高层建筑结构设计问题及对策的探讨孟长征

高层建筑结构设计问题及对策的探讨孟长征

孟长征

身份证号码：32031119910617****江苏徐州221000

摘要：进入新时期以来，我国各种建筑施工技术在新时期取得了很大的发展。随着城市化建设的不断推进，导致城市的可用空间也来越小，如何提高空间利用率成为了一个重要议题，高层建筑的出现为解决这个问题提供了可行的解决方案，但是高层建筑对于施工的质量以及施工技术提出了更严格的要求，一般是高度越高，技术难度越大，如何最大程度保障施工技术的安全可靠是目前施工单位遇到的共同难题，本文在此基础上做了一定的探究，重点研究了高层建筑结构设计问题及对策，从而更好促进我国建筑行业的发展。

关键词：高层建筑；结构设计；问题；对策

1高层建筑结构设计概述

对于高层建筑结构设计来说，在设计过程中不是考虑建筑的美观性和经济性，首先要重点考虑的高层建筑的安全性和可靠性。高层建筑不同于其他建筑，由于重点较高，在收到外力作用时，尤其是一些自然灾害的影响（比如地震），很容易导致高层结构发生坍塌，因此如何安全性和可靠性是高层结构设计第一原则。另外随着我国城市土地资源越来越紧张，如何在有效的空间内更好地进行建筑设计也是高层建筑设计需要考虑的问题。

同时在进行建筑空间的设计时需要进行统筹兼顾，从而全局的角度来进行设计，将建筑的消防、防水、抗震等方面要求都考虑在设计环节。在满足这些要求的基础之上还要考虑施工的可行性和经济性，很多建筑设计在设计过程中没有考虑到材料和施工技术对于建筑的影响，使得高层在建筑在建设过程中造价成本很多，导致企业的经济效益不高。因此进行高层建筑设计需要从宏观角度出发，充分利用经济学、设计学和美学的知识使得建筑在满足安性的基础，尽量降低高层建筑的成本，从而保障企业的经济效益。

2高层建筑结构设计问题

2.1抗震设计问题

抗震设防目标是高层设计中一个重要的设计指标。因为高层建筑在考虑建筑的抗震指标时需要考虑到建筑物所处的地质环境。对于不同地质环境下的抗震设计的要求是不同的。同时在进行高层建筑设计时还需要满足设计结构的延展性要求，保障高层建筑的设计的合理性，在实际设计时严格遵守多道设防的设计原则，这种设计原则能够保证高层建筑的稳定性和可靠性，通过多道防线可以使得建筑物在震动中受到的破坏得到最小。因为当第一道防线被破坏之后，第二道防线就开始发挥作用，这样就能够保障建筑物不会发生整体性塌方，从而造成较大的破坏。高层建筑物因为重心高，在地震作用下很容易导致坍塌。在地震时容易出现塌方的原因就是因为自身的重力负荷过大引起的，因此如何合理设计房屋的结构，减少自身负荷就显得格外重要了。为了更好地保障高层建筑的安全可靠，一般会选择高质量、高强度的施工材料，这样就能够最大程度保障高层建筑的稳定性和可靠性。同时设计人员在进行防震设计时，一定要了解相关施工技术的可行性问题，从而保障施工的效率。

2.2建筑结构设计不合理

我国建筑结构设计主要存在以下几点问题。第一我国在消防结构设计不合理，消防结构的设计对于高层设计显得至关重要，不同于一般的房屋，由于高层楼房的高度高、空间狭小，如果楼房结构设计不合理，一旦发生火宅，人们就很难进行逃生，因此这就要求我国在设计消防结构时一定要保障设计的合理性和科学性。第二，现在很多建筑材料都具有一定的可燃性，这样就家中火宅的隐患，如何合理进行材料的选择和设计也是高层设计需要面临的重要难题。第三，我国在高层建筑的抗风设计环节也是存在着很多问题的，很多建筑在进行建筑设计时甚至没有考虑到建筑结构的防风设计，但是方案是很不科学合理的。

