杨艳
天津华胜建设工程有限公司,天津市 300451
摘要：随着城市化的推进，高层建筑规模越来越大。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。在高层建筑中，结构设计至关重要，对高层建筑的使用质量与使用寿命有决定性影响。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；问题与对策
引言
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，由于高层建筑工程的结构在垂直方向的载荷远超于多层建筑，同时由于高层建筑工程的结构主体较为庞大，风力的接受面积较大，建筑本身还会受到水平载荷力的影响，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钢结构建筑的概述
钢结构建筑是指采用钢构件作为承重结构，进行专业系统集成的建筑。钢结构建筑的优势十分明显，包括循环再利用、灵活性、抗震性能等，通过钢结构的合理应用，促进了高强度、轻质量建筑材料的发展，同样也在一定程度上释放了现代建筑行业的活力，促进了行业的快速健康发展。从客观上来看，随着我国生态文明战略的实施，建筑业必须面对来自于内外部的挑战，在满足建筑结构稳定性和对地震等自然灾害抵抗能力提升的前提下，更好地实现现代建筑安全性、经济性、实用性的统一和绿色化发展的新要求。另外，钢结构的整体材料更为轻便、连接技术更成熟，建筑构件便于生产、运输，施工速度快，能够有效降低生产的成本。钢结构相比于传统建筑材料而言具有较强的耐磨性与耐久性能，所以使用的寿命也更长，能够促进建筑施工效益的持续增长。
2高层建筑结构设计问题
2.1结构体系问题
在高层建筑的结构设计工作中，需要考虑到结构体系的合理性，确保高层建筑的结构体系能够满足建筑工程的实际需求，并将结构的稳定性考虑进去，如若选择的结构体系并不合理，就会直接影响到结构的稳定性，导致结构的稳定性下降。比如在钢筋混凝土结构体系设计工作中，设计人员就需要充分结合工程结构的特点，并根据建筑所在的地区抗震设防等级的具体情况来选择适宜的结构体系。设计人员在选择结构体系时，如若不考虑结构的合理性，就会直接影响到高层建筑结构的稳定性以及安全性。特别是在决定钢筋混凝土的结构体系时，如若不能科学制定设计指标，就会直接影响整个建筑结构的各项性能，并在后续的施工以及使用过程中产生各种安全以及质量问题。
2.2地基与基础设计
在高层建筑工程中，地基与基础施工较为重要，其将会直接影响整个建筑的稳定性以及施工质量。如若不能做好高层建筑工程地基与基础环节的施工，就会导致建筑物发生不均匀沉降、建筑物整体倾斜等问题。在设计阶段，就需要考虑这些问题，选择合理的地基与基础类型。在地基基础设计不合理时，当地基斜面坡坡度较大的时候，就会对地基混凝土施工时振捣质量造成一定程度的影响，难以保障地基基础施工质量，从而对整个建筑结构的稳定性造成消极影响。在设计工作中，如若地下室底板配筋的设计不合理，就会导致高层建筑结构的稳定性受到影响，导致高层建筑出现不均匀沉降等问题。另外，在实际的设计工作中，设计人员往往会忽略掉地下水对地基基础造成的影响，从而严重影响了高层建筑工程后续施工的施工质量以及地基基础的稳定性与耐久性。
3高层建筑结构设计问题的解决策略
3.1平面布置与结构选型
平面布置需要考虑到分布的均匀性问题，要求做到分布均匀、规整，特别适应于凹凸幅度较小的建筑物。在形状与密度上存在差异，很容易出现大幅度扭转的情况，建筑物应用中钢结构的设计也难以达到预期的结构要求，会对建筑物的正常使用产生不小的影响。钢结构设计需要针对风向载荷与地震的载荷，采取水平位移的方法来进行控制，常规条件下楼梯间以及电梯间的墙体设计都可以达到相应的要求。对全过程进行控制，水平位移的效果达不到最佳时，就需要添加建筑分户墙体来解决抗侧力的结构问题。
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。接着，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变形限值
变形限值技术主要用于解决钢结构在建筑抗侧力结构方面的要求，采取钢桁架来作为抗侧力的结构类型，需要结合国家相关领域的技术标准与规范化要求，做好钢的用量设计，如果不匹配可能会导致工程造价变更幅度较高，影响建设的经济效益。为了在成本可控的条件下提升钢结构建筑抗震性能与耐风性能，研究探讨钢结构-混凝土组合结构体系、型钢混凝土组合结构体系等，在满足基本抗侧力结构要求的同时，也解决了建筑刚性问题，提升了整体性能。
结语
总之，高层建筑结构设计工作较为繁杂，涉及的方面较多，除了在设计工作中需要考虑到建筑工程施工的可行性以及施工质量意外，还要尽可能的提高施工质量，降低施工成本，以此促进施工行业的健康发展。
参考文献
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