關(guān)于多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的主要問題分析

王呈禎

摘要：文章大致闡述針對(duì)多層建筑項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有何價(jià)值。進(jìn)一步分析當(dāng)前在此類設(shè)計(jì)任務(wù)中存在的問題，簡(jiǎn)單概括標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性、施工材料、共振及各類參數(shù)設(shè)定等五項(xiàng)內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：多層建筑;設(shè)計(jì);結(jié)構(gòu)

引言

多層建筑為建筑領(lǐng)域中關(guān)鍵的組成元素，其具有建設(shè)周期短、涉及金額少、存續(xù)時(shí)間長(zhǎng)等特征，為部分購(gòu)房群眾偏愛的一類。其和高層建筑相較，相同應(yīng)用空間情況下，會(huì)占用更多的平面土地，同時(shí)在結(jié)構(gòu)規(guī)劃成熟的基礎(chǔ)上，仍需注重各項(xiàng)可能暗藏的問題，以免發(fā)生安全事故。

一、多層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)必要性

多層建筑物的層數(shù)為三到七，而部分地區(qū)的此類建筑安設(shè)電梯等類似于高層建筑的設(shè)施，由此也對(duì)此類建筑結(jié)構(gòu)有更高的標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度也有所提升。一方面，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需先確?；镜墓δ苄?。此類建筑的整體占比較高，適宜大多數(shù)民眾購(gòu)買，為優(yōu)化應(yīng)用體驗(yàn)感，設(shè)計(jì)師首要考慮的便是功能作用。多層建筑的用途主要有生活及工作，所以，其考量的功能性需以此為基礎(chǔ)。簡(jiǎn)單來說，需從應(yīng)用者的視角來看，使得室內(nèi)空間劃分合理。同時(shí)，還涉及到應(yīng)用者的個(gè)人隱私，需打造相對(duì)獨(dú)立的區(qū)域，在滿足應(yīng)用需要的同時(shí)，還應(yīng)確保心理層面上的安全感，由此構(gòu)建適宜的生活空間。

另一方面，城市地區(qū)是由多個(gè)建筑組成的，而此類建筑屬于較為常規(guī)的類型，幾乎超過半數(shù)，換言之，其的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和所處城市有直接關(guān)聯(lián)。多層建筑一般使用磚混材料，使得結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及應(yīng)用周期均好于高層。但在城市用地逐漸緊張的情況下，再加上此類建筑的土地使用率相對(duì)偏弱，所以高層建設(shè)逐漸增多?？偟膩碚f，建設(shè)多層建筑，需先考量所處地界，在土地相對(duì)緊張的重點(diǎn)地帶，新建設(shè)的項(xiàng)目通常會(huì)采用高層建筑。但在人員相對(duì)稀疏的郊區(qū)，便會(huì)選擇多層。此類建筑的施工形式基本無法改變，但能結(jié)合城市的整體情況實(shí)行細(xì)微地調(diào)整。

二、多層結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)呈現(xiàn)的主要問題

（一）設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)制性

國(guó)內(nèi)在設(shè)計(jì)層面上的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)極為嚴(yán)苛，設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)完全根據(jù)現(xiàn)行的指標(biāo)完成設(shè)計(jì)任務(wù)。若遇到工程建設(shè)結(jié)果存在問題，需先檢查設(shè)計(jì)方案，若各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，則設(shè)計(jì)師無需承擔(dān)任何法律責(zé)任。而部分其他國(guó)家在建筑設(shè)計(jì)方面，無過于明確的條款約束，設(shè)計(jì)師完全可以根據(jù)個(gè)人的設(shè)計(jì)理念開展工作，也無統(tǒng)一的設(shè)計(jì)內(nèi)容。若建筑結(jié)構(gòu)存在問題，則全部的責(zé)任均在設(shè)計(jì)師身上。國(guó)內(nèi)的部分設(shè)計(jì)師，為謀取不合理的利益，便采取“壓線”的方式，各項(xiàng)材料和設(shè)施等方面的設(shè)計(jì)，均采用規(guī)定的最低標(biāo)準(zhǔn)，此種設(shè)計(jì)模式，對(duì)最終呈現(xiàn)的建筑效果造成不良影響，既縮短應(yīng)有的應(yīng)用周期，又可能暗藏安全因素[1]。

（二）建設(shè)材料浪費(fèi)問題

多層建筑應(yīng)用的施工材料和高層建筑有所不同，并且實(shí)際的應(yīng)用數(shù)量偏高，其中的部分材料均在資源型的范疇內(nèi)。在當(dāng)前環(huán)保、可持續(xù)的社會(huì)整體發(fā)展方向引導(dǎo)下，多層建筑該種傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，若設(shè)計(jì)師能深入思考設(shè)計(jì)，可以降低實(shí)際的材料應(yīng)用量。而現(xiàn)實(shí)的狀況卻是，因?yàn)榇祟惤ㄖ?xiàng)目中，設(shè)計(jì)方面獲取的收益偏少，部分設(shè)計(jì)方基本不會(huì)在此類工程中投入過多的資源，直接應(yīng)用現(xiàn)有的設(shè)計(jì)方案，而以往的建筑設(shè)計(jì)受到施工技術(shù)及理念限制，在多個(gè)方面都有浪費(fèi)資源的情況。另一個(gè)原因是設(shè)計(jì)師本人的專業(yè)能力有限，為達(dá)到基本的功能需要，會(huì)隨意增加結(jié)構(gòu)的橫截面，極易導(dǎo)致不必要的材料應(yīng)用。

