高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問(wèn)題及對(duì)策

常 鵬

(上海經(jīng)緯建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院股份有限公司山西分公司，山西 太原 030000)

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問(wèn)題及對(duì)策

常 鵬

(上海經(jīng)緯建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院股份有限公司山西分公司，山西 太原 030000)

介紹了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的意義和原則，針對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，從恰當(dāng)?shù)倪x擇結(jié)構(gòu)方案、注重計(jì)算簡(jiǎn)圖的使用、滿足各種性能的需求等方面，闡述了具體的應(yīng)對(duì)對(duì)策，從而保障高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性和穩(wěn)定性。

高層建筑，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)方案

近些年來(lái)，我國(guó)的城市化進(jìn)程在不斷地加快，但與此同時(shí)，高層建筑的數(shù)量和需求也在日益的增加。與普通的建筑相比，高層建筑的施工比普通的建筑在一定程度上難度要有所增強(qiáng)，相對(duì)比普通的建筑會(huì)更為嚴(yán)格、困難。盡管高層建筑的施工難度大、更為嚴(yán)格，但是只要在設(shè)計(jì)階段對(duì)全局進(jìn)行嚴(yán)格的控制和把握，后期工作也就能夠順利的進(jìn)行和開(kāi)展。為此，本文從高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的意義、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則、在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)對(duì)對(duì)策四個(gè)方面分別進(jìn)行了敘述，希望能夠及時(shí)解決在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所存在的各方面問(wèn)題。

1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的意義

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的意義就在于想要保證工程的正常施工，就必須按照嚴(yán)格的執(zhí)行設(shè)計(jì)方案。這是由于設(shè)計(jì)方案不僅能夠?qū)θ制鸬娇刂坪桶盐盏淖饔?，還對(duì)整個(gè)工程的開(kāi)展和進(jìn)行有著至關(guān)重要的影響。而且，科學(xué)合理的高層建筑結(jié)構(gòu)不但能夠承受水平方向、垂直方向的荷載，同時(shí)還能在一定程度上使得高層建筑具有更強(qiáng)的減震承受力。綜上所述，高層建筑工程在施工之前必須制定出一個(gè)合理、科學(xué)的設(shè)計(jì)方案，這不僅對(duì)于整個(gè)工程的質(zhì)量有一定的影響，而且還關(guān)乎和影響著整個(gè)高層建筑的整體穩(wěn)定性，同時(shí)設(shè)計(jì)方案的合理還能避免在施工過(guò)程中出現(xiàn)一些問(wèn)題和事故[1]。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中必須尊重一些原則。第一，選擇出合理的計(jì)算簡(jiǎn)圖。如果在計(jì)算簡(jiǎn)圖中出現(xiàn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)有誤差，就會(huì)給施工工人帶來(lái)一定的威脅。為此，只有選擇出合理的計(jì)算簡(jiǎn)圖才能夠保障高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全，而且還要將相關(guān)數(shù)據(jù)的誤差控制在規(guī)定的范圍內(nèi)。第二，選擇合理的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，在對(duì)高層建筑的地質(zhì)進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該從相鄰建筑物之間的影響、施工的條件等多個(gè)方面的因素考慮。此外，在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中必要時(shí)還應(yīng)該對(duì)地基的變形進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)，這樣能夠極大的保障施工工人的人身安全。第三，選擇合理的方案。合理的設(shè)計(jì)方案首先應(yīng)該從經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，充分的滿足經(jīng)濟(jì)性的要求，然后要對(duì)施工條件、地理環(huán)境方面都有所考慮，最后還要考慮建筑物室內(nèi)的水、電等各個(gè)項(xiàng)目之間的協(xié)調(diào)性，以此設(shè)計(jì)出更加合理的設(shè)計(jì)方案。第四，對(duì)設(shè)計(jì)方案的結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確分析。隨著科學(xué)的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)被廣泛地應(yīng)用到了各行各業(yè)中，在建筑結(jié)構(gòu)中計(jì)算機(jī)主要用來(lái)對(duì)設(shè)計(jì)方案的結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確的分析，但并不是每次計(jì)算機(jī)的分析都能十分的準(zhǔn)確。因此，這就需要對(duì)其進(jìn)行再次的校驗(yàn)，進(jìn)而得出更為準(zhǔn)確的結(jié)果。第五，采取相應(yīng)的構(gòu)造措施，強(qiáng)柱弱梁等都是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的原則，只要嚴(yán)格按照這些原則及時(shí)加強(qiáng)薄弱的部位，就能夠?qū)Ω邔咏ㄖ恼w有了足夠的把握。此外，還需要注意的是要充分的考慮結(jié)構(gòu)中所使用到的構(gòu)件的性能和溫度，進(jìn)而能夠保障整個(gè)建筑物的整體質(zhì)量和安全[2]。

