探討高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問題及對(duì)策

張芝萍

（荊州市建設(shè)工程造價(jià)管理站，湖北 荊州 434000）

探討高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問題及對(duì)策

張芝萍

（荊州市建設(shè)工程造價(jià)管理站，湖北 荊州 434000）

現(xiàn)階段，我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，建筑行業(yè)迎來新一輪的發(fā)展機(jī)遇，高層建筑結(jié)構(gòu)也隨之不斷增多。與一般建筑不同，高層建筑樓層高，施工復(fù)雜，施工周期長，需要注意的問題多，特別是高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)問題，與高層建筑結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量以及使用安全息息相關(guān)。本文從高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題進(jìn)行分析探討，并提出相對(duì)應(yīng)的解決措施，希望能夠促進(jìn)我國高層建筑的健康發(fā)展。

高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；原則；問題；對(duì)策

一、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則

1 選擇合理的計(jì)算簡圖

在對(duì)高等建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，其設(shè)計(jì)計(jì)算必不可少的是計(jì)算簡圖。如果計(jì)算簡圖存在問題，那么以此為基礎(chǔ)進(jìn)行的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會(huì)存在許多問題，這些都會(huì)成為高層建筑結(jié)構(gòu)的安全隱患。因此，高層建筑設(shè)計(jì)必須以計(jì)算簡圖合理性為設(shè)計(jì)原則。高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，必須要以科學(xué)合理的計(jì)算簡圖為依據(jù)。

2 選擇適合的計(jì)算工具

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候加入計(jì)算機(jī)技術(shù)能夠起到良好的輔助效果，這對(duì)于推動(dòng)高層建筑設(shè)計(jì)的科學(xué)化現(xiàn)代化發(fā)展具有極其重要的意義。因此，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，能夠更好的做好高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

3 科學(xué)合理的選擇設(shè)計(jì)方案

在對(duì)高層建筑施工之前，需要對(duì)高層建筑設(shè)計(jì)方案的可行性進(jìn)行全面分析考慮，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性是否滿足設(shè)計(jì)原則要求。除此之外，為了確保高層建筑結(jié)構(gòu)的合理性，一定要對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的傳力以及受力多加重視。

二、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題

1 抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題

抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來說，是最為重要也是難度最大的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。由于高層建筑高度過高的問題，一旦發(fā)生了地震，存在著許多不可預(yù)計(jì)的因素，在現(xiàn)階段的高層建筑設(shè)計(jì)中，很多結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都沒有有效的設(shè)計(jì)高層建筑的抗震數(shù)據(jù)以及結(jié)構(gòu)抗破壞能力差。在很多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，沒有準(zhǔn)確的分析抗震數(shù)據(jù)，并且進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候不能以地震發(fā)生原理為依托，這就造成了高層建筑抗震性能不達(dá)標(biāo)，從而造成了高層建筑結(jié)構(gòu)留下了安全隱患，嚴(yán)重威脅高層建筑內(nèi)的人身安全。

2 抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題

對(duì)抗風(fēng)設(shè)計(jì)來說，高層建筑的高度決定了其要擁有更強(qiáng)抗風(fēng)性能。在很多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，沒有有效的考慮高層建筑的抗風(fēng)設(shè)計(jì)。通常情況下，高層建筑由于過高的高度，風(fēng)力會(huì)對(duì)建筑產(chǎn)生一種與振動(dòng)類似的效果，并且過大的風(fēng)力會(huì)使得高層建筑承受過大的載荷力，從而對(duì)建筑的自身安全產(chǎn)生威脅，更為嚴(yán)重的是會(huì)造成高層建筑的結(jié)構(gòu)主體被破壞，出現(xiàn)建筑主體斷裂的現(xiàn)象。

3 消防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題

高層建筑比一般建筑更為復(fù)雜，在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，為了滿足高層建筑的多種需求，需要選擇各種不同類型的材料。現(xiàn)階段，可燃性材料仍然被應(yīng)用在高層建筑中，這給高層建筑埋下了一定的火災(zāi)隱患。除此之外，因?yàn)楦叨冗^高的特點(diǎn)，高層建筑受到的風(fēng)力大，且空氣流動(dòng)性強(qiáng)，一旦發(fā)生火災(zāi)那么將會(huì)造成嚴(yán)重的后果。而垂直的建筑設(shè)計(jì)導(dǎo)致在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，人們需要更多的疏散時(shí)間，這也成為高層建筑消防問題中的關(guān)鍵。

