建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見問題與解決策略

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（新的能源工程技術(shù)有限公司 河北石家莊 050000）

1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中常見問題分析

隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人們對(duì)建筑住宅的剛性需求不斷的增加。同時(shí)城市土地資源的日趨緊張。為城市高層建筑的發(fā)展起了推動(dòng)作用。高層建筑的發(fā)展對(duì)城市發(fā)展中土地資源和人口增加提供了解決方案，同時(shí)也推動(dòng)了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)朝更合理的方向發(fā)展。當(dāng)前高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.1 對(duì)于基礎(chǔ)設(shè)計(jì)關(guān)注不夠

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，包括地基設(shè)計(jì)和建筑物基礎(chǔ)建設(shè)設(shè)施。在現(xiàn)代高層建筑的建設(shè)過程當(dāng)中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的周期比較短。設(shè)計(jì)人員在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)地基設(shè)計(jì)以及高層建筑物的基礎(chǔ)建設(shè)設(shè)施關(guān)注度不夠。這就造成了設(shè)計(jì)中難以達(dá)到最優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案，造成高層建筑物的經(jīng)濟(jì)效益和安全水平?jīng)]有達(dá)到理想的最大化水平。要實(shí)現(xiàn)高層建筑物基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的合理化，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員要對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)地的勘察，對(duì)相關(guān)的資料和數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合的分析。

1.2 地下室的設(shè)計(jì)問題

地下室是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)部分，通常存在的以下問題。首先抗浮設(shè)計(jì)不標(biāo)準(zhǔn)，在地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中往往忽略了地下水位的高度或者地下水位的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。給高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來安全隱患。在實(shí)際操作過程中，要對(duì)地下水位的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)地測量，才能排除建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中地下室的抗浮設(shè)計(jì)不標(biāo)準(zhǔn)問題。

其次。地下室裂縫問題

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，地下室的鋼筋水泥配比容易造成地下室墻體裂縫問題的發(fā)生。理論問題要結(jié)合工程實(shí)際才能更好的控制地下室裂縫問題的發(fā)生。再次，地下室外墻配筋計(jì)算中有的工程圍墻扶壁柱的不區(qū)別扶壁柱尺寸大小，一律按雙向板計(jì)算配筋，而扶壁柱按地下室結(jié)構(gòu)整體電算分析配筋，又沒按雙向板傳遞荷載驗(yàn)算扶壁柱配筋。按外墻與扶壁柱變形協(xié)調(diào)原理，外墻豎向受力鋼筋、扶壁柱配筋不足，外墻水平鋼筋有富余。

1.3 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)高度和建筑物寬度超出限制的問題

高層建筑物的寬度以及高度問題，國家有相關(guān)的技術(shù)規(guī)范。技術(shù)規(guī)范不僅是對(duì)建筑物的安全性能進(jìn)行考慮。而且涉及到建筑物自身的成本問題。在實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)操作過程中，一些開發(fā)企業(yè)為了自身建筑物的外形效果，對(duì)建筑物的高度與寬度進(jìn)行數(shù)據(jù)的改造。對(duì)建筑物的內(nèi)部的墻體等重要結(jié)構(gòu)帶來了影響。高度以及建筑物寬度的數(shù)據(jù)變更給建筑物的結(jié)構(gòu)帶來了抗震強(qiáng)度等相關(guān)問題。并且缺少了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)態(tài)度。

1.4 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的伸縮縫的設(shè)計(jì)問題

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中溫度的變化是必須要考慮的重要因素。在當(dāng)今的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及施工中，溫度的變化要充分考慮。因?yàn)樗苡绊懡ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中通常要設(shè)計(jì)伸縮縫，但是在實(shí)際操作中涉及人員為了簡化設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)簡化了伸縮縫的設(shè)計(jì)。同時(shí)給建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來了不能解決溫度變化的問題。

1.5 板承荷載能力的設(shè)計(jì)

高層房屋建筑，常常在樓板上布置一些非承重隔墻，在樓板設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)人員會(huì)錯(cuò)把該部分的線荷載換算成等效的均布荷載后，進(jìn)行板的配筋計(jì)算。但有些設(shè)計(jì)人員錯(cuò)誤地將隔墻的總荷載附以板的總面積。同時(shí)，板上隔墻頂部處理常采用立磚斜砌砌頂緊上部分的樓、屋面板，這樣會(huì)給上部的板增加了一個(gè)中間支承，使其變?yōu)檫B續(xù)板，支承上部出現(xiàn)了負(fù)彎矩，而在板的設(shè)計(jì)中又沒考慮該部分的影響，致使板頂出現(xiàn)裂縫其是大跨度板。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題對(duì)策分析

當(dāng)今的高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括工程整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，同時(shí)也包括建筑物的每一個(gè)細(xì)分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。包括基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)相關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。不單單要考慮建筑結(jié)構(gòu)的選型、受力、內(nèi)容。同時(shí)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要滿足相關(guān)技術(shù)規(guī)范，對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，提升高層建筑結(jié)構(gòu)的更大的經(jīng)濟(jì)效益以及安全效益。

2.1 重視建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，要有明確的建筑理念貫穿于整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中。保證建筑物應(yīng)對(duì)各種災(zāi)難以及破壞性事件的發(fā)生，比如：地震、洪水對(duì)高層建筑物整體的破壞能力。高層建筑物的抗震設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，既要保證建筑物的高度的均勻性、對(duì)稱型。又要控制地震給建筑各環(huán)節(jié)造成的破壞。建筑的設(shè)計(jì)理念應(yīng)貫穿于整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中。

2.2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中等水平力的問題分析

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中豎向的荷載對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有重要影響。同時(shí)水平荷載起著決定的作用，因?yàn)榻ㄖ灾睾蜆敲媸褂煤奢d在豎向構(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，僅與建筑高度的一次方成正比；而水平荷載對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩、以及由此在豎向構(gòu)件中所引起的軸力，是與建筑高度的兩次方成正比。

2.3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻結(jié)構(gòu)問題探討

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻是重要的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。剪力墻的功能，主要是能提升建筑結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與剛度。同時(shí)也是建筑結(jié)構(gòu)維護(hù)與房間布局分割的重要構(gòu)件。在高層建筑結(jié)構(gòu)的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。鋼筋混凝土墻體承受全部的水平和豎向荷載。所以在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要重視剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

2.4 簡體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

高層建筑，隨著其層數(shù)的增加與高度的增長，各種抗震設(shè)計(jì)的難度系數(shù)也隨之增加，僅僅通過平面狀態(tài)的各種剪力墻與框架結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能滿足建筑的安全性要求。在這種情況下，利用剪力墻來作為空間簡體，作為豎向的懸臂箱行梁，形成一個(gè)或者是多個(gè)的以整體空間受力的框筒，這就是我們所說的簡體結(jié)構(gòu)。

2.5 建筑自身的減重

建筑自重也是影響建筑層數(shù)與高度的一個(gè)重要因素，從經(jīng)濟(jì)效益與安全質(zhì)量的角度來考慮，減輕建筑自身的自重都是非常重要的一項(xiàng)舉措。

[1]紀(jì)榮洋，王文可.潘可明.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)探討[J].低溫建筑技術(shù)，2008（5）.

[2]汪樹玉.結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀與進(jìn)展[J].基建優(yōu)化，2007：12～13.