高层建筑中的问题和解决对策论文
摘要: 随着社会的全面发展，高层建筑在整个建筑体系中所占比例日益的增加。为了避免建筑结构设计中的失误对工程质量造成重大的影响，不仅需要对高层建筑中结构设计的各种问题进行分析，还要采取相应的措施进行全面优化。
关键词: 结构设计;高层建筑;问题;对策分析
一、高层建筑结构设计中存在的问题
近年来，随着人们生活水平不断提高以及建筑设计技术的发展，高层建筑结构的设计也在不断提升，就当前的设计情况而言，在对高层建筑结构进行设计的过程中还存在着许多的问题，这样会使得高层建筑结构的建设质量以及设计质量很难得到保证。首先，需要对高层建筑结构中存在的设计问题进行分析，并且针对这些问题进行有效的解决。
1．1设计的中间过程的把握
在日常的设计中，设计人员通过辅助计算软件计算出来的结果对照着配筋，但在计算的结果上会有一定程度的放大，作为安全储备。尤其是面对高层建筑的时候，我们很难做到淡定。因为高层建筑和多层、低层比较的话，无论是从设计还是从施工和建造上来讲，都要复杂得多。所以很多时候，我们的设计人员在中间过程的很多环节由于过分谨慎，层层放大，导致最终的结果过大，严重不符合实际受力情况，造成极大浪费。
1．2过度优化的问题
随着高层建筑的越来越多，人们对于高层建筑也越来越熟悉，尤其是对于住宅建筑，结构形式相对于公共建筑来说，要简单些，也比较有规律性。所以一栋住宅从前期规划到最后建设完成，把其中的各个环节摸清弄懂，不难。另外住宅建筑具有可复制性，可参照性。因此拥有更好的经济指标就成了很多的建设方和设计单位追逐的目标，前者想要获取最少的投入，后者想借此获得更多的设计任务。设计优化本身是一件造福社会的事情，但如果这件事情对施工造成了困扰，则很有可能会造成安全隐患。
1．3建筑结构风荷载设计的问题
高层建筑是属于对风荷载比较敏感的建筑，风荷载对于高层建筑来讲，是很重要的荷载，但是现阶段对计算风荷载的各种因素和方法还不十分确定，所以对于设计人员来讲，如何来确定风荷载的大小，这个应该引起足够重视。另外当多个建筑物，特别是群集的高层建筑，相互距离较近时，会产生风力相互干扰的群体效应。但是目前高层建筑的结构设计过程中，结构建模都是以单个建筑物主体为单位，单独计算和分析，往往容易忽视群体效应的影响。
1．4高层建筑的结构抗震设计问题
高层建筑结构设计中最重要的环节就是抗震设计，但这也是我国建筑结构设计中最薄弱的环节，由于高层建筑结构设计中的抗震设计较为复杂，需要对建筑结构体系、建筑基础形式、建筑高度、建筑材料等方面的问题进行综合考虑。在以汶川大地震为代表的几次大的'地震发生之后，人们对于地震以及其带来的危害有了全新的认识，也引起了足够的重视。但是抗震设计是基于抗震概念的设计，如果概念错误，再怎么认真设计，也无事于补。目前存在的主要问题是设计人员对于抗震概念设计的意识比较薄弱，只知道一味地遵循规范。
二、高层建筑结构设计对策
通过对高层建筑结构设计中存在的问题进行分析可知，高层建筑结构设计水平需要不断的提升，针对产生的问题，采取相应的对策，对于提升建筑结构设计水平，建筑结构设计控制的加强及建设质量具有重要意义。
2．1中间过程加强检查，最终结果安全储备
设计人员在设计的中间过程只要做到严格检查，不漏项，不缺项，在最终的计算结果的基础上适当放大，作为安全储备即可，既经济，又能做到心中有数。
2．2适当优化才是正道
走出优化误区，优化不是挑战设计和施工的极限。建筑结构设计是偏重于理论的工作，施工则是偏重于实际操作的工作，如果设计不断压缩施工的空间，结果可能会让很多构件和节点的结构功能无法实现，造成主体结构安全隐患，此为过犹不及。设计人员应该在理论和实际施工中寻找一个平衡点，让建筑功能完美体现。
2．3对高层建筑结构的风荷载合理取值
