分析高層民用建筑結構設計的要點和常見問題

武春雷

摘 ?要：當下的社會環境中，高層建筑越來越多，人們對建筑的需求也越來越高，想要保障高層建筑工程施工質量，就必須做好高層建筑的結構設計工作。文中探討高層民用建筑結構設計中的問題與對策，對于改進城市結構，推動我國建筑行業發展具有重要意義。

關鍵詞：高層民用建筑;結構設計

引言

結構設計工作在高層民用建筑工程中尤為重要，為了盡可能提升高層民用建筑的穩定性、安全性以及抗震性能，就需要做好結構設計工作。在高層民用建筑結構設計工作中，需要保障設計方案的優良、計算簡圖和分析計算結果的合理性，并且在設計的過程中，需要將整個建筑工程的施工環節都考慮進去，方能保障整個建筑工程的施工質量以及施工效率。

1高層民用建筑結構設計的要點

1.1重視軸向變形的問題

一般情況下，高層建筑的豎向荷載較高，在施工的過程中，很有可能發生軸向變形等問題，這會嚴重影響整個建筑的穩定性。當建筑發生軸向變形問題時，就會直接引發連續梁支座負彎數值下降，導致構件剪力和側移發生較大的改變。

1.2結構形式以及結構延性問題

在當下的高層建筑工程中，一般選用鋼結構以及鋼筋混凝土結構。鋼筋混凝土結構具備較高的經濟性能，施工成本較低，并且材料種類較多，能夠適用多種特殊施工情況，并且具備一定的抗震性能。但是，鋼筋混凝土結構存在一定的問題，在適用的過程中，鋼筋混凝土結構的構建斷面較大，并且自重較大，很難保障建筑在后續的長時間使用中維持良好的穩定性以及安全性。

2高層民用建筑結構設計存在的問題

2.1設計圖紙不夠合理

設計圖紙保證整體建筑工程的順利進行，合理且適配的建筑設計圖紙一定要科學的設計建筑工程建筑的所有環節，例如，結構類別的選定、抗震設計和建筑材料選定等。不過，當前建筑結構設計的全過程中，一些建筑設計并不合乎規范，綜合表現在下述幾部分。平面配筋圖里運用的圖集不夠規范，結構標高、梁柱編號等內容不夠清楚，導致具體建筑施工全過程里存在混亂現象，乃至于出現部分不應出現的建筑事故，這都是由于設計圖紙不夠清晰合理，設計人員與施工人員沒有良好地溝通所致。

2.2地基基礎設計不合理

建筑結構的設計中地基基礎設計非常關鍵，地基的設計、基礎的選型直接影響著整個建筑結構的安全性。這就要求在地基基礎設計時，除了仔細研究建設項目的《巖土工程勘察報告》外，還應去工程項目的建設場地，仔細考察項目建設場地的地質及周邊環境，為地基基礎設計提供依據。由于我國地質情況比較復雜，對于濕陷性黃土、多年凍土、膨脹土等力學性能比較特殊的地基，選用土的地基承載力、基礎埋深、地基處理及相應地基上的基礎選型除符合國家相關規范的規定外，還應結合當地工程經驗來提高設計質量。

2.3扭轉問題

在建筑領域，扭轉問題是非常關鍵和核心的一個問題，在世界范圍內都受到了普遍的關注和研究。高層建筑對扭轉設計直接關乎到高層建筑地理自然災害的能力，尤其是在面對臺風和地震時，建筑的扭轉問題直接關乎到建筑的安全性。建筑在進行設計和施工時，因為某些不可抗的因素難免的會出現建筑的不平衡，不對稱。在低層建筑中，這種不平衡，不對稱可以被忽略不計，而在高層建筑中，這種不對稱、不平衡則可能會釀成災難性的后果。高層建筑中樓體的平衡關系以及力學構架是整個扭轉問題產生和解決的核心。隨著人們的物質生活水平發展以及審美需求的提高，單一的完全對稱性建筑已經不能夠再滿足人們對建筑的期盼，更加多元化的高層建筑受到人們的追捧，這為設計師的工作帶來了更大的挑戰性和難度。一方面設計師要保證樓盤設計整體的安全性和抵抗自然災害的能力，另一方面又要考慮到樓盤的藝術價值。

3高層民用建筑結構設計問題的解決策略

3.1完善建筑設計圖紙

建筑設計圖紙屬于建筑結構的關鍵表現載體之一，與此同時也是建筑項目在整個施工全過程里的前提。也就是說，建筑設計圖紙存在的一切問題都可能反應在建筑施工中，形成不可逆轉的后果。所以，進行建筑結構設計的全過程里，要求嚴格遵照設計規范開展工作，設計師不能夠貪圖便利而將重要的信息指標和標牌等忽略掉。與此同時，針對比較復雜、微小的結構區域，要求在結構設計里格外關注。

3.2優化地基基礎設計

在地基基礎設計前，應對建設場地進行踏勘，對場地及周邊情況應進行了解;地基基礎設計時，設計人員除依據本場地的《巖土工程勘察報告》外，還應結合當地完成工程的地基基礎設計經驗，復核和優化地基基礎設計。對于天然地基上的基礎設計，應充分利用天然的地質條件;對于地基處理后的基礎設計，應確保處理后的地基承載力滿足基礎設計的要求。一般要求，對于處理后的地基須做地基承載力試驗;對于濕陷黃土地區上的樁基，其單樁豎向抗壓承載力特征值計算時，應考慮樁側濕陷性土層的負摩阻力引起的下拉荷載，并在樁基施工前，在場地內進行試樁，并通過靜載試驗，測得單根樁的豎向抗壓承載力極限值，待測得的單樁承載力滿足設計要求時，方可大面積施工。

3.3扭轉問題的解決辦法

隨著人們審美需求的提高，單一的完全對稱性的建筑設計已經不能夠再滿足人們的需求。個性化，多樣化的建筑正成為城市發展的趨勢。而即便如此，設計師在設計時仍然要在一定范圍內尋求建筑形狀和結構的對稱，以此來保證建筑的受力合理。盡力使建筑物的質量重心和力量調度中心結合在一起，最大限度的增強建筑的抗災害能力。并且在設計完之后，施工方在實地操作時要與專業的建筑人員相互合作，相互促進，最大限度的調整因設計上的缺陷而造成的建筑結構上的不足。即使在設計不規則建筑時，設計師也應從更大的層面上，從整體的層面上去思考建筑的平衡性，力求通過力學結構的改變來解決建筑的扭轉問題，減少因不規則而造成的建筑不穩定。

結束語

綜上所述，隨著人類社會與文明的不斷發展，建筑多樣化正成為當前建筑發展的趨勢，尤其是高層建筑多樣化。人們更加傾向于把其作為城市的地標建筑來對待，由此可見高層建筑在人們心中的重要地位。進一步提出優化高層民用建筑的對策，有利于推動我國建筑行業的發展，為進一步促進高層民用建筑安全性能的提高奠定理論基礎。

參考文獻

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