中国建筑科学研究院建筑设计院 北京市 100013
摘要：高层建筑的高度愈来愈高，因此对建筑设计的要求也越来越高，但是，当前的高层建筑结构设计中存在较多问题亟待解决，因此，在结构设计的过程中找出相应的解决对策，对促进我国高层建筑设计水平的提高具有重要意义。本文探讨了高层建筑结构设计的问题及对策。
关键词：高层建筑；结构设计；问题；对策
高层建筑的结构设计随着科技的不断发展呈现出越来越复杂多变的状态，随着各种新材料不断研发成功、基础科学不断发展，导致高层建筑结构形势不断发生变化，高层建筑的结构设计随着一次次创新所暴露的问题也随之增多，这需要引起建筑设计工作者的警觉。
1 高层建筑结构设计的重要性
与普通建筑物相比，高层建筑具有自身的功能特点，因此，在对高层建筑物进行设计时，一定要加强结构设计质量控制。但是，据相关调查显示，我国很多高层建筑设计人员缺乏相应的专业知识和设计能力，没有充分把握好高层建筑物的安全性和抗震性。此外，还有一部分设计人员根本不考虑安全因素的影响，一旦遇到更改内容，不会对现场实际情况进行勘察，就直接更改结构设计内容，给高层建筑带来了很大的安全隐患，严重威胁着居民的生命财产安全。由此可见，设计人员在对高层建筑结构进行设计时，一定要遵守科学、规范的原则，充分认识到高层建筑结构设计的重要性，一旦发现设计出现了问题，要及时向上级领导汇报，并采取相应的有效措施进行控制，从而保证高层建筑物的安全系数。同时，在具体的结构设计中，还要对建筑物的平面大小、抗震能力等进行优化，设计人员要进行多次的结构设计，以此来找到最佳的设计方案，最大限度的保证高层建筑的安全性。
2 高层建筑结构设计的问题
2.1设备不合理的问题
设备的正确配备对于整个高层建筑施工是最基础的保障，在有些高层建筑施工中因为设备的配备不合理导致建筑结构布置不合理是经常发生的。在我国国内，常会因为设备装置的放置不合理和设备系统的设计不合理而导致建筑施工甚至后期使用产生很大的不良影响。
2.2楼层平面刚度的计算问题
在国内的一些高层建筑结构设计中，有些设计在整体的结构观念上有欠缺，有些在结构布置上没有考虑周到，在如此情况下，为了省时省力，采用了楼板变形的计算程序。尽管采用楼板变形的计算程序其理论是没有错误甚至是十分准确的，但设计者却遗忘了在确定楼板变形程度很难精确成一个数据。这时如果采用楼板变形的计算程序，因为其变形数据无法准确量化，所以计算结果的准确程度并没有多大参考价值。
2.3竖向框架的问题
在现行的建筑抗震设计规范中，地震的作用力一般按竖向及水平向两个方向分别计算。各个方向的抗力构件用于支撑各个方向的地震力。也就是说，在对整体框架进行结构设计的时候，竖向框架的力和水平向框架的力两者的重要性是相同的。然而在实际高层建筑结构设计中，往往忽略了地震的竖向作用，导致结构抗力构件可能存在设计的缺陷，例如梁的支座负筋，跨中纵筋和箍筋的配筋值可能不足。
3 完善高层建筑结构设计的对策
3.1控制好高度
我国相关部门应当制定明确的规定固定高层建筑物的高度，进而确保高层建筑物的质量。现如今，我国高层建筑设计需要限制在A级高度范围内的，部分建筑还停留在B级限制内，这一规定虽然明确限制了我国建筑物的高度，使得高度安全得到一定保障，但是，其现状离预想仍旧差距较大，因此，建筑设计人员应当在高度允许的范围内设计好其他参数来满足施工要求。
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3.2提高建筑物的抗震载荷设计
