分析高层民用建筑结构设计的要点和常见问题

武春雷

摘  要：当下的社会环境中，高层建筑越来越多，人们对建筑的需求也越来越高，想要保障高层建筑工程施工质量，就必须做好高层建筑的结构设计工作。文中探讨高层民用建筑结构设计中的问题与对策，对于改进城市结构，推动我国建筑行业发展具有重要意义。

关键词：高层民用建筑;结构设计

引言

结构设计工作在高层民用建筑工程中尤为重要，为了尽可能提升高层民用建筑的稳定性、安全性以及抗震性能，就需要做好结构设计工作。在高层民用建筑结构设计工作中，需要保障设计方案的优良、计算简图和分析计算结果的合理性，并且在设计的过程中，需要将整个建筑工程的施工环节都考虑进去，方能保障整个建筑工程的施工质量以及施工效率。

1高层民用建筑结构设计的要点

1.1重视轴向变形的问题

一般情况下，高层建筑的竖向荷载较高，在施工的过程中，很有可能发生轴向变形等问题，这会严重影响整个建筑的稳定性。当建筑发生轴向变形问题时，就会直接引发连续梁支座负弯数值下降，导致构件剪力和侧移发生较大的改变。

1.2结构形式以及结构延性问题

在当下的高层建筑工程中，一般选用钢结构以及钢筋混凝土结构。钢筋混凝土结构具备较高的经济性能，施工成本较低，并且材料种类较多，能够适用多种特殊施工情况，并且具备一定的抗震性能。但是，钢筋混凝土结构存在一定的问题，在适用的过程中，钢筋混凝土结构的构建断面较大，并且自重较大，很难保障建筑在后续的长时间使用中维持良好的稳定性以及安全性。

2高层民用建筑结构设计存在的问题

2.1设计图纸不够合理

设计图纸保证整体建筑工程的顺利进行，合理且适配的建筑设计图纸一定要科学的设计建筑工程建筑的所有环节，例如，结构类别的选定、抗震设计和建筑材料选定等。不过，当前建筑结构设计的全过程中，一些建筑设计并不合乎规范，综合表现在下述几部分。平面配筋图里运用的图集不够规范，结构标高、梁柱编号等内容不够清楚，导致具体建筑施工全过程里存在混乱现象，乃至于出现部分不应出现的建筑事故，这都是由于设计图纸不够清晰合理，设计人员与施工人员没有良好地沟通所致。

2.2地基基础设计不合理

建筑结构的设计中地基基础设计非常关键，地基的设计、基础的选型直接影响着整个建筑结构的安全性。这就要求在地基基础设计时，除了仔细研究建设项目的《岩土工程勘察报告》外，还应去工程项目的建设场地，仔细考察项目建设场地的地质及周边环境，为地基基础设计提供依据。由于我国地质情况比较复杂，对于湿陷性黄土、多年冻土、膨胀土等力学性能比较特殊的地基，选用土的地基承载力、基础埋深、地基处理及相应地基上的基础选型除符合国家相关规范的规定外，还应结合当地工程经验来提高设计质量。

2.3扭转问题

在建筑领域，扭转问题是非常关键和核心的一个问题，在世界范围内都受到了普遍的关注和研究。高层建筑对扭转设计直接关乎到高层建筑地理自然灾害的能力，尤其是在面对台风和地震时，建筑的扭转问题直接关乎到建筑的安全性。建筑在进行设计和施工时，因为某些不可抗的因素难免的会出现建筑的不平衡，不对称。在低层建筑中，这种不平衡，不对称可以被忽略不计，而在高层建筑中，这种不对称、不平衡则可能会酿成灾难性的后果。高层建筑中楼体的平衡关系以及力学构架是整个扭转问题产生和解决的核心。随着人们的物质生活水平发展以及审美需求的提高，单一的完全对称性建筑已经不能够再满足人们对建筑的期盼，更加多元化的高层建筑受到人们的追捧，这为设计师的工作带来了更大的挑战性和难度。一方面设计师要保证楼盘设计整体的安全性和抵抗自然灾害的能力，另一方面又要考虑到楼盘的艺术价值。

3高层民用建筑结构设计问题的解决策略

3.1完善建筑设计图纸

建筑设计图纸属于建筑结构的关键表现载体之一，与此同时也是建筑项目在整个施工全过程里的前提。也就是说，建筑设计图纸存在的一切问题都可能反应在建筑施工中，形成不可逆转的后果。所以，进行建筑结构设计的全过程里，要求严格遵照设计规范开展工作，设计师不能够贪图便利而将重要的信息指标和标牌等忽略掉。与此同时，针对比较复杂、微小的结构区域，要求在结构设计里格外关注。

3.2优化地基基础设计

在地基基础设计前，应对建设场地进行踏勘，对场地及周边情况应进行了解;地基基础设计时，设计人员除依据本场地的《岩土工程勘察报告》外，还应结合当地完成工程的地基基础设计经验，复核和优化地基基础设计。对于天然地基上的基础设计，应充分利用天然的地质条件;对于地基处理后的基础设计，应确保处理后的地基承载力满足基础设计的要求。一般要求，对于处理后的地基须做地基承载力试验;对于湿陷黄土地区上的桩基，其单桩竖向抗压承载力特征值计算时，应考虑桩侧湿陷性土层的负摩阻力引起的下拉荷载，并在桩基施工前，在场地内进行试桩，并通过静载试验，测得单根桩的竖向抗压承载力极限值，待测得的单桩承载力满足设计要求时，方可大面积施工。

3.3扭转问题的解决办法

随着人们审美需求的提高，单一的完全对称性的建筑设计已经不能够再满足人们的需求。个性化，多样化的建筑正成为城市发展的趋势。而即便如此，设计师在设计时仍然要在一定范围内寻求建筑形状和结构的对称，以此来保证建筑的受力合理。尽力使建筑物的质量重心和力量调度中心结合在一起，最大限度的增强建筑的抗灾害能力。并且在设计完之后，施工方在实地操作时要与专業的建筑人员相互合作，相互促进，最大限度的调整因设计上的缺陷而造成的建筑结构上的不足。即使在设计不规则建筑时，设计师也应从更大的层面上，从整体的层面上去思考建筑的平衡性，力求通过力学结构的改变来解决建筑的扭转问题，减少因不规则而造成的建筑不稳定。

结束语

综上所述，随着人类社会与文明的不断发展，建筑多样化正成为当前建筑发展的趋势，尤其是高层建筑多样化。人们更加倾向于把其作为城市的地标建筑来对待，由此可见高层建筑在人们心中的重要地位。进一步提出优化高层民用建筑的对策，有利于推动我国建筑行业的发展，为进一步促进高层民用建筑安全性能的提高奠定理论基础。

参考文献

[1]刘有权.高层建筑结构设计问题及对策分析[J].科技创新与应用，2019（36）：94-95.

[2]刘竹青.高层建筑结构设计的问题及对策[J].门窗，2019（15）：143.

[3]易宁湘.关于高层建筑结构设计中的问题与对策探究[J].科技创新与应用，2020（17）：93-94.