高層建筑結(jié)構(gòu)特點及設(shè)計問題探討

曹燕華

摘要：隨著我國社會水平的提升，經(jīng)濟(jì)步伐的推進(jìn)，我國的建筑事業(yè)也在這個過程中得到了較大程度的發(fā)展。而在建筑向著復(fù)雜化、高層化方向發(fā)展的過程中，對于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計以及質(zhì)量也具有了更高的要求。在本文中，將就高層建筑結(jié)構(gòu)特點及設(shè)計問題進(jìn)行一定的分析與探討。

關(guān)鍵詞：高層建筑;結(jié)構(gòu)特點;設(shè)計問題

1 引言

隨著我國城市化水平的推進(jìn)，使得高層建筑成為了城市未來發(fā)展的必然需求。而隨著建筑高度的增加，就使其結(jié)構(gòu)也具有著更加復(fù)雜化的特征，無論是對于建筑設(shè)計還是建筑施工都帶來了較大的挑戰(zhàn)。對此，就需要我們在對建筑建設(shè)時能夠?qū)Ω邔咏ㄖ哂械慕Y(jié)構(gòu)特點進(jìn)行充分的了解與掌握，并在此基礎(chǔ)上獲得更好的建設(shè)質(zhì)量。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計特點

2.1 結(jié)構(gòu)延性

同低層建筑相比，高層建筑具有著柔性較強(qiáng)的特點。對此，當(dāng)出現(xiàn)地震情況時高層樓房往往更容易出現(xiàn)變形問題。對此，在對高層建筑進(jìn)行設(shè)計時，就需要能夠?qū)ζ渌哂械难有赃M(jìn)行充分的考慮，以此保證建筑在進(jìn)入到塑性變形階段之后也能夠具有著足夠的變形能力、避免出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象。

2.2 水平荷載

在高層建筑建設(shè)中，載荷也是非常重要的一項因素。在以往我們對低層建筑進(jìn)行施工時，通常都會將豎向荷載作為設(shè)計與施工的一個重點環(huán)節(jié)。而在高層建筑施工中，這種情況則會存在著一定的變化，因為當(dāng)建筑高度增加之后，其對于抗側(cè)力則具有了更高的要求，這就需要其能夠通過水平載荷的作用對這種側(cè)力起到一定的平衡作用，而這也使其成為了高層建筑設(shè)計的一個重點。另外，如果建筑的外部環(huán)境產(chǎn)生了一定的變化，也會使水平荷載出現(xiàn)一定的浮動現(xiàn)象。

2.3 軸向變形

在不同方向作用力下，高層建筑的外部形態(tài)往往會因此受到一定的影響，并產(chǎn)生位置變形、軸向變形以及剪切變形等問題。其中，軸向變形可以說是我們最需要引起重視的一項問題，同低層建筑不同，高層建筑往往具有著更大的結(jié)構(gòu)軸力以及變形量。對此，在實際建筑工程設(shè)計與施工的過程中，就需要設(shè)計人員能夠?qū)ㄖ妮S向變形承受限度以全面、細(xì)致的方式進(jìn)行計算與把握。

3 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)注意的問題

3.1 結(jié)構(gòu)超高

在我國的建筑抗震規(guī)范中，對于建筑結(jié)構(gòu)所具有的高度具有著非常明確、嚴(yán)格的限制。尤其是在我國新制定的規(guī)范中，特別增加了B級高度，同之前規(guī)范中制定的A級高度在處理方式上存在著較大的不同。對此，在實際結(jié)構(gòu)設(shè)計時，就需要設(shè)計人員能夠?qū)ㄖ嬖诘母叨葐栴}進(jìn)行充分的考慮，并在聯(lián)系實際情況的基礎(chǔ)上制定出針對性的處理措施，并嚴(yán)格根據(jù)工程特點進(jìn)行抗震設(shè)計，避免建筑物由于結(jié)構(gòu)高度超出標(biāo)準(zhǔn)而存在不安全因素。

3.2 短肢剪力墻

短肢剪力墻是我們在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中經(jīng)常會應(yīng)用到的一種設(shè)計方式，但是，在實際應(yīng)用過程中，卻存在著較多的因素可能對短肢剪力墻的應(yīng)用效果產(chǎn)生影響。對此，在我們對高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時就需要盡量避免短肢剪力墻的應(yīng)用，以此避免在結(jié)構(gòu)施工、建筑施工完畢之后可能出現(xiàn)的不必要問題。另外，在建筑方案的設(shè)計過程中也需要能夠?qū)こ碳?xì)節(jié)引起充分的重視，做到考慮問題的全面性。

