高层建筑结构设计存在的问题及优化措施分析

高层建筑结构设计存在的问题及优化措施分析

赵静

伊犁鼎轩建筑设计院有限公司 新疆伊犁州 835000

摘要：相对其他建筑，高层建筑结构更为复杂，因此，设计人员在设计过程中，应更加全面地考虑各方面的影响因素。同时，设计人员需要充分了解高层建筑结构设计特征，遵循高层建筑结构设计原则，善于发现并采取有效措施解决问题，防止出现质量或安全问题。高层建筑的安全性是重中之重，所以，设计人员不仅需要提高本身的专业能力，还应不断积累经验，进行创新突破，推进我国建筑行业的长期、稳定发展。

关键词：建筑结构设计；存在问题；优化措施

1导言

尽管我国高层建筑结构设计起步相对较晚，但近年来，我国各大城市高层建筑数量倍增，甚至出现了很多超高层建筑。在高层建筑中，结构设计至关重要，对高层建筑的使用质量与使用寿命有决定性影响。由于业主对建筑的设计与功能的要求不断提高，无形中对高层建筑结构的设计人员也提出了更高的要求。唯有妥善解决高层建筑结构设计中存在的常见问题，才可以提高高层建筑的建设质量，并为高层建筑结构的合理设计与使用安全提供保障。

2高层建筑结构设计中的常见问题

2.1扭转问题

建筑“三心”主要指建筑结构的几何形心、结构重心及刚度中心，“三心合一”时，建筑结构的稳定性最强。然而由于受到地基形状与建筑功能要求等因素的影响，在许多情况下，建筑体型是不规则的，设计中也难以实现“三心合一”，致使建筑结构出现扭转问题，进而影响建筑结构的稳定性。

2.2抗风问题

因为高层建筑的楼层较多并且高度较高，所以，相对其他建筑，高层建筑更容易改变风的流动性与空气的动力效应。由于建筑的刚架结构以及玻璃幕墙等柔性结构的刚度较小，在风荷载较大的情况下，很容易破坏建筑物的墙体、装饰结构及支撑结构，降低建筑物的稳定性。因此，进行高层建筑结构设计时，需要对结构进行抗风设计，防止建筑物受自然因素的影响而存在隐患。

2.3抗震问题

高层建筑抗震结构设计一直以来都是建筑结构设计中的一个难点。因为地震属于自然因素，而每个地区的抗震设防烈度不同，计算得出的数据也并不是所有地区都适用，并且计算地震结构设计数据时，存在许多不确定性因素，加之一些设计人员的灵活性不足，不能很好地完善抗震结构设计。

2.4消防问题

针对高层建筑结构消防设计，在我国相关规范中有明确规定。由于高层建筑楼层比较多，发生火灾时，高层建筑难以疏散住户，对控制火势不利，并且排烟系统设计难度大等，都是高层建筑防火结构设计急需攻克的问题。

3解决建筑结构设计中常见问题的有效对策

3.1重视每一项设计环节

在建筑工程结构设计过程中，需要做好建筑地基设计的基础上，还要重视建筑结构设计、建筑框架设计等内容，合理运用行之有效的设计方法，强化建筑结构设计的整体效果。为此，工程建筑结构设计工作者通过对实际施工现场进行考察，对附近区域展开深入勘察的同时，还要求建筑企业有关部门积极配合建筑结构设计工作者的工作，提供相应的数据信息，设计工作者通过对有关数据展开深入分析，立足于建筑市场的基本要求、发展态势等方面，制定完善的建筑结构设计方案，保障建筑工程满足相关的质量要求，促进建筑工程建设有序展开。另外，施工管理者也要建立完善的施工监管机制，规范施工建设者的行为与技术，保障施工建设者根据具体的建筑结构设计展开作业施工。在进行建筑框架结构设计中，需要重视对横向建筑与纵向建筑，避免因只看重一种设计，忽视另一种设计，无法展现相互配合的运用价值。在工程布置结构设计期间，应遵循建筑准则要求，进行建筑结构合理规划，提高建筑结构设计的有效性。

3.2地基设计的优化

为了进一步优化建筑工程的地基设计环节，需要提高建筑工程地基设计的安全性，在地基设计工作者进行工作过程中，要将地质工作者实际考察所得出的勘察报告数据作为重要参考依据，结合此依据的基础上，选取适当的地基形状，同时还要将地耐力因素纳入至地基设计当中，为项目工程施工建设奠定良好开端。建筑工程的施工建设者也要合理利用换土垫层方法，对软弱地基问题加以处理，避免或降低安全事故的发生概率。

3.3优化承重柱截面设计

为了保障建筑工程中的关键部位设计具有合理性，强化总体建筑工程质量安全效果，为此，建筑工程工作者需要对关键部位的设计基于高度重视，使其满足建筑工程对重要位置的相关要求。在进行承重柱截面设计过程中，需要设计工作者对该建筑实际状况展开系统调查，从而进行承重柱截面初步设计，做好相应的安全防范对策，才能有效应对相关问题的发生，使后续设计工作有序进行。

3.4重视配筋量的计算

需要结合建筑工程实际情况，对配筋量展开合理计算，通过运用附加箍筋法，在充分考虑实际因素的基础上，对附近箍筋添加至截面高度范围内的位置，增添附加箍筋过程中，还要对集中于梁下部位。另外，增添建筑结构中主梁截面和次梁界面间的差距，使次梁承受荷载量进一步提升，为了保障建筑结构具有平稳性，还要适当增添附近箍筋，使其发挥抗震作用。

3.5楼面的刚性设计

楼面刚性设计作为建筑结构的受力与承载力，在符合刚性设计要求的基础上，优化软性设计效果，将其引用到楼面设计当中，才能使楼面设计合理性进一步提升。对于高层建筑开洞，需要对建筑结构刚性进行合理规划，避免或降低误差的出现。

3.6重视建筑结构设计人才的培养

在建筑工程建设中，需要合理运用现代化建筑技术手段，如BIM技术等，减轻建筑结构设计工作者的工作量，使建筑结构设计更加精准的同时，促进建筑结构设计的现代化、科技化发展。另外，建筑企业还要重视培养建筑结构设计人才，通过组织建筑结构设计者积极参与相应的教育培训活动，使建筑结构设计工作者的设计水平不断提升，保障建筑结构的设计效果。

3.7加强消防结构设计

高层建筑结构结构复杂，一旦出现火灾，建筑使用者的人身安全与财产安全会受到严重的威胁。为此，必须重视高层建筑的防火设计。首先，应合理设计防火间距。设计人员需要依照相关规定准确测量建筑物间的实际距离，需要注意的是，相邻两建筑之间的最佳防火间距应按建筑外墙间的最小距离进行计算，若外墙包含凸出的易燃构件，应从该构件外缘算起。另外，还必须设计安全疏散通道。通常情况下，需要尽可能多地设计几条便于人们疏散的安全通道。为加速烟雾扩散，安全疏散通道必须设计防烟区。对此，设计人员可以采取分割式设计，以有效控制火势与烟雾的蔓延速度。

4结语

对比低层建筑，高层建筑结构设计更为复杂，并且会受到更多因素的影响。为保证建筑结构设计的稳定性，需要考虑建筑体型比例关系的同时，对地基沉降、温度、风力及地震等因素进行全面的考虑。另外，高层建筑结构设计是否科学，对高层建筑的实际施工有直接影响，并会为后期的养护造成不便。因此，高层建筑结构设计具有较大的难度，如果没有妥善处理设计中存在的一些常见问题，高层建筑结构设计质量将严重降低。

参考文献

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