高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的若干問題及對(duì)策

【摘要】隨著時(shí)代的快速發(fā)展和推進(jìn)，大量人口不斷涌入城市，使得城市有限的土地資源無(wú)法容納更多人口，高層建筑隨之適時(shí)出現(xiàn)。當(dāng)下，社會(huì)發(fā)展的需求使得高層建筑的復(fù)雜化程度不斷增大。而大量高層建筑群的迅速出現(xiàn)難免會(huì)存在一些建筑上的紕漏。俗話說：“萬(wàn)丈高樓平地起”，高層建筑設(shè)計(jì)中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)的計(jì)算與分析，地基的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，抗震能力，伸縮縫，沉降縫抗測(cè)力等問題的處理方式都是需要考慮的。如何在設(shè)計(jì)中及時(shí)發(fā)現(xiàn)并規(guī)避這些風(fēng)險(xiǎn)，避免造成高層建筑在設(shè)計(jì)中出現(xiàn)此類問題，是本文所探究的重點(diǎn)問題。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；設(shè)計(jì)問題；規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)

城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展帶動(dòng)了大量人口進(jìn)入城市謀求發(fā)展。不斷的推進(jìn)城市化建設(shè)，越來(lái)越多的城市出現(xiàn)了高層建筑。舊屋改建，舊屋拆遷等等都為高樓大廈的不斷崛起提供著資源。即便在嚴(yán)謹(jǐn)?shù)母邔咏ㄖO(shè)計(jì)中，往往還會(huì)隱藏一些不可預(yù)測(cè)的隱患。如何保障高層建筑在設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)上既具有抗風(fēng)性，抗震性等基本的安全因素，又可以滿足高層建筑設(shè)計(jì)原理上的專業(yè)性，成為了越來(lái)越多設(shè)計(jì)者，購(gòu)房者的考慮因素。保證高層建筑的安全不僅僅是對(duì)設(shè)計(jì)者工作專業(yè)化的認(rèn)可更是為人們的生活提供了可靠的保障。

一、高層建筑中結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)意義

高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是對(duì)復(fù)雜的高層建筑在施工過程中，做出的提前預(yù)知和規(guī)劃，對(duì)實(shí)際過程中的施工有著非常大的指導(dǎo)意義。相反，如果高層建筑在設(shè)計(jì)的過程中沒有做到設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)與實(shí)際外部相互一致，那么在施工過程中就可以出現(xiàn)不必要的意外發(fā)生，造成建筑中的損失。高層建筑的設(shè)計(jì)意義其本質(zhì)，是為了給高層建筑在實(shí)際操作過程中提供正確的指導(dǎo)方向，用客觀的理論為實(shí)踐提供更合理的指導(dǎo)。高層建筑設(shè)計(jì)中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)上的計(jì)算與分析，地基的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，抗震能力等問題，都是我們需要在高層建筑對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)意義的考量。

二、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須遵守額的原則

高層建筑最基礎(chǔ)的保障是它的承載力、穩(wěn)定性等安全方面的問題。與較低樓層相比較，高層建筑在結(jié)構(gòu)上的側(cè)移已成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵因素。伴隨著高層建筑的高度不斷加大，水平荷載下，結(jié)構(gòu)的側(cè)移現(xiàn)象也會(huì)隨之不斷增大，對(duì)于這種狀況的出現(xiàn)，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過程中一定要將側(cè)移控制在一定的限度內(nèi)，控制高層建筑在面對(duì)外在壓力時(shí)可以為建筑的安全起到保護(hù)作用。

三、如何加強(qiáng)高層建筑的各類問題性

對(duì)于地基的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)分為甲乙丙三個(gè)設(shè)計(jì)等級(jí)，應(yīng)該根據(jù)地基的復(fù)雜程度、建筑物規(guī)模，選用合適的級(jí)別，一般30層以上的高層建筑可選用甲等級(jí)的地基的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。

抗震能力，作為對(duì)建筑潛在破壞的估計(jì)，一般采用靜力彈塑性分析和方法研究群體建筑物易損性，建立對(duì)高層建筑的抗震力評(píng)估。根據(jù)測(cè)估的實(shí)際情況建筑構(gòu)件做到強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)剪點(diǎn)弱，豎向布置避免抗震不利的不規(guī)則形式等措施。高層建筑在面對(duì)地震時(shí)相比于地層建筑據(jù)顯示出了它的弱勢(shì)。如何規(guī)避地震的考驗(yàn)是設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵部分。做到大震不倒，小震不壞，而影響高層建筑在的抗震功能主要是建筑中的軸線變形、建構(gòu)延性等方面的指標(biāo)。高層建筑的豎向荷載中是比較大的，如果可以在柱中引起比較大的軸向變形，那么將會(huì)對(duì)連續(xù)梁彎矩產(chǎn)生不可避免的影響，從而使中間支柱的負(fù)彎矩減小。在設(shè)計(jì)中，建筑師一定要根據(jù)軸向變形進(jìn)行計(jì)算數(shù)值，另外對(duì)側(cè)移產(chǎn)生的影響和后果以及結(jié)構(gòu)的剪力與構(gòu)件的豎向變形相比較，會(huì)計(jì)算出有偏差的結(jié)果。

