分析高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)和常見(jiàn)問(wèn)題

武春雷

摘 ?要：當(dāng)下的社會(huì)環(huán)境中，高層建筑越來(lái)越多，人們對(duì)建筑的需求也越來(lái)越高，想要保障高層建筑工程施工質(zhì)量，就必須做好高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。文中探討高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題與對(duì)策，對(duì)于改進(jìn)城市結(jié)構(gòu)，推動(dòng)我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展具有重要意義。

關(guān)鍵詞：高層民用建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

引言

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作在高層民用建筑工程中尤為重要，為了盡可能提升高層民用建筑的穩(wěn)定性、安全性以及抗震性能，就需要做好結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。在高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，需要保障設(shè)計(jì)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，并且在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要將整個(gè)建筑工程的施工環(huán)節(jié)都考慮進(jìn)去，方能保障整個(gè)建筑工程的施工質(zhì)量以及施工效率。

1高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

1.1重視軸向變形的問(wèn)題

一般情況下，高層建筑的豎向荷載較高，在施工的過(guò)程中，很有可能發(fā)生軸向變形等問(wèn)題，這會(huì)嚴(yán)重影響整個(gè)建筑的穩(wěn)定性。當(dāng)建筑發(fā)生軸向變形問(wèn)題時(shí)，就會(huì)直接引發(fā)連續(xù)梁支座負(fù)彎數(shù)值下降，導(dǎo)致構(gòu)件剪力和側(cè)移發(fā)生較大的改變。

1.2結(jié)構(gòu)形式以及結(jié)構(gòu)延性問(wèn)題

在當(dāng)下的高層建筑工程中，一般選用鋼結(jié)構(gòu)以及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具備較高的經(jīng)濟(jì)性能，施工成本較低，并且材料種類(lèi)較多，能夠適用多種特殊施工情況，并且具備一定的抗震性能。但是，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)存在一定的問(wèn)題，在適用的過(guò)程中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的構(gòu)建斷面較大，并且自重較大，很難保障建筑在后續(xù)的長(zhǎng)時(shí)間使用中維持良好的穩(wěn)定性以及安全性。

2高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題

2.1設(shè)計(jì)圖紙不夠合理

設(shè)計(jì)圖紙保證整體建筑工程的順利進(jìn)行，合理且適配的建筑設(shè)計(jì)圖紙一定要科學(xué)的設(shè)計(jì)建筑工程建筑的所有環(huán)節(jié)，例如，結(jié)構(gòu)類(lèi)別的選定、抗震設(shè)計(jì)和建筑材料選定等。不過(guò)，當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的全過(guò)程中，一些建筑設(shè)計(jì)并不合乎規(guī)范，綜合表現(xiàn)在下述幾部分。平面配筋圖里運(yùn)用的圖集不夠規(guī)范，結(jié)構(gòu)標(biāo)高、梁柱編號(hào)等內(nèi)容不夠清楚，導(dǎo)致具體建筑施工全過(guò)程里存在混亂現(xiàn)象，乃至于出現(xiàn)部分不應(yīng)出現(xiàn)的建筑事故，這都是由于設(shè)計(jì)圖紙不夠清晰合理，設(shè)計(jì)人員與施工人員沒(méi)有良好地溝通所致。

2.2地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)不合理

建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵，地基的設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)的選型直接影響著整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的安全性。這就要求在地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，除了仔細(xì)研究建設(shè)項(xiàng)目的《巖土工程勘察報(bào)告》外，還應(yīng)去工程項(xiàng)目的建設(shè)場(chǎng)地，仔細(xì)考察項(xiàng)目建設(shè)場(chǎng)地的地質(zhì)及周邊環(huán)境，為地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。由于我國(guó)地質(zhì)情況比較復(fù)雜，對(duì)于濕陷性黃土、多年凍土、膨脹土等力學(xué)性能比較特殊的地基，選用土的地基承載力、基礎(chǔ)埋深、地基處理及相應(yīng)地基上的基礎(chǔ)選型除符合國(guó)家相關(guān)規(guī)范的規(guī)定外，還應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)毓こ探?jīng)驗(yàn)來(lái)提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。

