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高层建筑结构设计分析探讨武慧

发表时间：2021/5/19 来源：《基层建设》2020年第35期作者：武慧

[导读] 摘要：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。

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        摘要：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。在高层建筑结构设计的过程中，不仅要满足建筑物本身的各种特性，还要结合具体的使用目的、环境安全进行专业有效的设计，并对结构内部的各个要点进行可靠设计，以最大化地满足高层建筑的优势发挥。文中对高层建筑结构设计进行了分析。
        关键词：高层建筑；结构；设计
        1导言
        结构设计工作在高层建筑工程中尤为重要，为了尽可能提升高层建筑的稳定性、安全性以及抗震性能，就需要做好结构设计工作。在高层建筑结构设计工作中，需要保障设计方案的优良、计算简图和分析计算结果的合理性，并且在设计的过程中，需要将整个建筑工程的施工环节都考虑进去，方能保障整个建筑工程的施工质量以及施工效率。
        2高层建筑结构设计原则分析
        对于高层建筑而言，其是由多种构造相互协同而组成，不同的构造有着不同的作用效果，在具体的结构设计中要能够遵循以下原则：
        2.1多道防线原则
        高层建筑结构设计所关注的重点之一则是安全性，因此，在具体的结构设计中要能够遵循多道防线的原则，即高层建筑因外部作用力而出现损伤，在建筑的某一构件出现损毁或故障时，其它构件仍然能够发挥支撑作用，进而有效缓解高层建筑损毁对内部人员造成的伤害。
        2.2刚柔并济原则
        在高层建筑的结构设计中，刚性原则则要求结构设计中要能够确保整体建筑结构的刚度，刚度越大，建筑的稳定性则越强；柔性原则则要求建筑结构设计能够满足现代社会居民的审美需求。
        3高层建筑结构设计要点
        3.1科学布局与选择设计方案
        在高层建筑工程的结构设计环节，通常会出现结构扭转等问题，为了解决该种问题，就需要设计师在展开工作时，采取相对规则的图形作为建筑的结构设计。为了保障设计质量以及后续建筑工程施工的顺利展开，必须要保障每个设计部分的设计质量。在展开设计工作的过程中，需要考虑到建筑的稳定性，并且确保建筑结构具备对称性，避免由于建筑不对称而引发的建筑质量不过关等问题。也就是说，在实际的设计工作中，需要通过科学的技术以及手法，进行平面布局，以此提高建筑结构的稳固性以及安全性。高层建筑工程的设计方案是设计环节中最为关键的一部分。首先，在选择设计方案时，需要参考建筑工程项目的具体要求，根据建筑工程的要求决定设计图纸上各工程部分的参数，另外，设计人员还需要考虑到设计图纸上标注的参数是否完全符合当下的行业标准以及我国法律法规的硬性要求；其次，在设计工作中，设计师需要考虑到后续建筑工程施工的可操作性，其不仅要保障设计图纸上的内容满足建筑工程需求，还要为建筑工程的后续施工提供依据，保障后续施工的安全以及质量。除此以外，通过科学的选择设计方案，能够有效提高建筑工程后续施工的施工效率以及施工质量，简化施工流程，降低施工难度，帮助施工单位更加便捷快速的完成施工作业，并保障施工质量。在设计初期，需要派遣专门的工作人员对施工现场进行勘察，了解施工现场的天气环境、水文地质等信息，并且要安插专门的设计人员跟踪完成对现场的勘察。通过该种方式，为后续的设计工作提供依据，帮助设计人员科学选择设计方案。

