高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工方案的探討

卞群

【摘?要】隨著我國社會經(jīng)濟和科學技術(shù)的不斷發(fā)展，高層建筑在我國的城鄉(xiāng)建設(shè)中大量興建。設(shè)計思想的更新、框架結(jié)構(gòu)的應(yīng)用給高層建筑帶來了突出明顯的優(yōu)勢，但也給高層結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工方案提出了更高的要求。為了優(yōu)化高層建筑框架結(jié)構(gòu)提高施工質(zhì)量，通過對高層建筑框架結(jié)構(gòu)施工中容易出現(xiàn)的問題進行分析和探討，得出了一些比較實際的對應(yīng)措施。

【關(guān)鍵詞】高層建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計;施工方案;探討

高層建筑逐漸成為人們居住和生活的主要建筑。世界范圍內(nèi)的高層建筑物結(jié)構(gòu)體系逐漸建立起來，結(jié)構(gòu)設(shè)計水平也逐漸提高，使得高層建筑也迅猛發(fā)展起來?？蚣芙Y(jié)構(gòu)應(yīng)用于高層建筑，以梁柱和混凝土結(jié)構(gòu)作為主要的受力構(gòu)件，所以梁柱和混凝土結(jié)構(gòu)的施工情況對整個建筑的施工質(zhì)量有著非常直接的影響，施工過程中往往會給工程留下一些安全隱患問題，所以還是要不斷加強對框架結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工的質(zhì)量控制才行。對問題進行科學處理，做到揚長去短，保證設(shè)計和施工的最優(yōu)化。

一.我國高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工現(xiàn)狀

（一）高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要特點

第一，對建筑物結(jié)構(gòu)的水平載荷加以重視，防止地震、風力等自然因素對建筑物造成的影響?？茖W地看，高層建筑的樓面荷載與其自重所引起的力矩及軸力只與建筑的高度成正比，但是建筑水平荷載所產(chǎn)生的力矩和軸力卻與建筑高度的二次方成正比。同時，對同一高度的建筑物來講，垂直方向的荷載都存在一個固定的確定值。但水平方向的荷載在地震或者風力荷載的作用下會隨建筑物結(jié)構(gòu)特征不同而發(fā)生很大變化，由此可見在結(jié)構(gòu)設(shè)計中水平方向荷載作用是多重要。

第二，對建筑的軸向變形加以重視。在高層建筑中，柱體都會因為太大的豎直荷載產(chǎn)生較大的軸向變形，然后就會嚴重影響到連續(xù)梁的力矩大小，使得中間支撐位置的負力矩值縮小，相反地正力矩值變大，而兩端的支撐位置處的負力矩值也相應(yīng)隨之變大。一般在建筑中所有預制的構(gòu)建長度要根據(jù)軸向的形變量進行制作與調(diào)整。當建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生較大軸向形變時，備料的長度就會受到嚴重影響，更嚴重的還會影響建筑物的整體質(zhì)量安全效果。

第三，將控制失穩(wěn)作為結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要目標。高層建筑對側(cè)移量大小的控制要求很重要，遠遠高于多層建筑，也是建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵之處。高層建筑物的高度對水平荷載下的結(jié)構(gòu)側(cè)移量帶來很大影響。因此，必須嚴格加以控制，江建筑的側(cè)移量控制在安全范圍內(nèi)。

總之，重視高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計，提高其關(guān)鍵部位的抗震、變形等能力，避免一切安全隱患，采取必要的措施提高結(jié)構(gòu)的延性最終提高建筑的結(jié)構(gòu)質(zhì)量。

（二）高層建筑的施工質(zhì)量問題

到目前為止，我國的許多發(fā)達城市高層建筑較多，并且高層建筑物的數(shù)量也一直呈上升趨勢，也有一部分建筑已經(jīng)列入世界高層建筑的前茅。但是一些問題依舊存在。首先，鋼筋結(jié)構(gòu)的施工問題。鋼筋結(jié)構(gòu)中，梁柱點施工復雜，鋼筋分布密集，高空作業(yè)比較多，施工難度較大，以致造成鋼筋綁扎的諸多問題。其次，混凝土結(jié)構(gòu)在我國高層建筑中得到了廣泛應(yīng)用。而高層建筑對混凝土框架強度要求較高。當預先沒有對樓板進行找平或者澆筑不合標準，混凝土框架往往會出現(xiàn)爛根的現(xiàn)象甚至會有混凝土漏筋或孔洞的情況發(fā)生。這些施工問題帶來的安全隱患嚴重影響了建筑質(zhì)量，必須嚴格控制。

二.結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工的控制措施

隨著我國建筑業(yè)的不斷發(fā)展，建筑設(shè)計逐漸成熟。建筑的建造不像模型的構(gòu)筑，是需要進行嚴密的數(shù)據(jù)計算和模擬實驗才能做出合理規(guī)劃，從而進行實地操作的大型工程。提高設(shè)計水平是提高建筑質(zhì)量的基礎(chǔ)性操作，這就對設(shè)計人員提出了新的要求。設(shè)計人員不能僅僅依據(jù)數(shù)值計算，遵從理論進行圖紙設(shè)計，需要結(jié)合實地的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、自然環(huán)境甚至人文環(huán)境，在政府規(guī)范的要求下，才能進行科學合理的方案設(shè)計，從而在建筑施工準備階段就有效降低質(zhì)量問題出現(xiàn)的概率。