高层建筑结构设计中已经明确规定了抗震设计目标，针对地区的不同对建筑物的抗震载荷设计进行合理分类。高层建筑物在进行结构设计时，需要满足延展性的需求。此外，建筑抗震载荷设计遵循设防原则，同时设计多道防线，防止建筑物倒塌。建筑物的结构设计应当优先选择轻质高强的原材料，满足强度和结构变形的要求下，综合考虑经济因素，选择质量较轻的材料。结构设计过程中可考虑通过结构施加控制装置，加强结构减震的控制，通过安装隔振装置形成隔震层，有效地延展结构，减少建筑物主体的地震反映，避免建筑物遭受重大损害。
3.3做好基础选型
建筑物在基础的选型过程中首先应当将基础的总沉降和差异沉降值控制在规范的允许值内，满足天然地基或符合地基承载力及桩基承载力的要求。此外，设计地下结构建筑物防水措施时，应预先对高层基础施工工程中对毗邻房屋或者市政设施的影响，尽可能避免或者减轻这种影响及干扰情况。此外，考虑到项目的综合经济效益，还需要考虑到基础的用料及造价。尤为注意的是，地震高发区地带的建筑物应当避免抗震不利地段，当条件不允许时，可考虑相应的解决措施，避免建筑物的地基失稳。
3.4注重计算简图的使用
高层建筑结构设计所涉及到的构件尺寸大小以及配筋率等问题都会涉及到相关的计算问题，这是高层建筑结构设计的重要依据之所在，其中在进行相关内容的计算过程中必然会涉及到计算简图的选择，因此计算简图或者计算模型的选择务必同实际情况相吻合，但是现实情况中高层建筑结构设计非常复杂，计算简图的合理选择具有相当大的难度，因此计算简图在选择过程中必须对高层建筑结构的各方面影响因素进行综合考虑。同时还涉及到计算软件的选择，计算过程的精确度，全方位立体式的保证计算的准确度。
3.5注重结构设计中的各种性能的满足
高层建筑结构设计的最主要目的就在于满足各方面的使用要求，只有满足相应性能要求才能称作为科学的结构设计，才能保障高层建筑结构在后期的使用过程中达到安全标准，确保建筑结构能够在相对较长的时间内安全使用，相关的性能指标主要涉及到以下几方面：第一、必须对结构的延性设计加以重视，延性这一重要指标主要针对的是高层建筑结构的变形或者倒塌问题，尤其是高层建筑遭遇到地震的情况下这种延性性能显得尤为重要，结构设计中必须将这种柔和度体现出来；第二、高层建筑结构的水平力也是一项非常重要的因素，高层建筑结构在某一平面的水平方向会受到各种荷载的作用，例如风荷载、地震荷载等，或者荷载之间的组合作用，会导致高层建筑在水平方向发生较大的位移，因此在设计的过程中必须对其进行合理的控制；第三、高层建筑结构设计的稳定性也是一项非常重要的性能指标，要想满足结构的整体稳定性需要注意的地方还是蛮多的，例如最为典型的包括短肢剪力墙设置的控制。
3.6充分应用各种设计软件
对于具体的高层建筑结构设计优化工作来说，还应该重点针对相应的技术手段进行优化升级，这种技术手段的优化升级主要就是采用一些比较先进的软件来进行相应的设计，很多高层建筑结构专业设计软件对于提升结构设计水平是极为重要的，能够更好地提升其优化效果，并且还能够有效地避免一些失误的存在，尤其是在一些具体的结构计算方面更是具有极为突出的作用。
综上所述，高层建筑的结构设计是一种综合性的工作，涵盖多种技术，对高层建筑具有重要的意义。高层建筑的结构设计影响整个高层建筑的性能。但是在当前的高层建筑结构设计中仍然存在一些问题，所以在设计阶段，则需要设计人员加强准确性，针对这些问题选择最优的设计方案，采用科学合理的措施来应对。
参考文献：
[1]张林林. 论高层建筑结构设计存在的不足与对策[J]. 建材与装饰. 2016(03) .
[2]侯晶. 高层建筑结构设计存在的问题与对策[J]. 建筑知识. 2016(01) .
论文作者:李金钢
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年3月上
论文发表时间:2017/7/3
标签：结构设计论文; 高层建筑论文; 建筑物论文; 高层论文; 建筑结构论文; 结构论文; 简图论文; 《建筑学研究前沿》2017年3月上论文;