高層建筑結構設計的問題及對策解析

潘 攀

華藍設計(集團)有限公司

高層建筑結構設計的問題及對策解析

潘 攀

華藍設計(集團)有限公司

高層建筑工程設計中結構方面的設計可以說是至關重要的一個方面，如果高層建筑的結構方面出現了較多問題和缺陷，勢必會影響到整個高層建筑的應用價值，因此對高層建筑結構設計進行有效分析和優化，是十分必要的。本文重點圍繞高層建筑結構設計的工作，首先分析了當前存在的各類問題和缺陷，然后又具體探討了相應的解決對策和具體設計要點，希望能夠對設計工作具有一定的參考價值。

高層建筑；結構設計；問題；對策

1 引言

建筑工程中結構的穩定性和可靠性是確保其能夠得到較好應用的重要條件，這也就需要設計工作者對相應建筑工程的結構進行重點關注，保證其能夠為建筑的后續應用創造理想的條件，這一點對于高層建筑而言更是如此。很多高層建筑結構之所以不是特別理想，和設計的不合理存在著密切聯系，因此，圍繞著高層建筑結構的設計環節進行重點分析是十分必要的。

2 高層建筑結構設計存在的問題分析

結合現階段我國高層建筑結構的設計工作來看，雖然說設計人員的綜合素質得到了較為明顯的提高，運用的計算理論、相關設計手段和技術水平也越來越先進，但是其在最終設計成果的呈現上依然存在著一些問題和缺陷，這些問題和缺陷主要表現在以下幾個方面：

(1)高層建筑主體結構的高度不合理。對于高層建筑結構的有效設計而言，相應的高度設計無疑是比較核心的一個方面，也是最為基本的一個設計目標所在，如果在高層建筑的結構高度設計方面出現了問題，不僅僅會影響到高層建筑的應用實效性和經濟性，甚至還有可能會對于高層建筑的自身安全可靠性產生較大威脅。這種高層建筑結構的高度設計問題主要就是指相應的設計人員未能較為清晰準確把握好高層建筑的基本設計需求，并且對于相關的行業標準和規范的理解不清晰，最終也就導致其設計高度的不合理，難以使整個建筑體系發揮出最佳效果，甚至違反國家行業標準的條文。例如，對于框架剪力墻高層建筑，依據國家行業標準《高層建筑混凝土結構技術規程》，應根據計算出的框架部分承受的地震傾覆力矩占結構總傾覆力矩的百分比，來確定主體結構的最大適用高度是按框架結構確定或是按框架剪力墻結構確定。

(2)高層建筑結構體系方面設計不合理。對于高層建筑結構方面的有效設計而言，其在結構力學體系方面同樣也容易表現出一些不合理及不適用，這些結構體系方面的問題主要就表現為相應的結構形式選擇不合理，導致其自身的受力形態出現缺陷，最終也可能會對于高層建筑工程結構的抗震性產生威脅。基于這種高層建筑結構力學體系方面的設計問題進行分析，其表現同樣也是多方面的，比如對于不同的建筑高度區間及建筑所在區域的地震烈度等，應根據規范選擇適應的結構形式，否則，設計出的結構可能不經濟甚至將存在安全隱患。此外，在具體的高層建筑結構設計過程中，對于荷載動態變化沒有進行充分考慮的話，同樣也會導致其整體受力不合理，相關問題同樣也會出現。

(3)結構材料方面的使用存在問題。對于高層建筑結構設計工作來看，其在相應材料的選擇方面存在的問題同樣也是當前比較常見的，這種結構材料選擇方面帶來的問題主要就是指容易導致其無法發揮出較為理想的承載力效果，不利于高層建筑的后續長久應用。結合當前這種結構材料方面的選擇而言，其首先表現在基本材料類型的選擇上不合理，沒有參考高層建筑對于內部空間以及基本需求的限定，進而也就容易導致其所選擇的結構材料不適合于具體施工建設，給后續運用帶來較大麻煩。此外，相應材料方面的使用缺陷還表現在具體施工材料的應用數量方面，比如對于鋼筋混凝土結構中鋼筋材料的配筋率控制不當，就容易導致其相應的承載力出現問題，帶來安全隱患。

