高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的不足與對策

【摘要】隨著社會的高速發(fā)展，城市化越來越明顯。我國城市的快速發(fā)展使得越來越多的人涌向城市，城市雖然為許多人解決了就業(yè)問題，但與此同時城市的可用土地卻越來越少了。隨著城市人口的不斷增加，使得原本就不多的人均用地變得更少。為了緩解因?yàn)槌鞘腥丝谠黾訋淼娜司玫販p少的問題，政府一直都在努力地尋找解決問題的方案。一方面擴(kuò)大城市面積，以城市為中心對城郊進(jìn)行開發(fā)利用，提高城市土地用地面積；另一方面，對原有的老城區(qū)進(jìn)行改造，通過增加建筑高度來提高城市土地利用率。

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

近年來經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展使得建筑行業(yè)如雨后春筍般快速的發(fā)展，全國各地各個大小城市的高層建筑不斷涌現(xiàn)。高層建筑不像單層或者低層、小層建筑，隨著其建筑面積的不斷增加，其存在的風(fēng)險就越來越高。因此設(shè)計(jì)師們在對高層建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)時務(wù)必要進(jìn)行各方面因素的綜合考慮，其中主要包括防震、防撞、防風(fēng)、防火等重要指標(biāo)。 然而現(xiàn)實(shí)生活中，我們經(jīng)常聽到關(guān)于高層建筑由于設(shè)計(jì)原因存在的安全問題，威脅著人們的生命安全。為此我們不得不對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)加以重視，并對其提出更高更嚴(yán)格的要求。這讓設(shè)計(jì)工程師們面臨了更大的挑戰(zhàn)。

高層建筑的結(jié)構(gòu)特征：在結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性方面，高層建筑結(jié)構(gòu)相比普通建筑結(jié)構(gòu)要復(fù)雜的多，在水平和豎直方向上同時存在對建筑的荷載，因此，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮到荷載問題。同時高層建筑抗震能力的特性要求也是很嚴(yán)格的。對于一般建筑來說，結(jié)構(gòu)在水平方向影響相對較弱，但在高層建筑結(jié)構(gòu)中，外部地震和水平荷載的影響卻尤為嚴(yán)重。目前高層建筑的高度不斷增加的，但層高卻普遍減少，相比普通單層或者低層建筑的高層高，人們生活舒適度有一定的影響，容易使人感覺到壓抑，同時也嚴(yán)重影響了施工過程中的建設(shè)，甚至對建筑物的結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重的破壞，因此高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在這種情況下應(yīng)該對側(cè)向位移的影響進(jìn)行有效控制，并將產(chǎn)生的影響控制在合理的范圍內(nèi)，抗側(cè)力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的另一個重要環(huán)節(jié)。

下面是對高層建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)存在的不足詳細(xì)的刨析，并對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問題提出解決對策，希望對以后的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有所幫助。

1、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題

1.1高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中明顯的超高問題

在實(shí)際的工程設(shè)計(jì)工作，超高的問題在建筑結(jié)構(gòu)問題中還沒有得到充分的重視，對超高的問題忽視，會影響到工程質(zhì)量和安全，因此在施工圖部分，面對這樣的問題審核是不允許被通過的，技術(shù)人員應(yīng)積極組織相關(guān)的技術(shù)工程師參與設(shè)計(jì)討論。這個超高的問題會給項(xiàng)目進(jìn)度和項(xiàng)目成本帶來沉重的代價。由于高層建筑超高的高度，在安全方面也具有諸多問題，比如說抗震能力低、穩(wěn)定性差等甚至于有的超高建筑在遇到較為嚴(yán)重的自然災(zāi)害會出現(xiàn)倒塌或者對聯(lián)等現(xiàn)象。

1.2結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問題

高層建筑在結(jié)構(gòu)上與原有的常規(guī)建筑有比較大的差別，新舊規(guī)范發(fā)生了很大的變化，尤其在新規(guī)范上這種變化變現(xiàn)的尤為明顯。高層建筑在原有的基礎(chǔ)上加了嵌固端上下層剛度和信息與平面規(guī)則性信息等限制性因素。在新規(guī)范中還有強(qiáng)制性的條文規(guī)定：高層建筑設(shè)計(jì)中不得選用與規(guī)范嚴(yán)重不相符的設(shè)計(jì)方案，因此在遵循新桂芳的前提要求下，設(shè)計(jì)師們應(yīng)當(dāng)格外注意著一點(diǎn)，一面在后期設(shè)計(jì)中帶來不必要的麻煩。

