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

摘 要：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在高層建筑工程建筑施工中占據(jù)極為重要的地位，直接影響著高層建筑的施工質(zhì)量和安全性。本文先簡(jiǎn)要闡述了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所具有的重要意義，接著指出了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中消防結(jié)構(gòu)、抗震結(jié)構(gòu)以及抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題，并提出了相應(yīng)的解決對(duì)策。

關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；建筑施工；解決對(duì)策

自改革開放以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)取得了快速發(fā)展，城鎮(zhèn)化建設(shè)腳步也在不停加快，兩者全面推動(dòng)了我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展，也使我國(guó)建筑逐漸從低層、散分布向著高層、密集分布發(fā)展。相對(duì)于低層建筑而言，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也變得越來(lái)越復(fù)雜，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難度越來(lái)越高，給我建筑企業(yè)的設(shè)計(jì)工作帶來(lái)了不小的挑戰(zhàn)。一直以來(lái)，由于受到建筑行業(yè)一直飛速發(fā)展的影響，我我國(guó)建筑企業(yè)為了能夠快速占領(lǐng)市場(chǎng)，幾乎將全部的發(fā)展精力都放在了企業(yè)經(jīng)營(yíng)規(guī)模的擴(kuò)大上，對(duì)建筑工程的管理和設(shè)計(jì)工作卻沒(méi)有引起足夠的重視。雖然，近幾年來(lái)在我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體系逐漸完善，行業(yè)間競(jìng)爭(zhēng)壓力越來(lái)越大的逼迫下，一些建筑已經(jīng)開始重視對(duì)建筑工程的管理和設(shè)計(jì)工作，但是因此發(fā)展時(shí)間尚短，在工作中還是存在不少問(wèn)題。接下來(lái)本文就將對(duì)高層家主結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所存在的問(wèn)題進(jìn)行信息分析，并提出相應(yīng)的解決對(duì)策，希望能夠?qū)ξ覈?guó)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的發(fā)展和改進(jìn)起到一定的推動(dòng)作用。

1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所具有的重要意義

當(dāng)前，在對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，通常都是在建筑施工設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的完善設(shè)計(jì)，并沒(méi)有形成單獨(dú)的設(shè)計(jì)體系。但即使是這樣，高層家主結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所具有的重要意義也是不容忽視的。因此，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅會(huì)對(duì)整個(gè)建筑施工設(shè)計(jì)形成一定影響，還直接關(guān)系到整個(gè)高層建筑結(jié)構(gòu)在消防、抗風(fēng)以及防震等方面的設(shè)計(jì)是否合理，是否能使整個(gè)高層建筑結(jié)構(gòu)本身的施工質(zhì)量和安全性得到保證。因此，在對(duì)高層建筑工程進(jìn)行施工的過(guò)程中，決不能顧此失彼，只重視建筑施工設(shè)計(jì)而不重視房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最終導(dǎo)致整個(gè)高層建筑安全性得不到保證過(guò)，威脅著人們的生命財(cái)產(chǎn)安全[1]。

另外，隨著人們生活水平的不斷提高，人們對(duì)居住和辦公環(huán)境的要求也有了新的變化，不僅重視建筑的質(zhì)量安全，還重視建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可觀性和舒適性。也就是說(shuō)，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不僅要滿足人們的物質(zhì)需求，還要滿足人們的精神需求。因此，只有在對(duì)高層建設(shè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，使得建筑同時(shí)具有安全、經(jīng)濟(jì)、舒適、舒心以及富有內(nèi)涵等特點(diǎn)，才能夠吸引消費(fèi)者眼球，成功為建筑企業(yè)帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益。但就目前而言，由于一直以來(lái)我國(guó)建筑企業(yè)發(fā)展受到行業(yè)特點(diǎn)限制，都沒(méi)有對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)引起足夠重視，只重視建筑施工階段設(shè)計(jì)，認(rèn)為只要在設(shè)計(jì)階段成功對(duì)工程造價(jià)成本進(jìn)行控制，就能夠?yàn)槠髽I(yè)帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益，有效推動(dòng)企業(yè)持續(xù)發(fā)展，導(dǎo)致在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中漏洞百出，效率十分低下。直到近幾年，在我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體系逐漸完善，行業(yè)間競(jìng)爭(zhēng)壓力不斷增大的大前提下，我國(guó)建筑企業(yè)終于才開始逐漸意識(shí)到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所具有的重要意義，在建筑設(shè)計(jì)中開始強(qiáng)調(diào)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性，以求能夠有效解決當(dāng)前高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所存在的種種問(wèn)題，提高高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工作效率，提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量，使企業(yè)能夠在競(jìng)爭(zhēng)日益積累的建筑行業(yè)站穩(wěn)腳跟，保證企業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。