三、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題解決策略

1 優(yōu)化抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)規(guī)則性。對(duì)于高層建筑物來說，抗震性能是極其重要的，關(guān)系到高層建筑的安全。因此，要加強(qiáng)對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)。在加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，要合理設(shè)置抗側(cè)力構(gòu)件的位置，從而保證高層建筑承載力的合理分布。除此之外，還要加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的連續(xù)穩(wěn)定性，可以加強(qiáng)構(gòu)件的強(qiáng)度以及剛度來達(dá)到目的。（2）簡化建筑平面。對(duì)建筑平面進(jìn)行簡化，減少相關(guān)的平面布置，從而通過合理的施工設(shè)計(jì)使地基的強(qiáng)度以及剛度得到增強(qiáng)。另外，還應(yīng)當(dāng)將樁箱埋設(shè)一定的深度，并將上部結(jié)構(gòu)以及群樁能夠保持在同一條線上。

2 優(yōu)化抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。高層建筑的高度，決定其必須具備良好的抗風(fēng)性能。因此，在結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方面，必須保持其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，避免高層建筑在水平作用力下出現(xiàn)傾覆性趨向。除此之外，在進(jìn)行基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，將抗拔錨桿設(shè)置在相應(yīng)的持力層底部，這樣一來錨桿的功能通過一系列的鉆孔、安裝以及注漿工作得到增強(qiáng)，提高了基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的抗拔強(qiáng)度，增強(qiáng)了基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。（2）由于高度的問題，高層建筑面臨的風(fēng)壓要超出一般建筑很多。由于過大的風(fēng)壓，高層建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)件所能承受的最大壓力值過高，就會(huì)導(dǎo)致風(fēng)荷載同水平力之間的重疊，這樣會(huì)破壞高層建筑的整體結(jié)構(gòu)。因此，在對(duì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要加固高層建筑風(fēng)壓較高的位置，分析高層建筑受到的實(shí)際風(fēng)壓作用力，同時(shí)控制高層建筑土壓力，加強(qiáng)高層建筑水平載荷內(nèi)力。

3 消防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化

（1）防火間距的設(shè)計(jì)。在防火間距的計(jì)算中，是對(duì)每棟建筑物之間的距離以及每棟建筑中可燃物件的邊緣進(jìn)行計(jì)算。但是不同的高層建筑，其建筑功能以及地理位置不同，在防火間距的計(jì)算過程中，要根據(jù)實(shí)際情況來進(jìn)行防火間距的計(jì)算。同時(shí)，為了保證高層建筑的防火要求，還要考慮建筑的耐火能力、排煙性以及滅火結(jié)構(gòu)等。（2）分割結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。高層建筑分割結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，是控制火勢蔓延的一種有效手段和方法。在火災(zāi)發(fā)生之后，分割結(jié)構(gòu)能夠起到控制火勢擴(kuò)大以及將火勢控制在有效范圍的作用。因此，要做好樓板的垂直設(shè)計(jì)以及單元墻的水平設(shè)計(jì)。這樣能夠有效阻止火勢蔓延，為高層建筑內(nèi)的人們爭取更多的逃生時(shí)間。（3）疏散結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。在高層建筑中，垂直型的直線設(shè)計(jì)是很多建筑的疏散結(jié)構(gòu)所采用的路線設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)在火災(zāi)發(fā)生的時(shí)候，容易形成逃生死角。因此，疏散結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在應(yīng)當(dāng)將樓梯設(shè)置為疏散主要通道，同時(shí)要合理設(shè)置雙向疏散通道，這樣能夠大大提高火災(zāi)發(fā)生后，高層建筑內(nèi)人們的逃生率。

結(jié)語

高層建筑由于其特殊性，因此對(duì)于高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也有著較高的要求。盡管我國高層建筑在不斷增多，施工技術(shù)水平也有了大幅度提高。但是在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，仍然存在一些問題，需要高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者綜合考慮結(jié)構(gòu)計(jì)算的準(zhǔn)確性以及結(jié)構(gòu)方案。因此只有具備較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)，解決高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見的問題，做好應(yīng)對(duì)措施，才能確保高層建筑質(zhì)量的基礎(chǔ)。

[1]何俊旭.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)選型探討[J].價(jià)值工程，2010（06）.

TU97

A