試論現(xiàn)代高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)及相關(guān)問(wèn)題

聶家忠

摘要：高層建筑物中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)方案起到關(guān)鍵的作用。一定要對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重視。在進(jìn)行設(shè)計(jì)方案時(shí)要注意上述幾個(gè)需要關(guān)注的重點(diǎn)，提高高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的質(zhì)量，保證建筑物的穩(wěn)定性和安全性以及質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；問(wèn)題措施

建筑設(shè)計(jì)對(duì)在進(jìn)行結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)起到至關(guān)重要作用，兩者之間緊密相連，如有一方出現(xiàn)差錯(cuò)都會(huì)影響建筑物的整體效果。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)語(yǔ)言的呈現(xiàn)加建筑設(shè)計(jì)的重要，制定有效的解決措施保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體效果。

一、我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所具有的特點(diǎn)分析

1、影響結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要因素是建筑物的水平力。以重力為代表的豎向荷載控制，在建設(shè)底層房屋、多層房屋及高層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中都起到了至關(guān)重要影響。雖然豎向荷載控制對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生重要影響，但是水平荷載控制在高層建筑中起到?jīng)Q定性的作用。這是因?yàn)楦邔咏ㄖ谪Q向構(gòu)件中，建筑物本身的重量和樓面使用荷載所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，比水平荷載對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩，以及在豎向構(gòu)件中由此所引起的軸力數(shù)值比例大出了一倍。

2、影響結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的另一個(gè)關(guān)鍵因素是建筑物的側(cè)移。建筑物的側(cè)移在高層和底層建筑物中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)區(qū)別在于控制重點(diǎn)不同，高層側(cè)重于側(cè)移的控制。隨著建筑物的建筑高度增加側(cè)移的速度和變形而迅速而加快。所以一定要在規(guī)定的高度范圍內(nèi)控制住水平荷載下的建筑物的結(jié)構(gòu)側(cè)移。

二、高層建筑在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題

1、設(shè)計(jì)質(zhì)量下降

進(jìn)行高層建筑設(shè)計(jì)所需的人力和物力資源比一般的建筑方案設(shè)計(jì)要大得多，而且其設(shè)計(jì)時(shí)間期限一般較短，所給予的設(shè)計(jì)經(jīng)費(fèi)較少，設(shè)計(jì)任務(wù)量又較大，因此，高層建筑設(shè)計(jì)任務(wù)經(jīng)常出現(xiàn)無(wú)人接收問(wèn)題，就算設(shè)計(jì)任務(wù)被接受，其設(shè)計(jì)質(zhì)量也往往是差強(qiáng)人意。施工單位在承包一項(xiàng)工程后，往往會(huì)將這個(gè)工程的高層建筑設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行轉(zhuǎn)包，因?yàn)槭┕挝缓苌儆芯邆鋵I(yè)高層建筑設(shè)計(jì)資格的，但是由于工程轉(zhuǎn)包的設(shè)計(jì)單位可能也缺乏相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)和人才，此情況下往往會(huì)因?yàn)榻ㄖ袌?chǎng)的混亂而造成高層建筑設(shè)計(jì)工作的失敗。

2、參與建設(shè)人員的素質(zhì)相對(duì)不高

高層建筑設(shè)計(jì)工作本身就是一項(xiàng)任務(wù)繁重的工作，而當(dāng)前建筑高層建筑設(shè)計(jì)行業(yè)又普遍存在設(shè)計(jì)人員專業(yè)素質(zhì)缺乏的現(xiàn)象，這更加突出了高層建筑設(shè)計(jì)的問(wèn)題。除了設(shè)計(jì)人員的專業(yè)素質(zhì)缺乏之外，施工單位往往也存在施工人員和高層管理人員缺乏專業(yè)素質(zhì)和職業(yè)素養(yǎng)的現(xiàn)象。

3、高層建筑的設(shè)計(jì)方案存在問(wèn)題

由設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)人員等原因造成柱腳設(shè)計(jì)不符合原來(lái)的要求，柱腳設(shè)計(jì)按高層和底層建筑的不同要求分外包設(shè)計(jì)、埋入設(shè)計(jì)和外露設(shè)計(jì)三種。底層和民宅房屋常采用外露設(shè)計(jì)。在高層建筑中柱腳的剛度由底板的彈性和塑性變形決定，如果底板出現(xiàn)變形就會(huì)導(dǎo)致高層建筑的變形，建筑物的結(jié)構(gòu)就會(huì)遭到破壞。所以設(shè)計(jì)人員必須對(duì)這些問(wèn)題充分考慮或者是在進(jìn)行內(nèi)力分析時(shí)就要重點(diǎn)防止柱腳節(jié)點(diǎn)受到破壞。

