高層建筑結構設計問題及對策分析

于海

摘 要：在建筑工程中，高層建筑工程的結構在垂直方向的載荷遠超于多層建筑。而垂直載荷指的是高層建筑受到自重的影響在垂直方向產生的載荷量。同時，由于高層建筑工程的結構主體較為龐大，風力的接受面積較大，高層建筑還會受到水平載荷力的影響。此外，高層建筑工程極易產生側移的問題，側移程度主要與建筑高度相關。相關的設計師必須在設計階段做好高層建筑的結構設計，最大化地提升高層建筑物的穩定性和居住性能。

關鍵詞：高層建筑;結構設計;問題;策略

隨著中國的城市化進程不斷加快，建筑領域也在穩步發展，建筑工程的質量直接影響著居民的生命財產安全，受到社會各界的廣泛關注。所以，工程參建單位要加強對建筑結構設計的關注度，積極采取先進的結構設計技術，并加大對現場施工的管理和監督，保證項目施工的順利進行，最終全面提升工程建筑結構設計的質量，給人們營造出一個安全舒適的居住環境。

1高層建筑結構設計在中存在的問題

1.1建筑結構超高。依照目前高層建筑設計規范，對于建筑結構高度進行了明確規定。在建筑高度不斷加大的形勢下，導致建筑出現很大的安全隱患。假使碰到強風或是地震災害的時候，會發生損壞的現象。在該種情況下，進行結構設計的時候，要嚴格依照當下現行的規范標準來選擇適宜的結構計算模型，時刻把控超高結構設計。

1.2受力性能的困境問題。不管是哪種類型建筑物，在設計方案期間，需要對空間組成的基本特征進行全面考量，因不同類型建筑物其結構特點也不盡相同，設計方案要給予高度重視，才能使建筑物有著較高的受力性能。針對高層建筑物而言，為了確保其具備受力性能，高層建筑物重力要保持與地面是垂直向下作用，但是在實際高層建筑結構設計過程中，往往忽視此問題，促使高層建筑物受力性能面臨困境問題。

1.3嵌固端設置方面的問題。嵌固端的設置，對于整個建筑的設計來說，也發揮著關鍵性的作用。關于嵌固端的一些具體問題，主要表現在以下幾個方面。第一，對于嵌固端的選擇缺乏合理性。很多的高層建筑嵌固端都是設計在地下室和人防結構的頂板位置上的，這種位置本身在安全性上就存在很大的隱患[3]。第二，設計中對于剛度設計的比例大小控制不足，這一點主要是指，在嵌固端的上下層中，剛度的比例存在設計上的不合理問題。第三，嵌固端的抗震設計存在合理性不足的問題。

1.4短肢剪力墻設置。短肢剪力墻設置存在問題，會嚴重損害高層建筑工程的結構質量，相關設計人員在進行高層建筑結構設計的時候，經常會增設短肢剪力墻，這一問題既會削弱高層建筑物中短肢剪力墻的抗震性能，又會影響建筑物后期投入使用中的穩定性，給高層建筑結構造成極大的安全隱患。一旦受到外界自然災害的襲擾，極易引發建筑物的安全事故，造成不必要的經濟損失及人員傷害。

2針對高層建筑結構問題提出相關策略

2.1選擇科學的建筑結構設計方案?？茖W地選擇建筑結構設計方案是我國高層建筑結構設計的重要前提。為了確保高層建筑結構設計符合相關的應用要求，相關設計師需根據實際情況，選擇最佳的結構設計方案，綜合分析各個影響因素。第一，確保高層建筑結構設計方案與國家相關建筑設計文件制度、標準規范，盡可能規避對高層建筑予以超高建設;第二，設計師在設計高層建筑結構過程中，還要認真勘察施工現場附近的環境，并綜合分析現場的實際條件，特別對工程涉及的地下水位、地質條件、基礎土層、周邊建筑、風雪荷載等因素予以充分地考慮，結合現場情況，選擇最合適的建筑結構設計方案，為工程后期投入施工環節打下良好的基礎。

