有關(guān)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計問題及對策的探討

白懷星　李淑婷

【摘 要】隨著城市規(guī)模的不斷擴大、土地資源的日益緊缺，高層建筑已經(jīng)成為了城市未來發(fā)展的主要方向。因此，研究高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的問題并提出相應(yīng)的應(yīng)對策略有著重要的現(xiàn)實意義。本文首先對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則進行了簡單的闡述，而后分析了當(dāng)前高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的問題，并最終針對問題提出了相應(yīng)的應(yīng)對策略。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；應(yīng)對策略

眾所周知，高層建筑能有效地提高土地利用率，這在一定程度上緩解了我國城市發(fā)展的土地稀缺壓力，但建筑過高對結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求更高。結(jié)構(gòu)設(shè)計在高層建筑中起著舉足輕重的作用，它是建筑中的基礎(chǔ)、建筑中的框架。結(jié)構(gòu)設(shè)計不但會影響建筑物整體的形態(tài)，而且也直接影響到了建筑物的穩(wěn)定性和安全性。好的結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠使建筑使用的價值得到提升，讓居民對住房的功能性與舒適度得到滿足，同時也能夠充分地利用好建筑空間，滿足實用和美觀兩方面的要求。

一、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則

（一）科學(xué)合理選擇基礎(chǔ)方案

在高層建筑項目施工之前，應(yīng)結(jié)合高層建筑項目周邊的地質(zhì)、地貌條件，科學(xué)合理的選擇基礎(chǔ)設(shè)計方案，對于高層建筑項目的結(jié)構(gòu)類型、荷載分布，設(shè)計人員必須要熟練全面掌握，以便于能夠全面、仔細(xì)的分析高層建筑施工條件、施工影響因素等各方面條件，最終科學(xué)合理的選擇基礎(chǔ)方案[1]。

（二）選擇合理的計算簡圖

對于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計來說，結(jié)構(gòu)設(shè)計的計算必須要依照計算簡圖進行，因此，倘若計算簡圖存在問題，則會引起高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的不合理，進而造成高層建筑的一些安全問題。因此，在設(shè)計高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要建立在安全基礎(chǔ)之上選擇合理的計算簡圖[2]。

（三）選擇適合的計算工具

目前，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，計算機技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，并展現(xiàn)出了良好的應(yīng)用效果，對于推動高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)發(fā)展發(fā)揮了重要的作用。因此，對于計算機輔助計算工具，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員必須要全面掌握、熟練運用，以便能夠?qū)⒂嬎愎ぞ叩墓πОl(fā)揮的更大。

（四）選擇科學(xué)合理的設(shè)計方案

高層建筑項目在建設(shè)之前，必須要全面考慮設(shè)計方案的可行性，是否滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟性原則，是否嚴(yán)格遵循建筑結(jié)構(gòu)體系原則，此外，為保障結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，一定要注重建筑結(jié)構(gòu)的傳力簡單以及受力明確。

二、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題

（一）扭曲問題

結(jié)構(gòu)中心、剛度中心、幾何中心是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的建筑三心，建筑三心合一是結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中的重要目標(biāo)，然而，在高層建設(shè)結(jié)構(gòu)設(shè)計中，三心存在著扭曲現(xiàn)象，設(shè)計過程中無法實現(xiàn)三心的真正合一，進而在水平壓力的影響下，高層建筑產(chǎn)生扭曲震動的情況，給高層建筑的安全帶來巨大的隱患。

（二）高層建筑結(jié)構(gòu)超高問題

處于對高層建筑抗震的實際需要，對高層建筑物的高度有著嚴(yán)格的規(guī)范要求，因此，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要確保能夠滿足抗震的實際需求。建筑物超高問題是常見的問題之一，以往對建筑物的設(shè)計高度規(guī)定為A級高度，在新規(guī)范不斷改革中，對高層建筑設(shè)計超高規(guī)定的要求越發(fā)嚴(yán)格，并且規(guī)定的描述也越發(fā)詳細(xì)，在新規(guī)定中不僅對限制高度A級高度做出了規(guī)定，還在細(xì)化的基礎(chǔ)之上增加了B級高度[3]。在新規(guī)定中更加明晰的規(guī)定了超高問題，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中其方法和措施等都有了一定的改進。如果在實際設(shè)計中，對于建筑結(jié)構(gòu)等方面設(shè)計的改變問題忽視，并且在高層建筑超高問題上沒有給予高度重視，施工圖紙也沒有進行嚴(yán)格的審查，不能夠及時的發(fā)現(xiàn)問題等，都會給高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計帶來消極的影響。

