某超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中關(guān)鍵問題的思考探究

吳文煊

(福建路港(集團(tuán))有限公司，福建 泉州 362011)

0 前 言

由于某超高層建筑從整體來看在地上擁有34層，地下?lián)碛?層，所以，在鋼筋混凝土的利用過程中，必須對整體的彈性和塑性進(jìn)行分析，對Y向剛度較弱的部分進(jìn)行強(qiáng)化處理，進(jìn)而來保證超高層建筑的抗震性。超高層建筑樓，在建設(shè)施工過程中一定要對設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)嚴(yán)加監(jiān)管，只有在設(shè)計(jì)過程中充分考慮到可能發(fā)生的所有問題，才能夠在根本上確保超高層建筑在投入使用之后擁有較高的安全性。

在眾多建筑物中，某工程在建設(shè)時(shí)總面積達(dá)到了22.3萬m2，主要包括了7層的裙樓，而這7層的裙樓高度就已經(jīng)高度達(dá)到了39 m，61層高度的高層酒店和辦公寫字間高度達(dá)到了363.95 m。并且該建筑在建設(shè)過程中主要關(guān)注的是聯(lián)通性，所以整個(gè)樓體所有的地下室都是互相串通的，而地下室的深度也有18 m，此超高層建筑是融合酒店、住宅以及辦公為一體的大型超高層綜合建筑。

1 建筑施工過程中存在的重點(diǎn)和難點(diǎn)

1.1 施工量大，工期緊張

此工程建設(shè)過程中，由于規(guī)定的工期有限且工作量較大，所以在建設(shè)地下室過程中，總面積共有6萬m2，但是在實(shí)際施工中，可行的工期只有7個(gè)月，而且在七層的裙樓建設(shè)中，每層的面積占據(jù)0.9萬m2，所以有效的施工時(shí)間被限制在了4個(gè)月以內(nèi)[1]。同時(shí)施工過程還面臨春季和冬季兩個(gè)季節(jié)，所以在具體施工過程中，時(shí)間十分緊張。

1.2 運(yùn)輸存在難度，布局復(fù)雜

在該工程具體施工過程中，施工材料的運(yùn)輸環(huán)節(jié)十分艱難，從整體布局來看，施工環(huán)節(jié)十分復(fù)雜。在施工進(jìn)程中，很多基坑的面積都特別大，且基坑的外面可用面積非常小，無法有效將建筑材料運(yùn)輸?shù)绞┕すさ刂小Ｔ谡麄€(gè)施工現(xiàn)場分布著大大小小交叉的基坑，所以需要大量的施工材料投入其中，但是在施工現(xiàn)場的大環(huán)境中，可容納的運(yùn)輸車輛僅有兩輛，出入口十分狹窄，對施工材料的運(yùn)輸造成了很大影響。

1.3 施工面臨風(fēng)險(xiǎn)較大

在超高層建筑的施工現(xiàn)場存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，由于在建設(shè)過程中建筑物的基坑超過了19 m，并且在施工高峰時(shí)期，還有三個(gè)塔吊同時(shí)運(yùn)作，在運(yùn)作過程中，會(huì)出現(xiàn)很多高空墜物和基坑塌陷的安全事故，所以在實(shí)際施工過程中，風(fēng)險(xiǎn)管理的工作難度非常大[2]。

1.4 安全文明施工還需要進(jìn)一步完善

由于此超高層建筑是建立在商業(yè)繁華區(qū)域，所以四周的施工設(shè)備和人文氣息都比較成熟，在這樣的地方開展施工時(shí)，需要注意控制環(huán)境污染和噪音污染，要采取文明的施工方式來建設(shè)。

2 建筑施工過程中安全風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的主要內(nèi)容

為了保證超高層建筑在建設(shè)過程中能夠安全高效的進(jìn)行，需要隊(duì)風(fēng)險(xiǎn)安全方面的工作加強(qiáng)管理，有效控制和掌控施工過程中存在的風(fēng)險(xiǎn)。

