宋广文1 王志2
1济宁北湖省级旅游度假区金融管理服务办公室 山东济宁 272000
2济宁市任城区高铁经济项目服务中心 山东济宁 272000
摘要：尽管我国高层建筑结构设计起步相对较晚，但近年来，我国各大城市高层建筑数量倍增，甚至出现了很多超高层建筑。由于业主对建筑的设计与功能的要求不断提高，无形中对高层建筑结构的设计人员也提出了更高的要求。唯有妥善解决高层建筑结构设计中存在的常见问题，才可以提高高层建筑的建设质量，并为高层建筑结构的合理设计与使用安全提供保障。
关键词：高层建筑结构设计；问题；优化措施
前言：我国城市高层建筑的数量逐年增加，建设规模也越来越大，建筑结构的安全稳定是评价高层建筑性能的最基础最重要的指标。建筑结构的安全稳定性受到多种因素的影响，包括设计阶段的设计结构安全、施工阶段的施工质量以及交验后的维护保养等。其中设计阶段对高层建筑的结构安全影响最大，因此如何在设计阶段最大程度预防结构安全问题成为设计阶段的重要关注点。
1高层建筑结构的特征
高层建筑有着不同于多层或单层建筑的结构特点和功能特点，这对高层建筑的结构设计有着直接影响。高层建筑结构复杂、层数多，建造材料种类繁多，且使用时多为人员集中场所，加上内部系统复杂，使得高层建筑的结构安全成为重点。我国高层建筑目前多为钢筋混凝土结构，就结构体系而言一般分为四种，框架结构体系高层建筑，采用柱、梁和基础结构构成基本框架，在此基础上完成建设，该结构空间设计灵活，但抗侧能力较差；剪力墙结构体系高层建筑，该结构由于采用混凝土剪力墙，增加了建筑抗剪强度和刚度，但建造相对复杂；框架剪力墙高层建筑，该结构是当前高层建筑最常用的结构形式，其包含了上述两种结构体系的优点，避免了单一结构的缺点。就是用功能而言，对于不同的高层建筑，使用功能也会有很大不同，有住宅高层、商用高层以及商住一体高层，建筑设计标准各不相同，如何选择高层建筑结构体系，优化结构设计，保障建设施工，成为高层建筑建设的重中之重。
2高层建筑结构设计中的常见问题
2.1抗风问题
因为高层建筑的楼层较多并且高度较高，所以，相对其他建筑，高层建筑更容易改变风与空气的动力效应。由于建筑的刚架结构以及玻璃幕墙等柔性结构的刚度较小，在风荷载较大的情况下，很容易破坏建筑物的墙体、装饰结构，降低建筑物的稳定性。因此，进行高层建筑结构设计时，需要对结构进行抗风设计，防止受自然因素影响而存在隐患。
2.2建筑设计超高问题
在进行高层建筑结构设计的时候，一定要重视建筑整体的超高问题。建筑的实际建设高度，不仅对建筑物的施工质量要求有不同的影响，还对建筑内部的系统配置设计有很大程度地影响。在实际的高层建筑工程当中，建筑超高问题是比较常见的。不同高层建筑高度对应的建筑抗震、消防等设计规范要求是不同的。一般来讲，建筑高度越高，设计规范要求越严格，如果建筑设计超高问题出现，等于间接以低要求的规范标准指导了实际需要高标准设计建设的高层建筑，这样必然会出现建筑结构、建筑系统配置以及建筑功能实现等多方面的问题，不利于高层建筑的安全稳定。另外，高层建筑结构可能因为高度问题使得结构发生一定变化，这是高层建筑结构设计阶段需要特别注意的，如果在设计审核过程中发现了设计阶段忽略了高度带来的结构影响，一定要按照制度规定，组织专家重新论证设计安全，严控高层建筑因高度问题带来的安全风险。
2.3消防问题
针对高层建筑结构消防设计，在我国相关规范中有明确规定。发生火灾时，高层建筑难以疏散住户，对控制火势不利，并且排烟系统设计难度大等，都是高层建筑防火结构设计急需攻克的问题。
3高程建筑结构设计的优化措施
3.1科学设计建筑平面
