杨洋
重庆市设计院有限公司，重庆 400000
摘要：结构设计是高层建筑设计的重要内容之一，结构设计的合理性，会直接影响到整个建筑的质量和安全效果，而且在新形势下，人们对高层建筑结构设计也提出了更高的要求，因此高层建筑结构设计是高层建筑项目建设中所关注的重点。
关键词：高层建筑；结构优化；设计；问题；对策
1高层建筑结构设计中存在的问题
要想使给出的改良建议更加具有针对性和可行性，那么首先就要对高层建筑结构优化设计中所存在的问题进行分析，为下文提出对策做出铺垫。
1.1超高问题
高层建筑，顾名思义就是楼层高度相对普通楼盘要高出很多，总体高度在24~100m之间。高层建筑在功能和美观上都更受人们的欢迎，但是在抵抗自然灾害上，高层建筑的问超高题则被进一步放大。在面对台风，火灾，地震等灾害的时候，高层建筑更容易发生坍塌问题，因此，安全问题是高层建筑最为人所关注的一点。在对高层建筑进行设计时，设计时除了要考虑到建筑的美观，实用性以外，考虑最多的还是建筑的安全问题。而由于高层建筑工程让庞大建筑整体结构复杂，安全问题即便在设计初期便开始考虑，到实际施工中，仍有很多的变数需要设计师和工程师去面对。并且很多高层建筑在开工之后会根据设计方的要求再进行改动，这是如果在对建筑进行重新规划的话，那么很容易遗漏某些安全领域的问题，从而造成安全隐患。
1.2扭转问题
在建筑领域，扭转问题是非常关键和核心的一个问题，在世界范围内都受到了普遍的关注和研究。高层建筑对扭转设计直接关乎到高层建筑地理自然灾害的能力，尤其是在面对台风和地震时，建筑的扭转问题直接关乎到建筑的安全性。建筑在进行设计和施工时，因为某些不可抗的因素难免的会出现建筑的不平衡，不对称。在低层建筑中，这种不平衡，不对称可以被忽略不计，而在高层建筑中，这种不对称、不平衡则可能会酿成灾难性的后果。高层建筑中楼体的平衡关系以及力学构架是整个扭转问题产生和解决的核心。随着人们的物质生活水平发展以及审美需求的提高，单一的完全对称性建筑已经不能够再满足人们对建筑的期盼，更加多元化的高层建筑受到人们的追捧，这为设计师的工作带来了更大的挑战性和难度。一方面设计师要保证楼盘设计整体的安全性和抵抗自然灾害的能力，另一方面又要考虑到楼盘的艺术价值。
2剪力墙结构设计要点分析
2.1注重分析结构受力点
首先，基于剪力墙结构形式特点，设计中必须注意剪力墙结构的延性设计，要采用相应的提高延性的措施，以增强结构抗倒塌的能力。其次，高层建筑轴向结构设计必须对建筑结构承受荷载的基本情况予以明确，高层建筑受竖向荷载和水平荷载的影响较大，而剪力墙能对横向及竖向荷载进行协调和抵抗，即使在高强度的水平荷载作用下也可将其侧移距离保持在合理范围内。
2.2结构布置要点
只有对剪力墙进行合理布局，才能体现该结构的作用，因此要根据建筑结构特点及建筑使用功能对剪力墙进行合理的选型布置。在设计中，剪力墙应尽量布置在建筑物端部、转角、平面突出及荷载较大的位置，如山墙、电梯间等。在对剪力墙布置时要保证双向均匀，保证合理的间距，为了减少地震作用下的扭转效应，应使平面的刚心和重心尽量重合。通过截面采用I、L、T型的组合墙形式，在布置中要尽量减少一字墙设计，短肢墙也不宜过多采用，以此达到剪力墙稳定性和延性的要求。
2.3剪力墙厚度设计要点
剪力墙结构墙厚设计与高层建筑稳定性设计相统一，设计人员要明确剪力墙厚度要求，采用合适的厚度设计，墙厚大于300mm时，则需要在端部中间设置钢筋，并沿墙肢方向设置箍筋，以满足剪力墙稳定性、刚度和强度的要求。另外，为了给后期建筑施工带来便利，在设计墙的厚度时，应以结构层高最小值来选取合适的剪力墙结构厚度；结构厚度确定后要对剪力墙结构支撑点进行明确，如支撑点可以采用剪力墙与剪力墙相交处及剪力墙与楼板交接处等；为了达到高层建筑结构的抗震要求，应以建筑层数及施工材料来加强底层结构设计，若建筑物处于地震频率较大区域，还应加强底部剪力墙结构厚度，以此提高建筑整体结构的抗震性能，达到剪力墙结构的抗震效果。
3高层建筑结构设计要点
3.1重视轴向变形问题
通常情况下，高层建筑在竖直方向会产生巨大的荷载，所以在荷载力的影响下出现轴向变形的几率相对较大，所以设计人员必须对这一情况引起足够的重视。在出现上述情况时，连续梁支座负弯矩数值迅速降低，正弯矩迅速升高，针对这一情况，设计人员需要通过细致的观察，并在观察中对构件进行对比，并进行相应的计算，还要对构件的下料距离作出判断，然后合理分配下料。
3.2钢筋混凝土结构问题
在高层建筑施工建设中，主要利用的是钢筋混凝土结构，这一结构具有良好的经济效益，而且可以从多种渠道获得建筑使用原料，施工人员可以使用钢筋混凝土完成各类复杂断面的浇筑和结构施工，而且，此类建筑结构还具有良好的耐火性能及抗震效果，但是高层建筑钢筋混凝土结构中经常会出现较大断面的构件，因此设计人员要引起相应的注意。中国很多高层建筑会使用到钢筋混凝土结构，在高层建筑结构设计中，设计人员需要对钢筋混凝土结构的承载力以及建筑平立面的外形尺寸进行合理把握。就目前来看，一些设计人员在钢筋混凝土结构的承重力设计方面考虑不周全，比如在设计中进行对规则结构准则作出了要求，但是并没有进行定量分析，也没有针对高层建筑中的不规则结构进行特殊考虑。所以在高层建筑项目建设中，如果要采用此类结构，则需要对上述问题进行考虑。
3.3荷载与高度问题
在高层建筑结构设计中，要能够考虑到建筑的防震和防风效果，而且，在具体的设计中一方面要能够考虑到建筑自身的高度，另一方面则需要考虑到建筑的水平荷载力。水平荷载力主要作用于建筑的防震效果，所以在结果设计过程中，处于安全方面的考虑，要对建筑的水平荷载力予以明确。
3.4扭转问题的解决办法
随着人们审美需求的提高，单一的完全对称性的建筑设计已经不能够再满足人们的需求。个性化，多样化的建筑正成为城市发展的趋势。而即便如此，设计师在设计时仍然要在一定范围内寻求建筑形状和结构的对称，以此来保证建筑的受力合理。尽力使建筑物的质量重心和力量调度中心结合在一起，最大限度的增强建筑的抗灾害能力。并且在设计完之后，施工方在实地操作时要与专业的建筑人员相互合作，相互促进，最大限度的调整因设计上的缺陷而造成的建筑结构上的不足。即使在设计不规则建筑时，设计师也应从更大的层面上，从整体的层面上去思考建筑的平衡性，力求通过力学结构的改变来解决建筑的扭转问题，减少因不规则而造成的建筑不稳定。
结语
综上所述，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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