高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)策略研究

劉寧

【摘 要】這幾年，隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，房地產(chǎn)企業(yè)也在快速成長，很多地方都建起了樓盤，但是伴隨著建筑行業(yè)的突飛猛進(jìn)，建筑用地的數(shù)量在不斷減少，高層建筑開始建的越來越多，只要在少量的地皮上，建更高的建筑，才能滿足日常的需要，因此，對于建筑單位來說，如何設(shè)計(jì)和施工好高層建筑，這是很多施工單位面臨的重要問題，通過走訪調(diào)查，目前，高層建筑設(shè)計(jì)存在很多問題，因此，本篇文章將結(jié)合實(shí)際高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的情況，詳細(xì)介紹高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問題，針對這些問題，提出自己的研究策略，從而為后續(xù)提升高層建筑質(zhì)量提供一定的理論基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；策略

一、課題研究的背景與意義

隨著城市用地越來越少，如何在有限的地皮上滿足更多的人，那么建筑樓層只能越來越高，因此，高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)問題就會(huì)顯得越來越重要。我們都知道，高層建筑本身就要比相對矮一些的樓層的建筑施工難度要更難一點(diǎn)，結(jié)構(gòu)方面，如果不能提前設(shè)計(jì)好，那么后期出現(xiàn)地震，暴風(fēng)等惡劣天氣，很容易出現(xiàn)樓層坍塌的危險(xiǎn)，因此，如何在高層建筑結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行更加完善的設(shè)計(jì)就顯得尤為重要，所以本篇文章的研究也是非常有意思的【1】。

二、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的不足

目前，我國高層建筑數(shù)量不在少數(shù)，通過調(diào)查了解，他們本身在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面還是存在一定的不足之處，因此，接下來，我將詳細(xì)介紹一下高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見的不足之處。

（一）超高問題

所謂超高問題，顧名思義，就是樓層建設(shè)的過于高，現(xiàn)階段，地皮的價(jià)格非常的高，怎么才能讓更多的人入住呢，那么就要將建筑樓層建的更高一些，但是這其中，就會(huì)出現(xiàn)建筑施工單位為了節(jié)省建筑的成本，想要獲得最大的利益，從而不按照建筑建設(shè)的相關(guān)規(guī)范，不斷地增加建筑本身的高度，從而增加建筑自身的安全隱患。假如遭遇一些惡劣天氣以及一些比較嚴(yán)重的自然災(zāi)害，比如地震、臺(tái)風(fēng)，特別容易發(fā)生一些斷裂以及倒塌的情況，這對人生的生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成了很大的威脅【2】。

（二）短肢剪力墻

所謂短肢剪力墻，就是各橫截面高度與厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墻，它的作用就是增加高層建筑的穩(wěn)固性以及抗震性，但是，過多的短肢剪力墻對于高層建筑結(jié)構(gòu)來說也會(huì)有一定的影響，因此短肢剪力墻的數(shù)量一定要適中，不要過多，所以在高層建筑設(shè)計(jì)建造的前期，一定要設(shè)計(jì)好短肢剪力墻的數(shù)量，從而在建造過程中，有計(jì)劃的安裝短肢剪力墻，從而提升高層建筑物的抗震性和抗風(fēng)性【3】。

（三）固定端問題

固定端就是嵌固端，它的作用就是防止高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)位移的情況，因此固定端對于高層建筑結(jié)構(gòu)來說非常的重要，通過走訪調(diào)查，目前，很多施工單位對于固定端的使用存在一定的問題：第一，固定端的選取位置存在問題，很多施工單位將固定端設(shè)置在地下室，這種設(shè)計(jì)很不合理，還會(huì)存在一定的安全隱患，因此，選取好固定端的位置非常重要；第二，固定端的剛度不合理，固定端重要性就是他可以防止內(nèi)部構(gòu)建出現(xiàn)位移，因此，它的機(jī)械強(qiáng)度一定要高，這就體現(xiàn)在固定端的剛度方面，因此，在實(shí)際的施工過程中，對于固定端的剛度設(shè)計(jì)一定要非常謹(jǐn)慎；第三，固定端的銜接問題，一定要詳細(xì)的設(shè)計(jì)，避免出現(xiàn)平衡性不足的問題出現(xiàn)，一旦這里設(shè)計(jì)不好，很容易造成建筑物結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的情況出現(xiàn)【4】。

