建筑結(jié)構(gòu)選型研究

戴小龍

摘 要：建筑結(jié)構(gòu)選型的研究既有助于優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量，更多的滿足多樣化的建筑需求，又有助于提高城市發(fā)展效率。建筑物施工單位的技術(shù)水平、建筑原料性能、建筑物的建筑功能、建筑物結(jié)構(gòu)合理性以及項(xiàng)目預(yù)算等因素都會(huì)影響到建筑結(jié)構(gòu)選型，可以看出建筑結(jié)構(gòu)選型是一門綜合性研究學(xué)科，并不是孤立的力學(xué)分析或是造價(jià)控制。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)選型；意義；影響因素；研究

前言

高層建筑是為了滿足日益緊張的城市建設(shè)用地而出現(xiàn)的建筑結(jié)構(gòu)形式，它的出現(xiàn)大大緩解了城市建設(shè)用地，更大程度的利用了空間，如今在城市化建設(shè)中的比例進(jìn)一步擴(kuò)大。相對(duì)多層建筑而言，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所占的地位要重要得多，這是由于高層結(jié)構(gòu)形式的選擇將直接關(guān)系到建筑物的平面、立面、層高、設(shè)備安裝、施工技術(shù)以及工程造價(jià)等多方面因素。不當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式不僅會(huì)影響使用功能和造價(jià)，嚴(yán)重的還會(huì)影響其抗震性能，危害建筑物安全。

1 建筑結(jié)構(gòu)選型的意義

1.1 高層建筑與城市社會(huì)發(fā)展的關(guān)系密切

我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，城市的規(guī)模也不斷擴(kuò)展擴(kuò)張，城市的人口急劇增加的同時(shí)也消耗的大量的資源，城市的各種自然資源變得珍貴，尤其是土地資源的利用率被迫得到進(jìn)一步提升，高層建筑能夠極大的提高土地利用率，同時(shí)也節(jié)省了更多的城市空間，但是高層建筑的安全性能至關(guān)重要，對(duì)施工技術(shù)的要求也極高，尤其是結(jié)構(gòu)選型更是直接關(guān)系到高層建筑的使用性能和施工成本，因此高度重要。城市高層建筑選型恰當(dāng)?shù)脑捘軌蛟诔浞譂M足居住安全和居住舒適的前提下降低資源消耗、提高建筑美學(xué)，有助于提升城市的居住品質(zhì)和規(guī)劃質(zhì)量，因此高層建筑的結(jié)構(gòu)選型需要考慮諸多因素，同時(shí)也與城市的發(fā)展密切相關(guān)。

1.2 高層建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜性提高

隨著施工技術(shù)的發(fā)展，高層建筑的更多設(shè)計(jì)理念也得以充分展現(xiàn)在人們面前，現(xiàn)代的高層建筑開始向著縱向與橫向的空間充分的發(fā)展，更大的空間需要更復(fù)雜的設(shè)計(jì)和更多因素的充分考慮才能夠滿足建筑物的設(shè)計(jì)要求，才能夠保障建筑物的安全和使用功能，在此基礎(chǔ)上如果需要實(shí)現(xiàn)更多元化的設(shè)計(jì)目標(biāo)，則需要考慮更多額外的因素，因此高層建筑物規(guī)模的增長(zhǎng)使得高層建筑物結(jié)構(gòu)負(fù)載型日益提高，同時(shí)也提高了建筑物選型的難度。高層建筑物結(jié)構(gòu)復(fù)雜性提高的表現(xiàn)主要有三個(gè)方面，第一是建筑物功能的需求不斷復(fù)雜多樣化，這就導(dǎo)致在空間分布上產(chǎn)生了更多的矛盾和技術(shù)需求，這使得建筑物結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì)要求不斷提高。

2 影響建筑結(jié)構(gòu)選型的因素

2.1 施工單位技術(shù)水平

建筑施工的生產(chǎn)技術(shù)水平及生產(chǎn)手段對(duì)建筑結(jié)構(gòu)型式有很大影響。正是大型起重機(jī)械及各種建筑機(jī)械例如混凝土泵，相繼問世才使高層建筑的各種結(jié)構(gòu)型式成為現(xiàn)實(shí)，施工水平對(duì)建筑結(jié)構(gòu)型式的影響。施工技術(shù)條件不具備或選用的結(jié)構(gòu)方案不適應(yīng)現(xiàn)有施工技術(shù)能力，將給工程建設(shè)帶來(lái)困難。例如選擇裝配式框架結(jié)構(gòu)方案時(shí)需要認(rèn)真考慮施工單位焊工技術(shù)力量，否則將給工程質(zhì)量帶來(lái)嚴(yán)重影響。如果決策人員在結(jié)構(gòu)選型時(shí)考慮不周也將會(huì)給施工單位帶來(lái)不必要的困難。因此選型時(shí)有關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)多與施工單位人員溝通，共同磋商解決選型中出現(xiàn)的矛盾。

