高層建筑結構設計的問題及對策

岳斌

（山西省建筑標準設計研究院，山西 太原 030013）

0 引言

由于現(xiàn)代科學手段的迅猛發(fā)展，我國建筑行業(yè)的施工技術得到了有效提高，不僅建筑的類型及功能呈現(xiàn)多樣化，而且建筑的設計復雜多樣。建筑結構對于整體建筑的安全性和美觀等有著緊密的聯(lián)系，所以做好建筑結構設計是至關重要的，對人類的生產和生活都起著極大的作用。

1 高層建筑結構設計的主要特征

高層建筑結構設計是獨特的，例如其與多層建筑結構之間有著較大的差異，因為高層建筑最為明顯的就是建筑較高，需要承受豎直和水平兩個方向的載荷，豎直載荷被高度決定，水平載荷被多種環(huán)境因素控制，因此高層建筑比多層建筑需要承受的力度更大。高層建筑負載荷數(shù)是建設建筑中不能忽視的因素，地區(qū)的風力、地勢以及建筑的移動都會影響負載荷數(shù)的變化，建筑物移動的速度越快，則建筑物的高度越高，兩者的增長或減少是同步的，最關鍵的是，建筑移動的增加會影響建筑的性能壽命，還會降低日常人們使用建筑的舒服程度，更甚者會對建筑的功能產生影響，危害著人們生活的方方面面。所以建筑物進行設計一定要確保多種負荷因素最優(yōu)，在不影響建筑物的安全和質量的前提下，使用最好的高層建筑結構設計方案。

2 高層建筑結構設計中遵從的設計原則

高層建筑結構設計的基本原則有三點：①合理的設計方案；②合理的基礎設計；③合理的圖紙設計。合理的設計方案是指能夠滿足高層建筑結構的根本安全需要，能夠最大程度達到節(jié)約材料的目的。比如實際建筑結構設計中，需要滿足的基本條件是傳力簡單、受力明確，還要在建筑施工過程中考慮到建筑施工材料、施工條件和建筑地理位置等因素。合理的基礎設計是指要根據(jù)附近不同建筑物之間的地理位置、地貌和影響因素進行分析，從而制定出科學的基礎設計。因為基礎設計的好與壞，對于建筑物承載能力和建筑物的上層構造都會起到重大的影響，所以不能忽視高層建筑物對承載力的分布狀況，這有利于建筑物在質量、外觀和安全性等方面發(fā)揮更大的作用。合理的圖紙設計，可以增強建筑結構設計的安全性，為提高整個建筑物的結構設計的合理性做好堅固的基礎。

3 高層建筑結構設計中存在的問題

3.1 建筑結構過高問題

在現(xiàn)在的建筑行業(yè)，建筑結構超高，不符合設計規(guī)范是很平常的事情，因為有部分建筑公司為了增加自己的經濟效益，不會按照明確的建筑高度規(guī)定和要求來設計建筑結構，而且是人為的提高高度，這樣會使建筑結構過高，讓建筑物陷入非常大的危險境地中，并且如果遇到地震洪水等自然災害，會立馬危害到人們的生命，因此要保證建筑施工能夠安全順利進行，就必須按照相關規(guī)定和要求對建筑結構高度進行合理設計，這樣才會促進建筑的性能在后期使用中得到完美發(fā)揮。

3.2 高層建筑結構框架設計問題

結構合理的設計對高層建筑結構設計的安全和質量有著重要影響作用，可是現(xiàn)在部分設計師卻忽視了高層建筑的縱向結構框架的合理設計，使得出現(xiàn)工程質量問題。所以要保證高層建筑結構工程的安全和質量，就必須重視高層建筑結構框架建設中垂直框架和縱向框架的設計，因為要是設計過程中不全面考慮縱向框架的結構設計，那么對工程的質量以及后面的使用過程都會帶來重大的危險問題。

