高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問題分析

徐立剛

浙江新中環(huán)建筑設(shè)計(jì)有限公司

高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問題分析

徐立剛

浙江新中環(huán)建筑設(shè)計(jì)有限公司

城市的生產(chǎn)達(dá)到一定程度之后，就要提高城市建筑的層數(shù)，并且通過實(shí)踐表明，高層建筑可以提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。但是因?yàn)楦邔咏ㄖ┕ぜ夹g(shù)以及生產(chǎn)關(guān)系等都存在比較復(fù)雜的問題，這就給建筑施工帶來很大的影響，同時(shí)高層建筑的質(zhì)量以及施工進(jìn)度也都會(huì)受到影響。強(qiáng)化高層建筑的關(guān)鍵技術(shù)具有非常重要的作用。為了探究高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，文章結(jié)合對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)的參考學(xué)習(xí)，先分析高層建筑結(jié)構(gòu)特征及設(shè)計(jì)的基本原則，再深刻剖析高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題，最后再針對(duì)存在的問題提出相應(yīng)的解決對(duì)策。

高層機(jī)構(gòu)；設(shè)計(jì)；分析

1 引言

由于人口增長(zhǎng)與地理環(huán)境的限制，高層建筑逐漸趨于建筑發(fā)展的主導(dǎo)形式。高層建筑建設(shè)發(fā)展和一般的建筑結(jié)構(gòu)不同，它需要承擔(dān)一定的水平荷載、垂直荷載，具體包括外界風(fēng)力帶來的壓力、建筑物本身高度帶來的承重壓力等。在高層建筑數(shù)量的增多下，高層建筑出現(xiàn)了不同程度的位移，對(duì)人們使用建筑的舒適度帶來了影響，嚴(yán)重的位移甚至還會(huì)引起建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)建的損害。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則主要包括三方面的內(nèi)容。

2.1 確定科學(xué)、合理的結(jié)構(gòu)方案

建筑結(jié)構(gòu)方案必須在滿足建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)體系和形式的要求下，盡量降低成本費(fèi)用。結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)要求受力準(zhǔn)確、傳力便捷。結(jié)構(gòu)方案的選擇過程中要綜合考慮區(qū)域條件、自然條件、施工材料、施工技術(shù)等因素對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響，以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)方案的最優(yōu)化。

2.2 計(jì)算簡(jiǎn)圖的合理選取

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)首先需要根據(jù)計(jì)算簡(jiǎn)圖進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的計(jì)算，計(jì)算簡(jiǎn)圖選擇。當(dāng)極易導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)的不合理，從而在施工過程中導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。因此必須選取合適的計(jì)算簡(jiǎn)圖，為了實(shí)現(xiàn)計(jì)算簡(jiǎn)圖安全性的要求，一般會(huì)在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，采用相應(yīng)構(gòu)件的方法，以減小計(jì)算誤差，實(shí)現(xiàn)計(jì)算簡(jiǎn)圖在相關(guān)規(guī)范的額合理性范圍之內(nèi)。

2.3 確定合適的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要以高層建筑的地質(zhì)條件為選擇依據(jù)，并綜合考慮建筑的荷載分布和結(jié)構(gòu)類型、相鄰建筑物的影響、施工技術(shù)和條件等因素，實(shí)現(xiàn)具體基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的確定。在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案確定過程中要充分發(fā)揮地基潛力，必要時(shí)還需進(jìn)行地基變形監(jiān)測(cè)。

3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題

3.1 超高問題

主要是指建筑單位不遵守相關(guān)的制度規(guī)范，過分加高建筑物的高度，以實(shí)現(xiàn)自身的盈利的最大化。當(dāng)前高層建筑的高度已實(shí)現(xiàn)由原來的A級(jí)上升到B級(jí)，并且相應(yīng)的建筑設(shè)計(jì)模式也實(shí)現(xiàn)了一定程度的發(fā)展。超高問題作為實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見問題，嚴(yán)重影響建筑物的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，如果遇到強(qiáng)風(fēng)、地震等嚴(yán)重自然災(zāi)害，極易發(fā)生倒塌、斷裂，嚴(yán)重影響了人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全。

