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摘要：在现代高层建筑工程的施工过程中，建筑结构设计对于整个高层建筑的施工质量与施工进程都有重大影响。本文概述了高层建筑结构的特征，全面分析了现阶段我国高层建筑结构设计中存在的问题，然后提出了具有针对性的解决高层建筑结构设计问题的有效策略，以供建筑行业相关人士参考。
关键词：高层建筑结构特征；设计；存在问题；有效策略
随着科学技术的发展和人民物质生活水平的提高，人们对于高层房屋建筑的要求也越来越高，这就促使高层建筑结构设计不断发生变化。但是因为高层建筑工程一般都具有施工周期长、施工技术复杂繁多、建筑结构负荷量要求高等多个特征，所以在进行高层建筑结构设计时，相关的建筑工程设计人员一定要仔细认真，从多个方面综合考虑，既要保证高层建筑结构设计的科学性、合理性，又要关注它的实用性和安全性，从而更好地满足现代人们的居住需求和办公需要等。
一、高层建筑结构的特征（500）
相较于普通的建筑结构而言，高层建筑结构的负荷量一定要高，因为它必须同时承载来自水平方向和垂直方向的力。一般外界风力会对高层建筑产生水平方向的荷载，而建筑物的自身高度则对高层建筑产生垂直方向的荷载。高层建筑结构一般比较容易受外界影响，比如强烈地震、超大风力等，这些都将极大地影响高层建筑结构的稳定性。同时随着高层建筑物层数的不断增加，建筑物自身的位移速度也将会不断加快，而高层建筑物侧移速度的不断加快将会严重影响房高层建筑居民的居住舒适度和高层建筑的各种功能性。另外，建筑物侧移过大还将对建筑物的各种结构部件和非结构部件产生损害。这就要求高层建筑物设计人员在进行高层建筑结构设计时，有效控制建筑物的侧移范围，从而进一步提升高层建筑的各项功能和居住舒适度[1]。
二、现阶段我国高层建筑结构设计中存在的问题（800）
（一）短肢剪力墙设计问题
在高层建筑的钢筋混凝土结构中，剪力墙结构，因为自身具有较大的侧向刚度，同时能够结合高层建筑物的分隔墙进行灵活的设置，所以在现代高层建筑结构设计中被广泛普及与应用。但与此同时它也存在一些普遍性的问题。而其中一个非常典型的剪力墙结构问题就是设计的短肢剪力墙过多。所谓短肢剪力墙一般是指剪力墙的各个肢长与建筑物的墙厚之比介于4与8之间的一类墙体。相较于普通的剪力墙，短肢剪力墙的最大特征是它的受力特点非常接近于异形柱，同时负荷较大的轴力和极大的剪力。所以短肢剪力墙比普通剪力墙的抗震性能要弱。假如短肢剪力墙占据过高比例的竖直方向的抗侧力构件，就会明显降低高层建筑物的抗震性能与防风能力，而且因为短肢剪力墙负荷了过大的建筑物楼导面积，所以一旦受到地震影响，就很易于被过早压坏，最终导致整个建筑楼层的坍塌。这种不良影响对现代高层建筑物是致命的，将会极大影响高层建筑物的使用年限与安全性能。
（二）上部结构嵌固端设计问题
就现代高层建筑物结构设计而言，选择合适的上部嵌固端位置，是一个非常关键的计算指标。现阶段，很多建筑工程师依然习惯性地把建筑物的上部结构嵌固端位置选择在高层建筑物的地下室顶板中，却没有深入考虑如此设置的必要条件。上部结构的嵌固位置，从建筑设计理论上一定要具备两个最基本的存在条件即该位置的水平位移必须是零和该位置的转角也必须为零。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由此可以很容易看出，嵌固端位置的特点必须满足：建筑物楼层具有非常强的整体性、楼板之间相互连续没有较大的开洞，且本楼层具有的侧向刚度与上一楼层具有的侧向刚度相比必须足够大。只有满足上述几个特征的嵌固端在将来才可以有效传送水平地震剪力。假如高层建筑物的地下室顶板不能满足上述几点嵌固端的位置要求而仍然强行设计，就会造成计算模型不正常，地震作用计算不科学，影响高层建筑物整体抗震功能的顺利评估[2]。
（三）连梁超筋设计问题
