高層建筑施工論文

高層建筑施工論文摘要：隨著社會的快速發(fā)展，高層建筑已經(jīng)成為一種主要趨勢，在現(xiàn)代城市建設(shè)中發(fā)揮著非常重要的作用。各國對高層建筑的計(jì)算有著不同的規(guī)定，針對高層建筑，本文簡要介紹了我國高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及高層建筑產(chǎn)生和發(fā)展的歷史，闡述了我國高層建筑發(fā)展的特點(diǎn)，指出了中國高層建筑的發(fā)展前景。關(guān)鍵詞：高層建筑、發(fā)展、結(jié)構(gòu)、展望高層建筑的出現(xiàn)是我國城市化發(fā)展必然需求，隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，城市功能越來越復(fù)雜，高層建筑在城市建設(shè)中的份額迅速增長。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，如何合理運(yùn)用結(jié)構(gòu)概念，準(zhǔn)確理解規(guī)范，把控設(shè)計(jì)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，做到安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理是建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的手段和目標(biāo)。一、高層建筑結(jié)構(gòu)定義及優(yōu)化設(shè)計(jì)房屋的高度是指建筑物室外地面到屋面或屋面板的高度，不包括電梯房、水箱、框架等高度。在我國，高層建筑的邊界規(guī)則并不完全統(tǒng)一。根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》，高層建筑是指10層以上、28m以上的鋼筋混凝土民用建筑。根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計(jì)》（GB500451995），高層建筑是指10層以上的住宅建筑（包括一樓有商業(yè)服務(wù)點(diǎn)的住宅）和24m以上的公共建筑。根據(jù)使用的結(jié)構(gòu)材料，高層建筑可分為三種類型：鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)和鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度高、重量輕、抗震性能好、施工速度快等優(yōu)點(diǎn)。但由于國內(nèi)鋼材供應(yīng)量大、造價(jià)高、施工精度高、防火性能差、舒適性差等原因，鋼結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用受到限制?；炷两Y(jié)構(gòu)具有可塑性強(qiáng)、鋼材消耗量小、材料使用方便、施工簡單、造價(jià)低、維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)。隨著各種高效抗震墻組合結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，混凝土和鋼筋的強(qiáng)度等級不斷提高，促進(jìn)了混凝土結(jié)構(gòu)在超高層建筑施工中的快速響應(yīng)。混凝土結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是自重、延性差、施工速度慢、構(gòu)件占地面積大、占地面積大。鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)是指由鋼混凝土組合構(gòu)件和鋼筋混凝土構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)類型。由于鋼-混凝土組合構(gòu)件形式多樣，可形成混合結(jié)構(gòu)體系。該結(jié)構(gòu)能有效發(fā)揮鋼構(gòu)件的作用。鋼-混凝土組合構(gòu)件和鋼筋混凝土構(gòu)件是它們各自的特點(diǎn)。與鋼結(jié)構(gòu)相比，混合結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)整體側(cè)剛度明顯提高，鋼用量減少，成本低，耐火性能好。與混凝土結(jié)構(gòu)相比，混合結(jié)構(gòu)具有占地面積小、占地面積小、施工速度快等優(yōu)點(diǎn)。1高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)高層和多層建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上不存在本質(zhì)區(qū)別，因二者只有層數(shù)和高度上的區(qū)別，都需要承受對水平和豎向荷載，理論與計(jì)算方法基本相同。對于高層建筑來說，水平與豎向荷載非常大，需要使用更多的輕質(zhì)高強(qiáng)材料來承擔(dān)水平和豎向荷載，將建筑材料自重產(chǎn)生不利影響降到最低。因高層建筑樓層較高，如何進(jìn)行抗側(cè)力設(shè)計(jì)同時(shí)兼顧豎向承載力成為區(qū)別于多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要特征。