2.1 識(shí)別高層建筑施工中的風(fēng)險(xiǎn)

想要保證超高層建筑施工過程中的安全性，必須要提前制定科學(xué)合理的建筑方案，并且在施工之前準(zhǔn)確地評估施工風(fēng)險(xiǎn)，并及時(shí)準(zhǔn)確地了解任何可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，并研究出相應(yīng)的應(yīng)對措施，進(jìn)而避免危險(xiǎn)情況的發(fā)生。對于這些可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)特點(diǎn)進(jìn)行分析，確保在施工過程中不會(huì)出現(xiàn)任何安全隱患[3]。

2.2 估量超高層建筑施工中的風(fēng)險(xiǎn)

通過對超高層建筑施工中存在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行估量能夠準(zhǔn)確預(yù)判風(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)的概率，進(jìn)而了解可能出現(xiàn)的一切風(fēng)險(xiǎn)，了解各種類型的風(fēng)險(xiǎn)問題會(huì)對施工過程造成哪些損失。在超高層建筑施工風(fēng)險(xiǎn)評估過程中，需要參考一些風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別資料來展開判斷，在判斷流程中，需要用到統(tǒng)計(jì)學(xué)，進(jìn)而了解風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率，并比較風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生之后造成的負(fù)面影響，以此來確保在風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生之后能夠及時(shí)解決這些問題。

2.3 對超高層建筑施工風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評價(jià)

在風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)過程中，主要是從兩個(gè)方面來進(jìn)行研究，一是風(fēng)險(xiǎn)可能對施工過程造成的經(jīng)濟(jì)損失，二是施工風(fēng)險(xiǎn)可能會(huì)對社會(huì)產(chǎn)生的影響。通過對這兩方面風(fēng)險(xiǎn)的科學(xué)判斷來對建筑施工中的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行確認(rèn)，再采取科學(xué)有效的解決措施，對可能發(fā)生的一切風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)防，并提前制定出一系列的解決方案，對風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性進(jìn)行評估，進(jìn)而提高施工效率。

3 超高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 舒適度和體驗(yàn)感

超高層建筑主要的宗旨是為人服務(wù)，因此，建筑物的設(shè)計(jì)必須要滿足以人為本的核心理念[4]。設(shè)計(jì)不僅要安全合理，而且要滿足人們的審美需求，這樣才能夠使超高層建筑物更好地為人們服務(wù)。在超高層建筑物設(shè)計(jì)過程中，可以先對當(dāng)前社會(huì)主流的建筑群體進(jìn)行分析，判斷人們的喜好和需求，設(shè)計(jì)過程要充分考慮舒適度和體驗(yàn)感，但必須要將質(zhì)量安全作為前提。只有從這三個(gè)角度出發(fā)才能夠使建筑物既美觀又實(shí)用，滿足人們對建筑物提出的各種需求。

3.2 計(jì)算建筑物荷載數(shù)據(jù)

與其他建筑物相比，超高層建筑設(shè)計(jì)過程對數(shù)據(jù)的要求十分嚴(yán)格。荷載指的是結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形的內(nèi)力和外力。荷載數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)程度直接影響著超高層建筑的安全性和穩(wěn)定性。對于超高層建筑設(shè)計(jì)來說，普通的荷載威脅有風(fēng)、雪以及地震等外力，還有自身的積灰荷載和結(jié)構(gòu)自重等。為了確保建筑物的安全和穩(wěn)定，必須從多個(gè)荷載角度進(jìn)行分析，尤其像風(fēng)載荷這種變量影響因素。所以在超高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)，一定要結(jié)合建筑的高度來考慮風(fēng)載荷的影響程度，只有這樣，才能夠讓超高層建筑更加穩(wěn)定安全。

