高层建筑结构设计的问题及对策探讨

陈波

（中煤科工集团重庆设计研究院有限公司 重庆市渝中区 400000）

高层建筑结构设计的问题及对策探讨

陈波

（中煤科工集团重庆设计研究院有限公司 重庆市渝中区 400000）

高层建筑是当前建筑业中的一个重要建设项目，与一般建筑不同，高层建筑楼层高、施工复杂、影响因素众多，尤其是进行结构设计时，会受到建筑功能要求、结构受力合理性、结构施工方便性、结构美学性以及经济因素的影响。基于此，本文重点针对高层建筑结构设计的主要问题展开具体论述，希望能够促进我国高层建筑的健康发展。

高层建筑；结构；设计；问题；对策

1 引言

高层建筑的应用能够提高土地的利用率，缓解城市土地稀缺压力，但是建筑越高对结构设计的要求就越严格。好的结构设计能够使建筑使用的价值得到提升，满足居民对于住房的功能性与舒适度的要求。

2 高层建筑结构设计基本原则

2.1 选择合理结构方案

在高层建筑结构设计中，首先要保证建筑结构的合理性，其次保证其经济性，使得结构体系与结构形式切实可行、传力简捷、受力明确。在同一个结构单元中不适合使用不同的结构体系，在地震区要力求竖向与平面的规则。总之，要对工程中的设计要求、地理环境、材料供应以及施工条件等方面进行全方位的分析。水、暖、电等方面要充分协商好，在这些基础上开始结构选型，确定好结构方案，对各种方案进行比较，选择好的方案使用。

2.2 选择合适基础方案

进行建筑结构设计的过程中，要制定合适的基础方案，首先要综合分析工程的地质条件、与其相邻建筑物的影响、施工条件、上部的结构类型以及荷载分布，其次要求保证基础方案的经济性。在设计的过程中，要使地基的潜力得到最大程度的发挥，需对地基进行变形演算。在基础设计的过程中，地质勘察的报告要详尽，而缺少报告的应该要进行现场查看，并参考附近建筑的资料。一般情况下，两种不同的类型不适合在同一结构的单元中使用。

2.3 进行正确分析计算

当前，计算机技术在我国的建筑结构设计中得到了广泛的应用，然而因为软件种类繁多，不同的软件计算所得的数据也存在一些差异，所以设计师要全面了解程序的适用条件与范围。在用计算机进行辅助设计时，因为程序与结构实际的情况不相符合，或者是因为软件的本身存在缺陷，又或者是因为人工的输入错误因而导致计算结果也出错，所以拿到计算机计算的结果时，工程师必须要慎重校对，认真地分析，做出正确合理的判断。

2.4 采用正确构造措施

在进行高层建筑结构设计的过程中，还需要采用正确的构造措施，以强剪弱弯、强柱弱梁、强压弱拉为主要原则。在这个过程中要注意构件延性、考虑温度、加强薄弱的部位、注意钢筋锚固长度。

3 高层建筑结构设计中存在的问题

3.1 短肢剪力墙设置存在问题

在当前的高层建筑结构设计中存在的问题是比较多的，并且很多问题的存在甚至会对于高层建筑产生致命的影响。其中，短肢剪力墙的不合理设置就是极为典型的一种，这种不合理性主要表现在当前的很多高层建筑结构设计中，相关设计人员往往很容易出现增设短肢剪力墙的现象，这一现象的出现必然会影响到高层建筑的稳定性和安全性，尤其是会直接造成整个高层建筑短肢剪力墙抗震能力的降低，进而不利于后期高层建筑长期安全使用。

3.2 嵌固端设置存在问题

在高层建筑结构设计中，嵌固端也是极为重要的一个组成部分，对于嵌固端的设计来说，当前存在的主要问题有以下几点：①对于嵌固端位置的选择存在着较大的问题，很多高层建筑把嵌固端设置在地下室或者是人防的顶板，这种设计模式存在较大的安全问题；②嵌固端上下层刚度比例设计不合理，对于嵌固端的合理设计来说，上下层的刚度比例是一个极为关键的指标，对于这一指标来说，当前很多嵌固端设计中存在计算失误或者是设计问题；③对于嵌固端的设计来说，当前还存在的一个突出问题就是其和抗震缝隙的处理存在一定的矛盾和冲突，平衡性不足，进而影响了整个高层建筑结构的稳定性。

