高层建筑结构设计问题及对策.docx

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［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