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摘要：随着社会经济水平的提高和城市化的快速发展，城市的高层建筑增加，美丽的城市景观逐渐形成。对于普通建筑物，高层建筑的建造更加困难并且过程更加复杂。为了使高层建筑项目顺利进行，必须在设计阶段充分考虑施工阶段可能出现的各种问题，并严格控制这些问题。尤其是在结构设计方面。因此，本文分析了高层建筑设计中存在的问题及对策。
关键词：高层建筑；结构设计；问题；对策
1、高层建筑设计特点分析
高层建筑的高度较高，结构本身需要承受较大的横向荷载和竖向荷载，且高层建筑的住户较多，周边设施较全，这对高层建筑的抗震性能提出了较高的要求。一般来说，高层建筑中较低的部分受水平方向风力荷载的影响并不明显，而高层建筑中较高的部分则会受到风荷载和地震的影响，进而产生明显的侧向剪切力。建筑高度越高，结构受外力影响就越明显，进而出现不同程度的位移，降低人们居住的舒适度。所以，在高层建筑结构设计中，应充分考量不同因素，合理选择建筑结构设计方案。
1.1 结构变形特点
由于高层建筑的竖向构件会对各个方位的应力环节造成压缩状况，但是由于各个点受力力度的不同，所以产生的压缩变形情况也是不一样的，对于钢筋结构来说，内部受到不同的压力，与地基受压迫程度相结合，也会引发整体楼面结构的变形；而主楼与裙楼之间的关系在不同外力的催促压制下，还会有不均匀沉降的现象发生，在相应的外力控制下，由于水平荷载作用，使结构定点与高层建筑总高度的发生不协调关系，产生移侧。在设计图纸上，应该将其内部结构与相关的外力呈现力度相结合起来，才能更好地控制这一事项的发生。
1.2 结构假定分析
高层建筑结构在竖向抗侧力构件的调整下，形成一个完备的空间结构，而其三维空间结构的精确分析又是比较难的，因为现实数据与图纸的相关事项的呈现还是有一定差距的，基于对相关技术分析的认识，我们在其框架、剪力墙等结构控制的相关研究中，设定结构基本假定：（1）弹性假定。将垂直荷载与相应的实际工作测定数据进行比较，提出弥补其出现裂缝等不良现象的弹塑性办法，对其内力与高层建筑位移的相应关系认识清楚，使其防震、防强风的效果能够呈现出优良的可调控性效果；（2）小变形假定。将图纸中的几何非线性控制办法呈现出来，对顶点水平位移与相应的建筑高度相比较，在真实的工作调整状况的实现中，体现对比数据的融合性，为其相应的调整做好提升准备。
2、高层建筑结构设计问题分析
2.1 消防结构设计问题
现代高层建筑结构比较复杂，功能性要求也比较强，所以在建筑过程中需要使用大量的建筑材料，而在这建筑材料中，就有很多是属于可燃性建筑材料，外加上高层建筑通风性极好，空气流动活跃，一旦发生火灾，火势蔓延的速度势必极为迅速，很难得到有效控制。因此，在建筑结构设计中，加强消防结构设计所具有的意义极为重要。但是，在当前高层建筑结构设计中，设计人员并没有高度重视起对消防结构的设计，消防系统和疏散通道设计不合理、建筑防排烟系统工作效率低下，没有替换可以进行替换的可燃性建筑材料等问题层出不穷，给建筑消防带来了极大安全隐患。
2.2 抗震结构设计问题
由于我国不是地震高发国家，一直以来设计人员对建筑抗震结构设计也不怎么重视，所以能够胜任高层建筑抗震结构设计的设计工作人员十分有限。通常，在地高层建筑抗震结构进行设计的过程中，设计人员都是简单的对建筑抗震数据进行计算和分析，得出了模糊的结果之后就开始进行抗震结构设计，导致高层建筑抗震结构设计缺乏有效性和灵活性，无法保证建筑抗震结构设计达到建筑抗震设计规范的标准要求，留下安全隐患。
2.3 抗风结构设计问题
跟低层建筑结构设计相比，抗风结构设计是高层建筑结构设计中比较重要的一个设计环节，应该对其引起足够重视。
