关键词：高层建筑结构；建筑设计；问题；对策
引言
现代化建筑的建设，除了对施工质量有着很高的要求外，对建筑使用的安全性和效益也提出了新要求。若想保证建筑的使用性能达标，做好结构设计研究和把控，对设计建设高稳定性和安全性水平的建筑，推动建筑持续化发展，有着重要的意义。
1建筑结构设计理念概述
随着城市化进程的不断推进，人们的生活水平也有了显著提升。在建筑选择方面，人们对于建筑的功能要求不断提升，对建筑结构设计也不再仅仅局限于建筑的安全性，而是更加偏向于美观度、实用性于一身的综合性建筑。因此，在进行建筑结构设计时，设计师也开始对这些因素进行综合考量，在设计建筑结构时不但要考虑到建筑的安全性问题，还需要对住户的实际需求、房屋建筑的功能作用、美观度及适用性进行综合考虑，在设计过程中要综合建筑周围环境，融入一些文化元素和当地的特色，使之更加个性化；另外，在设计时，对于成本的把控也十分重要。这就需要开发商或施工单位与设计部门及时做好沟通，充分利用设计方案来进行建筑结构的优化工作，确保建筑施工的整体安全性和实用性，并在设计方面优化预算支出，以保证委托方的利益实现最大化。
2高层建筑结构设计存在问题
2.1消防结构设计问题
高层建筑装修中使用的可燃性材料相对较多，这为火灾事故的发生创造了条件。受到高层建筑自身结构特征的限制，消防结构在设计中存在一定的复杂性，消防系统的运行存在诸多阻碍；高层建筑中随着层高的增加，受到的风力也就越大，空气流通速度较快，一旦发生火灾，上层建筑的火势会快速蔓延，威胁人们的生命财产安全；对于高层建筑来说，在火灾发生时，电梯等设施无法正常使用，且建筑内部人员数量众多，这为人员疏散带来了困难，再加上很多消防设施的高度无法满足高层建筑需求，救援工作的开展受到阻碍，导致伤亡和损失的增大。
2.2高层建筑框架结构设计不合理
高层建筑领域在设计过程中还容易发生的问题就是高层建筑结构框架设计不合理。许多设计师在设计高层建筑结构的过程中，经常会忽视纵向结构对高层建筑质量所产生的影响，最终导致设计出来的结构图纸缺乏合理性，质量无法得到保证；另外，在设计结构的过程中，不单单要求对纵向结构进行考虑，还需要对建筑的垂直框架结构进行精密设计，要有效提升整个高层建筑的结构质量安全与稳定性。在设计过程中，纵向结构设计与垂直结构设计需要进行一定的权衡，对相关因素进行综合考虑，才能保证施工进程安全可靠，且效率能够满足施工要求。
2.3抗震结构设计问题
我国处在板块碰撞区域内，地震是最常出现的灾害现象，其对于建筑的破坏较为严重。所以在高层建筑结构设计中，应对其抗震性能和等级进行细致研究，保证设计的规范性。不过目前高层建筑结构的抗震设计中，由于设计人员重力度不够，对区域以往数据研究的不充分，使得抗震等级无法满足建筑结构的具体需求，地震发生时，建筑出现不同程度的损毁，严重时还会出现坍塌。
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3高层建筑结构设计优化对策
3.1合理利用设计图纸及计算简图
进行高层建筑结构设计过程中，充分合理的利用设计图纸和计算简图，能够有效提高建筑设计质量及效果，降低设计过程出错率，减少由于设计不当导致问题发生的风险。在高层建筑设计过程中，将会涉及到众多原器件，而相关元器件的选择是依照一定的计算所得出的结果而筛选出来的，对建筑整体效果和质量都起到了决定性作用。在设计过程中，如果在选择这些数据时出现些许偏差，都将对建筑施工过程产生重大影响。因此，在设计高层建筑结构时要尽量选取科学合理的、利用合理方法或者从正规渠道获取的数据，尽量保证设计图纸与实际施工情况相符；另外，由于在设计时要面临建筑的复杂结构问题，在设计过程中很难保证设计简图的合理有效性，且设计结果容易受到众多因素的干扰，因而在设计时要综合考虑各方面影响因素，预先利用相关软件进行大量的计算和仿真模拟，以保证按照图纸所进行的施工能够顺利进行。