（三）結(jié)構(gòu)設(shè)計剛度問題

在高層建筑設(shè)計的過程中經(jīng)常遇到的一個問題就是樓層豎向結(jié)構(gòu)規(guī)則性與樓層的平面剛度問題，進行高層建筑設(shè)計時，因為每個設(shè)計人員各自擁有不同的設(shè)計理念，所以就產(chǎn)生了存在差異的設(shè)計，致使結(jié)構(gòu)因為設(shè)計過程的不同，也使得經(jīng)濟指標(biāo)存在著很大的差異，有的設(shè)計人員沒有采用正確的結(jié)構(gòu)設(shè)計措施，在結(jié)構(gòu)的設(shè)計上缺乏正確的觀念，一味追求建筑外觀上的獨特新穎，忽視了抗側(cè)移的剛度對高層建筑能否抗震影響很大，地基有很好的強度與穩(wěn)定性，所以在這個時候，設(shè)計時必須要降低抗需剛度。

三、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的問題應(yīng)對策略

（一）在扭轉(zhuǎn)問題方面

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，扭轉(zhuǎn)問題也是常常會出現(xiàn)的一個重要問題。為了能夠確保建筑物不受到荷載作用的影響而出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)的問題。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作人員，在設(shè)計中一定要確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的形式以及平面布局等具有合理性與科學(xué)性，確保在建設(shè)中高層建筑能夠處于三心合一的狀態(tài)之下[4]。除此之外，在受力性問題方面，需要對建筑結(jié)構(gòu)體重地基承載力實施合理科學(xué)的設(shè)計，明確與向下作用力之間存在的關(guān)系。因此，在高層建筑方案設(shè)計中，一定要充分的考慮承重墻與承重柱等各個方面的因素，確保高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性。

（二）加大對超高建筑的審查力度

隨著我國的高層建筑逐漸朝著高層的方向發(fā)展，在中國目前的施工水平與經(jīng)濟發(fā)展的水平下，我國對高層建筑的高度有了全面規(guī)定，然而在實際過程中，有很多超高情況的發(fā)生。在我國對于高層建筑不提倡超高的行為，因為隨著高度越來越大，建筑整體上的抗震性也會減少，地震發(fā)生時，會危害到超高層的建筑，尤其是在建筑物高度不斷上升的情況下，建筑的安全會受到很大的影響。因此，國家相關(guān)部門必須加大在高層建筑上的審查力度，加大違反建筑標(biāo)準(zhǔn)行為的懲處力度，健全建筑高度與抗震規(guī)范，使高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性得到保障。

（三）合理選擇結(jié)構(gòu)剛度設(shè)計

進行結(jié)構(gòu)的剛度設(shè)計時，在變形限值的范圍內(nèi)，在設(shè)計結(jié)構(gòu)剛度時要盡量小，這樣做會對共振的減少與抗震性產(chǎn)生極其重要的影響，高層建筑的設(shè)計才有安全的保障。在巖基埋的較淺的地方或者是土地比較好的地方，基礎(chǔ)要以樁基為基礎(chǔ)，這樣建筑持力層會落在巖層中，使得地基能夠具有很好的強度與穩(wěn)定性，面對這種情況時，建筑抗需剛度的設(shè)計就可以降低了，把結(jié)構(gòu)極限的變形作為主要的控制標(biāo)準(zhǔn)[5]。

四、結(jié)束語

本文主要針對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計特點、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題以及解決措施與高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中所堅持的原則進行相應(yīng)的分析。明確目前的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中有很多問題存在，這些問題不僅影響高層建筑的質(zhì)量，還留下了極大的安全隱患，因此，解決這些問題已經(jīng)成為建筑行業(yè)發(fā)展中的重要一項任務(wù)。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)該給予建筑扭轉(zhuǎn)問題以及規(guī)劃問題等高度重視，確保所選的計算簡圖具有科學(xué)性與合理性，只有這樣，才能夠確保高層建筑設(shè)計科學(xué)合理，并且具有一定的安全性，從而不斷的推動建筑行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻：

[1]薄克金.如何提高高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平 [J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2015，（2）：30-31.

[2]張順昌.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量安全思考[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)：中旬刊，2012，（7）：10-11.

[3]劉偉瓊.關(guān)于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計探析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2014，（3）：11-13.

[4]馬春剛.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的問題及對策討論[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2014，（3）：28-29.

[5]潘啟釗.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的問題及對策[J].建材發(fā)展導(dǎo)向（上），2014，（1）：17-18.