高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題及對(duì)策分析

江偉舜

摘要：城市建筑的優(yōu)化是城市化建設(shè)必不可少的環(huán)節(jié)，是城市發(fā)展提升基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的首要環(huán)節(jié)。這是因?yàn)殡S著城市化發(fā)展進(jìn)程的加速，人們逐漸意識(shí)到房屋結(jié)構(gòu)的重要性以及房屋居住的舒適性?；诖?，在現(xiàn)階段房屋建筑設(shè)計(jì)中尤其需要注意結(jié)構(gòu)的科學(xué)性以及舒適性。本文對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題及對(duì)策進(jìn)行分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：高層建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);問(wèn)題對(duì)策

引言

在高層建筑建設(shè)過(guò)程中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是較為關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，其會(huì)對(duì)建筑的質(zhì)量、安全和穩(wěn)定性帶來(lái)直接的影響。因此在實(shí)際高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要保證結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)良、計(jì)算簡(jiǎn)圖和分析計(jì)算結(jié)果的合理性，并針對(duì)實(shí)際結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的軸向變形、結(jié)構(gòu)形式、荷載及高度等問(wèn)題加以重視，科學(xué)合理對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提升高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的水平，為建筑行業(yè)的健康、穩(wěn)定發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

1高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)該遵循的原則

1.1結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)良

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，要求保證建筑設(shè)計(jì)的可行性和經(jīng)濟(jì)性，具體的設(shè)計(jì)方案要合理，同時(shí)結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)形式要更具可行性。在同一結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單元中，盡量避免出現(xiàn)多種類(lèi)型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系，結(jié)構(gòu)體系受力要明確，并深入分析各種可能的影響因素。針對(duì)于結(jié)構(gòu)方案中的一些重要問(wèn)題要加強(qiáng)與專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行溝通，以此來(lái)保證高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的合理性。

1.2抓大放小原則

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是由大小不一的不同構(gòu)建組合，并協(xié)同進(jìn)行工作的一個(gè)整體，同時(shí)各個(gè)構(gòu)建性能的支持下構(gòu)建出建筑的整體性能，但是這個(gè)過(guò)程中需要著重注意的是，不同構(gòu)件之間的性能差異。而強(qiáng)柱弱梁和強(qiáng)剪弱彎等條件下，注定了需要在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中考慮抓小放大的原則，這也是目前最為常見(jiàn)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則。

2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)的一些問(wèn)題

2.1結(jié)構(gòu)體系不合理

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，當(dāng)設(shè)計(jì)人員選擇結(jié)構(gòu)體系不合理時(shí)，結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性必然會(huì)下降。如在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要充分的結(jié)合工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并根據(jù)建筑所處地區(qū)抗震設(shè)防等級(jí)及風(fēng)荷載情況來(lái)選擇適宜的結(jié)構(gòu)體系。如果設(shè)計(jì)人員選擇的結(jié)構(gòu)體系不合理，在一定程度上會(huì)降低結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

2.2消防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題

高層建筑裝修中使用的可燃性材料相對(duì)較多，這為火災(zāi)事故的發(fā)生創(chuàng)造了條件。受到高層建筑自身結(jié)構(gòu)特征的限制，消防結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)中存在一定的復(fù)雜性，消防系統(tǒng)的運(yùn)行存在諸多阻礙;高層建筑中隨著層高的增加，受到的風(fēng)力也就越大，空氣流通速度較快，一旦發(fā)生火災(zāi)，上層建筑的火勢(shì)會(huì)快速蔓延，威脅人們的生命財(cái)產(chǎn)安全;對(duì)于高層建筑來(lái)說(shuō)，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，電梯等設(shè)施無(wú)法正常使用，且建筑內(nèi)部人員數(shù)量眾多，這為人員疏散帶來(lái)了困難，再加上很多消防設(shè)施的高度無(wú)法滿(mǎn)足高層建筑需求，救援工作的開(kāi)展受到阻礙，導(dǎo)致傷亡和損失的增大。

3高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題中的解決對(duì)策

3.1科學(xué)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

相較于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的發(fā)展，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相對(duì)滯后。計(jì)算機(jī)技術(shù)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，有效地提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的效率，但在實(shí)際結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中還存在一定的約束因素，這也使建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的難度較大。因此在實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要求其要能夠滿(mǎn)足各種性能的要求，以此來(lái)保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性，而且建筑在后期使用過(guò)程中的安全性和穩(wěn)定性也能夠得到有效的保障。同時(shí)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)還要重視結(jié)構(gòu)的延性特征，這樣才能保證高層建筑使用過(guò)程中變形和倒塌風(fēng)險(xiǎn)降低，提高建筑對(duì)荷載的承受力。另外，針對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)形式的選擇，由于鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)各有特點(diǎn)，在具體選用過(guò)程中，需要考慮建筑地點(diǎn)的地理環(huán)境，同時(shí)還要結(jié)合建筑的實(shí)際用途，從而選擇更為適宜的結(jié)構(gòu)形式。