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        3.2制定合理科学抗风结构方案
        考虑到高层建筑的高度问题，在工程施工过程中，就需要考虑到部分较高楼层的风荷载问题，所谓的风荷载，也可以将其称之为风的动压力。风荷载与地面高度、风压、地形等有关，由于高层建筑的高度问题，因此需要额外注意建筑所处地区的风荷载情况要保证高层建筑结构具有良好的抗风性。在展开设计工作时，设计人员无疑要考虑到高空中风压与风速对建筑物造成的影响，并且在结构设计工作中，提高建筑的抗风性能，并且尽可能地减少建筑在大风天受到的影响。另外，设计人员在对针对建筑抗风性能展开的结构设计工作中，也要考虑到当地的环境情况，根据不同的气候、温度以及风荷载情况，决定建筑结构的设计工作。
        首先，在展开建筑结构设计工作时，需要先保障建筑结构整体的稳固性，以此为前提，考虑后续的设计内容。一般来说，在建筑结构基础设计时，需要使用高级砂石，并且在基础持力层使用抗拔锚杆提高建筑基础的稳固性。其次，需要加强对高层建筑内部能耗机构的设计，该设计工作主要针对剪力墙、楼板等非承重结构以及建构进行耗能设计。通过对地方风压的情况，选择相应的设计方案，减少风能对建筑物造成的消极影响。再次，设计人员需要考虑到控制水平对建筑的影响程度，选择高强度混凝土，减少建筑内力的出现可能。该种设计方法主要考虑到在大风天气中，风力可能会对建筑产生作用，导致建筑内部产生结构内力，并且与风力叠加，对建筑造成更大的影响。最后，根据地方的气候情况，测算建筑结构所在地区的风荷载以及需要的承载力以及抗风性能，设定专门的标准，并在该基础上制定一个放大系数，尽可能的保障该建筑不会在未来的使用中受到强风天气的影响。
        3.3科学进行结构设计
        计算机技术的应用为当下的结构设计工作提供了帮助，有效提高了设计质量以及设计效率，为设计人员提供了更为便捷的设计方式。但是，在实际的结构设计工作中，仍然存在一定的约束性，很难真正意义上的简化设计流程，降低设计难度。当下部分设计人员的设计理念多停留在设计图纸是否能够满足设计规范以及建筑工程需求，并未考虑到在建筑工程施工中可能发生的变化，对设计图纸展开相应的调整。为了保障设计图纸的合理性，就必须满足建筑工程施工过程中的各项性能需求，并且将实际的施工情况考虑进去，尽可能地提高结构设计的科学性以及合理性，保障建筑后续施工与适用的安全性和稳定性。
        在结构设计环节，设计人员需要考虑到建筑结构的延性特征，确保建筑在施工以及后续使用过程中，不会发生变形或者倒塌等事故，提高高层建筑对荷载的承受力。另外，在设计工作中，还要考虑到建筑工程施工中适用的结构形式，也就是建筑结构的构成材料，钢结构与混凝土结构的特点不同，并且在实际的应用过程中，呈现出来的强度以及应力效果也不同，在设计工作中，需要根据施工现场以及工程所在地区的天气环境、水文地质情况以及周遭建筑分布，合理选择不同的结构形式，还要考虑高建筑在未来投入使用后的实际用途，确保选择适用于建筑未来正常运作的结构形式。在钢结构建筑中，虽然结构的稳定性以及抗震性能普标较高，但是其防火性能仍然存在一定的进步空间，因此，在开展结构设计工作时，应当考虑到建筑的防火性能，将钢结构与钢筋混凝土结构进行适当的结合，在保障建筑的稳定性以及抗震性能的同时，提高建筑的防火性能。另外，为了进一步提高建筑物在未来运行过程中的安全性能，在建筑物内部增加安全疏散通道，以此提高该建筑的安全性。并且根据建筑工程的实际需求以及施工情况，合理选择安全疏散通道的形式，并尽可能将安全疏散通道与建筑的主要通道相互隔离，将安全疏散通道独立出来。
        4结束语
        总之，高层建筑结构合理设计有着重要的意义，为此，在具体的结构设计中要能够坚持一定的设计原则，并明确设计要点，然后从多个层面入手做好相应的设计工作，以此充分体现高层建筑的实际功能。
        参考文献
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        [2]刘世斌.高层建筑工程技术的应用与发展[J].工程技术研究,2018(06).
        [3]刘同虎.钢结构高层建筑的施工技术及要点[J].中国房地产业,2018(08).