高层建筑结构设计中存在的问题及处理对策

【摘要】高层建筑的结构设计是结构设计人员在满足国家对建筑工程设计标准的前提之下，对高层建筑的结构进行加强设计，确保结构的稳定，提高抗震能力。然而，高层建筑结构设计在实际生活中，设计人员的设计方法和建筑物的实际情况存在较大差距，这种情况的出现严重影响了高层建筑结构设计的安全性能和实用性能。针对实际设计中情况，本文对高层建筑结构设计中存在的问题进行浅析，并提出相应的解处理对策。

【关键词】高层建筑结构设计；存在的问题；处理对策

随着现代社会经济的发展，土地资源越来越缺乏，在建筑设计中为了节省土地面积都采用高层建筑结构设计，这样既能减少土地资源的浪费，也能有效地集合人口数量。但是在实际设计中却存在很多问题，给居民的居住造成很大的安全隐患。正因如此，在高层建筑设计时，不仅要注意外形的美观，更要考虑其承载负荷的能力以及内部空间的组织结构。如何对高层建筑结构进行科学而安全的设计，已成为建筑行业结构设计人员需要解决的首要问题。

1、高层建筑出现及发展概况

随着城市经济的快速发展，高层建筑也随之成长起来，特别是钢铁、机械、电气以及电梯工业技术迅猛的发展，更进一步加快了高层建筑的进程。促进高层建筑发展的最大因素有：一、科学技术的可操作性；二、经济实力的可行性；三、土地资源紧缺，城市人口剧增的必然性。由于这些因素的影响，加快了城市化进程的步伐，使现代高层建筑得到蓬勃的发展，对现代化城市的形态及结构布局产生了巨大的影响。

2、高层建筑设计遵循的原则

（1）设计应全面考虑，严格执行国家技术设计的相关规定；（2）综合统筹结构选型、结构计算和结构构造，使高层建筑结构经济、合理；（3）依据建筑物的用途和国家规定，核定结构的安全等级及抗震等级；（4）根据建筑物所处位置的地理环境和气候情况，决定建筑的型体结构；（5）重视高层建筑结构的延性和抗震性的考虑，满足建筑抗震三水准设防目标和两阶段设计方法。

3、高层建筑结构设计中存在问题及其成因

3.1地基与基础设计出现偏差A

高层建筑的地基与基础设计跟地震作用、整体建筑物质量、以及建筑物的动力特性相关，而地基、基础造价占建筑物的总造价的比重很大。由于我国幅员广阔，地理位置不同，各个地方的地质条件相差很远，因此设计人员应根据各地的实际情况，有针对性地进行设计，设计出符合当地的地基基础，符合当地出台的地方性《地基基础设计规范》。

3.2设计深度不合要求

由于设计人员对高层建筑设计未能引起高度重视，盲目地套用其他建筑的设计结果；也有的是设计过程中对设计规范和设计方法理解不周；更有一些是设计者对力学知识理解不透切，计算模式不正确，计算结果判断有误。更由于一些设计人员贪图便利，制作图纸时偷工減料，设计不够精细，施工图纸中应有的系统图缺漏，设计的施工图表述不完整，该详细说明的未能具体陈述，未能较好地反映工程的全貌，未能在总说明中把一些重要的设计依据、设计参数、工程类别、安全等级、耐火等级等说明白。

3.3 高层建筑各部分组合设计不合理

高层建筑结构设计中经常出现组合设计不合理，出现这种情况的原因是设计人员对建筑物各部分的结构关联性未加以重视而造成的。例如在高层建筑结构部分设计中建筑构件最大配筋率及其最小配筋率的限度问题，以及抗地震倒塌能力的延性问题，以及屋面温度应力设置问题等，这些问题因素的集合就导致高层建筑设计稳定性和安全性问题。

4、存在问题的处理对策

4.1结构设计不合理的处理

结构设计不合理的，要求设计人员对高层建筑结构的设计有一个整体的认识，进行全面的考虑，并根据整体性的设计要素进行局部结构设计，这样既能保证建筑结构整体性不受破坏，还能为局部的结构设计提供一个可靠的依据。再接着进行建筑构件和屋面温度应力的设计，就可以最大限度的限制因构件标准不合格造成建筑结构稳定性下降以及温度应力设计值过大或是过小造成的墙体开裂现象。

4.2 重视高层建筑结构受力与地基的关系

地基的不均匀沉降会引起建筑物构件开裂或破坏，为了避免这种危害，可以从建筑措施、结构措施、地基和基础措施多方面加以控制。尽可能避免复杂的平面形状和多阴角的平面布置，加强上部结构与基础的刚度。

对于一个建筑物来讲，最初的方案设计，建筑设计师考虑更多的是其空间组成特点，而并非详细地确定建筑物的具体结构。高层建筑结构的重力总是向下作用于地面的。因此高层建筑设计的一个基本要求就是要弄清楚设计师所选择的结构体系中，向下的作用力和地基的承载力之间的相应关系。因此，在高层建筑设计的方案选择阶段，就需要对主要的承重墙和承重柱的布局和数量进行总体上的设想。

4.3提高高层建筑结构抗震性能

高层建筑设计除了要考虑正常使用时的竖向荷载、风荷载外，还必须使结构具有良好的抗震性能，达到小震不坏、中震可修、大震不倒。在高层建筑设计规范中，对建筑结构的高度有着严格的要求和限制。但是在实际的建筑工程设计中，往往会出现过由于结构类型的变更而忽略该问题的情况，从而导致施工图在审查时未能通过。这时就必须重新进行设计或者需要开专家会议来对设计方案进行论证。

5、结语

综上所述， 随着现代社会的发展，土地资源的缺乏越来越严重，在建筑设计中为了节省用地面积都采用高层建筑结构设计，这样既能减少土地资源的浪费，实现人口数量的有效集合，还能减少建筑施工的材料浪费，达到节约资源促进生态环境和谐发展的战略目标。高层建筑的结构设计是结构设计人员在满足国家对建筑工程设计标准的前提之下，对高层建筑进行结构的加强设计。在高层结构设计中应注意提高高层结构设计的准确性、安全性和经济合理性。

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作者简介：叶枫（1987—），男，福建福州人，助理工程师，主要从事工业与民用建筑的结构设计工作。