高层建筑抗风结构设计主要表现在两个方面，一个是通过抗风结构设计对建筑物的墙体、装饰物以及玻璃等形成有效保护，避免因为受风力影响过大对这些东西造成破坏。另一个是通过抗风结构设计减轻高层建筑的晃动，保证建筑结构的稳定性。但是，在当前高层建筑抗风结构设计中，设计师多重视对外在的墙体、装饰物和玻璃的保护，却没有重视对建筑主体结构的保护。
3、高层建筑结构设计优化对策
3.1 合理应用计算简图
高层建筑结构设计中应做到准确计算，明确计算简图存在的问题，且认真分析建筑结构的影响因素，加强计算过程及结果的真实性，提高结构设计数据的准确性及科学性。
3.2 确定结构底部嵌固部分
高层建筑结构计算分析前，工作人员需先明确结构嵌固端的具体方位，可结合实际调整刚度和承载力，在预定的位置设置塑性铰。受建筑物自身情况和基础形式的影响，如未设置地下室，但是建筑结构埋深较大或设置地下室但地下室层数和形式差异明显，则在设计中容易出现多种技术问题。如高层建筑中带有多层地下室，则设计人员要在地下室顶板设置上部结构的嵌固端部位。首先，地下室顶板标高与室外地坪的高差要合理，通常不得高于地下一层层高的三分之一。其次，地下室顶板结构主要采用梁板结构，避免在楼层下预留较大的孔洞，楼面框架梁的抗弯刚度也需满足结构设计的要求。地下室结构设计中，还需确保地下室顶板和地下室多层楼板平面的刚度和承载力满足设计的基本要求。其能够将上部结构的刚度和承载力顺利地传递到下部地下室构件当中。因此，规定地下室顶板作为嵌固端时，顶板厚度不小于180mm，混凝土等级不小于C30。
3.3 严格控制扭转效应
3.3.1 均匀布置抗侧力结构
设计人员在高层建筑结构设计期间，务必始终秉承均匀、分散、对称的设计原则。结构设计中，为有效控制扭转效应，需严格控制主体质量中心和刚度中心的距离。若距离存在较大的偏差，则会出现高层建筑结构抗侧力分配不均等情况，高层建筑结构也会受到地震作用的影响而出现不同程度的扭曲效应，无法有效维护结构的稳定性和安全性。
3.3.2 增强平面刚度的均匀性
平面刚度的均匀性直接决定了地震作用下高层建筑结构扭转破坏的程度，因此，高层建筑结构设计中，设计人员必须全面考量结构中多个部分刚度的均匀度，而合理布置剪力墙也成为了人们高度关注的重点问题。结构设计中也可将剪力墙集中设置在结构的一端，由于地震作用会产生较为显著的扭转效应，无法保证主体的安全性和稳定性，故而工作人员应对剪力墙采取对称布置的措施，以增强平面刚度的均匀性。
3.4 做好消防与抗震设计
高层建筑结构之中主要涵盖消防和抗震功能，两者同时也是构建高层建筑结构的基础所在。在对其实施消防设计的时候，要精准地将防火间距数值计算出来，并依据实际情况来予以优化。另外还要依照高层建筑所在地理位置与周边环境等外界因素，针对防火结构展开细致化的设计。另外，建筑物内部的安全疏散通道要选择运用分隔式设计方法，值得注意的就是分隔墙体耐火极限要达标，直接加大高层建筑结构的防火性能。
结束语：
高层建筑已经逐渐成为现阶段以及未来建筑行业的主要发展趋势，为了保证建筑的质量，必须要保证结构设计的科学性和合理性。同时，在对结构设计优化方案进行制定和实施时，要对重点部位给予更多的关注，同时还要引进和利用一些先进的材料、技术，这样才能够保证现代高层建筑结构设计优化水平的有效提升。
参考文献：
[1]乔圣斌.探析高层房屋建筑施工技术的要点[J].工程技术：全文版，2017（2）：00148-00148.
[2]侯雅琴.关于高层房屋建筑工程技术管理的要点分析[J].环球市场，2016（34）：150-150.
[3]尉国成.浅谈高层房屋建筑工程技术管理的要点[J].工程技术，2016（5）：00045-00045.