摘要： 高层建筑相对于普通工民土建建筑设施要求较高。目前我国在高层建筑结构设计中存在多种问题，给建筑的实际施工和日常使用管理带来巨大的困难。
Abstract： The requirements for high-rise building are higher than that for ordinary civil engineering facilities. At present there are many problems in high-rise building structure design in China， which bring great difficulties to building construction and daily use management.
关键词： 高层建筑；结构设计；空间布局；抗震等级
Key words： high-rise building；structure design；space layout；seismic grade
中图分类号：TU355 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）29-0139-02
0 引言
我国高层建筑发展迅速。然而，结合对我国目前高层建筑设计、施工过程进行的研究和分析，我们发现我国建筑行业在高层建筑结构设计中依然存在着诸多的问题，这直接影响着高层建筑实际施工的正常进行，也严重影响着建筑物的服务寿命，给高层建筑的日常使用带来严重的安全隐患。以建筑空间布局不当、嵌固端的设置不当、建筑材料的选用不当、建筑安全性无法得到足够保障等为突出表现的高层建筑结构设计问题严重困扰着高层建筑设计者。
1 高层建筑设计要点
高层建筑结构设计与一般工民建建筑结构设计有所不同，主要原因是：
1.1 总平面布置要求相对较高 高层建筑一般属于人口密集聚集区，建筑在使用过程中内部功能分区较多且复杂，设计人员需在考虑工程造价的基础上充分考虑建筑的实际使用效果，优化设计方案，为高层建筑预留足够空间的停车场，合理确定建筑采光间距，确保建筑物消防排烟、楼梯、电梯等竖向交通中心的运行通畅，考虑建筑物整体外观和与周边环境的相适应。
1.2 高层建筑设计需特别注意对侧移幅度的控制 高层建筑在施工过程中，其水平载荷随着工程的进行在不同的变化，随着高度的增加水平面上载荷分布的不均极容易造成建筑结构侧移幅度增大，不利于建筑整体的受力稳定性和结构稳定性，因此在设计工作中需特别注意对建筑结构侧移幅度的控制设计。
1.3 高层建筑结构设计中需注意对建筑轴向变形的分析与控制 高层建筑荷载较大且一般处在竖直方向上，建筑重心较高。尤其我国目前高层建筑施工中常选用钢筋混凝土结构，极大地增加了建筑的整体载荷，由此极容易造成建筑主要承重结构柱体产生巨大的轴向变形，同时对连续梁弯矩产生一定的影响，柱体的轴向变形会减少连续梁中间支座处的负弯矩值，而端支座的负弯矩值和跨中正弯矩则会出现增大的情况，因此在进行高层建筑结构设计时需对建筑各主要受力支撑进行一定的轴向变形分析与应力分析计算，对预制构件的下料长度进行细致的调整，保证高层建筑整体的使用安全。
1.4 建筑设计中的结构延性 高层建筑物相对于一般建筑物建筑结构来讲，结构较为柔和，这种特性可以保证建筑在一些突发的震动如地震、大风等自然冲击下产生一定的变形，以做卸力缓冲，保持建筑的稳定性。但在特别重大的冲击面前建筑可能会造成结构上的应力负荷过大，超过弹性变形极限，引起结构变形较大，产生塑性变形现象。为了使建筑结构在塑性变形后仍然具有良好的变形能力，避免出现建筑倒塌，在建筑设计时要采取一定的措施，以保证高层建筑的结构具有适合的延性。
2 目前在高层建筑结构设计中存在的常见问题分析
