高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題與策略

1、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題與策略【摘要】隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化水平不斷提升。在城 市發(fā)展的過(guò)程中， 高層建筑作為城市的重要標(biāo)志， 發(fā)展速度越來(lái)越快。 高層建筑相對(duì)于普通建筑來(lái)說(shuō)， 最大的特點(diǎn)就是體量比較大， 對(duì)于技 術(shù)等各方面因素要求比較高。 這就需要優(yōu)化高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)問 題，提高建筑物使用的質(zhì)量和養(yǎng)護(hù)水平。 本文以試論高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)若干問題與對(duì)策為題， 主要就高層建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)原則進(jìn)行 分析，指出了當(dāng)前高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問題， 并且提出了有效的 解決辦法。 通過(guò)這樣的方式， 希望能夠?qū)崿F(xiàn)提高高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的 水平，保證城市化發(fā)展的水平，推動(dòng)社會(huì)的和諧發(fā)展?！娟P(guān)鍵詞】高

2、層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；問題；對(duì)策 隨著社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的快速進(jìn)步， 建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生了顯著的 變化。隨著城市化水平不斷提升，城鎮(zhèn)人口不斷增加，為了提高資源 的利用效率， 建筑物的高度也越來(lái)越高。 高層建筑對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較 嚴(yán)格，需要承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)因素比一般建筑物更多。 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng) 該保證其科學(xué)性與合理性， 從而能夠更好地滿足用戶的生活需求。 高 層建筑結(jié)構(gòu)還應(yīng)用具有很好的安全性， 能夠很好抵抗大風(fēng)、 地震等自 然因素，能夠使用戶的生活得到安全的保障。所以，這就需要對(duì)于高 層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行細(xì)致的分析，提出科學(xué)的設(shè)計(jì)原則。1. 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)1.1 水平荷載具有非常重要的作用。高層建筑與

3、低層建筑除了在 體量上有一定的區(qū)別之外， 其水平荷載也存在著一定的差異。 低層建 筑所受到的外力主要以重力為主要的豎向荷載。 但是高層建筑結(jié)構(gòu)受 到水平荷載與豎向荷載的共同作用， 尤其是當(dāng)建筑物的高度不斷增加 的時(shí)候， 水平荷載對(duì)于結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的內(nèi)力也就會(huì)迅速增加， 對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)有著重要的影響。1.2 軸向容易出現(xiàn)變形的情況。高層建筑如果承受的豎向荷載數(shù) 值比較大， 那么就會(huì)容易導(dǎo)致柱中出現(xiàn)軸向變形， 從而影響連續(xù)梁彎 矩，導(dǎo)致其中間支座負(fù)彎矩值減小，增大了跨中的彎矩值。同時(shí)，預(yù) 制構(gòu)件下料長(zhǎng)度也會(huì)有一定的影響， 應(yīng)該隨著軸向變形的計(jì)算值來(lái)計(jì) 算，合理調(diào)整下料的長(zhǎng)度。1.3 結(jié)構(gòu)延性比較大。在高

4、層建筑結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中，除了要保證 建筑物具有一定的強(qiáng)度， 還應(yīng)該注重提升建筑物的延性。 這樣可以很 好地提升建筑物的變形能力， 避免在建筑物出現(xiàn)震動(dòng)的時(shí)候， 導(dǎo)致缺 少延性出現(xiàn)的建筑物倒塌事故。 相對(duì)于一般的底層建筑來(lái)說(shuō)， 高層建 筑需要的延性更大， 這樣主要的目的就是為了能夠更好地保證建筑的 結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，提升建筑結(jié)構(gòu)的柔性。2. 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則2.1 科學(xué)選擇結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖。在計(jì)算簡(jiǎn)圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行高層建筑 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算， 如果計(jì)算簡(jiǎn)圖選擇不夠合理， 那么就會(huì)導(dǎo)致建筑結(jié) 構(gòu)容易發(fā)生安全事故。因此，在開展高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，保 證計(jì)算簡(jiǎn)圖選擇的合理性是保證建筑結(jié)構(gòu)安全的重要手段。

