孫善堂

摘 要：近年來隨著我國國民經濟的提高，我國建筑行業(yè)的發(fā)展也呈現出一種良好態(tài)勢。與傳統(tǒng)的建筑設計不同，現代人們在對建筑物的美觀和藝術性方面提出了更高的要求，這使得建筑外觀立面與之前有了較大差別，為了追求建筑的美感使得外形變得更加復雜多變，這不僅大大增加了建筑物的設計和施工難度，對于一些高層建筑而言，在建筑的安全性尤其是防震性方面也變得更加脆弱，這就要求建筑物在結構設計中更加科學合理，本文就對高層建筑結構設計中所存在的問題進行簡要的分析，制定相應的應對措施。

關鍵詞：結構設計；高層建筑；措施

一、結構設計中的問題

（一）建筑基礎選型問題。建筑基礎是建筑結構中最重要的組成部分之一，建筑物的所有荷載最后都要由建筑基礎來承擔，建筑基礎的安全可靠關系到整座建筑物的安全，而對于高層建筑來說，建筑物整體質量更大，在對建筑基礎結構的設計上，要求建筑基礎的整體性較好，可以承受建筑的質量以及適度的變形。因為高層建筑所需資源較多，所以在基礎的選型上要既要考慮到建筑整體的安全性還要兼顧建筑的成本控制。目前我國高層建筑基礎主要有筏板基礎、箱形基礎以及條形交叉梁三種類型。高層建筑在選型時要充分考慮到建筑物的層數以及類型等諸多因素，以此來確定建筑物最終的基礎類型。

（二）地下室外墻。地下室外墻主要承受兩種荷載，水平荷載和豎向荷載，豎向荷載主要是由建筑上部和自重組成，而水平荷載則主要分為地面活載、側向土壓力、人防等效靜荷載等幾部分組成，在現實的建筑結構設計中，一般不對豎向荷載進行考慮，鋼筋的配置僅僅按照墻板設計的變形程度來進行計算，而對于地下室外墻的厚度以及混凝土強度等等其它要求，都應該按照建筑工地的實際情況，如地下水位，地下室層數和層高，埋深等因素來進行綜合的考慮與分析，對于高層建筑地下室外墻的厚度，一般都要求不低于250mm，而對于地下室的混凝土強度根據地下室的特殊情況也有要求，混凝土水泥的等級不能夠太高，因為這樣水泥的用量過大容易產生收縮造成的縫隙，但是高層建筑有限定，不能低于C30級，對于地下室外墻的防水要求，應該依據具體的最大水頭與墻厚之比來進行計算，不過無論哪種滲透等級都不能夠小于0.6MPa。

（三）連梁超筋。在框剪結構和剪力墻結構中連梁超筋非常普遍，造成連梁超筋的原因是計算剪力不能夠達到減壓比的要求，一般來講剪力墻的墻肢通過連梁組成一個整體，從而讓剪力墻擁有比較大的抗側剛度。在剪力墻發(fā)生形變的時候，連梁此時就會承擔很大的彎矩和剪力。連梁會最先開裂，這也正是連梁在地震時起到的保護，連梁超筋會造成連梁不能把保護作用發(fā)揮到極致，連梁超筋一般都分為幾種情況；平面中的墻段過長，其中容易發(fā)生連梁超筋和墻面的強制平面長度大小均勻。

（四）回彈再壓縮。在挖掘建筑基坑的時候，在基坑四周摩擦角范圍之內的土因為受到了約束，一般不會發(fā)生反彈，但是在基坑的中心部分，基土反彈的情況非常容易發(fā)生，這個時候會進行人工基土清理，基土反彈一般發(fā)生在較大基坑，對于相對較小的基坑，基土彈性較小，一般可以直接忽略。而在對小型基坑沉降進行計算的時候，一般都是按照基地附加應力進行。而對大型基坑計算沉降的時候，應該采用基地壓力進行計算，而被基坑邊緣土約束的那一部分則是被當做安全儲備，這種計算方法會導致實際沉降小于計算沉降。

