淺析高層建筑結構設計的問題及對策

陸洪飛

摘 要：在當今社會，隨著經濟技術的迅猛發(fā)展，越來越多的高層建筑涌入城市建設中。各種各樣的高層建筑結構設計的問題也開始出現(xiàn)。解決高層建筑中的問題就顯得尤為重要。其中最重要的就是結構的設計，建筑的構成與保養(yǎng)等一系列的重要問題。本文通過對高層建筑結構設計的問題進行分析，著重與如何解決問題。

關鍵詞：建筑結構設計 問題及對策

高層建筑結構設計最基礎的就是建筑的結構設計。這一點是建筑項目得以順利開展的前提條件。在當下城市化進程不斷加快的情況下，建筑結構也隨之不斷發(fā)生變化，從一開始的低層建筑逐漸轉變?yōu)橐愿邔咏ㄖ橹鞯慕Y構設計。高層建筑結構不僅需要科學性和嚴格性，更需要的是設計貼合人們需求，滿足人們的日常需要，為生活提供安全可靠地保障。

一、高層建筑結構設計的獨特之處

高層建筑結構設計的獨特之處就在于他的高度。隨著建筑物高度的不斷增加，在建筑與維護方面都有著巨大的難題。由于高層建筑的水平荷載與垂直荷載和低層建筑全然不同，其中的水平荷載主要是受外界的風力影響，相對而言低層建筑受風力影響的水平荷載就少很多。不僅僅是風力的影響，一些自然災害也會影響到高層建筑。比如地震的發(fā)生，隨著建筑物高度的不斷增加，隨之增加的還有位移的發(fā)生。所以在進行高層建筑結構設計的過程中，一定要將位移或者引起的側移控制在合理的范圍內，把握好安全性的前提下盡量不去影響人們居住的舒適度和使用。所以，高層建筑結構設計的獨特之處也是在設計過程中需要注意的重中之重。

二、高層建筑結構設計的問題

第一：在高層建筑的結構設計中，嵌固端是不可避免的需要面對的問題。作為一個十分重要的組成部分，嵌固端在高層建筑結構中占據著重要的位置。對于嵌固端的選擇，在很多時候就存在著爭議。位置的選擇不恰當，就會造成很大程度的安全隱患。一些高層建筑在結構設計的時候，把嵌固端實際在人防的頂板或者是地下室的位置，這種設計方案就存在著一定的安全隱患，不利于嵌固端的效果的發(fā)揮。嵌固端的設計缺陷還會造成嵌固端與抗震縫隙的矛盾與沖突，失去平衡性的保障，引發(fā)出整個高層建筑結構穩(wěn)定與否的問題。在其設計的上下比例上，倘若上下鋼層比例不合理，那么嵌固端也不能很好的發(fā)揮其功能效用。就目前情況來說，很多嵌固端在設計上都存在著或多或少的問題，需要嚴格按照規(guī)定來。

第二：高層建筑高度的把控。所謂對于高層建筑高度的把控，就是控制建筑高度不能超高。這屬于目前高層建筑結構設計中一個顯著的問題。很多高層建筑建設單位不考慮相關建設的制度與標準規(guī)定，一味的增加建筑的高度，這在一定程度上大大提高了建筑建設單位的利潤，但是這種超高問題所帶來的影響危害是無法計量的。首先對于高層的安全性與穩(wěn)定性就有很大的影響。就好比地震等自然災害來臨，高層超高的建筑結構就會大大降低建筑的穩(wěn)定性，從而導致高層建筑結構出現(xiàn)斷裂甚至倒塌。對人們的財產以及生命安全問題都是一個很大的威脅。

第三：對于高層建筑結構損害最為嚴重的就是短肢剪力墻的設計不合理。在現(xiàn)實的高層建筑設計中，許多設計人員會隨意增加短肢剪力墻的設計，這一現(xiàn)象最嚴重的影響就是對樓層建筑的安全性的影響。甚至有時候會直接造成整個高層建筑的抗震性降低，對高層建筑的后期使用產生了巨大的安全問題影響，降低高層建筑的穩(wěn)固性與安全性。

