高层建筑钢结构设计安全问题探析摘要：我国经济的快速发展，人民生活水平的持续提高，使得城市对高层建筑的需求越来越高，在高层建筑的建设中，钢结构发挥着不可替代的作用，它具有自重轻、同时性能好、较好的整体特性等优点，在高层建筑的结构中得到了广泛的应用。但是，钢结构在设计过程中还存在着不少的安全隐患，对此我们需要采取有效的相应措施，加强钢结构在设计阶段的安全性，从而保障了高层建筑的安全。关键词：高层建筑；钢结构设计；安全问题中图分类号：TU208文献标识码：A高层建筑的出现，一方面是为了缓解城市的用地紧张的情况，提高土地的综合利用率，使城市规划逐渐合理化和科学化；另一方面原因是高层建筑本身具有美学方面的重要意义，是一个城市现代发展的名片，可以作为城市重要的地标建筑。高层建筑作为一个复杂而又庞大的综合系统，其结构设计是否合理影响着高层建筑的安全和性能，所以高层建筑的结构设计有三个方面的基本要求：不但要满足抗震、抗风的安全性要求，而且要满足结构合理、构造科学的专业性要求，还要满足建设成本合理的经济性要求。1高层建筑结构设计类型和特点分析高层建筑的结构设计最开始出现的是比较简单的框架结构，随后又出现了钢筋混凝土构造的剪力墙结构，由框架部分与剪力墙部分共同作用的框剪结构，由筒体体系构成的筒体结构以及不同结构相结合而形成的组合结构和一些巨型结构（巨型梁结构、巨型柱结构等等）。这些结构各有受力特点，适用于高度不同的结构体系，不同建筑结构的选择也影响着后续的建筑结构设计。高层建筑的结构形式与工程施工、工程造价、建筑设备安装等诸多因素密切相关，所以结构设计时应该注意设计特点和设计要点。第一，高层建筑相对低层建筑整体上会导致受力增加，相对于竖直荷载，水平荷载地位提高，成为决定性因素，必须考虑基于水平荷载的建筑荷载能力，水平荷载主要包括地震和风荷载，高层建筑应该有更加优秀的抗震能力。第二，高层建筑的侧移是结构设计的重要因素，也是重要的控制指标。第三，高层建筑的柱中容易产生竖向变形，这会造成连续梁的长度变化和预制构件的下料长度变化，忽略轴向变形是潜在的危险因素。第四，高层建筑结构设计应注意有较大的结构延性，作为一种预防措施保证整体结构在高荷载作用产生巨大变形下不至于倒塌。2高层建筑设计的一般原则在高层建筑的结构设计和受力分析过程当中，要进行相关的计算，而计算简图是进行结构设计计算的基础，所以计算简图的选取恰当与否关系着高层建筑的结构设计是否合理，也关系着高层建筑的使用是否安全可靠。在进行高层建筑结构计算简图的选取时，要特别的仔细认真，这样才能保证结构设计计算结果的可靠，保证高层建筑的安全建设和使用。同时，计算简图要有一定的构造措施和构造
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来保证安全，尤其是建筑节点在图纸上和实际中略有差别，必须保证计算简图的误差在允许的设计误差范围内。此外，设计工程师要仔细的分析软件计算的结果，避免因为不同计算软件的计算结果而造成比较大的计算偏差和失误。3高层建筑结构设计相关问题分析3.1高层建筑的基础设计相关问题高层建筑的地基设计既是高层建筑结构设计的前提性工作，也是建筑设计师非常重视的一个问题。地基设计的重要性不言而喻，地基设计的质量直接影响着基础的类型选择和工程的造价。基础的设计工作包含了基础的类型设计和对地基的处理工作。地基类型的选择要考虑到上部结构的荷载、地基的承受荷载的能力以及工程的整体造价等因素，其中比较重要的是上部建筑荷载的准确计算和结构选型。另外在地基的设计和相关计算中一定要遵守国家
规范
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和地方性规范，因为就全国来说，各地的地质条件差别很大，国家规范没有办法作出统一全面的规定，所以在地基的设计工作中要注意遵守地方性的
设计规范
