簡(jiǎn)述高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

任正華 軒慧

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，城鎮(zhèn)化建設(shè)得以加速推進(jìn)，在這個(gè)大背景下，建筑地產(chǎn)行業(yè)也迎來(lái)了新的發(fā)展契機(jī)，同時(shí)超高層建筑也越來(lái)越多地出現(xiàn)在城市之中。但是目前我們國(guó)家超高層建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面仍舊存有一些問(wèn)題。例如，其經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題一直以來(lái)都是相關(guān)工作人員研究的重點(diǎn)?；诖?，本文對(duì)超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性以及其它問(wèn)題做了簡(jiǎn)要分析，期望能夠?yàn)橄嚓P(guān)工作人員帶來(lái)一些參考。

關(guān)鍵詞：高層建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);要點(diǎn)

引言

隨著城市化的不斷發(fā)展，城市人口增多土地尤為稀缺，相應(yīng)高層建筑在現(xiàn)代社會(huì)中的應(yīng)用越來(lái)越普遍，其中彰顯出一些問(wèn)題，設(shè)計(jì)是保證建筑安全重要的一環(huán)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)往往涉及人身財(cái)產(chǎn)安全，因此安全合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)至關(guān)重要。一個(gè)建筑從開(kāi)始規(guī)劃到交付使用再到設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)可以正常使用是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，出現(xiàn)問(wèn)題不可避免，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本身的、施工方面的以及在使用過(guò)程中可能會(huì)遇到的人為的或自然的損壞，本文主要就高層建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)這個(gè)層面存在的問(wèn)題做一個(gè)簡(jiǎn)單的分析并提出一些對(duì)策。

1高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則

高層民用建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)的時(shí)候需要遵循一些原則，這樣可以保證民用建筑安全、穩(wěn)固。首先在進(jìn)行民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮建筑中單位面積承受的載荷范圍，并以此為依據(jù)將建筑結(jié)構(gòu)的斷面尺寸確定下來(lái);其次，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)中類(lèi)似門(mén)窗與墻體之間的連接部位，需要確定其連接部位的安全系數(shù);在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，還需要注意結(jié)構(gòu)的外觀，建筑結(jié)構(gòu)需要在安全、穩(wěn)固的基礎(chǔ)上保證結(jié)構(gòu)外觀能夠達(dá)到現(xiàn)代人的審美要求;最后，需要考慮結(jié)構(gòu)體型組合及立面等方面，對(duì)于結(jié)構(gòu)中的轉(zhuǎn)頭、收頭、交接部位的接頭進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，需考慮建筑結(jié)構(gòu)的整體性，這樣才能使結(jié)構(gòu)中的各個(gè)部位能夠協(xié)調(diào)、統(tǒng)一。設(shè)計(jì)人員在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中需要有成本意識(shí)，要從工程的角度思考材料采購(gòu)、維修、管理等環(huán)節(jié)的工作內(nèi)容，在這個(gè)基礎(chǔ)上對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，才能保證設(shè)計(jì)方案與實(shí)際相符，具有可操作性。

2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

2.1加強(qiáng)抗震功能

建筑勢(shì)必要建立在安全的基礎(chǔ)性上，才能為人們提供服務(wù)。所以必須要加強(qiáng)超高層建筑的抗戰(zhàn)功能，提高超高層建筑的安全性。不僅是超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上要注意這點(diǎn)，在選材用料時(shí)，也可以采用多種方法提高超高層建筑的抗戰(zhàn)效果。比如，可以應(yīng)用型鋼結(jié)構(gòu)，對(duì)比混合結(jié)構(gòu)，型鋼結(jié)構(gòu)重量較輕，可以降低地震給建筑物帶來(lái)的危害，提高超高層建筑物的安全性。根據(jù)相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，超高層建筑也可以增設(shè)一定數(shù)目鋼筋作為支撐點(diǎn)，提高自身的支撐能力，以便更好地應(yīng)對(duì)各種災(zāi)害。

