【摘 要】高层建筑和低层建筑控制结构的载荷是处于不同方向的，高层建筑是横向荷载起决定性的作用。本文先分析了高层建筑的结构特点，进而分析了高层建筑结构设计中常出现的问题，最后对解决对策进行了论述。
【关键词】高层建筑结构设计注意事项
前言
随着城市化建设的发展，高层建筑在城市建设中的比例进一步加大。高层建筑的结构设计对建筑设计有着非常重要的作用和意义
1、高层建筑的结构特点
高层建筑结构的稳定性是设计中的一个非常重要的点，侧移会对高层建筑的稳定性有相当大的影响力，因此在高层建筑结构设计中侧移的要求是十分严格的；抗震要求是高层结构设计必须考率的问题，它的设计原则很简单，小地震没有什么影响，大地震能够不倒塌，延性在高层建筑结构设计中是马虎不得的，设计的时候可以增加结构的柔性，但是要保证在大地震或者是强风的时候能够屹立不倒。
2、高层建筑结构设计常会出现的问题
1）高层建筑是建筑行业成熟发展的杰出产物。高层建筑是根据楼层高度来划分的，并因国家不同而异，我国规定的高层建筑是指楼层不少于10层或者按高度计算不低于24m的建筑物。高层建筑结构设计中出现的问题，对于建筑的可靠性有很大影响。首先是消防方面的问题，这就要考虑消防结构的设计。高层建筑在施工时有一定的繁琐性与困难性，想要保证高层建筑结构功能复杂多样，设计人员就要在功能结构设计方面进行规划。首先在选用功能材料时，为避免或减少火灾情况的发生，工作人员必须选择合适且安全的材料，严禁易燃材料的使用。由于高层建筑自身特点，使得建筑间空气流动性较低，风力较低层建筑更大，因此一旦发生火灾后果将非常严重。除此之外，高层建筑的层数增多时，会延长火灾发生时人员的疏散时间，从而加大了消防设计的难度。一般的消防设计，比如消防门，消防栓，防火墙等结构，在高层建筑结构中是不可或缺的，为了更好的完善建筑的消防结构设计，还要考虑火灾产生的烟气排出处理系统，烟气的排放量直接影响到火灾的蔓延情况。
2）高层建筑结构设计中的抗震方面的问题。因为抗震结构的设计是整个高层建筑设计中较难实施且相对薄弱的部分，而高层建筑本身具有的复杂性，使得地震一旦发生，就会出现许多不确定因素的影响，和不和估量的破坏，因此建筑结构的设计人员在进行建筑结构设计过程中，绝对不能忽视地震发生所带来的巨大破坏性，必须掌握一定的减震、避震的原理。不仅如此，设计人员在设计过程中必须对抗震参数进行精确的核算分析，确保抗震结构设计的数据无误。高层建筑进行结构设计如忽略地震结构的重要性，将造成建筑结构在抗震设计方面失效，并且降低建筑结构的使用寿命，甚至威胁到高层建筑居民的人身安全和财产安全。
在进行抗震验算的时候，不同的楼盖及布置决定了所采用的刚柔或者刚性等理论计算。如果设定了弹性楼板或楼板开大洞，在计算位移、周期等控制参数时，应假定楼板在自身平面内为无限刚性，以满足规范要求的计算条件；计算完成后应采用弹性楼板方式进行配筋计算。对于复杂结构，如不规则坡屋顶、体育馆看台、工业厂房，或者柱、墙不在同一标高，或者没有楼板等情况，如果采用强制刚性楼板假定，结构分析会严重失真。对于错层或带夹层的结构，总是伴有大量的越层柱，如采用强制刚性楼板假定，所有越层柱将受到楼层约束，造成计算结构失真。对于框架结构的建筑物应该将其尽量设计成双向板，不但受力合理，还可以节省钢筋。
3）抗风结构设计，在高层建筑的设计中，自然风是不可避免的影响，因此高层建筑的结构设计不得不重视抗风性能。设计人员在进行高层建筑的结构设计时，一定要了解建筑材料的抗压性，尤其是风压带来的载荷。因为高层建筑的楼层较高，虽然可以起到挡风的作用，但当建筑周围的气流发生变化时，建筑间会产生风洞效应，严重时可能导致旁边高层建筑的主体结构破坏、玻璃幕墙因强烈振动破裂、外部挂件掉落和建筑墙体毁坏的现象。这对于高层建筑结构的稳定性以及居住者的人生安全是非常不
利的。
