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

常希孟

摘要：我國各種建筑施工技術(shù)在新時(shí)期取得了很大的發(fā)展。隨著城市化建設(shè)的不斷推進(jìn)，導(dǎo)致城市的可用空間也來越小，如何提高空間利用率成為了一個(gè)重要議題，高層建筑的出現(xiàn)為解決這個(gè)問題提供了可行的解決方案，但是高層建筑對(duì)于施工的質(zhì)量以及施工技術(shù)提出了更嚴(yán)格的要求，一般是高度越高，技術(shù)難度越大，如何最大程度保障施工技術(shù)的安全可靠是目前施工單位遇到的共同難題，本文在此基礎(chǔ)上做了一定的探究，重點(diǎn)研究了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題及對(duì)策，從而更好促進(jìn)我國建筑行業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：高層建筑;結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì);問題;對(duì)策

一、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題

（一）消防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題

高層建筑裝修中使用的可燃性材料相對(duì)較多，這為火災(zāi)事故的發(fā)生創(chuàng)造了條件。受到高層建筑自身結(jié)構(gòu)特征的限制，消防結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)中存在一定的復(fù)雜性，消防系統(tǒng)的運(yùn)行存在諸多阻礙;高層建筑中隨著層高的增加，受到的風(fēng)力也就越大，空氣流通速度較快，一旦發(fā)生火災(zāi)，上層建筑的火勢會(huì)快速蔓延，威脅人們的生命財(cái)產(chǎn)安全;對(duì)于高層建筑來說，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，電梯等設(shè)施無法正常使用，且建筑內(nèi)部人員數(shù)量眾多，這為人員疏散帶來了困難，再加上很多消防設(shè)施的高度無法滿足高層建筑需求，救援工作的開展受到阻礙，導(dǎo)致傷亡和損失的增大。

（二）抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題

我國處在板塊碰撞區(qū)域內(nèi)，地震是最常出現(xiàn)的災(zāi)害現(xiàn)象，其對(duì)于建筑的破壞較為嚴(yán)重。所以在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)對(duì)其抗震性能和等級(jí)進(jìn)行細(xì)致研究，保證設(shè)計(jì)的規(guī)范性。不過目前高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中，由于設(shè)計(jì)人員對(duì)區(qū)域以往數(shù)據(jù)研究的不充分，使得抗震等級(jí)無法滿足建筑結(jié)構(gòu)的具體需求，地震發(fā)生時(shí)，建筑出現(xiàn)不同程度的損毀，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)出現(xiàn)坍塌。

（三）高層建筑結(jié)構(gòu)方案選擇失當(dāng)

在高層建筑結(jié)構(gòu)方案選擇中存在數(shù)量不足的問題，這是由各方面主體降低設(shè)計(jì)成本需求所決定的。但是，數(shù)量上的不足會(huì)造成結(jié)構(gòu)方案的代表性、覆蓋性不強(qiáng)，難以體現(xiàn)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的重點(diǎn)和要點(diǎn)，容易造成高層建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)工作的漏洞。另外，高層建筑結(jié)構(gòu)方案中普遍存在對(duì)特殊條件、特定問題的預(yù)防和控制體系，這很容易導(dǎo)致在方案選擇和設(shè)計(jì)實(shí)施中因各類因素的影響而產(chǎn)生暫緩和停工問題。

（四）結(jié)構(gòu)體系不合理

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，當(dāng)設(shè)計(jì)人員選擇結(jié)構(gòu)體系不合理時(shí)，結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性必然會(huì)下降。如在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要充分的結(jié)合工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并根據(jù)建筑所處地區(qū)抗震設(shè)防等級(jí)及風(fēng)荷載情況來選擇適宜的結(jié)構(gòu)體系。如果設(shè)計(jì)人員選擇的結(jié)構(gòu)體系不合理，在一定程度上會(huì)降低結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。特別是在選擇鋼盤混凝土結(jié)構(gòu)體系時(shí)，一旦選擇的設(shè)計(jì)指標(biāo)欠缺科學(xué)性，必然會(huì)降低整體結(jié)構(gòu)的性能和可靠性，易發(fā)生各種質(zhì)量和安全問題。

