高层建筑结构设计的问题及对策探讨

邓 峥 云

(中国中元国际工程有限公司，北京 100086)



高层建筑结构设计的问题及对策探讨

邓 峥 云

(中国中元国际工程有限公司，北京 100086)

根据高层建筑结构设计的原则，分析了高层建筑结构设计中存在的问题，从结构方案选择、抗震设计、结构性能等角度，提出了高层建筑结构设计优化策略，使高层建筑结构满足安全性、合理性及适用性要求。

高层建筑，结构设计，安全性

随着经济社会的发展和科学技术的不断进步，建筑领域产生了一定新的变化，其中建筑结构变化较大，建筑物的整体高度在不断增高。随着城市化进程的加快，高层建筑物越来越多，尤其是大城市新建建筑物多为高层建筑。高层建筑的设计建设难度较高，做好其结构设计成为提升高层建筑建设效率和质量的关键之举。在高层建筑结构设计方面，一方面要体现出设计的科学性和专业性，进而使建筑物能够满足于公众的实际需要，另一方面，高层建筑结构设计要体现出安全性，侧重于满足抗震、抗风等基本功能性要求，确保建筑能够符合安全建设规范标准。

1 高层建筑结构设计原则概述

1.1 选取合理的计算简图

在高层建筑结构设计方面要注重于设计的合理性，选取更为合理的计算简图，进而提升设计效率，确保后期建设的规范性。在计算简图的基础上，设计方要对高层建筑结构设计进行计算，一旦数据采集不合理，容易导致最终结构设计不合理，影响后期的施工建设。为能够保证后期建筑结构设计的安全性和规范性，设计方必须选取更为合理的设计方案，采取相应有效的构造方法，在实际的结构设计当中，要尽可能减小误差，使计算简图尽可能控制在规范的限定范围之内。

1.2 科学确定基础设计

在进行建筑设计的基础设计时，设计方需要按照高层建筑实际的地质等客观条件进行设计，要科学实现对高层建筑结构类型与荷载分布的综合性分析，对现有施工条件及周边环境进行考虑，进而选取出更为科学合理的基础性方案。

1.3 选取合理的结构方案

在满足于高层建筑设计结构形式和体系要求的基础上，设计方应选取合理的结构方案，同时要兼具一定的经济层面思考，进而以可控的成本投入获取最为合理的结构设计方案。 其中受力要明确、传力相对简单是结构体系设计的基本要求。在相同的结构单元当中，应选取相同的结构体系。同时在最终确定结构方案的时期，要综合考虑地质情况、工程设计需求、施工条件、原材料等各方面因素，最终明确结构方案。

2 高层建筑结构设计实际存在问题分析

目前在高层建筑结构设计中存在种种的现实问题，这些问题的存在影响着高层建筑后期的施工和使用效果。展开对高层建筑结构设计中存在主要问题的分析，具有积极的现实意义与价值。

2.1 超高问题

超高问题是目前高层建筑结构设计中非常突出的一类问题，这类问题的存在直接影响着高层建筑的安全性。高层建筑超高问题主要是指多高层建筑设计建设单位违反相关制度和标准规定要求，过度增加高层建筑高度，从本质来讲，增加高度有利于建筑商获取更高利润，但同时对于建筑安全而言，一旦过度增加建筑高度对建筑结构的影响是突出和直接的，对高层建筑的稳定性和抗震能力会造成较大干扰。当遇到地震或者强风等自然灾害问题时，容易引发建筑结构出现断裂或者倒塌等问题，最终危及到公众的人身和财产安全。

2.2 短肢剪力墙设置问题

短肢剪力墙不合理设置已经成为直接影响高层建筑安全性的突出问题，其对建筑结构的损害是非常严重的。在高层建筑结构设计中，往往容易出现增设短肢剪力墙的现象，这一现象的出现容易影响到建筑物的稳定性和安全性，进而使建筑物整体抗震能力弱化，不利于建筑物长期稳定使用。

