高層建筑結構設計合理性控制

文/於翠 海南元正建筑設計咨詢有限責任公司 重慶 404100

在高層建筑工程的建設過程中，其結構設計是一項技術項目，具備一定的挑戰性與復雜性，而且設計的結果直接影響到整個工程的質量，所以我們必須重視該問題，并積極尋找出當前不利于高層建筑結構設計合理性存在的因素，將這些影響因素盡量控制在最低范圍內，確保設計的合理性與科學性，幫助我們建設出安全級別高、質量突出的高層建筑。

1、高層建筑結構設計的現狀及存在問題

1.1 高層建筑結構的高度超出標準

城市化進程的加快使得城市中出現了越來越高的樓層，還有一些地區則出于評比的目的而不斷增加樓層的高度。在一些人眼里，城市建筑物越高則其經濟越發達，城市地位也越靠前。然而許多人都忽略了一個問題，樓層越高則意味著其要求建筑物的質量以及抗震性能要更高。目前我國實施的建筑規范標準中就對建筑物的高度及其相應的抗震要求有明確規定，也就是說不管建筑物有多高其都必須達到與之相應的抗震等級。然而，實際情況卻是樓層高，但質量和抗震性能卻不能保證。

1.2 盲目選擇建筑基礎

每一種建筑基礎所適用的環境都是不一樣的，同時其承受荷載的方式也不一樣，因此這就需要我們根據實際情況來選擇合適的建筑基礎。首先，獨立基礎，點荷載是其承受荷載的形式，通常承載水平比較好的土壤會比較使用該方式。其次，箱形基礎，這種建筑基礎比較適合地表環境比較惡劣的情況下使用，比如濕陷性土壤等，面荷載是其承受荷載能力的主要形式。然而從目前我國的高層建筑結構選擇來看，人們對于基礎選擇并不是很重視，致使部分高層建筑物下層的地基土壤很難充分有效的承受來自于建筑物上部的荷載，甚至出現不規則的沉降現象。也就是說，如果我們在建筑基礎不合理的地基上進行高層建筑的施工，且沒有采取一定的處理措施，則不但會影響到建筑物的質量及其使用壽命，還會給人們的生命財產安全帶來威脅。

2、高層建筑結構設計合理性控制的有效措施

2.1 簡圖要計算合理

在高層建筑的結構設計當中，簡圖的地位是決定性的，所以我們必須確保簡圖的計算是科學合理的。一般我們使用與實際情況相符的構造方式，其內容不僅包括鋼節點和鉸節點的計算，最大限度的將計算誤差降到最低也是我們必須重視的一個問題，也就是說必須將簡圖的計算誤差嚴格控制在一定范圍里。

2.2 選擇合適的基礎設計

基礎設計時必須做到以下幾點：對工程所在區域的地質情況進行深入充分的了解；從整體上全面分析工程的結構類型及荷載分布情況；對工程施工的條件及其影響因素做深入了解，包括周邊地區的環境、管道布置等。只有當我們將這些相關信息都進行了深入研究調查之后才能確定最終的基礎方案。

2.3 選擇合適的結構方案

在高層建筑的結構設計當中，最關鍵的環節就是選擇合適的結構方案，且注意最終選擇的結構方案應該要滿足高層建筑結構設計的基本要求，能夠同時實現社會與經濟利益。針對結構一樣的單元通常我們會采取一樣的結構體系，但最終的結構方案的選擇還要結合工程的具體要求以及施工條件、地理環境等因素才能確定。在這里需要注意兩點：第一，認真研究與之相關的國家標準和行業規范，我們所選擇的結構方案與這些標準規范應該保持一致，不應有沖突存在；其次，根據建筑項目的基礎情況和項目規模、周邊的環境等因素來選擇方案。

2.4 結構方案要符合建筑物的性能要求

對于高層建筑物的結構設計而言必須要滿足一些基本的性能要求，這里包含了下面三點內容：首先，強化結構延展性的設計，在高層建筑物的結構設計當中延展性的內容有許多方面，包括高層建筑物當中較為容易發生的倒塌和變形等問題，同時地震災害的預防也非常重要。其次，注重其水平力，它指的是高層建筑物內處于同一個平面里的各種力學荷載的形式特征。

2.5 建筑材料與形式的選擇要科學合理

從高層建筑結構的材料組成來分析的話我們可以把其分成鋼筋混凝土結構體系、鋼結構體系等多種體系形式。若是按照結構形式來劃分的話則高層建筑的結構又可以分成框架構體系以及剪力墻結構體系等。這些不同的架構體系所適用的情況并不相同，我們必須區別對待。以剪力墻結構體系為例，它是一種借助高層建筑的墻體來當成抵抗側力以及來自于豎方向承重的結構體系。這種結構體系的優勢是剛度比較大，整體性能良好，一般不會因為水平力發生作用而出現變形，因此比較適用于高層建筑結構。不過剪力墻架構的間距并不大，所以我們如果使用這種結構的話則對于我們布置平面會有一定的影響，所以一般我們不會在公共建筑工程當中使用這種架構。而框架結構則必須適用于樓層不是非常高的建筑（50m以下），原因是因為其側向位移比較大、內力大。

結語：

隨著我國城市化進程的加快以及社會的發展，將會有越來越多的高層建筑出現，但目前人們在高層建筑的結構設計當中還存在一些問題，比如抗震性能達不到標準等。所以，在結構設計過程中我們必須結合工程的實際情況，選擇合理科學的結構方案、基礎設計和建筑形式，同時確保建筑物的抗震性能達到國家標準，通過這些控制措施來提高高層建筑的質量，確保人民的生命財產安全。

[1]張宇.淺談高層建筑結構設計及外部尺度[J].科技促進發展（應用版）,2014（02）：89.

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