高層建構(gòu)在設(shè)計(jì)中與低層建筑相比較，它的結(jié)構(gòu)會(huì)比較趨于柔和，導(dǎo)致高層建筑在地震中更容易變形，為保證高層建筑在保持自身在塑性變形階段仍具備較強(qiáng)的變形能力，保障高層建筑在面對(duì)災(zāi)害時(shí)不輕易倒塌，在設(shè)計(jì)過程中需要在建筑的延性上多加考量。

伸縮縫，主要是防止建筑因熱脹冷縮的原因，造成建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。為避免建筑物裂縫的產(chǎn)生，伸縮縫可以將基礎(chǔ)建筑構(gòu)件分開，使建筑物延長(zhǎng)方向做水平伸縮。

沉降縫，出于因土質(zhì)性質(zhì)引起的地基不均勻沉降，引起房屋也在不均勻的發(fā)生沉降破壞的考慮，所以在施工中要對(duì)地質(zhì)差異處，設(shè)置貫通的垂直縫隙，可以將建筑物分為若干個(gè)自由沉降的獨(dú)立單元。

四、避免一味的依賴計(jì)算機(jī)方法檢查輸出結(jié)果

很多人在設(shè)計(jì)高層建筑中，已經(jīng)擺脫了傳統(tǒng)的手動(dòng)計(jì)算方式，采用計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)對(duì)于我們?cè)诠ぷ髦刑岣咝视兄艽蟮膸椭?。但很多人沒有意識(shí)到，一味的依賴計(jì)算機(jī)所存在的弊端。一旦計(jì)算機(jī)出現(xiàn)錯(cuò)誤，工作人員沒能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，那么對(duì)整個(gè)建筑將是一場(chǎng)災(zāi)難，這就需要我們建筑師在工作中將自身的技能與現(xiàn)代科技相結(jié)合，在提高效率的同時(shí)，一定要注重對(duì)質(zhì)量和安全的把控，做到心中有數(shù)。

五、提高建筑師隊(duì)伍的素質(zhì)能力

對(duì)于高層建筑而言，初期的設(shè)計(jì)對(duì)于后期的工作實(shí)施有著很大的影響。高層建筑自身的復(fù)雜性，使其不可避免的存在許多需要注意的問題。我們?cè)谇懊嫣岬降妮S向變形、梁彎矩、抗震性等等，都是我們建筑師需要考慮的問題。這要求我們的建筑師必須有著很高的專業(yè)素質(zhì)和技術(shù)能力。設(shè)計(jì)者不僅僅要依靠書本資料上的科研成果作為參考，更要主動(dòng)到施工現(xiàn)場(chǎng)，長(zhǎng)期的參與施工建設(shè)，將理論知識(shí)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)相互牢牢結(jié)合在一起。

建筑行業(yè)的發(fā)展是關(guān)系到老百姓生活的重要工作，設(shè)計(jì)者必須要有足夠的責(zé)任心，時(shí)刻提高自我專業(yè)素質(zhì)和能力。多借鑒國(guó)際上有影響力的優(yōu)秀建筑經(jīng)驗(yàn)，虛心于同行探討，多做總結(jié)。高層建筑作為現(xiàn)代進(jìn)步的重要標(biāo)志，在國(guó)內(nèi)的發(fā)展還是比較緩慢的，想要打造出自身品牌還是需要努力的。只有在設(shè)計(jì)建筑過程中不斷克服解決所遇到的困難，才能保障高層建筑的質(zhì)量安全。

結(jié)語(yǔ)：

近年來(lái)，我國(guó)城市人口的越來(lái)越多，大量的人口已經(jīng)使城市的容納量岌岌可危，高層建筑而出現(xiàn)恰到好處的解決了這一問題。高層建筑的整個(gè)設(shè)計(jì)過程有著相當(dāng)高的技術(shù)含量，并非一朝一夕即可練就的。本文應(yīng)對(duì)我國(guó)建筑行業(yè)蓬勃發(fā)展，日新月異的變化，提出幾點(diǎn)在高層建筑中需要注意的問題以及解決的方法。在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)各個(gè)部門建設(shè)中，加強(qiáng)各部門之間的聯(lián)系，出現(xiàn)問題及時(shí)應(yīng)對(duì)，對(duì)建筑工程的基本情況多加思考，提高監(jiān)理工作的作用，保障高層建筑在社會(huì)的快速發(fā)展中發(fā)揮其最大優(yōu)勢(shì)。

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