二、應對建筑結構設計問題的措施

（一）抗震結構設計。在對建筑結構設計的過程中，對于建筑防震的設計是一個重要的考慮因素，地震的威力很大，對于高層建筑的打擊更是致命的，高層建筑結構設計中應該對防震進行特別的關注，尤其是對處在地震頻發(fā)地區(qū)的建筑物，對它們的防震設計要求要更加嚴格，對于那些并不處在地震帶的高層建筑也要提高重視。在高層建筑的高層部分，建筑會變得更加“柔”，地震對高層部分的影響也更加大，地震帶來的強大力量會造成高層建筑的上半部分變形嚴重，為了減少的建筑物倒塌的可能性，高層建筑在結構的設計上必須能夠保證整棟建筑物的延性，在發(fā)生較大形變的時候依然可以保證建筑物不被徹底的損毀。

（二）充分收集關鍵信息。 高層建筑在進行結構設計之前，一定要充分了解施工地區(qū)的各種信息，如施工地的土質，風壓和雪壓，以及非常重要的地震情況，在對所有資料進行詳細了解之后才能準確地進行就工程建設的各項參數。這些資料可以從相關文獻中獲取，而對于另一些建筑中所要使用的材料情況，也要進行詳細的了解，地區(qū)的不同一些關鍵材料也會有差異，例如在建筑施工中非常重要的墻體維護主材，這種材料對于墻體的荷載起著重要的作用，不同的材料會導致墻體荷載能力不同，在結構設計中一定要充分考慮這些可變性因素，充分收集各種所需要的關鍵性資料，根據施工地的具體情況來制定設計計劃，這樣可以有效地減少因為信息參數不準確而造成的施工錯誤。

（三）準確設置參數?，F代建筑建?；径际褂糜嬎銠C設計軟件來進行，軟件進行建模方面快捷，但是有一點非常的重要，那就是對于參數的設計，參數的正確與否直接會影響到最后建模的正確。一般來說不要隨意地修改系統(tǒng)參數，在對參數進行修改時一定要注意參數的準確性，有些參數在同一系統(tǒng)里可能并不是所有地方都使用，例如在磚混結構里正確的參可能就不用于框架結構的計算，在參數進行設置的時候，一定要注意不同結構里參數的不同。對于使用計算機建模，必須要求使用者對計算機運行的情況和軟件的工作原理非常了解，一方面可以使使用者更好地利用計算機解決問題，另一方面有時候計算機也可能會出現錯誤，設計人員一定要能夠自己進行手動的核算，對結果進行仔細地檢查，避免設計出現較大的錯誤。

（四） 優(yōu)化設計結構。高層建筑的材料較多，考慮因素較多設計相對比較復雜，這個時候要求對成本有很好的控制，所以在相關的計算中，設計者一定要充分考慮成本，在滿足安全要求的條件下，不可以隨便加配鋼筋和加大構件的截面，以至于造成經濟上的浪費。而在建筑結構的安全設計中，設計者一定要注意對薄弱部分的加固，遵循“強柱弱梁、強剪弱彎、強壓弱拉原則”，避免出現超筋梁柱的情況。在提升建筑構件的延性上，一定要計算好鋼筋的錨固長度，充分考慮溫度對鋼筋應力的影響，避免建筑構件中出現薄弱的地方。在對結構的初步設計完成之后，一定要使用極限狀態(tài)來對這些結構進行驗證，確保設計的抗震性。在最后為了達到較大的經濟效益，設計者應該對整個結構設計進行優(yōu)化，從結構選型，計算還有其它細節(jié)方面進行詳細的分析，最終制定出最為高效節(jié)約的設計方案。

三、結語

對于高層建筑的結構設計， 首先要考慮的是其與多層建筑設計的不同。 在高層建筑中起到控制作用的是風和地震作用的水平荷載，已不再是豎向荷載，設計者在進行設計的時候要遵循高層建筑的設計原則，充分考慮到影響施工各方面的因素，然后根據具體的情況，進行建筑結構選型等操作，在建立初步的設計方案之后，要根據整體的情況進行分析，最終確定最合理的方案。

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