3 在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

3.1 短肢剪力墻存在的問(wèn)題

所謂的短肢剪力墻是指各肢橫截面的高度與厚度之比在大于4但小于8之間的一種剪力墻。然而，短肢剪力墻在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題中卻十分的典型，這是由于其具有了設(shè)計(jì)的不合理性，在目前很多的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中都有這種現(xiàn)象的發(fā)生，這種短肢剪力墻的出現(xiàn)不僅會(huì)對(duì)高層建筑的穩(wěn)定性和安全性有所影響，同時(shí)也會(huì)對(duì)整個(gè)建筑物的抗震能力產(chǎn)生一定的影響。

3.2 嵌固端存在的問(wèn)題

嵌固端就是平時(shí)人們口中所說(shuō)的固定端，一般選擇和固定嵌固端之后就不允許再對(duì)其進(jìn)行移動(dòng)。因此，在高層建筑機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中嵌固端占有著十分重要的位置，同時(shí)也起著十分重要的作用。然而，如果嵌固端存在問(wèn)題一般會(huì)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，嵌固端的選擇問(wèn)題，如果將嵌固端選擇在地下室，就會(huì)無(wú)法正常的發(fā)揮出嵌固端的效果。第二，嵌固端的上下剛度的設(shè)計(jì)比例，嵌固端的上下剛度的設(shè)計(jì)比例是嵌固端設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)，如果設(shè)計(jì)比例不合理，就會(huì)給接下來(lái)的高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作帶來(lái)一定的影響。

3.3 超高存在的問(wèn)題

在高層建筑機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中超高也是比較難解決的一個(gè)問(wèn)題，超高就是指建筑單位為了賺取更多的利益，不按照擬定好的合同中有關(guān)規(guī)定進(jìn)行施工，而私自將樓層繼續(xù)加蓋的一種現(xiàn)象。這種超高的建筑雖然能給建筑單位帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)利益，但是卻會(huì)使得建筑物不僅失去來(lái)原有的穩(wěn)定性和安全性，還達(dá)不到抗震的作用，而且在強(qiáng)風(fēng)暴雨的天氣中極易發(fā)生巨大的災(zāi)害，進(jìn)而會(huì)給人們的人身安全帶來(lái)一定的威脅[3]。

3.4 其他方面存在的問(wèn)題

由于高層建筑機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)十分復(fù)雜的工程，而且其中還包含了很多方面的內(nèi)容，這就使其會(huì)出現(xiàn)很多方面的問(wèn)題，比如：第一，在建筑物的抗震方面，設(shè)計(jì)出的抗震方案是否存在合理性、是否具有可行性等。第二，在施工之前對(duì)構(gòu)件的位置是否進(jìn)行了準(zhǔn)確的定位和計(jì)算，這些構(gòu)建的計(jì)算也是衡量高層建筑機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，如果沒(méi)有對(duì)其進(jìn)行過(guò)準(zhǔn)群的定位和計(jì)算，就會(huì)影響建筑過(guò)程中一些數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