（四）其他部位的問題

高層建筑物不同于其他建筑物，它對于設(shè)計(jì)有更高的要求，在上述提到的三個(gè)問題之外，高層建筑物還存在牢固性、穩(wěn)定性以及抗震性等問題，一旦這些問題不能全面的考慮進(jìn)去，很容易對高層建筑物的使用壽命造成重大影響。另外，在高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方面，一定要詳細(xì)的實(shí)地考察和計(jì)算，確保計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確無誤之后，才能進(jìn)行高層建筑的設(shè)計(jì)，要充分考慮高層建筑施工的各項(xiàng)因素，避免由于一些設(shè)計(jì)不當(dāng)或者計(jì)算不準(zhǔn)確，從而造成高層建筑結(jié)構(gòu)不合理的情況出現(xiàn)【5】。

三、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)解決策略

（一）應(yīng)用計(jì)算簡圖

所謂應(yīng)用計(jì)算簡圖就是將高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)集中計(jì)算，從而對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)起到非常重要的數(shù)據(jù)作用。目前，很多施工單位都在使用計(jì)算簡圖，通過它的計(jì)算，從而確保高層建筑結(jié)構(gòu)的科學(xué)性和合理性，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完全不同于一般的建筑，它對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)非常嚴(yán)格，需要將各項(xiàng)因素，各項(xiàng)數(shù)據(jù)都考慮進(jìn)去。這幾年，3D打印技術(shù)開始逐漸應(yīng)用到高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中，很多時(shí)候，可以將計(jì)算簡圖和3D打印技術(shù)相結(jié)合，從而通過數(shù)據(jù)的計(jì)算，將高層建筑的初步模型打印出來，然后在對其中的疑難問題進(jìn)行分析和計(jì)算，對于不合理的數(shù)據(jù)重新更改，從而能夠順利地達(dá)到理想的效果，還能夠保障建筑的整體質(zhì)量。另外，在對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，有關(guān)人員一定要重視起來，不但要選擇合理的結(jié)構(gòu)方案，而且一定要按照方案的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行細(xì)致的研究和計(jì)算，避免出現(xiàn)由于疏忽問題導(dǎo)致的重大失誤。與此同時(shí)，對于施工現(xiàn)場的實(shí)際情況，也要進(jìn)行詳細(xì)的研究和排查，對于可能出現(xiàn)的問題提出認(rèn)為合理的應(yīng)急預(yù)案，最后在各方面的協(xié)調(diào)努力下，選擇出最佳的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行高層建筑的施工【6】。

（二）充分發(fā)揮性能的作用

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的三個(gè)指標(biāo)是：穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)延展性以及安全性，這三項(xiàng)指標(biāo)缺一不可，穩(wěn)定性和安全性，大家都非常熟悉，所謂的結(jié)構(gòu)延展性就是高層建筑在遇到極端天氣，比如暴風(fēng)，暴雪，地震等情況的時(shí)候，高層建筑結(jié)構(gòu)都需要一定的結(jié)構(gòu)延展性，只要破壞程度在結(jié)構(gòu)延展性的范圍內(nèi)，那么造成的傷害就會(huì)非常的小，因此，在對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，一定要注意結(jié)構(gòu)延展性的重要性。此外，對于高層建筑結(jié)構(gòu)的水平力也要有一定的重視程度，所謂水平力，就是指高層建筑在同一個(gè)平面內(nèi)，所受到的各項(xiàng)負(fù)荷，這種符合可能對建筑的結(jié)構(gòu)造成影響，因此，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員一定要將這個(gè)水平力數(shù)值設(shè)計(jì)好，進(jìn)而增加高層建筑的穩(wěn)定性。最后，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，科學(xué)的使用計(jì)算機(jī)能力，對整個(gè)高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算也是非常有必要的，只有充分發(fā)揮高層建筑性能的作用，對每一個(gè)點(diǎn)都進(jìn)行關(guān)鍵性的科學(xué)設(shè)計(jì)，才能真正完成好高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作【7】。

四、結(jié)論

未來的日子里，高層建筑的數(shù)量將會(huì)越來越多，只有重視高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，才能從根本上提升高層建筑的穩(wěn)定性和安全性，相信，在未來的日子里，在施工單位的重視下，我國政府相關(guān)部門的大力監(jiān)管下，一定會(huì)對高層建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行更加科學(xué)，更加合理的設(shè)計(jì)，從而為老百姓建設(shè)出更多，更好的高層建筑。

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