高层建筑结构设计问题及对策

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1、高层建筑结构设计问题及对策摘要:高层建筑的出现为现代城市建筑的发展指出了一条明路。在笔者看来，高层建筑的结构设计应该践行“物尽其用”的设计理念。从现状分析上看，相对于低层建筑，在高层建筑的结构设计中，要更加注重水平方向上的位移影响因素;在问题研究中发现，高层建筑的结构设计必须考虑到方方面面的影响因素，尤其是要注重与具体施工条件的对接;针对这些现状与问题，笔者提出了一些可行对策，以期对高层建筑结构设计的发展有所帮助。关键词:高层建筑；结构设计；现状分析；问题研究；可行对策关于建筑的“实用美”与“艺术美”两种设计理念之间的辨证讨论历久弥新［

2、1］，无数设计师前赴后继，都试图在二者的“找平”中成长为真正的设计大师［2］。但在笔者看来，建筑的“艺术美”难有定论，毕竟仁者见仁、智者见智，不同时代、不同地区都有其各自拥趸众多的潮流与经典;而建筑的“实用美”却是要经过实践检验，并且每个使用者都说得上话的，更值得设计者加以关注。结构设计作为高层建筑这一庞杂系统的设计核心，其合理性直接影响着高层建筑的安全和性能。笔者试图通过对高层建筑结构设计的现状分析和问题研究，提出切合实际的可行对策，从而最大程度地满足使用者的功能需求，践行“物尽其用”的设计理念。1高层建筑结构设计的现状分析(1)与低

3、层建筑相比较，高层建筑要更注重水平方向的结构设计在过去，低层建筑结构受到的垂直方向上的影响比较大，设计者往往重视多楼层压力所引发的负荷，而对水平方向上的位移影响较为忽略。在现在，较高乃至超高的楼层使得高层建筑的结构设计，不但要考虑垂直方向上由于较多楼层所引发的压力负荷;更要考虑水平方向上由于外界空气流动所产生的位移距离，。(2)在外形选择上，高层建筑的结构设计要更注重对地震抵抗能力的要求。通常来说，随着楼层高度的增加，垂直方向上的压力负荷是一个可预见的定值，水平方向上的影响则会因建筑结构特性的不同而被急剧放大或缩小。例如，将球形结构与方

4、形结构相对比，高层建筑的位移距离会有很大差距。如果不在结构设计上重视这一点，水平面上的过大位移不但会降低高层建筑使用者的舒适度，还容易损坏高层建筑的基本构件，从而逐渐减弱高层建筑的使用性能，降低高层建筑对地震的抵抗能力，甚至大大缩短高层建筑的寿命。总之，高层建筑的结构设计现状就是，要更多地考虑水平方向的影响因素，在方案与细节设计上加重对抗侧力结构方面的考量。2高层建筑结构设计的问题研究对好的建筑设计者来说，最突出的表现就是能考虑到方方面面的因素，并在前期设计中就加以体现。但在当前高层建筑的结构设计中，产生问题最多的就是“不接地气”，即不

5、能与具体施工条件接轨而修图乃至重画图纸。2．1因预留数据不足凸显出的设计方案不合理众所周知，高层建筑结构设计的基础就是设计方案，高层建筑的安全保障首先是选择合理的结构设计设计方案。当下，因结构设计不合理而产生的施工困难，绝大多数都是源于结构设计中，对预留数据的估计不足而造成的设计方案计算不合理。例如，在高层建筑结构设计的设计方案计算中，仅仅预留出结构节点因不同材料特性产生的延展空间，而未充分考虑不同天气下温度、湿度等条件的变化产生的延展作用，造成实际施工时预留数据的不足，最终凸显出简图方案的不合理。2．2因施工标准不一表现出的设计功能不

6、完善在高层建筑的结构设计中践行“物尽其用”的设计理念，具体来讲，就是高层建筑结构设计的功能是否完善的唯一标准为，使用者的多元化需求是否得到了满足。但是，设计师往往会发现，在高层建筑中，同样的结构设计经过不同的施工者的手，其设计功能的实现效果就大为不同。有时甚至由于施工标准的极大差异，在实际使用中表现为设计功能的缺失。例如，在高层建筑的结构设计功能中，即便同样的管道口设计也会因不同的施工标准而产生较大差异，造成实际安装使用时的不便，甚至表现为同一建筑上某一楼层电路、排气管道的功能无法实现。2．3因盲目相信软件计算结果造成的设计数据误差科技

7、进步大大简化了建筑设计中的计算工作量，尤其是高层建筑的结构设计，设计师越来越依赖各种各样的计算软件。这些软件固然可以加快高层建筑的结构设计进度，但由于这些软件的条件设置与实际建筑的结构数据并不完全相符，多元化的软件计算对高层建筑的结构设计是一把双刃剑。例如，利用软件辅助高层建筑的结构设计时，由于软件本身可能存在缺陷以及人工输入造成的误差，极易出现计算结果不准确的问题［3］。因此，过度依赖这些层出不穷的计算软件，最终得到的高层建筑结构设计数据，与实际施工时的情况并不一定相符，甚至会存在较大的误差。3高层建筑结构设计的可行对策针对高层建筑结

8、构设计当下的发展现状与存在的问题，笔者试提出以下可行对策，以供设计师在以后的高层建筑的结构设计中参考。3．1确定高层建筑的结构设计方案时，要考虑多种需求下的多元设计方案在确定结构设计的方案时，明确受力、经济