高層建筑結構設計的問題及改進策略

(重慶名威建設工程咨詢有限公司 重慶 402160)

高層建筑結構設計的問題及改進策略

覃幫全

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隨著城市不斷加快其建設的進程，優化高層建筑的結構設計已經成為最大限度地利用空間優勢的方式。但由于大型高層建筑物具有較大的垂直載荷，結構存在柔和特性等問題，為了使高層建筑能夠實現安全與美觀并存的目的，如何搭建高層建筑，完善其結構設計，滿足公眾生活，使居住變得更加安全和方便，成為人們關注的重點，也是現代建筑設計工作所面臨的困難之一。本文分析了高層建筑的設計原則，結合實際高層建筑可能發生的問題，總結設計的經驗，為高層建筑結構設計提出具有重要意義的改進策略。

高層建筑；結構設計；問題；改進策略

一、引言

在高層建筑中，外部地震和外部風力對高層建筑都具有重大的影響，還影響著高層建筑的負荷。隨著建筑高度的逐漸增加，高層建筑會產生較長的位移。然而，高層建筑過度的橫向位移不僅會影響人們居住的舒適度，而且還會影響到建筑物的正常使用。此外，過度的橫向位移有可能損壞建筑物的結構和非結構的部件。因此，在高層建筑結構的設計中，有必要合理地控制橫向位移使其處于要求的范圍內，使建筑物不會對人的居住舒適度產成影響，也不會對建筑物的使用造成影響。因此，需要通過分析結構設計中存在的問題，結合實際情況，確保建筑的安全，進一步探索提高高層建筑結構設計水平的改進策略。

二、高層建筑結構設計的一般原則

除了滿足經濟要求以外，合理的方案也應該符合結構的要求。在相同的結構單元中使用相同的結構體系。選擇高層建筑的結構設計時，應考慮負荷，施工條件，相鄰建筑物等因素，同時分析地質條件。隨著科學技術的發展和各種計算機軟件的出現，每個計算軟件的結果不同。應在使用前進行相關的理解，選擇合適的軟件進行計算。然后檢查，做出合理的判斷，得到最為準確的結果。

三、高層建筑結構設計的問題

(一)設計圖紙過于簡單。施工的基礎是建筑結構的設計圖，要求施工圖可以詳細地解釋建筑結構設計的各個環節和細節。例如，結構類型，抗震，防震，墻體的材料等。在現行施工的過程中，部分施工單位的建筑結構設計不規范，例如，在梁、柱、墻的加固方案中，使用的不是標準圖集，地面和地下高架的結構沒有明確地標注，在施工時現場容易出現混亂的局面，甚至可能造成一些施工事故。

(二)房屋建筑基礎結構設計中的問題。俗話說，基礎決定著上層建筑，所以可以看到建筑的基本結構的重要性。但是，在現階段對建筑結構調查的基礎上，設計工作存在嚴重的不規范，不科學等現象，嚴重影響了房屋建設基礎的質量。基礎設計工作的相關人員，并沒有做到足夠的地質勘查工作，而是根據口頭數據，進行建筑結構的設計工作，這種結構設計由設計師在沒有準確數據的情況下得到，建筑基礎的質量不能得到保證。此外，在現階段，國內大部分民用建筑的基礎結構設計沒有嚴格地進行規范，這是常見的問題之一，在民用建筑基礎結構方面的設計中，設計師應該注意這個問題，根據建筑物的載荷數據準確地標記，避免滿載，影響整體建筑的質量和安全。另外，一些設計師對各種地質災害只是片面了解，對于一些軟土基礎的設計工作，在沒有準確的調查數據的情況下，只根據他們自身的經驗，倉促地設計基礎結構，質量和安全都存有危險性。

(三)房屋梁柱配筋數量不足。在對梁柱的數據進行具體設計的過程中，有些設計師為加快工作的速度，在屋頂梁的設計中直接復制下梁的大小，沒有提前做好準確的計算，這導致屋頂梁的尺寸較小，載荷較小，并且實際施工中減少了配筋的數量，可能發生混凝土斷裂的現象，影響建筑物的質量和安全。

