高层建筑的结构设计特点及基础结构设计分析

高层建筑的结构设计特点及基础结构设计分析

李解

重庆力巨建筑工程有限公司 重庆大足 402360

【摘要】近些年来，我国建筑行业随社会经济的快速发展而蓬勃发展，高层建筑建设规模不断扩大，大幅度提高了我国施工技术水平。而结构设计作为建筑施工的重要依据，直接影响建筑施工质量。鉴于此，本文通过分析高层建筑的结构设计特点，进一步分析高层建筑结构设计要点及基础结构设计具有十分重要的现实意义和实践价值。

【关键词】高层建筑；结构设计特点；基础结构设计

在社会经济和时代快速发展的背景下，我国城市化建设进程加快，高层建筑作为城市的标志物，随之大量出现在城市中，极大地促进了我国城市建筑行业的发展。建筑结构设计作为整个建筑工程项目的重要环节之一，且是一项综合性高又复杂的工作，当中基础结构设计直观重要。因此，为了保证高层建筑的整体施工质量，应从高层建筑结构设计特点入手，严格把控高层建筑基础结构设计方案，才能为有效提高高层建筑的施工质量奠定良好的基础。

1.高层建筑结构设计特点概述

高层建筑结构设计的优化是保证高层建筑质量与安全的前置性条件，只有保证高层建筑结构设计的合理性和科学性，才能为后续高层建筑各环节的施工顺利进行奠定良好的基础。因此，在高层建筑施工期间，相关人员应全面熟悉与掌握高层建筑结构设计特点，总结包括专业性高、控制建筑自重等几项内容，具体如下：

（1）专业性高。建筑结构设计是一项专业性高，内容广泛的工作，尤其是高层建筑结构设计。当下高层建筑结构设计与施工质量频繁出现，直接威胁到人民群众的生命安全，且不利于社会和谐发展^[1]。因此，高层建筑设计难度与复杂程度相对更大一些，且要在设计过程中综合考虑多项因素，才能保证高层建筑的稳定性与安全性^[2]。

（2）控制建筑自重。高层建筑结构设计中，最为关键的一项工作是严格控制建筑主体的自重，原因在于建筑主体自重会直接影响到建筑整体的稳定性和使用功能。同时，由于高层建筑普遍有着自重大、结构复杂的特点，决定了设计人员在高层建筑结构设计时，应综合考虑多项因素，结合高层建筑建设的具体要求来构建合理的受力方案，并优化选择建筑材料，才能从多个方面来控制建筑体的自重，随后根据相关标准和要求来不断提高高层建筑结构整体的稳定性和安全性^[3]。

（3）抗震性要求高。近些年来，我国地震灾害频繁，导致大量建筑物坍塌，造成巨大经济损失的同时，也不利于社会和谐、稳定发展。尤其是高层建筑，因建筑自重大、结构复杂等因素，在建筑抗震性方面表现出薄弱的一面，这就要求高层建筑结构设计时，因结合抗震要求来不断优化设计，并借助各项技术和手段从多个方面来提高高层建筑体的抗震性能，以此保证高层建筑物安全运行^[4]。

（4）严控地基承载力。对于高层建筑来说，受地震影响最大的部位是地基基础。同时，高层建筑地基基础往往比较复杂，如淤泥泥土、冻土等，一定程度上影响高层建筑安全和可靠性，意味着在高层建筑结构设计中，地基承载力是关键点^[5]。因此，在高层建筑结构设计中，应结合高层建筑建设的具体要求来优化地基承载力的设计。同时，考虑到高层建筑的地基基础会受到施工、地质条件等因素的影响，这就要求不断提高高层建筑地基基础的承载力，才能承受整个建筑物的自重。

2.高层建筑基础结构设计分析

基础结构作为高层建筑施工建设的基础内容之一，其结构的合理性和科学性会直接影响建筑的稳定性和安全性。尤其是高层建筑，因基础结构更加复杂，决定了其设计难度较大。因此，为了保证高层建筑整体的稳定性和安全性，相关人员应重视高层建筑基础结构设计的优化。

