建筑結(jié)構(gòu)選型的綜合考慮

■劉 軍 ■長江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430212

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)程序的廣泛應(yīng)用為建筑結(jié)構(gòu)工程師們帶來了極大地便利，大大的提高了工作效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量。但計(jì)算機(jī)在廣泛應(yīng)用的同時(shí)也存在著相應(yīng)的弊端，養(yǎng)成了很多設(shè)計(jì)人員一味的依賴電腦，設(shè)計(jì)過于簡單，大多依賴電腦的后期制作，將一些圖集東拼西湊起來，并且計(jì)算機(jī)的結(jié)果也無法判斷正誤，只是利用軟件讓自己的作品更加規(guī)范化。對(duì)于如何加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)之間的整體性、合理性、經(jīng)濟(jì)性沒有任何概念。僅僅是不斷加強(qiáng)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，這樣的建筑結(jié)構(gòu)是缺少靈魂的，加快環(huán)保材質(zhì)的研究與應(yīng)用，使計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加安全、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)，同時(shí)合理的利用計(jì)算機(jī)軟件是現(xiàn)今建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的當(dāng)務(wù)之急。

1 建筑結(jié)構(gòu)選型的重要意義

近年來，伴隨城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，高層建筑逐漸成為了建筑行業(yè)的主要施工項(xiàng)目，這使得建筑結(jié)構(gòu)的選型也主要以高層建筑為主。高層建筑的結(jié)構(gòu)可供選擇的類型有很多種，但對(duì)于加強(qiáng)高層建筑抗震能力的結(jié)構(gòu)則運(yùn)用的比較廣泛。高層建筑的設(shè)計(jì)以及施工通常都要耗費(fèi)更多的財(cái)力和物力，因此控制好高層建筑的質(zhì)量和抗震效果顯得更加重要。但在建筑結(jié)構(gòu)的選型上卻是不確定的，在這個(gè)過程中需要考慮建筑物的自身特征以及相關(guān)的外部因素。當(dāng)前的建筑結(jié)構(gòu)選型具有較高復(fù)雜性，在這樣的條件下只有對(duì)各類相關(guān)要素進(jìn)行綜合考慮才能夠確保建筑結(jié)構(gòu)選型的合理性，進(jìn)而保證建筑結(jié)構(gòu)可以滿足使用功能、經(jīng)濟(jì)效益以及美觀性和質(zhì)量性等多方面的要求。

2 影響建筑結(jié)構(gòu)選型的主要因素

2．1 施工水平

對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)選型的影響因素有多種，但是首先應(yīng)當(dāng)考慮的就是施工水平因素。某一時(shí)間段的建筑結(jié)構(gòu)選型在很大程度上都受到當(dāng)時(shí)的施工技術(shù)水平的左右，在大型起重機(jī)及各類建筑機(jī)械先后出現(xiàn)之后，才使高層建筑的各種結(jié)構(gòu)型式成為現(xiàn)實(shí)。一般來說，施工水平對(duì)建筑結(jié)構(gòu)選型的主要影響包含以下三項(xiàng)。首先，先進(jìn)的施工技藝為建筑結(jié)構(gòu)選型提供必要的基礎(chǔ);其次，建筑結(jié)構(gòu)的選型必須要復(fù)合當(dāng)前的施工條件，不能超過當(dāng)前的能力范疇;其三，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)選型時(shí)還應(yīng)當(dāng)注重將施工工藝因素與工程的具體施工條件相結(jié)合，這是由于很多情況下同一種結(jié)構(gòu)型式可以對(duì)應(yīng)不同的施工工藝，但不同的施工工藝對(duì)材料消耗以及結(jié)構(gòu)的受力性和抗震性能都具有重要的影響，為此在結(jié)構(gòu)選型時(shí)要做到對(duì)施工工藝連帶其他元素都被納入考慮內(nèi)容的范疇。

2．2 建筑結(jié)構(gòu)材料

所有成功的建筑結(jié)構(gòu)選型都是建立在一個(gè)好的方案基礎(chǔ)上，即選擇一個(gè)合理可靠的結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系。建筑結(jié)構(gòu)型式的選擇是建立在對(duì)工程的設(shè)計(jì)要求、地理環(huán)境、材料選擇、施工條件等多方面綜合分析下的結(jié)果，這樣才能夠確定最優(yōu)的結(jié)構(gòu)方案。其中的建筑結(jié)構(gòu)材料在很大程度上起著決定性的影響。伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，新的建筑結(jié)構(gòu)材料不斷涌現(xiàn)，在引發(fā)建筑材料變革的同時(shí)也推動(dòng)著建筑結(jié)構(gòu)的更新和發(fā)展。很多人都知道，在眾多建筑結(jié)構(gòu)型式中，鋼材質(zhì)的結(jié)構(gòu)更加輕質(zhì)且高強(qiáng)度，在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。但是鑒于我國自身的國情需要，大多數(shù)的高層建筑采用的都是鋼筋砼結(jié)構(gòu)體系，且通常利用普通鋼筋砼。這是由于我國的高層建筑普遍自重較大，為設(shè)計(jì)、社工以及材料運(yùn)輸?shù)燃夹g(shù)指標(biāo)帶來了諸多不良影響，在這樣的條件下為了保證項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量只能選擇減輕建筑物自重的結(jié)構(gòu)材料。

