高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工措施探討

徐世恩

（甘肅云海帆建筑工程有限公司）

0 引言

高層建筑是現(xiàn)代城市發(fā)展?fàn)顩r的一個重要標(biāo)志，在一定程度上，代表了城市的經(jīng)濟發(fā)展和居民生活水平。隨著人們生活水平的提高，人們對高層建筑的功能需求已不再停留在經(jīng)濟性，實用性。人們更多的開始追求建筑功能的多樣性、建筑的安全性、建筑的宜居適用性以及美觀特性等等，但安全性是所有功能中的最重要一個，這就要求設(shè)計人員要保障建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量，施工方要領(lǐng)會設(shè)計意圖，保證施工環(huán)節(jié)的規(guī)范性，確保施工質(zhì)量，在達到安全性的前提下才能滿足人們對建筑的多樣性需求，保障建筑的價值，滿足人們的需要，進而促進建筑領(lǐng)域的進一步發(fā)展。

1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計重點

1.1 平面布局設(shè)計

在高層建筑設(shè)計中，概念設(shè)計是重中之重。結(jié)構(gòu)平面布置應(yīng)力求簡單、規(guī)則，避免剛度、質(zhì)量和承載力分布不均勻，是抗震概念設(shè)計的基本要求。設(shè)計環(huán)節(jié)中，因平面荷載分布不均勻或平面布置不合理，做不到三心合一的要求，在荷載作用下便會導(dǎo)致一定的扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象出現(xiàn)。平面不規(guī)則的建筑物在地震時容易產(chǎn)生不規(guī)則振動，產(chǎn)生較大的震害，所以要控制建筑平面布置的規(guī)則性，比如平面長寬比、局部外伸突出尺寸等不宜超過規(guī)范限制。因此設(shè)計人員要采用較為規(guī)則的建筑形體，并保證其質(zhì)量分配的均勻性。在一般狀況下，不建議采用T 或L 形來作為建筑形體。角部重疊和細(xì)腰形的平面圖形，在中央部位形成狹窄部分，在地震中容易產(chǎn)生震害，尤其在凹角部位，因為應(yīng)力集中容易使樓板開裂、破壞，不宜采用。如采用，這些部位應(yīng)采取加大樓板厚度、增加板內(nèi)配筋、設(shè)置集中配筋的邊梁、配置45°斜向鋼筋等方法予以加強。

當(dāng)對建筑立面效果或平面布置存在一定的特殊需求時，結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中要針對具體特征精密計算，針對性的采取加強措施。

1.2 抗震性設(shè)計

在抗震設(shè)計中，設(shè)計人員要首先確保結(jié)構(gòu)設(shè)計的規(guī)則性，合理布置抗側(cè)力構(gòu)件，保障體系承載力構(gòu)件布置的合理性。為了確保建筑豎向承載力的穩(wěn)定性和均勻性，設(shè)計者要使抗側(cè)力構(gòu)件的剛度及強度均勻變化，防止豎向剛度突變。

其次，要正確確定建筑的抗震設(shè)防類別，設(shè)防烈度，場地類別，基本周期，地震加速度值等參數(shù)，準(zhǔn)確確定建筑抗震等級。要合理選用建筑材料，條件允許的情況下盡可能采用高強鋼筋，高強混凝土等，確保設(shè)計采用的材料滿足抗震要求。

采取切實可行的抗震構(gòu)造措施，在供暖供水、機電設(shè)備安裝，以及建筑裝飾件安裝等環(huán)節(jié)，采取可行的措施，達到建筑構(gòu)配件抗震設(shè)防的要求。

此外地基基礎(chǔ)的抗震設(shè)計也比較重要，準(zhǔn)確的地質(zhì)資料，精密的承載力、剛度、變形計算，保證地震時的地基基礎(chǔ)變形及承載力等滿足抗震要求，在地基設(shè)計中，設(shè)計人員要對因地震會導(dǎo)致的破壞狀況進行全面分析，以此來進行針對性的抗震設(shè)計。具體包括如設(shè)計合理的埋樁深度，優(yōu)化剪力墻結(jié)構(gòu)布局等等。

1.3 抗風(fēng)性設(shè)計

高層建筑抗風(fēng)安全性設(shè)計，最有效的手段是采用有利于減小風(fēng)荷載的建筑立面，風(fēng)荷載計算關(guān)鍵在于準(zhǔn)確確定風(fēng)荷載大小，同時需要堅實穩(wěn)定的地基來承載上部荷載，對軟弱地層要采取換填、地基處理或樁基礎(chǔ)等方案，保證基礎(chǔ)的安全性和穩(wěn)定性，盡量避免因水平作用力而對建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響。此外設(shè)計人員要將能耗原理結(jié)合起來，以此來布置建筑支撐、梁柱以及剪力墻等結(jié)構(gòu)[2]。最后，設(shè)計人員要設(shè)法將結(jié)構(gòu)剛度以及承載力提升，對風(fēng)荷載以及其他承載力進行周密的計算，保障應(yīng)對復(fù)雜多變的風(fēng)荷載狀況，提升設(shè)計結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性，保障建筑的抗風(fēng)性能，在基本風(fēng)壓較大地區(qū)，更應(yīng)慎重對待。

1.4 抗震構(gòu)造

高層建筑的抗震構(gòu)造十分重要，設(shè)計人員在設(shè)計工作中，要準(zhǔn)確計算，并滿足有關(guān)規(guī)范對具體構(gòu)件及結(jié)構(gòu)的抗震構(gòu)造措施要求，如箍筋間距、配筋率、特一級的配筋要求，混凝土最低強度要求等。

