高层建筑结构设计的质量安全思考

摘 要：质量安全是当前人们对建筑物的最基本要求，安全意识的不断增强也为建筑结构的设计提出了新要求，尤其是高层建筑结构设计的质量安全更是受到人们的广泛关注。文章主要基于高层建筑结构设计的基本内涵，结合我国目前的实际情况，并且综合考虑高层建筑结构设计的基本原则，分析如何才能提高高层建筑结构设计的质量安全。

关键词：高层建筑；结构设计；质量安全

中图分类号：TU311.2 文献标识码：A文章编号：1006-8937（2012）20-0153-02

建筑质量的高低直接影响了居民居住的舒适度和满意度，随着经济发展居民对建筑质量的要求也逐渐提高。加之我国城市化进程的加快，城市建筑群越来越多，城市的空间资源有限，因此就不得不使建筑物向上发展，以容纳不断增加的城市人口，由此许多高层建筑拔地而起，成为当下建筑的主要发展方向。我国的建筑业在经历了漫长的发展阶段后，在技术上和施工水平上都有所突破。虽然在长期的发展中高层建筑结构设计的水平均也有所提高，但是房屋的质量还存在诸多问题亟待解决。尤其是在高层建筑的结构设计中更需要着重考虑房屋的质量安全。

1 我国高层建筑质量的安全现状

改革开放以来，建筑业迅速崛起，城市建设的蓬勃发展也为高层建筑建设创造了契机，高层建筑的数量不断上升，但在数量急增的情况下质量却没有提高，甚至出现了下降的趋势，片面强调缩短建筑施工工期，以最低的成本尽快的完成更多的工程，最终导致建筑质量的下降。建筑的质量包括多方面内容，从施工前期到施工进行中以及后期维护都是检测建筑质量的重要环节。首先从施工前期来看，在地基的选择上，建筑地基的选择是保证后期建筑质量的关键，当前房屋开发过程中许多开发商为尽可能扩大个人利益，地基选择不考虑与周围环境的协调性，并且在开发过程中存在技术漏洞，造成地基挖掘的失误，最终影响建筑质量。另外在施工过程中存在偷工减料的问题，一味强调速度而忽视了质量。再者是施工后期的维护和保养，许多建筑修建好以后直接投入使用，尤其是需要维护的高层建筑，在这一环节上的工作不充分，无法保证后期建筑的质量。

随着我国经济的飞速发展，人们的价值观和生活态度也在不断变化，对高层建筑的安全需求越来越大。从我国发生的几次地震来看，许多房屋建筑质量不合格，抗震能力不符合国家要求，也正是因为建筑质量不合格间接导致了当时巨大的人员伤亡。高层建筑的质量与高层建筑结构的设计息息相关，发展高层建筑结构设计的计算理论，加强计算机的应用，提高对新型环保材料的研究，使得建筑结构设计更加安全、适用、可靠、经济。打破传统设计理念的墨守成规，充分发挥现代设计师的创新能力，在保证安全的前提下进行创新，以满足人们日渐提高的高层建筑要求。

2 高层建筑结构设计的原则

高层建筑在我国城市建筑中所占比例正在不断增大，建筑结构方面的变化也越来越多，新时代的特征在设计中不断涌现。质量安全与时代创新理念的结合是当下高层建筑结构设计的难点和重点。高层建筑结构在设计中也必须牢牢把握设计的基本原则，使得结果更加合理、规范，具体说来其设计原则包括以下几个方面：

①计算简图的适当性。高层建筑结构设计中的关键一环便是设计计算，计算简图的选用不当往往会影响后期结构的安全，引发结构安全事故。因此选用适当的结构简图是保障结构安全性的重要条件，尽可能的减少计算简图的误差。

②基础方案的适合性。高层建筑结构的基础设计是设计中的基础部分，是根据工程的地址条件和地基环境来选择的。在基础设计方案中要充分考虑相邻建筑物的施工条件和环境因素。在设计过程中充分考虑地基承载力，考虑地基土质的土体性质，最大限度地基的潜力。基础设计方案应该将地基情况和地址勘测报告做的尽量详尽一些，参考建筑基地实际情况，使得基础方案更加适合。

③结构方案的合理性。结构方案是后期建筑的行动体系，结构体系应该明确、简洁，在清晰的结构中考虑建筑物的整体架构。在结构方案设计中要注意综合考虑和分析工程的设计要求、材料供应、地理环境、施工条件等，并且协调水、电等的构成。结构方案的选择要注意其合理性，即与实际工程要求和施工环境相统一。

