淺談高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的問題及解決策略

胡紅星

摘 要：中國的經(jīng)濟近年來得到了迅猛的發(fā)展，城市化程度不斷提高。在城市發(fā)展的過程中，高層或超高層建筑往往會成為一個城市的標(biāo)志，也是城市化的結(jié)果。在中國高層建筑作為一個大體積的建筑物，其結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，它對建筑物的施工質(zhì)量和維護(hù)有著深遠(yuǎn)的影響。本文通過分析高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題，提出解決策略，提高高層建筑的質(zhì)量，促進(jìn)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的良好發(fā)展。

關(guān)鍵詞：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計；問題；策略

1 引言

隨著社會與科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，建筑物的結(jié)構(gòu)也發(fā)生了重大變化，建筑高度也逐步增高。特別是在加快城市化進(jìn)程中，高層建筑逐漸增多，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要求比一般建筑更高、更嚴(yán)格。它們需要具有很強的科學(xué)性和合理性，以此滿足用戶的需求。高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計還必須具有很強的安全性，能夠抵抗風(fēng)雨和抗震，并且能夠安全地保證用戶的生活。因此，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計必須引起相關(guān)設(shè)計人員的重視。在這個階段存在許多問題，因此必須采取有效措施，對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行有針對性的研究，力爭使設(shè)計水平達(dá)到一個新的水平，這是提高高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平的最關(guān)鍵的問題。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要性

高層建筑項目的建設(shè)必須嚴(yán)格按照設(shè)計方案進(jìn)行。因此高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是后續(xù)建設(shè)的有力保證，其在整個工程實施中的作用十分重要。優(yōu)良的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案可以大幅度增加高層建筑的風(fēng)荷載和地震承載能力，同時對高層建筑的安全和防火也能夠有所保障，因此整個高層建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計之間有著密切的聯(lián)系。總之，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計對整個高層建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和安全都有重大影響，必須采取有效措施，解決高層建筑設(shè)計中出現(xiàn)的問題。

3 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的問題

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在許多問題，這些問題中的一些會對結(jié)構(gòu)造成重大損害，甚至威脅到生命安全。

3.1 超出規(guī)定高度問題

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中普遍存在的問題是設(shè)計出超出規(guī)定高度的建筑。超出規(guī)定高度問題是指高層建筑單位不按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定擅自增加高層建筑的高度。超高層建筑雖然為建筑企業(yè)提高了經(jīng)濟效益，但超出規(guī)定高度的建筑嚴(yán)重影響建筑自身的結(jié)構(gòu)。對高層建筑的穩(wěn)定性和抗震能力將會帶來不利影響，如果遇到強風(fēng)或地震等災(zāi)害，會使高層建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生斷裂，甚至倒塌，嚴(yán)重威脅了居民的人身和財產(chǎn)安全。

3.2 短肢剪力墻問題

在許多高層建筑結(jié)構(gòu)中，設(shè)計時過度增加短肢剪力墻。這種現(xiàn)象造成了高層建筑在使用過程中的穩(wěn)定性和安全性受到損害。墻體的抗震性能會受到影響，在高層建筑的長期使用中會產(chǎn)生潛在的安全隱患。

3.3 嵌固端問題

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要組成還有嵌固端。嵌固端存在很多問題。設(shè)計人員選擇埋入式末端的位置存在許多問題，特別是高層建筑的安裝端安裝在防空頂或地下室，存在一定的安全問題，難以達(dá)到預(yù)期。嵌固端上、下層有不合理的剛度比。合理的嵌固端設(shè)計中上下剛度比是一個非常重要的指標(biāo)。對于這一指標(biāo)，高層建筑的嵌固端設(shè)計中存在著許多計算誤差。另一個突出問題是嵌固端設(shè)計與抗震設(shè)防之間存在一定的矛盾，從而導(dǎo)致高層建筑結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性下降。

3.4 其他問題

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計涉及的內(nèi)容很多，關(guān)鍵性能也要注意各個方面。高層建筑中的問題往往反映在結(jié)構(gòu)的堅固性、抗震性以及相應(yīng)的應(yīng)力處理，以及高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的設(shè)計位置。計算的準(zhǔn)確性也嚴(yán)重影響建筑物的整體結(jié)構(gòu)。影響計算精度的因素是多方面的。計算公式的選擇，如公式的選取是否適當(dāng)，數(shù)據(jù)的正確性以及過程中的誤差等，都會使計算結(jié)果出現(xiàn)一定的偏差。這個問題嚴(yán)重影響了高層建筑整體結(jié)構(gòu)設(shè)計的效果。

4 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的解決策略

4.1 科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵在于結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的科學(xué)合理，只有選擇結(jié)構(gòu)設(shè)計方案是科學(xué)合理的，才能使高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平達(dá)到理想水平目標(biāo)。然而選擇結(jié)構(gòu)設(shè)計方案存在的問題其實有很多，要詳細(xì)研究有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定。避免高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定。選擇結(jié)構(gòu)方案時應(yīng)充分考慮施工現(xiàn)場的實際情況，特別是項目規(guī)模的施工場地問題，根據(jù)所有情況進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，最終選擇科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。

4.2 滿足對高層建筑的需求

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，要滿足高層建筑的居住需要，為了保證穩(wěn)定性和高層建筑的安全，只有各種需求都得到滿意，高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計才是科學(xué)的、合理的。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的延展性需要增強，部分地區(qū)的高層建筑易發(fā)生為結(jié)構(gòu)斷裂或倒塌，地震災(zāi)害對這一問題有著較大的影響，延展性設(shè)計就顯得尤為關(guān)鍵，因此高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中必須充分體現(xiàn)延展性的特點。高層建筑水平力對建筑結(jié)構(gòu)影響非常大，高層建筑的結(jié)構(gòu)會承受一個平面的水平方向的各種荷載，如地震荷載、風(fēng)荷載、荷載組合等，它們之間的作用將導(dǎo)致高層建筑在水平方向的位移大，所以要控制在設(shè)計時的合理性。

4.3 提高設(shè)計人員的責(zé)任感

為確保高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計符合預(yù)期，符合各種標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，為實現(xiàn)建筑物的安全和穩(wěn)定，并延長使用壽命，設(shè)計師人員的責(zé)任感起到了十分關(guān)鍵的作用。一些細(xì)小的計算錯誤都會給高層建筑造成不可挽回的損失，并且也會嚴(yán)重影響未來居民的生命和財產(chǎn)安全。因此，設(shè)計師必須提高責(zé)任感，嚴(yán)謹(jǐn)工作，確保高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的科學(xué)合理。

5 結(jié)語

目前我國城市加速過程中，高層建筑項目建設(shè)越來越多，難度越來越大，這就要求設(shè)計人員增加責(zé)任感，選用最科學(xué)合理的設(shè)計方案，保障高層建筑結(jié)構(gòu)的安全，從而保障居民的人身生命安全。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計階段還存在許多問題，設(shè)計人員必須不斷進(jìn)行改進(jìn)，提高自身的業(yè)務(wù)水平，促進(jìn)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不斷發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 卜祥英，閆勇.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點分析[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2017（33）：70.

[2] 鄧崢云.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的問題及對策探討[J].山西建筑，2016，42（13）：60～62.

[3] 岳文萍，周強茂，劉飛飛.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的問題及對策探討[J].住宅與房地產(chǎn)，2016（3）：90～91.