高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中不足點(diǎn)及對(duì)策

摘要：高層建筑物是城市化發(fā)展的必須品，隨著城市化的發(fā)展，高層建筑物的發(fā)展只會(huì)多不會(huì)少，所以保證建筑物的安全是高層建筑的重中之重。高層建筑設(shè)計(jì)的核心是基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，但是隨著高層建筑物的不斷增高，高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的不足被凸顯出來。所以本文根據(jù)實(shí)際情況提出了高層建筑在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的不足及其相應(yīng)的對(duì)策，為實(shí)際的設(shè)計(jì)工作提供指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：高層建筑;基礎(chǔ)設(shè)計(jì);安全;不足;對(duì)策

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，越來越多的地區(qū)都已經(jīng)就進(jìn)入城市化的發(fā)展路程。越來越多的人都搬往城市。為了滿足城市人口劇增的現(xiàn)象，高層建筑也隨之越來越多，高層建筑的高度也越來越高。但同時(shí)也出現(xiàn)了一系列的問題，高層建筑隨著高度的增加，設(shè)計(jì)難度也隨之增加，需要的設(shè)計(jì)人來也越來越多，高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中存在的矛盾也日趨明顯。

高層建筑的矛盾在于高層建筑隨著層數(shù)的不斷增加，傾斜力矩也越來越大，發(fā)生危險(xiǎn)的幾率也越來越大，所以高層建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)必須能夠有足夠的荷載力來保證高層建筑的穩(wěn)定性。除了本身的傾斜力矩外，隨著層數(shù)的不斷增加，風(fēng)力對(duì)高層建筑的影響越來越來，包括地震等自然災(zāi)害對(duì)高層建筑的影響都隨著樓層層數(shù)的增加而增加。解決這些問題的辦法就是在樓層的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中進(jìn)行完善。雖然高層建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)工程在整個(gè)高層建筑中所占的比重并不是很大，但是就其重要性來說，高層建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)在整個(gè)高層建筑的工程中起著舉足輕重的地位。所以本文在對(duì)高層建筑的基層設(shè)計(jì)提出一些問題，并給出一些相應(yīng)的解決方案。

一、高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中存在的問題

（一）水平荷載對(duì)高層建筑的影響

水平荷載是高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中需要考慮的一項(xiàng)非常重要的因素，水平荷載是指高層建筑受到外力的作用而產(chǎn)生彎曲，這種外力包括風(fēng)力、地震等因素。而且這種外力隨著高層建筑的層數(shù)的增高而增高。如果在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中高層建筑的水平荷載力不足以對(duì)抗這種外力的作用，就會(huì)使得高層建筑產(chǎn)生傾斜。一旦發(fā)生傾斜，就會(huì)呈現(xiàn)一個(gè)惡性循環(huán)，隨著高層建筑的傾斜的增加，水平荷載也越來越小。即高層建筑發(fā)生傾斜，傾斜度與水平荷載呈負(fù)相關(guān)。

（二）豎向荷載對(duì)高層建筑的影響

在以往的高層建筑中，我們只注重水平荷載對(duì)高層建筑的影響，其實(shí)豎向荷載對(duì)于高層建筑的影響也是不可忽視的。如果一旦豎向荷載到達(dá)一定程度，在一定程度上就會(huì)影響高層建筑的建筑構(gòu)件的軸變情況。高層建筑的構(gòu)件的軸變情況與高層建筑傾斜所產(chǎn)生的危害不相上下，必須加以足夠的重視。

（三）扭轉(zhuǎn)事件對(duì)高層建筑的影響

扭轉(zhuǎn)問題是高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的核心問題，也是最常見的問題之一。在高層建筑中，由于地理位置或者自然因素的影響，造成了高層建筑的不對(duì)稱性，出現(xiàn)了這種扭轉(zhuǎn)問題后，就會(huì)對(duì)構(gòu)件部件產(chǎn)生很大影響，構(gòu)件部件一旦破壞，就會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中的現(xiàn)象，從而對(duì)高層建筑物產(chǎn)生很大的影響。這種影響對(duì)于高層建筑來說有時(shí)候是致命性的，所以必須從各方面加強(qiáng)管理和要求，最大限度減少發(fā)生這種問題的概率。

（四）高層建筑物高度對(duì)于高層建筑的影響

通過對(duì)前面水平荷載、豎向荷載等的敘述，我們得知隨著高層建筑高度的增加，其危險(xiǎn)度也越來越高，而且對(duì)于各項(xiàng)要求也提高到了一個(gè)新的檔次比如隨著高層建筑高度的增加，其所需要的抗震要求就極高。但是由于人才缺失等種種原因，對(duì)于過高的高層建筑的設(shè)計(jì)人才總是滿足不了需求，于是各種過高的高層建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要求達(dá)不到該高度的高層建筑所需要的要求。所以出現(xiàn)了很多高層建筑物不符合規(guī)范，導(dǎo)致危險(xiǎn)發(fā)生的幾率也大為增加。

二、高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中存在的不足的對(duì)策

（一）水平荷載不足的對(duì)策

水平荷載的大小不是固定的，隨著高層建筑的不斷增高，所需要的對(duì)抗外力的水平荷載力也就越大，所以一般情況下對(duì)于平原等地區(qū)高層建筑的高度都有其對(duì)應(yīng)的水平荷載，這樣說的話水平荷載力是相對(duì)固定的。但是對(duì)于某些特殊地區(qū)，經(jīng)常遭受地震或者大風(fēng)的地區(qū)，必須根據(jù)實(shí)際情況來加大水平荷載力，來提高高層建筑物的穩(wěn)定性。