（三）建筑結(jié)構(gòu)共振問題

按照我國(guó)有關(guān)建筑的抗震規(guī)定，若工程所處的區(qū)域內(nèi)，土層中的主要荷載層不涉及到類似于軟土的物質(zhì)，同時(shí)建筑總層數(shù)低于八層，則為控制建設(shè)費(fèi)用，無需采取抗震檢測(cè)。所以，用于常規(guī)住宅的民用工程，基本不需要抗震試驗(yàn)。但在設(shè)計(jì)中，雖可不注重地基的承載指數(shù)，但需要考量風(fēng)荷載引起的的不良干擾。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師可在建筑整體的參數(shù)核算中，融入風(fēng)荷載的數(shù)據(jù)，以此提高建筑對(duì)外界因素的抵抗能力。遇到地震時(shí)，若建筑本身的振動(dòng)頻率與地層的頻率相近，則二者會(huì)形成共振。所以，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需結(jié)合地段的地震特點(diǎn)，以調(diào)整設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，構(gòu)建適宜的結(jié)構(gòu)框架，適當(dāng)拉開建筑本身振動(dòng)和所處地段振動(dòng)的頻率，以免出現(xiàn)嚴(yán)重的共振，不利于結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

（四）穩(wěn)定及經(jīng)濟(jì)平衡點(diǎn)

多層建筑項(xiàng)目中，結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及最終呈現(xiàn)的造價(jià)總量均是設(shè)計(jì)方需要考量的問題。國(guó)內(nèi)各類資源有限，再加上新建項(xiàng)目涉及單位的經(jīng)濟(jì)性需要，要求設(shè)計(jì)方案均具備穩(wěn)定及安全兩點(diǎn)。而實(shí)際的此類建筑設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)方更多考量的是建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，項(xiàng)目的業(yè)主和一線建設(shè)方注重控制造價(jià)。所以找到二者之間的平衡點(diǎn)始終是設(shè)計(jì)需要考慮的問題。

（五）各項(xiàng)參數(shù)科學(xué)設(shè)計(jì)

首先，抗震指標(biāo)。按照國(guó)內(nèi)有關(guān)規(guī)定顯示，建筑物被分成多個(gè)類型。即常規(guī)的民用或工業(yè)工程均屬于丙類范疇;大型公用建筑則是乙類結(jié)構(gòu)。而并非全部的建筑物均以此為劃分標(biāo)準(zhǔn)，二者的實(shí)際分類應(yīng)結(jié)合所處區(qū)域的建筑情況和地震等級(jí)等指數(shù)加以調(diào)整。所以，如果設(shè)計(jì)前相關(guān)方未開展現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)，根據(jù)普遍標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，可能會(huì)使抗震水平不適應(yīng)實(shí)地情況，相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案也無法直接應(yīng)用，可能需細(xì)微改動(dòng)或全部推翻。

其次，振型組合。高層建筑的此項(xiàng)指標(biāo)最低標(biāo)準(zhǔn)為3，若需選用的振型數(shù)高于3，便應(yīng)選用倍數(shù)，需要注意的是此項(xiàng)參數(shù)不能高于建筑物的層數(shù)。僅有兩層的項(xiàng)目，該參數(shù)的初始值是9，而在涉及到轉(zhuǎn)換層等非常規(guī)結(jié)構(gòu)，便可提高到12及其以上，但也不可高于建筑物的樓層三倍[2]。而部分項(xiàng)目設(shè)計(jì)師，確定此參數(shù)極為隨意。目前，相關(guān)部門管理者應(yīng)當(dāng)給予關(guān)注，并積極引導(dǎo)設(shè)計(jì)者應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)，科學(xué)確定振型數(shù)。

最后，結(jié)構(gòu)周期的折減。國(guó)內(nèi)商業(yè)化經(jīng)濟(jì)愈發(fā)明顯，建筑行業(yè)中也出現(xiàn)較多的變化。施工結(jié)構(gòu)基本是框架結(jié)構(gòu)，將框架與抗震墻結(jié)合起來，去除以往的磚混框架，以提高結(jié)構(gòu)調(diào)整的靈活度，使得建設(shè)行為更為穩(wěn)定且便利。但因?yàn)樘畛鋲Φ膯栴}，造成實(shí)際建設(shè)情況和在周期與剛性的前期估算有所差距。通過實(shí)際比對(duì)，實(shí)際剛性略高，施工周期反而偏小，造成建筑結(jié)構(gòu)的地震剪力降低，框架的穩(wěn)定性不足。

三、結(jié)束語(yǔ)

多層建筑關(guān)聯(lián)的主要問題，可能會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)不必要的事故，對(duì)經(jīng)濟(jì)及人身都造成難以估量的后果。所以，設(shè)計(jì)師應(yīng)在成熟的結(jié)構(gòu)上加以調(diào)整，以適應(yīng)現(xiàn)代建筑的使用及應(yīng)用需求，維護(hù)城市整體的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王安.多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中框架結(jié)構(gòu)的問題及處理[J].居舍，2019，（34）：132.

[2]羅守國(guó).多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的主要問題分析[J].住宅與房地產(chǎn)，2018，（19）：89.

（作者單位：水電十三局天津勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司）