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的问题。3.2高层建筑结构设计中的剪力墙设置问题高层建筑中的剪力墙的数量要求和位置的设置问题也是高层建筑结构设计的重要因素之一。第一，在现行的建筑规范中，具体描述了短肢剪力墙的定义问题，短肢剪力墙是指截面的高度和厚度的比在5-8的墙体，在具体的建筑应用中，短肢剪力墙的使用受到诸多限制，结构设计中应尽量少使用这种墙体结构，避免后续的设计上的诸多问题。第二，剪力墙的位置设置除了在建筑的两端以外，在建筑的纵向中轴线还应该增加剪力墙结构，并调整剪力墙中心的位置，合理设置厚度以及截面，使建筑的结果位移保持在合理的范围之内。3.3高层建筑中的结构规则性问题关于高层建筑的结构设计的新旧质量规范在诸多问题的内容描述上都存在着一定的变化和改动，这主要体现在两个方面，第一，新的建筑规范中针对旧的建筑规范的高层建筑结构设计的规则性问题，增加了许多的限制条件，比如建筑结构设计中的平面规则性问题和结构嵌固端的刚度比问题。第二，新的建筑规范中采用强制性的条文规定了严重不规则的结构
设计方案
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是不能采用的。所以，结构设计师要注意到新旧规范的的内容改动，严格遵守规定的限制条件，合理的规划自己的结构设计，避免为后续的施工设计和施工图的设计工作带来不必要的麻烦。3.4建筑结构抗震性较弱。近年来，我国一些地区发生了严重的地震灾害，导致房屋倒塌，伤亡严重。地震灾害的发生同时也在告诉我们我国建筑的抗震性能还十分的薄弱。3.5结构设计人员脱离实际情况进行设计。有些设计人员片面追求新材料、新工艺，采用的材料在本地区难以采购，施工工艺要求过高，施工质量得不到保证，影响到建筑结构的安全性。4建筑工程结构设计中提高建筑安全性的措施4.1在建筑结构设计过程时，必须要充分结合工程实际情况全面考虑建筑工程的整体情况，在设计时设计人员还应严格按照国家规定的建筑结构规范执行，严格做到时刻跟踪施工现场对设计结果的落实情况，及时发现问题，对设计不合理的及时修改.4.2工程结构设计人员要对工程设计的理论和方法全面掌握，再在实际的工作中理论联系实际，将理论知识充实。加强各种结构形式的更新，在工程的设计工作中发现问题及时解决，使工程设计人员能够熟悉掌握相关的技术，并在此基础上通过网络、媒体等途径不断充实自己的知识体系.4.3在提高结构的安全性能需要从结构选型、结构构造、结构布置、材料选择等多个方面做出努力，以加强结构的整体性、延性和耐久性，提高其抗御不测之灾和防止倒塌、特别是抵抗连续倒塌的能力。结构安全度需要考虑的因素过于综合，包括非技术性的社会经济因素、政策因素等.4.4随着建筑行业的不断发展，越来越复杂的建筑结构不断涌现，建筑结构设计对设计人员知识的深度广度和应用实践性的要求也越来越高，原始的设计方法和设计软件已经不能满足这种设计要求。设计软件的创新，是建筑结构设计安全性能提高的必然趋势.4.5要结合本地区实际情况进行建筑结构设计，如本地区地质条件、施工机械、施工技术水平等，选用可靠性高、施工质量有保障的结构设计。对改造加固项目，一定要先对原结构进行检测鉴定，按实际数据进行验算，加固技术建议采用可靠度{的措施，如钢结构来进行加固.结束语综上所述，随着建筑规模的增加，钢结构得到广泛应用，钢结构的设计安全
标准
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也随之增加，通过对高层建筑钢结构进行优化安全设计，保证建筑钢结构的安全性能，保障建筑物“骨架”健康合理的使用，这样才能有效的提高建筑物的使用寿命和建筑质量，确保人民生命财产的安全。
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