(4)高層建筑結構設計圖紙呈現方面存在問題。對于高層建筑結構的設計工作，相應的設計結果主要是呈現為具體的設計圖紙，而這種設計圖紙方面存在的問題也就必然會嚴重影響相應設計的價值呈現，并且容易給后續施工帶來較大的不利影響。針對這種設計圖紙方面表現出來的問題，主要是相應的設計圖紙呈現中所要表達和解釋的內容不清晰，無法保證施工人員進行有效解讀。

(5)設計過程中忽視了成本方面的控制。對于高層建筑結構設計工作的落實來看，為了更好促使其能夠在相應的施工建設及后續使用中體現經濟性，從成本方面進行管控也是比較重要的一個方面，而在當前很多設計過程中，設計單位往往僅考慮到高層建筑結構的合理性以及穩定性指標，對于經濟性指標考慮不足，最終也就必然會影響其設計價值的效果。

3 高層建筑結構設計問題的解決對策

針對上述高層建筑結構設計過程中表現出來的各個問題和缺陷來看，為了較好提升其后續優化效果，必須要選擇較為有效地方式進行優化改進，其主要的解決對策有以下幾點：

(1)合理限制高層建筑結構的高度。對于高層建筑結構設計方面的落實而言，必須要首先確保相應結構高度較為合理可靠，尤其是對于以往高層建筑結構設計中無限制的增高問題，更是需要進行嚴格控制，充分分析當地場地特點，結合高層建筑施工構建的基本需求，進而也就能夠確定最為合理的高層建筑結構高度，促使其這一高度能夠有效滿足于高層建筑應用價值的最大化，并且不會帶來安全性方面的隱患。

(2)做好結構體系的選擇及計算分析。為了使高層建筑結構能夠表現出較為理想的穩定性和安全性效果，從結構體系的設計方面進行有效控制也是比較重要的一個方面，這種結構體系方面的選擇及計算分析也就需要圍繞著具體結構的特點及其具體組成進行考慮。在設計完成后，還需要進行詳細驗算分析，對于可能存在力學失穩現象的結構區域予以修正。

(3)做好結構材料使用的選擇。對于高層建筑結構方面的設計而言，恰當選擇合理的材料類型，并且針對材料的用量進行嚴格把關也是比較重要的一個方面，使相應高層建筑結構材料能夠滿足于各個方面指標的基本要求。這種材料方面的選擇和應用還需要考慮到相應結構類型的要求，并且在各類材料應用后能夠達到的強度方面進行分析，促使其能夠有效合理地發揮自身性能。

(4)規范設計圖紙的呈現。在高層建筑結構設計圖紙的呈現中，同樣需要引起設計人員的高度重視，為了較好提升其出圖的質量水準，可以借助于一些先進的設計軟件進行操作，比如當前越來越常用到的BIM技術就能夠發揮出較為理想的積極作用效果，對于設計成果的準確性能夠形成較強的保障機制。此外，相應的設計圖紙可用價值提升還需要做好詳細全面的標注處理，準確解釋設計圖紙中可能存在的一些理解不到位問題。

(5)做好限額設計。對于高層建筑結構的設計工作落實而言，為了促使其能夠體現出較為理想的經濟性效果，避免在后續施工中出現超預算問題，應用限額設計進行處理是比較有效的一種方式，這種限額設計的應用需要充分考慮到高層建筑的投資需求，促使高層建筑的結構能夠在資金許可下進行設計，對于超出限額的方案需要進行有效調整改進。

4 結束語

綜上所述，對于高層建筑結構設計工作而言，其對于整個高層建筑構建的重要性是極為突出的，為了較好提升高層建筑結構的設計效果，必須要重點從相應問題入手進行分析，了解當前存在的各個問題及其影響因素，進而也就能夠有效提升其設計水平。

[1]岳文萍,周強茂,劉飛飛.高層建筑結構設計的問題及對策探討[J].住宅與房地產,2016(3):90～91.

[2]趙華琪.高層建筑結構設計的問題及對策探討[J].江西建材,2015(17):18+24.

[3]王號.高層建筑結構設計相關問題及對策分析[J].低碳世界,2015(1):233～234.

[4]吳必正,趙永輝.試論高層建筑結構設計存在的問題及對策[J].門窗,2014(1):95+98.

[5]趙東曉.高層建筑結構設計的問題與對策研究[J].商品混凝土,2012(9):132～133.

[6]孫凱.高層建筑結構設計的問題及對策探討[J].價值工程,2011(25):88～89.