陈兰红 毕振伟
河南沐竣建设工程有限公司
摘要：在当前现代化技术、可持续观念推行的背景下，高层建筑物类型越来越多，大幅度减少了土地资源的应用面积，但据实际情况看，我国高层建筑结构设计中存在较大的问题，必须解决，以确保高层建筑在承受巨大的垂直、外力载荷下依然可以保证其安全稳定性。文章就高层结构设计进行分析，并探讨结构设计中存在的问题及解决对策。
关键词：高层建筑；结构设计；要点分析
引言
高层建筑物的出现，极大地改善了城市人群的居住环境，也有效地丰富了城市建筑物的类型。为了满足人们对建筑的外观及功能性的需求，高层建筑结构的复杂程度和施工难度也在逐渐增大，如何在满足建设需求的同时，设计出科学性、合理性以及可行性较高的建筑，成为当前设计师重点关注的问题。
1高层建筑结构设计要点
1.1重视轴向变形的问题
随着当前建筑技术的进步，建筑的层数越来越多。设计阶段是高层建筑项目正式施工前的关键阶段，必须重点关注结构设计中的关键点，以确保高层建筑结构设计的科学性、合理性。首先，高层建筑结构设计图团队必须重视轴向变形问题。高层建筑层数较高，在施工的不断进行下，来自垂直方向的载荷会越来越大，若在建筑结构设计方面未能重视轴向变形问题，便有较大的可能出现正弯矩值提高、连续梁支座弯矩值下降等情况，进而导致建筑物出现变形，降低安全稳定性[1]。
1.2重视结构形式及结构延性问题
高层建筑项目的建设耗时较长，对设计人员专业素质的要求较高。设计团队在设计时，必须详细了解建筑功能项目的用途、施工区域周围情况等多方面情况，进而有针对性地选择结构形式，一般情况下高层建筑的结构形式为钢结构和钢筋混凝土结构两种，其中以钢筋混凝土的应用频率最高，不仅具有良好的经济性，同时在钢筋混凝土的支持下，高层建筑物的整体结构耐久性、防火性也会得到较大的提升。因此，建筑结构设计人员必须加强对结构形式及结构延性问题的重视度。
1.3重视载荷与高度问题
高层建筑物在设计之初便必须以安全第一为基本建设原则，而影响建筑物整体安全性的主要影响因素便是载荷与高度，高度越高，所需要的材料质量越高，同时载荷也会随之增加，且在我国部分地区地震、洪涝等自然灾害发生率较高，在保障建筑物安全性的前提下还要考虑防震、抗冲击、防风性能。设计团队在拿出相关设计方案后，相关管理部门应对设计方案进行详细研讨或利用现代化信息技术模拟抗震、抗冲击，若未能达标，应立即改进[2]。
2高层建筑结构设计中存在的问题
2.1设计中计算简图使用问题
在高层建筑进行结构设计的过程中，存在着计算简图不准确的现象。高层建筑的建筑高度很高，相比多层建筑需要进行更严格的设计与计算，结构本身需要承受更多的荷载，但是在部分高层建筑物的结构设计过程中，对建筑物承受的外力计算不准确，不能合理地将各种外力影响因素进行分析、计算，计算简图与实际建筑物的结构体系有偏差，造成整体建筑物的结构计算结果有误，影响高层建筑物的施工和使用安全。
2.2设计中嵌固端位置选取问题
在高层建筑物的设计过程中，嵌固端位置的选取问题，影响了设计的合理性和安全性。嵌固端位置的选取对整个高层建筑物的结构设计非常重要，在某些设计中，简单地默认地下室顶板为建筑的嵌固端，这样的设计很不合理，是当前结构设计中的主要问题。另外，并没有对地下室顶板的刚度进行精确的计算，如存在楼板开大洞的情况，造成地下室顶板刚度损失过大，使顶板作为嵌固端的条件不足，很可能造成结构安全隐患[3]。
2.3设计中结构扭转问题
高层建筑物的高度决定了其在设计过程中，结构内部、外部会受到多种因素的影响，尤其是质量中心、刚度中心和几何中心很难保持在一个统一的位置，造成了高层建筑结构扭转的安全风险。另外，风荷载的影响，也是造成高层建筑结构扭转的常见问题，在设计过程中，要综合考虑各种因素，改善当前设计中的不准确、不合理现象，真正提升高层建筑结构设计的安全性。