2.1优化重力荷载的传递路径

在高层建筑结构设计过程中，应重视重力荷载传递路径的优化，明确高层建筑重力荷载传递路径对楼板设置、结构体系、施工方案的具体影响，进而以此来优化基础结构设计。首先，高层建筑楼板设置方案设计应综合考虑建筑实际情况、建筑内部装饰情况、设备分布情况等，然后结合考察结果来优化布置，确保其合理性和科学性。其次，在高层建筑重力荷载传递上，考虑高层建筑施工周期和成本等因素，可选择楼板+钢架梁相结合方式。最后，高层建筑中转换层主要有梁式、斜柱转换式等多种形式，意味着设计人员在高层建筑基础结构设计时，若遇到多种类型的荷载转换路径，则要利用计算机软件来进行仿真模拟，真实掌握各类荷载转换路径的具体情况，进而以此为依据来进行优化设计，确保高层建筑物重力荷载的传递路径科学合理。

2.2沉降缝设计

在建筑运行中，因地基会出现不均匀的沉降现象而使得建筑稳定性和可靠性会大幅度下降，进而会影响建筑使用安全。尤其是高层建筑，地基沉降现象所产生的负面影响更是显著。因此，在高层建筑基础结构设计中，往往要设置沉降缝，以此来控制地基沉降对高层建筑的负面影响。高层建筑地基沉降现象的发生，原因在于建筑物相邻部分的荷载、高度、结构形式等不尽相同，使得地基结构会出现不均匀的沉降，进而引起高层建筑结构出现开裂或者错动现象。为了有效解决此类问题，在高层建筑基础结构设计中，会设置一个垂直的缝隙，将高层建筑物划分为多个独立的单元。但是在高层建筑中，沉降缝的设计无法出良好的效果。原因在于高层建筑结构压力让地基结构设计变得十分复杂，而沉降缝的设计往往会影响高层建筑地下室土层的嵌固作用，从而对高层建筑整体的稳定性产生负面影响。因此，对于高层建筑基础结构设计而言，应尽量规避沉降缝的布置，可选择强化地基处理来有效解决高层建筑沉降问题，以此保证高层建筑整体的稳定性和可靠性。

2.3减震和隔震措施

在高层建筑基础结构设计中，减震措施和隔震措施至关重要，且直接影响高层建筑的安全性和可靠性。首先，所谓“减震措施”，指的是借助建筑物意外的部件来增加阻尼，以此让地震能量在传递过程中逐渐被消耗掉，进而规避地震对高层建筑的危害，确保高层建筑安全运行。减震消能部件的设置，往往选择高层建筑变形较大的部位。只有这样，才能保证减震措施发挥出最大效能，以此来保证高层建筑的稳定性和可靠性。同时，减震措施应用通常要在高层建筑施工竣工之前完成，且要有效利用建筑物外部环境、优化布置消耗不近啊等，才能有效增加高层建筑主轴方向的阻尼和刚度，以此来大幅度提高地震能量的消减效果。其次，隔震措施在高层建筑基础设计中的应用，具有多样化特征，如应用特殊材料的地基隔震、基础隔震等，都是一些常见的隔震措施。当中，应用特殊材料的地基隔震措施主要用黏土、砂子、沥青特殊材料等来实现高层建筑的地基隔震。而基础隔震则包括多种类型，如黏弹性隔震、摩擦摆隔震、摩擦滑移隔震等，广泛应用在体形规则的高层建筑基础结构设计中。

3.结语

综上，我国高层建筑项目施工量随城市化进程而增多，施工难度系数也随之增加。因此，相关结构设计人员应加强学习来不断学习先进的设计理念，明确结构设计要点，并持有严谨态度来进行结构设计，才能设计出一个科学合理的结构方案，以此保证高层建筑整体的安全性和稳定性。

【参考文献】

[1]崔敬全.高层建筑的结构设计特点及基础结构设计[J].建筑工程技术与设计,2018,(32):1052.

[2]刘倩倩.高层建筑的结构设计特点及基础结构设计[J].建材与装饰,2018,(40):88-89.

[3]李伟.浅谈高层建筑的结构设计特点及基础结构设计[J].建筑·建材·装饰,2018,(14):219.

[4]芮旱雨.高层建筑的结构设计特点及基础结构设计[J].建筑工程技术与设计,2015,(35):508-508.

[5]段珊珊.高层建筑的结构设计特点及基础结构设计[J].建筑工程技术与设计,2015,(33):289.