高層民用建筑結構設計問題的探討

張高偉

【摘 ?要】在經濟高速發展的當下，高層民用建筑數量也在逐漸增多。與此同時伴隨著的高層民用建筑結構設計問題也浮出水面。建筑結構設計涵蓋許多內容不可一言以蓋之，不同的施工情況意味著設計也需要做出不同的調整。在目前的建筑結構設計中，需要時刻保持科學性、安全性以及合理性等，對存在的問題進行深度分析。本文對設計問題進行探討的同時也會思考修整的舉措。

【關鍵詞】高層民用;建筑結構;設計

引言

隨著高層建筑工程數量的增加，高層民用建筑結構設計在整個建筑設計中所占的比重也越來越高。在設計過程中，平面布置、立體布置、造假方案、材料選擇、內部管道設置等都對整體設計有很大影響。不同施工方案下技術使用也千差萬別。在進行設計的時候需要考慮到結構方案、計算簡圖等問題。設計人員需要綜合多方意見進行調整，從而維持整體系統的穩定性。

1.高層民用建筑結構設計的原則和特點

1.1經濟適用性和安全性原則

在對高層民用建筑進行設計的過程中，需要緊緊抓牢其經濟適用性和安全性原則，需要在建筑的結構形式與結構體系中進行分析，并遵守同種結構選擇同種類型體系的原則，確保在建筑結構中存在的應力平衡且合理。一般來說，在進行高層建筑的結構設計過程中，需要對設計過程中可能出現的問題和影響因素進行分析和評判，結合相關的工程專家和施工管理控制人員進行討論，確保得到的施工方案能夠滿足工程需求，避免成本的浪費以及事故的發生。

1.2圖紙設計和精確計算原則

為了確保工程能夠更好的施工，需要針對工程設計和施工圖紙，將工程中可能出現的各種問題和影響因素進行標注。另外，為了保證施工的順利，需要在圖紙中進行精確的計算，因為如果圖紙計算不精確就會導致高層建筑出現安全問題，對住戶造成了威脅。在計算中可以利用相關的計算機技術，并進行反復驗算和分析。

1.3預防原則

為了避免在地震等自然災害中導致建筑結構的不穩定性，需要設計出較為柔和的建筑結構，達到減震和抗震的效果，且需要做好在強烈沖擊下造成的危害，所以高層民用建筑的設計需要考慮到良好的變形能力，防止其出現坍塌的現象，保證高層民用建筑結構抗沖擊的延續性

2.高層民用建筑結構設計中的問題

建筑結構設計需要考慮多方問題，目前的技術環境下存在各種問題。其中包括以下幾點。

2.1高層民用建筑結構設計選型不當

在進行設計的過程中，存在很多建筑結構設計選型不當的問題。規范化的設計需要對結構高度和嵌固端設置等進行要求。高層民用高層民用建筑結構設計選型不當具體表現在以下幾個方面 ：首先是結構過高的問題，在建筑抗震因素中，結構高度是影響最大的因素。不同的高度下，機構會存在很大區別。目前我國高層居民建筑設計中結構高度存在限制，但是結構超高的問題經常存在，例如，將原有的限制高度設定為 A 級高度，或是增加為B 級高度的建筑。此類問題會嚴重影響抗震性能，因此在設計過程中必須對這種因素進行嚴格限制。當結構數據出現變更后，無論是結構抗震性能還是構件強度都會受到影響，從而對工程工期和工程造價產生影響[1]。其次，在建筑結構設計中，嵌固端位置設計不當也會造成影響。高層民用建筑都帶有二層或是以上的人防地下室，嵌固端就可能會設置在地下一層或是地下二層的地下室頂板上，很多設計人員總是忽視這部分的設計，從而造成建筑結構安全存在嚴重隱患。

2.2高層民用建筑結構設計中的計算問題

作為整個建筑結構設計的關鍵環節，準確的計算分析直接關系到整體的結構。保證工程的整體質量從計算數據開始，一絲一毫的數據偏差都有可能產生結構安全隱患。在建筑結構計算分析階段，常見的問題主要體現為：軟件選擇不合適。當前階段，高層民用建筑結構設計常用的計算軟件主要包括 YJK、PKPM、ETABS、3D3S等主流軟件[2]。不同的軟件有各自的優缺點，也適用于不同的分析環境。想要更高的準確度，就必須對各軟件的計算結果進行對比分析，從不同的軟件中選擇最合理的計算結果。