為了規(guī)范執(zhí)行建筑物被分為A級和B級，在通常情況下，A級只要按現(xiàn)行規(guī)定進行設(shè)計就可以;但B級建筑在設(shè)計結(jié)構(gòu)時要求更為嚴格。首先，剪力墻體系。因為框架結(jié)構(gòu)的高度具有一定的局限性，在達到規(guī)范極限值時，構(gòu)件因為截面過大影響使用且不經(jīng)濟，也滿足不了國家規(guī)范多道設(shè)防的理念。所以，剪力墻體系應(yīng)運而生，建筑物在高度上比以前有所提高，大大提高了建筑物的承載力、剛度與延性，同時也滿足了使用規(guī)定。其次，全剪力墻結(jié)構(gòu)。全剪力墻結(jié)構(gòu)所承受的橫向荷載和垂直荷載全是剪力墻，并沒有架柱結(jié)構(gòu)。所以，全剪力墻結(jié)構(gòu)的樓層比框架剪力墻要高，適用于高層建筑中，但是成本造價師比較高的，內(nèi)部空間不能進行任意分割。在實際的建筑工程中，還是要綜合考慮，必要時交叉使用，科學選擇設(shè)計結(jié)構(gòu)。再者，要有避難層的設(shè)置。對任何的高層建筑來說，避難層設(shè)置必不可少。一旦發(fā)生火災等緊急狀況就需要大空間、好通風的避難層來供人來避難。所以，一般如果高層建筑達到一百米之后，就要在其內(nèi)部進行避難層設(shè)置。關(guān)于避難層的設(shè)置規(guī)定也必須嚴格遵守，以保證高層建筑的質(zhì)量安全和消防安全。

三.對提高建筑結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量水平與結(jié)構(gòu)安全性能的幾點建議

提高建筑總體的規(guī)劃、設(shè)計水平建筑的建造不像模型的構(gòu)筑，是需要進行嚴密的數(shù)據(jù)計算和模擬實驗才能做出合理規(guī)劃，從而進行實地操作的大型工程。提高設(shè)計水平是提高建筑質(zhì)量的基礎(chǔ)性操作，這就對設(shè)計人員提出了新的要求。設(shè)計人員不能僅僅依據(jù)數(shù)值計算，遵從理論進行圖紙設(shè)計，需要結(jié)合實地的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、自然環(huán)境甚至人文環(huán)境，在政府規(guī)范的要求下，才能進行科學合理的方案設(shè)計，從而在建筑施工準備階段就有效降低質(zhì)量問題出現(xiàn)的概率。

一定范圍內(nèi)進行人員培訓，提高施工人員的素質(zhì)

施工人員是建筑建造的主要操作人員，施工人員技術(shù)水平過低就可能出現(xiàn)構(gòu)件構(gòu)筑不合理、構(gòu)件聯(lián)結(jié)不科學等現(xiàn)象。一定范圍內(nèi)進行人員培訓，一方面是出于施工隊人員眾多，避免全方位培訓資金消耗、時間消耗過大而導致成本過高的問題。另一方面是因為施工隊是會有人員分工，并非所有的人直接參與到構(gòu)件構(gòu)筑、構(gòu)件聯(lián)結(jié)之中，即使參與人員較多，也可以通過優(yōu)帶劣的幫扶方式互相彌補技術(shù)上的不足。施工人員專業(yè)知識的擴充從而使施工人員技術(shù)提高，總體上提升施工的科學性，從而減少施工過程中的不合理操作。

建成較為完備的管理體系

這個管理體系更多的是指開發(fā)商內(nèi)部施工團隊中的人員管理體系。將人員分工后進行細化管理，從而做到施工時人員工作有序性保證，從而保證建筑建造作業(yè)效率。另一方面，通過分工將施工責任細化，落實到單個人或單個小團體上，能夠在發(fā)現(xiàn)不合理現(xiàn)象時進行追查，進行責任追究，并能夠及時通知到進行一次作業(yè)的個人或團體，及時返工或重新建造，從而避免在大工程落幕前小問題未修補的問題。并且通過這種細化責任，可以更好進行工程驗收，就是根據(jù)標準，局部工程完工后進行驗收，合理的就予以置定，不合理的進行返工，并能夠及時將清閑人員調(diào)動到需求人力較大的局部工程中去，實現(xiàn)人力資源的合理分配，在保證建筑質(zhì)量水平的同時也能夠提高建筑建造效率。

四.結(jié)語

總之，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計和質(zhì)量安全非常的重要，直接影響建筑物的安全質(zhì)量和使用功能。在進行設(shè)計的過程中一定要重視各個環(huán)節(jié)過程的設(shè)計并嚴格控制其質(zhì)量，使得高層建筑結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計滿足整體要求。

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