3.2消防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化

首先，加強(qiáng)防火間距設(shè)計(jì)的合理性。防火間距的長(zhǎng)短對(duì)于防火效果有著直接影響。針對(duì)不同形式的高層建筑，國(guó)家有相應(yīng)的國(guó)定標(biāo)準(zhǔn)，必須嚴(yán)格執(zhí)行。其次，安全疏散通道設(shè)計(jì)。安全疏散通道的設(shè)計(jì)要保證其合理性，且在條件允許情況下，盡可能保持2條以上的安全疏散通道，從而提高火災(zāi)發(fā)生時(shí)人員疏散效率，減少傷亡的產(chǎn)生。在安全疏散通道內(nèi)還要設(shè)置排煙系統(tǒng)，隔絕濃煙侵襲。最后，按照高層建筑結(jié)構(gòu)特征，設(shè)置防火層、防火墻等設(shè)施。

3.3運(yùn)用計(jì)算簡(jiǎn)圖

從結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)的角度來(lái)說(shuō)，運(yùn)用計(jì)算簡(jiǎn)圖，能夠有效保證設(shè)計(jì)的質(zhì)量和準(zhǔn)確性，減少設(shè)計(jì)誤差的出現(xiàn)?；诖?，開(kāi)展結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，運(yùn)用計(jì)算簡(jiǎn)圖，綜合分析各類(lèi)因素，做好全面的把控。

3.4加強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)

抗震措施是對(duì)不同程度地震危害進(jìn)行的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)總結(jié)，也是廣大專(zhuān)家學(xué)者針對(duì)抗震設(shè)計(jì)給出的概括，是對(duì)結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算結(jié)果進(jìn)行的補(bǔ)充，特別是嚴(yán)重與特別不規(guī)則，因其結(jié)構(gòu)體系十分復(fù)雜，難以符合軟件基本技術(shù)條件及假定，所得解析結(jié)果實(shí)際上并不準(zhǔn)確，容易產(chǎn)生較大的計(jì)算誤差，與工程實(shí)際情況遠(yuǎn)遠(yuǎn)不相符?；诖耍拐鹪O(shè)計(jì)極為重要，必須引起相關(guān)設(shè)計(jì)人員的高度重視，采取合理可行的抗震措施。在這種情況下，很多規(guī)范都對(duì)抗震構(gòu)造措施采用強(qiáng)制性條文予以書(shū)寫(xiě)，這對(duì)設(shè)計(jì)人員而言，不論是否掌握了這些強(qiáng)制性條文，都必須嚴(yán)格遵照和執(zhí)行。

3.5提升房屋建筑設(shè)計(jì)的嚴(yán)密性

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)房屋建筑施工中的根本是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。因此，需要對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)給予高度的重視，并有針對(duì)性地建立專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)隊(duì)伍。在具體的設(shè)計(jì)之前，需要設(shè)計(jì)人員對(duì)施工區(qū)域的氣候以及環(huán)境進(jìn)行嚴(yán)密的考察，在環(huán)境、地域等因素的分析后針對(duì)可能出現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害等進(jìn)行預(yù)防，這是需要在設(shè)計(jì)圖紙中體現(xiàn)的方面，因而建筑企業(yè)需要保證設(shè)計(jì)圖紙的合理性與精準(zhǔn)性、嚴(yán)密性。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在當(dāng)前的建筑工程建設(shè)與發(fā)展過(guò)程中，不規(guī)則結(jié)構(gòu)無(wú)法避免，也正是由于不規(guī)則的結(jié)構(gòu)，才為人們創(chuàng)造出萬(wàn)千變化的居住環(huán)境。基于此，對(duì)于不規(guī)則結(jié)構(gòu)而言，不可單純的排斥，而是要做到趨利避害和因勢(shì)利導(dǎo)。首先，正確領(lǐng)會(huì)相關(guān)規(guī)范的要求，根據(jù)工程具體情況，對(duì)設(shè)計(jì)方案予以不斷優(yōu)化，選取適宜的計(jì)算方式與參數(shù)，深入分析薄弱部位，采取有效的抗震措施，以此從根本上解決不規(guī)則結(jié)構(gòu)一系列問(wèn)題。

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