1.1水平荷載設(shè)計(jì)隨著高度的增加，除軸力基本與高度呈正比外，彎矩、位移都呈指數(shù)增加，水平荷載與豎向荷載相比成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主導(dǎo)因素。因此盡量采用輕質(zhì)高強(qiáng)材料減小水平及豎向荷載，合理選用及布置抗側(cè)力構(gòu)件抵抗水平力作用，才能優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，既降低工程成本又確保安全。1.2抗震設(shè)計(jì)地震作用對于高層建筑結(jié)構(gòu)的影響非常大，地震區(qū)烈度越高，建筑物樓層越高，地震力對結(jié)構(gòu)的作用就越大。所以在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，地震區(qū)建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，相對于其他荷載組合，是結(jié)構(gòu)師的主要工作。非地震區(qū)可不考慮地震作用但應(yīng)考慮其他水平荷載作用。1.3側(cè)移指標(biāo)側(cè)移是高層建筑結(jié)構(gòu)變形的主要方面。隨著高度的不斷增加，建筑結(jié)構(gòu)的水平荷載逐漸增大，產(chǎn)生的側(cè)移變形越來越大。側(cè)移限值是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的控制指標(biāo)，要合理控制側(cè)移符合相關(guān)規(guī)范要求。1.4軸向變形由于高層建筑層數(shù)較多故豎向荷載較大，使得豎向承重構(gòu)件軸向壓縮變形增加，會影響結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剪力及側(cè)移。例如多跨連續(xù)梁端支座彎矩增大，跨中彎矩及中間支座彎矩減小，剪力也會相應(yīng)變化。軸向壓縮變形引起的不利影響在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)均應(yīng)考慮。1.5結(jié)構(gòu)延性設(shè)計(jì)同多層建筑相比，高層建筑的高寬比更大，剛度更小，在地震作用下側(cè)向變形更顯著，周期比、位移比、剪重比、剛重比均應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范要求，確保建筑物具有足夠合理的剛度。剛度大則地震作用大，為了更好地消耗地震力需要采取合理的抗震構(gòu)造措施，使結(jié)構(gòu)進(jìn)入塑性變形階段仍具有一定的變形能力，而不至倒塌。即確保結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)具有足夠的延性。2高層建筑結(jié)構(gòu)體系分類2.1按結(jié)構(gòu)材料劃分2.1.1鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是鋼筋和混凝土的合體，融合了鋼筋與混凝土各自的優(yōu)勢，材料充足、成本低廉，還具有很好的耐火性和耐久性，后期維護(hù)成本低，被廣泛應(yīng)用在現(xiàn)今高層建筑工中，用量最大。2.1.2鋼結(jié)構(gòu)體系鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢是強(qiáng)度高、抗震性能好、構(gòu)件截面小、工廠化程度高、施工方便、建設(shè)周期短，適用于大跨度輕載的建筑物。但其劣勢也比較明顯，材料成本高，防銹、火性能較差，后期維護(hù)成本高。近幾年隨著我國高強(qiáng)鋼產(chǎn)量的增加，鋼結(jié)構(gòu)在高層建筑中使用越來越多。2.1.3鋼-鋼筋混凝土混合結(jié)構(gòu)鋼-鋼筋混凝土混合結(jié)構(gòu)是將鋼構(gòu)件與鋼筋混凝土構(gòu)件組合起來使用，發(fā)揮各自優(yōu)勢。通過兩者的相互作用，實(shí)現(xiàn)大跨度大空間的設(shè)計(jì)效果。鋼-鋼筋混凝土混合結(jié)構(gòu)，需要結(jié)構(gòu)構(gòu)件大跨度小構(gòu)件截面時(shí)采用鋼結(jié)構(gòu)，需要抗側(cè)移承及承受豎向重載時(shí)，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。一般情況下，該結(jié)構(gòu)被應(yīng)用在30~80層左右的高層建筑中。2.1.4鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)主要有型鋼混凝土結(jié)構(gòu)和鋼管混凝土結(jié)構(gòu)兩種。型鋼混凝土結(jié)構(gòu)是在混凝土中添加型鋼勁性配筋；鋼管混凝土結(jié)構(gòu)則是在鋼管內(nèi)注入混凝土。鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢為截面小承載能力強(qiáng)、抗裂性以及抗震性較好，在施工過程中不需要設(shè)置支撐或模板，節(jié)省了施工時(shí)間。與鋼結(jié)構(gòu)相比且具有良好的耐火性能。2.2按結(jié)構(gòu)形式劃分2.2.1框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)是通過梁、柱組成的結(jié)構(gòu)體系來承受豎向及水平荷載，框架結(jié)構(gòu)布置靈活多樣，能夠較好的滿足建筑功能要求。