2 當(dāng)前高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的主要問(wèn)題

2.1 消防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題

當(dāng)前，我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)逐漸向著層數(shù)高、分布密集的趨勢(shì)發(fā)展，這就對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的消防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了更高的要求，否則，一旦出現(xiàn)火災(zāi)必將造成難以估量的經(jīng)濟(jì)和生命財(cái)產(chǎn)損失?，F(xiàn)代高層建筑結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，功能性要求也比較強(qiáng)，所以在建筑過(guò)程中需要使用大量的建筑材料，而在這建筑材料中，就有很多是屬于可燃性建筑材料，外加上高層建筑通風(fēng)性極好，空氣流動(dòng)活躍，一旦發(fā)生火災(zāi)，火勢(shì)蔓延的速度勢(shì)必極為迅速，很難得到有效控制。因此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，加強(qiáng)消防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所具有的意義極為重要。但是，在當(dāng)前高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員并沒(méi)有高度重視起對(duì)消防結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，消防系統(tǒng)和疏散通道設(shè)計(jì)不合理、建筑防排煙系統(tǒng)工作效率低下，沒(méi)有替換可以進(jìn)行替換的可燃性建筑材料等問(wèn)題層出不窮，給建筑消防帶來(lái)了極大安全隱患[2]。

2.2 抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題

抗震結(jié)構(gòu)是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最重要的環(huán)節(jié)，但也是我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最薄弱的環(huán)節(jié)。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，它需要綜合考慮建筑結(jié)構(gòu)、墻體承重、建筑材料選擇以及建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范設(shè)計(jì)要求等對(duì)地震發(fā)生時(shí)可能對(duì)建筑物所造成的影響進(jìn)行綜合分析，全面考慮建筑物的抗?fàn)幮Ч?，才能有效避免發(fā)生地震對(duì)建筑造成破壞。但是，由于我國(guó)不是地震高發(fā)國(guó)家，一直以來(lái)設(shè)計(jì)人員對(duì)建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也不怎么重視，所以能夠勝任高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)工作人員十分有限。通常，在地高層建筑抗震結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員都是簡(jiǎn)單的對(duì)建筑抗震數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和分析，得出了模糊的結(jié)果之后就開始進(jìn)行抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，導(dǎo)致高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺乏有效性和靈活性，無(wú)法保證建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)達(dá)到建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)要求，留下安全隱患。

2.3 抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題

跟低層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相比，抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中比較重要的一個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，應(yīng)該對(duì)其引起足夠重視。高層建筑抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面，一個(gè)是通過(guò)抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)建筑物的墻體、裝飾物以及玻璃等形成有效保護(hù)，避免因?yàn)槭茱L(fēng)力影響過(guò)大對(duì)這些東西造成破壞。另一個(gè)是通過(guò)抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)減輕高層建筑的晃動(dòng)，保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。但是，在當(dāng)前高層建筑抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師多重視對(duì)外在的墻體、裝飾物和玻璃的保護(hù)，卻沒(méi)有重視對(duì)建筑主體結(jié)構(gòu)的保護(hù)。如果當(dāng)建筑物所承受的風(fēng)力荷載超過(guò)承受要求之后，雖然表面上沒(méi)有表現(xiàn)出明顯的變化特征，在建筑物的主體結(jié)構(gòu)卻受到了一定破壞，存在極大的安全威脅[3]。