在高层建筑物剪力墙的结构设计中，连梁超筋设计问题十分常见，一般的处理方法是将其梁截面高度中心设计成宽10厘米的水平缝，进而产生两个只有半高度的连梁。这种设计方法主要是对连梁计算截面进行等效替换。然而因为截面选取与计算设定之间存有误差，实际连梁在计算模型上就明显区别于等效连梁，在高烈度区以及大震条件下，必然不能有效确保连梁的强剪弱弯，进而易导致连梁受地震影响失效，甚至会破坏剪力墙结构或者整个高层建筑物的结构体系。所以，双连梁的设计方法是有一定的限制前提的，高层建筑物设计人员必须科学分析它的受力状况，然后从多方面综合考虑，再进行设计。
三、解决高层建筑结构设计问题的有效策略（1000）
（一）关注性能设计
性能设计作为现代高层建筑物结构设计中的一个常见问题，非常受业内人士的关注。而高层建筑物结构抗震设计的关键点就在于科学的性能设计。建筑工程设计师在设计高层建筑物时，一定要考虑怎样可以有效提升高层建筑物的抗震性能，保护高层建筑物不受地震的影响和破坏。对此，建筑设计师必须全面分析不同地震水准下建筑物构件的变形情况、承载情况以及局部构造。单纯增强变形能力，就会造成高层建筑物结构在小震下的破坏情况和中震下的损坏状况改变不大，然而抵御大震防止倒塌的能力却显著提高。单一增强承载能力时，建筑构件在安全性上会有些提高，然而变形能力却不一定符合相关要求。因此，如果要很好地满足高层建筑物的性能设计，就必须逐步提高承载能力，迫使结构迈入塑性工作时期延后，并且进一步提高刚度，适度减小变形。也就说，只有探寻到结构构件的承载能力与结构构件的变形能力之间的平衡点，才能科学地完成高层建筑物结构中的性能设计。
（二）选择科学的结构设计方案
结构设计方案的选择，必须深入考虑多种因素。第一，结构选型必须能够满足高层建筑物的功能需求。第二，对于那些造型相对复杂，平面和立面都十分不规则的高层建筑物，其结构设计必须利用设计防震缝的方法来形成较为规则的建筑物结构单元。第三，必须结合高层建筑物所在区域的具体情况全面综合考虑。比如，将建筑区域的地下水位状况、地理地质情况以及建筑材料供应情况、建筑成本等等多种因素都考虑进来，才能制定相对较佳的结构设计方案[3]。
（三）合理利用包络设计法
在高层建筑结构设计中，其影响因素非常多，有的问题十分复杂，应用现有的建筑知识和建筑软件根本不能进行准确的分析，但是又不能耽误工程建设。所以，就需要建筑结构设计人员采用包络设计方法，依据各个不同的工程状况，应用不同的包络设计方法。建筑工程设计人员可以对建筑物的结构整体进行包络设计，也可以针对某些比较关键的部位进行包络设计。此外，对结构构件进行包络设计时，设计人员可以参照构件的具体受力状况，分析验算构件，最后选择不利值包络设计。
结语：
综上所述，随着经济的发展与人口的增加，高层建筑已经成为当今建筑行业建设发展的主要趋势之一，同时高层建筑工程的工程质量也日益成为人民大群的关注焦点。而高层建筑结构设计作为整个高层建筑工程的必不可少的组成部分，对于高层建筑工程的质量与以及使用年限有着直接的影响，所以建筑工程人员必须对其加以重视。现阶段，我国的高层建筑结构设计还存在诸多问题，为此相关建筑设计人员必须不断深入研究，以找出有效的针对性解决方法，进一不提升我国高层建筑工程的质量。
参考文献
[1]王义文，冯兴传.高层建筑结构设计的问题及对策探讨[J].城市地理，2014，（14）：90.
[2]赵华琪.高层建筑结构设计的问题及对策探讨[J].江西建材，2015，（17）：18，24.
[3]岳文萍，周强茂，刘飞飞等.高层建筑结构设计的问题及对策探讨[J].住宅与房地产，2016，（3）：90-91.
论文作者:张建强
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第12期
论文发表时间:2017/10/12
标签：建筑物论文; 高层论文; 高层建筑论文; 结构设计论文; 结构论文; 建筑结构论文; 包络论文; 《建筑学研究前沿》2017年第12期论文;