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摘要：高层住宅建筑的结构设计，是建筑工程开发的重要环节，甚至可以说，建筑结构设计的好与坏，直接决定了建筑的整体质量。当前，高层建筑的结构设计工作存在一些问题。这些问题阻碍了设计工作效率，影响了施工进展，降低了建筑质量。因此必须要加强对结构设计的关注。
关键词：高层住宅；结构设计；问题；对策
一、高层住宅建筑结构设计中的问题
1、超高问题。之所以建筑结构设计超高，是因为相同条件之下，越高的建筑，从中获取的经济利润越大。因此，许多人无视相关法律规定要求，一味增加建筑高度的增加。事实上，建筑越高，对基础地质的挑战越大，承载能力及稳定性也会相应降低。在面对恶劣的自然天气（如狂风、大雪）时，容易发生失稳形变等危险。此外，建筑超高，一旦发生火灾或者地震时，在营救方面会增大困难，建筑的自身强度也难以抵抗，甚至会出现倒塌的情况。
2、其他设计问题。高层建筑结构设计，涉及的层面宽广，需要关注、考量、综合的因素很多。虽然设计工作复杂且困难，但为了确保建筑工程质量，保障人们的生命财产安全。除了以上常见的结构设计问题之外，还需要重视一些其他问题。如，建筑的延展性。当建筑在使用较长时间之后，建筑的延展性是否能确保建筑形状，不致发生变形破坏。此外，当发生火灾时，建筑的消防系统设计，是否科学合理，对于降低火灾发生时对生命财产安全所造成的所害起到至关重要的作用。当发生地震时，抗震的性能化设计是否到位，是保障建筑结构安全的重要因素。
二、高层住宅建筑结构设计要点
1、重力荷载下的结构和构件的承载力。我们常说“大概率事件”和“小概率事件”问题。比如，重力荷载中的永久荷载是长期存在的，可变荷载中的楼面活荷载、屋面荷载等发生满载的概率较大，而地震作用、核爆动荷载、爆炸、撞击力等，发生的概率要小得多，属于偶然荷载。结构设计首先要满足永久荷载和可变荷载作用要求，这就决定我们要重点关注重力荷载作用下的结构和构件的承载力问题。大跨度、重荷载的梁、无梁楼盖等都是有可能在竖向重力荷载下发生安全问题的部位。
2、钢结构、砌体结构的稳定性。混凝土结构是承载力控制的，而且混凝土结构的冗余安全度度较高，正常设计的混凝土结构和构件，如果发生破坏，有较长的一个破坏过程，能够提前预警。比如钢筋混凝土梁从开裂、裂缝发展到钢筋屈服和受压区混凝土破坏，有一个较长的过程，裂缝的发展也是一个预警，破坏不是脆性破坏。而钢结构和砌体结构这样由稳定控制的结构体系，如果发生破坏会是突然的瞬间破坏。从结构破坏的形态和突然性上看，较之钢筋混凝土结构，我们更应该关注钢结构和砌体结构的稳定性。构件结构设计中，混凝土构件的“强剪弱弯”就是要避免构件脆性破坏。无梁楼盖的冲切破坏也属于脆性破坏，破坏突然，没有征兆，破坏时人员难以撤离。近几年无梁楼盖坍塌事故发生多起，现今反思，如加强抗冲切的验算和校核，加强工地施工措施和施工方法的检查，不至于造成如此严重的后果。稳定控制的构件，比如钢结构受压构件的长细比，板件的宽厚比，砌体墙的高宽比等等是设计和审查中要特别关注的问题。
3、抗震结构设计
3.1合理的地震作用传递途径。在房屋盖梁结构的抗震设计中，应充分考虑水平荷载和重力荷载的作用，形成一条高效、简洁的传力途径，以便荷载能够精准传递到达各竖向构件，如墙、柱、基础等。在无转换层高层建筑中布置竖向构件时，最合理的结构优化选择是使竖向构件在垂直重力荷载作用下的轴压力作用于竖向构件的几何中心，减少偏心距。超高层建筑结构中，应尽可能地保证抗侧力结构体系达到贯通的状态，以满足直接传力的要求。常见的抗侧力结构有框架、剪力墙、支撑等，若因设计需要而导致其沿竖向存在变化，应保证该变化具有均匀性与连续性，以改善结构的受力条件。