三、提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的措施研究

1、加強(qiáng)監(jiān)督機(jī)制對(duì)設(shè)計(jì)要求的管理

高層建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)之前需要對(duì)承包商和設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)合法資質(zhì)進(jìn)行審查，對(duì)高層建筑的構(gòu)件質(zhì)量合格性和相關(guān)單位對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)制作的保證能力、施工安裝能力進(jìn)行檢查和評(píng)價(jià)。由于高層建筑設(shè)計(jì)存在特殊性和熱屬性，工程主管部門必需加強(qiáng)高層建筑設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)管理嚴(yán)格進(jìn)行審查，做好施工前準(zhǔn)備工作。對(duì)于承包企業(yè)的房屋結(jié)構(gòu)的施工安裝能力和結(jié)構(gòu)件的制作能力進(jìn)行監(jiān)督和評(píng)。高層建筑符合作業(yè)要求：需要設(shè)計(jì)安裝資質(zhì)符合規(guī)定，并保證承包企業(yè)能按照高層建筑工程建設(shè)的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行嚴(yán)格施工。

2、提高高層建筑設(shè)計(jì)圖紙的深淺程度

在多層次、跨度較大、體型復(fù)雜還有大幅震動(dòng)和高溫密閉的設(shè)計(jì)時(shí)都會(huì)采用高層建筑設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)資料必須滿足高層建筑設(shè)計(jì)的要求。設(shè)計(jì)人員對(duì)設(shè)計(jì)的要求不斷改進(jìn)、盡心竭力態(tài)度決定圖紙的質(zhì)量。這樣才能保障建筑工程的施工質(zhì)量。建筑設(shè)計(jì)的工程師作為建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案主要負(fù)責(zé)人，必須要對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行嚴(yán)格審查，把好建筑設(shè)計(jì)關(guān)，確保建筑施工的順利進(jìn)行，保證能預(yù)定的時(shí)間內(nèi)開始動(dòng)工。提高建筑設(shè)計(jì)的安全性、經(jīng)濟(jì)性，保障有效發(fā)揮設(shè)計(jì)的科學(xué)性，使得建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量得到提高。

高層建筑由于長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中，沒有深度的防腐設(shè)計(jì)，會(huì)導(dǎo)致建筑中的鋼材出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，由于被腐蝕的鋼材在用于建筑結(jié)構(gòu)中促使構(gòu)件截面的面積逐漸變小，使建筑物的建筑質(zhì)量出現(xiàn)嚴(yán)重的問(wèn)題。所以負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對(duì)高層建筑腐蝕問(wèn)題和實(shí)際情況做出有效的有深度防腐蝕設(shè)計(jì)，一定實(shí)施最優(yōu)的解決對(duì)策與最佳的設(shè)計(jì)方案來(lái)提高建筑經(jīng)濟(jì)性與安全性能。

3、加強(qiáng)高層建筑設(shè)計(jì)方案合理布局

設(shè)計(jì)方案應(yīng)該根據(jù)高層建筑幾個(gè)不同自身結(jié)構(gòu)形式，綜合考慮到建筑的形式特點(diǎn)。設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)出最好的設(shè)計(jì)方案。前期必須對(duì)建筑的實(shí)地情況和周邊的環(huán)境進(jìn)行匯總和分析。組織專業(yè)的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)和人員對(duì)設(shè)計(jì)圖紙可操作性進(jìn)行確認(rèn)。在進(jìn)行建筑圖紙編制中專業(yè)的設(shè)計(jì)人員要利用科學(xué)的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，反復(fù)進(jìn)行論證圖紙的可操作性，保證圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。

4、進(jìn)行高層建筑設(shè)計(jì)工作時(shí)不能只追求表面功能，要將其功能性深入化，提高其設(shè)計(jì)深度。要考慮建筑物所能遇到的多種環(huán)境狀況，并根據(jù)這些環(huán)境狀況來(lái)設(shè)計(jì)高層建筑的使用性能，以此提高建筑物的使用年限。這樣優(yōu)質(zhì)的高層建筑設(shè)計(jì)成果還能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)單位樹立品牌和提高信譽(yù)度。高層建筑設(shè)計(jì)方案完成后，不能立刻投入施工中，要對(duì)其進(jìn)行重重的審查，只有滿足多重審核之后，充分保證了設(shè)計(jì)方案的合理、科學(xué)性之后，才能將設(shè)計(jì)方案正式投入施工，這樣能夠避免設(shè)計(jì)施工的風(fēng)險(xiǎn)。

5、在進(jìn)行設(shè)計(jì)工作時(shí)，無(wú)論是自己進(jìn)行創(chuàng)新還是借鑒外國(guó)先進(jìn)的設(shè)計(jì)方案作品，都要根據(jù)自己的實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行高層建筑設(shè)計(jì)任務(wù)。只有保證建筑物結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及建筑的使用性能，這里的使用性能即建筑物的舒適性、健康性以及自由性，才能說(shuō)明這個(gè)高層建筑設(shè)計(jì)的成功。而且，在設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮到高層建筑在建筑物內(nèi)部的作用和載重性能，要遵循一般的規(guī)律和原則進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。

結(jié)語(yǔ)

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動(dòng)了建筑業(yè)的進(jìn)步，同時(shí)促進(jìn)了高層建筑在建筑業(yè)中的廣泛應(yīng)用。隨著建筑功能的多樣化和建筑造型的不斷變化，人們對(duì)于高層建筑設(shè)計(jì)的要求逐漸提高，高層建筑在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題日益突出，本文主要就該問(wèn)題進(jìn)行分析，尋找解決問(wèn)題的主要措施。

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