浅析高层建筑结构设计的难点

浅析高层建筑结构设计的难点

我国建筑行业发展至今，不管是其规模还是建筑技术在国际领域都是名列前茅。在建筑工程中，结构设计环节，是高层建筑未来施工的主要参考依据。它具有基础性、关联性、创新性等特征，在当代城市规划中，发挥着越来越重要的作用。基于此，结合国内高层结构设计的相关理论，着重对其设计难点进行分析，以达到降低高层建筑建设成本，保障结构设计质量的目的。

标签：高层建筑；结构设计；难点分析

一、高层建筑结构的特征

与普通建筑相比，高层建筑需承载垂直和水平两个方向的荷载，因此，其对结构的荷载承受能力要求更高，其中垂直荷载主要是由建筑物高度引起的，而水平荷载则是由外界风力产生的，外界风力和地震都是影响高层建筑结构稳定性的重要因素，另外，建筑层数的增高也会加快建筑物的位移速度，而过快得位移速度则会对建筑物的功能性和建筑物内住户的舒适度产生直接的影响，并且过大的侧移位还会对建筑的结构和非结构构件造成损害，因此，相关人员在进行高层建筑结构设计时，需合理控制建筑物的侧移范围，才能保证其结构功能性良好。

二、高层建筑结构的设计原则

（一）基础方案的合理性

高层建筑结构基础施工方案，是保证高层建筑施工整体性和良好性的基础保障，在实际的建筑结构方案设计当中，相关设计单位需要依照具体施工地质条件，依照具体的建筑施工要求来对结构实施设计。一方面，在建筑结构基础方案的配置上，需要和地质调查报告进行对接，保证其中各项调查数据充分符合工程施工标准。另一方面，在进行高层建筑施工过程中，还需要对建筑实施综合性进行分析，特别是对建筑整体结构的稳定程度、每一个环节的负载加以考虑，通过这种施工设计方式，充分保证工程施工的稳定性。

（二）结构措施完善

在高层建筑施工当中，除了需要对基础施工方案和施工图纸进行设计之外，其中还有一个比较重要的施工原则是相关施工单位经常忽略的问题，那就是需要保证建筑结构实施措施完善化。相关设计单位在对高层建筑结构进行设计的过程当中，需要充分地注意各部分组件相互之间的衔接程度。比如建筑体当中的钢筋锚固长度等，同时，设计单位还需要充分注意建筑体存在的一些薄弱环节，建筑体本身的温度对建筑体组件产生的影响等，对这几个方面的问题，在实际的设计工作当中，需要充分遵循“强柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉”的基本结构设计原则，保证高层建筑结构设计的稳定性。

三、高层建筑结构设计难点分析

（一）基础设计要点

从高层建筑的总体结构而言，高层建筑设计标准，符合国家高层建筑设计要求，是建筑结构设计达到最佳状态的表现，这也表明高层建筑整体受力足够稳定。但不论高层建筑顶层设计如何变化，都离不开高层建筑结构的基础部分，高层建筑结构设计，作为建筑施工的主要参考标准，必须做好基础环节的设计。由此，设计人员必须将高层建筑结构设计的基础要点作为体系规划的一种形式，进行地基基础的科学规划，把握高层建筑结构设计难点，通过多方案的比较确定地基基础设计方案。

（二）高层结构设计稳定性

城市高层建筑结构设计稳定性分析，是指高层建筑结构设计整体与部分之间的协调程度，避免出现高层建筑框架设计失衡，高层建筑承载力不够的问题。一般来说，高层结构设计的稳定性，与高层主体建筑关联程度之间存在联系。因而，高层建筑结构设计，必须要合理控制高层建筑结构建设体系，形成相互协调的高层建筑结构承载模式。例如：我们常说的高层建筑主体梁部分设计，就属于高层建筑结构设计稳定性因素表现形式。同时，高层建筑框架辅助部分，也需着重分析高层建筑剪力墙结构、框架剪力墙之间的受力平衡度设计，确保高层建筑结构设计后，能够具有良好的抗震、防震能力。例如：高层建筑中女儿墙设计与主梁设计的吻合程度等，都属于建筑框架设计稳定性的问题。

在高层建筑结构设计过程中，材料应用结构设计问题，也是其设计难点所在。一方面，高层建筑设计受到垂直重力的影响，建筑层数越高，建筑底层结构构件的轴压比越大。此时，除了做好高层建筑地基部分稳定性分析，也需在高层顶部材料应用时，科学规划钢筋混凝土及钢材强度，保障高层建筑整体稳定性以及各个部分材料应用协调性就显得尤为重要。另一方面，高层建筑中玻璃幕墙等外部装饰材料带给主体建筑的“压力”，也需设计人员在前期做好结构受力点分配，才能够避免高层建筑施工时构件强度和截面不满足需求的问题。

高层建筑结构设计中，建筑结构参数设计，也是其设计问题中的一方面。应严格按照规范的相关条款进行参数选择。通过参数的选择和调整使轴压比、剪重比、刚重比、层间位移角、位移比、周期比等计算结果在满足规范要求的前提下做到经济合理。举例来说，某高层酒店进行结构设计时，设计师结合本高层结构设计区域特点，在建筑结构参数设计要点，通过多种结构方案和结构计算程序的分析，以较为精确的参数值，进而提升本工程结构设计的可靠行、经济型及舒适性要求。达到业主对工程造价的控制以及结构在地震和风荷载作用下的位移要求。

四、结语

综上所述，高层建筑结构设计难点分析，是當代建筑设计开发的理论归纳，

对当代城市高层建筑结构设计创新，具有指导性作用。在此基础上，地基基础设计要点、高层结构设计稳定性、新材料应用结构设计问题、房屋高宽比设计要点以及建筑结构参数设计要点把握，是解决其结构设计难点的条件。因此，浅析高层建筑结构设计难点，将为当代高层建筑科学规划提供借鉴。

参考文献

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[2]傅学怡，邸博，吴兵.高层、超高层建筑结构设计调平法及其应用[J].建筑结构学报，2018，39（05）：84～90.