二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題的解決對(duì)策

（一）做好消防與抗震設(shè)計(jì)

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中包含消防與抗震兩大功能模塊，二者又是構(gòu)成高層建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)部分。在對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的消防方面進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)準(zhǔn)確計(jì)算出防火間距的數(shù)值，并根據(jù)實(shí)際情況對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。同時(shí)還應(yīng)結(jié)合高層建筑物所處的地理位置及周邊環(huán)境等外界條件對(duì)其防火結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)。此外，應(yīng)盡量在建筑物內(nèi)部增加安全疏散通道的數(shù)量，并盡量采用分隔式的設(shè)計(jì)方式，從而提升高層建筑結(jié)構(gòu)的防火性能。在高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)對(duì)剪力墻的設(shè)置和合理使用給予更多的關(guān)注，并對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中關(guān)于剪力墻的數(shù)量以及其在建筑結(jié)構(gòu)中所處的位置進(jìn)行合理的規(guī)劃，從而確保剪力墻在高層建筑結(jié)構(gòu)中位置的科學(xué)性與合理性。

（二）高層建筑結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化選擇

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前，首先應(yīng)做好結(jié)構(gòu)方案的選擇和選型工作。設(shè)計(jì)行業(yè)有“方案成功是設(shè)計(jì)成功的一半”的思想和共識(shí)。進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，必須將結(jié)構(gòu)方案的選擇與定型工作列為重要的前提和基礎(chǔ)，為高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的其他工作提供必要的計(jì)算、技術(shù)前提和條件。結(jié)構(gòu)方案選擇中，要確立標(biāo)準(zhǔn)和價(jià)值目標(biāo)，以此來適應(yīng)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的要求和目標(biāo)，綜合與權(quán)衡各類要素和各方面的因素，提升優(yōu)化高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性。一個(gè)優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)方案和設(shè)計(jì)產(chǎn)品，首先要符合建筑技術(shù)和設(shè)計(jì)行業(yè)的基本要求和標(biāo)準(zhǔn)，這是選擇結(jié)構(gòu)方案的必要前提。在優(yōu)化高層建筑結(jié)構(gòu)方案過程中，既要與施工要求一致，也要與外部條件吻合。

（三）做好高層建筑結(jié)構(gòu)體系穩(wěn)定性設(shè)計(jì)

為了完善高層建筑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，就要堅(jiān)持以科學(xué)的設(shè)計(jì)和計(jì)劃。高層建筑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性計(jì)算分析了高層建筑主體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和局部系統(tǒng)的關(guān)系，提高了高層建筑的協(xié)調(diào)性和連續(xù)性，避免了高層建筑框架設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)性失穩(wěn)和承載力不足。高層建筑結(jié)構(gòu)在進(jìn)入主體結(jié)構(gòu)部分設(shè)計(jì)時(shí)，強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和連續(xù)性，通過合理的概念設(shè)計(jì)和科學(xué)的計(jì)算，形成系統(tǒng)、科學(xué)的主體和其他結(jié)構(gòu)的連接關(guān)系，提高高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在高層建筑框架的附屬部分設(shè)計(jì)中，需要分析和利用剪力墻、框架結(jié)構(gòu)和梁柱結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)，設(shè)計(jì)和計(jì)算高層建筑結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和有負(fù)荷條件的平衡和穩(wěn)定。在優(yōu)化和強(qiáng)化高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，結(jié)合不同的剪力墻和墻柱穩(wěn)定位置和使用，使得各梁柱上的高度保持一致，在此階段上，堅(jiān)持以提高高層建筑的連續(xù)性和穩(wěn)定性來完善，使得高層建筑結(jié)構(gòu)的功能上穩(wěn)定化。

三、結(jié)語

綜上所述，高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，要做好全面的把控，提出高質(zhì)量的設(shè)計(jì)方案，保障建筑結(jié)構(gòu)性能達(dá)標(biāo)。設(shè)計(jì)工作的開展，從多個(gè)方面入手，做好結(jié)構(gòu)水平力和穩(wěn)定性等指標(biāo)的把控，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，為建筑施工提供高質(zhì)量方案。

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