高層建筑結構設計問題及對策分析

王誠君

【摘? 要】在高層建筑建設過程中，結構設計是較為關鍵的一個環節，其會對建筑的質量、安全和穩定性帶來直接的影響。因此在實際高層建筑結構設計過程中，需要保證結構方案的優良、計算簡圖和分析計算結果的合理性，并針對實際結構設計中的軸向變形、結構形式、荷載及高度等問題加以重視，科學合理對高層建筑結構進行設計，進一步提升高層建筑結構設計的水平，為建筑行業的健康、穩定發展奠定良好的基礎。

【關鍵詞】高層建筑;結構設計;問題;要點

建筑結構設計是高層建筑工程施工的前提，也是建筑工程建設的重要依據，直接關系到建筑工程的經濟性與安全性，所以結構工程師必須高度重視結構設計工作。但是縱觀建筑結構設計實際情況，仍然存在著許多常見問題，這嚴重影響了建筑工程的質量與安全。對此，分析建筑結構設計常見問題，制定有針對性、有目標性的解決措施具有現實意義。

1建筑結構設計的常見問題

1.1基礎選型問題

建筑工程當中，地基基礎影響建筑結構的穩定性。在進行地基結構設計時，必須確保基礎結構承載力和穩定性滿足工程建設要求。但是，當前建筑結構設計工作過程中，由于對地基基礎的重視程度不足，容易出現地基基礎選型不當的問題，嚴重影響地基基礎結構的承載能力。而且，在具體的設計工作過程中，由于缺乏對周邊地質條件、水文特征的細致勘察，基礎施工或使用過程中出現沉降、側移等病害，嚴重影響了建筑工程的整體安全性。

1.2抗震性能較低

地震災害對建筑安全性的影響是最為直接也是最為嚴重的，所以在建筑結構安全設計中，務必對建筑抗震性能予以重點考量。地震災害的發生不僅會導致建筑出現大面積倒塌，造成較大的經濟損失，還會對人們的生命財產安全構成嚴重威脅，阻礙城市化建設的步伐。而造成建筑抗震性能不強的因素有：資金投放力度不足、施工材料使用不合理。當資金投放力度不足時，建筑結構設計中，很多企業會選用資質不符合的設計單位開展設計工作，如此就導致設計內容缺乏完善性，建筑結構抗震等級不符合要求。另外，一些企業為保證自身的經濟效益，在材料使用上往往會存在諸多問題，如材料質量不合格、材料數量與實際不符等，雖然建筑外形結構未受影響，但其抗震等級卻與實際要求相差甚遠，最終導致地震災害發生時，建筑及人員安全性得不到保障。

1.3建筑結構布置不合理

建筑結構設計不合理也是安全問題頻出的另一個主要因素，建筑結構設計具有復雜性特征，在實際作業中，設計人員需要對工程概況予以詳細了解，且對各項參數進行準確計算，以此來加強結構設計的合理性、可靠性，但這一過程無疑會增加企業時間成本的支出，造成一定的資金損耗。為此，很多企業為節省成本，會對設計流程予以簡化，相關參數計算準確性和全面性也會存在偏差，甚至一些企業在設計中會過多注重建筑外觀，而忽略內部結構的合理性，進而導致建筑結構設計安全性降低，影響建筑質量和使用壽命。

2針對高層建筑結構問題提出相關策略

2.1關注基礎類型選擇

在建筑工程基礎結構選型設計中，應注意以下幾點：（1）對建筑工程建設場區進行現場勘查，詳細了解地質地貌、水文特征等，及時發現項目建設中的各類危險因素，對圖紙進行優化設計，同時，根據圖紙要求進行建模演算分析，保證結構設計計算的準確性;（2）根據項目現場勘察所得報告，綜合考慮上部結構及場地地質條件，確定2種類型的基礎設計方案，然后從技術性、經濟性等角度出發，選擇適宜的基礎類型;（3）在建筑工程基礎選型完成后，可以此為依據完善施工方案，然后再進行校審，并正式應用。

