高层建筑结构设计特点及相关问题

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一、我国建筑结构设计所具有的特点分析

1、影响结构设计的主要因素是建筑物的水平力。以重力为代表的竖向荷载控制，在建设底层房屋、多层房屋及高层的结构设计中都起到了至关重要影响。虽然竖向荷载控制对高层建筑结构设计产生重要影响，但是水平荷载控制在高层建筑中起到决定性的作用。这是因为高层建筑在竖向构件中，建筑物本身的重量和楼面使用荷载所引起的轴力和弯矩的数值，比水平荷载对结构产生的倾覆力矩，以及在竖向构件中由此所引起的轴力数值比例大出了一倍。

2、影响结构设计的另一个关键因素是建筑物的侧移。建筑物的侧移在高层和底层建筑物中的结构设计区别在于控制重点不同，高层侧重于侧移的控制。随着建筑物的建筑高度增加侧移的速度和变形而迅速而加快。所以一定要在规定的高度范围内控制住水平荷载下的建筑物的结构侧移。

二、高层建筑在建筑结构设计中的问题

1、设计质量下降

进行高层建筑设计所需的人力和物力资源比一般的建筑方案设计要大得多，而且其设计时间期限一般较短，所给予的设计经费较少，设计任务量又较大，因此，高层建筑设计任务经常出现无人接收问题，就算设计任务被接受，其设计质量也往往是差强人意。施工单位在承包一项工程后，往往会将这个工程的高层建筑设计任务进行转包，因为施工单位很少有具备专业高层建筑设计资格的，但是由于工程转包的设计单位可能也缺乏相应的经验和人才，此情况下往往会因为建筑市场的混乱而造成高层建筑设计工作的失败。

2、参与建设人员的素质相对不高

高层建筑设计工作本身就是一项任务繁重的工作，而当前建筑高层建筑设计行业又普遍存在设计人员专业素质缺乏的现象，这更加突出了高层建筑设计的问题。除了设计人员的专业素质缺乏之外，施工单位往往也存在施工人员和高层管理人员缺乏专业素质和职业素养的现象。

3、高层建筑的设计方案存在问题

由设计单位的设计人员等原因造成柱脚设计不符合原来的要求，柱脚设计按高层和底层建筑的不同要求分外包设计、埋入设计和外露设计三种。底层和民宅房屋常采用外露设计。在高层建筑中柱脚的刚度由底板的弹性和塑性变形决定，如果底板出现变形就会导致高层建筑的变形，建筑物的结构就会遭到破坏。所以设计人员必须对这些问题充分考虑或者是在进行内力分析时就要重点防止柱脚节点受到破坏。

三、提高建筑结构设计的措施研究

1、加强监督机制对设计要求的管理

高层建筑进行设计之前需要对承包商和设计单位的设计合法资质进行审查，对高层建筑的构件质量合格性和相关单位对于高层建筑结构制作的保证能力、施工安装能力进行检查和评价。由于高层建筑设计存在特殊性和热属性，工程主管部门必需加强高层建筑设计单位的设计管理严格进行审查，做好施工前准备工作。对于承包企业的房屋结构的施工安装能力和结构件的制作能力进行监督和评。高层建筑符合作业要求:需要设计安装资质符合规定，并保证承包企业能按照高层建筑工程建设的相关规定进行严格施工。

2、提高高层建筑设计图纸的深浅程度

在多层次、跨度较大、体型复杂还有大幅震动和高温密闭的设计时都会采用高层建筑设计。设计单位的设计资料必须满足高层建筑设计的要求。设计人员对设计的要求不断改进、尽心竭力态度决定图纸的质量。这样才能保障建筑工程的施工质量。建筑设计的工程师作为建筑结构的设计方案主要负责人，必须要对设计方案进行严格审查，把好建筑设计关，确保建筑施工的顺利进行，保证能预定的时间内开始动工。提高建筑设计的安全性、经济性，保障有效发挥设计的科学性，使得建筑设计质量得到提高。高层建筑由于长时间暴露在空气中，没有深度的防腐设计，会导致建筑中的钢材出现腐蚀现象，由于被腐蚀的钢材在用于建筑结构中促使构件截面的面积逐渐变小，使建筑物的建筑质量出现严重的问题。所以负责设计人员应该对高层建筑腐蚀问题和实际情况做出有效的有深度防腐蚀设计，一定实施最优的解决对策与最佳的设计方案来提高建筑经济性与安全性能。

3、加强高层建筑设计方案合理布局

设计方案应该根据高层建筑几个不同自身结构形式，综合考虑到建筑的形式特点。设计人员设计出最好的设计方案。前期必须对建筑的实地情况和周边的环境进行汇总和分析。组织专业的设计团队和人员对设计图纸可操作性进行确认。在进行建筑图纸编制中专业的设计人员要利用科学的设计方法进行图纸设计，反复进行论证图纸的可操作性，保证图纸设计的准确性。

4、进行高层建筑设计工作时不能只追求表面功能

要将其功能性深入化，提高其设计深度。要考虑建筑物所能遇到的多种环境状况，并根据这些环境状况来设计高层建筑的使用性能，以此提高建筑物的使用年限。这样优质的高层建筑设计成果还能够为设计单位树立品牌和提高信誉度。高层建筑设计方案完成后，不能立刻投入施工中，要对其进行重重的审查，只有满足多重审核之后，充分保证了设计方案的合理、科学性之后，才能将设计方案正式投入施工，这样能够避免设计施工的风险。

5、在进行设计工作时，无论是自己进行创新还是借鉴外国先进的设计方案作品

都要根据自己的实际情况来进行高层建筑设计任务。只有保证建筑物结构的稳定性以及建筑的使用性能，这里的使用性能即建筑物的舒适性、健康性以及自由性，才能说明这个高层建筑设计的成功。而且，在设计时要充分考虑到高层建筑在建筑物内部的作用和载重性能，要遵循一般的规律和原则进行设计工作。

四、结语

经济的发展带动了建筑业的进步，同时促进了高层建筑在建筑业中的广泛应用。随着建筑功能的多样化和建筑造型的不断变化，人们对于高层建筑设计的要求逐渐提高，高层建筑在建筑结构设计中的问题日益突出，本文主要就该问题进行分析，寻找解决问题的主要措施。

作者:聂家忠 单位:湖北金扬建设工程有限责任公司