胡延明 沙庆
华沣国际工程设计有限公司,陕西 西安710000
摘要：近年来，随着社会经济的飞速发展，建筑行业也蓬勃发展起来。由于高层建筑的建设对施工质量有着很高的要求，所以结构设计是质量达标的关键，影响着建筑的使用功能以及后期的安全性。本文针对高层建筑结构设计中存在的一些问题和相关的解决措施做了简要分析，期望对我国高层建筑事业的发展提供有益的借鉴。
关键词：高层建筑；结构设计；问题分析；优化措施
引言
当今，随着建筑高度不断增加，对高层结构设计也提出了更高的要求。结构设计不仅应满足建筑使用舒适度和美观要求，还应满足结构的安全、可靠、经济合理的要求。本文阐述了高层结构设计存在的一些问题及应对措施，并结合实际工程进行了相关分析。
1高层建筑结构设计中的常见问题
1.1建筑结构过高问题
在当前的建筑行业中，建筑结构超高，超过常规设计规范是很平常的事情，因为有部分业主和开放商为了增加个人的经济利益，不会按照建筑设计规范规定的建筑高度和要求来进行设计，而且是人为的提高建筑高度，使得在设计上和材料使用上要求更加严格，尤其对消防、防震、防风的指标要求更高。建筑结构高度的超高会让建筑技术方面更加复杂，施工管理方面难度更大，工艺方面要求更先进，资金方面投入更高。因此，要保证建筑施工能够安全顺利进行，就必须按照相关规定和要求对建筑结构高度进行合理设计，这样才会促进建筑的性能在后期使用中得到发挥更好的经济效益。
1.2地基基础设计问题
高层建筑结构的地基基础设计常见以下问题：天然地基设计不合理，地基斜面坡度过大，影响混凝土振捣质量和地基结构的稳定性；地基基础设计未根据实际地质情况选择合适的基础类型，造成高层建筑物出现不均匀沉降；地基基础设计没有考虑到水对地基基础的影响，未能针对地下水位过高问题制定合理的防水设计方案，降低了地基基础稳定性和耐久性；建筑物地下室设计中没有合理地进行抗浮设计，易导致地下室整体上浮，造成建筑物失稳。
1.3结构嵌固端设置问题
结构嵌固端位置的选取对高层建筑结构设计在结构计算中占据很大影响因素，因此，有效合理地设置结构嵌固端位置十分必要。然而，在设计中经常出现一些结构嵌固端的位置、嵌固端上下层的刚度比及嵌固端的构造要求方面的问题，大部分设计师会选择把高层建筑工程的结构嵌固端设在人防顶板或地下室顶板部位，或者在对嵌固端上、下层刚度比确定时产生一定的计算误差。影响了嵌固端自身功能的发挥，也极易给建筑结构埋下不必要的安全隐患。此外，在设计嵌固端时，有的设计师对嵌固端构造要求没有进行妥善地处理，使得各个嵌固端之间的协调性较差，给高层建筑结构的稳定性、安全性均造成不良影响。
1.4建筑结构中剪力墙设置的问题
建筑结构中剪力墙有很多不同的结构特点，它有多种称呼，如：结构墙、抗风墙、抗震墙。风荷载、地震等等因素所产生的竖直和水平双重荷载的重力作用是建筑结构中剪力墙的主要承受者，当进行建筑结构设计时，如果对建筑的抗风结构、抗震结构、刚度和强度的能力不充分考虑，将会致使建筑结构被严重破坏在遇到外力因素和自然因素下，并且如果建筑结构中剪力墙刚度的设计没有符合建筑的标准要求和相关规定，会致使建筑结构设计不合理，随之导致高层建筑结构出现过大变形，当出现地震、爆炸等自然灾害时，所带来的波动和冲击力会对建筑结构造成重大的破坏，对后期建筑使用上带来相当大的安全隐患。
2高层建筑结构设计的优化措施
2.1严格按照规定进行建筑结构设计，保证结构设计方案的合理性
