高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題及對策探討

叢明宇

（吉林省建苑設(shè)計集團(tuán)有限公司，吉林 長春 130000）

隨著城市化的發(fā)展，我國大多數(shù)城市發(fā)展而不斷的駛?cè)虢ㄖY(jié)構(gòu)的設(shè)計難點，為了緩解這些不足的問題，就要堅持以高層建筑為主。它為企業(yè)帶來了顯著的社會經(jīng)濟(jì)效益，加快了城市化進(jìn)程。對于城市化的發(fā)展來說，需要完善高層建筑的發(fā)展，但高層建筑功能的適用性、經(jīng)濟(jì)可行性和技術(shù)的合理性并沒有隨著樓層的增加而提高。量變必定引起質(zhì)變。同時，我國的高層建筑技術(shù)尚且不成熟。設(shè)計和施工過程中還需要考慮和解決很多技術(shù)難題。

1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計出現(xiàn)的問題

1.1 剪力墻設(shè)計問題

首先在新高度的規(guī)則下，短肢剪力墻的設(shè)置出現(xiàn)了一定的問題。短肢剪力墻就是截面的高厚比達(dá)到5～8 的墻，并且無論是數(shù)據(jù)顯示還是實際的經(jīng)驗，都對短肢剪力墻在高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中增加了很多的限制，在高層民用建筑的設(shè)計中，結(jié)構(gòu)設(shè)計的工程師應(yīng)當(dāng)盡量不采用這種形式的墻體，這樣才能夠避免后期設(shè)計工作中的出現(xiàn)的一些后續(xù)問題。

1.2 地基與基礎(chǔ)設(shè)計不科學(xué)

地基是建筑物的基礎(chǔ)。如果基礎(chǔ)和基礎(chǔ)設(shè)計不科學(xué)，鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)就無法實現(xiàn)。在這方面有幾個常見的問題：1） 基礎(chǔ)類型選擇不當(dāng)，導(dǎo)致建筑物不均勻沉降甚至傾斜；2） 自然地基的不合理設(shè)計和基礎(chǔ)的大坡度會降低基礎(chǔ)混凝土的振動質(zhì)量，影響基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；3） 地下室底板配筋不合理。如果地下室底板配筋不合理，高層建筑結(jié)構(gòu)容易失穩(wěn)，增加建筑物的不均勻沉降；4） 設(shè)計者沒有考慮地下水對地基和基礎(chǔ)的影響。如果地下水位相對較高，會影響地基和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的耐久性和穩(wěn)定性。

1.3 超高問題

對于高層建筑結(jié)構(gòu)，最大的問題是高度，會有超高的問題。對于高層民用建筑的抗震減震要求，我國對建筑行業(yè)的相關(guān)法規(guī)和規(guī)范，包括建筑高度，有著非常嚴(yán)格的要求。在新的建筑高度調(diào)節(jié)中，原極限高度設(shè)定為A 級，B 級高度大幅度提高。進(jìn)一步優(yōu)化了高層民用建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法和措施。在實際施工過程中，高層民用建筑的超高問題往往被忽視，導(dǎo)致設(shè)計審查失敗，影響了工期和建設(shè)項目的總體成本。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計出現(xiàn)問題的對策分析

2.1 做好高層建筑結(jié)構(gòu)不良地基處理設(shè)計

從高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體觀點來看，在此基礎(chǔ)上需要完善設(shè)計的需求，滿足不良的處理，使得在整體的設(shè)計上保證重要的過程和內(nèi)容。認(rèn)真認(rèn)識高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計中不良地基處理的主要要求和技術(shù)要點，形成更規(guī)范的控制，更準(zhǔn)確地控制地質(zhì)和基礎(chǔ)。為了完善和提高地基的穩(wěn)定性，就要保證在此的安全性能，堅持以高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的方案來實現(xiàn)技術(shù)和工作及其組織，同時還要嚴(yán)格實現(xiàn)高層建筑設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)，在此階段需要強(qiáng)化及基本原則，把握好各項基礎(chǔ)設(shè)計中最中心的參數(shù)和規(guī)則。要保證設(shè)計的質(zhì)量，對于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計上來說，不斷的強(qiáng)化基礎(chǔ)設(shè)計和應(yīng)用程序，全面掌握了高層建筑的基本要點，形成了高層建筑基礎(chǔ)的處理的多樣化設(shè)計方案。以在安全可靠的基礎(chǔ)上保證經(jīng)濟(jì)合理的原則，確定了高層建筑不良地盤處理的最終設(shè)計方案。

