高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)解析

摘要：隨著人們對(duì)于高層建筑建設(shè)質(zhì)量要求不斷提高，在高層建筑的建設(shè)過程中，尤其要重視混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化工作，從而保證高層建筑的建設(shè)質(zhì)量。在實(shí)際建設(shè)過程中，根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)要求及以往建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，解決高層建筑建設(shè)過程中的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題，為高層建筑質(zhì)量保證做出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：高層建筑;鋼筋混凝土;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1 導(dǎo)語(yǔ)

社會(huì)的不斷發(fā)展帶來建設(shè)用地日益緊張的局面，為了守住耕地紅線，在我國(guó)社會(huì)主義建設(shè)過程中，已經(jīng)加強(qiáng)了高層建筑的設(shè)計(jì)施工，通過高層建筑的建設(shè)滿足人們對(duì)于生產(chǎn)空間及居住空間的要求。在高層建筑的建設(shè)過程中，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化是非常重要的，落實(shí)混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)工作，對(duì)于高層建筑的質(zhì)量保證起到積極作用。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)概述

當(dāng)前，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的主要內(nèi)涵包括：側(cè)向力的合理建設(shè)和結(jié)構(gòu)剛度的適宜性選擇問題。

2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中的側(cè)向力問題

不論是高層建筑還是低層建筑，在建設(shè)完成之后所承受的力都是一樣的，包括了風(fēng)力、地震力、載荷力等，因?yàn)楦邔咏ㄖ奶卣鳎瑐?cè)向力對(duì)于高層建筑的結(jié)構(gòu)內(nèi)力影響較大，能引起高層建筑物的結(jié)構(gòu)變形。低層建筑因?yàn)楦叨容^低，水平產(chǎn)生的內(nèi)力和位移很小，所以側(cè)向力對(duì)于低層建筑的影響可以忽略不計(jì)。

2.2 建筑物應(yīng)該具有適宜剛度

鑒于高層建筑的高度特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)建造過程中不僅需要注意側(cè)向力的問題，還需要對(duì)建筑物的結(jié)構(gòu)剛度進(jìn)行選擇設(shè)計(jì)，保證高層建筑物具有一定的剛度，能滿足一定的自震幅度，將建筑物的結(jié)構(gòu)位移控制在一定范圍內(nèi)，從而保證建筑質(zhì)量滿足要求。

3 高層建筑物的混凝土結(jié)構(gòu)概述

高層建筑物的混凝土結(jié)構(gòu)主要包括了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、組合結(jié)構(gòu)、新型結(jié)構(gòu)和智能建筑結(jié)構(gòu)四個(gè)部分，在高層建筑設(shè)計(jì)建造過程中，所發(fā)揮的作用雖然有一定差異，但是最終目標(biāo)效果卻是一致的。

3.1 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)作為高層建筑設(shè)計(jì)建設(shè)過程中適用范圍最廣、使用頻率最高的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之一，在高層建筑設(shè)計(jì)建設(shè)中起到了重要地位。因?yàn)殇摻罨炷亮己玫恼w性能，在實(shí)際應(yīng)用中具有耐高溫、位移小、建設(shè)成本低、強(qiáng)度大等優(yōu)點(diǎn)，所以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在高層建筑中被廣泛應(yīng)用于主體建造、模板現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)等主要承重部件當(dāng)中。而且，隨著我國(guó)建筑技術(shù)的不斷進(jìn)步，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建設(shè)已經(jīng)取得驕人成績(jī)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建設(shè)中增強(qiáng)材料的不斷使用，鋼管混凝土、鋼混凝土等技術(shù)在實(shí)際建設(shè)中的運(yùn)用越來越多，給高層建筑的建設(shè)工作帶來方便。

3.2 組合結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單概述

組合結(jié)構(gòu)在實(shí)際建設(shè)過程中與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，有著更為突出的優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用范圍也更加廣泛。在建筑設(shè)計(jì)建造過程中，組合結(jié)構(gòu)主要包括了鋼筋混凝土組合結(jié)構(gòu)和組合切體結(jié)構(gòu)，對(duì)于建筑建造過程中截面尺寸受到較大限制的地方適用度更高。組合結(jié)構(gòu)相比于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，科技含量更高，而且建設(shè)過程也更加復(fù)雜，但因?yàn)槠鋵?duì)環(huán)境污染小、通過節(jié)約鋼材能達(dá)到經(jīng)濟(jì)節(jié)約的目的，在適當(dāng)?shù)臈l件下，使用組合結(jié)構(gòu)可以完全替代鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，為高層建筑的設(shè)計(jì)建設(shè)做出貢獻(xiàn)。組合結(jié)構(gòu)在建設(shè)過程中，混凝土是被填充在鋼管之內(nèi)的，鋼管內(nèi)的混凝土在力的作用下其承壓能力大大增加，提高了鋼管承載能力的同時(shí)也大大節(jié)省了鋼材，目前，組合結(jié)構(gòu)因?yàn)槠湓诮ㄖㄔO(shè)中所表現(xiàn)出的優(yōu)越性，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于高層建筑、冶金、造船等設(shè)施建設(shè)。

