高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的問題與對策探微

【摘要】建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計，關(guān)系到建筑物本身的建設(shè)成本、便利實用、安全美觀。因此，對于建筑物來講，要想建設(shè)成本低、既實用又美觀、既安全又便利，建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計是必須的，有很多因素會影響到結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計；問題；對策

1、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中遇到的各種問題

1.1高層建筑的基礎(chǔ)選型問題

高層建筑在選型時，要選擇整體性好、能夠滿足建筑物的變形需求、地基承載力較好的形式。假設(shè)沉降不夠均勻，可以適當調(diào)節(jié)，實現(xiàn)了建筑成本低、實用安全的建筑目標。一般情況下，假設(shè)建筑物的樓層很多，同時地下室柱距、地基反力夠大，建議選擇平板式筏型基礎(chǔ)。

1.2地下室外墻在設(shè)計過程中遇到的問題

地下室外墻厚度以及防水標準、使用的混凝土的強度等級等參數(shù)都要結(jié)合建

筑物所在地的土壤實際情況、地下水位、建筑物上層結(jié)構(gòu)的承載最大值等參數(shù)綜合考慮后下結(jié)論。假設(shè)建筑物是高層建筑，那么地下室外墻厚度應該不低于25厘米；地下室外墻的抗?jié)B參數(shù)，要參照墻的厚度，不可低于0.6兆帕；混凝土強度要選擇較低的，假設(shè)混凝土的強度過高，水泥的用量會增加，建設(shè)成本就會隨之升高同時很容易出現(xiàn)裂縫，但是同時，混凝土的強度又不能太低，不可以低于C30。一般情況下，地下室外墻要與地面垂直，地下室外墻在側(cè)面壓力下，整體側(cè)移控制地較好。土壓力和靜止土壓力相類似，在計算時，使用的系數(shù)K=0.5。

1.3連梁超筋伴隨的問題

建筑物在設(shè)計結(jié)構(gòu)時，剪力墻的連梁超筋是很常見的。剪力墻的墻肢用連梁連接到一起，即為連肢墻，連肢墻的抗側(cè)剛度很好，這是連梁的約束彎矩在起作用，之所以會出現(xiàn)連梁超筋問題，連梁兩側(cè)的墻肢過強或者是吸收的地震力過大。在同一樓層，如果墻體過長，墻體的中間處也很容易發(fā)生連梁超筋的情況。

1.4回彈再壓縮問題

基坑開挖時，假如基坑的摩擦角在規(guī)定范圍內(nèi)，基坑旁邊的地基土就會受到約束而不反彈，基坑中心的反彈，基本上都是回彈，只需人工處理即可。假如坑底的基礎(chǔ)太小，受到的約束力就會增大，如果基礎(chǔ)是獨立的，就不會存在回彈現(xiàn)象，此時，計算沉降時，要根據(jù)基底附加應力。當基坑太大，約束力就較小，此時計算沉降的依據(jù)是基底壓力。受約束的坑邊土，僅僅是提高建筑物安全性的備用，所以沉降理論值和實際值會存在很大的誤差。

2、建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計要遵循的基本原則

2.1安全防護結(jié)構(gòu)要多

建筑物在設(shè)計時，要多設(shè)計一些安全結(jié)構(gòu)，只有這樣，當危險突然襲來時，多個安全結(jié)構(gòu)共同發(fā)揮作用，合力抵御外力。假如安全結(jié)構(gòu)不夠多，很顯然，建筑物的安全性無法保證。簡單地講，就是多肢墻抵抗外力的效果遠遠大于單片墻，這也就體現(xiàn)出設(shè)計多個安全結(jié)構(gòu)，保障建筑物安全性的關(guān)鍵作用。

2.2剛?cè)峤Y(jié)合

剛?cè)峤Y(jié)合，是建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計的最基本原則，如果建筑物結(jié)構(gòu)剛性越大，此結(jié)構(gòu)的變形能力就越差，結(jié)構(gòu)中部件抵御外力的能力就越差；相反的，假如建筑物結(jié)構(gòu)柔性越大，結(jié)構(gòu)部件的變形能力過強，也不能很好地抵御外界突然襲來的作用力，這樣結(jié)構(gòu)部件也會受到損壞。

