摘要：随着城市化进程的加快，城市建设可利用的土地面积越来越少，城市用地可谓是寸土寸金，为了满足城市人口增加对建筑的需求，越来越多的高层建筑拔地而起。高层建筑的出现适应了城市发展的要求，节约了城市建设用地，提高了城市土地利用率。但是由于高层建筑的设计要求比较高，适用范围也受到一定限制，要想更好的利用高层建筑提升城市化水平，就要注意对高层建筑的结构进行分析，优化结构设计，提升高层建筑的使用性能，降低高层建筑的建设成本，使高层建筑更加适应城市建设的发展。
关键词：高层建筑；结构设计；设计方法
我国城市人口众多，人员活动也比较密集，建筑物的高层化是现代建筑物设计的新方向，高层建筑具有占地面积少、人口容量大的优点，同时高层建筑由于楼层复杂，还可以开发建设成为具有综合性质和功能的建筑物群，极大地方便了人们的生活，提升了建筑物的使用价值。但是目前我国在建筑物的结构设计方面还存在一些不足，结构设计不够完善，不能实现高层建筑的有效利用。另外，在高层建筑抗震、防火、给排水等设计方面也存在不少问题，严重影响了高层建筑的实用性和普及。
一、高层建筑结构设计中存在的一些问题
1、设计人员对高层建筑结构把握不准确
高层建筑的结构设计方法就是指在明确建筑的结构性能的基础上，遵循基本的设计原理，结合高层建筑结构设计经验，在规范流程的指导下，制定建筑物结构方案，设计结构模式，确定选材用料的一种基本设计方法。在实际施工的过程中，因现场条件限制或施工技术人员的施工素质水平限制，往往会出现结构设计的体系与实际建筑过程不相符的问题，设计人员只能根据现场实际情况或已经建成的主体结构进行结构上的修改，这样很容易导致原本设计的建筑结构发生整体的改变，使结构存在一定缺陷，从而影响了高层建筑的结构效果，不能很好的发挥高层建筑的使用性能。这些都是由于设计人员在进行高层建筑结构构建时，对建筑物的实际施工情况、设计方向、结构定位没有准确的把握，而且没有准备相关的备用结构方案，导致高层建筑结构设计存在缺陷。
2、高层建筑结构设计中存在问题
2.1抗震设计
高层建筑在设计过程中需要考虑的首要问题就是抗震设计，高层建筑由于楼体较高，层数较多，需要在进行结构阶设计时充分考虑结构的抗震性。高层建筑的四大结构体系：框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构和筒体结构.结构形式一般包括：加层结构、连体结构、错层结构等，在实际施工的过程中，由于需要考虑到建筑物内部的实际使用情况和电梯等基础设施的配置问题，使得高层建筑的形状不完全规则，这就使得防震设计存在一定难度。在进行高层建筑结构抗震设计实际操作计算时，容易出现下面几个方面的问题：第一，在建筑的水平承载力方面，由于高层建筑的异形设计，容易导致建筑内部结构的水平承载力不在一个方向，使得建筑物承受灾害的能力大大降低；第二，在错层结构的高层建筑物中，由于错层结构的侧移水平计算存在一定偏差，使得建筑物的侧移变形问题加剧，在内部结构中出现一定程度的位移，这种偏差并不影响高层建筑的整体结构，但是一旦遭遇地震，就会使高层建筑迅速扭转变形；第三，对高层建筑物的中心轴设计存在一定问题，由于高层建筑需要在设计要求上往往更加追求外观的独特性，经常会采用异形结构进行建造，这就使得设计人员在对建筑物结构中心轴的把握上存在偏差，不能准确的判断结构的轴向设计，使建筑物不能在同向的中心轴上受力，一定程度上降低了高层建筑的使用寿命，加剧了建筑物的结构变形，使建筑物长期处于危险状态，无法抵御的地震等自然灾害。
2.2防火设计
