高层建筑结构设计中的常见问题研究
关键词：高层建筑,结构,设计,常见问题,应对措施
· 随着城市建设用地日益紧张，使得大量的高层建筑工程不断的投入，高层建筑物不但满足广大房地用户的需求，同时也是城市建设的重要标志。特别是二十一世纪初期，我国各城市高层建筑行业发展最为迅速，规模逐渐扩大，形式也从过去的单一化逐渐转变为现代的多样化，高层建筑不同于其他建筑，由于施工过程中，施工高度较大，建设难度也随之加大，因此，高层建筑的结构设计工作也较为艰巨。作为较早进入大陆市场的商业地产发展商恒隆地产,一开始就非常注意高层建筑的结构设计,笔者从所在的上海恒隆广场项目参与设计,(曾在2001荣获美国混凝土行业协会颁发<2000 Roger H. Corbetta大奖─ 海外项目组别>),到上海恒隆港汇广场项目,(曾获英国结构工程师学会颁发<2006结构工程大奖─ 商业或零售组别>)。另外还在建设中的沈阳恒隆广场双塔楼高也将会超过350米,将会成为东北新的地标建筑.因此在长期的设计中的体会到的几处问题与解决方案
一、高层建筑结构设计方面应遵循的原则
1、对于计算简图要适当选用。对于高层建筑设计阶段来说，计算简图式结构计算设计的基础，因此对计算简图的合理性和实用性进行充分考虑，如选择不当会导致高层建筑在施工过程中常常出现安全事故，合理的选用计算简图是高层建筑工程安全施工的重要基础，合理的计算简图应具备合理的构造措施和技术保障，其中难免会出现误差，但一定要将计算简图中的误差控制在允许的范围之内，才能保证计算简图的合理性和可行性。
2、在基础方案的选择过程中，应选择合理性高的基础设计方案。柱设计阶段中，基础设计应充分考虑工程项目所在地区的地质水文条件，同时还要注重建筑物上端的结构类型和受力何在分布的均匀度，对相邻的建筑设施的影响进行详细分析，除此之外，还要对其他影响高层建筑施工过程中的综合因素进行详细分析，对工程设计的基础方案应合理的选择，并在施工前进行详细的复查与审核，在确保无误后才能正常的投入工程中，合理的基础设计方案通常都要具备详细的地质环境地质环境勘察报表，对缺少详细的地质勘测报表的基础设计应进行工程实地勘察，认真做好实地勘察数据报告。
3、对结构方案进行合理选择。高层建筑中合理的设计方案中，必须要具备一项合理的经济结构方案，对于高层建筑工程设计阶段，要充分考虑材料供应方面和地质灾害影响因素，同时还要保持与供电部门、供暖部门以及供水部门做好配合，并以此为主要前提进行工程结构的合理选择，同时还要将多种经济结构方案进行对比，选择经济较为理想的结构方案。
4、对计算结果要正确的分析，随着当今计算机网络技术的不断进步和发展，高层建筑工程设计中已经广泛的运用计算机技术，然而由于当前计算机技术种类十分繁杂，因此，工程结构设计对计算机技术要有合理的选择，其主要原因在于，不同的计算机技术会计算出不同的结果，这就需要设计人员对计算机技术要有充分的了解，在应用计算机进行设计时，应尽量避免错误操作，在计算结束后要对计算结果进行审核，避免因操作不当出现误差所造成的工程设计不合理现象的出现。
二、当今高层建筑结构设计中常见的问题及解决措施
1、高层结构超高。由于近年来地震灾害的发生率越来越频繁，对高层建筑工程有直接的威胁，因此在当今高层建筑结构设计过程中，应充分考虑地震因素的影响，要保证高层建筑物的高度在规定范围内，同时还要加强建筑物的防震结构设计，以往高层建筑物结构设计中最为常见也是最为严重的问题就是高度超标，另外还有与工程设计变更性较大，导致相关设计人员对超高问题不够重视，因此在施工前施工图纸的审核过程中，没有仔细地检查高度设计，从而导致施工中出现严重的施工故障，不但造成了经济损失，还延误了工期，对该工程项目十分不利，
3、嵌固端设置环节中的问题。由于当今的高层建筑通常情况下都具备地下室和相应的人防设备，高层建筑物中的地下室通常情况下为1-4层，其中的地下室顶板位置和人防顶板位置一般都设置相应的嵌固端结构，然而在进行高层建筑实际设计过程中，设计工程师和相应的设计人员都没有对嵌固端的设置位置选择予以高度的重视，另外对于嵌固端设置需要高度关注的方面往往被设计工程师等设计人员所忽视，从而为设计后期带来了大量不必要修改的麻烦，同时给工程项目施工过程中，直接影响了安全施工和正常生产。
4、高层结构设计的规则性方面。高层建筑的设计环节中应严格按照国家新颁布的高层建筑规范，由于新颁布的规范与原来的相关规范有很大的出入，另外还由于新规范在旧规范的基础上又添加了很多限制性法规，因此，要保证高层建筑物的设计工作满足当今高层建筑施工的需要，就必须遵守现行的规范要求。现行的规范新添加的限制性要求主要包括：平面规则信息要求、嵌固端上下强度比例要求等多环节的要求。除此之外，现行的高层建筑设计规范还明确的要求了建筑结构设计要具备一定的规范性，并坚决杜绝使用规则性地的设计方案，因此设计工程师和相关设计人员要在设计之前对新规范有所了解，并严格按照相关要求来进行高层建筑群房结构设计，保证结构设计的规范性符合标准要求，避免因结构设计不规范所导致的设计为后期的审核工作带来的不便。
三、解决高层建筑设计中常见问题的有效措施
1、高层结构设计超高的应对措施。设计工程师等相关人员应高度重视建筑物结构的高度设计，建立并完善高层建筑设计管理制度，保证设计人员在主观意识上形成认真态度，建筑物的方针结构设计。例如2001建成并投入使用的上海恒隆广场，其主要用途为写字楼和商场，该建筑的总高度为288米，总共为66层，高宽比例为8：1，符合抗震要求，另外该建筑的平面形状为椭圆形，因此，该高层建筑的抗震能力和高度完全符合标准。
2、嵌固端设置问题的应对措施。在高层建筑中的嵌固端设计时，应高度重视嵌固端楼板的设计，并对嵌固端上下层强度合理比例进行详细的计算，并加强控制、嵌固端上下层抗震能力的设置以及嵌固端结构之间的协调性，上述嵌固端设计环节中任何一个都不能出现丝毫遗漏，否则会导致设计后期工作程序过于繁琐。
3、短肢剪力墙的设置。在现行的高层建筑规范中，要求墙肢截面高度比至少要保证在5-8之间，同时还要以实验数据和相应的实际经验为基本依据，加强对段之间力强的比例控制，使其保证在规定范围内，由于剪力墙在高层建筑物中的应用受到一定限制，所以，在进行高层建筑设计过程中应尽量减少剪力墙的设计数量，从而降低了设计后期工作的麻烦。
结束语:
综上所述，由于我国近年来大量的投入城市建设，使的高层建筑物成为城市重要部分之一，高层建筑物不但解决了城市建设用地紧张的问题，同时还是城市形象的主要标志。合理的结构设计是一项高层建筑工程的根本所在，相关高层建筑物结构设计人员应在设计过程中，充分考虑各方面的实际情况，对基础设计方案的选择应合理，并要保证设计方案有利于施工的正常、安全、高效地进行，这需要广大设计工程师和相关人员在工作过程中对设计中的各个环节进行深入的研究，才能保证工程项目顺利地进行。
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