基于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問(wèn)題與對(duì)策研究

趙毅

摘 要：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)高層建筑的整體質(zhì)量有重大影響。為確保高層建筑的整體安全和穩(wěn)定，必須嚴(yán)格按照規(guī)定執(zhí)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。 本文詳細(xì)分析了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見(jiàn)問(wèn)題，并提出具體的解決方案。 希望本文能對(duì)建筑行業(yè)從業(yè)人員有所幫助。

關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；解決措施

1 引言

高層建筑是目前建筑市場(chǎng)的主要類(lèi)型，如果在設(shè)計(jì)中就存在諸多問(wèn)題，這些問(wèn)題必將嚴(yán)重影響高層建筑的質(zhì)量驗(yàn)收。高層建筑由于其高度性和集約性，而且人們對(duì)高層建筑的需求越來(lái)越高，就要求對(duì)其質(zhì)量必須有高標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)要求。 為保證建筑物的安全，高層建筑的建設(shè)應(yīng)根據(jù)高層建筑的要求，確保建筑設(shè)計(jì)的安全性和合理性。 只有這樣才能確保高層建筑及施工的高水平高標(biāo)準(zhǔn)高效益。

2 高層建筑設(shè)計(jì)特點(diǎn)研究

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中起關(guān)鍵作用的是水平力，同時(shí)，動(dòng)力性能決定建筑結(jié)構(gòu)隨著高層建筑的層數(shù)變化而變化水平荷載，這通常是水平荷載和豎向荷載值的差異。

軸向變形設(shè)計(jì)也是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)非常重要的環(huán)節(jié)之一，高層建筑隨著樓層層數(shù)的增加，剪力墻系統(tǒng)越來(lái)越高，一側(cè)的軸向應(yīng)力變形比其余應(yīng)力變形小，將導(dǎo)致高層建筑結(jié)構(gòu)不平衡，存在危險(xiǎn)。

此外，在高層建筑設(shè)計(jì)中也要注意結(jié)構(gòu)的抗震能力，因?yàn)榈卣鸢ㄘQ向荷載和水平荷載，是直接影響高層建筑結(jié)構(gòu)的安全性能的危險(xiǎn)因素。

3 高層建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循的規(guī)定

3.1 合理的簡(jiǎn)圖設(shè)計(jì)理念

選擇合理的設(shè)計(jì)計(jì)算簡(jiǎn)圖，是確保高層建筑結(jié)構(gòu)合理的關(guān)鍵，是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性的根本，因?yàn)槿绻嬖谌魏胃拍铄e(cuò)誤，將是直接導(dǎo)致影響結(jié)構(gòu)的原則性問(wèn)題，從而直接威脅到高層建筑的安全。因此，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算，要高標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)要求。在實(shí)際的施工過(guò)程中，也應(yīng)進(jìn)行合理的施工工藝配置，而且，這個(gè)配置并不僅限于鉸結(jié)點(diǎn)和剛結(jié)點(diǎn)，是應(yīng)當(dāng)有最大限度減少影響簡(jiǎn)圖計(jì)算的錯(cuò)誤的保障措施，來(lái)保證規(guī)范指定允許的控制范圍。這是高層建筑質(zhì)量保證的第一步。

3.2 合理的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)風(fēng)格

高層建筑對(duì)建設(shè)用地的地質(zhì)條件要求很高，充分利用現(xiàn)有地質(zhì)條件是基礎(chǔ)設(shè)計(jì)階段要做的，因此可以根據(jù)不同的地質(zhì)條件和建筑材料選擇不同的設(shè)計(jì)方法。由于垂直載荷的問(wèn)題，如高層建筑豎向荷載很大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)一般的建筑，需要充分細(xì)致地研究地質(zhì)條件。同時(shí)，還因?yàn)橥ǔＶ車(chē)衅渌ㄖ?，其他的高層建筑，所以施工過(guò)程中還要全面考慮在建工程對(duì)周?chē)ㄖ锏挠绊懀蚴苤車(chē)慕ㄖ锏挠绊?，這些都需要綜合考慮建筑環(huán)境、地質(zhì)等問(wèn)題的所有方面。還需要注意的是，我們必須充分考慮潛在的基礎(chǔ)影響，這對(duì)高層建筑地基的潛力開(kāi)發(fā)是很有幫助的。因此，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候可以根據(jù)不同基礎(chǔ)形式采取靈活多變的方法，及時(shí)地進(jìn)行地基變形觀測(cè)，完全掌握高層建筑對(duì)地基的應(yīng)力影響。

3.3 合理的結(jié)構(gòu)方案

高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通常包括形式和系統(tǒng)兩個(gè)方面，這兩個(gè)方面是非常重要的。優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)方案是對(duì)傳力和受力等重要的問(wèn)題解決后，更能有效地考慮到經(jīng)濟(jì)價(jià)值，獲得更高的投入產(chǎn)出比。合理的施工方案也是必須考慮的問(wèn)題。施工方案的考慮必須注意兼顧全面，不僅包括地域條件，還有周?chē)慕ㄖ锏默F(xiàn)實(shí)條件，工程建設(shè)重點(diǎn)是條件和材料，綜合分析這些指標(biāo)對(duì)于結(jié)構(gòu)施工方案的選擇是關(guān)鍵。通過(guò)這些研究，可以更好地確定最優(yōu)的結(jié)構(gòu)措施。