3 解決高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題的有效對(duì)策

3.1 優(yōu)化消防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

想要實(shí)現(xiàn)消防結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，就要從三方面對(duì)消防結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。①在選擇建筑材料時(shí)，盡可能選擇耐火性比較高的材料，這樣即使發(fā)生火災(zāi)，也可以對(duì)火勢(shì)的蔓延進(jìn)行有效控制。②要對(duì)建筑的防火帶進(jìn)行合理設(shè)置，根據(jù)建筑物的建筑特點(diǎn)和消防特點(diǎn)，在合適的距離內(nèi)設(shè)置防火帶，一旦發(fā)生火災(zāi)，通過(guò)防火帶可是及時(shí)控制火勢(shì)蔓延，降低損失。③優(yōu)化包括智能滅火、防排煙系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)以及疏散通道，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，消防系統(tǒng)能夠及時(shí)發(fā)出警報(bào)，并且及時(shí)開啟水霧滅火、干冰滅火或者是隔離滅火等智能滅火系統(tǒng)，第一時(shí)間控制火勢(shì)[4]。同時(shí)，防排煙系統(tǒng)要能夠高效工作，快速排煙，避免煙氣擴(kuò)散和積累對(duì)人們?cè)斐蓚Γ涣硗?，火?zāi)發(fā)生時(shí)，疏散通道的指示燈應(yīng)該自動(dòng)亮起，廣播系統(tǒng)也應(yīng)該提示疏散方向，配合指揮人員及時(shí)做好疏散工作。

3.2 優(yōu)化抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在對(duì)建筑抗震結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)該經(jīng)由專業(yè)的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員針對(duì)建筑物的建筑特點(diǎn)以及地方的地震發(fā)生情況，在滿足建筑物抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的基礎(chǔ)上對(duì)建筑物的抗震結(jié)構(gòu)進(jìn)行嚴(yán)格設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)抗震數(shù)據(jù)的精確計(jì)算和分析，從建筑物的地基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、建筑物主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及承重墻、主梁等抗震構(gòu)件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方面綜合考慮，全面加強(qiáng)建筑物的抗震能力。比如，在對(duì)剪力墻的抗震結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)中，應(yīng)該充分考慮剪力墻的抗震要求，設(shè)置單獨(dú)的承重墻和承重柱；在對(duì)建筑整體抗震結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該按照規(guī)范要求從最底層開始進(jìn)行計(jì)算，而不應(yīng)該將地下室以及地下車庫(kù)拋出在外。

3.3 優(yōu)化抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在優(yōu)化抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，首先要考慮的是水平作用力對(duì)建筑物的影響，尤其是在受到風(fēng)力作用干擾時(shí)，一定要保證建筑物所承受的風(fēng)力荷載在建筑物的極限承受能力之內(nèi)；其次，要對(duì)建筑物主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行堅(jiān)固處理[5]。加固方法主要有兩種，一種是采用高級(jí)砂石和先進(jìn)的施工技術(shù)手段對(duì)地基進(jìn)行加固處理，另一種是采用高性能的混凝土進(jìn)行建筑的主體施工，增加建筑物主體結(jié)構(gòu)的承重能力；最后，增加高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中耗能結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，比如，對(duì)樓板等一些非承重構(gòu)件的構(gòu)建進(jìn)行耗能設(shè)計(jì)，減少風(fēng)能對(duì)建筑物的影響，達(dá)到優(yōu)化抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的。

4 結(jié)束語(yǔ)

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性和高效性直接關(guān)系到高層建筑整體的施工質(zhì)量和安全性。因此，為了避免安全事故的發(fā)生，降低因?yàn)楦邔咏ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題而帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失，在對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)中，應(yīng)該全面加強(qiáng)消防結(jié)構(gòu)、抗震結(jié)構(gòu)以及抗風(fēng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，以保證高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工作效率，保證高層建筑的施工質(zhì)量，消除隱患。

參考文獻(xiàn)

[1]孫建文.高層建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)初探[J].山西建筑，2011（08）.

[2]周敏.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有關(guān)問(wèn)題分析[J].知識(shí)經(jīng)濟(jì)，2012（08）.

[3]安志宏.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不規(guī)則性的研究與應(yīng)用[D].長(zhǎng)春：吉林大學(xué)，2010.

[4]朱方青.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有關(guān)問(wèn)題探討[J]中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2011（12）.

[5]孫凱.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問(wèn)題及對(duì)策探討[J].價(jià)值工程，2010（6）.

作者簡(jiǎn)介：蘇定（1965-），男，貴州省鳳岡縣人，本科，工程師，主要從事方向?yàn)榻Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。