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论现代高层建筑结构设计的优化文曾建

发表时间：2020/9/3 来源：《基层建设》2020年第11期作者：文曾建

[导读] 摘要：不同于一般建筑，高层建筑结构设计具有一定特点，对结构性能提出了较高要求，需要使建筑主体能够维持稳定性能和较高品质。

        柳州市市政设计科学研究院有限公司广西柳州市 545000
        摘要：不同于一般建筑，高层建筑结构设计具有一定特点，对结构性能提出了较高要求，需要使建筑主体能够维持稳定性能和较高品质。本文从高层建筑结构设计存在的问题进行了阐述，重点就现代高层建筑结构设计的优化措施展开了分析探讨。
        关键字：现代；高层建筑；结构设计；优化
        引言
        伴随着建筑业的不断发展，越来越多的高层建筑得到了建设。但就目前来看，高层建筑结构设计容易出现问题，导致建筑结构安全受到了较大危险。一旦发生事故，则将引起人员伤亡，使得建筑结构设计引发了社会广泛关注。
        1现代高层建筑结构设计存在的问题
        1.1 缺乏明确的现代设计概念
        现代建筑结构设计过程中的首要问题在于缺乏明确的设计概念。很多建筑结构设计师在对房屋建筑设计过程中，仍然采用过去的经验与原有的设计图纸，导致在新的房屋建筑结构设计过程中缺乏全面、整体性的设计，使得房屋在建造过程中容易出现安全性问题。而且，由于设计概念的传统，设计标准也就成为了房屋建筑结构设计过程中的摆设，因此房屋建筑结构设计缺乏功能性与经济性等方面的考虑。建筑结构设计的不科学与不合理性，易出现建筑结构设计存在十分混乱的局面，也非常影响房屋建筑过程中质量的把控。建筑结构设计是房屋建筑过程中首要环节，设计师合理控制建筑结构设计标准与概念，不仅可以提高房屋建筑过程的质量，也可以提升建筑工作过程中的安全性与稳定性，不断满足当下人们对高品质、高质量事物的追求，也匹配了当前社会的实际需要，实现可持续发展目标。
        2.2设计师缺乏有效沟通交流
        针对房屋建筑的设计，都需要设计师展开深入的讨论，从而敲定与落地设计图纸。然而在当前房屋建筑结构设计过程中，很多建筑结构设计师多数依靠互联网技术与个人思想的结合形成房屋建筑设计图纸，而忽视了与其他设计师对于设计图纸的探讨与深入挖掘，导致图纸内容浅显、建筑结构设计不合理等问题。设计师由于没有展开对于图纸的深入沟通交流，自身知识不全面的同时，也影响了对于房屋建筑要求的理解程度，导致设计过程中各个功能区域存在许多问题。并且在设计、规划与实地操作中，易出现建筑工程整体结构设计唇线较大的质量与安全问题，各个板块的设计也没有紧密的联系，使建筑构成设计整体规划存在较大的额不合理现象，引发各种各样的安全问题，不利于房屋建筑的继续进行，影响整体的进度。
        2.3缺乏在设计过程中相关因素的分析与考虑
        建设结构设计过程中涉及很多的因素，例如结构的完整性、材料的选取、设计的合理性，以及在后期出现了相关问题的解决方案等等，这些都对于房屋建筑过程中起着重要的影响。然而有时候，设计师缺乏沟通交流，依靠个人的经验对建筑结构进行相关的设计，导致在图纸设计过程中，经常会出现对于某一环节的遗漏，从而增加房屋建筑过程中的危险性系数。价值建筑结构设计存在问题，不仅对后期设计与实地操作中带来安全隐患，甚至影响设计图纸的使用价值与技术价值。无论缺乏哪一环节的设计都会导致建筑结构设计过程中的失败，为高层建筑带来危险和不稳定性，不利于中国高层建筑行业的可持续性发展。这也会对人民的人身安全和财产安全构成较大的挑战，偏离了人民群众实现安居乐业的美好路径[1]。
        2现代高层建筑结构设计的优化措施
        2.1选择科学的建筑结构设计方案
        科学地选择建筑结构设计方案是我国高层建筑结构设计的重要前提。为了确保高层建筑结构设计符合相关的应用要求，相关设计师需根据实际情况，选择最佳的结构设计方案，综合分析各个影响因素。