4 如何優(yōu)化超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

4.1 加強(qiáng)建筑抗震功能

建筑要想具備良好的穩(wěn)定性，就必須要以安全為前提，這樣才能夠?yàn)槿藗兲峁└影踩姆?wù)。因此，在超高層建筑施工過程中需要提高其抗震功能，提高超高層建筑的安全性。不僅是在超高層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上需要注意這一點(diǎn),而且可以采取多樣化的方法來提高建筑的抗震效果。例如：可以將型鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用其中，與混合結(jié)構(gòu)相比，型鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量較輕，能夠減少地震發(fā)生時(shí)造成的危害，提高建筑物的穩(wěn)定性和安全性。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)顯示，超高層建筑施工過程中可以適當(dāng)添加一定數(shù)量的鋼筋當(dāng)作支撐點(diǎn)，加強(qiáng)自身的支撐能力，以此提高應(yīng)對各種對自然災(zāi)害的能力。

4.2 提高建筑施工的消防設(shè)計(jì)水平

在超高層建筑施工設(shè)計(jì)過程中，一定要重點(diǎn)分析消防安全問題，要使消防安全設(shè)計(jì)能夠?yàn)檎麠澖ㄖ峁┩晟频姆?wù)[5]。在此過程中，首先要對一切能夠影響超高層建筑安全的因素進(jìn)行分析，確保超高層建筑的施工設(shè)計(jì)與國家規(guī)定的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相符合，在科學(xué)合理的范圍內(nèi)進(jìn)行設(shè)計(jì)。其次，要加強(qiáng)對消防安全環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，結(jié)合超高層建筑的實(shí)際特點(diǎn)，完善各個(gè)消防環(huán)節(jié)，確保超高層建筑能夠應(yīng)對各種危險(xiǎn)因素。最后，對超高層建筑中的易燃性施工材料進(jìn)行分析，評估并考察模擬火災(zāi)場景下的安全管理需要，從整體上落實(shí)消防安全觀念，做好科學(xué)的防火控火工作，確保建筑的排煙系統(tǒng)建設(shè)都能夠包含消防設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，促進(jìn)超高層建筑消防設(shè)計(jì)的優(yōu)化。

4.3 加強(qiáng)建筑物抗風(fēng)性設(shè)計(jì)

在超高層建筑施工設(shè)計(jì)中最重要的就是要考慮抗風(fēng)性。由于超高層建筑的樓層較高，很容易會(huì)受到風(fēng)力的影響產(chǎn)生不同強(qiáng)度的風(fēng)荷載[6]。所以在建筑設(shè)計(jì)過程中，要充分掌握建筑的抗風(fēng)性，給予其高度重視和關(guān)注，尤其是超高層建筑的頂部設(shè)計(jì)，因?yàn)轫敳渴秋L(fēng)壓承載最大的地方，所以要通過其他方法來提高建筑物的抗風(fēng)性。例如：可以通過強(qiáng)化建筑物的梁柱和鋼筋結(jié)構(gòu)來展開設(shè)計(jì)，以此來提高建筑物的抗風(fēng)性。在超高層建筑的設(shè)計(jì)過程中，從頭到尾都要貫穿抗風(fēng)性設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)前期要結(jié)合建筑的實(shí)際情況和當(dāng)?shù)氐淖畲箫L(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)，來制定出風(fēng)壓規(guī)范圖，經(jīng)過分析之后得出相應(yīng)的數(shù)據(jù)，這樣才能夠順利完成超高層建筑的抗風(fēng)性設(shè)計(jì)。

5 結(jié)束語

在當(dāng)今時(shí)代，超高層建筑已經(jīng)成為了城市建筑的必然趨勢，在建筑發(fā)展過程中受到了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。在超高層建筑設(shè)計(jì)中，首先要保證建筑安全性能的設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上再綜合考慮人們的舒適感和審美需求。由此可見，超高層建筑設(shè)計(jì)必須要始終貫穿以人為本的設(shè)計(jì)理念，重視結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，融入與時(shí)俱進(jìn)的思想，進(jìn)而滿足人們的各種需求，最終推動(dòng)我國建筑行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

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