4 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題與對(duì)策

4.1 高層建筑超高問(wèn)題的對(duì)策分析

高層建筑抗震是關(guān)鍵，因?yàn)楦邔咏ㄖ休d的豎向荷載更大。而超高建筑的高度對(duì)于安全系數(shù)的構(gòu)建，是必須考慮的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，抗沖擊阻尼在高層建筑設(shè)計(jì)中更加令人頭疼。建筑物的高度應(yīng)滿足應(yīng)對(duì)實(shí)際地震的要求，而滿足抗震的需要更體現(xiàn)以人為本的建筑理念。

超高建筑的問(wèn)題，原來(lái)的限制只有在課堂上有限的 A級(jí)高度，但由于對(duì)實(shí)際情況的理解和存在的問(wèn)題層層深入，一個(gè)相對(duì)較新的規(guī)范隨之而來(lái)。該規(guī)范是對(duì)高度擴(kuò)張的限制，如 B級(jí)高度，精化主要基于高層建筑的安全，盡管這樣詳細(xì)的優(yōu)化，極大地提高了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法和措施水準(zhǔn)，但高層建筑設(shè)計(jì)，其實(shí)際的措施往往是更注重現(xiàn)實(shí)的可行性。審查，特別是對(duì)施工圖紙的結(jié)構(gòu)方面的問(wèn)題，將直接影響圖紙審查通過(guò)與否。在通常，必須按實(shí)際狀況進(jìn)行結(jié)構(gòu)的應(yīng)對(duì)，由于施工圖紙的不可預(yù)見(jiàn)性和復(fù)雜的現(xiàn)狀，結(jié)構(gòu)上的改變將直接使高層建筑面對(duì)一個(gè)個(gè)重大問(wèn)題，所以需要做定期、定時(shí)的專(zhuān)家討論會(huì)議，只有對(duì)建筑的論證持更謹(jǐn)慎的態(tài)度，對(duì)工程建設(shè)才有更好的效果。

4.2 短肢剪力墻設(shè)置

在最新規(guī)范中，短肢剪力墻的定義是墻肢的長(zhǎng)度為厚度的5-8倍剪力墻結(jié)構(gòu)，具體如圖1所示。根據(jù)以往實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)高層建筑短剪力墻的使用存在很多方面的控制。因此，必須極力避免短肢剪力墻的使用，減少短肢剪力墻在高層建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中的應(yīng)用所帶來(lái)的問(wèn)題。萬(wàn)一短肢剪力墻應(yīng)用在高層建筑的中，就必須要有根據(jù)來(lái)控制出現(xiàn)的問(wèn)題，以規(guī)避短肢剪力墻應(yīng)用欠妥造成的后果。

4.3 嵌固端的設(shè)置

高層建筑都有地下通道和人民防空工程，因此嵌入的末端可以設(shè)置在地下通道或在人民防空工程的上部。因此，在設(shè)置高層建筑固定端的過(guò)程中，嵌入端的位置應(yīng)該被設(shè)計(jì)師著重注意，把設(shè)計(jì)過(guò)程變簡(jiǎn)單，避免在固定端設(shè)置中出現(xiàn)其他的問(wèn)題。

4.4 高層建筑的規(guī)則性對(duì)策分析

在實(shí)際的建筑規(guī)范中，對(duì)于高層建筑有許多限制，這一限制是基于規(guī)律性的限制，例如在高層建筑結(jié)構(gòu)中相應(yīng)的剛度控制水平以及平面度的規(guī)定。 同時(shí)非常規(guī)措施的規(guī)劃設(shè)計(jì)在實(shí)際的規(guī)范中嚴(yán)格要求有更多的高層建筑樣本，與此同時(shí)，按照規(guī)劃進(jìn)行設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更改報(bào)告，設(shè)置相應(yīng)水平的審核，只有這樣才能滿足規(guī)范性問(wèn)題的條件。

高層建筑的設(shè)計(jì)雖然在一定的規(guī)則進(jìn)行，但建筑最終還是要回到人類(lèi)生活的本質(zhì)需求，因此，必須在設(shè)計(jì)時(shí)加入人性化的考慮，創(chuàng)造一個(gè)舒適的居住建筑環(huán)境，并充分考慮人類(lèi)對(duì)建筑多樣化的需求，從而在更高層次上提升建筑設(shè)計(jì)的水準(zhǔn)。

5 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及人們生活越來(lái)越好，檔次越來(lái)越高，為了節(jié)約建筑占用土地面積，所以高層建筑的建設(shè)越來(lái)越普遍。跟普通建筑不一樣，高層建筑樓層多高度高，因此要求其安全性能必須達(dá)到國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。在人們對(duì)于居住環(huán)境、建筑質(zhì)量的關(guān)心問(wèn)題上，這是關(guān)系著人們的財(cái)產(chǎn)以及生命安全的重大問(wèn)題，如何做好高層建筑設(shè)計(jì)是現(xiàn)代社會(huì)設(shè)計(jì)師所面臨的直接問(wèn)題。借此，為了改善目前建筑業(yè)參差不齊的現(xiàn)象，要求我們從實(shí)際出發(fā)，在根本上解決問(wèn)題，確保施工質(zhì)量，確保人員安全，保護(hù)人民財(cái)產(chǎn)生命安全，為建筑業(yè)蓬勃發(fā)展保駕護(hù)航。

參考文獻(xiàn)：

[1] 熊航.當(dāng)前高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題及其優(yōu)化措施分析[J].四川水泥，2017（10）：93.