高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計問題及對策分析

于海

摘 要：在建筑工程中，高層建筑工程的結(jié)構(gòu)在垂直方向的載荷遠(yuǎn)超于多層建筑。而垂直載荷指的是高層建筑受到自重的影響在垂直方向產(chǎn)生的載荷量。同時，由于高層建筑工程的結(jié)構(gòu)主體較為龐大，風(fēng)力的接受面積較大，高層建筑還會受到水平載荷力的影響。此外，高層建筑工程極易產(chǎn)生側(cè)移的問題，側(cè)移程度主要與建筑高度相關(guān)。相關(guān)的設(shè)計師必須在設(shè)計階段做好高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計，最大化地提升高層建筑物的穩(wěn)定性和居住性能。

關(guān)鍵詞：高層建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計;問題;策略

隨著中國的城市化進(jìn)程不斷加快，建筑領(lǐng)域也在穩(wěn)步發(fā)展，建筑工程的質(zhì)量直接影響著居民的生命財產(chǎn)安全，受到社會各界的廣泛關(guān)注。所以，工程參建單位要加強對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)注度，積極采取先進(jìn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)，并加大對現(xiàn)場施工的管理和監(jiān)督，保證項目施工的順利進(jìn)行，最終全面提升工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量，給人們營造出一個安全舒適的居住環(huán)境。

1高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計在中存在的問題

1.1建筑結(jié)構(gòu)超高。依照目前高層建筑設(shè)計規(guī)范，對于建筑結(jié)構(gòu)高度進(jìn)行了明確規(guī)定。在建筑高度不斷加大的形勢下，導(dǎo)致建筑出現(xiàn)很大的安全隱患。假使碰到強風(fēng)或是地震災(zāi)害的時候，會發(fā)生損壞的現(xiàn)象。在該種情況下，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，要嚴(yán)格依照當(dāng)下現(xiàn)行的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)來選擇適宜的結(jié)構(gòu)計算模型，時刻把控超高結(jié)構(gòu)設(shè)計。

1.2受力性能的困境問題。不管是哪種類型建筑物，在設(shè)計方案期間，需要對空間組成的基本特征進(jìn)行全面考量，因不同類型建筑物其結(jié)構(gòu)特點也不盡相同，設(shè)計方案要給予高度重視，才能使建筑物有著較高的受力性能。針對高層建筑物而言，為了確保其具備受力性能，高層建筑物重力要保持與地面是垂直向下作用，但是在實際高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，往往忽視此問題，促使高層建筑物受力性能面臨困境問題。

1.3嵌固端設(shè)置方面的問題。嵌固端的設(shè)置，對于整個建筑的設(shè)計來說，也發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用。關(guān)于嵌固端的一些具體問題，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。第一，對于嵌固端的選擇缺乏合理性。很多的高層建筑嵌固端都是設(shè)計在地下室和人防結(jié)構(gòu)的頂板位置上的，這種位置本身在安全性上就存在很大的隱患[3]。第二，設(shè)計中對于剛度設(shè)計的比例大小控制不足，這一點主要是指，在嵌固端的上下層中，剛度的比例存在設(shè)計上的不合理問題。第三，嵌固端的抗震設(shè)計存在合理性不足的問題。

1.4短肢剪力墻設(shè)置。短肢剪力墻設(shè)置存在問題，會嚴(yán)重?fù)p害高層建筑工程的結(jié)構(gòu)質(zhì)量，相關(guān)設(shè)計人員在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，經(jīng)常會增設(shè)短肢剪力墻，這一問題既會削弱高層建筑物中短肢剪力墻的抗震性能，又會影響建筑物后期投入使用中的穩(wěn)定性，給高層建筑結(jié)構(gòu)造成極大的安全隱患。一旦受到外界自然災(zāi)害的襲擾，極易引發(fā)建筑物的安全事故，造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失及人員傷害。

2針對高層建筑結(jié)構(gòu)問題提出相關(guān)策略

2.1選擇科學(xué)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案?？茖W(xué)地選擇建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案是我國高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要前提。為了確保高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計符合相關(guān)的應(yīng)用要求，相關(guān)設(shè)計師需根據(jù)實際情況，選擇最佳的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，綜合分析各個影響因素。第一，確保高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案與國家相關(guān)建筑設(shè)計文件制度、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，盡可能規(guī)避對高層建筑予以超高建設(shè);第二，設(shè)計師在設(shè)計高層建筑結(jié)構(gòu)過程中，還要認(rèn)真勘察施工現(xiàn)場附近的環(huán)境，并綜合分析現(xiàn)場的實際條件，特別對工程涉及的地下水位、地質(zhì)條件、基礎(chǔ)土層、周邊建筑、風(fēng)雪荷載等因素予以充分地考慮，結(jié)合現(xiàn)場情況，選擇最合適的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，為工程后期投入施工環(huán)節(jié)打下良好的基礎(chǔ)。

2.2妥善選擇地基基礎(chǔ)。選擇合適的地基施工工藝與基礎(chǔ)類型對于提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平也具有一定的幫助。根據(jù)相關(guān)參數(shù)做好地基的基礎(chǔ)設(shè)計，設(shè)計過程中通過勘察單位的報告作為基本依據(jù)，結(jié)合地基參數(shù)來進(jìn)行選型調(diào)整，確保不同類型的基礎(chǔ)受力均勻性。在設(shè)計過程中還需要考慮到圖紙層面的內(nèi)容，做好方案的整體設(shè)計與規(guī)劃，確保各區(qū)域的受力平衡，提升建筑物的抗風(fēng)性能與抗震性能水平。

