高层建筑结构设计的问题及方法

曹宇

【摘要】中国经济的高速发展，城镇化步伐的加快，使高层建筑业获得了良好的发展机遇，同时也取得了优异的成绩。因为对高层建筑工程质量和高层建筑工程造价产生重要影响的是高层建筑结构设计本文通过对高层建筑的几种主要的设计形式进行分析，并在此技术上对高层建筑设计过程中要注意的核心问题进行探究，从而提高高层建筑结构设计的质量和效率。

【关键词】高层建筑；结构；设计

现在，我国的经济体制发展日趋成熟，我国的高层建筑行业实现了空前的繁荣局面，高层建筑行业是我国经济发展的支柱型的产业，高层建筑行业在发展過程中可以给我国带来高额的经济效益，因此，我们必须要重视高层建筑行业的发展，及时发现高层建筑行业在发展过程中出现的问题，不断提高高层建筑的行业的安全性和可靠性，在对高层建筑的结构进行设计的时候，一定要遵循科学的理念，并按照一定的原理和操作技术来进行设计，高层建筑结构的设计直接会影响到房屋的质量，对人们的生活和生产具有重要的影响，因此，一定要运用合适的方法进行高层建筑的设计。

一、高层建筑工程施工设计的常见问题

（一）在高层建筑工程设计过程中，易出现高层建筑轴线偏移的问题

在高层建筑工程设计过程中，由于设计人员不能正确地掌握大放脚的尺度，当设计进行到大放脚的上端时，产生了严重的偏差，在调整基础直墙的时候就造成了高层建筑轴线的偏移。在基础工程设计的过程中，水平的高层建筑抽线，应该严格沿着槽边进行中心柱的开挖，高层建筑设计人员在放线的时候应该设置控制桩，水平轴线应该按照山端进行排尺的控制。在实际设计过程中，一般情况下是先开凿垂直方向的外墙和山墙部分，在开凿水平方向的墙时，高层建筑槽中线被堆砌在垂直墙和山墙的位置，高层建筑槽中线被堆砌在垂直墙基的外部，在设计过程中不方便吊线和找中，造成抽线产生很严重的偏差。在设计时，不能采取有效的措施将槽边控制桩进行保护，导致了槽边控制桩被大型的设计器械挤压和撞击产生变形，造成高层建筑轴线的偏移。

（二）在高层建筑工程设计过程中，易出现高层建筑标高的误差

在设计时，因为高层建筑大放脚比较大，高层建筑皮数杆不能够紧紧地贴在高层建筑大放脚，因此，设计人员很难观察到每一个层面与皮数杆之间的标高之差。高层建筑砖大放脚采用的填芯砖一般都进行大规模的铺灰的方案，但是，因为铺灰过程中，灰的厚度不均匀，或者铺灰的面积不能得到有效的控制，导致了砌筑的效率低，砂浆由于长时间的停用，导致了灰缝不能压薄，产生冒高的隐患。

（三）在高层建筑工程设计过程中，易出现高层建筑防潮功能弱化现象

防潮层面会发生粘合现象，在设计过程中表面抹灰没有进行有效的保养工作，导致防潮层面因为缺水而发生干裂现象，防潮层面的强度过低，其密实度也达不到标准。

（四）在高层建筑工程设计过程中，易出现毛石基础部位不实的问题

高层建筑设计过程中，经常出现毛石基础的外部一层出现毛石没有坐牢固的问题，毛石出现挤紧现象。在设计时，设计人员没有按照规定的方法来验槽，也没有对不牢固的地基进行处理，不能够将整个地基铺盖，导致尖棱短边的出现。

（五）在高层建筑工程设计过程中，易出现地基不平的问题

设计人员在处理地基时，不能保证地基的面积和厚度达到设计要求，地基的上部标高有很大的差距，地基的表面出现凹凸不平的问题。部分地基在进行面层的处理时没有形成水平的平面，设计人员没有按照高层建筑的设计方案进行规范的处理，在处理地基时偷工减料，导致地基的虚铺厚度过小，夯实程度过小。