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第一，确保高层建筑结构设计方案与国家相关建筑设计文件制度、标准规范，尽可能规避对高层建筑予以超高建设；第二，设计师在设计高层建筑结构过程中，还要认真勘察施工现场附近的环境，并综合分析现场的实际条件，特别对工程涉及的地下水位、地质条件、基础土层、周边建筑、风雪荷载等因素予以充分地考虑，结合现场情况，选择最合适的建筑结构设计方案，为工程后期投入施工环节打下良好的基础。
        2.2完善建筑结构设计的性能
        第一，应确保高层建筑结构设计的稳定性。稳定性是所有建筑物最关键的性能指标，为了提升高层建筑物的稳定性，需考虑很多注意事项，其中，有效地进行嵌固端、短肢剪力墙的设置非常重要；第二，有效地控制建筑结构的水平力，对于高层建筑而言，在某一平面的水平方向，建筑结构受风荷载、地震荷载以及各荷载之间的组合作用影响，易导致建筑物在水平方向发生很大的位移，所以，在设计的时候，设计师需科学地进行建筑物高度的设置，更好地对高层建筑结构的水平力加以控制；第三，重视高层建筑结构的延性设计。很多高层建筑均带有防空设置及地下室。以上设置对于建筑工程整体的抗震性、稳定性产生不同程度的影响，为了做好高层建筑的延性设计，设计师应有效地把控高层建筑物的嵌固端上下刚性及抗震等级的比例，结构刚度要保持在变形限值区域内，为了控制高层建筑结构的共振现象，在进行结构刚度设置时，要尽可能小，以增强建筑物的抗震性。第四，设计师还要对不同地震水准下构件的承载力、变形、刚度结构情况进行考虑。为了提高高层建筑的性能设计水平，增强结构的承载力，仅需准确地找到结构构件的承载力和变形能力二者的平衡点，然后展开计算及设计即可。
        2.3扭转问题的处理
        高层建筑结构设计中的扭转问题已成为世界地震工程领域的一项重要课题。通常状况下，在基础设计中，要求遵循“规则、简单、对称”的工作原则，尽量促进结构刚度中心和质量中心重合。在对施工方案进行设计的过程中，结构专业要协同建筑专业，引用抗震概念设计理念，特别遇到不规则的扭转现象时，要考虑扭转产生的影响，且在规定的水平地震力影响下，最大化地维持高层建筑主体结构的对称性。
        2.4受力问题的处理
        设计单位在对高层建筑进行结构设计过程中，要计算高层建筑具体的地基承载力、高度及各个楼层的承载力等，做好地梁承载力的设计工作。特别在施工中各个机械设备的使用数量。严格控制承重柱、承重墙的质量结构，保证各个楼层均匀受力。
        2.5基础埋深的处理
        在高层建筑结构设计中，基础埋深的问题常被忽略，影响了建筑物的整体性能。在进行概念设计的时候，可选择大底盘多塔结构的计算及设计，把主楼和裙楼视为一个整体，然后，采用后浇施工，降低温度应力、沉降差异带来的影响，把地下超高的、地下车库的刚度折算成覆土厚土，依据国家有关规定对埋置深度进行精准计算。
        结束语
        综上所述，在高层建筑结构设计方面，无论采用哪种结构形式，都应保证结构整体性能可以满足建筑设计要求，在保证结构稳固、安全的基础上，为建筑建设、使用提供支持。实际在结构设计中，还要做到实现结构合理布局，加强结构受力分析和抗震设计，确保建筑在地震作用下能够保持结构整体稳定，同时减少局部破坏的发生，为建筑可持续发展提供保障。
        参考文献
        [1]张明聚,张奇朋.高层建筑式立体车库方案设计与静力弹塑性分析[J].山西建筑,2020,46(13):1-3.
        [2]易宁湘.关于高层建筑结构设计中的问题与对策探究[J].科技创新与应用,2020(17):93-94.
        [3]王磊.民用高层钢筋混凝土建筑结构设计优化[J].工程建设与设计,2020(10):12-13.
        [4]刘付钧,林绍明,黄忠海,李盛勇,谢聪睿,黄元根.高烈度地区某大底盘多塔层间隔震高层建筑结构方案选型及设计[J].建筑结构,2020,50(10):83-89+66.