2.2 新型材料

隨著建筑業(yè)的發(fā)展，建筑業(yè)內(nèi)部開始出現(xiàn)行業(yè)細(xì)分現(xiàn)象，建筑材料學(xué)就是細(xì)分行業(yè)的成果，當(dāng)前針對(duì)建筑材料的研究已經(jīng)形成了規(guī)?；l(fā)展，大量的高強(qiáng)度、輕材質(zhì)的建筑原料問世，并廣泛的應(yīng)用于各種建筑設(shè)計(jì)與施工中，我國(guó)高層就愛你豬大多為鋼筋砼體系，因此對(duì)鋼筋和混凝土依賴性高，總體的質(zhì)量偏重，因此迫切需要上述新型材料的引入來(lái)優(yōu)化結(jié)構(gòu)體系。

減輕建筑物自重給整個(gè)高層建筑帶來(lái)的效益有：（1）有利于減小結(jié)構(gòu)截面節(jié)約建筑材料尤其對(duì)于高層建筑下部樓層的柱子影響更大。（2）有利于減小基礎(chǔ)投資據(jù)統(tǒng)計(jì)在軟土地基地區(qū)基礎(chǔ)的造價(jià)約占土建總投資的25%左右在上海市約占20%～30%有的甚至達(dá)到35%。所以減輕高層建筑自重對(duì)減少軟土地基地區(qū)高層建筑基礎(chǔ)投資有重大意義。

2.3 建筑物的功能

建筑物的功能要求是建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的首要因素，任何建筑物都具有對(duì)客觀空間環(huán)境要求這一特性，根據(jù)這些要求可大體確定建筑物的尺度、規(guī)模與相互關(guān)系。在結(jié)構(gòu)選型時(shí)應(yīng)使所選擇的結(jié)構(gòu)形式剖面與建筑物使用空間相適應(yīng)，盡可能降低結(jié)構(gòu)構(gòu)件的高度，才能提高空間的使用效率、節(jié)省維護(hù)結(jié)構(gòu)的初始投資費(fèi)用、減少照明采暖空調(diào)負(fù)荷、節(jié)省維護(hù)費(fèi)用從而降低建筑物全壽命期費(fèi)用。其次通過對(duì)結(jié)構(gòu)體系裸露和藝術(shù)加工，將結(jié)構(gòu)形式與建筑的空間藝術(shù)形象融合為一體來(lái)表現(xiàn)建筑美。直接將結(jié)構(gòu)的自然形體進(jìn)行恰如其分的藝術(shù)加工而又不做任何多余的裝飾，使結(jié)構(gòu)形式與建筑空間藝術(shù)形象高度地融合起來(lái)。

2.4 項(xiàng)目成本

衡量結(jié)構(gòu)方案的經(jīng)濟(jì)性的手段是進(jìn)行綜合經(jīng)濟(jì)分析。所謂綜合經(jīng)濟(jì)分析就是要全面考察影響經(jīng)濟(jì)效益的各要素，從整體的和長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度，系統(tǒng)地考慮結(jié)構(gòu)方案的經(jīng)濟(jì)性：第一，不但要考慮某個(gè)結(jié)構(gòu)方案付諸實(shí)施時(shí)的一次投資費(fèi)用，還要考慮其全壽命期費(fèi)用；第二，除了以貨幣指標(biāo)核算結(jié)構(gòu)的建造成本外，還要從節(jié)省材料消耗和節(jié)約勞動(dòng)力等各項(xiàng)指標(biāo)來(lái)衡量，此外，從可持續(xù)發(fā)展的角度來(lái)考慮，還要特別考慮資源的節(jié)約；第三，某些生產(chǎn)性建筑若能早日投產(chǎn)交付使用，可以較快地回收投資資金，更能得到較好的經(jīng)濟(jì)效益。因此在結(jié)構(gòu)方案比較時(shí)還應(yīng)綜合考慮一次性開發(fā)初始投資和建設(shè)速度之間的關(guān)系。

結(jié)語(yǔ)

建筑行業(yè)的快速發(fā)展帶動(dòng)了整個(gè)社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展，但是建筑行業(yè)屬于高能耗行業(yè)，對(duì)資源的消耗嚴(yán)重，因此需要在確保施工目的的同時(shí)控制施工資源消耗，建筑工程耗材主要用于結(jié)構(gòu)工程的施工，因此建筑結(jié)構(gòu)選型對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的功能實(shí)現(xiàn)、穩(wěn)定性、項(xiàng)目能耗等方面影響重大。建筑結(jié)構(gòu)選型的優(yōu)化對(duì)項(xiàng)目本身和行業(yè)發(fā)展都具有積極作用，因此應(yīng)深入探索建筑結(jié)構(gòu)選型的影響因素以及優(yōu)化方式，從而推動(dòng)建筑結(jié)構(gòu)選型領(lǐng)域的進(jìn)步，進(jìn)而提高建筑業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力、降低建筑業(yè)的能耗。

參考文獻(xiàn)

[1]馮順，劉立.經(jīng)濟(jì)學(xué)理念的高層建筑結(jié)構(gòu)選型分析[J].四川建筑，2014（04）：170-171.

[2]張連生.劉德龍.高層建筑混凝土剪力墻設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J]吉林勘查設(shè)計(jì)2007（1）

[3]胡文湛.淺談高層建筑結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)[J]江西建材2006（1）

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