高層建筑結構設計的問題與對策研究

馬文亭

（山東華科規(guī)劃建筑設計有限公司， 山東 聊城 252000）

對于高層建筑設計來說，不僅要關注建筑美觀度，更要關注建筑質量。高層建筑結構相對復雜，一旦建筑結構設計不合理，勢必會增加隱患問題。因此，在實際的高層建筑施工前，應結合高層建筑作用以及架構需求，做好高層建筑設計工作，最大限度提升高層建筑結構穩(wěn)定性，從而為高層建筑行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展奠定良好基礎。

1 高層建筑結構的基本特征

對高層建筑整體結構進行觀察與分析，高層建筑最明顯特征就是高度，不斷增長的建筑高度，勢必會對建筑帶來較大水平力、豎向力[1]。這也意味著，如果高層建筑結構設計不穩(wěn)定，不僅會影響高層建筑質量，更降低高層建筑整體抗震能力。相對于傳統(tǒng)建筑來說，在相同風力情況下，高層建筑隨著高度增加，所受到的風荷載逐漸增加，這些不斷增加的風荷載，勢必會產(chǎn)生一定剪切力。受到不同外力因素影響，如果高層建筑結構設計出現(xiàn)問題，不僅會影響結構穩(wěn)定性，更威脅大眾生命健康。因此，在高層建筑設計工作中，一定要給予結構設計工作充分重視，并在結構設計過程中，結合多方面因素，制定更為科學、合理的建筑結構設計方案，最終提升高層建筑結構整體合理性，提升高層建筑整體質量。

2 建筑結構設計存在的不足之處

2.1 建筑結構設計存在超高問題

建筑行業(yè)在不斷發(fā)展與變革過程中，從建筑行業(yè)本質進行分析，建筑工程出現(xiàn)最主要目的，不僅是為了提升建筑整體美觀度，其中，更重要的是提升建筑質量，優(yōu)化建筑結構，合理設置城市布局。但是，在高層建筑設計與施工過程中，部分高層建筑出現(xiàn)超高問題相對常見。建筑超高后，不僅會影響建筑整體穩(wěn)定性[2]。嚴重時，甚至會導致建筑整體結構承重發(fā)生變化。從高層建筑質量進行分析，高層建筑超出既定限度，不利于維護建筑質量，甚至會降低高層建筑結構抗震能力，難以提升高層建筑承載能力。

2.2 建筑結構設計存在的剪力墻問題

對高層建筑結構進行分析，在建筑整體結構設計過程中，為確保建筑質量，需要科學、合理的采用剪力墻結構。對剪力墻這一結構進行分析，剪力墻的布置不僅會影響建筑結構及結構構件的承載能力，如果剪力墻出現(xiàn)不穩(wěn)定問題，甚至會影響建筑整體結構的穩(wěn)定性。從建筑結構設計現(xiàn)實角度進行分析，在建筑平面中短肢剪力墻的出現(xiàn)不可避免[3]，短肢剪力墻雖能在一定程度上滿足建筑設計要求，卻存在較為顯著問題，如管控不當，很容易對整體結構穩(wěn)定性帶來嚴重影響，甚至會影響建筑承載能力，不利于構建高質量建筑結構，難以維護大眾生命安全。

2.3 建筑結構設計存在嵌固端問題

對建筑行業(yè)的結構設計工作進行綜合性分析，在高層建筑設計中，嵌固端結構設計工作極為重要，更在建筑設計中具有重要意義。但是，在實際的設計過程中，嵌固端設計依舊存在不足之處，對這一問題進行分析，究其原因，主要源于建筑嵌固端結構設計不合理。例如，絕大部分高層建筑嵌固端設計，通常用于地下室與人防結構，此種結構本身存有較高隱患。再加上，嵌固端結構設計比例管控難度大，很容易出現(xiàn)比例不合理問題，最終導致嵌固端抗震能力差，難以提升高層建筑結構整體穩(wěn)定性。

3 如何解決高層建筑結構設計存在的問題

3.1 優(yōu)化建筑結構整體設計合理性

要想進一步提升建筑整體結構質量，在實際的建筑結構設計工作中，一定要遵循這一原則，以結構整體為主。首先，應結合建筑施工現(xiàn)場環(huán)境，做好實地勘察工作，并在建筑施工環(huán)境勘察結束后，選擇適合的建筑設計方案。在確定基本設計方案后，從高層建筑結構設計理論出發(fā)，對建筑結構設計可行性進行分析，其次，應積極引入先進技術，例如BIM 技術，將BIM 技術[4]與高層建筑結構設計工作相互結合，并將設計方案中多項數(shù)據(jù)進行輸入，以更為直觀方式，對建筑結構設計方案進行優(yōu)化，從而選擇最為合理結構設計方案。最后，可以借助BIM 模擬與計算能力，對高層建筑每一層結構進行更為精準計算，從而為建筑設計工作提供精準數(shù)據(jù)支持，解決高層建筑設計或是施工不當導致的超高問題，只有遵循規(guī)范要求，才能確保高層建筑結構更為合理。

3.2 結合安全問題做好結構設計工作

對當前的建筑結構設計進行分析，在整體結構設計過程中，對建筑剪力墻設計要求不斷提升，但是，在具體設計工作中，剪力墻設計問題凸顯，為解決建筑結構剪力墻問題。在具體工作中，首先，應結合建筑承載能力，對剪力墻設計進行優(yōu)化，在這一過程中可以針對建筑整體結構與抗震等核心問題，對剪力墻設計進行優(yōu)化。其次，做好剪力墻結構設計中材料選取工作，從材料著手，不斷提升建筑剪力墻承載能力，并提升建筑抗震性能。最后，建筑結構設計具體工作完成后，對不同結構設計進行核驗，確保剪力墻結構的作用得到充分發(fā)揮，最終解決建筑結構設計存在的安全問題，進一步強化建筑整體結構安全與質量。

3.3 強化建筑結構設計各項性能

針對高層建筑設計常見問題，在實際工作中，應從建筑平面形式、結構形式以及水平力等多種因素考量，只有做好合理考量，才能優(yōu)化多個結構設計環(huán)節(jié)。例如，高層建筑嵌固端存在的問題，為解決這一問題，在建筑結構設計中，應當結合高層建筑整體要求，明確嵌固端位置，并結合建筑實際情況，充分考量好建筑結構整體比例，提升建筑整體結構合理性。這也意味著，在建筑設計中，應充分重視各結構性能發(fā)揮，并做好設計與優(yōu)化工作。只有這樣，才能真正地解決高層建筑結構設計存在的問題，不斷提升建筑整體質量，解決高層建筑施工難題。

4 結束語：

隨著社會發(fā)展高層建筑逐漸得到重視，高層建筑不僅能解決城市用地緊張問題，更能在一定程度上優(yōu)化城市結構。高層建筑的結構設計工作依舊存在諸多不合理之處。因此，在實際高層建筑的結構設計工作中，一定要結合結構存在的不足，制定針對性優(yōu)化策略。只有這樣，才能確保高層建筑施工順利開展，確保高層建筑質量得到提升，從而滿足社會發(fā)展需求。