2.2確定結(jié)構(gòu)底部嵌固部分

高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算分析前，工作人員需先明確結(jié)構(gòu)嵌固端的具體方位，可結(jié)合實(shí)際調(diào)整剛度和承載力，在預(yù)定的位置設(shè)置塑性鉸。受建筑物自身情況和基礎(chǔ)形式的影響，如未設(shè)置地下室，但是建筑結(jié)構(gòu)埋深較大或設(shè)置地下室但地下室層數(shù)和形式差異明顯，則在設(shè)計(jì)中容易出現(xiàn)多種技術(shù)問(wèn)題。如高層建筑中帶有多層地下室，則設(shè)計(jì)人員要在地下室頂板設(shè)置上部結(jié)構(gòu)的嵌固端部位。首先，地下室頂板標(biāo)高與室外地坪的高差要合理，通常不得高于地下一層層高的三分之一。其次，地下室頂板結(jié)構(gòu)主要采用梁板結(jié)構(gòu)，避免在樓層下預(yù)留較大的孔洞，樓面框架梁的抗彎剛度也需滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求。地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，還需確保地下室頂板和地下室多層樓板平面的剛度和承載力滿足設(shè)計(jì)的基本要求。其能夠?qū)⑸喜拷Y(jié)構(gòu)的剛度和承載力順利地傳遞到下部地下室構(gòu)件當(dāng)中。因此，規(guī)定地下室頂板的厚度在180mm以上，混凝土等級(jí)在C30以上。另外，設(shè)置雙層雙向配筋，不同方向配筋率應(yīng)在0.25%以上。地下室結(jié)構(gòu)自身的剛度要能夠承受上部結(jié)構(gòu)的荷載以及地下室所承受的地震作用力。地下室樓層的剪切剛度要為相鄰上部結(jié)構(gòu)樓層剪切剛度的2倍以上。如計(jì)算多塔大底盤(pán)地下室樓層剪切剛度比，則需保證每個(gè)塔樓范圍室內(nèi)的地下剪切剛度和相鄰塔樓上部的剪切剛度比在1.5以上。地下室柱截面單側(cè)截面的縱向鋼筋面積既要滿足計(jì)算的要求，又需確保其面積在地上一層對(duì)應(yīng)柱縱向鋼筋面積的110%。如地下室多個(gè)頂板降板或地下一層做車(chē)庫(kù)使用，且無(wú)法滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，針對(duì)三層以上的地下室，可在地下一層底板位置設(shè)置結(jié)構(gòu)嵌固部分，且確保滿足下列條件：其一，地下一層樓層的剪切剛度不得小于地上一層的樓層剪切剛度;其二，地下二層樓層剪切剛度不得小于地下一層樓層剪切剛度，且其剪切剛度應(yīng)在地上一層剛度的2倍以上。

2.3建筑結(jié)構(gòu)采用可靠度理論進(jìn)行設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該不斷學(xué)習(xí)先進(jìn)理論，這樣能在很大程度上保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性?？煽慷壤碚摽梢詭椭O(shè)計(jì)人員優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)方案，提高建筑的可靠性，通過(guò)失效概率對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)估，在使用的過(guò)程中需要將作用應(yīng)力與建筑抗力分開(kāi)討論。這種方法非常有效，并且已經(jīng)得到我國(guó)很多建筑單位的好評(píng)，這套理論在發(fā)達(dá)國(guó)家被建筑行業(yè)廣泛地應(yīng)用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中。隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，建筑技術(shù)人員在使用可靠度理論的同時(shí)，還在不斷結(jié)合實(shí)際情況對(duì)其進(jìn)行完善，從而使這套理論隨著社會(huì)的發(fā)展依然能夠展現(xiàn)出良好的實(shí)用效果。

2.4加強(qiáng)抗風(fēng)性設(shè)計(jì)

超高層建筑中應(yīng)著重考慮的一點(diǎn)就是抗風(fēng)險(xiǎn)。由于超高層建筑樓層較高，受風(fēng)力影響較大，會(huì)產(chǎn)生不同的風(fēng)荷載。因此在對(duì)超高層建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，一定要把握建筑的抗風(fēng)性，給予重視與關(guān)注，尤其是超高層建筑的頂部，因?yàn)槌邔咏ㄖ捻敳渴浅惺茱L(fēng)壓最大的地方，所以需要借助其他方法來(lái)幫助建筑物提高抗風(fēng)性?？梢酝ㄟ^(guò)加強(qiáng)建筑梁柱或鋼筋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，提高超高層建筑的抗風(fēng)性?？癸L(fēng)性的設(shè)計(jì)，應(yīng)該貫穿著超高層建筑設(shè)計(jì)的頭尾。在設(shè)計(jì)初期，根據(jù)超高層建筑具體情況，結(jié)合本地最大風(fēng)壓指標(biāo)，設(shè)計(jì)風(fēng)壓規(guī)范圖，通過(guò)分析其所得到的數(shù)據(jù)，才能展開(kāi)對(duì)超高層建筑抗風(fēng)性的設(shè)計(jì)。

結(jié)語(yǔ)

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作與建筑工程的安全性和穩(wěn)定性有著非常緊密的聯(lián)系，所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員要堅(jiān)持設(shè)計(jì)原則，不斷優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，并且還需要參閱國(guó)家的安全規(guī)范文件，保證設(shè)計(jì)方案合乎規(guī)范要求。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：1.遼寧方圓建設(shè)項(xiàng)目管理有限公司;2.遼寧方圓建設(shè)項(xiàng)目管理有限公司）