淺析高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

李端

摘要：城鎮(zhèn)一體化建設(shè)的步伐不斷加快，使得建筑行業(yè)獲得了較為快速地發(fā)展。由于建筑用地越來越少，高層建筑逐漸成為建筑的主要趨勢。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為高層建筑的建設(shè)工作中重要的組成部分，直接關(guān)系到建筑的功能以及質(zhì)量的實(shí)現(xiàn)。但是當(dāng)前高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還存在部分不足。本文首先說明高層建筑結(jié)構(gòu)特征及設(shè)計(jì)的基本原則，其次深刻剖析高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題，最后針對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題提出相應(yīng)有效的解決對(duì)策。

關(guān)鍵詞：高層建筑；混凝土結(jié)構(gòu)；優(yōu)化設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TU973.12文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-3024（2017）02-0103-01

前言

科學(xué)技術(shù)及市場發(fā)展的需要促進(jìn)了建筑結(jié)構(gòu)的不斷變化，建筑工程逐漸朝著高層化發(fā)現(xiàn)發(fā)展。高層建筑具有施工技術(shù)復(fù)雜，建筑結(jié)構(gòu)承載力要求較高等特點(diǎn)，其中高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為高層建筑工程的重要組成部分，在開展建設(shè)項(xiàng)目時(shí)要對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)給予高度注意，要保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性、科學(xué)性，以滿足人們生活的需要，此外建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還需要使建筑具有一定的抗震和抗風(fēng)能力，以實(shí)現(xiàn)建筑物安全性的需要。

1.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題

建筑工程項(xiàng)目的增多促進(jìn)了建筑行業(yè)的快速發(fā)展，但是當(dāng)前我國建筑工程在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面還存在部分不足，其中主要表現(xiàn)在短肢剪力墻設(shè)置問題、超高問題、嵌固端設(shè)置問題、其他部位建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題等4個(gè)方面，以下針對(duì)這4方面問題進(jìn)行具體闡述，通過對(duì)問題的分析，采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)策略，以提高我國高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平。

1.1短肢剪力墻設(shè)置問題

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理會(huì)對(duì)高層建筑的施工質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，尤其是損害建筑物的結(jié)構(gòu)。短肢剪力墻增設(shè)不合理是其中較為典型的一種。在當(dāng)前高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，許多設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)過程中增設(shè)短肢剪力墻。根據(jù)眾多建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)例可知，短肢剪力墻的設(shè)置會(huì)影響建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、抗風(fēng)、抗震和穩(wěn)固性。為了提升建筑工程質(zhì)量，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)盡量減少短肢剪力墻的使用。

1.2超高問題

超高問題主要是指建筑單位不遵守相關(guān)的制度規(guī)范，過分加高建筑物的高度，以實(shí)現(xiàn)自身的盈利的最大化。當(dāng)前高層建筑的高度已實(shí)現(xiàn)由原來的A級(jí)上升到B級(jí)，并且相應(yīng)的建筑設(shè)計(jì)模式也實(shí)現(xiàn)了一定程度的發(fā)展。超高問題作為實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見問題，嚴(yán)重影響建筑物的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，如果遇到強(qiáng)風(fēng)、地震等嚴(yán)重自然災(zāi)害，極易發(fā)生倒塌、斷裂，嚴(yán)重影響了人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全。

1.3嵌固端設(shè)置問題

嵌固端即固定端，在進(jìn)行位置設(shè)置的過程中要嚴(yán)格避免構(gòu)件在該位置的位移。嵌固端是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要組成部分，在實(shí)際位置過程中存在部分不足。第一，嵌固端位置選擇存在問題?，F(xiàn)代高層建筑一般都建設(shè)多層地下室，并且將嵌固端修筑在地下室，這種設(shè)計(jì)存在極大的安全隱患，難以實(shí)現(xiàn)預(yù)期效果。第二，嵌固端上下層剛度比例設(shè)計(jì)不科學(xué)。上下層剛度比例設(shè)計(jì)是判斷嵌固端設(shè)計(jì)是否科學(xué)合理的一個(gè)重要指標(biāo)。當(dāng)前嵌固端設(shè)計(jì)過程中存在設(shè)計(jì)問題和計(jì)算準(zhǔn)確性不高的問題。第三，嵌固端設(shè)計(jì)和抗震縫隙處理相互矛盾嵌固端設(shè)計(jì)和抗震縫隙的處理難以實(shí)現(xiàn)良好的銜接，在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中存在平衡性不足的問題，降低了建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

