高层建筑结构设计问题研究

高层建筑结构设计问题研究

摘要：c高层建筑作为一个新兴的时代产物，拥有非常广阔的发展空间，同时其

也拥有其他建筑类型所不曾拥有的复杂性和多变性。目前，有越来越多的结构设

计方案出现在高层建筑中，其结构类型也越来越复杂多变，其设计体系也越来越

多样化，为高层建筑结构的设计工作人员带来了巨大的挑战，本文对高层建筑的

设计问题进行了分析，并提出了几点针对性策略。

关键词：高层建筑；结构设计；问题研究

引言

随着我国的城市化进程的加快，人口大量涌向城市，导致城市的用地面积紧张，而高层

建筑完美的解决了这一问题。高层建筑具有减少市政投资，增加企业社会效益和经济效益，

加快城市化建设的作用，不仅节约了城市用地，还可以缩短公共设施和市政管网的开发周期。虽然高层建筑的发展十分迅猛，但是就实际情况而言，高层建筑在我国的发展仍未成熟，设

计和建筑技术上都还有待提升，本文对其存在的不足和技术要点进行了分析。

一丶高层建筑结构设计中容易出现的问题

高层建筑设计的技术要点非常多，其中包括了如何计算建筑的高宽比例，如何保持建筑

的平面、体积、立面的质量和刚度之间的平衡，使整个建筑具有稳定性，在结构设计的众多

技术要点中，抗震、防风、防火以及建筑的扭转问题是高层建筑中需要注意的重点。

（一）高层建筑中的抗风结构设计

楼层多，建筑高是高层建筑的特点，因此与其他类型的建筑相比，建筑表面更容易改变

风的流动性和空气的动力效应，在建筑比较柔软的部分，空气会产生动力形式和静力形式，

并且产生振动，对建筑的墙体、内部装饰以及支撑结构产生破坏性的影响，使建筑的稳定性

收到破坏。因此，为了保证人民的生命财产安全，必须在进行高层建筑的设计时进行抗风结

构的设计，避免建筑物收到自然因素的侵害1。

（二）高层建筑中的抗震结构设计

高层建筑中的抗震设计一直都是建筑业的一个难点，因此每个地区的地质环境不同，抗

震数据并非每个地区都能够适应，因此，地震结构的设计具有多变性，再加上设计人员的设

计思路不够灵活，导致抗震结构设计的作用没有得到充分发挥。

（三）高层建筑中的防火结构设计

由于高层建筑的建筑材料具有易燃性，其楼层又比较多，发生火灾时因为楼层的原因难

以疏散群众，不利于火势的控制。所以我国出台了明确的法律规定，高层建筑的消防设计必

须科学合理，从根本上杜绝火灾的发生。因此，火势的控制、群众的疏散以及排烟系统的设

计等都是防火结构中的设计难点，很多高层建筑由于防火结构设计的不合理而导致了悲剧的

发生2。

二丶针对高层建筑结构设计中问题的对策

（一）制定合理的抗风结构设计方案

合理的防风结构设计方案能够有效的保证高层建筑的抗风性从而达到稳定高层建筑结构

的效果，因此，可以在基础设计中采用高级砂石，在基础持力层设计时加设抗拔锚杆。增加

高层建筑内部耗能结构的设计，比如利用耗能构件对楼板等非承重构件进行耗能设计，以减

少风能对于高层建筑的影响。在设计时也要注意水平力对于建筑的影响程度，并且在施工时

采用高性能混凝土，减少结构内力的出现。该设计主要是考虑到高层建筑在风里的作用下非

常容易产生结构内力，其与风力结合后会出现更大的水平作用力，对建筑的稳定性造成影响。因此，需要对高层建筑的结构承载力和抗风力进行合理的验算，并在此基础上指定一个放大

系数，在更大程度上保证高层建筑的抗风性能3。

（二）制定合理的抗震结构设计方案

高层建筑的抗震结构设计是到目前为止依然在建筑业存在的一大难点，根据对实际的建

筑企业进行了调查和研究后发现，高层建筑的抗震结构设计需要做到以下几点：第一，在设

计中应该合理的布置抗侧力部件，在进行设计时，通过改变抗侧力部件的位置来形成水平方

向上的应力分布系统，加强竖直方向的侧力结构性能，形成完整的应力分布，使建筑水平方

向的对称在地震中免受破坏。第二，通过高性能的剪力墙设计，增加墙体以及楼板的刚度来

控制建筑实现位移，从而达到抗震的效果，据实际研究表明，高强度的剪力墙可以有效的剪

力墙在地震时有效的吸收建筑内力的能力。第三，在抗震过程中，高层建筑的地基非常容易

遭受破坏，因此，在进行抗震结构的设计时，可以采用桩基深埋的方式，增加桩基与上部结

构的联动性，从而增加高层建筑地基的抗震性。第四，简化和一体化高层结构构件的整体结

构可以有效增强高层建筑的抗震能力，在设计时，可以对扶壁、简脚进行简单的处理，达到

建筑物的对称。

（三）制定合理的防火结构设计方案

在进行高层建筑的防火结构设计时，首先要做的就是加强防火结构之间的距离控制，必

须要符合实际情况和地形条件，并在此基础上进行加大处理。使用的材料也应该为耐火材料，减少易燃材料的使用，从而使建筑的防火性能得到提升。由于高层建筑的疏散一般都是垂直

向下的，对于人员的疏散非常不利，因此，在疏散通道的设计时可以采用双通道的方式，增

加防烟区、避难区等区域，增加建筑的防火能力，并且在建筑中加入防火层，阻止火势的蔓延，提高建筑的整体消防能力4。

（四）布置合理的平面格局

在进行高层建筑的设计时，三心不合一能够直接导致建筑物的质量出现分布不均的情况，并产生扭转问题，所以在进行高层建筑的设计时，应该尽量的避免使用L、十字形等复杂的

平面形式，应该采用正方形、圆形等较为规则的图形，在特定的情况或是特色的要求环境中，必须严格按照相关的规定进行设计，尽可能的保持建筑结构的对称性。

结束语

高层建筑的设计是一个非常复杂且繁琐的过程，对于设计人员而言是一项高难度的挑战，其设计的质量能够对高层建筑的后期施工质量产生直接的影响。同时随着社会经济的发展，

人们对于生活的质量越来越高，高层建筑的设计也越来越多样化，高层建筑中出现的问题也

越来越多。因此，在激烈的市场竞争中，建筑施工企业要想持续稳定的发展，就必须要解决

高层建筑结构中存在的问题，提高建筑施工的质量水平，为社会建设做出更多的贡献。

参考文献

[1]龙胜权.高层建筑结构设计问题及对策研究[J].城镇建设，2020，（5）：69.

[2]马文亭.高层建筑结构设计的问题与对策研究[J].四川水泥，2020，（5）：98.