(四)設計的方案不合理。在目前高層建筑結構的設計中，過度追求美學和個性化，從而忽視了科學合理的設計。同時，高層建筑的結構設計與普通建筑設計有所不同，在選擇過程中還存在一些不合理的現象。除了高層建筑的整體結構設計外，還要注意風荷載和地震作用，設置良好的抗震防護系統，以提高建筑物的安全性。但在建筑物的實際設計中，結構上還有一些問題沒得到足夠的重視，一些方面仍然考慮得不全面，這導致對高層建筑的安全產生一定的威脅。

四、高層建筑結構設計的改進策略

(一)設計詳細的圖紙。建筑結構主要體現在建筑的圖紙上，也是施工的重要依據。一旦圖紙出現問題，將會影響建筑物的整體安全施工。因此，建筑設計師的建筑設計圖必須認真負責地完成，符合相關的規范，不能盲目地追求施工速度而省略標注。同時，在設計圖紙的過程中，有關復雜和細微的部分，要有詳細的注釋，以避免以后在施工過程中出現其它更麻煩的情況。設計圖紙的任務完成后，圖紙設計師應仔細檢查，仔細檢查圖紙是否有錯誤。如果有的話，應及時糾正，以避免在施工過程中造成不必要的損失。

(二)保證建筑基礎結構的科學性。當地的地質條件和建筑物的形狀對建筑結構設計的選擇有重要的影響，這要求施工方獲取圖紙后，不要盲目地建模計算，主要任務是先研究地質條件和建筑外形。如果計算盲目，就會發生兩種情況：一是在施工過程中出現問題，需要抽出時間解決問題，在解決問題的過程中，工作的任務量被加大；另一個是建筑物會導致一系列的安全問題。為了避免上述情況，有必要與專業人士協調開發可行的解決方案，取得最好的解決結果。

(三)協調好高層建筑結構的均衡關系。在高層建筑的布局中，應考慮到高層建筑的總體規模，城市規模，街道規模等。高層建筑的完美造型必須使主體、裙房以及頂部之間把握好均衡關系。高層建筑是城市形態關鍵所在，也是重要的景點。高層建筑結構應在城市規劃中占有優勢地位，處理高層建筑與城市街道之間的關系，要確保高層建筑物不能影響步行街的正常活動，也不能對視覺造成影響。

(四)優化消防、抗震、抗風設計。消防結構優化設計：首先，對于防火間距，在設計時應考慮隔板間的間隔、消防功能，同時在設計時必須考慮到建筑結構的抵抗火災問題和排放煙霧問題。其次，安全疏散結構的設計要合理，主要是為了解決疏散困難的情況，在設計時應注意防吸煙設置，同時注意雙向疏散設計，如合理布置避難層等。最后，注意分割式結構的設計，主要是用于防火和控制煙霧，主要采用垂直樓板、水平單元墻和防火墻，再加上排煙和防火門等設施。

抗震結構優化設計：首先，提高地基的抗震設計，即簡化建筑平面，提高地基強度和高度，將上層結構和樁的重點放在同一條線上。二是提高結構設計的整體規律性，以確保承載能力分配的合理性。三，在剪力墻的設計中，要提高高層建筑承重結構的抗側力，以使承載能力能夠保持連續，有效提高抗震的能力。

抗風結構優化設計：在設計的基礎上，需要使用較高的砂礫石以確保地基的緊湊性，并且還應設置防起吊錨，以提高建筑基礎的抗拉強度。在減振系統設計中，應采用耗能支撐，剪力墻和地板等構成的耗能減振系統，減少風荷載對高層建筑的影響。這主要是從水平壓力，水平荷載，內力等方面綜合考慮加強高層建筑的結構設計。

五、結語

結構設計在高層建筑的施工過程中具有非常重要的作用，在設計過程中，必須加強對實際結構施工中可能遇到的問題的研究，充分考慮尋找解決方案，將設計過程中的問題全部解決，特別是結構設計過程中的常見問題，采取有效的措施，提高和保證建筑企業的安全，有效地促進中國建筑業的穩定快速發展。

[1]劉振區.建筑結構設計中常遇問題分析[J].江西建材，2013(06)：23-24.

[2]榮洋,王文可,潘可明.建筑結構設計經驗探討[J].低溫建筑技術，2014,1(5).

[3]楊濤，宋志.高層建筑結構設計中存在的問題及改進策略[J].中華建設，2014，02：112-113.