2.3扭轉(zhuǎn)問(wèn)題

在建筑領(lǐng)域，扭轉(zhuǎn)問(wèn)題是非常關(guān)鍵和核心的一個(gè)問(wèn)題，在世界范圍內(nèi)都受到了普遍的關(guān)注和研究。高層建筑對(duì)扭轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)直接關(guān)乎到高層建筑地理自然災(zāi)害的能力，尤其是在面對(duì)臺(tái)風(fēng)和地震時(shí)，建筑的扭轉(zhuǎn)問(wèn)題直接關(guān)乎到建筑的安全性。建筑在進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工時(shí)，因?yàn)槟承┎豢煽沟囊蛩仉y免的會(huì)出現(xiàn)建筑的不平衡，不對(duì)稱(chēng)。在低層建筑中，這種不平衡，不對(duì)稱(chēng)可以被忽略不計(jì)，而在高層建筑中，這種不對(duì)稱(chēng)、不平衡則可能會(huì)釀成災(zāi)難性的后果。高層建筑中樓體的平衡關(guān)系以及力學(xué)構(gòu)架是整個(gè)扭轉(zhuǎn)問(wèn)題產(chǎn)生和解決的核心。隨著人們的物質(zhì)生活水平發(fā)展以及審美需求的提高，單一的完全對(duì)稱(chēng)性建筑已經(jīng)不能夠再滿(mǎn)足人們對(duì)建筑的期盼，更加多元化的高層建筑受到人們的追捧，這為設(shè)計(jì)師的工作帶來(lái)了更大的挑戰(zhàn)性和難度。一方面設(shè)計(jì)師要保證樓盤(pán)設(shè)計(jì)整體的安全性和抵抗自然災(zāi)害的能力，另一方面又要考慮到樓盤(pán)的藝術(shù)價(jià)值。

3高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題的解決策略

3.1完善建筑設(shè)計(jì)圖紙

建筑設(shè)計(jì)圖紙屬于建筑結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵表現(xiàn)載體之一，與此同時(shí)也是建筑項(xiàng)目在整個(gè)施工全過(guò)程里的前提。也就是說(shuō)，建筑設(shè)計(jì)圖紙存在的一切問(wèn)題都可能反應(yīng)在建筑施工中，形成不可逆轉(zhuǎn)的后果。所以，進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的全過(guò)程里，要求嚴(yán)格遵照設(shè)計(jì)規(guī)范開(kāi)展工作，設(shè)計(jì)師不能夠貪圖便利而將重要的信息指標(biāo)和標(biāo)牌等忽略掉。與此同時(shí)，針對(duì)比較復(fù)雜、微小的結(jié)構(gòu)區(qū)域，要求在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)里格外關(guān)注。

3.2優(yōu)化地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

在地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)前，應(yīng)對(duì)建設(shè)場(chǎng)地進(jìn)行踏勘，對(duì)場(chǎng)地及周邊情況應(yīng)進(jìn)行了解;地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員除依據(jù)本場(chǎng)地的《巖土工程勘察報(bào)告》外，還應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)赝瓿晒こ痰牡鼗A(chǔ)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，復(fù)核和優(yōu)化地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。對(duì)于天然地基上的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，應(yīng)充分利用天然的地質(zhì)條件;對(duì)于地基處理后的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，應(yīng)確保處理后的地基承載力滿(mǎn)足基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的要求。一般要求，對(duì)于處理后的地基須做地基承載力試驗(yàn);對(duì)于濕陷黃土地區(qū)上的樁基，其單樁豎向抗壓承載力特征值計(jì)算時(shí)，應(yīng)考慮樁側(cè)濕陷性土層的負(fù)摩阻力引起的下拉荷載，并在樁基施工前，在場(chǎng)地內(nèi)進(jìn)行試樁，并通過(guò)靜載試驗(yàn)，測(cè)得單根樁的豎向抗壓承載力極限值，待測(cè)得的單樁承載力滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求時(shí)，方可大面積施工。

3.3扭轉(zhuǎn)問(wèn)題的解決辦法

隨著人們審美需求的提高，單一的完全對(duì)稱(chēng)性的建筑設(shè)計(jì)已經(jīng)不能夠再滿(mǎn)足人們的需求。個(gè)性化，多樣化的建筑正成為城市發(fā)展的趨勢(shì)。而即便如此，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)時(shí)仍然要在一定范圍內(nèi)尋求建筑形狀和結(jié)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)，以此來(lái)保證建筑的受力合理。盡力使建筑物的質(zhì)量重心和力量調(diào)度中心結(jié)合在一起，最大限度的增強(qiáng)建筑的抗災(zāi)害能力。并且在設(shè)計(jì)完之后，施工方在實(shí)地操作時(shí)要與專(zhuān)業(yè)的建筑人員相互合作，相互促進(jìn)，最大限度的調(diào)整因設(shè)計(jì)上的缺陷而造成的建筑結(jié)構(gòu)上的不足。即使在設(shè)計(jì)不規(guī)則建筑時(shí)，設(shè)計(jì)師也應(yīng)從更大的層面上，從整體的層面上去思考建筑的平衡性，力求通過(guò)力學(xué)結(jié)構(gòu)的改變來(lái)解決建筑的扭轉(zhuǎn)問(wèn)題，減少因不規(guī)則而造成的建筑不穩(wěn)定。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著人類(lèi)社會(huì)與文明的不斷發(fā)展，建筑多樣化正成為當(dāng)前建筑發(fā)展的趨勢(shì)，尤其是高層建筑多樣化。人們更加傾向于把其作為城市的地標(biāo)建筑來(lái)對(duì)待，由此可見(jiàn)高層建筑在人們心中的重要地位。進(jìn)一步提出優(yōu)化高層民用建筑的對(duì)策，有利于推動(dòng)我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展，為進(jìn)一步促進(jìn)高層民用建筑安全性能的提高奠定理論基礎(chǔ)。

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