此外，結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，要考慮施工的方便性，可行性，經(jīng)濟性，合理性，比如后澆帶設(shè)置數(shù)量，能少則少。結(jié)構(gòu)構(gòu)件布置要考慮將來的使用方便，美觀大方，不能為了安全性把其他要求統(tǒng)統(tǒng)拋棄，應(yīng)該是一個綜合考慮，逐步完善，最終提供一個最優(yōu)的設(shè)計文件。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)施工措施

在工程施工中，施工方要從整體高度上對具體環(huán)節(jié)進行把控。首先，在施工前施工方要認(rèn)真分析領(lǐng)會圖紙的意圖，編制具體的施工方案，按照圖紙要求來開展工作，并從具體的施工需要出發(fā)，制定針對性強、切實可行的施工方案組織施工，保障各項施工符合規(guī)范要求[3]。

2.1 深基坑施工

在深基坑的施工中，施工方要對施工區(qū)域的工程地質(zhì)和周邊環(huán)境狀況進行分析，因地制宜編制可行的施工方案，保證方案的合理性。在施工期間，施工方要重視各種因素帶來的影響，例如多雨季節(jié)不宜施工膨脹土地基，進行基坑開挖時，要合理控制開挖深度及開挖坡度，避免因落差過大或坡度過大，導(dǎo)致土體發(fā)生失穩(wěn)或坍塌，保障工作面土體的抗剪承載力，需要支護、降水等就按要求實施，部分方案還要組織專家論證，按論證意見修改后方案實施。高層建筑的深基坑施工，會受到很多因素的影響，因此設(shè)計人員和施工方都要針對各類狀況進行綜合考慮，保障各環(huán)節(jié)施工的規(guī)范性，并避免對周邊的環(huán)境帶來過大的不利影響。監(jiān)測工作是能保障高層建筑建設(shè)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，在施工期間監(jiān)測人員要將周邊的狀況進行綜合性監(jiān)測，以此為建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計和施工提供技術(shù)指導(dǎo)。

2.2 后澆帶施工

在后澆帶施工前，施工方要確保已澆筑部分混凝土的強度達到設(shè)計要求，齡期達到設(shè)計規(guī)定時間。為控制混凝土的收縮程度，施工方可添加合理比例的外加劑，并控制水膠比在0.4 之內(nèi)。采用泵送混凝土?xí)r，施工方要控制好泵送高度，防止混凝土拌合物離析。同時施工方要在水泥中添加適量膨脹劑，添加量應(yīng)通過試驗確定。在混凝土的澆筑前，施工方要對后澆帶的表面開展清潔工作，清理好水泥浮漿和污漬等，并采用高壓水槍沖洗結(jié)合面，讓新舊混凝土的接觸能夠更加充分。針對生銹鋼筋，施工方要利用鋼絲網(wǎng)或其他工具除銹，保證與混凝土的粘結(jié)強度，對后澆帶單獨支模，以此保障混凝土振搗的密實性，保障混凝土的強度。此外，施工方在保護鋼筋結(jié)構(gòu)時，可采用刷素水泥的方法來進行，在混凝土澆筑中利用覆蓋防護的方式，降低鋼筋的受壓變形和污染狀況。

2.3 轉(zhuǎn)角窗施工

在轉(zhuǎn)角窗施工時，施工方要確保角窗部位樓板厚度以及鋼筋位置的準(zhǔn)確性，采用成品間隔件保證鋼筋保護層厚度及混凝土澆筑厚度，采用焊接鋼筋網(wǎng)或逐點綁扎方式確保鋼筋位置準(zhǔn)確，在混凝土澆筑過程中，安排專人檢查鋼筋位置，防止作業(yè)人員踩踏鋼筋，當(dāng)現(xiàn)澆板的澆搗作業(yè)完成后，施工方要及時開展養(yǎng)護工作，及時進行灑水保濕、保溫工作，以此避免因保護措施不到位而導(dǎo)致混凝土硬化中出現(xiàn)失水開裂的狀況發(fā)生。當(dāng)施工時的溫度較高時，施工方要加強混凝土養(yǎng)護工作，適度提高澆水的次數(shù)和水量，并延長現(xiàn)澆板的養(yǎng)護時間，當(dāng)強度達到設(shè)計要求時，再拆除支撐模板。此外，在澆筑混凝土?xí)r，施工方要振搗均勻，不可漏振或者過振。

3 結(jié)束語

結(jié)合以上，現(xiàn)代高層建筑的不斷發(fā)展，使得高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計工作復(fù)雜性不斷增長，設(shè)計環(huán)節(jié)的一個失誤，很有可能會導(dǎo)致整體的設(shè)計結(jié)果出現(xiàn)問題，進而影響到后續(xù)的施工流程，對施工質(zhì)量、進度都會帶來一定的不利影響，嚴(yán)重還會影響到建筑投入使用后的功能。因此設(shè)計人員在進行高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要充分考慮建設(shè)地區(qū)的工程地質(zhì)特性，做好應(yīng)對措施，保障設(shè)計成果的準(zhǔn)確性和合理性。施工方在進行高層建筑的施工時，要依據(jù)設(shè)計方案出發(fā)，根據(jù)實際情況和設(shè)計人員做好溝通，合理安排和各個環(huán)節(jié)的施工流程，提升施工人員的工作規(guī)范性，在重點結(jié)構(gòu)的施工中更要做好每一個細(xì)節(jié)的工作，保障最終的建筑質(zhì)量，提升建筑的安全性能以及穩(wěn)定性。優(yōu)質(zhì)工程來源于優(yōu)質(zhì)設(shè)計，同時也離不開優(yōu)質(zhì)施工，更需要參建各方都提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)及合格的產(chǎn)品，設(shè)計指導(dǎo)施工，施工要精細(xì)管理，高標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)要求執(zhí)行設(shè)計文件及國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，只有這樣才能創(chuàng)造出優(yōu)良工程。