一般應(yīng)用于多層或者高度在50m以下的高層建筑中。在設(shè)計(jì)時(shí)，宜布置均勻傳力簡單明了?？蚣芙Y(jié)構(gòu)常規(guī)以主次梁將樓屋面豎向荷載傳導(dǎo)給柱為主?？蚣苤c框梁連接處形成剛節(jié)點(diǎn)共同抵抗水平力?？蚣芙Y(jié)構(gòu)平面布置適用性強(qiáng)，但抗側(cè)剛度較差，樓層較高時(shí)不宜選用。2.2.2剪力墻結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu)是將建筑承重墻作為豎向受荷和抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)體系。剪力墻的間距設(shè)置一般為3~8m，所以通常情況下應(yīng)用在空間要求較小的高層建筑中，如住宅，賓館等。剪力墻結(jié)構(gòu)的主要材料大多為鋼筋混凝土，包括現(xiàn)澆筑剪力墻、預(yù)制墻板剪力墻和兩者混合剪力墻結(jié)構(gòu)這三種形式。其中現(xiàn)澆筑剪力墻結(jié)構(gòu)的整體性好、抗側(cè)剛度強(qiáng)、豎向承載力大，抗震性能最優(yōu)。2.2.3框架剪力墻結(jié)構(gòu)框架剪力墻結(jié)構(gòu)是框架和剪力墻發(fā)揮各自優(yōu)勢結(jié)合在一起而形成的結(jié)構(gòu)，既平面布置靈活又抗側(cè)力好，在高層公共建筑中應(yīng)用較多。在水平荷載作用下框架是剪切變形，剪力墻是彎曲變形，框架和剪力墻共同發(fā)揮作用，來提升結(jié)構(gòu)整體抗側(cè)剛度，樓屋蓋是兩者協(xié)同工作的媒介，水平力通過樓屋蓋在兩者之間傳遞轉(zhuǎn)移，故樓屋蓋受力較大，往往會產(chǎn)生應(yīng)力集中。尤其是剪力墻設(shè)置不均勻且數(shù)量較少時(shí)應(yīng)力集中非常明顯。剪力墻應(yīng)在兩個(gè)主軸方向均勻設(shè)置，使結(jié)構(gòu)的動力特性在兩個(gè)方向接近。剪力墻與框架承受地震傾覆力矩的比值應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范的要求。比值不同則選取的計(jì)算方法和采取的技術(shù)措施都不同。框架剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻墻體應(yīng)設(shè)有端柱或翼緣，端柱或翼緣縱筋及箍筋應(yīng)加強(qiáng)；墻體總高與總長度之比宜控制在8~10，使其以彎曲變形為主。重力荷載代表值作用下的軸壓比不宜過大，應(yīng)與框架柱軸壓比匹配，減少豎向荷載作用下的二次應(yīng)力影響。2.3高層建筑結(jié)構(gòu)體系的新變化高層建筑結(jié)構(gòu)體系的新變化具體可概括為以下幾點(diǎn)：2.3.1輕型化高層建筑設(shè)計(jì)中，選用的材料逐漸向著輕質(zhì)、高強(qiáng)度方向發(fā)展，有效降低建筑物自重。2.3.2巨型化隨著建筑高度的提升及建筑功能的日趨復(fù)雜化，對建筑超大空間的需求促使巨型化結(jié)構(gòu)體系的出現(xiàn)。如巨型框架結(jié)構(gòu)。2.3.3柱網(wǎng)堯開間擴(kuò)大化在現(xiàn)今發(fā)展中，高層建筑的柱網(wǎng)和開間尺寸正在不斷擴(kuò)大。2.3.4轉(zhuǎn)換層的設(shè)置近年來高層建筑較為注重功能的多樣化，所以在結(jié)構(gòu)選型中，會結(jié)合建筑功能要求選擇合適的結(jié)構(gòu)體系以及柱網(wǎng)尺寸，再通過轉(zhuǎn)換層強(qiáng)行將它們聯(lián)系在一起，形成一棟完整的建筑。2.3.5加強(qiáng)層的設(shè)置加強(qiáng)層能夠使外住參與到整體抗彎中來，使內(nèi)筒與外柱更好的協(xié)同工作，減小結(jié)構(gòu)側(cè)移，提升整體結(jié)構(gòu)的抗彎剛度。在這些新變化的影響下，設(shè)計(jì)人員要強(qiáng)化概念設(shè)計(jì)，不斷吸收新的設(shè)計(jì)理念，善于借鑒成熟經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用于工程實(shí)踐當(dāng)中。新的結(jié)構(gòu)體系缺少規(guī)范依據(jù)，在做結(jié)構(gòu)選型時(shí)一定要充分實(shí)驗(yàn)，反復(fù)論證，提升設(shè)計(jì)的安全性。3高層建筑結(jié)構(gòu)體系的選擇高層建筑結(jié)構(gòu)體系種類較為繁多，進(jìn)行結(jié)構(gòu)體系選擇時(shí)肯定要對比經(jīng)濟(jì)性、安全性。既能夠提高承載力，造價(jià)還增加不多，結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)化就顯得尤為重要了。例如增加建筑物的寬度，增加寬度可以直接增大抗傾覆力臂，提高結(jié)構(gòu)剛度，進(jìn)而減少變形問題的產(chǎn)生。在其他條件不變的情況下，側(cè)移將會按照寬度增加的三次方逐漸減小。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)細(xì)化到每個(gè)構(gòu)件的承載力同時(shí)注確保構(gòu)件之間的連接方式最合理，充分利用材料性能，提升整個(gè)結(jié)構(gòu)體系的承載力。