摘要：在现代城市建设中，高层建筑结构设计已成为我国高层建筑工程项目设计管理工作的重要内容，其目标在于有效提升高层建筑工程的结构经济合理性，然而，国内高层建筑结构设计过程中，依然存在一些问题和不足，因此，本文对高层建筑结构设计过程中存在的问题展开分析，并结合实际情况，提出了解决措施及对策。
关键词：高层建筑结构设计；问题；对策
一、高层建筑结构设计的原则
(一) 选择合理的计算简图
在进行高层建筑结构设计时，必须在科学合理的计算简图上进行结构设计计算，一旦计算简图不合理，就会因结构安全而导致安全事故的发生。由此可见，要想保证高层建筑结构设计的安全性，就必须选择合理的计算简图。另外，计算简图需要采用相应的构造方法，以此保证其安全性能，同时在实际结构设计中，要将计算简图的误差控制的标准范围内。
(二) 选择合理的基础设计
对于高层建筑来说，基础设计的合理性和可靠性至关重要。在选择基础设计过程中，必须根据高层建筑选址的地质条件来选择，全面、系统地分析高层建筑结构类型及荷载分布情况，综合考虑多方面的影响因素，以这些条件为依据，选择科学合理的基础设计方案。基础设计方案的合理性表现为：首先要使地基的潜力得到充分发挥；其次，要对地基进行变形检验；最后，要保证所有资料的详细性和完整性，避免文件资料缺失或遗漏，确保基础设计方案的科学性与合理性。
(三) 选择合理结构设计方案
在选择高层建筑结构设计方案时，首先要满足其经济性和适用性的要求，同时要满足具体的结构形式和结构体系。高层建筑结构体系需满足其传受力的明确性和简单性。对于相同的结构单元，应选择相同的结构体系，如果高层建筑处于地震多发地带，因保证其应力的平面性、竖向性规则。综合分析高层建筑选址的地理条件、设计要求、施工要求、材料设备要求等，保证高层建筑水电安装设计工程及供暖设计工程的协调性和统一性，以此为主要依据，选择合理的结构设计方案。
二、高层建筑结构设计的问题
(一) 剪力墙结构的裂缝问题
在城市沿街住宅、办公楼等高层建筑物设计过程中，会在底部使用钢筋混凝土框架的剪力墙结构，上部为多层砌体结构。这种高层建筑的下层多为商场、餐厅等开放式房屋，而下部则为住宅。为了提高这类高层建筑的使用面积，设计人员就会将上层中一些外层挑墙设计在悬挑梁上，这样就导致底层结构挑梁的荷载作用力增大而出现裂缝。
(二) 楼层平面刚度不达标
很多高层建筑结构设计缺少必要的构造措施，在设计过程中就会使用简单方便的计算程序，虽然这种计算方式在理论上无误，但是这样不利于对楼板变形程度的准确把握。对于这种设计而实施的结构设计，其安全性和稳定性也难以得到保障。
(三) 对纵向框架不够重视
在现代高层建筑结构设计中，抗震设计是非常关键的一个环节，在规范化要求中需要根据其主轴角度的不同进行抗震设计的计算。高层建筑不同角度的抗震能力均需要根据其抗侧力来承担，但是设计人员却忽略了框架结构设计中的纵横向框架的抗震设计，使得纵向框架抗震设计的梁柱节点、纵筋等均不达标。在梁支座负筋、纵筋等位置出现配筋不足的现象。
(四) 边缘梁设计与单梁设计不独立
在高层建筑结构设计中，经常会出现边缘梁与单梁混合设计，这种情况多出现在高层建筑中阳台边梁设计中，出现这种情况的原因是因为边梁荷载较小，没有引起设计人员的重视，使得梁支座负筋量不足，从而造成受力区域出现裂缝，如边梁较长，这种问题就会更加明显。同时，阳台边梁一般都处于室外，受气候环境的影响，裂缝面积就会增大，荷载能力下降，带来严重的安全隐患。
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三、高层建筑结构设计中问题的解决对策
(一) 增加次梁配筋量