2.3建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計，要打通關(guān)節(jié)

優(yōu)質(zhì)的建筑結(jié)構(gòu)，關(guān)節(jié)都要打通，最好是沒有關(guān)節(jié)。從一次次建筑安全事故中，我們分析得出，建筑物之所以受損，都是從建筑結(jié)構(gòu)中的每一個關(guān)節(jié)。沒有關(guān)節(jié)的建筑結(jié)構(gòu)，面對突然襲來的外力時，會及時化解壓力。所以，設(shè)計師在設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)時，要遵循無關(guān)節(jié)的基本原則，把建筑結(jié)構(gòu)中可能遇到的每一個環(huán)節(jié)，都要及時打通，讓關(guān)節(jié)處的力保持暢通。

3、解決建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中遇到的問題的基本措施

3.1與其他專業(yè)通力合作，及時溝通

建設(shè)單位拿到條件圖以后，首先要做好相應的分析工作，一定不要急于開工，和設(shè)計師保持良好的溝通，建設(shè)單位要基本了解自己所建設(shè)的工程的選型、功能等基本信息，把建筑圖讀懂它，清楚建設(shè)目標。和相應專業(yè)的人們，做好及時必要的溝通工作，把每個專業(yè)遇到的問題明確化，同時有針對性地提出解決的方案，得出的條件圖要把每個專業(yè)有機融合到一起，這樣一來，出圖以后，就可以減少很多因方案調(diào)整帶來的問題，最大限度地節(jié)約建筑設(shè)計時間，為日后建筑物的實際建設(shè)贏取更充裕的時間。

3.2多方位充分收集各種資料

建筑工程的計算參數(shù)，要正確選擇，不然的話，也會引發(fā)很多的問題。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要綜合考慮相關(guān)的規(guī)范標準，正確選擇參數(shù)。我們知道，每種材料的荷載功能都不一樣，因此，要在設(shè)計之前，要多方位全面地收集建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計所需要的各種材料，充分結(jié)合建筑物所在地、建筑工程本身的實際狀況，正確地選擇計算參數(shù)，只有這樣，設(shè)計計算才會更精準，最大限度地避免了一些無關(guān)緊要的人力、財力、物力等方面的浪費，將日后的工程返工率降到零。

3.3建模前，要做好簡化工作

在建模計算之前，要做好相應的處理工作。例如：精確計算而非估算相關(guān)結(jié)構(gòu)的荷載值，輸入轉(zhuǎn)換層構(gòu)件時，要符合相關(guān)的標準，另外，還要考慮到構(gòu)件荷載產(chǎn)生的后果，以及應對這些不良后果的積極措施，如果某些復雜的地方很難解決，建議先依據(jù)力學原理，將復雜的地方簡單化，盡量減少計算量。

3.4明確各計算參數(shù)的內(nèi)涵

結(jié)構(gòu)建模之前，先是要深入了解設(shè)計所用的軟件，明確每一個計算參數(shù)的含義，不可擅自修個某個參數(shù)，如需修改，充分有力的證據(jù)是必須的。使用軟件計算時，一定要注意這一點。除此之外，假設(shè)設(shè)計者對某些結(jié)構(gòu)概念不了解，盲目地使用某一設(shè)計軟件，就會相應地產(chǎn)生一系列的問題。

結(jié)語：

建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個整體，它有著很強的系統(tǒng)性，所以要求建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師理論知識水平要高、思維方式要新穎、工作態(tài)度要認真，在設(shè)計建筑物結(jié)構(gòu)時，要計算好每個基礎(chǔ)構(gòu)建的相關(guān)數(shù)據(jù)，熟悉設(shè)計流程和設(shè)計標準，和其他的專業(yè)要積極溝通，默契配合。此外，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師，還要全面、科學總結(jié)自己在整個設(shè)計過程中，遇到的每一個難題，為日后他人進行與此相關(guān)的研究提供可以借鑒的數(shù)據(jù)。

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