高层建筑结构优化设计中的问题与对策

唐婷婷

摘要：伴随着城市化脚步的不断加快，各大城市中高层建筑的建设数量不断增加。但在高层建筑建设时，假如一味的运用传统的结构设计方案，就无法满足当前时代对于设计的要求，再加上建筑使用功能和类型有所不同，在结构体系方面也呈现出多样化的趋势。所以，一定要结合实际情况来对结构设计问题进行良好的探讨，保障结构设计更加科学合理，让企业获取经济利益，在无形当中推动整个建筑行业得到良好发展。

关键词：高层建筑结构；优化设计；问题；对策

1高层建筑结构优化设计中的问题

1.1地基基础设计不合理

高层建筑结构因为楼层高，对地基的设计要求较高，但在现实中，存在以下几种情况：（1）地基设计没有充分考虑地下水对地基的影响，没有合理的设置排水措施或抗浮措施。从而降低了地基的稳定性和持久耐用性。（2）很多高层建筑会设置地下室和地下停车场，由于地下室底板配筋不合理，容易导致整个建筑物不均匀沉降，建筑稳定性下降。

1.2楼板部分的问题

楼板设计工作与高层建筑质量水平紧密相关。楼板设计得好，可以使整体高层建筑的承载力更强，减少高层建筑可能出现的质量问题或安全事故。楼板自身受力水平与墙面、梁、柱等因素紧密相关。楼板设计作为整体高层建筑工程的重点内容，需要设计人员从项目整体出发，但较多设计人员仍然将设计工作的重点放在楼板承载力上，忽视了楼板在整体高层结构中的重要作用，导致楼板在后期投入使用时出现裂缝，影响其他施工，不利于保障整个工程质量水平。部分设计人员没有在设计前期考虑楼板变形问题，个别设计人员为了减少自身工作量，盲目简化楼板变形问题的计算过程，导致整个楼板变形计算不专业，影响了最终结果。此外，双向板的实际设计高度过高，部分设计人员甚至将其作为单向板进行计算，使双向板的配筋不均匀。上述问题或误差都会对整体的高层建筑结构和质量水平产生严重影响。

1.3高层梁部分的问题

梁是整个高层建筑结构的重要部分，其刚度与强度应符合工程项目的实际需求，以保证工程安全可靠。高层的稳定性会随着时间的推移而产生变化，时间越长，高层梁自身的挠度就越大。如果高层梁的挠度越来越大，会导致整个梁体变形、产生裂缝等。随着裂缝的不断增大，将危害整个高层的质量与安全。如果高层的大梁体出现裂缝，施工人员应及时修补或二次返修等，以提升高层建筑的可靠性和牢固性。否则，一旦遇到地震等灾害事故，高层很可能坍塌，威胁人的生命安全。部分高层建筑设计人员在进行连续梁的设计工作时，对相关影响因素考虑不周全，甚至将连续梁当作单梁进行处理，导致附近配件的数量不足，从而影响整体高层结构的质量。高层结构会在实际施工和使用过程中受到较多因素的综合影响，导致受拉筋出现较多裂缝。例如，处于高层外侧的边栏会受到外围温度的影响，若外侧温差较大，可能使其产生拉伸或收缩等情况，导致梁出现裂缝，难以保障整体高层的稳定性和安全性。

2高层建筑结构设计的优化对策

2.1注重基础设计，优化结构设计

在高层建筑结构设计工作开展中，基础设计往往是非常重要的重点和难点，将直接决定着后续建筑的质量。所以，在新时期的背景下，也应该将更多的关注点放置在基础设计上，对基础的设计工作进行良好的开展，对原则进行明确，从而让设计要求得到良好的满足。在结构设计工作当中，基础设计不仅是重点和难点，也关乎到整个建筑结构方面的安全性。所以，在对建筑进行设计的过程中一定要对基础设计进行加强，注重结构设计。在工作中，首先应该对埋深地基保护要求以及变形系数等进行充分的明确，保证能够与相应的规定相符合。在桩筏采用时，一定要按照规定来对工作进行开展。此外，在结构设计中也应该对场地问题充分的进行考虑，设计人员应该对环境亲临观察，对该建筑与周围建筑物互相关系进行充分的注意，保障在开挖基坑后能够减少对周边建筑物带来的影响，避免不良后果的出现，可以对实时监测工作进行开展，对数据和信息有效的进行获取，从而真正的让结构设计工作得到良好的落实。