第四：高層建筑設計存在的問題大大小小各個方面都有，這就形成了當前市場下建筑結構設計中存在問題的多樣性。除了以上重點列出的問題以外，還有一些問題表現(xiàn)在高層建筑的牢固程度，使用的舒適程度，以及相應的應力處理方面。各種各樣的結構設計問題都會影響到高層建筑結構的設計效果，從而導致整體的性能受到影響。還有重要的一點就是技術人員的精準計算問題也會影響到整體效果。一些設計的位置需要精準的數字計算來支持，而影響數字精確程度的因素又方方面面。資料的健全與否，公式的正確選擇，計算的精確程度都會直接或者間接的對高層建筑結構設計產生影響，進而影響結構設計的效果。

三、高層建筑結構的選擇

第一：高層建筑結構根據建筑材料的不同，分為鋼結構體系，鋼筋混凝土結構，鋼、混凝土混合結構等。這幾種類型各有所長，針對不同的需求選擇也就有所不同。鋼筋混凝土體系的結構在現(xiàn)如今應用較為廣泛，被應用于各類的工程結構之中。他被廣泛應用的主要原因是因為鋼筋混凝土這種混合結構具有混凝土與鋼筋的兩種共同受力的特征。綜合性較高，整體性能優(yōu)良，原料成本較低，耐久性好，耐火性強，但同樣存在著缺陷，延展性較差，施工重量高，進度慢的缺點。鋼結構的延展性好，抗震性能較高，施工方便，但是價格高昂，造價成本高，防火性能差，施工的難度較高等。混合結構就結合了兩者的優(yōu)點，增加了鋼結構的強度具有較高抗震性能，同時還減小了造價成本。但是這種連接技術的發(fā)展還不是特別的成熟，有待繼續(xù)提高。雖然抗震能力高且優(yōu)于鋼結構的耐火性，但也存在這節(jié)點設計構造的復雜程度較高，一般都運用于小偏心受壓構件的設計。

第二：高層建筑結構設計的框架選擇。針對不同的情況因地制宜?？蚣芘c剪力墻的結構不但實用性強，布局靈活而且承受水平負荷的能力更好。但是需要注意的就是剪力墻位置的設計，這是框架與剪力墻結構的重點問題，也起著決定性的作用。單一的剪力墻結構整體性能較好，剛度大，一般不受水平力作用而產生變形，更適用于高層的建筑設計，但是由于剪力墻的間距小，導致樓層平面設計缺乏靈活性。所以，一般在公共建筑中不采用此種結構方法。

第三：選擇合理的建筑高度是高層建筑結構設計的基礎。根據高層建筑地區(qū)的自然環(huán)境進行基礎性的考察選擇綜合性能整體較優(yōu)的方案。考慮周圍高層條件，施工難度的大小等各個方面的影響因素。使得該高層建筑在保證發(fā)揮最大效率的基礎上保證安全性。必要的時候應該進行地基變形的檢驗報告。

第四：選擇合理恰當的建筑結構設計方案。在滿足高層整體性能的安全性的前提下滿足經濟性的要求。不同地區(qū)的自然條件選擇不同的建筑結構設計方案。

四、高層建筑結構設計的問題及解決對策

在高層建筑結構的設計中要考慮諸多的因素。較為典型的是以下幾點。

第一：由于高層建筑的高度問題，必須具有較好的抗風性。因為建筑的高度較高，所以建筑 所面臨的風壓就相對來說較大，在結構設計的時候就需要加固高層建筑風壓較高的地方。

第二：抗震是所有建筑設計的一大重要問題。針對高層建筑的設計，在最初就要合理的設定抗側力構件的位置來保證高層建筑的承重有合理的分布。

第三：消防問題的預防。計算適合的防火間距，保證高層建筑的防火要求，同時考慮建筑的耐火性和滅火構造。

結束語

綜上所述，高層建筑的結構設計是一項復雜而又有趣的綜合性技術工作。隨著我國高層建筑業(yè)的不斷發(fā)展，對于高層建筑結構的要求也隨之增加。高層建筑逐漸發(fā)展成城市建設的主流。針對高層建筑結構設計的具體問題進行有效且必要的控制，準確恰當的選擇合適的方案。本文闡述了高層建筑結構的設計所遇到的主要問題，并且分析問題對策，可為高層建筑結構的設計進行參考。

參考文獻

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