3.民用高層建筑結構設計出現問題的對策

為應對出現的問題，需要在建筑結構設計中進行修正，以防出現安全問題。

3.1合理布置墻體結構

在布置空間結構過程中，未達到減震效果需要使用多種材料。剪力墻性能是抗震的重要指標，只有形成良好的空間結構，才能夠達到更好的減震效果。在設計過程中需要結合當地條件、使用材料以及房屋高度等選擇合適方案。設計過程中應該盡可能避免單向設計的剪力墻，因為這種剪力墻的受力位置會導致在地震發生的時候安全性大大降低。合理的設計應該是讓兩個受力方向的剪力墻的剛度設計相近，從而保持了空間性能的良好[3]。這樣的設計不但能防止剪力墻因為當面的受力而損壞，同時還提高了結構力度，減少了空間浪費。雙面剪力墻的結構承載力和抗壓力比較大，在設計過程中他們可以有效提升結構的空間使用效果，減少因為結構重量帶來的負荷。合理的墻面結構需要在設計圖紙上就明確到減震效果和抗震效果，這樣的設計才能提高高層建筑的安全性。

3.2解決建筑中心的扭轉問題

高層局面建筑除了在縱向方面需要承受更多壓力之外，水平負荷也會影響他的結構安全性。在進行結構選擇的時候，應該選擇合理的布局和形式，在水平方向計算好受力位置、受力點以及水平壓力等，盡量減少因為水平負荷而出現的水平扭轉現象。建筑中心需要維持多年的穩定性，水平方向一旦會出現偏移，勢必會對縱向結構形成壓力，甚至威脅到整棟建筑的安全。在扭轉中心的設計中，高層建筑的質量分布是一個重要因素。為了使樓層能夠沿水平面分布均勻，必須要減輕結構的扭轉震動。在結構設計中對數字進行更加精準的把控，減少因為水平扭轉而產生的震動現象。

3.3提高建筑結構的抗震能力

在抗震方面，高層建筑與低層建筑存在很大區別，因此在進行高層建筑設計的過程中，不但要考慮到結構安全性，更要考慮到震動發生時不同樓層的穩定性。對于底層建筑來說，基本樓層只要滿足減震效果即可，但是高層建筑需要對減震和抗震區域做好明確區別，保證在合理的強度和剛度之下維持良好抗震性。這種設計的要點在于，當地震發生的時候，合理的抗震和減震可以讓建筑物受到最小的上海，從而減少地震產生的此生災害，以此保護底層和高層居民的生命安全[4]。常見的設計方案是使用一定的塑形材料，這些塑性材料可以吸收地震時產生的能量，起到有效的減震效果，減少地震對建筑物的破壞。

4.結束語

綜上所述，近些年來，我國城市高層民用建筑獲得了迅速的發展，在建筑設計中需要考慮到建筑物的減震性能、剪力墻的壓力、建筑中心的扭轉，在保障建筑質量的安全性上，需要時時刻刻關注建筑結構的設計，在保證安全性的基礎上對材料、設計等進行更高基準的完善。目前我國高層局面建筑結構的設計原則和理念更加明確，往后也會在建筑設計上采用高標準嚴要求，這樣才能有最佳的建筑結構體系，從而真正推動我國建筑行業的長遠發展。

參考文獻

[1]崔廣良. 框架剪力墻施工技術在高層建筑中的應用[J]. 建筑工程技術與設計， 2017（5）.

[2]楊宇熹， 杜明洋， 趙威. 高層建筑剪力墻結構設計要點及布局[J]. 科學技術創新， 2017（2）：264-264.

[3]李明. 高層民用建筑結構設計問題淺析[J]. 商業故事， 2016（2）.

[4]鄭劍. 高層混凝土建筑抗震結構設計策略[J]. 建材與裝飾， 2016（36）.