由于经济发展原因，我国高层建筑施工相对欧美等发达国家起步较晚，但随着改革开放对经济的巨大促进作用，我国高层建筑施工建设进度加快。但由于施工经验和技术的先天不足，导致我国目前高层建筑结构设计施工中存在诸多问题，而这些问题的直接体现便是高层建筑服务寿命和使用质量远不及欧美等发达国家。通过大量的研究与分析，我们发现我国目前高层建筑结构设计中存在的问题主要有以下几点：
2.1 建筑空间布局不当 高层建筑在设计过程中除了考虑建筑的实际使用功能，同时也要照顾到外在的美观和该建筑与周边设施的环境适应性。因此在高层建筑结构设计的实际工作中需要综合考虑建筑高度和建筑高宽比以及建筑与周边设施相对距离。
在某些地区的商品写字楼楼盘建设过程中，常出现各楼盘布局相对集中的现象，彼此间距过小。如某地两栋35层高度楼盘在进行设计时没有充分考虑北侧楼盘采光需要，既没有进行错位布局设计，也没有拉开建筑距离（实际上两栋楼盘南北距离仅仅三十余米），实际上造成了北侧大楼底层常年采光不畅，严重影响了建筑的使用功能。
2.2 高层建筑嵌固端的设置不当 一般来说，高层建筑地面以下都附建有地下室，用作地下停车场或者地下商场。在进行地下工程设计时，设计人员常忽视了对建筑物的嵌固端位置设计，这常会影响到嵌固端的楼板设计、嵌固端的上下层刚度比例限制、嵌固端的上下层抗震等级的一致性、建筑整体建构设计与嵌固端位置协调等，并由此引发一系列问题，既不利于工程施工的正常进行，也给建筑使用安全埋下一定的隐患。
2.3 建筑材料的选用不当 我国多地属于地震多发地带，根据国外的设计施工经验，一般地震多发地的高层建筑主体结构采用钢结构为主，多种类复合材料为辅的建筑结构。但在我国高层建筑设计中，大多采用钢筋混凝土或者沙石混合结构。一是由于钢结构设计技术过于复杂，国内尚不能完全掌握钢结构高层建筑的设计施工技术，二是由于钢筋混凝土结构已经得到了丰富的研究和实践，更容易控制设计与施工质量。但从实际效果来看，采用钢筋混凝土结构的高层建筑很容易在施工和使用过程中发生钢筋混凝土结构弯曲变形侧移幅度较大的现象，由此不利于建筑的长期正常健康使用。
2.4 建筑安全性设计不足 高层建筑不同于一般建筑，人口相对密集，而且不利于紧急状态下的人员快速疏散，因此需要特别注意对建筑安全性的设计，主要包括消防灭火、应急逃生通道、抗震、抗风、防雷电设计等。对于高层建筑来讲，其受力载荷较大，在剧烈的地质运动（如地震）及自然条件（雷雨大风等强对流天气）冲击下极容易发生建筑受力稳定性遭到影响或者破坏、部件结构稳定性下降等现象。高层建筑中的防灭火是高层建筑日常安全管理中的重点，如果结构设计中没有完善的消防灭火设施系统以及应急逃生通道，该高层建筑在事实上存在着严重的安全漏洞，一旦发生火灾事故，后果不堪设想。在我国很多高层建筑结构设计中对消防灭火、应急逃生通道、防风、防震、防雷电设计均有不足，不利于建筑的日常正常使用和管理。
3 对高层建筑结构设计的建议和意见
针对我国高层建筑结构设计中存在的问题，结合国内外对高层建筑结构设计的实际工作经验和相关知识的研究与学习，设计人员在工作中需注意：
①不断提高专业素质，保证结构设计的科学合理性。②在对高层建筑进行结构设计时，设计人员需根据建筑需要和建筑周边环境综合考虑设计方案，尽可能达到设计方案的最优化处理。③设计人员应注意运用先进的技术手段对建筑内部结构中存在的复杂应力进行科学合理的研究与分析，在结构设计中需考虑各应力的特点和变异特性，防止建筑在施工和使用过程中出现轴向变形、应力变异、结构断裂等现象。④在对建筑配套系统进行设计的过程中需一方面保证该系统设施的安全稳定性，另一方面要注意尽量简化系统管线路，为系统在使用过程中的维护保养提供便利。⑤加强消防灭火、抗震、抗风、防雷电等安全设施设计，保障高层建筑使用中的安全稳定。
4 总结
高层建筑结构设计工作繁琐、技术要求高、设计难度大，设计人员一定要首先摆正自己的心态，综合考虑实际施工需要和相关技术要点，以高度的热情和积极的态度完成设计工作，为施工的正常有序进行打下良好的基础。
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