3.3 新型結(jié)構(gòu)概述

框架體系、剪力墻體系作為高層建筑當(dāng)中常見的體系結(jié)構(gòu)，在一定程度上促進(jìn)了高層建筑的發(fā)展，而隨著高層建筑的發(fā)展，新的建設(shè)體系也在不斷出現(xiàn)，以適應(yīng)高層建筑建設(shè)過程中產(chǎn)生的新需求。目前，新型結(jié)構(gòu)體系按照筒體組成方式可以分為三種，分別是筒中筒、框筒體和束筒體。新型結(jié)構(gòu)體系與傳統(tǒng)平面結(jié)構(gòu)體系相比，具有更加強(qiáng)大的抗側(cè)壓能力，因?yàn)槠鋬?yōu)異的承載能力，在高層建筑的廣泛應(yīng)用中打下基礎(chǔ)，如今，在功能相對(duì)齊全、功能結(jié)構(gòu)完善的高層建筑中，新型結(jié)構(gòu)已經(jīng)開始廣泛應(yīng)用。

3.4 智能建筑結(jié)構(gòu)

智能建筑是建筑未來發(fā)展的重要趨勢(shì)，智能建筑作為樓宇建筑與現(xiàn)代化新技術(shù)結(jié)合發(fā)展應(yīng)用的代表，表現(xiàn)出多方面的優(yōu)異性。當(dāng)前所說的智能建筑主要包括了樓宇自動(dòng)化、樓宇辦公自動(dòng)化和通信自動(dòng)化系統(tǒng)，通過自動(dòng)化系統(tǒng)的使用，為人們帶來更多的便利。

4 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須考慮的重要因素

4.1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中質(zhì)量安全保證

在高層建筑設(shè)計(jì)過程中，必須要考慮建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否能保證高層建筑的安全目標(biāo)，通過不斷優(yōu)化混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足高層建筑的安全需求。在實(shí)際工程建設(shè)過程中，對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須要考慮的因素有建設(shè)剛度與強(qiáng)度、建筑延性和建筑設(shè)計(jì)合理度等。

在高層建筑設(shè)計(jì)建設(shè)過程中，要對(duì)建筑物的建設(shè)剛度和強(qiáng)度進(jìn)行高度重視，因?yàn)楫?dāng)建筑物建設(shè)到一定高度，輕微的側(cè)向力也會(huì)導(dǎo)致建筑物出現(xiàn)較高的側(cè)向位移，如果建筑物不能保證一定的剛度和強(qiáng)度，在側(cè)向力超過其規(guī)定范圍的時(shí)候，就會(huì)出現(xiàn)安全事故，造成經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)的損失。因?yàn)榈蛯咏ㄖ叨容^低，所受到的側(cè)向力并不會(huì)對(duì)建筑物安全造成影響，所以建筑物對(duì)于側(cè)向力的考慮，只需在高層建筑設(shè)計(jì)建造過程中考慮。

4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須經(jīng)濟(jì)合理

在高層建筑建設(shè)過程中，必須加強(qiáng)對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)合理性的控制，建設(shè)過程中，在保證建筑質(zhì)量的前提下，最大化提高建筑設(shè)計(jì)建造的經(jīng)濟(jì)效益。在建設(shè)過程中，根據(jù)設(shè)計(jì)需求選擇合適的建筑結(jié)構(gòu)，保證建筑物經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

5 優(yōu)化高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體措施

對(duì)于高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化工作，首先要加強(qiáng)對(duì)高層建筑物的認(rèn)識(shí)程度，高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)作為高層建筑設(shè)計(jì)建設(shè)工作中的主體，必須與高層建筑的結(jié)構(gòu)相適應(yīng)。在混凝土優(yōu)化過程中，必須考慮鋼筋的合理使用、結(jié)構(gòu)受力、抗震設(shè)計(jì)等因素，保證混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作質(zhì)量。

在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，要選擇符合標(biāo)準(zhǔn)的鋼筋，不能為了減少經(jīng)濟(jì)支出而選擇強(qiáng)度低、質(zhì)量保證不到位的鋼筋。因?yàn)榻ㄖ镌谕饬ο碌钠茐某潭扰c建筑物的自重有較大關(guān)系，所以在建筑物的建設(shè)過程中，要盡可能選擇高強(qiáng)度鋼筋，減少建筑物自重。

高層建筑側(cè)向力的大小是隨著建筑物的層數(shù)增加而增加的，所以在高層建筑的設(shè)計(jì)建造過程中，必須對(duì)高層建筑物水平載荷等側(cè)向力進(jìn)行全面考慮，以保證高層建筑的質(zhì)量安全。高層建筑建設(shè)過程中必須考慮建筑延性，一旦高層建筑受到諸如地震等外力影響，相比低層建筑更易產(chǎn)生變形，也更加容易引發(fā)安全事故，所以在高層建筑的建設(shè)過程中，必須對(duì)高層建筑的延性質(zhì)量進(jìn)行保證，保證在適當(dāng)外力的情況下建筑物的形變?cè)谝欢ǚ秶畠?nèi)，從而保證建筑物的安全。

6 結(jié)束語(yǔ)

高層建筑在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中受到越來越多的重視，在高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，應(yīng)該充分考慮各方面因素，保證建筑質(zhì)量的前提下，優(yōu)化混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減少經(jīng)濟(jì)支出，提高建筑物的美觀、實(shí)用程度。

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