例如采用現(xiàn)澆樓屋蓋來增加結(jié)構(gòu)體系的整體性，使各種抗側(cè)力構(gòu)件共同工作成為一個(gè)整體。4結(jié)構(gòu)構(gòu)件的優(yōu)化4.1混凝土梁超筋情況軟件對混凝土梁計(jì)算顯示超筋信息的情況分為四種：梁彎矩設(shè)計(jì)值大于梁的極限承載彎矩；一級抗震等級受壓區(qū)高度與有效高度比值大于0.25，2~4級抗震等級，受壓區(qū)高度與有效高度比值大于0.35；抗規(guī)要求，梁端縱向受拉鋼筋的最大配筋率大于2.5%?；炷亮盒苯孛婕袅υO(shè)計(jì)值大于抗截面剪要求時(shí)。4.2剪力墻超筋情況（1）剪力墻暗柱超筋。通常情況下，軟件設(shè)定剪力墻暗柱的最大配筋率不得超過4%左右。一旦暗柱配筋情況超出規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)范圍，則會出現(xiàn)超筋提示。（2）剪力墻水平筋超筋。說明剪力墻的抗剪承載力不足，需要對其進(jìn)行截面調(diào)整。（3）連梁超筋。連梁超筋表明其抗剪承載力不足，規(guī)范允許對連梁剛度折減，折減后的剪力墻連梁在都會出現(xiàn)塑性變形，即開裂。連梁設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)保證配筋滿足彈性變形要求的承載力。4.3柱的軸壓比計(jì)算柱的軸壓比計(jì)算，需要對地震和非地震作用下的荷載組合分別考慮。軟件在考慮地震作用影響時(shí)，采用地震作用組合下柱軸力設(shè)計(jì)值計(jì)算軸壓比；轉(zhuǎn)件在不考慮地震作用影響時(shí)，采用非地震作用組合下柱軸力設(shè)計(jì)值計(jì)算軸壓比。4.4剪力墻軸壓比計(jì)算剪力墻軸壓比的計(jì)算應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范限值，保證剪力墻地震力作用下的延性。4.5構(gòu)件截面優(yōu)化設(shè)計(jì)經(jīng)過初步計(jì)算得出構(gòu)件截面尺寸后，還應(yīng)對構(gòu)件進(jìn)行截面優(yōu)化，在保證構(gòu)件截面和形狀合理性的基礎(chǔ)上，減少材料浪費(fèi)。另外，在優(yōu)化設(shè)計(jì)中，還要對結(jié)構(gòu)周期、位移、地震力等因素在截面減小后的變化情況予以分析，以此來確保截面優(yōu)化設(shè)計(jì)的合理性，提升高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)水平。二、高層建筑結(jié)構(gòu)難點(diǎn)分析1結(jié)合當(dāng)前高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性針對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來說，如何更好的實(shí)現(xiàn)和完善高層建筑的設(shè)計(jì)階段，為了完善其中的關(guān)聯(lián)性，就要以完善設(shè)計(jì)的條件。一般來說，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師需要根據(jù)建筑物的使用要求、擬建場地的地理特征以及施工技術(shù)來確定建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。因此，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)際過程具有相關(guān)性和基礎(chǔ)性的特征。在掌握技術(shù)實(shí)施要點(diǎn)的時(shí)候，設(shè)計(jì)者必須結(jié)合工程的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)條件。同時(shí)，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)者還需要保證設(shè)計(jì)創(chuàng)新，結(jié)合高層建筑結(jié)構(gòu)的建筑案，必須保證高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的美學(xué)和可靠性的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。2結(jié)合當(dāng)前高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不足來進(jìn)行分析2.1堅(jiān)持以基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為主2.1.1通過理論來進(jìn)行分析和探究對高層建筑的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來說，為了完善高層建筑的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，就要按照國家的高層建筑為依據(jù)，規(guī)范設(shè)計(jì)理念，同時(shí)在此階段還要以最佳的工作狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)保證，因此在此階段需要堅(jiān)持以安全性和穩(wěn)定性來強(qiáng)化[1]。