探討高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則及注意問(wèn)題

高慧敏

摘 要： 隨著經(jīng)濟(jì)和建筑行業(yè)的快速發(fā)展，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(shí)，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(huì)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(wèn)題，側(cè)移程度主要與建筑高度相關(guān)。相關(guān)的設(shè)計(jì)師必須在設(shè)計(jì)階段做好高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最大化地提升高層建筑物的穩(wěn)定性和居住性能。

關(guān)鍵詞： 高層建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)原則;注意問(wèn)題

【中圖分類號(hào)】TU97???? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A???? 【文章編號(hào)】1674-3733（2020）17-0120-01

引言：近些年隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化進(jìn)程逐漸加快，使得城市規(guī)模日漸擴(kuò)大，但與此同時(shí)城市土地面積也越發(fā)緊張起來(lái)，為了更合理使用土地資源，高層建筑由此產(chǎn)生。由于高層建筑的建設(shè)對(duì)施工質(zhì)量有著很高的要求，所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是質(zhì)量達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵，影響建筑的使用性能以及后期的穩(wěn)定性。本文針對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的一些問(wèn)題和相關(guān)的解決措施做了簡(jiǎn)要分析，期望對(duì)我國(guó)高層建筑事業(yè)的發(fā)展提供有益的借鑒。

1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中遵從的設(shè)計(jì)原則

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則有三點(diǎn)：①合理的設(shè)計(jì)方案;②合理的基礎(chǔ)設(shè)計(jì);③合理的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。合理的設(shè)計(jì)方案是指能夠滿足高層建筑結(jié)構(gòu)的根本安全需要，能夠最大程度達(dá)到節(jié)約材料的目的。比如實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要滿足的基本條件是傳力簡(jiǎn)單、受力明確，還要在建筑施工過(guò)程中考慮到建筑施工材料、施工條件和建筑地理位置等因素。合理的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是指要根據(jù)附近不同建筑物之間的地理位置、地貌和影響因素進(jìn)行分析，從而制定出科學(xué)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。因?yàn)榛A(chǔ)設(shè)計(jì)的好與壞，對(duì)于建筑物承載能力和建筑物的上層構(gòu)造都會(huì)起到重大的影響，所以不能忽視高層建筑物對(duì)承載力的分布狀況，這有利于建筑物在質(zhì)量、外觀和安全性等方面發(fā)揮更大的作用。合理的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，可以增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性，為提高整個(gè)建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性做好堅(jiān)固的基礎(chǔ)。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

2.1 重視結(jié)構(gòu)形式及結(jié)構(gòu)延性問(wèn)題

高層建筑項(xiàng)目的建設(shè)耗時(shí)較長(zhǎng)，對(duì)設(shè)計(jì)人員專業(yè)素質(zhì)的要求較高。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在設(shè)計(jì)時(shí)，必須詳細(xì)了解建筑功能項(xiàng)目的用途、施工區(qū)域周圍情況等多方面情況，進(jìn)而有針對(duì)性地選擇結(jié)構(gòu)形式，一般情況下高層建筑的結(jié)構(gòu)形式為鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)兩種，其中以鋼筋混凝土的應(yīng)用頻率最高，不僅具有良好的經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)在鋼筋混凝土的支持下，高層建筑物的整體結(jié)構(gòu)耐久性、防火性也會(huì)得到較大的提升。因此，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員必須加強(qiáng)對(duì)結(jié)構(gòu)形式及結(jié)構(gòu)延性問(wèn)題的重視度。

2.2 超高問(wèn)題

對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須重視超高問(wèn)題。充分地考慮樓層的實(shí)際高度給整個(gè)建筑物的施工質(zhì)量造成的影響，再對(duì)建筑結(jié)構(gòu)展開有效地設(shè)計(jì)。對(duì)于高層建筑工程而言，超高問(wèn)題在設(shè)計(jì)中是極為常見(jiàn)的。因此，相關(guān)工程設(shè)計(jì)人員有必要根據(jù)建筑物的實(shí)際建設(shè)要求，全方位地考慮后期使用過(guò)程中可能出現(xiàn)的安全問(wèn)題，確保工程后續(xù)使用的安全性。

