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我國高層建筑結構設計研究論文
摘要：隨著現代化城市建設的快速發展， 城市高層建筑逐漸興起。高層建筑在設計過程中， 結構設計一直是其關注的重點內容。所以， 為了保證高層建筑結構設計更科學， 本文章對高層建筑的結構設計中經常出現的問題實行了研究分析， 同時參照相關的文件與一些自己的想法指出了相對較好的處理方法， 以利于提升高層建筑的結構設計水平。
關鍵詞：高層建筑； 結構設計； 相關問題； 解決措施；
1 引言
近些年， 在我國經濟的持續性發展與城市建設步伐的加快過程中， 建筑一種正趨于高大化的形勢發展。城市中高層建筑物數量在不斷的增加， 建筑的結構也比較復雜。高層的建筑和低層的相比較， 前者的結構設計較繁瑣， 影響的原因也較多， 不但需要對建筑的外型比例進行慎重思考， 還需要使建筑結構的穩固性得到保證， 同時還要考慮到建筑物地基的沉降問題、風力因素、溫度的轉變， 及地震等原因對建筑結構的危害與影響。
2 高層建筑的結構設計過程中時常發生的問題
高層建筑結構設計的合理性， 不僅能夠明顯地對施工過程造成影響， 同時還將影響到后續的維護與保養。因此， 在高層建筑的結構設計過程中對于時常遇到的問題以及相應的解決措施方法進行深入的探討分析是十分有必要的。
2.1 扭轉的問題
建筑的三個重“心”所指的是幾何的形心、結構的重心、剛度的中心， 這三個重要的“心”相統一才可以確保建筑結構的牢固。但在現實當中地基礎的形狀、建筑功能的需要等的影響造成建筑的體型大多數原因下是不規范的， 設計過程中沒有有效的做好三個重要的“心”相統一， 會導致建筑的結構發生扭轉的現象， 造成結構的損壞。
2.2 抗風的相關問題
因為高層建筑其層數眾多、高度較高， 風通過的時候， 較易出現空氣動力的反應， 轉變風在高層建筑面的流動， 導致高層柔軟的結構在風與空氣的效應下產生震動， 對于高層建筑的結構與其構件的牢固性產生破壞。所以在對高層建筑的結構設計時實行抗風的結構設計， 讓建筑結構的抗風力符合結構的牢固標準。然而在現實的設計當中由于沒有科學的對高層建筑所能承載的風力進行評估， 導致高層建筑的抗風設計不合格。
2.3 抗震的問題
高層建筑在其結構的設計時， 對于抗震的設計是一個非常難的環節， 經常由于設計人員的專業性比較弱、靈活性不足， 對建筑抗震的規劃不夠重視。甚至在實施高層建筑的抗震核算的時候， 因為核算的錯誤使抗震的設計有效性降低。如果出現地震， 高層建筑的抗震結構將無法實現抗震的要求， 造成不同程度的損壞， 更嚴重的可能會導致人員的傷亡及經濟財產的損失。
2.4 消防方面的問題
參照現在的有關規范制度， 高層建筑的結構一定要有科學適合的消防體系。然在高層建筑的結構設計當中卻存有疏導困難大、火勢較容易擴大、排煙的設計困難等相關的問題， 如果不能對這些問題進行有效的處理， 便不能確保高層建筑對于消防的安全。
3 高層建筑的結構設計所存在問題的處理方法
3.1 科學合理的設計建筑平面
如果高層建筑的結構發生扭轉的現象， 主要的原因是高層建筑結構的幾何形心、結構的重心、剛度的中心三心沒有統一， 導致建筑的質量不平衡， 所以使結構的牢固性降低。所以在建筑的結構設計當中， 設計的相關人員需參照地基的形狀與建筑的功能需要等科學有效的設計建筑物的體型， 最大程度的運用較規矩的型體， 例如方形或是圓形等， 科學的布置建筑的平面， 進而確保建筑質量的布局均衡。
3.2 科學地選取計算簡圖與結構方案
在實施高層建筑的結構設計核算的時候， 要在運算簡圖的情況下實行計算， 因此在選取計算簡圖時一定要合理的選取， 如果計算簡圖不規范， 很易導致結構的參數不正確， 給施工帶來影響， 更嚴重的會造成事故的出現， 選取合適的計算簡圖是確保高層建筑的結構設計安全的基礎。
3.3 合理地設計高層建筑的抗風構件
為了讓高層建筑的抗風構件符合結構設計的牢固性需要， 在高層建筑的抗風設計當中需充分的做好下面幾項工作：首先， 基礎的改進， 高層建筑的基礎結實， 上部分的結構才可以穩固。所以高層建筑的基礎設計最根本的是明確所用混凝土的級配標準， 運用級配高的砂石是最佳的選擇， 加大基礎持力層厚度， 加置抗拔的錨桿構件， 提升建筑基礎的牢固性；其次， 不同程度增加高層建筑的構件， 例如剪力墻、樓板等， 可抵消不同程度風能對結構造成的不利因素， 確保結構的牢固；最后， 最大程度的降減風力的水平負荷與風力相加對高層所造成的影響。
3.4 重視抗震的設計
在高層建筑的內部安裝抗側力的部件。合理科學的安置高層建筑內的水平走向的構件， 在水平走向產生應力的分布體系， 增強高層建筑的結構連續性。增強地基的抗震水平。加強高層建筑的樁基礎深度， 和上部的結構產生聯動性， 從而強化建筑結構抗震的水平。增設性能高的剪力墻等抗側力構件。在高層建筑的結構內部加設墻體或是樓板的剛性， 以更好的管理好建筑位移的現象。
3.5 加強高層建筑消防結構的設計
可以利用下面的一些方法加強高層建筑的消防結構， 具體的方法：一是要參照建筑所在地形的環境有效的設計防火結構相互間的合理距離；二是要運用不容易燃燒的用材， 強化所用材料自身的耐火性能；三是要設計兩個疏導的通道， 盡可能不把疏導通道設計為垂直的形式， 防止疏導的成效降低；四是要設計耐火的區域、防煙的區域等。五是設計隔離區域， 有利于防止火勢的擴大與蔓延。
4 結束語
綜合以上所論述， 本文章對于高層建筑的結構設計過程中的扭轉、抗風性、抗地震性、消防方面等問題， 指出了相應的處理方法， 更深一層的健全了高層建筑的結構設計， 可以顯著的提升高層建筑的結構安全性。伴隨城鎮化的深入發展， 城市當中高層的建筑數量將會逐漸的增長， 需持續的強化高層建筑的結構設計探討， 不斷的提高高層建筑的結構設計能力， 以適應時代快速的發展步伐。
參考文獻
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