試論現(xiàn)代高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計特點及相關(guān)問題

(湖北金揚(yáng)建設(shè)工程有限責(zé)任公司，湖北 宜昌 443000)

建筑設(shè)計對在進(jìn)行結(jié)構(gòu)的設(shè)計起到至關(guān)重要作用，兩者之間緊密相連，如有一方出現(xiàn)差錯都會影響建筑物的整體效果。結(jié)構(gòu)設(shè)計是結(jié)構(gòu)語言的呈現(xiàn)加建筑設(shè)計的重要，制定有效的解決措施保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體效果。

一、我國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計所具有的特點分析

1、影響結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要因素是建筑物的水平力。以重力為代表的豎向荷載控制，在建設(shè)底層房屋、多層房屋及高層的結(jié)構(gòu)設(shè)計中都起到了至關(guān)重要影響。雖然豎向荷載控制對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計產(chǎn)生重要影響，但是水平荷載控制在高層建筑中起到?jīng)Q定性的作用。這是因為高層建筑在豎向構(gòu)件中，建筑物本身的重量和樓面使用荷載所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，比水平荷載對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩，以及在豎向構(gòu)件中由此所引起的軸力數(shù)值比例大出了一倍。

2、影響結(jié)構(gòu)設(shè)計的另一個關(guān)鍵因素是建筑物的側(cè)移。建筑物的側(cè)移在高層和底層建筑物中的結(jié)構(gòu)設(shè)計區(qū)別在于控制重點不同，高層側(cè)重于側(cè)移的控制。隨著建筑物的建筑高度增加側(cè)移的速度和變形而迅速而加快。所以一定要在規(guī)定的高度范圍內(nèi)控制住水平荷載下的建筑物的結(jié)構(gòu)側(cè)移。

二、高層建筑在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的問題

1、設(shè)計質(zhì)量下降

進(jìn)行高層建筑設(shè)計所需的人力和物力資源比一般的建筑方案設(shè)計要大得多，而且其設(shè)計時間期限一般較短，所給予的設(shè)計經(jīng)費(fèi)較少，設(shè)計任務(wù)量又較大，因此，高層建筑設(shè)計任務(wù)經(jīng)常出現(xiàn)無人接收問題，就算設(shè)計任務(wù)被接受，其設(shè)計質(zhì)量也往往是差強(qiáng)人意。施工單位在承包一項工程后，往往會將這個工程的高層建筑設(shè)計任務(wù)進(jìn)行轉(zhuǎn)包，因為施工單位很少有具備專業(yè)高層建筑設(shè)計資格的，但是由于工程轉(zhuǎn)包的設(shè)計單位可能也缺乏相應(yīng)的經(jīng)驗和人才，此情況下往往會因為建筑市場的混亂而造成高層建筑設(shè)計工作的失敗。

2、參與建設(shè)人員的素質(zhì)相對不高

高層建筑設(shè)計工作本身就是一項任務(wù)繁重的工作，而當(dāng)前建筑高層建筑設(shè)計行業(yè)又普遍存在設(shè)計人員專業(yè)素質(zhì)缺乏的現(xiàn)象，這更加突出了高層建筑設(shè)計的問題。除了設(shè)計人員的專業(yè)素質(zhì)缺乏之外，施工單位往往也存在施工人員和高層管理人員缺乏專業(yè)素質(zhì)和職業(yè)素養(yǎng)的現(xiàn)象。

3、高層建筑的設(shè)計方案存在問題

由設(shè)計單位的設(shè)計人員等原因造成柱腳設(shè)計不符合原來的要求，柱腳設(shè)計按高層和底層建筑的不同要求分外包設(shè)計、埋入設(shè)計和外露設(shè)計三種。底層和民宅房屋常采用外露設(shè)計。在高層建筑中柱腳的剛度由底板的彈性和塑性變形決定，如果底板出現(xiàn)變形就會導(dǎo)致高層建筑的變形，建筑物的結(jié)構(gòu)就會遭到破壞。所以設(shè)計人員必須對這些問題充分考慮或者是在進(jìn)行內(nèi)力分析時就要重點防止柱腳節(jié)點受到破壞。

三、提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的措施研究

1、加強(qiáng)監(jiān)督機(jī)制對設(shè)計要求的管理

高層建筑進(jìn)行設(shè)計之前需要對承包商和設(shè)計單位的設(shè)計合法資質(zhì)進(jìn)行審查，對高層建筑的構(gòu)件質(zhì)量合格性和相關(guān)單位對于高層建筑結(jié)構(gòu)制作的保證能力、施工安裝能力進(jìn)行檢查和評價。由于高層建筑設(shè)計存在特殊性和熱屬性，工程主管部門必需加強(qiáng)高層建筑設(shè)計單位的設(shè)計管理嚴(yán)格進(jìn)行審查，做好施工前準(zhǔn)備工作。對于承包企業(yè)的房屋結(jié)構(gòu)的施工安裝能力和結(jié)構(gòu)件的制作能力進(jìn)行監(jiān)督和評。高層建筑符合作業(yè)要求:需要設(shè)計安裝資質(zhì)符合規(guī)定，并保證承包企業(yè)能按照高層建筑工程建設(shè)的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行嚴(yán)格施工。