3.3 超高问题

在高层建筑结构设计的过程中，超高也是一项十分突出的问题。所谓的超高问题主要就是指很多高层建筑建设单位无视相关制度和标准的规定，过度增加高层建筑的高度，因为高层建筑高度的增加在很大程度上能够提升其经济利润，但是从另外一方面看，这种超高问题对于高层建筑结构的影响却是极为不利的，尤其是对于高层建筑的稳定性和抗震能力会产生较大的干扰，一旦遭遇地震或者强风等自然灾害很容易发生一定的危险，导致高层建筑结构出现断裂或者是倒塌等现象，最终威胁人们的人身和财产安全。

3.4 其它设计问题

除了上述几种问题以外，在建筑结构设计中还存在着许多其他设计问题，主要表现在其对于结构的抗震性、牢固性以及相应应力的处理上，这些方面的问题也必然会影响到高层建筑结构设计的效果，最终导致其整体的高层建筑建设受损；此外，对于高层建筑结构设计中需要计算的一些设计位置来说，其计算的准确性也会影响到其设计的水平，而这种计算准确性问题的影响因素又是多方面的，比如资料的健全与否，计算公式的选择恰当与否，计算过程的失误等都会导致其计算结果出现问题，进而影响其结构设计的效果。

4 高层建筑物结构设计应采取的对策

4.1 高层建筑结构设计基础方案的选择

在高层建筑的结构设计之中，首先要根据工程的实际情况，做好勘探工作，了解工程项目所在地区的地质、地貌、水文、气候等要素，在科学的指导下选择基础设计方案；设计人员应对建筑项目的结构类型、荷载情况进行全方位的了解，以便能对工程项目的施工条件、施工影响因素进行准确判断，使基础方案达到最优化。

4.2 计算简图、工具的选择

在高层建筑结构设计中，做好简图的计算十分重要，其是后期施工的重要依据。因此，保障计算简图的精准性，对于建筑物结构设计的科学性具有直接影响。现代信息技术的发展及应用，极大的推动了建筑设计行业的发展，在高层建筑结构设计中，可利用先进的计算机技术对工程项目进行结构设计，并通过各参数的优化，实现工程结构设计的安全化、科学化、先进化和节约化，如仿真模拟软件、CAD制图技术等均得到了广泛的应用。高层建筑设计人员应不断提高自身的计算机应用水平，提高工程项目结构设计的效率和安全性。

4.3 设计方案的选择

在高层建筑工程中，施工活动开展前，首先要对工程设计方案的可行性进行科学判定，在对设计方案进行评价时，应从工程的经济性角度、实用性角度、科学性及安全性等多个因素进行综合评定，以确保工程项目设计方案能够按照既定计划加以实施。

4.4 提高设计技术

进行建筑结构设计时，存在着许多客观或主观的影响因素，对工程的质量造成影响，此外不可避免的存在一些技术问题，影响了建筑物的安全性。为避免由于建筑物设计问题而带来的重大安全事故，在设计过程中，应采取有效的控制措施，以杜绝重大灾害的发生。如针对短肢剪力墙设置不合理问题，应根据工程实际情况，均匀分布短肢剪力墙，并对墙体的厚度及光滑度进行严格的质量控制。墙体控制在0.2～0.3m较为合适并保证墙体表面的光滑度；墙体过薄、过厚或墙体凹凸不平，都对建筑结构的稳定性造成极大的影响；同时，还可将部分剪力墙与较长的墙体进行结合，以提高整个建筑工程的安全性。

4.5 设计者职业素养的提升

要想保证高层建筑中各类结构设计问题得以合理的解决，最终需要设计人员的参与，因此一定要做好设计人员的培训工作，提升设计者的职业素养。设计者应不断加强专业设计知识的学习，同时还要重视建筑领域各项技术标准、法律法规知识的学习、以及建筑领域先进设计理念、设计技术、相关的计算机技术的学习，以保障高层建筑设计的先进性和安全性。

5 结束语

综上所述，在高层建筑结构设计中，其合理性及高效性直接关系到高层建筑整体的施工质量和安全性。因此，为了避免安全事故的发生，在对高层建筑结构进行设计时，应该全面加强消防结构、抗震结构以及抗风结构的设计，以保证高层建筑结构设计的工作效率，确保高层建筑的施工质量，消除隐患。

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TU973.2

A

1673-0038（2015）49-0115-02

收稿日期：2015-11-2

陈波（1982-），男，工程师，研究生，主要从事结构设计工作。