3.2把控好抗震设计
高层建筑结构的抗震设计，需全面把控，做好设计要点的把控。具体实践中采取以下措施：（1）合理设计抗震结构。建筑结构设计是否合理，将会给建筑抗震性能造成直接影响。目前来说，高层建筑建设选用的结构形式，主要包括框筒体系、筒中筒与框架体系、支撑体系。近年来，钢结构被广泛应用，增强了建筑抗震能力。开展抗震设计，要积极采用软性模式，通过消减地震条件下的作用力，保障建筑的安全性。（2）优选建筑材料。材料的质量水平，影响着建筑的抗震性能。基于抗震设计层面选择建筑材料，要做好整体分析，有效把控建筑物延性，实现材料的优选，保证建筑物整体性能。（3）合理设计抗震防线。若想增强建筑整体的抗震能力，采取增加抵御路线的方法，增强抵抗力。发生地震时，综合发挥各类防线的积极作用，形成强有力的保护，避免建筑出现大规模倒塌破坏的情况。在进行抗震设计时，选择设置多肢节和框架式结构等，来增强抗震性。一般来说，设计的框架结构，拥有多层次防线，剪力墙作为重要构成部件，发挥着重要的抗震作用。若想实现抗震功能，要控制好数量设置。当剪力墙被破坏后，每个楼层的框架的地震剪力，其超过了结构底部的剪力，进而实现了保护的目的。
3.3做好超限设计的把控
从建筑结构设计角度来说，现行的各类规范，提出了计算要求以及构造措施，难以有效保证超限结构在地震条件下的安全性以及可靠性，在进行建筑结构设计时，需严格控制。采取以下措施：（1）做好结构全面计算。使用有限元程序，开展模拟分析和计算。做好地震作用下的建筑结构分析，除了运用振型分解反应谱方法外，还可以进行弹性时程分析，结合使用力学模型，开展对比分析。一般来说，超限结构具有很强的复杂性，对软件性能的要求较高，可使用SAP2000等进行实际分析，获得高质量的计算结果。不过需要注意的是，软件的先进性越高，精准度就越高，由于软件使用者的熟悉程度不高，加之操作复杂，需要消耗很多的分析时间。除了上述方法外，在进行结构抗震设计时，可以运用静力分析法或者动力弹性分析法，分析结构的性能，依据计算结果，开展配筋设计，保证结构整体的性能。（2）采取相应的措施，增强建筑整体性能，保证建筑的安全性。在进行计算分析之前，要提高设计标准，高于现行的规范标准，同时对结构重要位置进行强化设计。运用软件分析，明确薄弱点，进行优化设计，增强建筑的性能，保证结构设计达到安全性和可靠性目标，推动建筑结构设计工作的高质量落实。
结语
希望通过上文的论述，设计人员能够对高层建筑结构设计中存在的问题及对应的解决措施有一个详细的了解，并随着经济和技术水平的提升，不断对这些问题予以改进，从而优化高层建筑整体性能，推动行业的进一步发展。
参考文献
[1]宋斌.探究高层建筑结构设计的问题及对策[J].建筑工程技术与设计，2017，（5）：362.
[2]张向前.高层建筑结构设计的问题及对策[J].山西建筑，2017，43（20）：48-49.
论文作者:陈宇
论文发表刊物:《城镇建设》2020年3期
论文发表时间:2020/4/3
标签：建筑论文; 结构设计论文; 高层建筑论文; 建筑结构论文; 结构论文; 过程中论文; 性能论文; 《城镇建设》2020年3期论文;