高層建筑結(jié)構(gòu)設計中存在的問題與措施

崔俊濤 吳正陽

摘要：高層建筑相對于其他建筑而言更加復雜，所以在設計過程中，設計人員考慮問題時應更加的全面、系統(tǒng)。另外，設計人員應該充分了解高層建筑的結(jié)構(gòu)設計特點，熟悉并遵循其設計原則，還要善于發(fā)現(xiàn)問題，及時提出解決措施，有效地規(guī)避風險。高層建筑的安全性是十分重要的，因此，設計人員除了要加強自身的專業(yè)技能外，還要積累經(jīng)驗，不斷地進行創(chuàng)新和突破。只有這樣，我國的建筑行業(yè)才會穩(wěn)步發(fā)展，才會有利于我國社會主義的發(fā)展。

關(guān)鍵詞： 高層建筑；結(jié)構(gòu)設計；存在問題；解決措施

0 前言

建筑工程和人們的生產(chǎn)生活有著密切聯(lián)系，優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設計，使建筑結(jié)構(gòu)設計達到人們生產(chǎn)生活功能性需求，是現(xiàn)代建筑工程領域值得研究的重要課題。現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設計要本著經(jīng)濟性、適用性的原則，融合現(xiàn)代先進建筑技術(shù)，結(jié)合建筑工程實際情況，達到建筑結(jié)構(gòu)設計安全、可靠性，這是現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設計領域的發(fā)展目標，也是亟待解決的現(xiàn)實問題。然而就我國現(xiàn)行建筑結(jié)構(gòu)設計領域還存在著一些問題，針對問題提出可行性的建筑結(jié)構(gòu)設計方法及措施具有極為重要的意義。

1 高層建筑結(jié)構(gòu)設計中存在的問題

1.1 高層建筑結(jié)構(gòu)的均衡關(guān)系不夠合理

在高層建筑的結(jié)構(gòu)布局上，設計人員在設計前應該先將街道的寬度和窄度測量清楚，再考慮高層建筑物的自身尺度。一個設計合理的高層建筑其主題、裙房和頂部之間應該是均衡的尺度空間。另外，高層建筑的地理位置應該以城市的街道布局為基礎，與其相容，做到和諧，確保高層建筑的結(jié)構(gòu)設計部不會壞周邊建筑的美感，不阻礙車輛行人的出行，并且自身外形應該做到美觀。然而，設計人員在該方面還存在一些薄弱意識。

1.2 高層建筑消防結(jié)構(gòu)設計不夠規(guī)范合理

高層建筑的結(jié)構(gòu)設計是非常復雜的，因為其功能的多樣化，就要求其內(nèi)部結(jié)構(gòu)設計的多樣化。不同的結(jié)構(gòu)設計又會需要不同性質(zhì)的材料，這也給高層建筑的設計帶來了障礙。換言之，材料的可燃性會加大火災的風險，特別是在風力較大的高層建筑中，一旦發(fā)生了火災，就會迅速擴張火勢，對高層建筑的安全性造成了極大的威脅。此外，高層建筑的層數(shù)越多，越應該充分考慮到高層建筑材料的特性。

1.3 高層建筑結(jié)構(gòu)的高度問題

不少建筑開發(fā)商家為了謀取自身高額的利潤而一味地使高層建筑結(jié)構(gòu)超高，這種在建筑物上私自增高的行為不僅違反規(guī)范操作，而且還會帶來很多隱患。我國地質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣化，每一個地方的地質(zhì)結(jié)構(gòu)都有自己的特點。一般處在板塊邊緣交界處的地方就容易發(fā)生地震，如我國的西南地區(qū)，如果高層建筑的高度過高，就會降低它的抗震效果，對使用人群帶來極大的生命安全威脅。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)設計問題的解決措施

建筑結(jié)構(gòu)的合理性和科學性直接決定著建筑的整體質(zhì)量，影響著人們的生命和財產(chǎn)安全，所以在建筑結(jié)構(gòu)設計中為避免以上問題的出現(xiàn)，應注意以下幾個方面的問題。

2.1 增強高層建筑結(jié)構(gòu)的剛度，盡量減少位移位移

對高層建筑結(jié)構(gòu)的影響非常大，合適的結(jié)構(gòu)體系、平面的體型、立面的改變等方面是探討減少位移不可缺少的內(nèi)容，只有綜合考慮了上面的方面，才能有效控制位移。另外，在高層建筑的結(jié)構(gòu)進行布置時，要適度地加強高層建筑樓蓋的剛度，將各個構(gòu)建連接好。在高層建筑結(jié)構(gòu)相對薄弱的位置和應力較復雜的位置，要加強重視，不可忽略。對于高層建筑結(jié)構(gòu)體系中的抵御復力矩的寬度、結(jié)構(gòu)寬度，要進行適當有效地加大，減少高層建筑的側(cè)向位移。如今高層建筑結(jié)構(gòu)設計中使用的材料范圍越來越廣，采用的結(jié)構(gòu)形式也越來越新穎，這也就隨之對高層建筑結(jié)構(gòu)設計的影響越來越大。然而隨著混凝土材料性能的日趨完善，其在高層建筑結(jié)構(gòu)中的使用也越加廣泛。