1.3結(jié)構(gòu)的均衡性問題

在高層建筑的設(shè)計(jì)過程中結(jié)構(gòu)的均衡性是非常重要的，我們應(yīng)該提前將街道的寬度和窄度測量準(zhǔn)確，然后才考慮高層建筑自身的尺寸。無論是設(shè)計(jì)什么樣風(fēng)格或者什么樣造型的高層建筑，都應(yīng)該將設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的均衡性考慮進(jìn)去，要使得高層建筑的設(shè)計(jì)在城市的街道中體現(xiàn)的更為和諧，既要相容又要和諧還要美觀，其設(shè)計(jì)應(yīng)該不破壞周邊環(huán)境的美感。設(shè)計(jì)師往往容易忽視在結(jié)構(gòu)均衡性方面的問題，設(shè)計(jì)的高層建筑既要做到美觀又不影響車輛行人的出行。

1.4高層建筑的消防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不夠合理

對于設(shè)計(jì)者來說，應(yīng)該重點(diǎn)考慮高層建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)情況，因?yàn)檫@樣才能對該設(shè)計(jì)有一個較好的把控，其安全和質(zhì)量也會更加有保障。對于不同的結(jié)構(gòu)以及不同功能的區(qū)域應(yīng)該選擇適合的材料，這樣可以避免給高層建筑的設(shè)計(jì)帶來不必要的麻煩，因?yàn)橐恍┛扇夹缘牟牧峡赡軙砘馂?zāi)的風(fēng)險。在一些風(fēng)力較大的建筑中更加應(yīng)該考慮火災(zāi)的因素，因?yàn)楫?dāng)風(fēng)力較大時，火勢很容易引起擴(kuò)張，我們需要結(jié)合一些外部條件對高層建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時考慮一些材質(zhì)的選取問題，來盡可能的將安全風(fēng)險降到最低。

2、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所存在問題的解決對策

2.1減輕高層建筑的結(jié)構(gòu)自重

減輕結(jié)構(gòu)自重指的是在不增加地基的以及基礎(chǔ)造價的情況下，盡可能的多建層數(shù)。因此可以考慮使用軟土，同時由于高層建筑其高度高、重心也高，因此我們在考慮使用建筑材料的時候，應(yīng)該盡可能的考慮使用輕質(zhì)材料，可以將這些輕質(zhì)材料運(yùn)用到隔墻以及填充物中。

2.2優(yōu)化抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

對于高層建筑來說其高度較高，因此我們必須考慮高層建筑的抗風(fēng)防風(fēng)能力，所以在基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，應(yīng)該盡可能的保持穩(wěn)定性，另外我們也應(yīng)該估算高層建筑所能承受的最大風(fēng)壓值，避免因?yàn)轱L(fēng)壓的影響而破壞整個高層建筑的結(jié)構(gòu)。在高層建筑風(fēng)壓較高的位置應(yīng)該進(jìn)行加固，分析高層建筑所受到的實(shí)際風(fēng)力，計(jì)算其水平載荷能力。

2.3優(yōu)化抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

對建筑平面進(jìn)行簡化，減少相關(guān)的平面設(shè)計(jì)，通過合理的施工設(shè)計(jì)使地基的強(qiáng)度得到增強(qiáng)，另外對于高層建筑來說，抗震的性能是非常重要的部分，在設(shè)計(jì)的時候應(yīng)該將其重點(diǎn)考慮進(jìn)去，可以通過合理的設(shè)計(jì)承重力的分布，以及加強(qiáng)構(gòu)件的強(qiáng)度來達(dá)到目的。對于高層建筑來說穩(wěn)定性是衡量一個建筑是否達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵因素，它關(guān)系到高層建筑的安全問題，因此在設(shè)計(jì)的過程中必須要把它納入到重點(diǎn)考慮的范圍內(nèi)。

總結(jié)：

隨著社會的發(fā)展，高層建筑已經(jīng)成為了當(dāng)下城市發(fā)展的潮流，越來越多的高層建筑拔地而起，因此高層建筑的安全性也得到了越來越多的重視，對于建筑來說其設(shè)計(jì)過程的質(zhì)量保證，會對建筑后期的安全性產(chǎn)生重要的影響。在整個建筑設(shè)計(jì)的實(shí)施過程中，設(shè)計(jì)階段的作用尤為重要，它體現(xiàn)了整個高層建筑的實(shí)施水平，文中通過分析了高層建筑所存在的問題，提出了一些對于高層建筑所存在的一些問題的解決策略，使得高層建筑的設(shè)計(jì)能夠更加的安全合理。

參考文獻(xiàn)：

[1]何俊旭.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)選型探討[J].價值工程，2010.2：214.

[2]田龍.淺談高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].價值工程，2011.1：99.

作者簡介：

于洋，山東大衛(wèi)國際建筑設(shè)計(jì)有限公司；

史安朋，濱州正澤建筑設(shè)計(jì)有限公司。