高层住宅建筑结构设计的问题及解决办法

高层住宅建筑结构设计的问题及解决办法

房先强

江苏政泰建筑设计集团有限公司  江苏 宿迁 223800

摘要：当前，社会经济发展迅速，政府也大力支持土地资源的有效利用，因此建筑业也迎来了发展高峰期。高层建筑不仅能够充分合理利用底层空间，优秀的设计师还能够突出当地的文化特色，有利于环境的美化和当地建筑的发展，还协助人们完成日常工作任务并促进社会和经济发展。但也发现了很多问题，不少高层建筑的隐患日益显现，如建筑不稳定、风阻系数低、抗震指标不达标、设计人员专业问题等。建筑结构的设计直接紧密关联到高层建筑的质量。在高层建筑的结构设计过程中，为了使建筑结构的设计符合要求，保证高层建筑的安全，对设计人员提出了更高的要求，以避免出现很多建筑结构问题。

关键词：高层建筑；结构设计；问题；解决方案

引言

随着高层建筑数量的不断提高，结构的设计变得越来越复杂，其结构所受的受力比一般结构更为复杂，需要考虑的因素也更多。鉴于设计上的疏忽，高层结构的设计大多数情况会带来一些隐患，从而影响结构的功能、稳定性和安全性。本文重点分析高层建筑结构设计中遇到的问题及相应对策。

1高层建筑结构设计特点

高层建筑的结构设计比较特殊，与低层、多层建筑有很大不同，这是鉴于高层建筑结构的特性（曲率剪切型）造成的。在高层建筑的设计过程中，高层建筑结构要重视概念设计（重点关注高层建筑的概念设计，保证结构的完整性，这是对历次大地震、风灾经验的重要总结国内外）。高层建筑结构的选择以及立面布置和厂房布置的规律性不可忽视结构措施的加固，优选选择抗风、抗震性能好、性价比高的结构设计体系合理的。在高层建筑结构的抗震设计中，不仅要保证整个建筑结构的整体抗震设计性能，而且整体结构一定要具备所需的竖向和水平承载能力、延性和刚度。高层建筑结构的抗震性能和抗风性能应是概念设计和结构完整性设计的重要，如果结构整体性薄弱且严重不均匀，依据目前高层建筑结构设计和计算能力的水平，将难以保证高层建筑结构的抗震性能和抗风性能，建设成本将大幅提高。

2高层建筑结构设计存在的问题

2.1高层建筑结构中抗风设计不足

鉴于近年来社会经济仍在发展，建筑多为中小型建筑，高层建筑相对较少，因此问题并不集中、数量较多。近年来，社会经济进入高速发展道路，世界经济快速发展，社会环境发生了实质性变化，建设项目也从中小型建筑向高层建筑转变。因此，建筑工程中原本不重视抗风设计的问题日益突出。部分原因是受古代环境的影响，设计者没有考虑到场地环境的变化和社会的实际需求，继续保持原有的设计理念，不再注重抗风设计，建筑结构的变化，从而致使建筑抗风系数的两极分化。另一部分设计师专业背景较差，实践经验较少，从而致使不同企业的建筑设计师专业水平参差不齐。经验丰富的设计师会结合当地实际环境设计出最合理的风阻系数，以抵御外部危害。高层建筑的抗风性能不仅能够提高对墙体、室内物品等的保护，还能够提高建筑物的稳定性，减少颤动，在原有的基础上更进一步提高生命安全系数，降低生命风险。

2.2高层建筑抗震能力低

如今，自然灾害也时有发生，虽然发生的概率很小，但高层建筑的设计者在设计建筑结构时也需要考虑各种客观因素。在建设工程过程中，工人一定要把安全放在第一位，不能忽视安全，才能完成工作任务。在相关建筑安全原则中，不同的建筑高度明确表明了相应高层建筑的抗震指标。如果施工完成后检测结果不达标，不仅浪费社会公共资源，而且浪费大量人力物力，设计人员也需要承担主要责任。因此，必须避免这样的背景前提，设计者一定要在建筑图纸开始时准确计算抗震要求。