二、高层建筑常用的几种设计形式

（一）高层建筑的墙下条形结构的设计

在墙下条形结构设计的种类中，比较常用的是混凝土强性结构和钢筋混凝土软性结构，混凝土强性结构具有较高的硬度，可以抵制外界的强大压力，但是，由于其硬度比较大，去伸展性和抗剪性能比较差，可以运用在那些不是特别高的高层建筑中。钢筋混凝土软性结构由于自身的硬度比较小，所以其伸展性和抗剪性比较理想，其可以进行弯曲，即使在强大的拉力作用下，也不会产生较大的变形，这种结构可以运用在那些不具有较好的承载能力的高层建筑中，对于那些地基埋深比较大的高层建筑也可以使用钢筋混凝土软性结构。

（二）高层建筑的独立结构的设计

高层建筑的独立结构可以分为强性的独立结构和软性的独立结构，在一般情况下，高层建筑的独立结构被应用在高层建筑的地基中，其运用柱荷偏心距的理论，从而设计方形和矩形的独立结构。按照对高层建筑建设相关数据的调调查，可以发现，我国很多的民用高层建筑都使用了独立结构，并且这种结构的应用可以使高层建筑的安全性和可靠性提高。

（三）高层建筑的柱下条形以及十字交叉结构的设计

高层建筑的柱下条形以及十字交叉结构是对结构进行柱网的双向设计，在高层建筑内部形成交叉的条形结构，这种结构比较适用于地基比较软的高层建筑中，当柱网或者高层建筑的荷载不均匀的时候，需要运用这种结构提高高层建筑的强度，从而调整高层建筑地基软弱处的沉降问题。柱下条形以及十字交叉结构是双向的柱下的条形结构，它的不同的方向的柱下条形结构是相似的，高层建筑的地基是由两个不同方向的结构共同进行承载的，需要在两个不同的方向设计受力的情况。

（四）高层建筑的钢筋混凝土筏板结构设计

当高层建筑的承载力不足的时候，地基比较软弱，常常使用栓来做底板，使高层建筑能够承受自身较强的负荷，使结构形成筏基，这种结构的综合性能是比较稳定的，能够有效地防止高层建筑产生沉降的问题。

（五）高层建筑的桩结构设计

桩结构是通过对桩基的连接使其成为一个承台，如果桩基的整体都被埋到土中，就被称为低承台的桩基，如果桩基的绝大部分在地表以上，则被称为高承台的桩基。桩结构被广泛应用于高层的高层建筑中，采用桩基础的高层建筑具有较好的防震能力，具有极好的稳定性。

三、高层建筑结构设计中要注意的核心问题探索

在使用钢筋混凝土结构的高层建筑一般都不会对伸缩缝进行设计，导致高层建筑的结构不符合我国的相关规范，在一般情况下我们会称这种结构叫做过长的钢筋混凝土结构。钢筋混凝土结构由于自身的硬度比较大，其伸展性能不好，尤其是在寒冷的天气中容易发生断裂的问题，因此，会导致高层建筑的使用过程中出现裂缝。针对高层建筑出现的裂缝问题，在高层建筑结构设计过程中，可以采用浇带进行对钢筋混凝土结构的补偿，使钢筋混凝土结构具有一定的延展性。

结语

现在，我国的经济在不断的发展，各种高层建筑如雨后春笋搬拔地而起，人们对于高层建筑的要求也越来越高，对高层建筑的安全性和可靠性提出了更高的要求，因此，对高层建筑结构的设计进行研究，不仅仅可以改善高层建筑的美观度，同时也可以提高高层建筑的安全性，保障了人们的生命和财产安全，高层建筑的结构主要有独立结构、墙下条形结构、柱下条形以及十字交叉结构、钢筋混凝土筏板基础和桩结构等，在运用这些结构的时候一定要注意对结构设计图的绘制，提高高层建筑的安全性。

参考文献

[1]陈远峰. 房屋建筑基础的设计探究[J]. 江西建材，2015，10：17-18.