2.2 提升建筑消防設(shè)計

首先，在對超高層消防結(jié)構(gòu)設(shè)計時，一定要全面分析影響設(shè)計質(zhì)量的因素，保證超高層建筑所有設(shè)計工作均能和建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范相匹配，推動消防設(shè)計技術(shù)價值轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄖY(jié)構(gòu)功能的進(jìn)程。其次，應(yīng)加強(qiáng)對消防設(shè)計環(huán)節(jié)科學(xué)性的評估與考察，具體是結(jié)合超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計的技術(shù)特征，總結(jié)不同設(shè)計環(huán)節(jié)的技術(shù)重難點，進(jìn)而使超高層建筑的消防結(jié)構(gòu)設(shè)計能為建筑物安全應(yīng)用提供全面服務(wù)。再者，要從超高層建筑易燃性材料的研究視角出發(fā)，針對超高層建筑火災(zāi)情景下的安全管理需求進(jìn)行全面調(diào)查和分析，以保證超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作能夠更完整地依照消防設(shè)計理念落實，加強(qiáng)對建筑材料應(yīng)用措施的管控，促進(jìn)超高層建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)勢的發(fā)揮，實現(xiàn)對火災(zāi)蔓延過程的抑制。最后，應(yīng)該與超高層建筑消防通道設(shè)計工作一定重視，特別是要保證所有消防設(shè)計工作均能符合建筑排煙體系建設(shè)要求，超高層建筑可以通過對使用者狀態(tài)的全面分析。

2.3 提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力

由于高層民用建筑的手里點不同于低層建筑，因此在進(jìn)行高層建筑設(shè)計的時候，一定要區(qū)別減震和抗震的區(qū)域，保證具有足夠的強(qiáng)度和剛度以及良好的抗震性。通過合理的減震、抗震設(shè)計，使得建筑物達(dá)到最小的傷害，這也是保證高層居民安全的最重要的措施。

2.4 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

在對高層建筑的整體結(jié)構(gòu)內(nèi)力進(jìn)行充分分析的基礎(chǔ)上，基于各個梁柱構(gòu)件的控制內(nèi)力需求進(jìn)行截面的優(yōu)化設(shè)計工作。在優(yōu)化設(shè)計中，應(yīng)確定滿足荷載效應(yīng)水平要求的各結(jié)構(gòu)構(gòu)件幾何特征的配筋量的優(yōu)化結(jié)果，因為優(yōu)化設(shè)計而導(dǎo)致的原結(jié)構(gòu)在負(fù)荷特征以及幾何特征上的變化情況。當(dāng)優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)在現(xiàn)有的負(fù)荷作用下出現(xiàn)內(nèi)力分布特征出現(xiàn)變化的情況時，相應(yīng)的各個控制面板的控制內(nèi)力也會出現(xiàn)變化，然后再基于此情況展開下一步的優(yōu)化設(shè)計工作。

3 結(jié)語

現(xiàn)階段我國的建筑行業(yè)發(fā)展十分迅速，高層結(jié)構(gòu)的應(yīng)用也越發(fā)廣泛，為了更好的提升建筑整體質(zhì)量，保證建筑長期使用，需要從結(jié)構(gòu)設(shè)計、上部結(jié)構(gòu)設(shè)計以及地基選擇等多個角度進(jìn)行考慮，這樣才能從根本上保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，也是現(xiàn)階段解決鋼筋混凝高層結(jié)構(gòu)問題的主要方法。