我们在对待风荷载这一重要荷载的时候，应该如何把握?首先应充分认识到高层建筑对于风荷载的特殊性，基于目前计算方法的局限性，我们对于高层建筑的基本风压应适当提高，确保其安全性。如何提高基本风压值，仍可由各结构设计规范，根据结构自身的特点作出规定，没有规定的可以考虑适当提高其重现期来确定基本风压。至于如何处理风荷载群体效应的问题，我们可将单独建筑物的体型系数乘以相互干扰系数，避免由于漩涡的相互干扰，造成房屋某些部位的局部风压显著增大的现象。
2．4高层建筑结构抗震设计
在高层建筑的结构抗震方面，首先需要加强抗震的概念设计的培训。只有方向把握对了，我们才有可能设计出质量优良的产品。抗震设计主要包括三个方面，概念设计，抗震计算设计和构造设计。建筑抗震的概念设计是把地震及其影响的不确定性和规律性结合起来，就是进行结构抗震设计时着眼于结构的总体地震反应，按照结构的破坏机制和破坏过程，灵活运用抗震设计准则，从设计一开始就全面合理的把握好结构设计中的基本问题(总体布置、结构体系、刚度分布和延性等)，并顾及关键部位的细节，力求消除结构中的薄弱环节，从根本上合理的保证结构的抗震性能。抗震设计的三个层次的内容是一个不可割裂的整体，忽略任何一部分，都可能造成抗震设计的失败。要使建筑物具有较好的抗震性能，首先应该从大的方面入手，做好概念设计，再结合计算设计，构造设计，才能得到一项较为满意的抗震设计结果。如果不重视概念设计而过分的相信仔细的计算，对结构抗震设计不仅没有必要，而且还可能在概念设计中出现不当甚至错误。
三、结语
结构设计在高层建筑中常常会暴露诸多的问题。为了能够让整体的设计效率得到相应的提升，需要结合其设计中的问题不断优化其整体的设计体系。加强抗震概念设计，严格把握中间过程，适当优化的同时还要做好风荷载设计以及抗震设计。只有这样，高层建筑结构设计才能朝着一个质量稳定的方向发展。
作者:杨明珠 单位:广州南方建筑设计研究院武汉分院
参考文献
［1］浅谈高层建筑设计［J］．居雪涛．科技创新与应用．2014(05)
［2］高层建筑设计中存在的问题与对策［J］．万艳红．四川水泥．2014(12)
建筑欣赏
五彩缤纷的现代建筑 令人耳目一新的亮派
这是新崛起的一个建筑流派，其特色是采用光泽，如合金、不锈钢、镜面玻璃、塑料、闪光涂料等，用作建筑物的墙壁或装饰物，使建筑物闪闪发光，绚丽异常。
亮派建筑以美国居多。由于商业竞争激烈，为了突出广告的效力，才大量使用光泽材料造房。上世纪50年代，专营肥皂和洗衣粉的纽约丽华公司，投巨资建造了一幢玻璃大厦，颇引人注目，招来不少生意。
日本东京草月会馆是亮派建筑的代表作。外墙全用蓝色镜面玻璃砌成，阳光云彩辉映其中，与周围融为一体，大大美化了市容，使那些遮天蔽日的摩天大楼相形见绌！
不仅在建筑外墙上采用光泽材料，美国建筑师还尽可能在室内采用光泽材料来装饰。美国为新加坡滨华酒店制作的金属饰品，安放在22层高的酒店大厅内，被认为是目前世界上最大的品。它高36米，宽21米，重约1700公斤，从上垂挂而下，由数百个镀金金属体组合而成。通过上方柔美的灯光照射，汇成从上流泻下数条光带，是亮派建筑室内饰物的杰作。
我国也有亮派建筑。座落在上海外滩边上的联谊宾馆可视为国内亮派建筑的代表。联谊宾馆四周外墙全部采用玻璃幕墙，整幢高层建筑金碧辉煌，光彩夺目，与黄浦江的一条银光闪烁的水带互为相映，组合成光亮的世界，为上海市容增添了光彩。
庄重典雅的新古典建筑
1985年是世界上传统主义盛行的一年，在建筑方面古典风格得到了发展。这种建筑古典化实际是古典与现代结合的产物，它除了追求古朴、自然的建筑风格之外，建筑师们还于设计中揉进了不规则线条与自己的想象力，而决不是单纯的模仿古典建筑物。美国加利福尼亚州的一所学校教学楼是20世纪后叶新的都市古典主义流派的代表作。它座落在罗马哥特式的校园内，周围是错落不齐的建筑物。它通过镀锌钢架、胶合板的拉毛水泥来显示校舍坚韧不拔和高贵的气质，在古典气氛中透出新意。美国的政府大楼、建筑，甚至动物园都在采用这种风格。
