高層建筑結構設計問題及對策分析

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摘要：隨著社會的發展與科技的不斷進步，在城市建設的過程中，高層建筑出現的頻率越來越高。對于高層建筑結構設計問題的研究有其特殊的重要性。本文以高層建筑結構設計的特點為基點，著重探討高層建筑結構設計的問題與對策。

關鍵詞：高層建筑；問題；對策

隨著加快的城市化進程，高層建筑越來越廣泛的出現在人們的生活中，為了使空間可以加大利用率，我國房屋的結構已經發生了改變。單層發展成多層、高層，傳統的磚混結構也改變為高層的框架，從而可以獲得更大、更靈活、更自由的空間，以此來滿足更多用戶的需求，如若想穩固我國高層建筑事業的發展，必須要立即解決其中現行的問題，制定更為科學合理的設計方案。

1高層建筑結構設計的問題

1.1關于箱、筏基礎底板的問題

在高層建筑結構設計中，箱、筏基礎底板很容易在荷載發生偏心的情況下，出現下沉的嚴重后果。箱、筏基礎底板的挑板應運而生，可仍然存在很大的不確定性。挑板陽角的大小成為關鍵，嚴重影響著整體的穩定性。如何確定挑板的位置及挑板陽角的大小，我們必須仔細認真的計算。

1.2關于扭曲的問題

建筑結構設計中的建筑三心為結構中心、剛度中心、幾何中心。結構設計過程中的重要步驟是建筑三心的三心合一，但是，三心存在不規范的嚴重扭曲現象，在高層建設結構設計過程中，三心的真正合一一直無法完美實現，在水平壓力的無形影響下，高層建筑會產生扭曲震動的不安情況，給高層建筑帶來非常大的安全隱患。

1.3關于受力性能問題

對于高層建筑物，建筑設計師必須仔細考慮空間組成特征，認真分析高層建筑的具體結構特征，在關于高層建筑結構設計方案確定之后。

1.4關于高層建筑嵌固端的設置問題

眾所周知，許多高層建筑都設置有地下室或者人防地下工程，一些工程的嵌固端就設置在地下室頂板處。但是，在地下室頂板、側墻等構件的剛度、配筋條件等不滿足相關設計規范的要求時，嵌固端就不能設置在地下室頂板處。對于此問題一些設計人員往往不能引起足夠的重視，這樣就造成了結構的安全隱患。在設計中應盡量避免此情況的發生。

1.5關于短肢剪力墻設置問題

短肢剪力墻即墻肢的截面的高度和厚度比在5～8的墻，對于增加或哲使用短肢剪力墻，存在著許多限制因素。例如，某些墻肢只有0.2米厚，而且受鋼筋、端柱，暗柱的影響，在墻與梁的連接處，不僅設計的寬度沒有辦法實現，梁的強度有可能不夠。如果在較短的墻肢上設置短肢剪力墻，因為異形柱與墻肢在受力性能方面相似，極有可能造成截面抗扭性能不高。

2高層建筑結構設計問題的解決對策

2.1關于箱筏基礎底板問題的應對措施

（1）對箱、筏基礎底板添加挑板。

挑板的問題，從結構角度來分析，存在很大的好處，一方面挑板可以調勻邊跨的底板鋼筋，另一方面可以大大節約由于邊跨鋼筋原因產生的底板通長筋的加大，出桃板還可以進一步降低其基底的附加應力。天然地基和人工地基的結合，我們可以在天然地基的基礎上增加挑板，從而有效的控制其整體的沉降，如果重新荷載偏心的突發情況，為使有效的調整沉降差和整體傾斜，我們可以在某些很獨特的部位增加挑板。如果有很密集的橫隔墻排列在地下室的窗井，并且橫隔墻又能連通內部的墻體，那么我們就要重新慎重考慮挑板的設置和他的計算問題。如果地下水位的高度高出基礎挑板，那我們可以有效解決一些關于抗浮的問題，如果取消挑板的話，將更加方便柔性的防水。