对于主梁上次梁的配筋量增加，需要根据相关技术规范来设置。在规范化要求中明确指出：梁截面及下部集中荷载作用力应由横向钢筋承担，对于主梁上部位置的次梁，在设计过程中无需增加配筋量。这种附加筋不是统一规定的，而是根据梁截面高度来决定的。当主梁与次梁的截面差距较小，次梁荷载作用力增大时，就需要增加配筋量；当主次梁截面差距较大时，就无需增加配筋量。例如，在水箱之下的垫梁，可以不用设计附加梁。
(二) 合理选择平面与立面形式
高层建筑结构设计中，整体结构的刚度中心点、几何中心点以及结构中心点尽量安排在同一点上，如果各个中心点无法集中，就会给设计施工带来不同程度的困难，其中最主要的问题就是结构扭转。结构扭转是受建筑结构水平荷载力的影响，因振动而引起的扭转，这种作用力加上水平荷载力会给高层建筑结构带来严重危害。因此，在选择平面与立面形式时，平面形式应保证其对称、简单、规则，这样能够提高高层建筑的稳定性、抗震性以及安全性。对于不对称的高层建筑结构来说，其凹凸拐角位置会因受应力增大且集中而发生损坏，这在现代高层建筑结构设计中必须避免；对于完全对称的高层建筑结构来说，要控制凸起部分的比例，竖向布置要合理，保证其刚度的连续性和均匀性，避免结构出现薄弱层或变形情况，而出现这种情况的原因则是因为剪力墙被切断所致。如果结构设计需要切断剪力墙，那么其相邻部位的剪力墙必须加强。总之，在追求完美、新颖设计作品的同时，也应当始终把建筑结构的安全性、稳定性摆在首要位置。
(三) 优化抗震结构设计
当前，很多高层建筑结构的抗震设计存在问题与不足之处。对此，必须采取优化抗震结构设计的措施，提高高层建筑结构的抗震能力。
第一，在布置抗侧力构件时，要满足其合理性和有效性。高层建筑结构设计中，水平方向对称的准确性和完整性，能够降低地震作用力造成的破坏效果，在设计过程中，优化抗侧力构件的布置位置，能够改善水平方向的应力分布情况，从而形成一套良好的应力体系，以此满足高层建筑结构的连续性和稳定性，提高结构抗震能力。
第二，在地基结构设计中增加抗震能力，受地震影响，高层建筑结构的地基会遭到破坏，对此，可以在地基基础施工中增加桩基埋深，增强地基基础结构与上层结构的联动性，从而提高基础抗震能力。最后，在设计剪力墙结构时，可以采用高性能剪力墙的设计，其可以提高剪力墙的在地震影响下吸收建筑内力的作用，同时增强墙体与楼板的刚度，避免建筑结构出现位移的现象，以此提高抗震能力。
(四) 优化消防结构设计
在很多高层建筑物中，发生重大火灾的原因大多是因为高层建筑的消防结构设计不合理，存在诸多问题。因此，现代高层建筑必须优化消防结构设计，严格按照消防结构设计规范来执行。
首先，要有效控制防火结构间的距离，在满足高层建筑选址地形条件的前提下，其防火结构间的距离可适当增大，较少易燃材料的使用，采用先进的耐火材料，以此起到防火的目的。
其次，高层建筑消防结构设计中，要保证疏散系统设计的合理性，充分考虑以人为本的原则，从而减少火灾发生后造成的人员伤亡。在设计疏散系统时，应设置双通道疏散，增设防烟、耐火及避难层，提高高层建筑结构的消防能力。在高层建筑结构设计中可以设置相应的隔离结构，避免火灾发生后火势蔓延。
四、结语
随着建筑行业不断发展，高层建筑物不断涌现，对于高层建筑结构设计的要求也在不断提高，人们对高层建筑结构设计的重视程度提升。因此，必须坚持高层建筑结构设计的各项原则，保证建筑外观与设计要求的协调性和统一性，设计过程中必须满足其安全性、稳定性以及可靠性。
参考文献：
[1]唐正辉.浅析高层建筑结构设计的存在问题及其控制措施[J].中国科技博览,2013(24).
[2]杜郊.超限高层建筑结构设计及转换梁可靠度分析[J].建筑知识：学术刊,2013(6).
[3]黄黎.基于高层建筑结构设计中平面不规则问题的分析与处理[J].建筑知识：学术刊,2013(7).
论文作者:倪杨佳
论文发表刊物:《基层建设》2017年5期
论文发表时间:2017/6/26
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