4 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)對(duì)對(duì)策

4.1 恰當(dāng)?shù)倪x擇結(jié)構(gòu)方案

選擇結(jié)構(gòu)方案是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，同時(shí)也是最關(guān)鍵的一個(gè)步驟。為此想要恰當(dāng)?shù)倪x擇結(jié)構(gòu)方案，就需要從多方面的因素進(jìn)行考慮。首先，結(jié)構(gòu)方案必須滿足相關(guān)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，避免所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)方案與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生沖突。然后，結(jié)構(gòu)方案還需要將施工區(qū)域的實(shí)際情況、地下水位等相結(jié)合，這樣能夠在極大程度上方便施工。最后通過(guò)多方面的實(shí)際考察之后，能夠準(zhǔn)確的找到最恰當(dāng)?shù)倪x擇結(jié)構(gòu)方案，而且還能在一定程度上避免出現(xiàn)不可遇的事情發(fā)生[4]。

4.2 注重計(jì)算簡(jiǎn)圖的使用

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所有的計(jì)算問(wèn)題都會(huì)涉及計(jì)算簡(jiǎn)圖的使用，由此可見(jiàn)，計(jì)算簡(jiǎn)圖的使用是整個(gè)設(shè)計(jì)中最重要的依據(jù)所在。然而，在計(jì)算簡(jiǎn)圖的使用時(shí)卻需要將其同實(shí)際的情況進(jìn)行聯(lián)系，而且在實(shí)際的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)卻十分的復(fù)雜，因此這就需要從多個(gè)方面進(jìn)行考慮，必要時(shí)還需要借助計(jì)算機(jī)軟件的幫助，以此保證簡(jiǎn)圖的計(jì)算準(zhǔn)確度和精確度。

4.3 滿足各種性能的需求

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要目的就是要滿足各種性能的需求，這是為了充分的保障高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)，滿足各種性能的需求需要做到以下幾點(diǎn)：第一，需要對(duì)結(jié)構(gòu)的延伸性加以重視，延伸性主要表現(xiàn)在建筑結(jié)構(gòu)變形、倒塌等方面，尤其是在高層建筑受到災(zāi)害時(shí)延伸性就顯得格外重要。第二，高層建筑結(jié)構(gòu)中的水平承受力也是十分的關(guān)鍵，比如：在遇到強(qiáng)風(fēng)、強(qiáng)雨時(shí)會(huì)導(dǎo)致水平方向發(fā)生位移。

5 結(jié)語(yǔ)

伴隨著城市化進(jìn)程在不斷地加快，高層建筑設(shè)計(jì)就會(huì)越來(lái)越多，因此，就需要做到制定出恰當(dāng)?shù)倪x擇結(jié)構(gòu)方案、注重計(jì)算簡(jiǎn)圖的使用、滿足各種性能的需求。除此以外，還要對(duì)短肢剪力墻、嵌固端、超高做到有針對(duì)性的進(jìn)行解決，進(jìn)而保障高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性和穩(wěn)定性。

[1] 岳文萍,周強(qiáng)茂,劉飛飛.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問(wèn)題及對(duì)策探討[J].住宅與房地產(chǎn),2016(3):90-91.

[2] 吳必正,趙永輝.試論高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題及對(duì)策[J].門窗,2014(1):95,98.

[3] 錢冬江.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問(wèn)題及對(duì)策探討[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2016(22):139-140.

[4] 林建輝,韓志成,施利鳳.淺談高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問(wèn)題及對(duì)策[J].科技與企業(yè),2016(6):167.

Theproblemsandcountermeasuresofstructuredesignforhighrisebuildings

ChangPeng

(ShanghaiJingweiArchitecturalDesign&ResearchInstituteCo.,Ltd,ShanxiBranch,Taiyuan030000,China)

This paper introduced the principles and significance of high-rise building structure design, according to the existing problems in high-rise building structure design, from the appropriately selection of structure scheme, paying attention to the use of calculation diagram, meet all kinds of performance demands and other aspects, elaborated specific coping strategies, to ensure the safety and stability of high-rise building structure design.

high-rise building, structure design, structure scheme

1009-6825(2017)23-0049-03

2017-06-06

常 鵬(1987- )，男，助理工程師

TU318

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