2.2 優(yōu)化高層建筑的消防結(jié)構(gòu)設計

隨著建筑業(yè)的發(fā)展，高層建筑在城市中的應用越發(fā)普遍。除去自然災害引發(fā)的地震以外，還要充分考慮人為因素引起的災害，比如火災。高層建筑結(jié)構(gòu)越復雜越高，那么一旦引起了火災，使用者的人身安全和財產(chǎn)安全就會受到極大的威脅。因此，在高層建筑結(jié)構(gòu)的設計中注意防火是很關(guān)鍵的。首先，防火間距要合理，設計人員在進行設計時，要按照相關(guān)規(guī)定進行操作，精確地測出建筑物之間的實際距離。然后，對于設計要因地制宜，防火結(jié)構(gòu)一定要符合實際的地形情況。除此之外還有安全疏散通道的設計也很重要。一般而言，安全疏散通道應該進行垂直結(jié)構(gòu)設計，而且盡量多設計幾條，利于慌亂人群的疏散。安全疏散通道中一定要設計防煙區(qū)，避免煙霧將疏散的人群嗆暈。設計人員可以使用分隔式的設計，可以更好地控制火勢和煙霧的蔓延。另外，防火門、防火墻以及其他防火設備等也需要設計人員注意。

2.3 優(yōu)化高層建筑的抗震性能

高層建筑結(jié)構(gòu)的設計要保證各個地方的剛度對稱且均勻，其平面形狀也要盡量的規(guī)范和盡量的簡單。如果能夠保證以上要求達到標準，那么在計算地震應力時就會容易的多，處理起來也會容易很多。比如地震應力扭轉(zhuǎn)和集中地方的處理等等。由此可見，在設計高層建筑的結(jié)構(gòu)時，要盡量可能地將建筑剛度的中心點和地震力作用中心點設計到一起，正常情況下，偏心距e 要比與外力作用線垂直的建筑物邊長的5%小。高層建筑物體積龐大，噸位也很大，如果抗震效果不好，那么一旦出現(xiàn)地震或者其他使之震動的因素，造成的損失將是巨大的。為了避免災難的發(fā)生，必須要優(yōu)化好高層建筑的抗震性能。

2.4 優(yōu)化高層建筑自身的缺陷

高層建筑自身所帶有的缺陷也是很多的，比如高層建筑的溫度收縮問題、沉降問題等，除此之外，高層建筑因為其體型很龐大宏偉，內(nèi)外部結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化，十分復雜，所以極其容易對建筑物本身造成不利的影響。如果工作人員想要加強高層建筑物的安全工作，就不能忽略以上其自身的弱點，并且還要根據(jù)不同的問題進行不同的設計，妥善處理。現(xiàn)今，建筑行業(yè)的結(jié)構(gòu)分析技術(shù)和其計算方法得到了更好的提高，在高層建筑的平面設計方面也出現(xiàn)了設計不規(guī)范、不對稱以及曲線形設計等現(xiàn)象，在高層建筑實際中也應用到了耗能減震技術(shù)。

2. 5 短肢剪力墻的設計

剪力墻結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代結(jié)構(gòu)中應用的越來越普遍，其中短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的應用也越來越廣泛，短肢剪力墻系指墻肢截面高度與厚度之比為5-8 的剪力墻，它與筒體或一般剪力墻組成的結(jié)構(gòu)體系，短肢剪力墻的優(yōu)勢在于布置比較靈活，減輕結(jié)構(gòu)自重，最重要的是成本低，但短肢剪力墻抗震性能較差，所以在使用上規(guī)定了短肢剪力墻的比例不能過多，短肢剪力墻和一般普通的剪力墻所承載的特性不同，所以對剪力墻構(gòu)造也有所不同。但是，在設計時應該根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的具體設計和具體要求從構(gòu)造標準出發(fā)而進行設計。在基本設計時應該做到增大受力以及增強結(jié)構(gòu)抗震等級以及增大承載能力而進行靈活的設計和運用，也只有這樣才能夠真正的設計出符合現(xiàn)代化建筑結(jié)構(gòu)所需要的剪力墻。

3 結(jié)束語

隨著我國城市化進程的不斷加快，我國的建筑行業(yè)得到飛速發(fā)展，人們對于高層建筑的質(zhì)量要求也越來越高，由于其結(jié)構(gòu)設計的規(guī)范與否直接決定著高層建筑質(zhì)量的優(yōu)劣，所以結(jié)構(gòu)設計在建筑工程中顯得尤為重要。高層建筑的增多一方面體現(xiàn)著城市現(xiàn)代化建設進程的加快。但是隨著數(shù)量的增多，對高層建筑的要求也隨之提高。所以當務之急就是盡快地提高行業(yè)內(nèi)高層建筑結(jié)構(gòu)的設計能力，抓住其特點，遵循設計原則，尋求創(chuàng)新與突破。

參考文獻

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