高層建筑結(jié)構(gòu)選型及其經(jīng)濟(jì)性分析

文/杜向陽(yáng) 趙成明，.身份證號(hào)：404898593839；.身份證號(hào)：405988053034

高層建筑結(jié)構(gòu)選型及其經(jīng)濟(jì)性分析

文/杜向陽(yáng)1趙成明2，1.身份證號(hào)：410482198512293839；2.身份證號(hào)：410522198805132034

我國(guó)的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更多把關(guān)注點(diǎn)放在具體的問(wèn)題上，而忽視了前期設(shè)計(jì)中的經(jīng)濟(jì)性分析，造成了很多的經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)，在一定程度上影響了我國(guó)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展。

高層建筑；結(jié)構(gòu)選型；經(jīng)濟(jì)性

1 高層建筑結(jié)構(gòu)選型要點(diǎn)分析

1.1 豎向承重結(jié)構(gòu)的選擇

高層建筑對(duì)豎向承重結(jié)構(gòu)進(jìn)行選擇時(shí)，首先要考慮建筑物的高度和承重的需要，不同的建筑結(jié)構(gòu)所能夠承受的重量和實(shí)用的高度各不相同，需要注意。一般情況下，框架結(jié)構(gòu)適用于層數(shù)較少、高度較低和方針需求降低的建筑;框架一剪力墻結(jié)構(gòu)適用于大多數(shù)高層建筑的需要;筒體結(jié)構(gòu)適用于超高層建筑和對(duì)防震要求較高的建筑。建筑的用也是進(jìn)行豎向承重結(jié)構(gòu)選擇的關(guān)鍵，一般可以按照住宅建筑、商業(yè)建筑和公共性建筑三類(lèi)。

1.2 水平承重結(jié)構(gòu)的選擇

水平承重結(jié)構(gòu)是保證高層建筑整體穩(wěn)定性的重要結(jié)構(gòu)，其選型一般包含以下幾種:平板結(jié)構(gòu)、無(wú)梁樓蓋結(jié)構(gòu)、密肋樓蓋結(jié)構(gòu)等。其中，平板結(jié)構(gòu)包括有單向板和雙向板，其優(yōu)點(diǎn)是板底平整，結(jié)構(gòu)高度低，不適用吊頂，適用于剪力墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)。缺點(diǎn)是當(dāng)建筑水平跨度較大時(shí)，樓面的重量太大，不宜采用。一般非預(yù)應(yīng)力平板不應(yīng)超過(guò)6m，預(yù)應(yīng)力平板不應(yīng)超過(guò)9m。無(wú)梁樓蓋一般在公用建筑中采用，可以增加版主連接的可靠性。普通的鋼筋混凝土樓面的跨度為6m以?xún)?nèi)，預(yù)應(yīng)力混凝土樓面的跨度可以達(dá)到9m。在跨度較大而高度受到限制的情況下，一般采用密肋樓蓋進(jìn)行施工。樓蓋結(jié)構(gòu)的選擇應(yīng)滿(mǎn)足以下要求，即建筑高度超過(guò)五十米時(shí)，框架一剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)等復(fù)雜的高層建筑結(jié)構(gòu)，應(yīng)該采取現(xiàn)澆樓蓋的方式進(jìn)行;房屋高度小于五十米時(shí)，應(yīng)該按照防震的等級(jí)進(jìn)行選擇，即6,7級(jí)抗震結(jié)構(gòu)應(yīng)該選擇裝配整體式樓蓋、防震等級(jí)為8,9級(jí)時(shí)，應(yīng)該采用框架一剪力墻現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu)。此外，應(yīng)該注意的是，混凝土強(qiáng)度等級(jí)要在C20-C40之間。

1.3 下部結(jié)構(gòu)選擇

基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)對(duì)于高層建筑來(lái)說(shuō)具有重要的意義，是保證上部建筑安全和牢固的必要基礎(chǔ)。下部結(jié)構(gòu)的選擇，直接關(guān)系到高層建筑的安全和施工造價(jià)、工期等。高層建筑下部基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)主要包含有柱下獨(dú)立基礎(chǔ)、交叉梁基礎(chǔ)、片筏基礎(chǔ)和復(fù)合型基礎(chǔ)四種。柱下獨(dú)立基礎(chǔ)適用于地質(zhì)條件較好、高度較低的高層建筑;交叉了基礎(chǔ)適用于地質(zhì)一般、高度較低和框架一剪力墻和剪力墻建筑結(jié)構(gòu);片筏基礎(chǔ)適用于土質(zhì)較弱但高度較低或者土地較好但高度較高的情況，可以比樁基礎(chǔ)更加的利于施工和減少成本，缺點(diǎn)是剛度較弱，對(duì)不均勻沉降、裂縫和變形的要求較高。復(fù)合型基礎(chǔ)適用于地質(zhì)較弱和高度較高的情況，可以滿(mǎn)足較高層建筑的結(jié)構(gòu)要求。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)體系經(jīng)濟(jì)性分析

