高层建筑结构设计问题及对策分析

王诚君

【摘  要】在高层建筑建设过程中，结构设计是较为关键的一个环节，其会对建筑的质量、安全和稳定性带来直接的影响。因此在实际高层建筑结构设计过程中，需要保证结构方案的优良、计算简图和分析计算结果的合理性，并针对实际结构设计中的轴向变形、结构形式、荷载及高度等问题加以重视，科学合理对高层建筑结构进行设计，进一步提升高层建筑结构设计的水平，为建筑行业的健康、稳定发展奠定良好的基础。

【关键词】高层建筑;结构设计;问题;要点

建筑结构设计是高层建筑工程施工的前提，也是建筑工程建设的重要依据，直接关系到建筑工程的经济性与安全性，所以结构工程师必须高度重视结构设计工作。但是纵观建筑结构设计实际情况，仍然存在着许多常见问题，这严重影响了建筑工程的质量与安全。对此，分析建筑结构设计常见问题，制定有针对性、有目标性的解决措施具有现实意义。

1建筑结构设计的常见问题

1.1基础选型问题

建筑工程当中，地基基础影响建筑结构的稳定性。在进行地基结构设计时，必须确保基础结构承载力和稳定性满足工程建设要求。但是，当前建筑结构设计工作过程中，由于对地基基础的重视程度不足，容易出现地基基础选型不当的问题，严重影响地基基础结构的承载能力。而且，在具体的设计工作过程中，由于缺乏对周边地质条件、水文特征的细致勘察，基础施工或使用过程中出现沉降、侧移等病害，严重影响了建筑工程的整体安全性。

1.2抗震性能较低

地震灾害对建筑安全性的影响是最为直接也是最为严重的，所以在建筑结构安全设计中，务必对建筑抗震性能予以重点考量。地震灾害的发生不仅会导致建筑出现大面积倒塌，造成较大的经济损失，还会对人们的生命财产安全构成严重威胁，阻碍城市化建设的步伐。而造成建筑抗震性能不强的因素有：资金投放力度不足、施工材料使用不合理。当资金投放力度不足时，建筑结构设计中，很多企业会选用资质不符合的设计单位开展设计工作，如此就导致设计内容缺乏完善性，建筑结构抗震等级不符合要求。另外，一些企业为保证自身的经济效益，在材料使用上往往會存在诸多问题，如材料质量不合格、材料数量与实际不符等，虽然建筑外形结构未受影响，但其抗震等级却与实际要求相差甚远，最终导致地震灾害发生时，建筑及人员安全性得不到保障。

1.3建筑结构布置不合理

建筑结构设计不合理也是安全问题频出的另一个主要因素，建筑结构设计具有复杂性特征，在实际作业中，设计人员需要对工程概况予以详细了解，且对各项参数进行准确计算，以此来加强结构设计的合理性、可靠性，但这一过程无疑会增加企业时间成本的支出，造成一定的资金损耗。为此，很多企业为节省成本，会对设计流程予以简化，相关参数计算准确性和全面性也会存在偏差，甚至一些企业在设计中会过多注重建筑外观，而忽略内部结构的合理性，进而导致建筑结构设计安全性降低，影响建筑质量和使用寿命。

2针对高层建筑结构问题提出相关策略

2.1关注基础类型选择

在建筑工程基础结构选型设计中，应注意以下几点：（1）对建筑工程建设场区进行现场勘查，详细了解地质地貌、水文特征等，及时发现项目建设中的各类危险因素，对图纸进行优化设计，同时，根据图纸要求进行建模演算分析，保证结构设计计算的准确性;（2）根据项目现场勘察所得报告，综合考虑上部结构及场地地质条件，确定2种类型的基础设计方案，然后从技术性、经济性等角度出发，选择适宜的基础类型;（3）在建筑工程基础选型完成后，可以此为依据完善施工方案，然后再进行校审，并正式应用。