高层建筑的防火设计尤为重要，一旦发生火灾，如果不能及时疏散人员，将会造成严重的后果。目前我国在进行高层建筑结构设计时，存在结构防火设计不合理的问题，高层建筑的内部布局和结构部设计都比较复杂，由于很多高层建筑追求功能的多样化，在进行结构设计的过程中会对防火结构造成一定影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆比如建筑物通风口的设计布局不合理，一旦发生火灾，会导致烟雾的迅速蔓延，扩大火灾的危害范围，导致人员的生命安全受到威胁。因此，在进行高层建筑防火设计时，要注意合理安排结构，有效避免灾害的发生。
二、高层建筑结构设计方法分析
1、优化基本结构设计
在进行高层建筑结构设计的过程中，设计人员要对建筑物的基本结构进行分析，优化建筑物的结构设计。首先，要对建筑物的实际建筑情况进行模拟分析，用过建模技术和数据测量，保证在实际建筑过程中最大限度的减少误差，使设计效果达到最优。其次，对建筑结构的整体构建有全面的考量，对建筑结构的水平承载力、中心轴设计、侧向位移等的受力情况进行准确的分析，允许受力程度在一定范围内变动，不能影响建筑物的整体质量水平，从而提升建筑物的抗震性能。最后，要注意把握建筑结构整体的均衡性，优化结构设置，综合考虑建筑物的使用性能，利用建筑物结构之间的抗扭转能力，提升建筑物在对抗地震等自然灾害时的反向作用力，保证高层建筑的稳定性。
2、合理分散高层建筑的承重能力
在进行高层建筑结构设计时，需要综合考虑到横竖两个方向的受力情况，横向主要是指建筑物的梁结构，竖向主要是建筑物的墙体结构，对这两个受力方向的把握不同，建筑物的承重能力也就不同。一般情况下，高层建筑的结构设计遵循墙重梁轻的设计原则，即要保证建筑物承重墙的受力程度大于横梁的受力程度，要使墙体的抗压能力高于梁体的抗压能力，这对于分散高层建筑承受的重力起到很大的作用，能够保证建筑物的牢固程度。另外，在进行建筑物分散结构的设计中，设计人员还要注意调整承重墙的高低，局部进行墙体高低的调整能够有效分散建筑物的侧向压力，通过整体结构的分析，将承接中心轴的墙体进行高度的调整，可以有效增强建筑物的稳定性，使高层建筑的承重能力有一个过渡，使楼体整体性能得到优化。
3、优化楼盖设计
楼盖的设计是高层建筑结构设计的重要组成部分，楼盖也就是楼体顶部的设计是结构设计中的最后一个环节，同时也是检验高层建筑设计是否合理的关键环节。在进行高层建筑楼盖设计时，要将楼盖运用工程力学的知识，进行平面化设计，运用三维建模等现代建筑技术，对楼盖的平面进行设计，重点检测楼盖与建筑物侧面墙体之间的连接是否严密，分析楼盖的安装是不是会对建筑整体结构的承重力造成影响。在设计人员进行楼盖设计的过程中，要利用模拟技术将楼盖与楼体结构进行虚拟连接，并通过模拟地震等的受力强度，对整体结构进行变形分析，对楼盖的承载力进行测量，得出具体的数值，优化楼盖设计，保证楼盖在安全合理的承重范围内加强高层建筑的协同性。
结语
高层建筑在建筑领域中的应用越来越广泛，高层建筑能够更加适应城市化建设水平。但是由于我国高层建筑技术的不足，需要不断优化高层建筑结构设计，创新高层建筑结构设计的方法，提升高层建筑的质量，充分发挥高层建筑的功能。
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论文作者:李玉金
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第8期
论文发表时间:2018/10/30
标签：高层建筑论文; 建筑物论文; 结构论文; 结构设计论文; 楼盖论文; 建筑结构论文; 心轴论文; 《建筑细部》2018年第8期论文;