關(guān)于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的問題與對策探究

【摘 ?要】隨著中國的城市化進(jìn)程不斷加快，建筑領(lǐng)域也在穩(wěn)步發(fā)展，建筑工程的質(zhì)量直接影響著居民的生命財產(chǎn)安全，受到社會各界的廣泛關(guān)注。所以，工程參建單位要加強對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)注度，積極采取先進(jìn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)，并加大對現(xiàn)場施工的管理和監(jiān)督，保證項目施工的順利進(jìn)行，最終全面提升工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量，給人們營造出一個安全舒適的居住環(huán)境。

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

引言

在建筑工程中，高層建筑工程的結(jié)構(gòu)在垂直方向的載荷遠(yuǎn)超于多層建筑。而垂直載荷指的是高層建筑受到自重的影響在垂直方向產(chǎn)生的載荷量。同時，由于高層建筑工程的結(jié)構(gòu)主體較為龐大，風(fēng)力的接受面積較大，高層建筑還會受到水平載荷力的影響。此外，高層建筑工程極易產(chǎn)生側(cè)移的問題，側(cè)移程度主要與建筑高度相關(guān)。相關(guān)的設(shè)計師必須在設(shè)計階段做好高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計，最大化地提升高層建筑物的穩(wěn)定性和居住性能。

1.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的相關(guān)問題

1.1超高的困境問題

任何建筑物都要具備抗震功能，基于此，這也在一定程度上對建筑物的高度提出更高的要求，在建筑物高度結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，需要處于對建筑物抗震功能的考慮，但是在實際的建筑物設(shè)計期間，依然面臨著超高的困境問題。在目前結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，時常會遇到各種問題，如若建筑物結(jié)構(gòu)類型出現(xiàn)變化，需要設(shè)計工作者對其展開重新設(shè)計，還要重新審核施工圖紙，這不但對整體規(guī)劃造成影響，還能因超高的困境問題促使高城建筑質(zhì)量難以得到保障。

1.2短肢剪力墻設(shè)置存在問題

在高層建筑設(shè)計中，其中結(jié)構(gòu)設(shè)計是非常重要一部分。如果高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，就會對高層建筑穩(wěn)定性造成影響，所以在高層建筑設(shè)計中，必須對高層建筑結(jié)構(gòu)加強重視。在高層建筑中，如果短肢剪力墻不合理，就會對高層建筑穩(wěn)定性產(chǎn)生威脅。如果發(fā)生自然災(zāi)害，就可能發(fā)生比較大的安全事故，所以必須對短肢剪力墻進(jìn)行合理設(shè)置，從而更好地提升高層建筑質(zhì)量。

1.3扭轉(zhuǎn)問題

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，扭轉(zhuǎn)問題也是其中不可或缺的問題，該問題目前已上升到全球范圍高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的核心問題，事關(guān)整個建筑物的整個抗風(fēng)、抗震性能。受到自然地理環(huán)境及條件的影響，在對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，部分設(shè)計人員難以有效地確保建筑物完全對稱，進(jìn)而易產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)問題。

1.4建筑沉降問題

導(dǎo)致建筑物容易出現(xiàn)沉降的原因有以下兩個：第一，地質(zhì)條件是引發(fā)建筑物地基下沉的主要原因。隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑物的規(guī)模也在不斷增大，建筑工程可能面臨的地質(zhì)環(huán)境也越發(fā)復(fù)雜，容易導(dǎo)致出現(xiàn)不同程度的地基沉降，最終導(dǎo)致建筑物變得更加不穩(wěn)定;第二，結(jié)構(gòu)原因則是建筑物自身工程規(guī)模擴(kuò)大而導(dǎo)致建筑物的重量不斷增大，使得建筑物各個位置的受重不均，最終使得建筑物地基出現(xiàn)不均勻的下沉，嚴(yán)重影響到整個建筑工程的質(zhì)量。

