高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在問題及對(duì)策研究

陳鈺婷

（貴州省建筑設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司 貴州貴陽(yáng) 550001）

隨著城市化發(fā)展進(jìn)程不斷提升，大量農(nóng)村人口不斷的涌向城市，進(jìn)而表現(xiàn)出城市建設(shè)用地越來越緊張。為了有效的緩解這方面的問題，高層建筑工程被興建起來，高層建筑具有降低市政投資、提升施工單位經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)還可以在一定程度上提升了社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益等方面的特點(diǎn)。對(duì)高層建筑的興建，不但可以在很大程度上節(jié)約了城市用地面積，同時(shí)還可以降低公用設(shè)施、市政管網(wǎng)的開發(fā)周期，城市高層建筑也越來越受到了人們的認(rèn)可。盡管高層建筑為當(dāng)前城市化發(fā)展帶來了較強(qiáng)的推動(dòng)力，但是高層建筑業(yè)具有施工周期比較長(zhǎng)、施工工藝復(fù)雜并且還存在一些風(fēng)險(xiǎn)，在對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析工作方面，需要考慮到的因素很多，重點(diǎn)表現(xiàn)在適應(yīng)性、經(jīng)濟(jì)可行性、技術(shù)合理性等，當(dāng)高層建筑施工達(dá)到一定層數(shù)的時(shí)候，在施工難度方面會(huì)產(chǎn)生明顯變化，同時(shí)，高層建筑在我國(guó)建筑技術(shù)范圍內(nèi)的發(fā)展還不是非常成熟，不論是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還是建筑施工方面，其中還是存在很多需要不斷完善的施工問題。

1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

1.1 基礎(chǔ)方案的合理性

高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)施工方案，是保證高層建筑施工整體性和良好性的基礎(chǔ)保障，在實(shí)際的建筑結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)當(dāng)中，相關(guān)設(shè)計(jì)單位需要依照具體施工地質(zhì)條件，依照具體的建筑施工要求來對(duì)結(jié)構(gòu)實(shí)施設(shè)計(jì)。同時(shí)在建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)方案的配置上，需要和地質(zhì)調(diào)查報(bào)告進(jìn)行對(duì)接，保證其中各項(xiàng)調(diào)查數(shù)據(jù)充分符合工程施工標(biāo)準(zhǔn)。另一個(gè)方面，在進(jìn)行高層建筑施工過程中，還需要對(duì)建筑實(shí)施綜合性分析，特別是對(duì)建筑整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定程度、每一個(gè)環(huán)節(jié)的負(fù)載加以考慮，通過這種施工設(shè)計(jì)方式充分保證工程施工的穩(wěn)定性[1]。

1.2 結(jié)構(gòu)措施完善

在高層建筑施工當(dāng)中，除了需要對(duì)基礎(chǔ)施工方案和施工圖紙進(jìn)行設(shè)計(jì)之外，其中還有一個(gè)比較重要的施工原則是相關(guān)施工單位經(jīng)常忽略的問題，那就是需要保證建筑結(jié)構(gòu)實(shí)施措施完善化。相關(guān)設(shè)計(jì)單位在對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，需要充分的注意到各部分組件相互之間的銜接程度。比如；建筑體當(dāng)中的鋼筋錨固長(zhǎng)度等，同時(shí)在設(shè)計(jì)單位當(dāng)中還需要充分注意建筑體存在的一些薄弱環(huán)節(jié)，建筑體本身的溫度對(duì)建筑體組件產(chǎn)生的影響等，這對(duì)幾個(gè)方面的問題，在實(shí)際的設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，需要充分遵循“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)壓弱拉”的基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則，通過這種方式來保證高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問題

2.1 扭轉(zhuǎn)問題

在高層建筑施工過程當(dāng)中，建筑結(jié)構(gòu)的幾何中心、剛度中心以及整體結(jié)構(gòu)中心，是建筑重要的三個(gè)中心點(diǎn)，在高層建筑結(jié)構(gòu)施工過程當(dāng)中，要求建筑三個(gè)中心點(diǎn)需要盡可能的保證集中在一個(gè)點(diǎn)位上，也就是人們常說的“三心合一”。要是在設(shè)計(jì)工作當(dāng)中沒有做好這方面工作，建筑就會(huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)問題，在水平力的作用下，建筑體結(jié)構(gòu)會(huì)受到一定的損壞。