2.2提高建筑抗震性能

在建筑工程抗震设计中，需要综合考虑建筑工程刚度以及地震设防烈度，合理设置防震缝。在建筑结构设计中，保证建筑平面及立面的规整与均匀是抗震概念设计中十分重要的内容。复杂建筑结构可以通过设置防震缝尽可能使子结构简单、规则，偏心率不宜过大且变形相互协调。对于高层建筑工程，应注意将立面高差控制在6m以内。如果建筑工程有错层，并且楼层的高差比较大，则应注意在防震缝两侧位置，做好墙体稳定设计，优化钢筋混凝土结构，严格控制沉降缝和伸缩缝。

2.3优化建筑结构构造，注重各项参数计算准确性

由于建筑建筑结构形式的不同，在结构设计中采用的方法也会存在差异。如果是多层结构，且刚度均匀度较好，可直接采用底部剪力法完成设计;如果是底层框架混合结构，为避免上部结构变形问题产生，通常会采用底层框架混合结构剪力分配法完成设计，以确保底层框架结构抗震墙设计合理，优化承载性能。在采用该方法设计时，各结构承载力的计算需要利用双保险计算方式，以确保各结构剪力、刚度等的合理设置。就刚度而言，框架刚度是不产生折减的，而抗震墙会产生折减，一般折减到刚度的20-30%，考虑到因地震作用而形成的倾覆力矩，会产生底层框架中的附加轴力，不能用简单的单向板计算方法来代替连续板的计算方法。而在双向板查表计算过程中，确定泊松比计算的准确性，以免因弯矩变化削弱计算准确性，导致结构受力分布不均。

2.4加强建筑结构耐久度设计

混凝土配合比是否合理，直接关系到混凝土的耐久性，影响到建筑施工的安全。因此，在建筑结构设计中，应注意混凝土配合比的合理设计。对此，设计工程师应严格遵循以下混凝土配合比的设计和应用过程：一是明确建筑施工设计强度与设备强度的关系，采用砂石、水灰比等专业计算方法，明确配合比;二是调查掌握建筑施工现场的基本情况，合理调整砂石质量，确保配比的科学性，根据实际试验得到的砂石含水率，依次调整相应的配比，得出满足混凝土施工要求的配比;此外，设计工程师应根据建筑结构设计和施工规范，注意适当加厚建筑结构的保护层，以确保建筑结构的厚度完全符合周围环境的实际情况。在条件允许的情况下，设计工程师可以充分调查建筑物周围的环境因素，然后结合建筑物的结构形式来区分相应的区域，明确最合适的待建保护层厚度，从而延长氧化进入钢表面的时间，使碳化时间可以有效地延长。同时，要注意建筑物的当前环境，检查环境中是否有氯化物等腐蚀性气体，调整和优化混凝土配合比，然后加入防锈剂与混凝土混合，在建筑物内一起振捣，进一步提高建筑本身的耐久性和安全性。

2.5提高经济性

在建筑结构设计工作中，设计人员通常在设计思路和设计理念方面进行了发散性思维的拓展，也经历了多次尝试进行相应的工作，经济性就是在众多设计方案中进行分析和选择的主要因素。建筑工程发展也是经济发展的重要组成部分，以标准化的设计图纸为基础进行经济效益的提升和图纸的完善，从而使得建筑物的功能也得到提升。现阶段的设计工作也可以与现代化的信息技术相结合，在结构模型的设计中进行优化，从而使得设计工作有更为直观的反映。

3结语

由于高层建筑结构设计中会受到较多因素的影响，这也导致在实际设计中往往会存在一些问题，这就需要采用科学合理的设计方法，有效的提高结构设计的质量，确保高层建筑结构的安全性和稳定性，有效的推进建筑行业的健康、有序发展。

参考文献：

[1]张晓锋.高层建筑结构设计的问题与对策研究[J].建筑与装饰，2018（12）：6+11.

[2]占宇飞.高层建筑结构设计存在的问题与对策探讨[J].建筑工程技术与设计，2017（23）：1212.

[3]高啸啸.高层建筑结构设计的问题与对策研究[J].建筑工程技术与设计，2017（19）：1109.

（作者单位：大连港湾工程有限公司）