（二）豎向荷載不足的對(duì)策

豎向荷載同水平荷載一樣，對(duì)高層建筑物的影響很大，因?yàn)楫?dāng)豎向荷載達(dá)到一定程度時(shí)，會(huì)使得高層建筑的軸變情況產(chǎn)生影響。但是在實(shí)際的施工過程中，無論是增加正負(fù)彎矩還是減少支座彎矩，都對(duì)施工過程中的下料產(chǎn)生很大影響。所以在實(shí)際的施工過程中，要根據(jù)地理位置，高層建筑物高度等多種因素綜合考量，另外還有軸變情況的數(shù)值來確定施工的方式和下料的多少。通常按照以往的經(jīng)驗(yàn)來說，都是不對(duì)下料的寬度進(jìn)行調(diào)整，對(duì)下料的長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整。

（三）扭轉(zhuǎn)事件的對(duì)策

扭轉(zhuǎn)的問題作為高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的核心問題，必須加以重視。高層建筑一旦發(fā)生扭轉(zhuǎn)問題導(dǎo)致應(yīng)力集中問題，最終導(dǎo)致高層建筑物遭到破壞。所以在高層建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中要求構(gòu)成中的質(zhì)心與建筑中的剛心必須保持一致。這樣才能避免扭轉(zhuǎn)事件的發(fā)生。但是在實(shí)際的操作過程中需要對(duì)建設(shè)構(gòu)成進(jìn)行功能性的劃分，這是因?yàn)楦邔咏ㄖ袃?nèi)部都是不規(guī)則的，為了避免扭轉(zhuǎn)事件的發(fā)生，創(chuàng)建一個(gè)對(duì)稱的構(gòu)造。所以才對(duì)建設(shè)構(gòu)成進(jìn)行功能性的劃分，只有這樣才能在建筑物中間形成獨(dú)立的設(shè)計(jì)構(gòu)成，達(dá)到避免扭曲事件發(fā)生的目的。

通常來講高層建筑物的扭曲事件在一定程度上是可以避免的，避免的方法一方面是高層建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)平面布置時(shí)，通過科學(xué)的計(jì)算，得到質(zhì)心與剛心的距離，可以多測(cè)幾次，取平均值來減少誤差。測(cè)出質(zhì)心與剛心的距離后，根據(jù)不規(guī)則對(duì)稱的原理，將距離進(jìn)行消除，從而使剛心和質(zhì)心達(dá)到一種重合的效果，從而避免高層建筑物扭轉(zhuǎn)事件的發(fā)生。另一方面就是設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的過程中，一定要保持簡(jiǎn)潔、謹(jǐn)慎、符合建筑規(guī)則的原則。只有這樣，才能最大限度的避免高層建筑物扭轉(zhuǎn)事件的發(fā)生。

（四）超高問題的對(duì)策

如果高層建筑物的設(shè)計(jì)要求與建筑物高度所需要的設(shè)計(jì)要求不匹配的話，會(huì)發(fā)生一系列的嚴(yán)重后果。所以對(duì)于投資者或者政府部分來說，一定要根據(jù)實(shí)際情況來確定建筑物的高度，并聘請(qǐng)有相對(duì)應(yīng)資歷的設(shè)計(jì)師進(jìn)行設(shè)計(jì)?！陡邔咏ㄖ炷良夹g(shù)結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中詳細(xì)嚴(yán)格的規(guī)定了高層建筑的高度以及優(yōu)化改進(jìn)的設(shè)計(jì)方法。另外，高層建筑物的高度一定要根據(jù)建筑物所在地的地形、氣候條件、建筑物用途以及建筑物自身的重力等多方面的因素來確定。如果達(dá)不到相應(yīng)的要求，應(yīng)該主動(dòng)申請(qǐng)降低高度，切不可在不符合條件的情況下進(jìn)行高層建筑物的建設(shè)，防止各種不良后果的發(fā)生。

三、結(jié)語：

本文對(duì)高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中存在的一些不足進(jìn)行了一些相應(yīng)的敘述并給出了一些解決不足的方案，但是隨著建筑物要求的不斷增多，問題也會(huì)隨之增多，比如隨著物質(zhì)文明和精神文明的發(fā)展，人類對(duì)住房的要求已經(jīng)不是原來的遮風(fēng)擋雨，而是對(duì)住房的高度、安全性、外觀的美觀度等有了新的要求。所以解決高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)問題任重而道遠(yuǎn)，所以還需要各位設(shè)計(jì)工作者在設(shè)計(jì)工作中積極的探索，解決更多的實(shí)際設(shè)計(jì)問題，為我國(guó)的建筑行業(yè)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

參考文獻(xiàn)：

[1]高進(jìn)余.論房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)[J].住宅與房地產(chǎn)，2018，（15）：67.

[2]錢冬江.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問題及對(duì)策探討[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2016，（22）：139-140.

[3]劉澤松.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在不足點(diǎn)及改進(jìn)[J].建材與裝飾，2016，（38）：80-81.

[4]張玉娣，劉強(qiáng)一.淺析房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)[J].黑龍江科技信息，2011，（01）：315.

作者簡(jiǎn)介：付岳松（1975-），男，工程師，本科，主要從事土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。