高层建筑结构设计问题及发展

第一篇：高层建筑结构设计问题及对策

摘要：与一般建筑相比，高层建筑在结构设计时，工作内容更大，考量因素更多。本文主要分析了高层建筑结构设计的问题，分别为：超高问题、短肢剪力墙设置问题、嵌固端设置问题以及其他问题；并结合工作经验，提出相应的解决对策。抛砖引玉，以期对今后的工作开展有所帮助。

我国的经济发展，促进城市化进程的不断加快，越来越多的农村人口涌入城市，导致许多大城市出现“人口爆炸”现象。人口密度增大，自然出现了大量的高层建筑。高层建筑有效的节约了土地资源，提升了人民的生活质量。高层建筑的结构设计，是建筑工程开发的重要环节，甚至可以说，建筑结构设计的好与坏，直接决定了建筑的整体质量。当前，高层建筑的结构设计工作存在一些问题。这些问题阻碍了设计工作效率，影响了施工进展，降低了建筑质量。高层建筑结构设计都存在哪些问题？

1高层建筑结构设计中存在的问题

1.1超高问题

之所以建筑结构设计超高，是因为相同条件之下，越高的建筑，从中获取的经济利润越大。因此，许多人无视相关法律规定要求，一味增加建筑高度。事实上，建筑越高，对基础土质的挑战越大，稳定性也会相应降低。在面对恶劣的自然天气（如狂风、大雪）时，容易发生形变危险。此外，建筑超高，一旦发生火灾或者地震时，在营救方面会增大困难，建筑的自身强度也难以抵抗，甚至会出现倒塌的情况。

1.2短肢剪力墙设置问题

短肢剪力墙的设置十分重要，设置好短肢剪力墙，能有效加强建筑的稳定性。反之，则不利于建筑安全性的提高。当前短肢剪力墙的设置存在问题。例如，盲目增设短肢剪力墙。设计时，增设了多余的、不合理的短肢剪力墙，不仅不能起到帮助作用，反而对降低建筑的稳定性。又如，短肢剪力墙设置时，墙体的厚度不均匀；墙体的表面凹凸不平，不具有光滑性。这些因素都会降低建筑的抗震能力，损害建筑的使用寿命。

1.3嵌固端设置问题

当前的高层建筑结构设计中，对嵌固端的设置存在问题。首先，设置选择出现偏差。许多高层建筑中，要不将嵌固端设置在人防顶板处，要不就是地下室。这种设置偏差，一方面是不科学，存在安全隐患；另一方面是丧失了嵌固端设置意义，使嵌固端的效用大打折扣。其次，上下层比例不合理。嵌固端的上、下层刚度比例，应当严格按照要求，计算精准。但是，许多嵌固端在设计时，误差出入过大。

1.4其他设计问题

高层建筑结构设计，涉及的层面宽广，需要关注、考量、综合的因素太多。虽然设计工作复杂且困难，但为了确保建筑质量，保障人们的生命财产安全。除了以上常见的结构设计问题之外，还需要重视一些其他问题。如，建筑的延展性。当建筑在使用较长时间之后，建筑的延展性是否能确保建筑形状，不发生变形。此外，当发生火灾时，建筑的消防系统设计，是否科学合理，尽可能的降低伤害。当发生地震时，构件设计位置计算是否精准等等。

2高层建筑结构设计的对策探讨

2.1优化结构设计方案

建筑结构设计方案，是整个工程项目的源头，对建筑的质量好坏起到关键性的作用。要切实提高建筑质量，则必须优化建筑结构设计方案。也只有完善的设计方案，才能保障后续工作的顺利开展，确保整个工程的工期、质量、效率。如何优化结构设计方案？首先，高屋建瓴、统筹兼顾。高层建筑的结构设计较为复杂，需要综合考量各方面的因素。包括：建筑的科学性、实用性、经济性、标准性等等。其中，需要关注建筑的标准性问题。