2.3做好消防與抗震設(shè)計。高層建筑結(jié)構(gòu)之中主要涵蓋消防和抗震功能，兩者同時也是構(gòu)建高層建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)所在。在對其實施消防設(shè)計的時候，要精準(zhǔn)地將防火間距數(shù)值計算出來，并依據(jù)實際情況來予以優(yōu)化。另外還要依照高層建筑所在地理位置與周邊環(huán)境等外界因素，針對防火結(jié)構(gòu)展開細(xì)致化的設(shè)計。另外，建筑物內(nèi)部的安全疏散通道要選擇運用分隔式設(shè)計方法，值得注意的就是分隔墻體耐火極限要達(dá)標(biāo)，直接加大高層建筑結(jié)構(gòu)的防火性能。

2.4針對安全問題加強設(shè)計效果。這里所指的安全問題，主要就是指在設(shè)計工作中的抗震性能、消防安全等各方面的問題，這些問題也是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中最為核心的問題。具體的設(shè)計方法方面，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)針對抗震性能、消防設(shè)計等問題，從原材料的篩選應(yīng)用以及建設(shè)設(shè)計中抗震縫、消防系統(tǒng)和出口等具體的設(shè)計工作入手，結(jié)合建筑應(yīng)用的實際需求合理地進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計，切實實現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計為抗震和消防服務(wù)的效果。另外，應(yīng)當(dāng)對這部分設(shè)計工作的效果進(jìn)行及時檢驗和分析，確保相關(guān)的設(shè)計在實際應(yīng)用中的效果，切實發(fā)揮設(shè)計的安全保障作用。

2.5扭轉(zhuǎn)問題的處理。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的扭轉(zhuǎn)問題已成為世界地震工程領(lǐng)域的一項重要課題。通常狀況下，在基礎(chǔ)設(shè)計中，要求遵循“規(guī)則、簡單、對稱”的工作原則，盡量促進(jìn)結(jié)構(gòu)剛度中心和質(zhì)量中心重合。在對施工方案進(jìn)行設(shè)計的過程中，結(jié)構(gòu)專業(yè)要協(xié)同建筑專業(yè)，引用抗震概念設(shè)計理念，特別遇到不規(guī)則的扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象時，要考慮扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的影響，且在規(guī)定的水平地震力影響下，最大化地維持高層建筑主體結(jié)構(gòu)的對稱性。

2.6提升抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計水平。高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計需要考慮到抗風(fēng)設(shè)計的具體要求。大多數(shù)情況下，建筑物的受力特征決定了抗風(fēng)結(jié)構(gòu)水平，所以需要在高層施工過程中做好受力特征的分析，通過統(tǒng)籌規(guī)劃的方式來避免風(fēng)載荷過大的問題。根據(jù)施工經(jīng)驗以及區(qū)域施工的具體情況，做好框架結(jié)構(gòu)的強化與調(diào)整，包括優(yōu)化抗震指數(shù)，做好鋼筋的選擇與整體設(shè)計等，都可以有效提升混凝土的受力性能，滿足抗震的設(shè)計要求。

2.7充分運用計算簡圖。在針對高層建筑結(jié)構(gòu)方案實施設(shè)計的階段之中，科學(xué)化應(yīng)用計算簡圖來顯著提高結(jié)構(gòu)設(shè)計的精準(zhǔn)性，從而預(yù)防設(shè)計方案之中發(fā)生參數(shù)方面的失誤。比如配筋和尺寸參數(shù)假使有誤，不但會致使之后計算結(jié)構(gòu)發(fā)生失誤，后續(xù)也會引發(fā)一系列的設(shè)計安全問題。為了可以直接提升結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果的精準(zhǔn)性，在設(shè)計階段中合理運用計算簡圖，由于結(jié)構(gòu)設(shè)計工作尤為繁雜，因此在運用計算簡圖的時候還得要針對結(jié)構(gòu)設(shè)計中的其他因素實施全方位考究，并依據(jù)實際需求來選擇適宜計算軟件，以顯著提高計算結(jié)果的精準(zhǔn)性，確保結(jié)構(gòu)設(shè)計人員可以更為高效化地完成設(shè)計任務(wù)。

結(jié)束語

總的來說，在現(xiàn)代建筑技術(shù)高速發(fā)展的今天，高層建筑施工已成為建筑領(lǐng)域的常規(guī)工程，而在實際的工程施工過程中，由于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程較為復(fù)雜，所涉及的施工技術(shù)及相關(guān)因素都需要在設(shè)計過程中進(jìn)行考慮，因而使高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計難度加大，設(shè)計工作也更加繁瑣。在設(shè)計過程中，設(shè)計人員要從結(jié)構(gòu)的安全性及合理性等角度進(jìn)行全面考慮，結(jié)合自身經(jīng)驗逐步完善設(shè)計方案，提高設(shè)計質(zhì)量，保證設(shè)計方案的安全性、合理性。

參考文獻(xiàn)

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[3] 王繼慧.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計問題及對策分析[J].住宅與房地產(chǎn)，2019（15）：36.