2.2妥善選擇地基基礎。選擇合適的地基施工工藝與基礎類型對于提升建筑結構設計水平也具有一定的幫助。根據相關參數做好地基的基礎設計，設計過程中通過勘察單位的報告作為基本依據，結合地基參數來進行選型調整，確保不同類型的基礎受力均勻性。在設計過程中還需要考慮到圖紙層面的內容，做好方案的整體設計與規劃，確保各區域的受力平衡，提升建筑物的抗風性能與抗震性能水平。

2.3做好消防與抗震設計。高層建筑結構之中主要涵蓋消防和抗震功能，兩者同時也是構建高層建筑結構的基礎所在。在對其實施消防設計的時候，要精準地將防火間距數值計算出來，并依據實際情況來予以優化。另外還要依照高層建筑所在地理位置與周邊環境等外界因素，針對防火結構展開細致化的設計。另外，建筑物內部的安全疏散通道要選擇運用分隔式設計方法，值得注意的就是分隔墻體耐火極限要達標，直接加大高層建筑結構的防火性能。

2.4針對安全問題加強設計效果。這里所指的安全問題，主要就是指在設計工作中的抗震性能、消防安全等各方面的問題，這些問題也是建筑結構設計中最為核心的問題。具體的設計方法方面，設計人員應當針對抗震性能、消防設計等問題，從原材料的篩選應用以及建設設計中抗震縫、消防系統和出口等具體的設計工作入手，結合建筑應用的實際需求合理地進行規劃和設計，切實實現結構設計為抗震和消防服務的效果。另外，應當對這部分設計工作的效果進行及時檢驗和分析，確保相關的設計在實際應用中的效果，切實發揮設計的安全保障作用。

2.5扭轉問題的處理。高層建筑結構設計中的扭轉問題已成為世界地震工程領域的一項重要課題。通常狀況下，在基礎設計中，要求遵循“規則、簡單、對稱”的工作原則，盡量促進結構剛度中心和質量中心重合。在對施工方案進行設計的過程中，結構專業要協同建筑專業，引用抗震概念設計理念，特別遇到不規則的扭轉現象時，要考慮扭轉產生的影響，且在規定的水平地震力影響下，最大化地維持高層建筑主體結構的對稱性。

2.6提升抗風結構設計水平。高層建筑的結構設計需要考慮到抗風設計的具體要求。大多數情況下，建筑物的受力特征決定了抗風結構水平，所以需要在高層施工過程中做好受力特征的分析，通過統籌規劃的方式來避免風載荷過大的問題。根據施工經驗以及區域施工的具體情況，做好框架結構的強化與調整，包括優化抗震指數，做好鋼筋的選擇與整體設計等，都可以有效提升混凝土的受力性能，滿足抗震的設計要求。

2.7充分運用計算簡圖。在針對高層建筑結構方案實施設計的階段之中，科學化應用計算簡圖來顯著提高結構設計的精準性，從而預防設計方案之中發生參數方面的失誤。比如配筋和尺寸參數假使有誤，不但會致使之后計算結構發生失誤，后續也會引發一系列的設計安全問題。為了可以直接提升結構設計結果的精準性，在設計階段中合理運用計算簡圖，由于結構設計工作尤為繁雜，因此在運用計算簡圖的時候還得要針對結構設計中的其他因素實施全方位考究，并依據實際需求來選擇適宜計算軟件，以顯著提高計算結果的精準性，確保結構設計人員可以更為高效化地完成設計任務。

結束語

總的來說，在現代建筑技術高速發展的今天，高層建筑施工已成為建筑領域的常規工程，而在實際的工程施工過程中，由于高層建筑結構設計過程較為復雜，所涉及的施工技術及相關因素都需要在設計過程中進行考慮，因而使高層建筑結構設計難度加大，設計工作也更加繁瑣。在設計過程中，設計人員要從結構的安全性及合理性等角度進行全面考慮，結合自身經驗逐步完善設計方案，提高設計質量，保證設計方案的安全性、合理性。

參考文獻

[1] 曹建華.高層建筑結構設計的問題及對策[J].居舍，2019（34）：90.

[2] 鄭世華.高層建筑結構設計問題分析及對策[J].現代物業（中旬刊），2019（09）：81.

[3] 王繼慧.高層建筑結構設計問題及對策分析[J].住宅與房地產，2019（15）：36.