2.高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在問題的應(yīng)對(duì)策略

根據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問題分析，筆者根據(jù)自身的豐富設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，提出注重選擇結(jié)構(gòu)方案合理性、合理使用計(jì)算簡圖、在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中注重建筑物各種性能的實(shí)現(xiàn)3個(gè)方面的應(yīng)對(duì)措施，以下進(jìn)行詳細(xì)闡述。

2.1注重選擇結(jié)構(gòu)方案合理性

結(jié)構(gòu)方案選擇的合理與否直接關(guān)系高層建筑工程的建筑質(zhì)量?？茖W(xué)、合理的建筑結(jié)構(gòu)方案能夠使建筑結(jié)構(gòu)水平設(shè)計(jì)的效果順利實(shí)現(xiàn)，因此在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中要對(duì)結(jié)構(gòu)方案的選擇給予高度重視。結(jié)構(gòu)方案選擇的過程中，首先要針對(duì)結(jié)構(gòu)方案的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范仔細(xì)研究，以防因結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)沖突影響后續(xù)施工的順利開展。其次，具體結(jié)構(gòu)方案的選擇還需根據(jù)建筑工程的施工區(qū)域和施工現(xiàn)場的實(shí)際情況等綜合考慮。最后，還需要根據(jù)建筑工程的規(guī)模、施工現(xiàn)場的基礎(chǔ)情況進(jìn)行實(shí)地勘察，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)最優(yōu)結(jié)構(gòu)方案的選擇。

2.2合理使用計(jì)算簡圖

計(jì)算簡圖是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，計(jì)算簡圖中具有建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算內(nèi)容，是影響建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在，因此加強(qiáng)計(jì)算簡圖的合理運(yùn)用有助于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全、合理目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。由于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有極強(qiáng)的復(fù)雜性，在確定計(jì)算簡圖時(shí)存在一定的難度，計(jì)算簡圖的具體確定過程總必須綜合考慮各種因素的影響，以確保后續(xù)計(jì)算工作的準(zhǔn)確性、客觀性。同時(shí)在計(jì)算過程中還要加強(qiáng)計(jì)算簡圖的合理使用，以保證計(jì)算的高準(zhǔn)確性。

2.3在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中注重建筑物各種性能的實(shí)現(xiàn)

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要目的就是滿足建筑物的各方面功能性的需要，只有各方面功能性需要良好實(shí)現(xiàn)才能說明該高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理科學(xué)，也才能保證建筑正常使用。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的性能指標(biāo)主要表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)延展性、水平力、穩(wěn)定性三者。第一，提升建筑結(jié)構(gòu)延展性設(shè)計(jì)。建筑結(jié)構(gòu)延展性設(shè)計(jì)主要是針對(duì)高層建筑容易出現(xiàn)倒塌、變形等問題而提出的。其中較為常見的建筑物遭受自然災(zāi)害，發(fā)生的結(jié)構(gòu)變形和倒塌。因此提升建筑結(jié)構(gòu)延展性具有現(xiàn)實(shí)意義。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中注重延展性的實(shí)現(xiàn)。第二，注重高層建筑結(jié)構(gòu)水平力。水平力是指高層建筑結(jié)構(gòu)在同一平面內(nèi)受到的各種載荷力的總稱。水平力對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)的影響十分明顯，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程總要做好相關(guān)控制工作。第三，滿足高層建筑對(duì)于穩(wěn)定性的要求。建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的最重要的性能指標(biāo)。結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的實(shí)現(xiàn)有賴于設(shè)計(jì)過程中合理設(shè)計(jì)各關(guān)鍵點(diǎn)，其中比較典型的應(yīng)用即為短肢剪力墻設(shè)置位置的控制。