李倩楠
中国建筑标准设计研究院有限公司 北京 100048
摘要：文章围绕高层建筑结构设计进行讨论，对高层建筑结构设计的基本原则加以了解，明确设计当中的相关问题，并对高层建筑结构设计的优化措施进行探讨和描述，希望能够进一步提高此类建筑的设计质量。
关键词：高层建筑；结构设计；问题；优化措施
随着现代社会的发展，城市化的进程不断加快，城市当中的土地资源越来越紧张，为了进一步提高土地资源的利用率，高层建筑数量不断增多，但高层建筑不同于低层建筑，随着其高度的增加，其结构设计当中需要考虑的问题也在不断增加，因此，需要相关设计人员在确保建筑结构安全的情况下，兼顾设计的合理性和经济性，确保建筑结构能够与外部条件实现协调一致，将其综合效用充分的发挥出来。但就目前的高层建筑结构设计情况来看，其中还有很多问题存在，这些问题对高层建筑的质量造成了一定的影响，因此，还需要相关人员对高层建筑结构设计的优化措施进行深入的研究。
一、高层建筑结构设计的基本原则
第一，安全稳定原则。由于高层建筑是人们生活、工作的重要载体，所以其自身的安全稳定会对内部人员的生命财产安全造成直接的影响，因此，在落实结构设计的过程中，必须要将安全稳定作为基本的设计原则，需要相关设计人员结合工程实际情况对施工现场进行全面的勘查，在明确所在区域地震活动规律以及水文地质条件的基础上，做好参数的计算和分析工作，要从整体出发，对整个设计活动进行全面的考虑，确保每个环节的质量安全都够得到相应的保证，以此来提高结构设计的可靠性及合理性，使高层建筑结构的安全稳定得到相应的保证。
第二，舒适性原则。随着现代社会的发展，人们对于自身的生活环境越来越重视，同时也对高层建筑设计提出了更高的要求。因此，在落实高层建筑结构设计的过程中，除了要对相关资源进行高效利用，提高建筑整体质量以外，还要兼顾舒适性原则，要通过对建筑结构的合理设计，提高建筑的使用功能，从而为人们的生产、生活提供便捷、舒适的空间环境。如此才能进一步推动高层建筑的发展。
二、高层建筑结构设计中的相关问题
（一）扭转问题
对于高层建筑而言，在对其进行结构设计的过程中，必须要重点关注建筑的几何中心、刚度中心以及质量中心，且需要保证这三个“心”的协调统一，如此才能保证建筑结构的稳定性。但在实际当中，很多建筑受到功能需要以及基础形状等因素的影响，导致其结构设计存在三心偏离的问题，而一旦三心偏离，在受到不当水平力影响的情况下，就会在建筑当中造成扭曲振动问题，影响建筑的安全性。
（二）短肢剪力墙设计问题
短肢剪力墙指的是高层建筑结构中截面厚度不大于300mm，墙肢高厚比大于4但不大于8的剪力墙。短肢剪力墙受力性能接近异形柱，沿建筑高度可能有较多楼层的墙肢会出现反弯点，抗震性能较差，又承担较大轴力与剪力，因此短肢剪力墙设计时应加强，在某些情况下还要限制建筑高度。很多设计人员在对高层建筑结构进行设计的过程中，存在短肢剪力墙应用过多的情况，且短肢剪力墙在高度以及厚度方面的比例设计存在超限的现象，导致其在应用过程中承受的剪力及轴力过大，如果其本身的防风能力以及抗震能力不足，就可能会过早的出现坍塌问题，进而对高层建筑的安全性造成不利影响。
（三）超高问题
在高层建筑结构设计当中，经常会出现超高超限的情况，而这种情况的出现，会对建筑结构的稳定性造成一定的影响，一旦遇到严重的自然灾害问题，如地震或者是强风等，就可能会出现结构断裂或者是倒塌的情况，进而对内部人员的生命财产安全造成了威胁。
（四）连梁超筋问题
在高层建筑当中，连梁超筋情况也较为常见，其设计主要是对连梁计算截面的一种等效替换。但在对截面进行选择和计算的过程中，往往会出现一定的误差性，这也在一定程度上增加了连梁以及等效连梁的模型计算误差。
如果高层建筑处在地震多发区域或者是地震烈度较大的区域，出现连梁超筋问题，就会影响到连梁自身的强剪弱弯能力，尤其是在地震灾害影响下，连梁会出现作用失效的问题，严重者还会对建筑的整个结构体系造成破坏。