3.3 建筑結構中剪力墻設置的問題

建筑結構中剪力墻有很多不同的結構特點，它有多種稱呼，如：結構墻、抗風墻、抗震墻。風荷載、地震等等因素所產生的豎直和水平雙重荷載的重力作用是建筑結構中剪力墻的主要承受者，當進行建筑結構設計時，如果對建筑的抗風結構、抗震結構、剛度和強度的能力不充分考慮，將會致使建筑結構被嚴重破壞在遇到外力因素和自然因素下，并且如果建筑結構中剪力墻剛度的設計沒有符合建筑的標準要求和相關規(guī)定，會致使建筑結構設計不合理，隨之導致高層建筑結構出現(xiàn)向旁邊移動，當出現(xiàn)地震、洪水等自然災害時，所帶來的波動和沖擊力會對建筑結構造成重大的破壞，對后期建筑帶來相當大的使用隱患。

4 高層建筑結構設計問題的解決措施

4.1 嚴格按照規(guī)定進行建筑結構設計，保證結構設計方案的合理性

政府應當出具相關的政策法規(guī)，明確規(guī)定在高層建筑結構設計過程中要嚴格按照相關規(guī)章制度來進行，不能采用不合理的設計方案，預防安全隱患的發(fā)生。建筑結構設計方案中的數(shù)據(jù)，要符合我國相關建筑設計要求和標準規(guī)范，保證結構設計方案在建造過程中實施的可靠性和安全性，還要對于建筑結構實際要求進行合理設計，有利于加快施工作業(yè)的順利進行和施工進度的提高，很好地解決了施工中出現(xiàn)的難題。而且實施建筑設計方案時要充分考慮附近環(huán)境的水文地質條件的情況以及施工場所，掌握施工場地附近環(huán)境因素的影響并結合相關的狀況和因素設計出合理科學的建筑結構設計方案。因為合理的、科學的和可行的建筑結構設計方案是高層建筑順利施工進行的關健環(huán)節(jié)，是高層建筑結構設計問題的有力解決措施。

4.2 高層建筑結構框架設計要完善

高層建筑結構作用要想得到完全展現(xiàn)，就必須從豎立框架和水平框架角度考慮建筑結構框架設計。在確保水平結構框架質量的狀況下，高層建筑結構框架設計過程中，水平結構框架設計是最為關健的，這有利于豎立結構框架和水平結構框架的更加有效結合在一起，促進了建筑行業(yè)的加快發(fā)展，保證了高層建筑施工順利進行。

4.3 根據(jù)實際情況設置建筑結構中的剪力墻

對于建筑結構剪力墻的使用要根據(jù)實際情況，利用簡圖計算保證建筑結構設計過程具有準確性，增強建筑施工質量，所以要結合實際觀測的數(shù)據(jù)來合理設計，因為在建筑結構設計中出現(xiàn)了很多錯誤的話，會對后期工程的質量和功能產生問題，進而危害到整個工程的經濟效益和安全。從此看出簡圖計算的重要性，對建筑工程結構設計起到重大作用，結合建筑建造中的多種影響因素進行分析，減少建筑施工的影響，并且結構設計過程與實際需求相聯(lián)系的軟件一起計算，可以保證計算結果真實又準確，促進結構設計工作加快完成，有效保證結構設計方案合理進行。

5 結束語

從本文高層建筑結構設計中出現(xiàn)的問題來看，在高層建筑物結構設計過程中，需要完全明白高層建筑結構的特點，出現(xiàn)問題的原因以及去解決問題的措施有哪些，進而確保建筑物施工的安全和有效性。

綜上所述，要完全了解設計過程中遇到的多種因素所造成的影響，才能設計出科學的、切實可行的、高效的高層建筑結構設計方案。高層建筑結構功能必須要符合相關建筑要求和標準規(guī)定，同時設計師在高層建筑結構設計過程中作為最重要的人物，要努力提高自身的修養(yǎng)，增強專業(yè)知識，有意識的去總結過去所出現(xiàn)的設計錯誤，來增加自己的經驗，確保以后的高層建筑設計方案順利實施。國家相關部門也要對建筑行業(yè)重視起來，必須要建設強有力的相關法律法規(guī)，對不符合建筑行業(yè)規(guī)定的工程要實行懲罰措施，這樣使得建筑行業(yè)的工程項目中也有了更多的約束。雖然我國建筑行業(yè)的發(fā)展道阻且長，但隨著有識之士的引導和社會的注意與督促，能夠提高我國建筑物的設計水平，推動我國建筑行業(yè)的進步發(fā)展。