高層建筑結構設計存在的不足與對策

【摘要】隨著社會的高速發展，城市化越來越明顯。我國城市的快速發展使得越來越多的人涌向城市，城市雖然為許多人解決了就業問題，但與此同時城市的可用土地卻越來越少了。隨著城市人口的不斷增加，使得原本就不多的人均用地變得更少。為了緩解因為城市人口增加帶來的人均用地減少的問題，政府一直都在努力地尋找解決問題的方案。一方面擴大城市面積，以城市為中心對城郊進行開發利用，提高城市土地用地面積；另一方面，對原有的老城區進行改造，通過增加建筑高度來提高城市土地利用率。

【關鍵詞】高層建筑；結構設計；不足；對策

近年來經濟的高速發展使得建筑行業如雨后春筍般快速的發展，全國各地各個大小城市的高層建筑不斷涌現。高層建筑不像單層或者低層、小層建筑，隨著其建筑面積的不斷增加，其存在的風險就越來越高。因此設計師們在對高層建筑進行設計時務必要進行各方面因素的綜合考慮，其中主要包括防震、防撞、防風、防火等重要指標。 然而現實生活中，我們經常聽到關于高層建筑由于設計原因存在的安全問題，威脅著人們的生命安全。為此我們不得不對高層建筑結構設計加以重視，并對其提出更高更嚴格的要求。這讓設計工程師們面臨了更大的挑戰。

高層建筑的結構特征：在結構的復雜性方面，高層建筑結構相比普通建筑結構要復雜的多，在水平和豎直方向上同時存在對建筑的荷載，因此，在高層建筑結構設計中應充分考慮到荷載問題。同時高層建筑抗震能力的特性要求也是很嚴格的。對于一般建筑來說，結構在水平方向影響相對較弱，但在高層建筑結構中，外部地震和水平荷載的影響卻尤為嚴重。目前高層建筑的高度不斷增加的，但層高卻普遍減少，相比普通單層或者低層建筑的高層高，人們生活舒適度有一定的影響，容易使人感覺到壓抑，同時也嚴重影響了施工過程中的建設，甚至對建筑物的結構造成嚴重的破壞，因此高層建筑結構設計在這種情況下應該對側向位移的影響進行有效控制，并將產生的影響控制在合理的范圍內，抗側力結構設計是高層建筑結構設計中的另一個重要環節。

下面是對高層建筑設計結構存在的不足詳細的刨析，并對高層建筑結構設計存在的問題提出解決對策，希望對以后的高層建筑結構設計有所幫助。

1、高層建筑結構設計中的問題

1.1高層建筑結構設計中明顯的超高問題

在實際的工程設計工作，超高的問題在建筑結構問題中還沒有得到充分的重視，對超高的問題忽視，會影響到工程質量和安全，因此在施工圖部分，面對這樣的問題審核是不允許被通過的，技術人員應積極組織相關的技術工程師參與設計討論。這個超高的問題會給項目進度和項目成本帶來沉重的代價。由于高層建筑超高的高度，在安全方面也具有諸多問題，比如說抗震能力低、穩定性差等甚至于有的超高建筑在遇到較為嚴重的自然災害會出現倒塌或者對聯等現象。

1.2結構的規則性問題

高層建筑在結構上與原有的常規建筑有比較大的差別，新舊規范發生了很大的變化，尤其在新規范上這種變化變現的尤為明顯。高層建筑在原有的基礎上加了嵌固端上下層剛度和信息與平面規則性信息等限制性因素。在新規范中還有強制性的條文規定：高層建筑設計中不得選用與規范嚴重不相符的設計方案，因此在遵循新桂芳的前提要求下，設計師們應當格外注意著一點，一面在后期設計中帶來不必要的麻煩。

1.3結構的均衡性問題

在高層建筑的設計過程中結構的均衡性是非常重要的，我們應該提前將街道的寬度和窄度測量準確，然后才考慮高層建筑自身的尺寸。無論是設計什么樣風格或者什么樣造型的高層建筑，都應該將設計結構的均衡性考慮進去，要使得高層建筑的設計在城市的街道中體現的更為和諧，既要相容又要和諧還要美觀，其設計應該不破壞周邊環境的美感。設計師往往容易忽視在結構均衡性方面的問題，設計的高層建筑既要做到美觀又不影響車輛行人的出行。

1.4高層建筑的消防結構設計不夠合理

對于設計者來說，應該重點考慮高層建筑的內部結構情況，因為這樣才能對該設計有一個較好的把控，其安全和質量也會更加有保障。對于不同的結構以及不同功能的區域應該選擇適合的材料，這樣可以避免給高層建筑的設計帶來不必要的麻煩，因為一些可燃性的材料可能會帶來火災的風險。在一些風力較大的建筑中更加應該考慮火災的因素，因為當風力較大時，火勢很容易引起擴張，我們需要結合一些外部條件對高層建筑進行設計，同時考慮一些材質的選取問題，來盡可能的將安全風險降到最低。

2、高層建筑結構設計中所存在問題的解決對策

2.1減輕高層建筑的結構自重

減輕結構自重指的是在不增加地基的以及基礎造價的情況下，盡可能的多建層數。因此可以考慮使用軟土，同時由于高層建筑其高度高、重心也高，因此我們在考慮使用建筑材料的時候，應該盡可能的考慮使用輕質材料，可以將這些輕質材料運用到隔墻以及填充物中。

2.2優化抗風結構設計

對于高層建筑來說其高度較高，因此我們必須考慮高層建筑的抗風防風能力，所以在基礎的結構設計方面，應該盡可能的保持穩定性，另外我們也應該估算高層建筑所能承受的最大風壓值，避免因為風壓的影響而破壞整個高層建筑的結構。在高層建筑風壓較高的位置應該進行加固，分析高層建筑所受到的實際風力，計算其水平載荷能力。

2.3優化抗震結構的設計

對建筑平面進行簡化，減少相關的平面設計，通過合理的施工設計使地基的強度得到增強，另外對于高層建筑來說，抗震的性能是非常重要的部分，在設計的時候應該將其重點考慮進去，可以通過合理的設計承重力的分布，以及加強構件的強度來達到目的。對于高層建筑來說穩定性是衡量一個建筑是否達標的關鍵因素，它關系到高層建筑的安全問題，因此在設計的過程中必須要把它納入到重點考慮的范圍內。

總結：

隨著社會的發展，高層建筑已經成為了當下城市發展的潮流，越來越多的高層建筑拔地而起，因此高層建筑的安全性也得到了越來越多的重視，對于建筑來說其設計過程的質量保證，會對建筑后期的安全性產生重要的影響。在整個建筑設計的實施過程中，設計階段的作用尤為重要，它體現了整個高層建筑的實施水平，文中通過分析了高層建筑所存在的問題，提出了一些對于高層建筑所存在的一些問題的解決策略，使得高層建筑的設計能夠更加的安全合理。

參考文獻：

[1]何俊旭.高層建筑結構設計及結構選型探討[J].價值工程，2010.2：214.

[2]田龍.淺談高層建筑的結構設計[J].價值工程，2011.1：99.

作者簡介：

于洋，山東大衛國際建筑設計有限公司；

史安朋，濱州正澤建筑設計有限公司。