層建筑結構設計中存在的問題以及解決措施與高層建筑結構設計中所堅持的原則進行相應的分析。明確目前的高層建筑結構設計中有很多問題存在，這些問題不僅影響高層建筑的質量，還留下了極大的安全隱患，因此，解決這些問題已經成為建筑行業發展中的重要一項任務。在高層建筑結構設計中，應該給予建筑扭轉問題以及規劃問題等高度重視，確保所選的計算簡圖具有科學性與合理性，只有這樣，才能夠確保高層建筑設計科學合理，并且具有一定的安全性，從而不斷的推動建筑行業的發展。

[1]薄克金.如何提高高層建筑結構設計水平 [J].城市建設理論研究（電子版），2015，（2）：30-31.

[2]張順昌.高層建筑結構設計的質量安全思考[J].企業技術開發：中旬刊，2012，（7）：10-11.

[3]劉偉瓊.關于高層建筑結構設計探析[J].中國新技術新產品，2014，（3）：11-13.

[4]馬春剛.高層建筑結構設計的問題及對策討論[J].城市建設理論研究（電子版），2014，（3）：28-29.

[5]潘啟釗.高層建筑結構設計的問題及對策[J].建材發展導向（上），2014，（1）：17-18.