設計是高層建築建設中的核心環節，對於保證工程質量具有重要意義。高層結構可以通過設置相應的隔離結構來有效地控制火勢蔓延，增強建築消防安全能力。
摘要:
隨着我國城市化進程的不斷加快，爲了解決城市人口激增和土地資源緊張的問題，高層和超高層建築的數量不斷增加，成爲了建築產業的重要組成部分。但是由於高層建築的結構具有較大的變化性和複雜性，在設計中有諸多難點和問題需要解決，以保障高層建築質量的安全性和可靠性。爲此，本文首先對高層建築結構設計的要點和原則進行了簡要概括，然後對該項工作中存在的問題進行了總結，最後就如何解決這些問題提出了幾點個人意見，希望能爲廣大同行提供參考意見。
關鍵詞:
高層建築;結構設計;問題;對策
我國社會經濟的快速發展，城市規模不斷擴大，大量的外來務工人員在促進城市發展和進步的同時，也導致了一系列問題的產生，其中表現最突出的就是城市居民的居住問題。爲了解決這一問題，高層建築大量涌現。和一般的建築比較，高層建築在設計中的難度更大，只有確保其設計的科學性以及合理性，才能爲順利施工提供保障。由此可知，設計是高層建築建設中的核心環節，對於保證工程質量具有重要意義。針對高層建築結構設計中抗風、抗震、消防以及扭轉等問題，本文從其設計要點和原則出發，對問題和對策進行了具體討論。
1高層建築結構設計概述
1.1主要原則
首先，制定科學的基礎方案。在高層建築中，地質條件是其結構設計的決定性因素。要提高基礎方案的科學性，需要設計人員準確把握其荷載的分佈情況和結構類型，對影響其施工的各種因素進行和綜合分析。其次，明確計算簡圖。在高層建築的結構設計中，計算簡圖必須包含結構的計算設計。如果計算簡圖存在問題，就容易導致安全隱患。因此，爲了確保高層建築結構設計的安全性，必須重視這一原則。最後，選擇合適的計算工具。隨着信息化技術的不斷髮展，計算機技術在建築結構設計中被廣泛運用，在高層建築的結構設計中發揮了巨大的作用。
1.2基本要點
在設計高層建築結構時，需要注意控制以下幾點:第一，遭遇暴風和地震力時，高層建築的水平側向力;第二，對高層建築的長度、寬度和高度比例進行嚴格控制;第三，確保高層建築的整體不存在薄弱環節，保持其平面、體型、立面質量和剛度的對稱性和勻稱性;第四，對地震、風力、溫度變化和沉降導致的形變進行合理控制。在上述設計要點中，抗風、抗震結構、消防設計和扭轉問題需要特別注意。
2高層建築結構設計中存在的主要問題
2.1抗風結構設計問題
高層建築的樓層比較多，而且高度較高，這樣就很容易讓風在建築表面的流動性發生變化，和空氣產生相關的動力效應。在這一作用下，風力就會對高層建築中的柔軟結構生成靜力或者動力形態的震動。這種震動會對高層建築的牆體、裝飾、支撐等結構產生較大的影響。因此在進行結構時，一定要注意抗風結構的合理性，預防建築物結構被損壞。
2.2抗震結構設計問題
這一結構的設計一直都是高層建築結構設計的難點之一，在很大程度上是因爲設計人員缺乏足夠的靈活性，很容易忽略對地震的科學規劃。高層建築的結構具有一定的複雜性，如果設計人員無法取得精確的抗震計算結果，就會影響抗震結構設計的完整性，一旦發生地震，就很容易導致高層建築遭到巨大破壞。因此，這一點需要引起設計人員的重視，尤其是在地震多發地區。
2.3消防結構設計問題
我國和建築有關的行業標準中對高層建築結構的消防設計提出了明確的要求，規定其必須確保消防設計的科學性和合理性。但是從目前的實際情況來看，高層建築結構的消防設計還存在很多解決的難題，例如使用的建築材料的易燃性較高，在高層建築結構中，火勢更容易蔓延，而且疏散的難度高於普通建築。另外，排煙系統的合理設計存在較大難度，居住的人口數量較多，等等，都是高層建築結構消防設計需要綜合考慮的問題。2.4扭轉問題在高層建築結構的設計中，其剛度中心、幾何形心和結構重心是必須考慮的建築三心，儘量讓三心彙集於同一點，即三心合一。如果在結構設計中無法滿足這一要求，就會導致扭轉問題的發生，在水平力的作用下，高層建築的結構會遭受較大破壞。
