探討高層建筑結構基礎設計中的問題及對策

謝犇

摘要：現如今，高層建筑已成為建筑工程中非常重要的一種形式，也是最為常見的一種建筑工程形式。高層建筑結構整體較為復雜，在施工時有一定的難度，所以在設計階段要科學、合理的進行安排，良好的結構設計能夠提升高層建筑物的整體性能，能夠很好的引導施工過程順利完成，從而促進建筑行業的發展。本文主要探究高層建筑結構設計中存在的幾個問題，并對此提出了解決對策。

關鍵詞：高層建筑;結構設計;問題;對策

引言

與多層建筑結構相比，高層建筑結構在垂直載荷上遠遠超于多層建筑。高層建筑的垂直載荷是指其本身的重力在垂直方向上形成的載荷量。另外高層建筑會受到水平載荷的作用，這是指龐大的建筑主體受到風力作用的載荷量，高層建筑結構的主體巨大，接受風力的面積也相應較大，這就使高層建筑主體結構受到較大的水平載荷。另外，建筑物本身存在側移現象，且側移會隨著建筑高度的變化而變化。這就要求設計單位嚴格把控設計關，合理設計高層建筑結構，盡可能地控制在居住舒適度的范圍之內。

1 高層建筑結構設計中存在的問題

1.1 超高問題

高層建筑的高度通常是在24米至100米之間，眾所周知，建筑物越高，在抗震、防風及火災等方面的要求也就越高，越高的建筑物在受到地震橫向作用力時越容易坍塌，因而，高層建筑在性能方面要求較高，也是結構設計過程中需要關注的重點問題之一。再者設計高層建筑結構時，對于抗震的要求也極為嚴格，然而在設計過程中，經常會出現業主單位要求，改變建筑物高度，這就使得設計單位的結構設計方案也需隨之不斷變化，耗費設計單位的人力與物力資源，甚至造成工期延誤、經濟損失等情況。

1.2 扭轉問題

扭轉問題是高層建筑結構設計中的重要問題，也是世界各國研究高層建筑的核心問題，關系著建筑物的抗震、抗風性能。受地理特征及其他因素的影響，導致在設計高層建筑結構的過程中不能保證建筑物的完全對稱，接著會產生扭轉問題。設計者在設計時，需努力使建筑物對稱，確保搞成建筑的高度與質量，最大程度地避免出現扭轉問題。

1.3 受力問題

高層建筑在施工過程中，勢必會使用多種機械設備，高度越高，機械設備的數量也就越多，會增加高層建筑的垂直載荷量。如果在前期設計工作中，沒有兼顧到機械設備這一方面，或者建筑原材料不達標，就很容易導致高層建筑主體的受力與承載力出現問題。

1.4 基礎埋深問題

相關規定明確指出埋置深度可以為建筑高度的1/15到1/18，但在現實生活中可以發現，施工承建單位將土地資源進行最大程度地開發利用，大部分建筑物低下部分均為低下商場或車庫，不利于高層建筑主體的抗傾覆與抗風性。

2 解決高層建筑結構設計中問題的對策

2.1 超高問題的解決

《高層建筑混凝土技術結構技術規程》嚴格規定了高層建筑的結構高度，優化、改進了高層建筑結構的設計方法。設計單位在進行高層建筑結構設計時，應意識到建筑主體的高度與其水平載荷、自身重力之間的關系，特別是對高層建筑主體的超高問題，應保證建筑物的高度，協調各種環境因素，使高層建筑有質有量，盡力達到最優化。

2.2 扭轉問題的解決

高層建筑結構扭轉問題是世界地震工程的熱點問題。一般來說，在進行基礎設計時，力求建筑結構簡單、規則、對稱，盡力使結構的剛度中心與質量中心重合。在設計施工方案階段，結構專業應協同建筑專業，從概念設計方面滿足抗震的需求。尤其是扭轉不規則時，應顧及扭轉影響，并且在規定水平地震力作用下，盡量保證高層建筑主體的對稱性。

2.3 受力問題的解決

受力問題是高層建筑施工、居住的安全性問題，設計單位進行高層建筑結構設計時，應準確計算出高層建筑的具體高度、地基承載力以及各樓層的承載能力，加強地梁的承載力設計。尤其是施工過程中各機械設備的使用量。嚴格管控承重墻、承重柱的質量結構，確保各樓層受力均勻。有效的承載力計算、裂縫控制措施對于高層建筑結構設計的穩定性具有重要作用。

2.4 基礎埋深問題的解決

在實際設計中，高層建筑的基礎埋深問題很容易被忽視，不利于提升高層建筑的性能。在概念設計時，可采用大底盤多塔結構進行計算與設計，將主樓與裙樓做成一個整體，再通過后澆解決沉降差異與溫度應力的影響，另外，將地下車庫或者地下超市的剛度折算成為覆土厚土，再根據相關規定計算埋置深度。

2.5 性能問題的解決

高層建筑結構抗震設計的核心就是性能設計，隨著鄉鎮一體化趨勢呈白熱化階段，大量人口涌入到城市中，在高層建筑結構設計過程中，不能單一考慮到生命安全，應將重點放在保護建筑主體上，確保地震來臨之時高層建筑的功能仍可以正常使用。這就要求設計員綜合考慮不同地震水準條件構件的變形、承載力、剛度結構等。為有效實現性能設計，提升建筑結構的承載力，只需找準結構構件的承載力與變形能力之間的平衡點，再進行計算、設計即可。

結語

社會經濟條文明與物質文明的發展，對高層建筑的外觀、性能要求也在逐步提升。為不斷滿足社會發展對高層建筑提出的高要求，設計單位應不斷探索高層建筑的結構問題，進而提升高層建筑的質量與壽命，促進我國建筑行業的健康、有序發展。

參考文獻

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