2.4设计中结构抗震问题
GB18306—2015《中国地震动参数区划图》中要求，我国全部地区都需进行抗震设防，尤其是高层建筑物一旦出现问题，将产生不可估量的人身财产损失。在当前的结构设计中，存在对抗震结构设计不够重视的现象，往往在设计时的结构模型与实际施工时存在一定的误差，并不能很好地发挥出高层建筑抗震的效果[4]。
3解决对策
3.1优化高层建筑设计方案，避免超高问题出现
在对高层建筑进行结构设计之前，需要对施工现场及周边环境进行勘察，明确地下水分布、地质结构情况、风雪荷载等，为建筑结构设计提供可靠的数据支持，确保建筑结构符合工程要求及现场实际情况。设计时需要严格按照我国现行设计标准及规范对高层建筑结构进行设计，合理选择设计方案，并验证其科学性、合理性，在掌握各方数据的情况下对设计方案进行优化，避免出现与实际情况不相符的现象，尤其避免超高。因此，在具体的结构设计过程中，设计人员需要在建筑高度允许的情况下，精确相关设计参数，为高层建筑施工提供依据，保证施工质量。
3.2合理设计地基基础，避免沉降发生
地基基础设计过程中，设计人员需要全面掌握施工现场的地质、水文及地下水分布情况，通过对地基基础设计的优化，可以有效提升建筑结构安全性和稳定性。设计时通常采用天然地基、防水板与锚杆组合的形式进行，同时准确计算基础配筋量，增加基础结构的稳定性，避免因承载能力较差而导致建筑失稳。若高层建筑设有地下室，可以采用褥垫方式设置不同持力层，提升地下室结构的承载能力和强度，避免地下室顶板因持力不足而出现裂缝，影响地基基础结构的整体稳定性。同时，在设计阶段，设计人员还应对地下水水的分布情况进行监测，对地基基础做好防水排水设计，提高建筑结构稳定性。针对地质结构较为复杂的地区，设计人员应充分考虑地质构成，然后对地基基础进行加固设计，增加土壤结构的稳定性，确保地基基础能够承载整个建筑荷载[5]。
3.3科学设置嵌固端
选取嵌固端设置位置时，需要从有效埋深基础顶面及顶面两部分进行选取。嵌固端选取位置高于顶面时，需要保证嵌固端与埋深位置一致，并控制好与室外地面的高度差。嵌固端选取位置的先决条件，就是需要该部位具备较高的强度和承载能力，能有效避免柱塑性铰下移。高层建筑地下室嵌固端应设置在地下室顶板上，且顶板厚度≮16cm，且保证顶板具有较好的抗弯刚度，顶板设计不能留有孔洞，保证顶板结构的整体性。
结束语
综上所述，高层建筑结构设计直接关系到建筑工程质量和结构稳定性、安全性，因此，在设计过程中，设计人员需要遵循严谨、认真的态度，对高层建筑结构设计中可能存在的问题进行分析，并针对这些问题制定行之有效的预防措施和解决方案。在进行结构设计前，设计人员还需要深入到建设场地，对其周边环境和地质情况等进行细致的勘察，为结构设计工作提供可靠的数据支持，也为后续工程的施工给予正确的指导和规范。
参考文献
[1]张利军.高层建筑结构抗震设计要点解析[J].建材技术与应用,2018(06):12-14.
[2]郝斌.浅谈高层建筑钢筋混凝土结构设计应注意的事项[J].城市建设理论研究(电子版),2018(35):76.
[3]梁文辉.基于抗震考虑的高层建筑结构设计要点分析[J].建材与装饰,2018(48):75-76.
[4]简涛.复杂高层与超高层建筑结构设计要点探析[J].现代物业(中旬刊),2018(11):96.
[5]梁少威.复杂高层与超高层建筑结构的设计要点[J].住宅与房地产,2018(31):73.