高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與特點(diǎn)分析

袁貝貝

新疆四方建筑設(shè)計(jì)院有限公司 新疆烏魯木齊 830042

二十一世紀(jì)的到來(lái)，我國(guó)在經(jīng)歷過(guò)改革開(kāi)放后的發(fā)展是極為迅速的。在現(xiàn)如今我國(guó)的生活質(zhì)量上已經(jīng)較之前發(fā)生了天翻地覆的變化，人們的生活品質(zhì)達(dá)到了前所未有的高度，人們對(duì)于高層建筑質(zhì)量的要求也是前所未有的。因此，高層建筑對(duì)于現(xiàn)如今人們的生活來(lái)說(shuō)是一個(gè)有著促進(jìn)作用的。因此，對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與特點(diǎn)進(jìn)行分析，對(duì)建筑行業(yè)乃至社會(huì)發(fā)展都有著一定的促進(jìn)意義。

1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

1.1 位移成為控制指標(biāo)

高層建筑的高度對(duì)于穩(wěn)定性以及安全性來(lái)說(shuō)有著極高的要求，在實(shí)際的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，要對(duì)建筑的位移現(xiàn)象予以重視。這對(duì)于高層建筑的安全性來(lái)說(shuō)，極其容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形的現(xiàn)象，因此對(duì)于高層建筑的位移程度要進(jìn)行嚴(yán)格限制[1]。最重要的一點(diǎn)是高層建筑的位移限制，位移的限制對(duì)于整個(gè)樓體的振動(dòng)頻率是有著極為重要的聯(lián)系的。位移問(wèn)題倘若較為嚴(yán)重，那么主體就會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)上的變形，隨之位移現(xiàn)象愈演愈烈，最終發(fā)生高層建筑出現(xiàn)倒塌。因此要充分控制高層建筑的位移，以此來(lái)保證高層建筑的安全性。

1.2 預(yù)防軸向變形

高層建筑有些是由框架-剪力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)成的，其中框架的中心點(diǎn)受力程度明顯大于框架四周的受力程度，這也使得高層建筑框架的中心點(diǎn)受損幾率較為嚴(yán)重。值得注意的是，當(dāng)高層建筑的高度較大時(shí)，框架中心點(diǎn)的變形幾率是成倍數(shù)的大于框架周邊的，這對(duì)高層建筑的安全來(lái)說(shuō)是有著一定影響的。

1.3 抗震性能要求不斷提高

在面對(duì)地震災(zāi)害時(shí)，高層建筑的危險(xiǎn)程度要比普通建筑高出很多，因此隨著高度的加大，變形的程度也會(huì)大幅度升高。這就需要我們?cè)谠O(shè)計(jì)高層建筑的過(guò)程中，要充分考慮建筑的受力均勻程度，不斷加強(qiáng)高層建筑的抗變形能力，這樣才能使得高層建筑的抗震性能突出。

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

2.1 高層建筑的扭轉(zhuǎn)問(wèn)題

高層建筑發(fā)展至今，其高度已經(jīng)屢屢突破記錄。高層建筑如果想要保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，就必須要將剛度、結(jié)構(gòu)中心進(jìn)行統(tǒng)一，不然在水平地震作用下，高層建筑就會(huì)在扭轉(zhuǎn)上出現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致高層建筑受到損壞，這對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，是極為嚴(yán)重的。

2.2 高層建筑的地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)問(wèn)題

在進(jìn)行高層建筑的設(shè)計(jì)過(guò)程中，要充分重視地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的問(wèn)題。在實(shí)際的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，良好的地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)可以充分保障下一步高層建筑施工的效率性與安全性，它對(duì)于施工工程的整個(gè)施工質(zhì)量來(lái)說(shuō)，都有著決定性的作用。因此要想避免工程質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題，那么必須重視高層建筑的地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)問(wèn)題。