政府应当出具相关的政策法规，明确规定在高层建筑结构设计过程中要严格按照相关规章制度来进行，不能采用不合理的设计方案，预防安全隐患的发生。建筑结构设计方案中的数据，要符合我国相关建筑设计要求和标准规范，保证结构设计方案在建造过程中实施的可靠性和安全性，还要对于建筑结构实际要求进行合理设计，有利于加快施工作业的顺利进行和施工进度的提高，很好地解决了施工中出现的难题。而且实施建筑设计方案时要充分考虑附近环境的水文地质条件的情况以及施工场所，掌握施工场地附近环境因素的影响并结合相关的状况和因素设计出合理科学的建筑结构设计方案。因为合理的、科学的和可行的建筑结构设计方案是高层建筑顺利施工进行的关健环节，是高层建筑结构设计问题的有力解决措施。
2.2合理设计地基基础
在高层建筑结构的地基基础设计中，设计人员要全面掌握场地的地质情况，综合分析地质条件，对地基基础设计进行优化，保证建筑结构的稳定性和安全性。一般情况下，地下室可采用天然地基独立基础+防水板+抗浮锚杆的形式进行地基基础设计，并合理设计拉梁结构，准确计算基础配筋量，避免出现建筑失稳现象。在设计有地下室的高层建筑时，要采用褥垫处理方案设计不同持力层，防止因地下室底板出现大面积裂缝而影响地基基础的安全性。同时，设计人员还要根据地下水位的变化绘制包络图，针对地下水位过高的问题制定防水设计方案，确保防水设计方案符合地基基础结构的特点。
2.3科学设置嵌固端
在设置嵌固端时应满足以下条件：嵌固端部位的选择要满足基础有效埋深条件，合理在基础顶面或高于基础顶面的位置选取。若高于基础顶面，则要保证嵌固端位置与室内地沟布置和埋深情况相符，控制好嵌固端高出室外地面的高差，不允许高差大于边梁的梁高；嵌固端的设置要保证其下部有足够的承载力和抗弯刚度，防止在上部结构作用下出现柱塑性铰向下转移；若高层建筑有地下室，则要将嵌固端设置在地下室的顶板部位，并保证地下室顶板厚度不小于180mm。此外，地下室顶板作为嵌固端应采用梁板结构不可设计为无梁体系，不得留有大孔洞，保证地下室顶板有足够抗弯刚度。若在高层建筑结构中采用半地下室结构，则不能将嵌固端设置在首层楼面。嵌固端设置在地下室顶板时，要保证地下室抗侧移刚度至少为上部结构一层刚度的2倍，并且地下室侧壁也要有良好的刚度，否则不能将嵌固端设置在地下室顶板部位。
2.4合理地布置建筑结构中剪力墙的数量
对于建筑结构剪力墙的数量要根据实际情况，利用软件计算简图保证建筑结构设计过程具有准确性，以建筑功能提高建筑施工质量，所以要结合实际观测的数据来合理设计，因为在建筑结构设计中出现了很多错误的话，会对后期工程的质量和功能产生问题，进而危害到整个工程的经济效益和安全。从此看出简图计算的重要性，对建筑工程结构设计起到重大作用，结合建筑建造中的多种影响因素进行分析，减少建筑施工的影响，并且结构设计过程与实际需求相联系的软件一起计算，可以保证计算结果真实又准确，促进结构设计工作加快完成，有效保证结构设计方案合理进行。
结语
总之，高层建筑结构需要承受的荷载大，若其稳定性、抗震性能未能达到国家相关建筑设计标准，则极易引发建筑物变形过大、坍塌等安全问题，给人们的正常生活带来不便。高层建筑的结构设计是确保建筑整体结构性能、功能稳定的重要基础，设计师应科学地选择建筑结构的设计方案，根据实际情况，综合考虑各方面因素，合理地规避可能出现的问题，提升建筑物的抗震性、稳定性能，提高建筑物的利用价值。
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