（2）科學設計箱、筏基礎底板挑板陽角。

面對位于基礎底板的底面積中的陽角面積小的問題時，大多數情況下，我們可以使用直角，而陽角在懸挑的部分，保持不變即可，也可以不使用輻射筋。

2.2扭曲問題只要通過科學的計算，便可三心合一

（1）優化計算工具的選擇。

現代信息技術的廣泛發展及快速應用加速了建筑設計行業的快速發展。在高層建筑結構設計過程中，我們可以充分利用先進的計算機技術設計工程項目，并優化各參數，全面實現工程結構設計的安全化，科學化，先進化和節約化。例如，高層建筑設計人員充分利用仿真模擬軟件CAD制圖技術，不斷提高自身的計算機應用水平，工程項目結構設計的效率和安全性也充分得到提高。

（2）對計算結果進行準確的分析。

伴隨著科學技術的不斷進步，高層建筑設計的計算結果必須精準，計算機技術也應恰當的應用在建筑結構的設計過程中。由于形形色色的計算軟件存在于當前的市場，運用不同的軟件計算得到的結果也很有可能不同，所以，建筑結構設計人員必須全面了解的軟件使用的范圍和條件，選擇合適的軟件。由于建筑結構的實際情況和計算機程序并不一定完全相同，所以在進行計算機輔助設計的時候，會出現人工輸入誤差，或者因為軟件本身存在著缺陷的因素，計算結果也會出現誤差，所以，在結構設計工程師通過計算機軟件測評得到的結果后，應該對其進行仔細校核，從而做出合理的判斷，最后得出準確結果。

（3）精確選擇計算簡圖，解決受力性能問題。

計算簡圖是高層建筑物結構設計過程中最重要的的計算依據。因此，對于計算簡圖的精準性，不言而喻。其直接影響建筑物結構設計的科學性。在解決高層建筑結構設計過程中出現問題的時候，精確地計算就顯得尤為重要。

（4）嵌固端的合理選擇。

對于地下室頂板作為上部結構嵌固部位時，頂板、墻柱等構件應滿足的條件，《高層建筑混凝土結構技術規程》12.2.1條中有詳細說明，設計時應盡量滿足，對于不能滿足此條件的地下室頂板，則不宜作為結構嵌固部位，此時應將嵌固端下移，對于單層地下室，可取至基礎頂面（地下室底板面）。對于多層地下室，也可取至滿足嵌固條件的地下結構板處，此時設計者應注意結構計算高度，風荷載合理取值等問題。

（5）全面提高設計技術，巧妙解決短肢剪力墻問題。

在高層建筑物結構設計過程中，不可避免的回受某些客觀的或主觀因素的影響，進而，出現一些技術問題，結果影響了建筑物的安全性。因此，為了遠離因為建筑物設計的因素而帶來的重大安全事故，在高層建筑設計過程中，有必要的采取一些行之有效的控制措施，從而，杜絕重大災害的發生。例如，就具體關于針對短肢剪力墻設置不合理問題，我們可以根據工程的實際具體情況進行均勻的分布短肢剪力墻，并且嚴格控制墻體的厚度及光滑度，而墻體控制在0.2～0.3m是最合適的，墻體表面的光滑度同樣也要適中，墻體過薄或者過厚，或者墻體凹凸不平，這些因素都會對建筑結構的穩定性造成極大的威脅，與此同時，我們可以將部分剪力墻與較長的墻體整合在一起，這樣就可以提高整個建筑工程的安全性了。平面布置要遵守簡單，減少偏心，對稱，規則的要求。平面的長度不應該太長，同時，應減少扭轉的影響。規則、均勻是短肢剪力墻結構體系的豎向體型的基本要求，避免外挑和內收。下大上小，均勻變化，是結構的側向剛度所應呈現出來的。豎向布置嚴重不規則的結構是我們極力避免的。

3結束語

未來的城市建設發展的主打方向是高層建筑。高層建筑對土地資源的高利用，人們生活水平方面，具有積極的促進作用。高層建筑在結構設計中現存的明顯的問題，已然嚴重影響了建筑物的實用性能，高層建筑的基礎是安全。由于高層建筑中存在的明顯問題，業主和用戶的利益已經受到侵犯，所以，提高高建筑物結構設計水平，采取有效的，科學的管理措施，提高設計人員的職業素養，提升設計人員的工作水平，是保障高層建筑物質量的不可替代途徑。

參考文獻：

[1]王義文,馮興傳.高層建筑結構設計的問題及對策探討[J].城市地理,2014,(12):90.

[2]孫凱.高層建筑結構設計的問題及對策探討[J].價值工程,2011,(25):88-89.

作者：劉夢海單位：珠海泰基建筑設計工程有限公司