2．3 建筑物功能

對(duì)于建筑物的結(jié)構(gòu)選型來說，建筑物的使用功能是首先需要考慮到的內(nèi)容。從某種程度上來說，任何建筑都是對(duì)客觀環(huán)境的要求，依照這些要求來確定建筑物的尺寸、規(guī)模以及其他相關(guān)要點(diǎn)。對(duì)于建筑物來說，其最大的功能和作用就是滿足人們的相關(guān)需要，這使得其功能屬性顯得至關(guān)重要。在結(jié)構(gòu)選型時(shí)應(yīng)當(dāng)盡量做到使選擇的結(jié)構(gòu)在剖面上能夠與建筑物的使用空間相協(xié)調(diào)適應(yīng)，盡量降低結(jié)構(gòu)構(gòu)件的高度，最大限度上提升空間的利用率，節(jié)省維護(hù)結(jié)構(gòu)的初始投資費(fèi)用。

2．4 建筑物結(jié)構(gòu)的受力合理性

由于當(dāng)前的建筑普遍以高層型式出現(xiàn)，而高層建筑在高度上具有其他建筑所不可比擬的特性。隨著建筑物的高度不斷上升，其重力荷載也呈直線上升的趨勢(shì)，作用在豎向構(gòu)件柱以及墻上的軸壓力也隨之增加。在這樣的條件下對(duì)于基礎(chǔ)的承載力也就提出了更高的要求。與此同時(shí)，控制建筑物的水平位移也成為了主要矛盾，這種情況主要是由兩方面原因所造成的。一方面，超高層建筑的高度較高，使得風(fēng)作用效應(yīng)加大;而風(fēng)力的加大也就使得合力作用點(diǎn)的位置變高，從而使其對(duì)于建筑物產(chǎn)生的作用效應(yīng)也就變得更大。另一方面，超高層建筑的高度過高使得其自身的重心位置也相應(yīng)的被升高，建筑的結(jié)構(gòu)自重也相應(yīng)的加大，此時(shí)在地震作用下就將導(dǎo)致薄弱部位加速破壞。因此，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)選型時(shí)應(yīng)當(dāng)確保結(jié)構(gòu)的受力合理性。

2．5 經(jīng)濟(jì)因素

最后，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的選型時(shí)還要對(duì)經(jīng)濟(jì)因素做好分析，系統(tǒng)的考慮結(jié)構(gòu)方案經(jīng)濟(jì)性。不僅要考慮到某個(gè)結(jié)構(gòu)方案付諸實(shí)施時(shí)的一次投資費(fèi)用，還應(yīng)當(dāng)考慮到其全壽命周期的費(fèi)用。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)的施工過程中還應(yīng)當(dāng)注意到建筑結(jié)構(gòu)中的安全問題，一些建筑結(jié)構(gòu)材料雖然具有耐熱的特性，但是耐火的功效卻不甚理想，一旦放生火災(zāi)的話極易造成重大的損失。在出現(xiàn)地震等坍塌性事故時(shí)，需要較長的疏散時(shí)間，但超高層建筑大多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在長時(shí)間的疏散過程中極易發(fā)生其他的安全事故。與此同時(shí)，許多建筑的投資都比較巨大，并且在所屬區(qū)域一般都應(yīng)是當(dāng)做代表性建筑來建造的。所以建筑無論是在經(jīng)濟(jì)上，還是在文化乃至政治上都具有較強(qiáng)的影響。為此，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)的選型時(shí)務(wù)必要強(qiáng)化結(jié)構(gòu)的可靠性，強(qiáng)化建筑的整體性能質(zhì)量。

結(jié)束語:建筑結(jié)構(gòu)選型的綜合考慮內(nèi)容相對(duì)來說比較復(fù)雜，靈活廣泛，綜合性比較強(qiáng)，這就需要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，在應(yīng)用規(guī)范及應(yīng)用力學(xué)基礎(chǔ)的前提下，根據(jù)自身對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的理解，通過自己多年的積累經(jīng)驗(yàn)，做出安全、合理、經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)。建筑結(jié)構(gòu)的選擇是設(shè)計(jì)思想發(fā)展的必然產(chǎn)物，所有的建筑工程在施工前都應(yīng)當(dāng)進(jìn)行必要的考慮和分析，在確保建筑結(jié)構(gòu)能夠滿足相關(guān)條件后方能進(jìn)行具體的施工。

［1］劉海卿，康珍珍，張丙軍.高層建筑結(jié)構(gòu)選型影響因素分析［J］.科學(xué)技術(shù)與工程，2006，11∶1580-1584.

［2］陶忠，張耀春，韓林海，王光遠(yuǎn).關(guān)于高層建筑結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)的初步探討［J］.哈爾濱建筑大學(xué)學(xué)報(bào)，2000，01∶20-25.

［3］許歆.建筑結(jié)構(gòu)選型的經(jīng)濟(jì)性考慮［J］.河南建材，2010，02∶100-101.