5、同時(shí)，在 計(jì)算簡(jiǎn)圖中，還應(yīng)該選擇相應(yīng)的構(gòu)造方法，更好地保證安全。因此在 實(shí)際的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中， 結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)不僅僅是鋼節(jié)點(diǎn)或者餃節(jié)點(diǎn)。 因此應(yīng)該 保證計(jì)算計(jì)算的誤差處于規(guī)定的范圍內(nèi)。2.2 合理選擇結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。在選擇結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng) 該根據(jù)高層建筑地質(zhì)條件進(jìn)行選擇。 同時(shí)， 應(yīng)該綜合分析高層建筑上 部的結(jié)構(gòu)類型和荷載分布， 分析施工的條件和其中各個(gè)影響因素， 再 這樣的基礎(chǔ)上進(jìn)行基礎(chǔ)方案的選擇。 在這個(gè)過(guò)程中， 應(yīng)該使地基的潛 力得到更加有效的發(fā)揮， 做好地基變形的檢驗(yàn)工作。 在高層建筑結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)的過(guò)程中， 需要有詳細(xì)的地質(zhì)勘查報(bào)告， 從而為開展建筑結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)提供有效的指導(dǎo)。2.3 選擇合理

6、的結(jié)構(gòu)方案。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該注 重保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案滿足經(jīng)濟(jì)性的要求， 能夠與結(jié)構(gòu)形式和體系相適 應(yīng)。在結(jié)構(gòu)體系中要求受力比較明確，傳力比較簡(jiǎn)單。在相同的結(jié)構(gòu) 單元中， 需要選擇相同的結(jié)構(gòu)體系。 尤其是當(dāng)高層建筑在地震區(qū)的時(shí) 候，應(yīng)該按照平面和豎向的規(guī)則應(yīng)力。只有在對(duì)于地理?xiàng)l件、工程設(shè) 計(jì)需求和施工等綜合分析的前提下， 選擇科學(xué)的結(jié)構(gòu)， 從而確定合理 的結(jié)構(gòu)方案。2.4 準(zhǔn)確分析計(jì)算結(jié)果。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù) 在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用比較廣泛。 當(dāng)前，市場(chǎng)上有許多中計(jì)算軟 件，得到的結(jié)果也會(huì)有一定的差別。所以，這就需要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng) 該加強(qiáng)對(duì)于軟件使用進(jìn)行研究找到最適

7、合的軟件開展設(shè)計(jì)計(jì)算工作。 有的時(shí)候， 由于計(jì)算機(jī)與實(shí)際的情況存在著一定的差異， 所以工程師 應(yīng)該注重對(duì)于計(jì)算機(jī)軟件得到的結(jié)果進(jìn)行校核， 利用自身的專業(yè)知識(shí) 進(jìn)行合理化判斷，得出計(jì)算的準(zhǔn)確結(jié)果。3. 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問題3.1 短肢剪力墻問題。在高層建筑中，一些看起來(lái)比較小的問題 有的時(shí)候會(huì)導(dǎo)致建筑物受到致命的影響， 嚴(yán)重影響建筑物的安全使用。 在這之中， 短肢剪力墻設(shè)置不夠合理就是非常典型的問題之一， 有的 時(shí)候設(shè)計(jì)人員容易增設(shè)短肢剪力墻， 這樣就會(huì)使高層建筑的安全性和 穩(wěn)定性受到一定的影響。 嚴(yán)重的時(shí)候會(huì)使建筑物的抗震能力受到影響。3.2 嵌固端問題。嵌固端作為高層建筑設(shè)計(jì)重要組成部

8、分，設(shè)計(jì) 的不合理也會(huì)影響到建筑結(jié)構(gòu)的安全性。 例如，嵌固端設(shè)置在人防頂 板或者地下室，那么就會(huì)存在著一定的安全問題。其二，嵌固端上下 層不合理剛度比設(shè)計(jì)也會(huì)影響建筑結(jié)構(gòu)的安全性。3.3 超高問題。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，由于一些開放商 為了追求經(jīng)濟(jì)效益， 會(huì)超高建設(shè)建筑解雇。 建筑結(jié)構(gòu)高度的增加會(huì)帶 來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益， 但是對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性卻會(huì)產(chǎn)生非常重 要的影響。 尤其是在高度增加之后， 建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和抗震性能都 會(huì)大大減弱。 嚴(yán)重的還會(huì)使建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)斷裂和倒塌的情況， 給居民 的人身安全帶來(lái)嚴(yán)重的威脅。4. 解決高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在問題的策略4.1 優(yōu)化結(jié)構(gòu)方案選擇。在進(jìn)