4）框架梁柱所使用的混凝土等级宜相差不大于一级。当这一问题不可避免的时候，应该在梁柱的结点处采取相应的施工措施。框架结构按抗震设计时，不应采用部分由砌体墙承重之混合结构。框架结构中的楼、电梯间及局部出屋顶的电梯机房、楼梯间、水箱间等，应采用框架承重，不应采用砌体墙承重，以避免建筑物中的结构体系混乱，传力复杂。如果电梯间在建筑物中的位置比较偏，设计人员应该尽量避免在梯井中采用混凝土墙，电梯间采用混凝土墙，刚度大，容易导致整个建筑物的刚度偏置，使整个建筑物扭转，不利于抗震，为了平衡电梯间的刚度，建筑物的其他地方相应的也要增加刚度，使整个的建筑物刚度增大，相应的地震作用增大，引起建筑结构的浪费。
5）建筑的平面长度应该满足设计时对设置伸缩的要求，如果则采取以下措施，可以适当增大最大间距：改善保温、铺设架空层、通长配筋、在梁板的混凝土中掺入适量的膨胀剂，在混凝土的内部建立起相应的预
应力。
6）在设计的过程中，为了满足建筑物的使用要求，设计人员应该尽量避免大梁穿过面积较大的房间，在商品住宅的建筑中要严谨将梁贯穿整个房间。在必要的时候可以采用大板，而不进行设梁。当建筑物的布局不够合理的时候，设计人员需要根据已有的建筑物布局，对其进行合理的布置，并且采取相应的构造措施。如果建筑的设计方案为两端较大，中间较小的结构进行相连时，也就是常说的哑铃状时，中间的小结构板应该考虑偏压和偏拉。
3、高层建筑结构设计问题的解决对策
对于以上高层建筑产生的问题，针对消防方面，首先要优化消防结构的设计。为确保建筑居民的人身财产安全，消防设计理念以防为主，也可以设置消防应急措施，确保最大程度的消防安全。消防设计中防火间距很重要，一定要根据相关规范要求进行合理设置。还要根据建筑所在地的地形条件进行设计，以提高该高层建筑与环境的协调性。为了避免火灾发生时产生的人员疏散问题，一定要设置合理的疏散通道、防烟区和紧急避难场所。一要考虑防火墙、防火门和防排烟设备的设计，设计有效合理并且安全可靠的消防结构，以降低高层建筑的破坏程度，保证居住者的人身财产安全。
对于地震方面的设计，主要是要优化抗震结构。抗震问题，在高层建筑结构设计中的地位是不可小觑的。高层建筑本身的高度，使得其建筑要求较高，要优化设计建筑结构的构件位置，使得结构压力均匀分给每个构件，不会出现承压不均而导致地震时的严重破坏。对于非结构构件也要考虑其材料的安全性能。高层建筑的地震结构设计，最重要的是对地基的选择与设计，地基是建筑的根本，一旦发生破坏，上部结构将无所依靠。因此在进行结构设计时，必须重视地基的设计，优化其抗震能力，设计出既节省材料又安全可靠的地基。以确保建筑物有足够的强度和刚度抵抗地震的危害。在确保地基的强度后，还要考虑剪应力的问题，采取强柱弱梁、加强梁柱节点抗震构造措施、设置抗震墙等措施来抵抗水平剪力。建筑物在此基础上还要考虑对称性和稳定性，尽量减少地震灾难的影响。
最后是抗风方面的问题，对策是优化抗风结构。抗风结构设计要综合考虑多种因素，确保建筑物的抗风能力。抗风结构中对其结构进行基础的设计时要保证在风荷载作用下的稳定性。确保地基稳固的重要性不仅在抗震中有所体现，对抗风载也起到重要作用。减振体系在高层建筑中的应用受到广泛欢迎，减震系统可以减少风荷载对建筑物的影响，减振系统的选材将起到巨大作用，因为有些阻尼材料的应用将大大提高高层建筑的抗风能力。要严格按照规范设计抗风结构，采取措施减小风力在建筑物上的叠加和增强，优化结构设计，以减小普遍且危害颇多的风压破坏，为建筑物的安全性能提供安全保证。
4、结束语
在高层建筑进行结构设计时，消防结构、抗震以及抗风结构得到优化后，高层建筑物的使用寿命将有所提高，使居住者能够舒适、安全地享受高层建筑带来的好处。对于高层建筑的结构设计问题仍有待探究，科学合理的按照相关要求进行建筑结构设计具有一定实际意义。
参考文献：
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