针对扭转问题，相关设计人员应以地基具体形状和建筑物功能需要等为依据，科学合理地设计建筑物外形，尽可能采取长方形、圆形等相对常规的建筑平面，提高建筑结构的稳定性。
3.2提高建筑抗风荷载作用的能力
（1）优化基础，只有高层建筑的基础部分稳定性较强，才能保证高层建筑上部分结构的稳固性。因此，明确混凝土的级配标准成为基础设计最基本的工作。（2）通过改变建筑的轮廓设计、投影面积和高度，改变区域建筑布局，以及种植绿植等改变风荷载的强度和方向等，削弱风荷载对建筑的作用。
3.3重视抗震设计
首先是针对高层建筑的结构特点合理布置抗侧力构件，提高高层建筑结构受力的连续性和均匀性。其次是提高地基的抗震能力。可以通过加深高层建筑桩基深度，从而提高建筑的抗倾覆能力和基础的稳定性。最后是优化建筑的承重结构，采用框架剪力墙结构。在地震灾害中，剪力墙可以吸收下部结构传递的地震能量而先被破坏，框架结构继续支撑上部结构，形成了抵御地震作用的二道防线，可以有效减少损毁程度。
3.4加强消防结构设计
高层建筑结构结构复杂，一旦出现火灾，建筑使用者的人身安全与财产安全会受到严重的威胁。为此，必须重视高层建筑的防火设计。首先，应合理设计防火间距。设计人员需要依照相关规定准确测量建筑物间的实际距离，需要注意的是，相邻两建筑之间的最佳防火间距应按建筑外墙间的最小距离进行计算，若外墙包含凸出的易燃构件，应从该构件外缘算起。另外，还必须设计安全疏散通道。通常情况下，需要尽可能多地设计几条便于人们疏散的安全通道。为加速烟雾扩散，安全疏散通道必须设计防烟区。对此，设计人员可以采取分割式设计，以有效控制火势与烟雾的蔓延速度。
3.5完善建筑结构设计的性能
首先高层建筑稳定性是建筑物评价的最基础指标，要保障高层建筑的建筑稳定性，因此，建筑设计人员在具备足够专业能力的基础上，且建筑设计单位应该建立健全设计阶段高层建筑重要构建设计评审制度，从制度上保障设计阶段的科学性和准确性；其次要重视高层建筑结构的延性设计。大部分的高层建筑都会设计地下室，有些设置还会设置防空场所，这些功能区的设计会对高层建筑整体的抗震能力和稳定性有一定的影响。为了避免高层建筑结构共振超过一定的设计值，需要设计人员在对高层建筑结构刚度设置时，在满足荷载能力的基础上，尽可能地降低刚度，以降低共振幅度；另外高层建筑设计人员在对建筑构件承载力、变形、刚度结构情况进行设计计算时，要充分考虑根据不同地区的地震水准，结合计算与实际地区环境参数，确定高层建筑相互间的平衡点。
3.6基础埋深的处理
在高层建筑结构设计当中，基础埋深不够的问题因其隐蔽性较强，往往会被人们忽略，但其对整个建筑的稳定性是有影响的。根据上一节分析的基础埋深问题原因，结构设计人员在对基础埋深设计确定时，要将高层建筑的地下使用部分与地上部分看作一个整体来进行规范设计，根据国家规定对埋置深度进行科学计算。
3.7提高设计师的综合素质
各设计单位应加强对工程结构设计师综合素质的培养，定期或不定期组织相关专业技术能力较强的人员对本企业内的相关工程结构工程师进行教育培训，以提高其专业技术水平。其次，应积极开展各种形式的宣传教育活动，使广大设计师充分认识到自己的工作重要性，增强责任感和荣誉感。
4结语
总之，相对其他建筑，高层建筑结构更为复杂，因此，设计人员在设计过程中，应更加全面地考虑各方面的影响因素。同时，设计人员需要充分了解高层建筑结构设计特征，遵循高层建筑结构设计原则，善于发现并采取有效措施解决问题，防止出现质量或安全问题。高层建筑的安全性是重中之重，所以，设计人员不仅需要提高本身的专业能力，还应不断积累经验，进行创新突破，推进我国建筑行业的长期、稳定发展。
【参考文献】
【1】陈敏.探讨高层建筑结构的设计问题及对策[J].智能城市,2019,5(19):30-31.