9、行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng) 該注重選擇科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。 只有這樣， 才能夠保證建筑結(jié) 構(gòu)整體的穩(wěn)定性。 在選擇結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的時(shí)候， 由于涉及的問題比較 多，所以需要進(jìn)行細(xì)致的分析。 首先應(yīng)該注重對(duì)于相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定 進(jìn)行研讀，避免與相關(guān)的規(guī)定出現(xiàn)沖突的地方。同時(shí)，在選擇結(jié)構(gòu)方 案的時(shí)候應(yīng)該充分考慮施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，做好勘測(cè)和調(diào)查工作。 只有在充分分析， 考量各種因素的基礎(chǔ)上， 才能夠得到最佳的結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)方案。4.2 注重滿足各種性能。再設(shè)計(jì)高層建筑結(jié)構(gòu)的時(shí)候，應(yīng)該注重 滿足各種性能。 保證安全是滿足各種性能的基礎(chǔ)， 因此這就需要做好 各個(gè)方面的工作。首先，應(yīng)該加強(qiáng)高層建筑結(jié)構(gòu)的延

10、展性，這樣可以 很好地應(yīng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的斷裂、倒塌和地震等自然災(zāi)害。其次，應(yīng)該關(guān) 注高層建筑結(jié)構(gòu)的水平力。 只有關(guān)注高層建筑結(jié)構(gòu)平面內(nèi)各個(gè)方向的 力的總成，才能夠更加科學(xué)地設(shè)計(jì)方案。最后，高層建筑結(jié)構(gòu)核心性 能就是安全穩(wěn)定性，保證穩(wěn)定性是保證安全的首要基礎(chǔ)。所以，應(yīng)該 做好短肢剪力墻設(shè)置工作，做好嵌固端的設(shè)計(jì)工作。4.3 重視對(duì)于計(jì)算簡(jiǎn)圖的使用。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中， 應(yīng)該高度重視與計(jì)算相關(guān)的內(nèi)容， 這些因素對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)有著非常重 要的影響。在計(jì)算的過(guò)程中，關(guān)鍵在計(jì)算簡(jiǎn)圖的選擇和使用。因?yàn)楦?層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較復(fù)雜， 計(jì)算簡(jiǎn)圖設(shè)計(jì)的難度也就會(huì)大大 增加。所以，在選擇設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖的時(shí)候，應(yīng)

11、該對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)的各種 影響因素進(jìn)行分析， 避免計(jì)算過(guò)程中出現(xiàn)差錯(cuò)， 影響建筑建筑結(jié)構(gòu)的 設(shè)計(jì)和施工。4.4 提高工作人員的責(zé)任心。工作人員對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)起到了 重要的影響，所以，想要優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)人員的責(zé)任性對(duì)于保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有著重要的影響。 這也就需要企業(yè)加強(qiáng)培 訓(xùn)，督促工作人員能夠以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)， 保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)的有效性。5. 結(jié)語(yǔ)綜上所述， 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為一項(xiàng)綜合性的技術(shù)工作， 對(duì)于 建筑整體設(shè)計(jì)具有非常重要的作用和意義。 隨著我國(guó)高層建筑的快速 發(fā)展，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求越來(lái)越高。 也只有不斷提升高層建筑 設(shè)計(jì)的質(zhì)量和水平， 保證結(jié)構(gòu)的安全性， 才能夠更好地為居民提供安 全的生活環(huán)境。 本文通過(guò)對(duì)于高層建筑的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行分析， 提出了 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要原則， 闡述了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問 題，并且重點(diǎn)提出了怎樣更好地開展高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方案。 希望 可以通過(guò)本文的分析，為開展高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。參考文獻(xiàn)1 吳其彪. 探討高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問題與對(duì)策 J. 技術(shù)與市 場(chǎng),2016,(09):174.2 趙軍. 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問題與對(duì)策研究 J. 門窗， 2016,(01):137-138.3 王號(hào). 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)問題及對(duì)策分析 J. 低碳世界， 2015