簡述高層建筑結構設計的問題及解決措施

胡劍虹

摘 要 隨著建筑行業的不斷發展，高層建筑迅速發展起來，在實際建設過程中，結構設計發揮著越來越重要的作用，只有提升自身穩定性，才能確保高層建筑整體質量。因此，文章先對高層建筑結構設計中的問題進行分析，并對處理策略以及發展進行闡述。

關鍵詞 高層建筑;結構設計;問題;策略

引言

隨著城市化進程的加快，對建筑物提出越來越高的要求。雖然建筑行業具有良好的發展，但由于當前土地資源較緊張，對現代建筑行業來說，為了更好地應對這一客觀因素，就要由多層建筑向高層建筑轉變。高層建筑的興起，是城市發展的重要組成部分，在工程進行設計與建設過程中，由于層數較多，因此，確保建筑物結構具有重要作用。不僅能夠保障工程質量，還能夠降低對土地資源的消耗。

1高層建筑結構設計中的問題

當前，雖然建筑行業具有良好的發展形勢，但由于土地資源緊張，使建筑用地出現供不應求的局面。對于這一現狀，建筑行業逐步向著高層建筑方向發展，與普通建筑比較，不管是層數還是高度，都存在著一定的差異，在結構以及地基基礎方向，提出更高的質量要求。特別是建筑物結構設計是否穩定，都對工程質量產生直接影響。雖然結構設計必須確保設計的合理性，但當前在設計過程中，仍存在著較多問題，使設計達不到相關要求[1]。

（1）結構設計人才管理不完善。隨著經濟的不斷發展，建筑行業迅速發展起來，同行業間的競爭不斷增強，設計單位中，設計人才管理不完善，導致設計水平存在著一定的差異性，如設計師專業素質以及技能水平不一，進而存在著明顯的層次差異，甚至部分設計人員不是結構設計專業的人員。

（2）結構設計市場缺乏完善的管理。當前，部分設計單位能夠脫穎而出，大都依靠內部關系實現的。此外，通過調研得知，設計市場價格比國家制定的標準要低很多。多數設計在激烈的市場競爭下，想要獲取更多的經濟效益，大都采用壓價的形式，進而造成整個市場秩序的混亂性。此外，部分資質以及信譽較高的單位，由于受“關系戶”影響，面臨著淘汰的現狀。正是由于受到此類因素的影響，導致多數設計單位存在著較多的問題，究其原因是由于市場管理缺乏規范化，因此，需對其引起重視。

2高層建筑結構設計的有效策略

（1）科學選擇設計方案。高層建筑結構設計過程中，結構的穩定性，對工程整體質量產生直接影響，特別是高層建筑，因其層數多，對結構提出更高要求。此外，還要充分了解各種不同變量等因數，從而找到適合的設計方法。例如，目前較常使用的是直接優化和間接優化法。在制定與選擇設計方案的過程中，想要確保結構設計的合理性，就要對其中各類因素以及指標進行剖析。可將材料消耗作為重點，對指標分析過程中，會發現對結構構件截面產生直接影響。在具體實踐過程中，必須確保構件自身截面尺寸，同時，結合力學分析方法，找到強度計算值和位移條件。但對于實際進行分析過程中，發現應用數據解析方法，不能對相關函數進行表達，因此，不能通過較小值方式，獲取結構設計方案。對于此類問題，在對高層建筑結構進行設計過程中，往往會采用直接優化法。此方法在實際進行應用過程中，經過測算與分析后，達到目標值的要求，且能夠選擇與利用。因此，通過此種方式，能夠使結構設計得到完善[2]。

（2）科學選擇加強層。當前，高層建筑已成了各大城市的主要建筑群體，甚至部分高層建筑因其外形特征，具有一定標志性。其質量以及結構設計是否穩定有著直接關系。但由于在實際進行設計過程中，提出越來越高的要求，因此，就要對結構設計進行完善，以確保結構的安全性。在制定結構設計方案過程中，對于其中一些重點部位，要確保方案的合理性。例如，在設計加強層時，往往會設置在結構的中部或上部，不僅能夠實現對結構的控制，還能夠避免位移問題，同時，對于地震還能夠起到一定的緩解作用。因此，在結構進行設計過程中，必須要認識到加強層設計的重要性，從而更好地保證結構設計效果。

（3）合理選擇荷載取值。現代高層建筑的主要特點是層數多、單元重復性強，因此，一點荷載效應就會出現重復變化，進而造成結構問題。例如，一個接近百米的高層建筑，由于業主的需求，設計單位需在施工圖階段，對夾層荷載進行充分考慮，設計完成以后，因業主與之前成本進行對比，認為高層成本較大，需進行完善。在拿到工程圖以及模型研究后得出，設計方對夾層荷載應用的是鋼筋混凝土樓板荷載，隨著逐層的增加，最終導致荷載較大。因此，可應用鋼結構夾層荷載，達到降低荷載的目的，進而很好地對造價進行了控制。

（4）強化結構抗扭剛度。高層建筑實際進行結構設計時，如果構件以及質心具有較大的距離，就會增加抗扭剛度。為了有效提升結構抗扭剛度，就要在結構周圍，設置剪力墻或者大剛度的抗側力構件。除此以外，還可以局部強化四周框架剛度來設計其結構，同時，在高層建筑四角設置L形的剪力墻。還要應用有效方法強化剪力墻厚度。除此以外，可增加剪力墻梁周邊高度，設計人員把樓面窗下處設置成連梁，同時預留一定的窗洞，以保障結構的抗扭剛度[3]。

（5）計算簡圖的科學應用。高層建筑結構實際進行設計過程中，要準確進行計算，同時，針對計算簡圖中的問題進行明確，對其影響因素進行分析，強化計算過程以及結果的準確性，提升結構設計數據的合理性。

3高層建筑結構的發展趨勢

隨著科學技術的不斷發展與進步，高層建筑結構設計工作不斷進行完善，為了確保其質量，可引進先進的技術手段以及材料，而高性能混凝土會成為高層結構設計的重要選擇，此種材料與傳統混凝土相比，不管是強度還是韌性，都得到很大的優化，還能夠有效控制結構自重，為結構的穩定性提供重要保障[4]。

4結束語

綜上所述，隨著經濟的不斷發展，高層建筑工程已成了當前發展的主要趨勢，為了確保建筑工程整體質量，就要對結構進行合理設計。針對結構設計中存在的問題，制定切實可行的結構設計方案，同時，對重點部位引起重視，引進先進技術與材料，促進高層建筑結構設計整體水平的提升。

參考文獻

[1] 李盛勇，呂堅鋒，徐麟，等.高層建筑結構合理構成與高效率結構設計[J].建筑結構，2020，50（4）：1-7，24.

[2] 馬玲.建筑結構設計中的抗震結構設計理念[J].建材與裝飾，2019（36）：74-76.

[3] 王海燕，王海驕.提高房屋建筑結構設計安全性的研究[J].工程建設與設計，2019（20）：18-19.

[4] 李波.超高層建筑結構設計的關鍵問題分析[J].建材與裝飾，2019（14）：121-122.