有关高层建筑结构设计中常见的问题分析

秦迎

摘要：随着高层建筑进一步发展，结构体系各式各样，高层建筑结构设计难度越来越大，因此应从结构的概念设计着手，选择合理的结构体系，并通过合理控制各计算参数、合理利用结构构造措施，从而使高层的结构布置更加合理，达到更好的效果。本文对高层建筑结构设计中常见的问题进行了探讨。

关键词：高层建筑；结构设计；常见问题

中图分类号：TU973.2 文献标识码：A 文章编号：1674-3024（2016）14-109-01

引言

高层建筑物的结构设计影响着城市的规划发展，当高层建筑物设计与城市整体空间相协调时，会促进城市的发展，给城市提供美丽的、独特的风景线，当高层建筑物设计不协调时，或是设计外形不合理增大了能源的消耗，对于城市的发展就会有不良的影响，尤其影响着地球的环境。随着高层建筑和城市现代化的快速发展，人们的审美水平也逐渐提高，对于高层建筑物的形式变化也提出了更高的要求，不同的城市特点要设计不同的建筑风格以适应城市的发展。

1高层建筑设计的原则

1.1正确的结构计算简图。在计算简图的基础上进行高层建筑结构的设计计算，如果计算简图的选择不合理，很容易造成结构的不稳定，诱发安全事故，因此，要保证结构设计的安全可靠就要对计算简图进行正确的选择，而且还要采用与之相应的构造方法确保安全，实际应用中，高层建筑结构节点不仅仅是钢节点或饺节点，确保和计算简图的误差在标准规定的范围内。

1.2合理的结构基础设计。结构基础的设计要根据高层建筑的具体地质条件进行选择，对高层建筑的上部结构类型与荷载的分布情况以及施工条件进行综合全面的分析，确保设计的合理。此外，基础设计还要确保地基的潜在能力得到最大化的发挥，如果施工条件允许要进行必要的地基变形检验，在进行设计之前一定要有较为科学详细的地质勘察报告，通常情况下，具有相同结构单元的可以采取相同的类型。

1.3合理的建筑结构方案。结构设计方案不仅仅需要满足经济性要求，而且还要满足结构形式和体系的要求。结构体系的要求就是要保证受力的明确以及传力的简单。在相同结构的单元中，要选择与之相应的结构体系，一旦高层建筑的地基处于不稳定状态，那么应力就需要平面和竖向的规则。在对建筑的地理状况、施工条件以及选材等方面综合分析的基础上，与结构中供电、供水等的设计相协调一致状况下，进行结构的合理选择，进而确定设计结构方案的科学性。

1.4对计算结果进行精确的分析。在科技的不断进步和广泛应用下，高层建筑结构设计采用计算机的模式已得到了较为成熟的应用。由于施工的实际状况与计算机程序之间会有一定的误差，难免会出现不准确的现象，因此，操作人员在得到计算结果后需要对结果进行多次的检验复核，最后得出准确的计算结果。

2高层建筑结构设计中常见的问题

2.1材料的选用和结构体系问题。随着世界人口的增多，地震带来的影响越来越大，因此许多国家都在寻找合适的建筑材料和建筑架构。中国高层建筑的结构体系都借鉴于外国，最常用的是核心简体系，建筑材料大多使用钢筋混凝土，而发达国家的建筑材料已经普遍采用钢材。当核心筒式建筑遇到地震时，钢筋混凝土容易发生变形，因此需要加强建筑中使用钢筋的强度。有些时候仅依靠钢框架不能保证建筑的抗震性，需要在建筑中加装伸臂结构，使建筑物安全性得到增强，减少侧移值。

高层建筑的建筑材料一定要确保合格，有条件的建筑公司可以将钢筋混凝土中的钢筋用钢骨或钢管替代，以提高建筑物的抗震能力。或者建筑物过高时也可采用此方法。日本有专家研究标明，对于钢筋混凝土结构，实腹式型钢与格购式型钢相比，前者抗震能力更强，这对中国的建筑是良好的建议。另外，在高层建筑的结构设计发生变化时，应建设结构转化层，可以增加本层建筑的强度。

2.2扭转问题。在高层建筑的结构设计中，建筑的“三心”非常重要。建筑的“三心”主要是指建筑结构的中心、几何形心以及刚度中心，在进行结构的设计时要确保“三心”的汇聚，保证“三心”集中于一点，实现三心合一。高层建筑结构设计中扭转问题的出现会严重影响到“三心”顺利的集中在一起，高层建筑的扭转问题主要是受到水平压力作用造成的。

2.3轴压比与短柱问题。轴压比是指柱的轴压力设计值与抗压力设计值之比，能够反映柱的受压情况。为了保证钢筋混凝土建筑中柱子的抗压能力，立柱都会被建造的很粗，内部钢筋一般是构造配筋。即使加强混凝土的强度，立柱也不会有明显的变细。而如果横梁的延伸性比较好，则可以适量降低轴压比。而短柱是指剪跨比不大于二的柱子，因此，高层建筑的柱子也不全部属于短柱。

2.4超高问题。超高问题也是当前高层建筑结构设计中比较突出的一个问题，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而过度的把高层建筑的高度增加，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，最终危机人们的人身和财产安全。

综上所述，高层建筑几乎已经成为了当前城市发展过程中的主流，并且其发展速度也是越来越快，与此同时，对于高层建筑安全性的关注也应该得到相应的保障，其后期使用的安全性在很大程度上和建设过程存在着直接的联系，而对于整个的实施建设过程来说，设计阶段无疑具备着极为突出的作用，其能够直接影响到整个高层建筑实施的水平，尤其是结构设计更是会对于高层建筑整体的实施效果产生影响。