3 高层建筑结构设计的质量安全面临的问题

①结构的超高问题。高层建筑首先最大的特点便在于其高，建筑物本身具有很高的高度，但是正因为这些高度，使得建筑结构的设计显得愈发困难。在抗震规范中对建筑的高度有着严格的限制，尤其是在新定范围中对建筑物的超高问题做出了非常明确的限制。另外当前建筑的实际施工过程中常常会出现结构类型改动的情况，而计划是按原来的结构设计进行的，因此使得实际情况和原定计划之间存在较大的误差。结构超高不符合规范为后期的高层建筑安全问题埋下了隐患。

②嵌固端的设置问题。高层建筑一般都设置在建筑物中的地下室顶板或者人防顶板等位置。地下室和人防在高层建筑中都处于比较重要的地位，而在实际设计中设计师往往会忽视嵌固端的设计。比如嵌固端楼板的适应性问题，嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一致性、结构整体设计计算的位置等，嵌固端的设置在高层建筑结构设计中处于非常重要的位置，忽略其中任何一方面都可能影响建筑后期的正常使用。

除此之外，高层建筑结构设计还面临着新旧规范的适应问题，在长期的发展中，针对高层建筑结构设计提出了不同的规范，新旧规范在具体细则上出现了较大的变动，新规范对高层建筑添加了更多的限制条件，对安全性问题的要求更高。因此当前更加强调高层建筑结构设计的规范性问题。

4 如何提高高层建筑结构设计的质量安全

①强化基础结构设计，提高地基承载力。因为高层建筑的建筑压力较大，对地基的要求也更高，打好坚实的基础是提高建筑物安全性的重要方面。高层建筑的基础设计中要要注意强调地基深埋工作，深埋程度尅从室外地坪计算到基础地面。在地基的选择上，当前的高层建筑主要采用的还是天然地基，天然地基可以用过深埋地基的方式增加地基的稳固性，更重要的是要提高地基承载力，可以通过对地基进行修正，满足地基承载力的要求。高层建筑地下室外墙一般是采用的是钢筋硷墙，地基外侧具有较强的层间刚度，这就从地基的侧向刚度上提高了地基的整体稳定。设置地下室一定程度上增加了地基结构的整体稳定性。有利于协调整体结构加强基础结构的建设。

②剪力墙开洞。在我国的高层建筑结构设计中明确提出了：“较长的剪力墙宜开设洞口，将其分成长度较为均匀的若干墙段，墙段之间宜采用弱连梁连接，每个独立墙段的总高度与其截面高度之比不应小于2，墙肢截面高度不宜大于8m”的要求。此规定针对了剪力墙的破损问题。主要目的便在于提高剪力墙的延性，避免脆性破坏。在结构设计过程中应该尽可能的在剪力墙上开大洞，形成弱连；梁，提高剪力墙的支持力度。另外，针对设计中出现的框架结构梁柱偏心距较大的问题时，应该将梁宽加大或者设置梁水平腋、在梁柱接点处形成较强的刚玉，提高梁柱的支撑力度。

③梁高度选用恰当。悬挑梁在高层建筑中发挥着重要的支撑作用，当前的结构设计中设计师常选用比较小的梁高，造成梁截面受压区的应力过高。主要原因是在设计过程中设计师忽略了梁挠度的计算，随着较小梁高造成的梁截面受压区发生非线性徐变梁挠度逐渐增大，挑梁的变形导致梁板的裂缝，随着挑梁变形的佳句，裂缝也会逐渐加宽，从而使得建筑物的稳定性得不到保证，高层建筑结构的安全性便受到了挑战。因此在梁高度的选择上要充分考虑梁挠度的计算，在结构计算中减少计算误差，增加挑梁的支持力度。悬挑结构对非水平地震作用非常敏感，因此，要增强挑梁的承载力，选择恰当悬挑梁的高度，防止出现梁板裂缝，保证高层建筑的支撑力度，从而保持建筑物的安全。

5 结 语

综上所述，随着经济发展，我国的高层建筑数量必然会继续上升，但从建筑质量安全的角度来讲还需要引起重视。在高层建筑结构设计中要牢牢把握新时代的发展趋势以及结构设计的新规范，做出合理的方案选择，提高实际建筑的安全性能。工程设计人员要不断革新自我的设计意识和理念，用认真负责的态度进行建筑结构设计，结合自身工作经验，明确高层建筑结构设计的需求，设计出安全、出色，具有优秀品质的高层建筑。

参考文献：

[1] 于险峰.层建筑结构设计特点及其体系[J].建筑技术,2009,(24).

[2] 单庆伟.高层建筑结构设计问题分析[J].中国新技术新产品,2012,(9).

[3]余明稹.高层建筑结构设计中的几点问题[J].山西建筑,2006,(10).

[4] 魏巨安,张玉生.高层建筑结构设计合理性控制[J].山西建筑,2002,(7).

[5] 吕捷,吕杨.浅谈高层建筑结构设计的特点[J].林业科技情报,1999,(2).

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