2、提高高層建筑設(shè)計圖紙的深淺程度

在多層次、跨度較大、體型復(fù)雜還有大幅震動和高溫密閉的設(shè)計時都會采用高層建筑設(shè)計。設(shè)計單位的設(shè)計資料必須滿足高層建筑設(shè)計的要求。設(shè)計人員對設(shè)計的要求不斷改進(jìn)、盡心竭力態(tài)度決定圖紙的質(zhì)量。這樣才能保障建筑工程的施工質(zhì)量。建筑設(shè)計的工程師作為建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案主要負(fù)責(zé)人，必須要對設(shè)計方案進(jìn)行嚴(yán)格審查，把好建筑設(shè)計關(guān)，確保建筑施工的順利進(jìn)行，保證能預(yù)定的時間內(nèi)開始動工。提高建筑設(shè)計的安全性、經(jīng)濟(jì)性，保障有效發(fā)揮設(shè)計的科學(xué)性，使得建筑設(shè)計質(zhì)量得到提高。

高層建筑由于長時間暴露在空氣中，沒有深度的防腐設(shè)計，會導(dǎo)致建筑中的鋼材出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，由于被腐蝕的鋼材在用于建筑結(jié)構(gòu)中促使構(gòu)件截面的面積逐漸變小，使建筑物的建筑質(zhì)量出現(xiàn)嚴(yán)重的問題。所以負(fù)責(zé)設(shè)計人員應(yīng)該對高層建筑腐蝕問題和實際情況做出有效的有深度防腐蝕設(shè)計，一定實施最優(yōu)的解決對策與最佳的設(shè)計方案來提高建筑經(jīng)濟(jì)性與安全性能。

3、加強(qiáng)高層建筑設(shè)計方案合理布局

設(shè)計方案應(yīng)該根據(jù)高層建筑幾個不同自身結(jié)構(gòu)形式，綜合考慮到建筑的形式特點。設(shè)計人員設(shè)計出最好的設(shè)計方案。前期必須對建筑的實地情況和周邊的環(huán)境進(jìn)行匯總和分析。組織專業(yè)的設(shè)計團(tuán)隊和人員對設(shè)計圖紙可操作性進(jìn)行確認(rèn)。在進(jìn)行建筑圖紙編制中專業(yè)的設(shè)計人員要利用科學(xué)的設(shè)計方法進(jìn)行圖紙設(shè)計，反復(fù)進(jìn)行論證圖紙的可操作性，保證圖紙設(shè)計的準(zhǔn)確性。

4、進(jìn)行高層建筑設(shè)計工作時不能只追求表面功能，要將其功能性深入化，提高其設(shè)計深度。要考慮建筑物所能遇到的多種環(huán)境狀況，并根據(jù)這些環(huán)境狀況來設(shè)計高層建筑的使用性能，以此提高建筑物的使用年限。這樣優(yōu)質(zhì)的高層建筑設(shè)計成果還能夠為設(shè)計單位樹立品牌和提高信譽(yù)度。高層建筑設(shè)計方案完成后，不能立刻投入施工中，要對其進(jìn)行重重的審查，只有滿足多重審核之后，充分保證了設(shè)計方案的合理、科學(xué)性之后，才能將設(shè)計方案正式投入施工，這樣能夠避免設(shè)計施工的風(fēng)險。

5、在進(jìn)行設(shè)計工作時，無論是自己進(jìn)行創(chuàng)新還是借鑒外國先進(jìn)的設(shè)計方案作品，都要根據(jù)自己的實際情況來進(jìn)行高層建筑設(shè)計任務(wù)。只有保證建筑物結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及建筑的使用性能，這里的使用性能即建筑物的舒適性、健康性以及自由性，才能說明這個高層建筑設(shè)計的成功。而且，在設(shè)計時要充分考慮到高層建筑在建筑物內(nèi)部的作用和載重性能，要遵循一般的規(guī)律和原則進(jìn)行設(shè)計工作。

結(jié)語

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動了建筑業(yè)的進(jìn)步，同時促進(jìn)了高層建筑在建筑業(yè)中的廣泛應(yīng)用。隨著建筑功能的多樣化和建筑造型的不斷變化，人們對于高層建筑設(shè)計的要求逐漸提高，高層建筑在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的問題日益突出，本文主要就該問題進(jìn)行分析，尋找解決問題的主要措施。

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