三、高层建筑结构设计的优化措施
（一）对结构设计方案进行合理的选择
对于高层建筑而言，结构设计质量往往会受到所选方案的影响，因此，在落实相关设计工作的过程中，必须要对各项结构设计方案进行科学合理的把控。首先，要结合高层建筑结构的设计规范和技术标准对结构设计方案进行评估和选择，确保所选方案能够满足相关规定的要求，避免出现设计不规范的情况；其次，要根据工程所在区域的政策文件以及施工现场的实际情况对结构设计方案进行优选，保证结构设计方案能够契合工程建设的实际需要；最后，要结合高层建筑的建设规模以及实际用途，对结构设计方案进行筛选和优化[1]。
（二）做好扭转问题的优化工作
针对高层建筑当中的扭转问题进行优化设计，能够将风荷载以及地震等问题对建筑的影响有效降低。因此，在落实结构设计的过程中，必须要对建筑结构的布局进行合理的安排，要以三心合一作为基本的设计原则，落实相关设计工作。具体需要从整体结构出发，第一，要保证结构平面具有均匀的刚度，将结构偏心距尽可能的减少；第二，要对周边连梁以及边框梁的刚度进行适当的提升，同时要强化角部及周边竖向构件的刚度；第三，要避免对局部构件刚度进行简单的强化，导致其受到的地震剪力过大，影响整体结构的稳固性[2]。
（三）做好结构体系的计算工作
为了进一步提高建筑结构的安全性和稳定性，对建筑结构体系的设计加强控制是非常关键的问题，具体需要相关人员根据建筑的结构特点以及组成内容进行综合的考虑，以此为基础进行计算分析工作，确保相关方案的科学性与合理性。而在完成设计以后，还需要落实验算分析工作，对于存在力学失稳问题的区域要进行及时的修正，从而为建筑的安全、稳定提供支持[3]。
（四）在设计当中要对建筑的各项性能保持重视
在高层建筑当中，结构设计的目的是为了对建筑各方面的功能需要加以满足，而各方面功能需要的满足情况，直接反映了建筑结构的设计质量。正常情况下，建筑结构设计当中的各项性能指标主要涉及三个方面，即稳定性、延展性以及水平力。因此，结构设计中需要做好以下工作：第一，对建筑的稳定性要求加以满足，在建筑结构设计中，稳定性是最为关键的一项性能指标，而想要确保结构的稳定性，需要在结构设计中对各关键点进行合理的设计，例如，提高短肢剪力墙设计的科学性与合理性。第二，要对建筑结构自身的延展性进行适当的提升，做好该项设计活动，能够将高层建筑中的变形、坍塌等问题有效解决，能够大大提高高层建筑的灾害应对能力。第三，要对结构的水平力保持重视，在高层建筑结构当中，水平力是整个平面中所受载荷力的总称，其对于建筑结构设计质量有着巨大的影响，因此，必须要在设计当中做好相关控制工作，具体需要对建筑当中的水平走向构件进行合理的设计，通过水平应力分布体系的构建，提高建筑结构的连续性，这样不仅能够提高建筑的抗震水平，还能使建筑位移情况得到有效的防控[4]。
结语
综上所述，高层建筑结构设计过程较复杂，对高层建筑加强结构设计，能够使其结构更加科学、合理，这对于高层建筑设计水平及建设质量的提升具有非常积极的作用。在设计过程中，设计人员必须要对高层建筑结构设计保持高度的重视，从结构的安全性及合理性等方面全面考虑，要结合实际情况逐步完善设计方案，提高设计质量，从而为高层建筑的健康发展提供支持。
参考文献
[1]周世航. 浅谈高层建筑结构设计存在问题及解决对策[J]. 广西城镇建设, 2018, 000(005):80-82.
[2]刘胜华. 高层建筑结构设计中存在的问题及解决措施[J]. 装饰装修天地, 2017, 000(0z1):482-482.
[3]黄隆兴. 探析高层建筑结构设计的问题及对策[J]. 建筑工程技术与设计, 2018, 000(035):3734.
[4]张建全. 高层建筑结构设计中的问题与设计方式探究[J]. 市场周刊·理论版, 2017,14(38):0191-0191.