高層建筑結構設計問題與應對策略

王健雄

摘要：隨著城市發展速率逐步提升，城市發展資源利用效率提升，逐步成為房產開發的主要趨向。高層建筑，就是城市土地資源高效利用的代表。為了進一步發揮城市高層建筑，在城市資源高效利用中的作用，就必須準確把握結構設計環節的實踐要點。本文首先對高層建筑結構設計原則進行了介紹，然后對高層建筑結構設計存在的問題進行了分析，最后對高層建筑結構設計問題的解決策略加以探討，希望對我國社會經濟發展提供幫助。

關鍵詞：高層建筑；結構設計；對策分析

高層建筑已經逐漸成為現代社會的主要產物，同時對現代城市規劃建設而言，在某種程度上，能夠起到良好的標志性作用。在針對高層建筑進行具體建設時，結構設計是其中非常重要的一部分，能夠直接對建筑物的質量、安全穩定性等產生影響。因此，需要針對高層建筑結構設計現階段存在的各種問題進行分析，并且提出有針對性的解決措施，為高層建筑結構設計的水平提升提供有效保障。

1高層建筑結構設計的原則

1.1因地制宜原則

設計前需對建筑物周圍環境進行仔細勘察，如周圍地形、管道和地基荷載力等，以確保建筑物結構設計能夠得到落實。

1.2結構功能健全原則

不同類型的高層建筑其功能要求并不相同，為此，設計人員還需根據用戶的實際需求，設計合理的建筑結構，才能確保建筑結構的功能需求得到滿足。

1.3簡圖誤差合理原則

在進行高層建筑物結構設計前，都需要進行簡圖計算，一方面其能保證高層建筑物結構設計能夠滿足用戶需求，另一方面合理的計算簡圖還能有效降低建筑物結構安全事故的發生率，因此，在實際設計過程中，需要盡量將施工結構設計的誤差控制在規定范圍內，以確保計算簡圖計算數據的準確性。

1.4建筑延性原則

與普通建筑相比，高層建筑的抗震要求較高，為此，在設計和施工過程中，還需保證高層建筑的延性，可通過應用各種施工材料、建筑物功能設計和結構本身特點等保證建筑的延性與功能齊全。

2高層建筑結構設計存在的問題

2.1結構體系不合理

如果設計人員選擇的結構體系不合理，在一定程度上會降低結構的穩定性。在設計鋼筋混凝土高層結構體系的過程中，設計人員要結合工程結構特點，并根據該地區抗震設防等級及風荷載情況等，選擇合理的結構體系。如果鋼筋混凝土高層結構體系不合理，該高層建筑工程的結構性能會降低，如果設計人員選擇的設計指標不科學，則會降低鋼筋混凝土高層結構的可靠性，導致各種質量問題的出現，甚至出現安全問題。

2.2地基與基礎設計不科學

在設計鋼筋混凝土高層建筑工程地基與基礎的過程中，經常會出現以下幾個問題：①基礎類型選擇不當，導致建筑物出現不均勻沉降甚至傾斜。②天然基礎設計不合理，地基的斜面坡坡度較大，會降低地基混凝土的振搗質量，影響地基結構的穩定性。③地下室底板配筋不合理，如果地下室底板配筋不合理，高層建筑結構很容易出現失穩現象，增加建筑物的不均勻沉降量。④設計人員沒有考慮到地下水對地基與基礎的影響，如果地下水位比較高，會影響地基與基礎結構的耐久性和穩定性，因此，設計人員要制定合理的地基與基礎防水設計方案，提升地基與基礎的可靠性。

2.3上部結構設計存在較多缺陷

在鋼筋混凝土高層建筑上部結構設計中，如果框架-剪力墻結構設計不合理，很容易出現應力集中現象，降低高層建筑結構的安全性，容易導致結構裂縫或者倒塌事件，當外界發生地震時，高層建筑結構很容易出現坍塌。此外，在設計框架-剪力墻連接構件的過程中，由于剪力墻布置不合理，會增加框架-剪力墻連接構件的設計難度，影響鋼筋混凝土高層建筑整體結構的可靠性。

3高層建筑結構設計問題的解決策略

3.1科學的布置平面布局

在高層建筑結構設計工作當中，針對所產生的結構扭轉方面的問題，可能是因為沒有真正的實現“三心合一”的施工標準，形成了建筑體在整體質量的分布上產生不均勻的問題。因此，在設計工作當中，相關的設計工作人員需要對建筑施工中，采用相對比較規則的圖形，比如：長方形、圓形或者是正多邊形等結構形式，通過對質量的均勻分布來保證建筑體的穩定性，同時通過這種施工方式還可以充分保證建筑結構的對稱程度。

3.2高度重視計算簡圖的合理計算與應用

計算簡圖計算是高層建筑結構設計的重要依據，原因是在建筑結構設計過程中，不可避免地會涉及到配筋率、構件尺寸大小、建筑物高度確定等問題，這些問題都屬于計算問題，因此，在計算相關內容的過程中還需合理選擇計算簡圖，并確保計算模型或計算簡圖能夠符合實際工程狀況。由于高層建筑對結構的荷載承受能力、抗震能力以及其他功能與性能要求較高，其結構設計是一項較為復雜的工程，會導致設計人員在實際選擇過程中存在一定的難度，因此，設計人員必須綜合考慮高層建筑結構的各方面影響因素，對計算簡圖進行選擇，以立體式和全方位地保障計算過程、結果的精準度。

3.3結構設計中各種性能的滿足

高層建筑在針對自己的結構進行設計時，其根本目的是為了能夠滿足高層建筑在后期使用過程中，滿足各個性能提出的基本需求。只有保證設計效果能夠滿足相對應的要求，才可以將其稱之為具有一定科學性和合理性的結構設計，同時為高層建筑在后期使用過程中的安全性和穩定性提供有效保障。在保證高層建筑結構設計質量的同時，能夠最大限度保證延長高層建筑的使用壽命，為人們的日常生活質量和水平提升提供有效保障。首先，必須要對結構本身的延性特征給予一定的重視。延性這一指標在制定和具體落實過程中，其主要是針對高層建筑結構在設計和使用過程中出現的變形、倒塌等問題。特別是高層建筑如果遭遇到嚴重的地震時，這種延性特征在其中的重要性就會更加的明顯。其次，高層建筑結構的水平力也是其中非常重要的一部分。高層建筑結構在實際應用時，即使是在某一個平面水平方向時，也會受到各種不同類型的荷載作用影響。

4結語

在實際設計過程中，設計人員需對建筑結構設計方案進行合理選擇、高度重視計算簡圖的合理計算與應用以及注意滿足建筑結構設計中的各種性能，才能有效滿足住戶對高層建筑結構的舒適度和功能性要求，并提升高層建筑物的空間使用價值。

參考文獻：

[1]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（01）：95+98.

[2]楊軍科，王小軍.有關高層建筑結構設計問題及對策的探討[J].山西建筑，2014，40（02）：43～44.

（作者單位：河北省水利水電勘測設計研究院）