2.2保障楼板设计工作质量水平

设计人员应重视楼板可能出现的质量问题或设计问题，保障整体高层建筑稳定、安全、可靠。具体而言，要以高层建筑行业的工作标准、施工要求等为核心，客观判断整体楼板结构的受力情况，尊重现有施工的实际情况，综合考虑楼板自身的横向力、弯矩、径向力等多重因素，使设计的楼板结构、框架更科学。准确把握和设计高层建筑结构中的非承重部分，科学判断楼板产生的压力，更好地确定楼板配筋比，有效提升楼板的承受力。适当增加楼板厚度，避免后期楼板自身承载力超出预期范围而出现裂缝、变形，影响整体高层建筑结构的稳定性和质量水平。

2.3优化高层梁设计

为了保证高层梁设计的科学性和有效性，设计人员需要与施工人员进行充分沟通，考虑到施工中可能出现的问题和难点，以便在设计中进行合理的考虑和规划。同时，还需要充分考虑建筑高层内外的环境变化，如温度、湿度、风力等因素的影响，将边梁设计的范围值设定得更合理，以防止边梁受到这些因素的影响而出现质量问题。此外，还需要注意梁的选材和加工，确保梁的强度和稳定性。通过科学的设计和施工，可以提高整个高层建筑结构的稳定性，确保建筑物的安全性和可靠性。

2.4信息技术的优化

BIM技术也可以用于建筑结构的安全评估。在BIM技术进行建筑物安全评估的过程中，应该把所有的建筑信息都纳入到模型中。而在建立模型后，可以通过对各个构件进行检验，从而保证构件的可信度。在检验和鉴定的过程中，检验人员可以在建筑物模型中查询所需要的数据，方便查询，提高检验的质量和工作效率。同时，在对建筑模型进行分析的时候，还会将各种专业的数据，都存储在模型中，而这些数据，则会被保存在模型中，以方便其他专业的测试人员，进行分析，从而为以后的评估和二次评估，提供更多的数据支持。本文就目前BIM技术在建筑结构安全评估中所涉及的主要问题进行分析：第一，现场数据的检验。利用BIM技术，将实测数据直接导入建筑物模型，并对其进行分析、存储。将信息技术与数据存储相结合，使其工作更加高效。比如：纸面数据和实地测试数据的差别很大，经过处理和存储后，技术人员就可以直接使用BIM技术来读取和浏览数据，从而提高使用的效率。第二，评估材料的特性。以往，对建筑物所用材料的常规评估，多采用传统的评估方法。也就是用人工的方法来评定材料的特性等。所以，BIM技术在建筑结构安全评估中，可以根据输入的检测数据进行有效的评估和转换，并将其添加到相应的构件中，保证构件的识别位置与评估的结果一一对应，从而防止在检测的时候，发现鉴定位置与评估位置不相符。第三，各个检测组件和子单元可以进行安全等级的自动评估。传统的评定方法有许多缺点，例如：人工进行评定，效率低下，经常出现计算误差。而在建筑模型中加入建筑模型，就能对其进行评分，并将评分结果纳入到建筑模型中，为后续的复查、加强对构件和材料的控制等工作提供保证。第四，评估各个单元的安全程度。该研究成果可为建筑物进行加固、建筑物维修等方面的资料支持。

3结语

综上所述，建筑行业的迅猛发展以及高层建筑结构的普及对建筑结构设计提出了更高的要求，设计人员需要根据高层建筑结构的特点和功能，按照有关规范标准，设计出可执行性较强的图纸方案，促使高层建筑结构实现可持续发展。

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