3 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中問(wèn)題的解決措施

3.1 采用平面結(jié)構(gòu)對(duì)稱模式

在對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我們要充分遵循樓層水平力作用的設(shè)計(jì)假定，讓其圍繞平面盡可能的均勻分布，以此來(lái)降低扭轉(zhuǎn)的影響，建筑平面應(yīng)該盡可能使用較為簡(jiǎn)單的形式，例如：方形、圓形等等[2]。倘若沒(méi)有可以利用的簡(jiǎn)單形式，只能選擇不規(guī)則形狀時(shí)，就必須將其數(shù)據(jù)控制在一定數(shù)值內(nèi)。而在布置結(jié)構(gòu)的平面時(shí)，也要將結(jié)構(gòu)保持在對(duì)稱的狀態(tài)上。

3.2 掌握地區(qū)差異性

我國(guó)的國(guó)土面積在世界上來(lái)說(shuō)是數(shù)一數(shù)二的，國(guó)內(nèi)不同地區(qū)不同省份的地形地貌差距是巨大的。針對(duì)這種情況，我們就需要根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)，并在設(shè)計(jì)的過(guò)程中充分掌握當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)特征與地形面貌，并將其科學(xué)合理的結(jié)合在一起，大幅度提升設(shè)計(jì)的合理性。此外，在對(duì)高層建筑進(jìn)行地基設(shè)計(jì)時(shí)，需要深入了解當(dāng)前地域的實(shí)際情況，這不僅可以有效防止因?yàn)榈赜騿?wèn)題而導(dǎo)致的不利因素，對(duì)于高層建筑的施工設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，也大幅度的提升了其合理性與安全性。

3.3 合理選擇高層結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件

在對(duì)高層結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算的過(guò)程中，應(yīng)該科學(xué)合理的利用計(jì)算軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算。在計(jì)算之初，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該先充分了解高層建筑的受力特點(diǎn)與國(guó)家設(shè)計(jì)規(guī)范，然后再進(jìn)行計(jì)算軟件的分析。此外，因?yàn)樵谟?jì)算機(jī)上模擬的高層結(jié)構(gòu)模型會(huì)與實(shí)際的高層建筑產(chǎn)生一定的偏差，因此會(huì)在結(jié)果上出現(xiàn)不能對(duì)應(yīng)的現(xiàn)象，這就需要設(shè)計(jì)人員切實(shí)合理的選擇高層結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件，提升高層結(jié)構(gòu)的安全性。

3.4 利用時(shí)程分析法進(jìn)行彈性計(jì)算

近年來(lái)，我國(guó)的不可抗力災(zāi)害是較為嚴(yán)重的，尤其是地震災(zāi)害，對(duì)于我們高層建筑來(lái)說(shuō)，是一項(xiàng)有著很強(qiáng)挑戰(zhàn)性的問(wèn)題。一般情況下，高層建筑在遇到地震災(zāi)害時(shí)，首先它的抗震結(jié)構(gòu)都會(huì)處于一個(gè)可塑性的狀態(tài)，這是為了緩解地震沖擊所導(dǎo)致的樓體斷裂現(xiàn)象[3]。在地震過(guò)程中，高層建筑的內(nèi)部都會(huì)進(jìn)行一個(gè)對(duì)地震等級(jí)與強(qiáng)度的計(jì)算，以此來(lái)調(diào)整樓體的塑形變形。國(guó)內(nèi)對(duì)于高層建筑的抗震問(wèn)題選擇了時(shí)程分析法來(lái)進(jìn)行彈性計(jì)算，這對(duì)于緩解地震沖擊波的沖擊力是有著良好的效果的。此外，在對(duì)高層建筑進(jìn)行抗震計(jì)算的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員首先要考慮的因素就是建筑的高度問(wèn)題，高度對(duì)于抗震能力來(lái)說(shuō)是有著決定性的影響的，只有切實(shí)有效的提升高層建筑的抗震能力，才能切實(shí)保障高層建筑的安全。

4 結(jié)語(yǔ)

在對(duì)高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，我們必須要按照國(guó)家相關(guān)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，加強(qiáng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的檢查，對(duì)高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行全方位的對(duì)比，并且對(duì)設(shè)計(jì)方案要有一個(gè)準(zhǔn)確的落實(shí)，直到確認(rèn)最佳設(shè)計(jì)方案。此外，還要對(duì)在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行充分的解決，加強(qiáng)高層建筑設(shè)計(jì)的實(shí)際性與合理性，將高層建筑的抗震能力大幅度提升。