2.2提高建筑抗震性能

在建筑工程抗震設計中，需要綜合考慮建筑工程剛度以及地震設防烈度，合理設置防震縫。在建筑結構設計中，保證建筑平面及立面的規整與均勻是抗震概念設計中十分重要的內容。復雜建筑結構可以通過設置防震縫盡可能使子結構簡單、規則，偏心率不宜過大且變形相互協調。對于高層建筑工程，應注意將立面高差控制在6m以內。如果建筑工程有錯層，并且樓層的高差比較大，則應注意在防震縫兩側位置，做好墻體穩定設計，優化鋼筋混凝土結構，嚴格控制沉降縫和伸縮縫。

2.3優化建筑結構構造，注重各項參數計算準確性

由于建筑建筑結構形式的不同，在結構設計中采用的方法也會存在差異。如果是多層結構，且剛度均勻度較好，可直接采用底部剪力法完成設計;如果是底層框架混合結構，為避免上部結構變形問題產生，通常會采用底層框架混合結構剪力分配法完成設計，以確保底層框架結構抗震墻設計合理，優化承載性能。在采用該方法設計時，各結構承載力的計算需要利用雙保險計算方式，以確保各結構剪力、剛度等的合理設置。就剛度而言，框架剛度是不產生折減的，而抗震墻會產生折減，一般折減到剛度的20-30%，考慮到因地震作用而形成的傾覆力矩，會產生底層框架中的附加軸力，不能用簡單的單向板計算方法來代替連續板的計算方法。而在雙向板查表計算過程中，確定泊松比計算的準確性，以免因彎矩變化削弱計算準確性，導致結構受力分布不均。

2.4加強建筑結構耐久度設計

混凝土配合比是否合理，直接關系到混凝土的耐久性，影響到建筑施工的安全。因此，在建筑結構設計中，應注意混凝土配合比的合理設計。對此，設計工程師應嚴格遵循以下混凝土配合比的設計和應用過程：一是明確建筑施工設計強度與設備強度的關系，采用砂石、水灰比等專業計算方法，明確配合比;二是調查掌握建筑施工現場的基本情況，合理調整砂石質量，確保配比的科學性，根據實際試驗得到的砂石含水率，依次調整相應的配比，得出滿足混凝土施工要求的配比;此外，設計工程師應根據建筑結構設計和施工規范，注意適當加厚建筑結構的保護層，以確保建筑結構的厚度完全符合周圍環境的實際情況。在條件允許的情況下，設計工程師可以充分調查建筑物周圍的環境因素，然后結合建筑物的結構形式來區分相應的區域，明確最合適的待建保護層厚度，從而延長氧化進入鋼表面的時間，使碳化時間可以有效地延長。同時，要注意建筑物的當前環境，檢查環境中是否有氯化物等腐蝕性氣體，調整和優化混凝土配合比，然后加入防銹劑與混凝土混合，在建筑物內一起振搗，進一步提高建筑本身的耐久性和安全性。

2.5提高經濟性

在建筑結構設計工作中，設計人員通常在設計思路和設計理念方面進行了發散性思維的拓展，也經歷了多次嘗試進行相應的工作，經濟性就是在眾多設計方案中進行分析和選擇的主要因素。建筑工程發展也是經濟發展的重要組成部分，以標準化的設計圖紙為基礎進行經濟效益的提升和圖紙的完善，從而使得建筑物的功能也得到提升。現階段的設計工作也可以與現代化的信息技術相結合，在結構模型的設計中進行優化，從而使得設計工作有更為直觀的反映。

3結語

由于高層建筑結構設計中會受到較多因素的影響，這也導致在實際設計中往往會存在一些問題，這就需要采用科學合理的設計方法，有效的提高結構設計的質量，確保高層建筑結構的安全性和穩定性，有效的推進建筑行業的健康、有序發展。

參考文獻：

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（作者單位：大連港灣工程有限公司）