关于目前高层建筑结构安全设计的若干问题探讨

摘 要：在现代高层建筑设计过程中，建筑结构安全设计的实现是设计工作的主要原则。在实际的设计中，我们结合建筑设计中遇到的主要问题，以遵循安全设计“三项原则”为基本理念，利用合理科学的设计方法开展设计工作，提高建筑的安全性和抗震性，为建筑安全研究的开展提供支持。

关键词：高层建筑；结构安全；设计；问题探讨

在现代高层建筑施工中，社会对于建筑结构安全性意识有了很大的提高。在这种情况下，高层建筑设计人员如何在现有技术环境的支持下，利用设计手段做好高层建筑结构安全设计工作，确保建筑施工和使用过程中的安全性，是设计过程中首要的原则。在实际研究中我们结合建筑施工和使用中遇到的问题开展探讨研究。

1 利用“三项原则”确保安全设计理念的贯彻

在高层建筑设计的过程中，为了贯彻安全设计理念，设计者在设计过程中必须确保安全设计的“三项原则”，既设计中计算简图的适当性原则、设计基础方案的适合性原则、建筑结构方案的合理性原则。为了实现这三项原则，在设计过程中，需要做好以下工作。首先为了实现设计中计算简图的适当性原则，必须做好计算过程中的误差控制工作，尽可能的减少计算过程中的误差比例。同时在计算完成后，做好验算和审核工作，防止计算误差问题的出现。其次为了实现设计中基础方案的适合性原则，在方案的制定中设计者要详细了解以下内容：整体设计方案中临近建筑物的施工条件和环境因素；建筑所在区域内的土体性质以及设计中最大限度地基的潜力等对地基承载力的影响等因素。将这些因素进行综合分析和研究，制定出的设计基础方案才具有合理性原则。最后为了实现建筑结构方案的合理性原则，设计者必须做好结构方案的可行性和实用性研究分析，防止方案在建筑结构施工过程中受到相关问题影响难以真正实施，进而对建筑安全产生影响。

2 强化基础结构设计方法，提高地基承载力

在高层建筑结构安全因素中，建筑地基的承载力起着非常重要的作用。为了保证地基承载力的科学合理，我们在设计过程中必须做好以下的几项工作。首先是做好天然地基的加固设计。在现阶段的高层建筑建设过程中，大部分的地基依然采用的是天然地基。在这种情况下，设计者应该充分考虑天然地基的实际情况，在设计中利用设计手段提高地基整体的承载能力。如在设计中利用深埋地基设计方法，提高天然地基的稳固性；或是利用设计方式对地基进行人工修正，实现建筑对地基承载力的要求。其次是做好钢筋砼墙的设计。为了确保高层建筑地基的承载能力，在建筑地下室的设计中其外墙大部分会设计为钢筋砼墙结构。在这一设计中，钢筋砼墙结构的采用可以保证地基外侧具有较强的层间刚度，这种设计理念的采用从基础结构上提高了建筑地基的整体稳定性。最后是确保地下室设置的合理性。在高层建筑地下室设计中，合理的设置地下室承重、高度等结构因素，可以保证建筑地基结构整体稳定性的提高，同时地下室合理的设置过程还有利于协调建筑整体结构，保证了建筑安全结构的实现。

3 利用剪力墙开洞方式实现安全设计

为了确保高层建筑在使用中的安全，我国在建筑规范中明文规定了较长的剪力墙宜开设洞口的设计要求，并根据建筑建设的实际情况规定了开洞的具体要求。在实际的设计过程中，我们依据剪力墙洞口沿竖向成列布置的原则，根据洞口的分布和大小因素，将剪力墙划分为实体剪力墙、整体小开口剪力墙、联肢剪力墙、多联单独剪力墙、框支剪力墙等几种类型。在实际的开洞设计中，我们为了保证剪力墙的实际承载能力和安全性，在保障建筑质量和实现设计要求的情况下必须遵守以下设计要求：尽量减少剪力墙开洞的数量；尽量采用减小剪力墙开洞的面积；尽量采用单排开洞的方式对剪力墙开洞；剪力墙开洞位置应尽量居于墙体靠中间的位置。以上的这些设计要求是为了防止因剪力墙开洞数量、面积、位置等因素影响剪力墙及建筑的整体结构安全而设置的。

4 在设计中科学计算选择建筑的梁高度

在高层建筑的结构安全中，建筑物悬挑梁发挥着很重要的作用。所以在高层建筑的结构安全设计中，实现对悬挑梁的合理设计具有重要的安全意义。在悬挑梁的设计过程中，如何科学的计算和选择建筑的梁高度是保证结构安全设计的重要因素。在实际的设计工作中我们必须注意以下的几点。一是在计算梁高度的过程中必须注意考虑梁饶度的因素，在设计中加大梁高指数，防止在建筑使用中因为挂梁受到饶度影响产生变形进而形成裂缝，对建筑物的安全产生影响。二是在计算过程中尽量降低误差，同时在计算完成后做好计算结果的验算工作，防止在计算过程中因为误差过大影响挑梁的安全指数。三是在计算中充分考虑非水平地震对悬挑梁的影响。因为非水平地震对悬挑梁的安全影响较大，所以在进行梁高的计算和设计过程中，设计者必须根据建筑物所在地区的地质情况充分考虑地震对挑梁安全的影响。

5 建筑抗震性能化设计

在进行高层建筑的设计过程中，如何提高建筑的抗震性能，达到国家对高层建筑抗震要求是设计过程中必须考虑的因素。在实际的设计过程中设计者应做好以下的几点工作。一是在设计分析过程中确定结构设计指数是否符合国家建筑物抗震的相关规定范围，如果发现问题应立即进行修改；二是在设计前做好施工地点场地条件的调研工作，合理的设定建筑物抗震设防类别和地震动参数；三是做好设计中建筑深入的弹性和弹塑性计算分析工作，并通过计算和审核方式判断计算结果是否符合建筑的安全要求；四是在设计中找出建筑结构中存在的薄弱部位以及在建设过程中需要加强的重要部位，利用设计方式提出加强抗震性的设计措施；五是为了论证设计结构是否符合建筑的抗震要求，在必要时设计者可以对建筑构件、节点或整体模型进行相关的抗震试验，为设计方案提供论证依据。

6 结束语

随着建筑业的发展，土地资源的愈加紧张，高层建筑已经成为建筑的主流。做好高层建筑结构安全设计，确保建筑在施工和使用中安全可靠是建筑设计过程首要的原则。在实际的设计过程中，设计者应遵循设计安全的“三项原则”开展设计研究，同时结合建筑设计中遇到的主要技术问题和抗震性要求开展技术研究，确保高层建筑结构安全设计目标的实现。

参考文献

[1]张顺昌.高层建筑结构设计的质量安全思考[J].企业技术开发，2012（20）.

[2]吴立明.高层建筑结构设计的影响因素[J].城市地理，2014（18）.

[3]郭雪.有关高层建筑结构设计的若干问题探讨[J].门窗，2013（8）.

作者简介：王泰康（1987-），男，四川都江堰人，中国华西工程设计建设有限公司，本科学历，研究方向：结构设计。