2.3 嵌固端设置问题

在高层结构设计中，嵌固端是非常重要的一类组件，对嵌固端的设计目前主要存在几方面问题：

1)在嵌固端位置的选择上存在一定问题，部分项目将嵌固端设置在地下室或者人防工程顶板位置，这种设计存在一定安全隐患问题。

2)嵌固端上下层的刚度比例设计不合理，一旦相应的数据有误则容易导致后期施工遇到问题。

3)处理细节不到位。目前在实际的嵌固端设计中可见，部分设计存在突出问题是在嵌固端和抗震缝隙的实际处理方面依然存在冲突，整体平衡性不强，影响着整个高层建筑结构的稳定性[1]。

3 高层建筑结构设计优化创新策略

高层建筑结构设计要有策略地加以优化和创新，确保设计能够符合实际的安全需要和使用需要。在具体设计优化创新过程中，应侧重于结构方案合理性、简图使用科学性及功能满足性等几方面内容，进而使设计工作取得实效。

3.1 结构方案选择要合理

高层建筑结构设计工作最为重要的一点就是要恰当合理选取结构方案，只有结构方案选择准确才能确保高层建筑整体结构设计水平达到预期标准。在实际的结果方案选择过程中需要考虑的问题相对还是较多的，首先应针对具体标准和规范要求进行设计前的分析，进而能够避免实际选定的高层建筑结构设计方案违反相关标准和要求，其次对建筑施工环境进行实地考察，对基础情况、项目规模等信息数据进行收集分析，进而在做好前期工作的基础上选定最为优化的一套高层建筑结构方案。

3.2 注重消防、抗震结构设计

在高层建筑结构设计工作中应注重于基础条件和结构设计方案的科学确认和选取，注重于从消防结构、抗震结构等方面实现优化设计。

在消防结构设计方面，要合理设计防火间距，精确计算建筑物间距，根据地形条件选取防火结构，同时增加疏散通道设计，利用分隔式设计提升建筑防火性能。在抗震结构方面，则要科学高效规划结构构件位置，简化建筑平面，分割高度差异，进而提升建筑物强度。

3.3 有效满足结构设计中各类性能需求

高层建筑结构设计过程中一个主要的目标任务是尽可能满足于各方面的性能要求，只有确保各类性能要求得到满足，才能确保结构设计合理，进而有助于高层建筑后期的稳定和长期使用。现阶段高层结构设计中应重点满足下述几方面性能要求：

1)结构延展性升级，高层建筑容易在后期使用中出现变形等实际问题，在地震等地质灾害影响下，高层建筑甚至会倒塌，因此其建筑延展性非常重要，确保结构设计中的柔和度能够提升建筑整体性能水平。

2)关注结构水平力。在结构设计工作中应对结构水平力充分关注，水平力是实际设计中的重要因素，其最终对结构的影响是直接和多方面的。

3)注意结构稳定性。高层建筑结构设计的一个重要衡量指标就是稳定性指标，在设计过程中采取有效设置短肢剪力墙等措施，有助于更好提升结构稳定性，使高层建筑能够保持高安全性。

4 结语

高层建筑结构设计合理与否，最终影响着建筑的整体安全性。现阶段，高层建筑结构设计存在的问题具有普遍性，有针对性地展开分析研究符合当前结构设计现实要求，研究的实效性较为突出，研究所取得的成果具有一定的借鉴价值。

[1] 张景棉,杨晓杰.高层结构设计中的几个问题[J].中国招标,2012(37)：94-95.

[2] 纪 晔,陈 鹏.高层结构设计需控制的重要指标及处理方法[J].建材技术与应用,2010(7)：100-101.

[3] 王爱华.高层结构设计中的几个问题分析[J].硅谷,2013(3)：77-78.

[4] 刘 庆.带转换层的高层结构设计[J].科技创新导报,2012(1)：133-134.

[5] 林 洁,王伯牙.大跨度连体高层结构的局部倒塌及其防范措施[J].消防技术与产品信息,2012(6)：59-60.

Inquiry on high-rise building structure design problems and countermeasures

Deng Zhengyun

(ChinaZhongyuanInternationalEngineeringLtd，Beijing100086，China)

According to high-rise building structure design principles, the paper analyzes problems existing in high-rise building structure design. Starting from aspects of structural scheme selection, anti-seismic design and structural performance, it puts forward high-rise building structure design optimizing strategies, so as to meet safety, rationality and applicability demands of high-rise building structure.

high-rise building, structural design, safety

1009-6825(2016)13-0060-03

2016-02-21

邓峥云(1990- )，男，助理工程师

TU318

A