3高层建筑结构设计对策探究

3.1提高建筑物的抗震载荷设计

在高层建筑结构设计中首先根据我国的相关的规定来制定合理的抗震设计目标，同时要对于施工地方进行充分地调研，根据不同的项目需求制定不同的施工方案，从而进行论证选择最佳的方案。另外在进行高层建筑结构设计时，需要将延性的原则考虑在内。另外，在进行建筑物的抗震荷载时要充分利用设防原则，采用多道防线设计的思路可以让建筑在地震中所受到的破坏得到最小。另外在结构设计时尽量使用轻质高强度材料，以保证高层建筑物稳定性的要求，同时可以有效降低建筑物的荷重。另外为了更好地加强建筑物的减震控制，可以通过安装隔振装置系统来实现最终的效果。另外在实际的设计过程中要充分考虑材料和施工的影响，只有这样才能保障建筑的抗震性能达到最优。

3.2有效满足结构设计中各类性能需求

高层建筑结构设计的指标往往有很多，设计师在设计过程中要综合考虑各个方面的影响因素，尽可能满足各个方面的要求。这样做到各个设计指标满足相应项目的设计要求，才能够保障高层建筑项目的最终质量。设计结构对于高层建筑保持长期稳定发挥着至关重要的作用，否则高层建筑在长期使用过程中会存在着很多质量问题，造成一定的安全隐患。因此在进行高层结构设计时，需要注意以下的问题。（1）结构延性升级，高层建筑在长期使用过程中容易变形，在受到强力外力作用时会出现坍塌。因此在设计时尽量保障建筑结构的可扩展性和灵活性。（2）注意高层建筑的结构稳定性，稳定性是高层设计过程中最重要的指标之一，通过一定的辅助技术来加强高层建筑的稳定性，常用的方法有设置短肢剪力墙等措施。（3）结构延性设计。同多层建筑相比，高层建筑的高宽比更大，刚度更小，在地震作用下侧向变形更显著，周期比、位移比、剪重比、刚重比均应符合相关规范要求，确保建筑物具有足够合理的刚度。刚度大则地震作用大，为了更好地消耗地震力需要采取合理的抗震构造措施，使结构进入塑性变形阶段仍具有一定的变形能力，而不至倒塌。即确保结构优化设计时具有足够的延性。（4）水平荷载设计。随着高度的增加，除轴力基本与高度程正比外，弯矩、位移都呈指数增加，水平荷载与竖向荷载相比成为结构设计的主导因素。因此尽量采用轻质高强材料减小水平及竖向荷载，合理选用及布置抗侧力构件抵抗水平力作用，才能优化结构设计，既降低工程成本又确保安全。

3.3高层建筑结构体系的选择

高层建筑结构体系种类较为繁多，进行结构体系选择时肯定要对比经济性、安全性。既能够提高承载力，造价还增加不多，结构体系的优化就显得尤为重要了。例如增加建筑物的宽度，增加宽度可以直接增大抗倾覆力臂，提高结构刚度，进而减少变形问题的产生。在其他条件不变的情况下，侧移将会按照宽度增加的三次方逐渐减小。结构设计过程中，应细化到每个构件的承载力同时注确保构件之间的连接方式最合理，充分利用材料性能，提升整个结构体系的承载力。例如采用现浇楼屋盖来增加结构体系的整体性，使各种抗侧力构件共同工作成为一个整体。

4结束语

综上所述，高层建筑在设计过程中需要考虑多方面的影响，同时也要把材料因素和施工的因素考虑在内，只有这样才能更好促进我国高层建筑的发展。

参考文献：

[1]苏旭.高层建筑结构设计的问题及对策探讨[J].住宅与房地产，2018，No.497（12）：77.

[2]范益忠.高层建筑结构设计的问题及对策探讨[J].江西建材，2017（10）：39-40.

[3]邵刚.高层建筑结构设计存在的问题分析及对策探讨[J].现代装饰（理论），2017（1）.

[4]郝鑫佳.高层建筑结构设计存在的问题及对策[J].工程建设与设计，2018，No.384（10）：11-12.

[5]游小兵.高层建筑结构标准化设计的问题及对策探讨[J].中国标准化，2017（12x）.