李文杰
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摘要：不同于普通的低层建筑，高层建筑在建设过程中，必须重点加强对结构的设计，因为它关系到建筑物的牢固度、安全性与稳定性，科学的结构设计也能够为日后的养护等工作打下坚实基础，进而影响到人们的生命健康安全、以及建筑物功能与作用的发挥。本文针对高层建筑结构设计的问题及对策展开讨论。
关键词：高层建筑；结构设计；问题；对策
引言：
随着经济的不断快速发展，我国城市化进程的推进速度也在不断加快，对建筑物提出的建设要求越来越高。建筑行业虽然整体发展形势相对比较良好，但是由于当前我国土地资源已经处于非常紧张的状态。高层建筑的兴起逐渐成为城市发展中非常重要的一部分，现代高层建筑在设计以及建造过程中，由于层数比较多，同时高度也比普通建筑物要高，所以必须要保证建筑物的结构具有非常良好的稳定性和安全性。这样不仅能够为高层建筑的质量提供保证，而且还能够减少对土地资源的大量消耗。
一、高层建筑结构设计基本原则
1、选择合理结构方案
在高层建筑结构设计中，首先要保证建筑结构的合理性，其次保证其经济性，使得结构体系与结构形式切实可行、传力简捷、受力明确。在同一个结构单元中不适合使用不同的结构体系，在地震区要力求竖向与平面的规则。总之，要对工程中的设计要求、地理环境、材料供应以及施工条件等方面进行全方位的分析。水、暖、电等方面要充分协商好，在这些基础上开始结构选型，确定好结构方案，对各种方案进行比较，选择好的方案使用。
2、选择合适的基础方案
基础设计应根据工程地质条件，上部结构类型与载荷分布，相邻建筑物影响及施工条件等多种因素进行综合分析，选择经济合理的基础方案，设计时宜最大限度地发挥地基的潜力，必要时应进行地基变形验算。基础设计应有详尽的地质勘察报告，对一些缺少地质报告的建筑应进行现场查看和参考临近建筑资料。通常情况下，同一结构单元不宜用两种不同的类型。
3、正确分析计算结果
在结构设计中普遍采用计算机技术，但是由于目前软件种类繁多，不同软件往往会导致不同的计算结果。因此设计师应对程序的适用范围、条件等进行全面了解。在计算机辅助设计时，由于结构实际情况与程序不相符合，或人工输入有误，或软件本身有缺陷均会导致错误的计算结果，因而要求结构工程师在拿到电算结果时应认真分析，慎重校核，做出合理判断。
4、选择合适的计算简图
计算简图选择合适与否，直接关系到高层建筑结构的安全性，一个只包含铰结点或钢结点计算的简图是不能详细反映安全隐患的，在选择计算简图的时候，应该选择能够表现误差的，然后综合调整，把误差设置在允许的范围之内，才能实现对建筑物薄弱点的有效保护。
二、高层建筑结构设计存在的不足
1、结构的超高问题。
在抗震规范与高规中，对结构的总高度都有严格的限制，尤其是新规范中针对以前的超高问题，除了将原来的限制高度设定为A级高度的建筑外，增加了B级高度的建筑，因此，必须对结构的该项控制因素严格注意，一旦结构为B级高度建筑甚或超过了B级高度，其设计方法和处理措施将有较大的变化。在实际工程设计中，出现过由于结构类型的变更而忽略该问题，导致施工图审查时未予通过，必须重新进行设计或需要开专家会议进行论证等工作的情况，对工程工期、造价等整体规划的影响相当巨大。
2、不科学的嵌固端设置
建筑的二层或二层以上的地下室的顶板之上一般是高层建筑物中嵌固端位置，但是结构设计人员在设置嵌固端时，往往会忽视嵌固端的位置设置的这个问题，比如嵌固端的位置不够协调，没有注意嵌固端楼板的设计问题，结构抗震缝设置不够合理。因为这些问题，也许就使建筑结构设计的后期工作不合格，要进行重复修改，所以我们一定要重视嵌固端的设置，以免为高层建筑的施工留下安全隐患。
3、建筑结构设计不合理
目前我国高层建筑结构设计不合理主要体现在以下几个方面。第一，我国各大城市高层建筑数量不断增加，防火结构设计不合理。其复杂的结构将在一定程度上导致就业的复杂性。同时，这些建筑材料具有一定的易燃性。第二，高层建筑的抗震结构不合理。目前，我国大型建筑工程中容易忽视高层建筑的抗震设计。由于地震结构设计需要一些非常复杂的步骤，施工难度大，造价高，需要考虑许多施工环节，因此地震结构正在进行中。目前我国高层建筑的抗震结构还不完善。其主要原因不仅在于设计水平不高，而且工作量大，这会使混凝土建设者的心理放松。最后，我们高层建筑的防风设计是不合理的。就我们以往多层大厦的设计而言，已不再有防风设计。但是在高层建筑中采用防风设计是非常重要的。风阻设计不仅可以保护上壁皮，防止和控制脱落，而且对稳定性也起到一定的作用。
三、加强高层建筑结构设计对策
1、控制楼层的高度
高层建筑的稳定性是决定这个建筑物自身能否保留下来决定性因素之一，而影响高层建筑物的因素十分复杂。其中，大楼的高度问题对高层建筑物的稳定性起决定性因素，因此我们要重视对于大楼高度控制的问题。国家应在政策上对高层建筑物的高度进行明确的规定，严令设计师按照相关规定来设计高层建筑。在推出A级限度后，出台B级指标，同时可以将高层建筑的相关规定纳入法治化轨道，如果存在超高建筑就对其进行法律上的惩罚。
2、结构体系选择
结构体系的选择，应从建筑、结构、施工技术条件、建材、经济等各专业综合考虑。结构的规则性问题。规范在这方面有相当多的限制条件，例如：平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等，而且，采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。”因此，结构工程师在遵循规范规定上必须格外注意，避免后期施工图设计阶段工作的被动。
3、嵌固端位置的合理设计
关于提高抗震性能设计的高层建筑，当上部结构的嵌固端为地下室的顶板时，应按上部结构来决定地下一层的抗震等级，同时可根据具体情况来决定地下一层以下结构的抗震等级。一般来说，如果地下室中超出上部主楼范围且没有地上结构的抗震等级在具体考察后采用三级或四级。关于9度抗震的设计，那么地下室结构的抗震等级不能小于二级，选用地下室的现浇顶板，其厚度要大于180毫米，并且不能留有较大洞口。
4、设计方案的科学选择
为了确保高层建筑结构设计符合相关的应用要求，相关设计师需根据实际情况，选择最佳的结构设计方案，综合分析各个影响因素。确保高层建筑结构设计方案与国家相关建筑设计文件制度、标准规范，尽可能规避对高层建筑予以超高建设,另外，设计师在设计高层建筑结构过程中，要认真勘察施工环境，并综合分析现场的实际条件，特别对工程涉及的环境因素予以充分地考虑，结合现场情况，选择最合适的建筑结构设计方案，为工程后期投入施工环节打下良好的基础。
结束语
高层建筑结构设计，是一个长期、复杂、甚至循环往复的过程，任何在这过程中的遗漏或错误，都有可能使整个结构设计过程变得更加复杂或使结构设计结果存在不安全的因素。要想保证高层建筑中各类结构设计问题得以合理的解决，最终需要设计人员的参与，这就要求结构设计人员不断提高结构方案的设计水平，这样才能为高层建筑的质量安全奠定基础
参考文献：
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