3.2 建筑短肢剪力墻設(shè)置存在問題

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在問題最多、危害性最強(qiáng)的是建筑短肢剪力墻現(xiàn)象。在一般情況下，建筑結(jié)構(gòu)的短肢剪力墻是指墻肢的高度、厚度比例為5：8的墻。但是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用了過多鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的短肢剪力墻。短肢結(jié)構(gòu)剪力墻高度、厚度之間的比例超過了限定比例要求，在應(yīng)用的時(shí)候需要承載過大的軸力和剪力，在其本身抗震性能差、防風(fēng)能力差的情況下，會(huì)出現(xiàn)過早壓塌的情況，不利于高層建筑的穩(wěn)定建設(shè)發(fā)展。

3.3 扭轉(zhuǎn)問題

在實(shí)際施工中存在高層建筑施工設(shè)計(jì)三心偏離的問題。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的“三心代表量中心、剛度中心和幾何中心。在三心偏離的情況下，一旦出現(xiàn)不適當(dāng)水平力的影響就會(huì)出現(xiàn)高層建筑扭曲震動(dòng)的問題，影響高層建筑的安全建設(shè)。

3.4 抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題

受高層建筑高度過高的影響，一旦出現(xiàn)了地震，抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為最難的一部分就很容易誘發(fā)出各種不可估計(jì)的問題。現(xiàn)階段我國建筑工程建設(shè)要求高層建筑要保證五十年的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期，并對(duì)高層建筑的抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行了明確的規(guī)定。但是在實(shí)際應(yīng)用中，受我國自然災(zāi)害的影響，原有的抗震等級(jí)不適用現(xiàn)階段的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

4 高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完善策略

4.1 合理設(shè)計(jì)方案

在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)的選型需要滿足高層建筑各個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)，需要通過防震縫的設(shè)計(jì)形成一定規(guī)則的結(jié)構(gòu)單元。也要根據(jù)高層建筑所在的地區(qū)情況對(duì)施工地下水位變化、地址土層、周圍建筑物、建筑材料選擇、工程造價(jià)等問題進(jìn)行綜合的權(quán)衡考慮，加強(qiáng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的延展性設(shè)計(jì)，加強(qiáng)對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)水平力的關(guān)注，保證高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)則性。

4.2 培養(yǎng)技術(shù)型人才

提高高層建筑工程施工的技術(shù)水平，就要尋找并且培養(yǎng)相關(guān)的技術(shù)性人才。為了能夠有效的進(jìn)行研究高層建筑工程施工中的先進(jìn)技術(shù)，就必須合理的利用人才，并且還要有培養(yǎng)建筑施工技術(shù)人才的力度。要想加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)人員的綜合素質(zhì)，必須加強(qiáng)技術(shù)管理工作，從而提高技術(shù)人員的技術(shù)水平。

4.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)建筑扭曲

要根據(jù)一些城市規(guī)劃發(fā)展要求和建筑物場(chǎng)地的限制來優(yōu)化設(shè)計(jì)，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不能采取簡(jiǎn)單的模式，而是需要根據(jù)實(shí)際需要采用不同的模式，對(duì)建筑的扭轉(zhuǎn)問題進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以減少地震、風(fēng)荷載等問題對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響。

4.4 應(yīng)用新型技術(shù)

新型技術(shù)可以提高高層建筑的施工技術(shù)水平，必須吸取國內(nèi)先進(jìn)的施工技術(shù)，并且要加以利用，推廣并且引入新技術(shù)是當(dāng)今高層建筑施工技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)必須重視的一項(xiàng)內(nèi)容。同時(shí)還要在成功案例的引導(dǎo)下，與國內(nèi)外的先進(jìn)施工技術(shù)相結(jié)合，從而達(dá)到完善施工技術(shù)理論的目的。

5 結(jié)語

總而言之，在新時(shí)代的發(fā)展背景下，人民日益增長(zhǎng)的社會(huì)需求對(duì)現(xiàn)代城市道路的設(shè)計(jì)工作提出了更高的要求，同時(shí)也給設(shè)計(jì)從事者們帶來了更加嚴(yán)峻的考驗(yàn)。現(xiàn)代城市高層建筑的建設(shè)是一項(xiàng)漫長(zhǎng)而復(fù)雜的過程。只有不斷研究，不斷創(chuàng)新，立足于設(shè)計(jì)任務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)化與多元化發(fā)展方向，才能確保我國現(xiàn)代城市高層建筑建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。

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