2.2提高设计质量

提高设计质量，才能进一步提高建筑的安全性，杜绝重大灾害的发生。如何提高设计质量？首先，短肢剪力墙设置。在设置短肢剪力墙时，一方面要保证墙体的均匀性、光滑性。均匀性是指墙体的薄厚要保持大致相当，一般在20厘米至30厘米之间，以此提高建筑的整体稳定性；光滑性是指墙面的光滑度要得到严格控制，凹凸不平的墙面，会降低建筑的稳定性能。另一方面，要特别重视短肢剪力墙与长墙的互相连接，两者之间的互相“牵制”，能有效的提高建筑的安全性。其次，消防抗震功能。高层建筑的人均密度较大，而可通自由出入的渠道（或者空间）较少。一旦发生自然灾害（如火灾、地震等），密集的人群、狭窄的通道、极高的楼层这些不利条件，无疑会扩大伤害人们的生命财产。因此，要重视提高设计质量，完善高层建筑的消防、抗震功能。具体为：计算好建筑面积，分析建筑地形，合理安排防火间距，运用“分隔式”设计理念，适当增加出口通道；至于抗震设计，则需要强化建筑强度，简化面积，分割高度差别，规划并落实结构构件位置。

2.3注重计算简图使用

工欲善其事，必先利其器。高层建筑结构设计时，必然在很多方面要做到量化、精准（如构件尺寸、配筋率等）。因此，设计工作需要应用到计算简图。高层建筑结构设计，在实际工作中相当复杂，增大了选择计算简图的困难。如何做好计算简图工作？随着科学技术的发展，多种先进的技术或手段在建筑行业得到应用。实际工作中，我们可以使用计算机技术（如CAD制图软件、仿真模拟软件等），对建筑结构进行优化，调整各方面参数，以期达到设计的最佳。确保建筑的结构设计具备安全、科学、高效、先进的特征。此外，人才是最宝贵的资源，是工作质量的重要支撑。建筑结构设计工作，一方面是专业性较强，工作难度大；另一方面是由于工作的复杂性，需要工作人员具备头脑清晰、思维缜密、做事严谨的职业素质。提升工作人员的工作能力，一言以蔽之，即是加强学习。但需要指出，除了加强专业能力（如设计理念、技术标准、计算机技术等）的培训外，还需要涉猎相关的法律法规知识。如此，才能确保建筑设计的安全性、高效性。

2.4其他性能需求

高层建筑涉及的人员较广，投资巨大。因此在建筑设计时，就需要建筑达到能安全、稳定、长久使用的良好状态。不言而喻，高层建筑要顺利完成这一“使命”，在建筑设计时，就需要尽可能的满足于各方面的性能需求。建筑的性能需求多种多样，现根据目前最普遍的状况出发，依次分析建筑的建构延展性、结构水平力、结构稳定性三个方面。首先，结构延展性。建筑在长时间使用之后，会发生一定程度的形变。越往后，形变越严重。如果是发生地震灾害，甚至可能出现倒塌现象。因此，建筑结构中的“柔和度”设计，就显得十分重要。“柔和度”设计合理，建筑的延展性能就越强，就越能抵抗建筑形变。其次，结构水平力。建筑的结构水平力，对建筑的影响存在多面性。结构水平力的设计好坏，能直接反应出建筑整体质量。因此，需要优化对结构水平力的设计。最后，结构稳定性。高层建筑的稳定性，对建筑的重要意义自不待言。建筑结构设计时，要设置好嵌固端及剪力墙，采取积极地措施，达到完善的目的。建筑结构稳定性增强了，安全性才能得以保障，使用才能持久。

设计工作的复杂性以及工作人员的主观意识，或多或少的会对建筑结构设计质量造成影响。主观及客观因素的影响，对建筑设计的隐患问题不可忽视。因此，需要采取积极地措施，优化设计方案，设计出具备抗风功能、抗震功能、消防功能的高层建筑，更好地保障人们生命财产安全，促进人们生活水平的上升。

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