3 高層建筑設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題

3.1 嚴(yán)格按照規(guī)定進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的合理性

政府應(yīng)當(dāng)出具相關(guān)的政策法規(guī)，明確規(guī)定在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)章制度來(lái)進(jìn)行，不能采用不合理的設(shè)計(jì)方案，預(yù)防安全隱患的發(fā)生。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中的數(shù)據(jù)，要符合我國(guó)相關(guān)建筑設(shè)計(jì)要求和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案在建造過(guò)程中實(shí)施的可靠性和安全性，還要對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)實(shí)際要求進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，有利于加快施工作業(yè)的順利進(jìn)行和施工進(jìn)度的提高，很好地解決了施工中出現(xiàn)的難題。而且實(shí)施建筑設(shè)計(jì)方案時(shí)要充分考慮附近環(huán)境的水文地質(zhì)條件的情況以及施工場(chǎng)所，掌握施工場(chǎng)地附近環(huán)境因素的影響并結(jié)合相關(guān)的狀況和因素設(shè)計(jì)出合理科學(xué)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。因?yàn)楹侠淼?、科學(xué)的和可行的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案是高層建筑順利施工進(jìn)行的關(guān)健環(huán)節(jié)，是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題的有力解決措施。

3.2 科學(xué)布置平面布局

當(dāng)前時(shí)代背景下，高層建筑物的應(yīng)用越來(lái)越多，關(guān)乎著社會(huì)發(fā)展及廣大人民群眾的身體健康。在高層建筑物的建設(shè)過(guò)程中，設(shè)計(jì)階段非常關(guān)鍵，但是由于在設(shè)計(jì)中存在著較大的不足，可能會(huì)影響高層建筑物的整體安全穩(wěn)定性，要解決其中存在的問(wèn)題，首先便要科學(xué)布置平面布局。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)之初，必須具備整體性觀念，詳細(xì)了解建筑物具體用途、建筑地區(qū)具體情況等，并有針對(duì)性地開展高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

3.3 確保結(jié)構(gòu)的延性抗震能力

在科學(xué)合理的選擇建筑結(jié)構(gòu)之后，還需要通過(guò)一定程度的抗震措施為建筑結(jié)構(gòu)具有的實(shí)際延性抗震能力做出保障，進(jìn)而為建筑結(jié)構(gòu)中的大震、中震下實(shí)現(xiàn)抗震目標(biāo)，系統(tǒng)防震抗震能力保證下述幾方面內(nèi)容：①建筑強(qiáng)柱弱梁。人為造成的增大柱會(huì)對(duì)量體產(chǎn)生較大的抗彎壓力，使得鋼筋混凝土構(gòu)成的建筑框架處于大地震之下，梁端塑性出現(xiàn)較早。到達(dá)最高非線性位移時(shí)面對(duì)的塑性轉(zhuǎn)動(dòng)較低，完全不會(huì)發(fā)生該有的塑性鉸。通過(guò)這樣的方式來(lái)保證建筑框架能夠具有更加平穩(wěn)的塑性能耗能力和塑性耗能機(jī)構(gòu);②強(qiáng)剪弱彎。在處于剪切破壞的情況下基本不會(huì)產(chǎn)生延性，對(duì)柱端造成的剪切破壞依舊有可能造成結(jié)構(gòu)的整體倒塌或者局部破壞。

結(jié)束語(yǔ)：總之，高層建筑結(jié)構(gòu)需要承受的荷載大，若其穩(wěn)定性、抗震性能未能達(dá)到國(guó)家相關(guān)建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，則極易引發(fā)建筑物坍塌、位移等安全問(wèn)題，給人們的正常生活帶來(lái)不便。高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是確保建筑整體結(jié)構(gòu)性能、功能穩(wěn)定的重要基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)師應(yīng)科學(xué)地選擇建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案，根據(jù)實(shí)際情況，綜合考慮各方面因素，合理地規(guī)避可能出現(xiàn)的問(wèn)題，提升建筑物的抗震性、穩(wěn)定性能，提高建筑物的利用價(jià)值。

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