基于高層建筑結構設計的問題與對策研究

趙毅

摘 要：結構設計對高層建筑的整體質量有重大影響。為確保高層建筑的整體安全和穩定，必須嚴格按照規定執行結構設計工作。 本文詳細分析了高層建筑結構設計中的常見問題，并提出具體的解決方案。 希望本文能對建筑行業從業人員有所幫助。

關鍵詞：高層建筑；結構設計；解決措施

1 引言

高層建筑是目前建筑市場的主要類型，如果在設計中就存在諸多問題，這些問題必將嚴重影響高層建筑的質量驗收。高層建筑由于其高度性和集約性，而且人們對高層建筑的需求越來越高，就要求對其質量必須有高標準嚴要求。 為保證建筑物的安全，高層建筑的建設應根據高層建筑的要求，確保建筑設計的安全性和合理性。 只有這樣才能確保高層建筑及施工的高水平高標準高效益。

2 高層建筑設計特點研究

在高層建筑結構設計中起關鍵作用的是水平力，同時，動力性能決定建筑結構隨著高層建筑的層數變化而變化水平荷載，這通常是水平荷載和豎向荷載值的差異。

軸向變形設計也是高層建筑結構設計非常重要的環節之一，高層建筑隨著樓層層數的增加，剪力墻系統越來越高，一側的軸向應力變形比其余應力變形小，將導致高層建筑結構不平衡，存在危險。

此外，在高層建筑設計中也要注意結構的抗震能力，因為地震包括豎向荷載和水平荷載，是直接影響高層建筑結構的安全性能的危險因素。

3 高層建筑設計中應遵循的規定

3.1 合理的簡圖設計理念

選擇合理的設計計算簡圖，是確保高層建筑結構合理的關鍵，是結構設計安全性的根本，因為如果存在任何概念錯誤，將是直接導致影響結構的原則性問題，從而直接威脅到高層建筑的安全。因此，高層建筑結構設計和計算，要高標準，嚴要求。在實際的施工過程中，也應進行合理的施工工藝配置，而且，這個配置并不僅限于鉸結點和剛結點，是應當有最大限度減少影響簡圖計算的錯誤的保障措施，來保證規范指定允許的控制范圍。這是高層建筑質量保證的第一步。

3.2 合理的基礎設計風格

高層建筑對建設用地的地質條件要求很高，充分利用現有地質條件是基礎設計階段要做的，因此可以根據不同的地質條件和建筑材料選擇不同的設計方法。由于垂直載荷的問題，如高層建筑豎向荷載很大，遠遠超過一般的建筑，需要充分細致地研究地質條件。同時，還因為通常周圍有其他建筑物，其他的高層建筑，所以施工過程中還要全面考慮在建工程對周圍建筑物的影響，或受周圍的建筑物的影響，這些都需要綜合考慮建筑環境、地質等問題的所有方面。還需要注意的是，我們必須充分考慮潛在的基礎影響，這對高層建筑地基的潛力開發是很有幫助的。因此，在適當的時候可以根據不同基礎形式采取靈活多變的方法，及時地進行地基變形觀測，完全掌握高層建筑對地基的應力影響。

3.3 合理的結構方案

高層建筑的結構設計通常包括形式和系統兩個方面，這兩個方面是非常重要的。優秀的結構方案是對傳力和受力等重要的問題解決后，更能有效地考慮到經濟價值，獲得更高的投入產出比。合理的施工方案也是必須考慮的問題。施工方案的考慮必須注意兼顧全面，不僅包括地域條件，還有周圍的建筑物的現實條件，工程建設重點是條件和材料，綜合分析這些指標對于結構施工方案的選擇是關鍵。通過這些研究，可以更好地確定最優的結構措施。

4 高層建筑結構設計中的問題與對策

4.1 高層建筑超高問題的對策分析

高層建筑抗震是關鍵，因為高層建筑所承載的豎向荷載更大。而超高建筑的高度對于安全系數的構建，是必須考慮的一個關鍵問題，抗沖擊阻尼在高層建筑設計中更加令人頭疼。建筑物的高度應滿足應對實際地震的要求，而滿足抗震的需要更體現以人為本的建筑理念。

超高建筑的問題，原來的限制只有在課堂上有限的 A級高度，但由于對實際情況的理解和存在的問題層層深入，一個相對較新的規范隨之而來。該規范是對高度擴張的限制，如 B級高度，精化主要基于高層建筑的安全，盡管這樣詳細的優化，極大地提高了高層建筑結構設計的方法和措施水準，但高層建筑設計，其實際的措施往往是更注重現實的可行性。審查，特別是對施工圖紙的結構方面的問題，將直接影響圖紙審查通過與否。在通常，必須按實際狀況進行結構的應對，由于施工圖紙的不可預見性和復雜的現狀，結構上的改變將直接使高層建筑面對一個個重大問題，所以需要做定期、定時的專家討論會議，只有對建筑的論證持更謹慎的態度，對工程建設才有更好的效果。

4.2 短肢剪力墻設置

在最新規范中，短肢剪力墻的定義是墻肢的長度為厚度的5-8倍剪力墻結構，具體如圖1所示。根據以往實踐經驗，對高層建筑短剪力墻的使用存在很多方面的控制。因此，必須極力避免短肢剪力墻的使用，減少短肢剪力墻在高層建筑設計過程中的應用所帶來的問題。萬一短肢剪力墻應用在高層建筑的中，就必須要有根據來控制出現的問題，以規避短肢剪力墻應用欠妥造成的后果。

4.3 嵌固端的設置

高層建筑都有地下通道和人民防空工程，因此嵌入的末端可以設置在地下通道或在人民防空工程的上部。因此，在設置高層建筑固定端的過程中，嵌入端的位置應該被設計師著重注意，把設計過程變簡單，避免在固定端設置中出現其他的問題。

4.4 高層建筑的規則性對策分析

在實際的建筑規范中，對于高層建筑有許多限制，這一限制是基于規律性的限制，例如在高層建筑結構中相應的剛度控制水平以及平面度的規定。 同時非常規措施的規劃設計在實際的規范中嚴格要求有更多的高層建筑樣本，與此同時，按照規劃進行設計，結構設計更改報告，設置相應水平的審核，只有這樣才能滿足規范性問題的條件。

高層建筑的設計雖然在一定的規則進行，但建筑最終還是要回到人類生活的本質需求，因此，必須在設計時加入人性化的考慮，創造一個舒適的居住建筑環境，并充分考慮人類對建筑多樣化的需求，從而在更高層次上提升建筑設計的水準。

5 結束語

當前，隨著社會經濟的快速發展以及人們生活越來越好，檔次越來越高，為了節約建筑占用土地面積，所以高層建筑的建設越來越普遍。跟普通建筑不一樣，高層建筑樓層多高度高，因此要求其安全性能必須達到國家規定標準。在人們對于居住環境、建筑質量的關心問題上，這是關系著人們的財產以及生命安全的重大問題，如何做好高層建筑設計是現代社會設計師所面臨的直接問題。借此，為了改善目前建筑業參差不齊的現象，要求我們從實際出發，在根本上解決問題，確保施工質量，確保人員安全，保護人民財產生命安全，為建筑業蓬勃發展保駕護航。

參考文獻：

[1] 熊航.當前高層建筑結構設計中的問題及其優化措施分析[J].四川水泥，2017（10）：93.