高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)鍵問題解析

劉芳+郭麗娟

摘要：隨著高層建筑的迅速發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)在高層建筑中起著至關(guān)重要的作用，由于其自身具備良好的性能，被廣泛運(yùn)用到高層建筑中，但是也出現(xiàn)了許多在高層建筑中銅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的問題，本文著重分析了在高層建筑中銅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見問題和注意事項(xiàng)，并且提出幾點(diǎn)有效的改進(jìn)措施，為以后高層建筑銅結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供幫助。

關(guān)鍵詞：高層建筑；鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；關(guān)鍵問題；措施

中圖分類號(hào)：TU973.13 ITU973.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674—3024（2017）06—0102—02

引言

現(xiàn)如今，我國建筑行業(yè)正在蓬勃發(fā)展，伴隨著越來越多的高層建筑的出現(xiàn)，大量鋼結(jié)構(gòu)的使用也出現(xiàn)在了高層建筑中，鋼結(jié)構(gòu)在經(jīng)過特殊處理后，具有抗震能力強(qiáng)、穩(wěn)定性高、加大室內(nèi)空間的優(yōu)點(diǎn)，但是在高層建筑中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也出現(xiàn)了很多需要注意的問題，需要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的使用進(jìn)行調(diào)整和規(guī)范，提出有效的措施進(jìn)行改善。

1高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題

1.1高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)型

目前我國的建筑向高層的方向發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)在高層建筑中應(yīng)用廣泛，高層建筑選擇用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一種新的設(shè)計(jì)理念和方式，在高層建筑中，鋼結(jié)構(gòu)的使用占有很大的比例，鋼結(jié)構(gòu)性能好、穩(wěn)定性高，但是鋼材的價(jià)格卻居高不下，這就會(huì)大大增加高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的施工成本。在這樣的情況下，建筑方為了追求利潤最大化，就會(huì)要求施工方對(duì)用鋼量進(jìn)行控制，減少鋼結(jié)構(gòu)中的用鋼量，這樣就會(huì)削弱高層建筑的安全性能，無法滿足整體建筑的安全要求。

1.2高層建筑結(jié)構(gòu)空間布局不合理

目前有很多高層建筑仍然采用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念，在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對(duì)建筑物的使用進(jìn)行充分調(diào)研，不應(yīng)該根據(jù)自己的主觀判斷或是以往固有的方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣不僅無法滿足業(yè)主的實(shí)際需求，也會(huì)留下安全隱患，最終的結(jié)果就是增加建設(shè)成本，縮短整體建筑的壽命。

1.3高層建筑的抗震性達(dá)不到要求

地震不僅會(huì)給人民帶來財(cái)產(chǎn)上的損失，更會(huì)對(duì)人的生命帶來損害，而高層建筑選用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一個(gè)原因就是可以確保其整體的穩(wěn)定性，增加抗震等級(jí)，所以要把穩(wěn)定性作為設(shè)計(jì)的核心環(huán)節(jié)。但是在具體設(shè)計(jì)的過程中，一些業(yè)主為了降低工程造價(jià)，減少支出，人為的降低建筑的防震等級(jí)，沒有考慮到在地震發(fā)生時(shí)，一些節(jié)點(diǎn)連接處由于應(yīng)力集中會(huì)被破壞，這就使高層建筑存在很高的安全隱患，導(dǎo)致更為嚴(yán)重的破壞。

2改進(jìn)高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有效措施

2.1重視鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，采用科學(xué)的設(shè)計(jì)方法

建筑工程質(zhì)量的好壞在一定程度上取決于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣，所以在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，就必須重視鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，采用先進(jìn)的技術(shù)和規(guī)范的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來保證質(zhì)量，培養(yǎng)設(shè)計(jì)人員的實(shí)際操作能力。另一方面，想要提高建筑工程的質(zhì)量，必須要做好對(duì)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)管，建立健全的監(jiān)督機(jī)制，完善相應(yīng)的管理制度，如標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)制度，這樣才能夠保證鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最終完工質(zhì)量。

2.2做好鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵是節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，按照傳力特點(diǎn)節(jié)點(diǎn)可以分為剛接、鉸接和半剛接三種不同的連接方式，這對(duì)于結(jié)構(gòu)的影響是不同的，節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)主要包括五個(gè)方面，焊接：在焊接過程中必須嚴(yán)格遵守焊接的焊縫形式和尺寸，焊條應(yīng)該與金屬連接材料相匹配。栓接高層建筑結(jié)構(gòu)連接傳力螺栓一般會(huì)使用高強(qiáng)螺栓，適合選擇10.9s強(qiáng)度等級(jí)，螺栓的類型可以是扭剪類型，連接型全部選用摩擦類型。

2.3鋼結(jié)構(gòu)選型與布置

由于鋼結(jié)構(gòu)形式多樣，選型范圍廣泛，做結(jié)構(gòu)選型與布置應(yīng)該根據(jù)工程的實(shí)際情況具體分析，應(yīng)該根據(jù)不同工程的特點(diǎn)，全面綜合的考慮建筑的使用功能、材料選擇、制作安裝等因素，還要協(xié)調(diào)建筑電氣等配套設(shè)施的設(shè)計(jì)，因此，應(yīng)該根據(jù)不同的建筑工程要求選用符合要求的鋼結(jié)構(gòu)及布置，采用經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)形式，并最終確定出最優(yōu)方案。

2.4估算構(gòu)件截面控制工作

在估算構(gòu)件截面架構(gòu)布置任務(wù)結(jié)束后，需要對(duì)構(gòu)建截面座初步估算，主要是梁柱和支撐等斷面形狀和尺寸的假定。鋼梁可以選擇槽鋼、焊接H型或者是軋制型鋼截面等，估算構(gòu)建截面需要做的工作主要有：根據(jù)需要選擇鋼梁；設(shè)定梁柱和支撐斷面的形狀大??；確定截面高度；根據(jù)截面高度和翼緣寬度估算板件的厚度。

3實(shí)例分析

為了解高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)鍵問題，本文以某IT軟件企業(yè)辦公樓為例。其建筑總高度為54.80米，結(jié)構(gòu)高度為49.50m，占地面積4703平方米，總建筑面積24265平方米。采用高層鋼結(jié)構(gòu)，參考設(shè)計(jì)知識(shí)對(duì)高層鋼結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行分析，該高層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括柱腳設(shè)計(jì)、組合樓板設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示：

4結(jié)束語

隨著社會(huì)的迅速發(fā)展，我國建筑行業(yè)也在飛速前進(jìn)，高層建筑的安全性能也更應(yīng)該引起人們的關(guān)注，而在高層建筑中，鋼結(jié)構(gòu)是提升高層建筑工程質(zhì)量的重要組成部分，也是確保建筑安全不可或缺的一個(gè)因素，關(guān)系著住房人的生命財(cái)產(chǎn)安全，所以在建筑工程中，應(yīng)確保鋼結(jié)構(gòu)在高層建筑中發(fā)揮自身的優(yōu)勢(shì)，增強(qiáng)建筑工程的安全性及穩(wěn)定性，為高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供科學(xué)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。