高層建筑結構選型的影響因素綜合分析

摘 要：高層建筑結構選型是一個十分重要而又異常復雜的問題，存在諸多的不確定因素及不確知信息。因此，在進行高層建筑結構選型決策時，必須在諸多影響因素中分清主次，明確各個因素直接的層次性和關聯性。文章結合筆者多年的工作經驗，總結分析了影響高層建筑結構選型的因素，以便于能夠全面考慮各方面因素的影響，減少選型盲目性。

關鍵詞：高層建筑；結構選型；決策；影響因素

影響高層建筑結構選型的因素眾多，且諸多因素間關系復雜，在進行結構選型決策時，要認真分析、仔細研究，抓住主要影響因素而忽略次要因素。本文結合筆者多年的工作經驗分析得出，影響結構選型的主要影響因素有如下幾點：結構的受力合理性，結構的功能適應性，結構的經濟有效性，結構的施工方便性，結構的美學效應。確定好這些主要影響因素后，就要詳細研究這些因素的特點及其影響力，以便采取科學合理的方法進行高層建筑結構選型。

1 高層建筑結構選型影響因素

1.1 建筑結構受力合理性

高層建筑結構不同，其受力特征也各不相同，有的結構可能在抗風方面比較突出，而有的結構在抗震方面出類拔萃，總之，不同的結構體系具有不同的受力特性。在選型時，要認真分析力學要求，綜合比較各個體系的優缺點，挑出初步入圍的幾個結構體系，然后結合其他的因素做綜合分析，確保結構能夠達到有效抗風、可靠抗震、應力分布合理等效果，保證結構體系的受力合理。

1.1.1 環境條件的影響

水平荷載對高層建筑結構設計有著非常大的影響，在非地震區，具體而言就是風荷載的影響。通常來說，高層建筑結構在風荷載作用下，會出現：整個建筑結構擺動較大，層間位移過大，導致結構體系中的梁、柱、墻等承重構件出現破損的現象；在高層中工作和生活的人們感到極度的不適應、不舒服。因此，在風荷載較大的地區，必須要高度重視風荷載對結構選型的影響，保證結構在風荷載作用下不會產生過大的振動而使人產生不舒服的感覺。

1.1.2 建筑場地條件的影響

不同的建筑場地條件會有不同的基本風壓和設防烈度，在進行結構選型之前，要提前查閱、掌握工程地質和地震活動情況的有關資料，根據工程需要，認真如實的對建筑場地進行綜合評價，確保結構受力合理性。但是地震運動是一項極其復雜的活動，有著巨大的隨機性，很難準確的劃定高烈度地震可能發生的地區和范圍，給結構選型帶來一定的困擾。這種情況下，就要依據實踐經驗，合理選擇抗震結構體系。

1.2 結構功能適應性

功能性是建筑物最主要的特征，是在建筑物的設計中要考慮的最關鍵的因素，是進行結構選型時首先考慮的關鍵點。建筑物的功能要求包括使用空間要求和使用功能要求等。

1.2.1 使用空間要求

任何建筑物都對空間環境有要求，這就可以據此分析建筑物的規模尺寸以及相互關系，該因素對結構選型的影響具體表現為：所選的結構形式不同，建筑物所擁有的使用空間就不同；選取的結構形式不同，建筑物所獲得的空間高度亦不同。

1.2.2 使用功能要求

目前來說，高層建筑的用途主要是住宅、公寓、酒店以及各種用途的公共建筑，這些不同的建筑有著不同的功能要求，因而對建筑物內部的平面布局和空間分隔也不同，從而在結構選型時也有著不同的要求。比如高層住宅，這種建筑物的使用空間很小，分隔墻體較多，并且各層的平面布置基本相同，因此該建筑就適合采用剪力墻或框架剪力墻結構。

1.3 建筑結構的經濟有效性

任何一個工程，都必須要考提高其投資的經濟效益，因此，在結構選型決策時，經濟因素就成為了十分重要的一點，必須采用綜合經濟分析的手段認真分析和衡量結構方案的經濟性，達到最優效果。

具體而言，要考慮一次性投資費用和材料勞動力消耗；綜合考慮結構方案對建筑物造價的影響，不要在意某些結構材料單價過高，但這可能會令整體造價降低；考慮由于縮短施工工期所帶來的經濟效益，可能一次性的投資費用會很高，但是縮短工期會使整個建筑更早的投入使用，也可縮短還貸時間，帶來不小的經濟效益；考慮結構全壽命期費用，進行結構方案的經濟分析時，不應該只考慮一次性投資費用，還要考慮到整個壽命期內的維修、養護費用。

1.4 結構的施工方便性

建筑工程的施工技術水平和施工工藝對建筑結構形式有著很大的影響，具體可以歸結為以下幾點：（1）要想實現先進結構形式，必須采用先進的施工技術。（2）建筑結構方案要與施工條件緊密結合起來。首先，較低的施工技術水平或者結構方案與現有施工技術能力不相匹配，會給工程建設帶來較大的麻煩；其次，結構選型時要結合施工工藝因素考慮工程的具體施工條件。（3）有些結構在施工階段和使用階段的受力狀況很不一樣，這種因素是要考慮在內的，比如升板結構，其在試用階段是類似于現澆無梁樓蓋結構，柱與板剛接，而在施工階段，柱板節點只能視為鉸接。

1.5 美觀的功能要求

建筑藝術形象的關鍵因素之一就是建筑物的結構，這主要表現在結構形式適應建筑物結構造型而體現出的美學效果，以及結構本身所具有的美學效應，然而，人們往往更強調前者而忽視了后者的美學表現力。在結構保證安全性與耐久性的時候，就需要把構件按照一定的規律組成起來，如此規律的東西本事就具有極強的裝飾效果，因此，結構選型的參與者、建筑師等人必須要注意將結構這種極強的美學表現力展示出來，達到結構形式與建筑空間藝術形象的完美融合，充分表現建筑的美觀性。

人們在滿足了高層建筑物質功能方面的需求之后，還有一個非常重要的需求就是對其美學方面的要求，通常來說可以表現為以下的四個方面：單體視覺形象美、內部功能系統的協調美、外部環境系統的協調美、結構系統的技術美等。這其中，前三個方面的美學需求應與使用功能一起在建筑方案階段的總平面圖及單體方案中統一考慮；而第四個方面所需要求就高得多，要求充分發揮結構構件、材料性能的先進性，展現結構形式的新穎性及高技術含量，結構所需的新工藝、新技術、新理論等。

2 結束語

隨著經濟社會的不斷發展，高層建筑已經越來越多的出現在人們的生活中，有關高層建筑的施工工藝、技術等也越發成熟，然而在高層建筑的實際選型工作中，卻往往由于結構設計人員未能深入領悟選型的各個影響因素及其關系而造成決策的失誤。影響結構選型的因素有很多，其主要是體現在上文中所提及的幾個方面，這些確定性或者非確定性的因素都都高層建筑選型產生著巨大的影響，如果不能深入了解分析，人們往往會疏忽其中的某些因素，而給決策工作帶來失誤。因此，在結構選型決策工作中要深入學習研究，綜合分析各個因素的特點及其影響力度，采取科學合理的措施來綜合協調各個因素，做好高層建筑結構選型工作。

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