2.2 抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

由于高層建筑本身樓層較多，高度相比普通樓層來講更高，在對(duì)高層建筑實(shí)施結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，需要充分的考慮到高層建筑的抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。高層建筑結(jié)構(gòu)在建筑表面的流動(dòng)性與空氣動(dòng)力效應(yīng)方面，會(huì)對(duì)建筑體的根基穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，在遇到強(qiáng)風(fēng)天氣的時(shí)候，由于產(chǎn)生靜力方式或者是動(dòng)力方式的震動(dòng)，對(duì)高層建筑的墻體、支護(hù)結(jié)構(gòu)以及建筑裝飾等都形成一定的影響，因此，在實(shí)際的建筑設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，需要充分考慮到建筑抗風(fēng)的設(shè)計(jì)，防止建筑體產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上的損壞[2]。

3 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題的解決策略

3.1 科學(xué)的布置平面布局

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，針對(duì)所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)方面的問題，可能是因?yàn)闆]有真正的實(shí)現(xiàn)“三心合一”的施工標(biāo)準(zhǔn)，形成了建筑體在整體質(zhì)量的分布上產(chǎn)生不均勻的問題。因此，在設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，相關(guān)的設(shè)計(jì)工作人員需要對(duì)建筑施工中，采用相對(duì)比較規(guī)則的圖形，比如：長(zhǎng)方形、圓形或者是正多邊形等結(jié)構(gòu)形式，通過對(duì)質(zhì)量的均勻分布來保證建筑體的穩(wěn)定性，同時(shí)通過這種施工方式還可以充分保證建筑結(jié)構(gòu)的對(duì)稱程度[3]。

3.2 優(yōu)化抗風(fēng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方案

針對(duì)當(dāng)前和高層建筑結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)性能研究：①要對(duì)施工基礎(chǔ)進(jìn)行優(yōu)化，充分保證建筑施工結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)性能。在建筑施工過程當(dāng)中需要在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，采用級(jí)別比較高的砂石，在基礎(chǔ)應(yīng)力層上設(shè)置剪應(yīng)力錨桿；②要提升高層建筑在耗能結(jié)構(gòu)方面的設(shè)計(jì)工作，在高層建筑設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，針對(duì)其中的承重結(jié)構(gòu)，比如：樓板、剪力墻等來用來抵擋強(qiáng)風(fēng)帶來的影響；③要不斷降低水平荷載力與強(qiáng)風(fēng)疊加起來的高程建筑產(chǎn)生的影響，在高層建筑施工過程當(dāng)中，在強(qiáng)風(fēng)的作用下建筑體水平方向上的荷載應(yīng)力對(duì)高層建筑產(chǎn)生的影響非常明顯，非常容易產(chǎn)生水平方向上的內(nèi)應(yīng)力，在水平方向上的結(jié)構(gòu)應(yīng)力可以和風(fēng)能相互之間進(jìn)行重合疊加[4]，進(jìn)而形成了更大的水平作用力，對(duì)建筑體的影響程度非常明顯。因此，在進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)工作過程當(dāng)中，需要有效控制水平方向上產(chǎn)生的應(yīng)力，同時(shí)還需要采用性能比較高的混凝土來進(jìn)行施工，這樣可以在一定程度上降低了高層建筑內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生。在此過程當(dāng)中還需要充分的考慮到地震災(zāi)害對(duì)高層建筑產(chǎn)生的影響，由于高層建筑防震設(shè)計(jì)一直都是一個(gè)難點(diǎn)的施工問題，在對(duì)高層建筑記性設(shè)計(jì)的時(shí)候，對(duì)抗應(yīng)力結(jié)構(gòu)位置的轉(zhuǎn)變，可以實(shí)現(xiàn)在建筑水平方向上應(yīng)力的轉(zhuǎn)變，同時(shí)在建筑豎直方向上的結(jié)構(gòu)部件性能可以形成一套相對(duì)完善的應(yīng)力分布體制，充分保證預(yù)應(yīng)力施工的整體性，進(jìn)而保證工高層建筑施工的整體穩(wěn)定性[5]。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過本文對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在問題及對(duì)策研究和分析，從中可以總結(jié)出在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作方面，屬于一種全面性、系統(tǒng)性以及相對(duì)比較復(fù)雜的施工過程，針對(duì)設(shè)計(jì)工作人員來講，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)屬于一項(xiàng)非常有挑戰(zhàn)性的工作，其中需要考慮到的問題點(diǎn)非常多，這就需要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員具有豐富的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)其中各個(gè)方面的防護(hù)工作做好科學(xué)有效，通過這種方式才可以有效保證城市高層建筑建設(shè)的安全性，針對(duì)我國(guó)城市化建設(shè)發(fā)展起到了推動(dòng)性作用。