2.3高层建筑消防设计不完善

在高层建筑中，无论是地下还是各层，消防工程一定要齐全、足以防止特殊情况的发生。当前，为了充分利用社会公共资源，地下车库已成为节约土地资源的一种方式，这也要求高层建筑进行更加完善的消防设计。如果高层建筑的消防设计不合理，当地下车库发生火灾，人群无法及时扑灭时，会因车辆内大量燃油而发生爆炸，直接影响消防安全，直接将人置于危险之中。如果建筑物楼层发生火灾，合理的消防设计能够帮助楼层人员尽可能长时间逃生，也能够延长救援时间，保证人员安全。因此，设计师在设计高层建筑结构时，消防设计也是重中之重，不可忽视。

3解决策略

3.1 加强抗风设计

采用准确的抗风计算方法和风荷载评估，确保结构在强风作用下的稳定性。在设计中考虑抗风最坏情况，采取适当的结构措施来增加抗风能力，如适当增加结构刚度、采用风向性材料等。

3.2 提高抗震性能

合理设置高层建筑的抗震设计参数，确保结构在地震力作用下具备足够的刚度和强度。采用抗震构造和能耗减震技术，如设置剪力墙、加装防撞墙、采用减震器等。

3.3 完善消防设计

合理布置消防设施，包括消防水源、灭火器材、灭火系统等，确保其能够在火灾发生时及时有效地发挥作用，合理设置消防通道和疏散楼梯，确保人员疏散的顺畅和安全。

3.4 强化结构监测与维护

定期进行结构状态的监测与评估，及时发现和处理结构的问题和缺陷。加强建筑结构的维护与修缮，确保结构的安全可靠性，通过加强抗风设计、提高抗震性能、完善消防设计和强化结构监测与维护等解决策略，可以改善高层建筑结构设计存在的问题，提高其安全性和可靠性。

3.5 避免出现轴向变形问题

在高层建筑结构设计中，轴向变形问题可能会影响建筑物的整体稳定性和安全性。为避免出现轴向变形问题，可以采取以下措施：第一，合理设计结构的轴向负荷承载系统，确保结构各部位受力均衡，避免局部承载过大导致变形集中。第二，采用适当的构造形式和材料，例如采用混凝土结构时，应注意梁柱节点的设计以避免轴向变形。第三，加强结构的整体设计，考虑结构的整体性能和稳定性，避免设计中存在可能引发轴向变形的隐患。第四考虑结构的施工和运行过程中的影响，合理设计结构预留变形和收缩的空间，避免变形造成的不利影响。

3.6 耐久性的优化设计

高层建筑的耐久性是其建筑质量和使用寿命的重要保障。为实现耐久性的优化设计，建议采取以下策略：第一，选用高质量的结构材料，确保结构部件具有良好的耐久性，并符合设计要求和标准。第二，设计阶段考虑结构的防护措施，包括防水、防腐、防火等，以延长结构的使用寿命。第三，合理设计结构的维护保养方案，定期检查和维护建筑结构，及时处理潜在的耐久性问题。第四，考虑结构受外界环境因素影响的情况，采取有效的防护措施，如设置外墙保护层、采用防腐蚀处理等，通过避免轴向变形问题和进行耐久性的优化设计，可以进一步完善高层建筑结构的稳定性、安全性和使用寿命，提升建筑物整体质量。

结语

随着城市化进程的加快，人们对技术人才的需求也与日俱增，鉴于很多建筑都是高层建筑，技术人员一定要认真对待，严格依据规定，采取使用科学实用的结构方法，确保高层建筑的安全。在某些参数和材料的选择上，也一定要采取认真负责的态度，不断总结，不断提高核心竞争力，在竞争激烈的市场经济环境中为城市的发展做出更大的贡献。本文主要从工程项目前期勘察管理、节点处理、定量计算等多个方面进行分析研究，并提出具备建设性和应用价值的解决方案。在行业快速发展的背景下，未来将提出更加全面、科学的管理体系，推动住宅工程结构设计工作规范化发展。高层住宅建筑结构设计是一个复杂而关键的领域，在保证居民安全和建筑质量的同时，需要解决一系列问题。总之，在高层住宅建筑的设计过程中，一定要重视房屋内部结构的优化，掌握内部结构优化的要点，研究和学习内部结构优化技术，才能进一步提升房屋的内部结构优化水平，拥有自己的内部结构施工技术，保证高层建筑内部结构的施工水平和质量，促进高层住宅内部结构设计的良好发展，方便后续工程的建设，应不断关注建筑领域的新技术和创新，持续改进和提升建筑结构设计的质量，为人们提供更安全、可持续的居住环境。

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