高層建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性分析是整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中的重點(diǎn)內(nèi)容，然而當(dāng)前我國(guó)的很多建筑設(shè)計(jì)部門(mén)都忽視了這一問(wèn)題。隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)性?xún)r(jià)比的追求越來(lái)越高，特別是建筑行業(yè)，同一項(xiàng)工程，在質(zhì)量想同的前提下，成本有著很大的差異。所以，要想實(shí)現(xiàn)我國(guó)建筑行業(yè)的再發(fā)展，就必須得考慮到建筑整體的經(jīng)濟(jì)性。高層建筑的結(jié)構(gòu)關(guān)乎到它的經(jīng)濟(jì)性，因此在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，經(jīng)濟(jì)性分析的過(guò)程十分必要，這是降低成本的關(guān)鍵策略。以目前的實(shí)際情況而言，高層建筑的成本有50%到70%是源自于它的結(jié)構(gòu)，搞好結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性分析，不僅能夠更好的控制建筑的成本，還可以把握好工程的施工周期，落實(shí)好質(zhì)量的管理。關(guān)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的經(jīng)濟(jì)性分析，主要可以從以下幾個(gè)方面入手分析:

(1)建筑材料的選擇。建筑材料是根據(jù)建筑的結(jié)構(gòu)確定的，這其中涉及到了整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。但并不是所有的材料都要選擇最貴的和最好的，優(yōu)勢(shì)一些普通的材料就可以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的需求。如結(jié)構(gòu)鋼材的選擇，很多時(shí)候優(yōu)質(zhì)鋼就可以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的所有需求，但是在技術(shù)不成熟的情況下，分析不夠完善，為了保證設(shè)計(jì)的可行性，選擇特種鋼。整個(gè)工程下來(lái)，就會(huì)極大增加結(jié)構(gòu)的成本。特別是在設(shè)計(jì)的可行性分析時(shí)，驗(yàn)證受力與材料之間的關(guān)系，只要大于相應(yīng)的需求就可以，在保證不影響質(zhì)量的前提下，選擇性?xún)r(jià)比較高的材料，就可以在一定程度上降低建筑的成本。

(2)建筑結(jié)構(gòu)的施工操作選擇。高層建筑的施工一般較為復(fù)雜，施工的工藝也設(shè)計(jì)到了多個(gè)方面。因此，對(duì)于施工操作的選擇也直接影響到施工的成本。在這方面，我國(guó)的技術(shù)還不夠成熟，所以為了保證建筑工程的質(zhì)量，往往選用較高的工藝。雖然這種做法提升了建筑的安全性，卻增加了建筑的成本，造成了不必要的浪費(fèi)。

(3)結(jié)構(gòu)線路的布置。高層建筑的線纜往往選擇可承受大電流和高電壓的集成線，這種線纜的成本很高。如果整體建筑的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，不利于線纜的布置，則會(huì)增加線纜的用量，進(jìn)而增加整個(gè)建筑的成本。

上述的幾點(diǎn)為高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)經(jīng)濟(jì)性影響較大的，其他環(huán)節(jié)也會(huì)影響到建筑的成本，如工期的控制、設(shè)計(jì)的行業(yè)規(guī)范和結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)難易度等。這其實(shí)和我國(guó)發(fā)展的實(shí)際情況相關(guān)，正是因?yàn)榧夹g(shù)的不成熟和相關(guān)的理論研究較少，才造成了當(dāng)前的結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性分析問(wèn)題。有時(shí)增加結(jié)構(gòu)的成本也是無(wú)奈之舉，只能在經(jīng)濟(jì)性和質(zhì)量上選擇質(zhì)量。當(dāng)然，關(guān)于經(jīng)濟(jì)性分析的不重視也是重點(diǎn)的影響因素之一。要改變當(dāng)前高層建筑的結(jié)構(gòu)選型和經(jīng)濟(jì)性，還有很長(zhǎng)的路要走。

3 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)的高層建筑發(fā)展較為迅速，因此造成了發(fā)展的不協(xié)調(diào)。在社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，建筑行業(yè)要取得自身的發(fā)展，不能夠只靠自身的質(zhì)量，還要在這個(gè)前提下提升自己工程的性?xún)r(jià)比。目前，國(guó)內(nèi)的結(jié)構(gòu)分析主要還是集中在可行性上，各項(xiàng)校核也是針對(duì)質(zhì)量問(wèn)題。這種現(xiàn)象本沒(méi)有錯(cuò)，但是忽視經(jīng)濟(jì)性分析阻礙著建筑行業(yè)的發(fā)展，要把前期的結(jié)構(gòu)可行性分析做得更加細(xì)致，這樣才能推動(dòng)該行業(yè)的進(jìn)步，讓高層建筑滿(mǎn)足當(dāng)前社會(huì)的需求。

[1]鐘國(guó)華．高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及某工程結(jié)構(gòu)選型探討[D]．重慶大學(xué),2006．

[2]胡曉彬,劉陽(yáng)．超高層建筑結(jié)構(gòu)選型與經(jīng)濟(jì)性分析[J]．工程經(jīng)濟(jì),2016．

[3]張世海,劉正保,張世忠．高層建筑結(jié)構(gòu)選型需求分析[J]．四川建筑科學(xué)研究,2004．