在风景点里安家
住宅是一种活动住宅，也称“野外别墅”。当代旅游业十分发达。对于出门的人来说，最大的事莫过于和住宿这两件事了。国外一些专家，针对这一现状，在一般小汽车或大卡车的基础上，研制出旅游住宅，它较之旅游帐蓬和塑制拆装房屋要先进得多。这种能跑的住宅不仅设有卧具，让旅途劳累的人能舒舒服服地睡上一觉，而且还备有箱、橱、柜、台等，便于存放衣物和办公。有的甚至还配置有小型厨房设施，如气灶、冰箱、备餐台等，可供多人用餐。这种旅游住宅不仅对旅游者来说是理想的临时家庭居所，而且倍受野外勘测人员的青睐，大有发展前途。不久前，某国的一个旅游团来我国观光，带来了几辆这样的旅游住宅，国内的参观者都极为欣赏，认为我国生产这样的旅游住宅并不困难，国内可以自行制造。
不拘一格的造型建筑
现代一些西方建筑师常把建筑设计成某一特定的造型，以增强建筑的真实、自然感，给人亲切的感染力。美国有一幢建筑物，远看酷似一架大型的三角钢琴，不仅形象犹如钢琴，而且色彩也与钢琴一般，其造型别具一格，引人注目。美国政府还曾花费十五万美元制作了一根完全按照球棒设计的钢铁雕塑，它高达三十多米，矗立在高楼大厦间，远看是一根巨大的球棒，近看是一根柱子，气魄很是雄伟。其他如人体型、动物型、轮船型等等的建筑物也不断出现，已逐渐形成一种新的流派，这一流派往往还揉入了雕塑艺术，使造型建筑更具有艺术性和生活情趣，很受城市居民的欢迎。
耐用结实的陶瓷住宅
传统的住宅都是土木结构和砖混结构，而日本新近利用一种新型建筑材料研制一种陶瓷住宅，它有可能成为21世纪的理想住宅。这种材料极轻，可浮于水上，但抗压力大极难破碎。它的特点有：抗火，耐久，不易腐蚀，隔音，吸音，能控制湿度。这种陶瓷住宅在空气潮湿时可以吸进水汽，空气过分干燥时又可散发水汽。制造的方法是，把矽土和石灰石混合，加水后在1800℃的高温下加热成型，生产快捷，低廉。
我国在用陶瓷作建筑材料上也作了尝试，现已能制造出几十种建筑用材料，并已开始远销国外。
应急住纸宅
美国世界造纸公司研制成一种纸造房屋。这种纸造房屋不仅费用低廉，而且具有容易搬迁和建筑迅速等特点，适合牧区、林区和农场使用，还可以解决自然灾害所造成的需大量提供过渡性用房之急。
这种新型房子的墙壁是由一种专门设计的带皱纹的牛皮纸制成的，经过化学处理使用寿命可达15～20年。它的厚度为12～41厘米，纸板外面涂上树脂和玻璃纤维，其每平方厘米的抗压强度为211公斤，内壁墙面和天花板上的涂料能经受高达1000℃的高温，并可防虫害。房子除了为房顶斜度所需要的几块特别纸板外，其他所有的板块都完全相同，可以任意装配，只要稍加改动，便可装配成教室、图书室或会议室等。
方兴未艾的塑料建筑
现代科学技术的应用，使得传统的建筑三大材料：混凝土（水泥）、钢材、木材一统天下的局面被塑料打破。国外一些发达国家，建筑塑料的应用，已占塑料总量的25%以上。塑料是以合成或天然的高分子化合物为主要成分的。它具有质轻、绝缘、耐腐蚀、美观、易加工等特点，能满足建筑材料的及其他性能要求，甚至比传统的建筑材料有更多的优点。在国内外都已有了全塑料建筑。在我国，建筑非结构材料和建筑结构材料却已广泛应用塑料，从住宅的防水保温，室内外装饰到建筑结构用复合材料、轻质材料，大型构件等均已能用塑料制作。目前塑料建筑不论是充气式、拆装式、楼房式都具有实用性，可作为展览厅、体育馆、游泳池、雷达站、战地医院、飞机库、工作棚、农作物暖房等。大力开发塑料建筑，能大大缩短施工时间，减轻结构重量，提高装配化程度，便于使用现代化施工方法，改善建筑质量和耐久性，并可加强美观效果。
如前所述，当今世界新颖别致的现代建筑层出不穷。可以想象，不久的将来，一些现代人不可思议的新型建筑会更多的涌现，它将为美化市容、丰富生活放射出更为绚丽夺目的光辉。