2.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計問題的應(yīng)對策略

2.1對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案進(jìn)行合理選擇

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，需要對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案進(jìn)行合理選擇，從而更好地保證工程可以正常施工。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案選擇上，一是需要保證結(jié)構(gòu)設(shè)計方案達(dá)到了使用標(biāo)準(zhǔn)，不能出現(xiàn)超高問題。二是在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，需要對建筑周圍環(huán)境進(jìn)行實地勘察，然后根據(jù)實際情況進(jìn)行設(shè)計，保證高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計和周圍實際情況相符合，保證高層建筑后期施工的穩(wěn)定性，提升施工質(zhì)量。

2.2注重設(shè)計中的結(jié)構(gòu)性能發(fā)揮

這一點主要是指，設(shè)計中，應(yīng)當(dāng)從延展性、水平方向的結(jié)構(gòu)力以及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性三個主要方面做合理的考量，從而在各個環(huán)節(jié)的設(shè)計中，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)性能的有效發(fā)揮。例如，在延展性方面，實際上延展性是影響建筑變形情況的主要指標(biāo)，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)當(dāng)充分考慮建筑結(jié)構(gòu)中的柔性，為延展性的效果打好基礎(chǔ)。另外，從水平結(jié)構(gòu)力的角度分析，結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)當(dāng)注意通過設(shè)計維持水平結(jié)構(gòu)力的均勻分布和穩(wěn)定性。最后，在結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的設(shè)計中，關(guān)鍵的問題在于將短肢剪力墻的設(shè)計位置和設(shè)計方法進(jìn)行分析和優(yōu)化，到達(dá)充分發(fā)揮設(shè)計結(jié)構(gòu)性能的目的。

2.3優(yōu)化設(shè)置建筑嵌固端環(huán)節(jié)

在高層建筑物基本結(jié)構(gòu)設(shè)計中，人防地下結(jié)構(gòu)與地下室結(jié)構(gòu)都具有特定的結(jié)構(gòu)性，而此結(jié)構(gòu)的存在也會降低建筑物的抗震效果。為此，為了使高層建筑的抗震能力進(jìn)一步提升，需要在人防地下結(jié)構(gòu)、地下室結(jié)構(gòu)相繼設(shè)置嵌固端，在設(shè)置期間，嵌固端上層與下層的剛性比要與抗震等級比有一定的要求聯(lián)系，設(shè)計工作者應(yīng)該把握大局觀，確保設(shè)置完成的嵌固端滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，才能使高層建筑抗震能力進(jìn)一步增強。

2.4有效地利用計算簡圖

計算簡圖是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中有力的數(shù)據(jù)依據(jù)，設(shè)計人員在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，往往涉及構(gòu)件尺寸、配筋率、建筑高度的確定等實際問題，以上問題的解決必須依靠準(zhǔn)確的計算。而計算相關(guān)的內(nèi)容，需要有效地選擇、利用計算簡圖，保證相關(guān)的計算模型，或者計算簡圖與工程實際情況相符。因高層建筑物對結(jié)構(gòu)的抗震能力、荷載承受力及其他功能與功能提出較高的要求，結(jié)構(gòu)設(shè)計也是一項極為繁瑣、細(xì)致的工程，設(shè)計師在選擇計算簡圖的時候是很困難的，一定要全面考慮高層建筑結(jié)構(gòu)的制約因素，合理地選擇計算簡圖，進(jìn)而全方位、立體化地確保計算流程及數(shù)據(jù)結(jié)果的精度。

3.結(jié)束語

總的來講，高層建筑由于其特殊的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用需求，在結(jié)構(gòu)設(shè)計的工作中，設(shè)計效果的安全性、應(yīng)用性和結(jié)構(gòu)本身的合理性是設(shè)計中需要考慮的幾方面核心問題，為了提高建筑設(shè)計的效果，優(yōu)化建筑設(shè)計的流程，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合實際從技術(shù)應(yīng)用、理念更新的以及安全穩(wěn)定都能夠多個方面入手綜合考慮，達(dá)到良好的設(shè)計效果。

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作者簡介：孫浩博，遼寧沈陽，110000。