3.3 嵌固端設(shè)置

在現(xiàn)今的高層建筑中，一般都會設(shè)置有人防以及地下室等設(shè)施。對此，在我們對嵌固端進(jìn)行設(shè)置時，則可以根據(jù)情況在人防或者地下室頂板位置對其進(jìn)行設(shè)置。同時，在對嵌固端進(jìn)行設(shè)計時，也需要對其在安置過程中可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行充分的考慮，如嵌固端上下抗震等級的一致性問題和抗震縫設(shè)計與嵌固端位置的協(xié)調(diào)問題等，以此避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理的情況。

3.4 剪力墻設(shè)計

剪力墻可以說是現(xiàn)今高層建筑設(shè)計過程中非常重要、不可缺少的一部分，在某種程度上，我們對剪力墻進(jìn)行設(shè)計與施工的質(zhì)量將直接對整個建筑所具有的安全性能產(chǎn)生影響。而在對剪力墻進(jìn)行設(shè)計時，則需要保證問題考慮的全面性，如墻體配筋、剪力墻定位以及連梁結(jié)構(gòu)質(zhì)量等等，這部分環(huán)節(jié)的設(shè)計情況都將對剪力墻最終的施工與應(yīng)用效果產(chǎn)生影響，需要保障該環(huán)節(jié)設(shè)計的合理性。

4 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計原則

4.1 重點考慮結(jié)構(gòu)受力性

重力性是我們對高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時需要重點考慮的一個環(huán)節(jié)，在高層建筑中，其在豎向方面會承受著較大的荷載。對此，在我們對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時需要能夠?qū)Ω邔咏ㄖw結(jié)構(gòu)以及外部力量所具有的承受力情況進(jìn)行充分的考慮。除此之外，對于建筑結(jié)構(gòu)的抗震結(jié)構(gòu)以及局部受力情況如剪力墻等都需要在對其全面計算的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計，以此在建筑結(jié)構(gòu)受力特征能夠滿足設(shè)計需求的基礎(chǔ)上獲得更好的安全性以及穩(wěn)定性。

4.2 保證設(shè)計方案質(zhì)量

在高層建筑結(jié)構(gòu)施工中，設(shè)計方案可以說是保障建筑結(jié)構(gòu)具有穩(wěn)定性、安全性的重要基礎(chǔ)，將直接對整個建筑工程所具有的施工進(jìn)度以及施工質(zhì)量產(chǎn)生影響。對此，在我們對設(shè)計方案進(jìn)行制定時就需要保證考慮的周全性：首先，要對建筑施工的材料、整體構(gòu)造等做好計算工作;其次，要在實際方案制定之前對建筑周圍做好調(diào)研與考察，在對環(huán)境具有充分了解與把握的基礎(chǔ)上保障方案的設(shè)計質(zhì)量。

4.3 詳細(xì)分析各項數(shù)據(jù)

在建筑設(shè)計的過程中，往往會涉及到很多方面的數(shù)據(jù)，而正是這部分?jǐn)?shù)據(jù)能夠為我們提供很多關(guān)于建筑不同指標(biāo)與質(zhì)量的信息，通過這部分?jǐn)?shù)據(jù)的分析與了解，則能夠幫助設(shè)計人員更好的掌握設(shè)計方向。而在對數(shù)據(jù)進(jìn)行實際分析過程中，除了需要保證數(shù)據(jù)分析人員的良好素質(zhì)之外還可以根據(jù)情況通過計算機(jī)軟件幫助我們進(jìn)行分析，以此做好設(shè)計與風(fēng)險防范工作。

5 結(jié)束語

在我國現(xiàn)今城市化進(jìn)程不斷加快的情況下，高層建筑的出現(xiàn)大大緩解了城市土地的壓力。在上文中，我們對高層建筑結(jié)構(gòu)特點及設(shè)計問題進(jìn)行了一定的研究與探討，而在實際設(shè)計過程中，也需要我們能夠在對高層建筑結(jié)構(gòu)特點、易出問題進(jìn)行全面考慮的基礎(chǔ)上做好設(shè)計工作，以此對高層建筑的結(jié)構(gòu)質(zhì)量作出保障。

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