3.2抗震构件具有必要的延性。具有必要的冗余度和内力重分布是高层建筑抗震设计的一个重要原则。原因是：当地震中出现部分构件受损退出工作状态时，剩余构件仍能承受全部荷载，从而避免因部分构件丧失功能导致整个建筑失去抗震能力，提高了建筑物的整体抗震性能[2]。因此，发生地震时，框架、框架-剪力墙结构中的梁端、柱头、柱根部应力最复杂最集中，是最容易受到破坏的部位，抗震设计时，应尽量让节点的破坏先出现在梁端而不是柱节点处，即梁端先于柱端破坏，避免因柱节点破坏引起结构整体坍塌。其次，在框架-剪力墙结构和剪力墙结构中，剪力墙各墙段的高宽比应大于3。
3.3形成多道抗震防线。在设计框架-剪力墙结构时，需要保证其具有多道抗震防线，切实提高结构的抗震性能。剪力墙除了作为抗侧力构件使用外，还应发挥出第一道抗震防线的作用，对此，须合理控制剪力墙的数量，重点考虑其承受结构底部地震倾覆力矩，要求该值至少达到底部总地震倾覆力矩的50%。此外，避免剪力墙间距过大的情况，否则会导致楼板在平面内出现大幅度的变形。当剪力墙之间的楼面有较大开洞时，应当减小楼与屋盖的长宽比。除此之外，剪力墙在开裂后将伴有地震作用重分配的现象，为在全新的环境中有效发挥作用，任意一层框架部分按框架和墙协同工作分配的地震剪力不应小于结构底部总地震剪力的20%和框架各层地震剪力最大值的1.5倍或二者的较小值。
3.4保证刚度满足要求。在主体抗侧力结构的力学性能指标中，刚度为关键内容，为确保该刚度值的合理性，需充分考虑水平位移、稳定性及强度延性层面的具体要求，合理设定刚度控制值，以保证建筑结构可以安全使用。在设计工作中不可过度加大结构的刚度，满足和略大于规范限值即可。
三、提高高层住宅建筑结构设计质量的措施
1、优化高层建筑设计方案，避免超高问题出现。在对高层建筑进行结构设计之前，需要对施工现场及周边环境进行勘察，明确地下水分布、地质结构情况、风雪荷载等，为建筑结构设计提供可靠的数据支持，确保建筑结构符合工程要求及现场实际情况。设计时需要严格按照我国现行设计标准及规范对高层建筑结构进行设计，合理选择设计方案，并验证其科学性、合理性，在掌握各方数据的情况下对设计方案进行优化，避免出现与实际情况不相符的现象，尤其避免超高。因此，在具体的结构设计过程中，设计人员需要在建筑高度允许的情况下，精确相关设计参数，为高层建筑施工提供依据，保证施工质量。
2、合理设计地基基础，避免沉降发生。地基基础设计过程中，设计人员需要全面掌握施工现场的地质、水文及地下水分布情况，通过对地基基础设计的优化，可以有效提升建筑结构安全性和稳定性。设计时通常采用天然地基、防水板与桩基础组合的形式进行设计，同时准确计算基础配筋量，增加基础结构的稳定性，避免因承载能力较差而导致建筑失稳。若高层建筑设有地下室，可以采用褥垫方式设置不同持力层，提升地下室结构的承载能力和强度，避免地下室顶板因持力不足而出现拉伸开裂，影响地基基础结构的整体稳定性。同时，在设计阶段，设计人员还应对地下水的分布情况进行监测，对地基基础做好防水排水设计，提高建筑结构稳定性。针对地质结构较为复杂的地区，设计人员应充分考虑地质构成，然后对地基基础进行加固设计，增加土壤结构的稳定性，确保地基基础能够承载整个建筑荷载。
结束语
综上所述，在高层住宅建筑规模逐步扩大的背景下，加强对结构的优化设计极具必要性。本文结合实际工作，提出从根本上提高建筑抗震能力的措施，为同类工程提供参考和指导。
参考文献：
[1]张祥.分析高层建筑结构设计的问题与方法[J].建筑技术开发，2020（16）：228-229.
[2]张一超.高层建筑结构设计的要点分析[J].城市建设理论研究，2019（24）：304-305.
[3]赵宏伟.高层建筑结构设计中的要点分析[J].中国科技博览，2020（17）：114-115.