3高層建築結構設計問題的解決對策
3.1促進抗風結構設計方案的逐步優化
這一措施可以從高層建築結構設計中存在的問題和難點出發，具體實施方案如下:第一，優化基礎。要確保高層建築結構具備良好的通風性能，最重要的就是要有牢固的基礎結構。爲了滿足這一要求，在設計基礎部分時，可以採用級配等級較高的砂石，並且在基礎的持力層中增加抗拔錨杆。第二，增強高層建築節能結構的設計。在高層建築非承重構件的設計過程中，可以充分利用剪力牆和樓板等能耗部件儘量抵消風能對建築本身產生的影響。第三，降低風力疊加和水平載荷對高層建築結構的影響。受到風力作用的影響，高層建築很有可能產生結構內力。這種結構內力在水平方向上，還可能和風力進行疊加，從而產生更大的水平作用力，會對高層建築產生很大的影響。因此，在設計高層建築抗風結構時，應該要嚴格控制水平力對其的影響程度，儘量選擇性能較高的混凝土開展施工，降低結構內力出現的風險。第四，增強建築結構的抗風力和承載能力。在設計時，可以根據相關的數據對其抗風力和承載力進行驗算，並將參數適度放大，確保其具備良好的抗風性能。
3.2不斷優化抗震結構的設計方案
首先，對抗側力構件進行合理安排。設計高層建築結構時，如果能確保水平方向中的對稱性，就可以有效預防並控制地震對其造成的破壞。通過調整抗側力構件的位置，能夠促進應力分佈系統在水平方向上的形成。假如能夠同時增強測力構件在垂直方向上的性能，可以形成一套比較良好的應力分佈系統，提高建築結構的穩定性和連續性，增強其抗震性能。其次，加強地基的抗震性能。一旦發生地震，高層建築結構的'地基最容易遭到破壞。爲了預防這一問題，可以在地基的基礎施工中增加樁基的埋深深度，增強它和上部結構的聯動性。再次，提高剪力牆的性能。採取這一措施的主要目的是爲了增強剪力牆在地震中吸收建築內力的功效的功能，這樣就可以通過牆體和樓板剛度的增強來對建築的移位進行控制，滿足抗震需求。最後，實現高層建築結構構件的一體化設計。通過對扶壁、筒口、筒腳的簡單化設置，達到相應建築物的對稱。另外，可以將相應的柱子、樓板進行一體化設計，有效加強整體結構的連續性和剛度，增強建築物的抗震能力。
3.3優化消防結構的設計方案
在高層建築結構的消防設計中，首先應該對防火結構之間的距離進行科學控制。如果其結構設計和當地的地形條件相符，則防火結構的間距可以適當增加。從材料的使用角度來看，儘量減少易燃材料的使用範圍和使用頻率，多采用耐火性能好的材料。同時，爲了降低火災事故發生後人員的傷亡，必須建立良好的疏散系統。在消防結構設計時，可以通過設置雙通道疏散，增設防煙區、耐火區、避難層等設施來增加消防能力。同時，高層結構可以通過設置相應的隔離結構來有效地控制火勢蔓延，增強建築消防安全能力。
3.4扭轉問題的優化設計
在地震因素或者風載荷的作用下，高層建築很容易出現扭轉問題。爲了有效預防這一問題的發生，需要我們選擇科學的結構形式，並對佈局進行和合理安排，使高層建築的剛度中心、幾何形心和結構重心保持一致。受到建築場地，或者是城市規劃街道景觀的要求等因素的限制，高層建築無法全部採用相對簡單的平面方式，那麼在選擇比較複雜的建築結構，例如“T型”或“十”字型等，就必須確保突出部分的長寬比在要求的範圍內。另外，在佈置結構時，儘量好使其保持對稱，這樣有助於提高其穩定性。
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