因此在進(jìn)行高層建筑設(shè)計(jì)上，如何更好的保證高層建筑的標(biāo)準(zhǔn)，在此階段需要結(jié)合參考標(biāo)準(zhǔn)，完善高層建筑的基礎(chǔ)的安全設(shè)計(jì)。作為建筑結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì)的主要參考標(biāo)準(zhǔn)，必須進(jìn)行基礎(chǔ)的安全設(shè)計(jì)。為此，設(shè)計(jì)者必須把高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)作為一個(gè)比較完善的系統(tǒng)計(jì)劃，進(jìn)行科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、合理的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，把握高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，通過各種方案的對比最終確定正確的建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案。2.1.2案例分析例如，為了滿足實(shí)際需要，建筑單位委托設(shè)計(jì)單位在擬建場地上進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)。首先，對擬建場地的地質(zhì)勘察是一個(gè)必要的前提條件，只有在勘察清楚了擬建筑場地的地質(zhì)信息，特別清楚了擬建場地的地下水位高度及其常年水位變化、巖層特性及其分布的深度和寬度，以及有無其它不良地質(zhì)特性等信息，才能決定擬建建筑物方案的可行性，才能進(jìn)行高層建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。其次，對建筑方案的仔細(xì)分析，收集擬建場地的地域特性和有豐富的工程經(jīng)驗(yàn)的巖土工程師的合作，會大大的提高對擬建場地地質(zhì)情況的正確認(rèn)識，從而對地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中突出的難點(diǎn)設(shè)計(jì)作出正確的解決辦法?？偟膩碚f，抓住這種基礎(chǔ)的方法可以有效地避免在高層建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中做出錯(cuò)誤的判斷，從而大大提高高層建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的合理性。2.2結(jié)合高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來完善穩(wěn)定性2.2.1理論探究針對城市高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性來說，需要控制好結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和整體的協(xié)調(diào)性，一般來說，高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性與高層建筑的施工體系也有一定的關(guān)系。因此，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須合理控制高層建筑的施工體系，保證高層建筑施工時(shí)的協(xié)調(diào)運(yùn)輸模式。通常來說，我們所說高層建筑結(jié)構(gòu)的主要設(shè)計(jì)部分是結(jié)構(gòu)主要受力構(gòu)件的計(jì)算分析，屬于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中穩(wěn)定因素的主要部分。同時(shí)，高層建筑框架的輔助部分也是不能忽視的部分，在此階段結(jié)合高層建筑的承載力和控制力來實(shí)現(xiàn)平衡設(shè)計(jì)，保證高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有良好的抗震性和抗震能力。2.2.2案例分析例如，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，堅(jiān)持以程序來完善設(shè)計(jì)的高層建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算分析，在滿足相關(guān)規(guī)范的計(jì)算后，繪制出設(shè)計(jì)圖紙。在此基礎(chǔ)上，堅(jiān)持以設(shè)計(jì)圖一般會分為主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和附屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分，主要是對高層建筑結(jié)構(gòu)的主體受力部分進(jìn)行計(jì)算分析，確定合理的受力構(gòu)件的大小和布置。例如，主要的剪力墻、柱子、梁等的布置方式和截面大小及配筋計(jì)算。輔助部分一般由幕墻結(jié)構(gòu)、輕鋼結(jié)構(gòu)等構(gòu)成。為了滿足高層建筑的需求，就要堅(jiān)持以高層建筑來控制穩(wěn)定性和承載力，在此階段上還要不斷的掌握和了解其帶來的保證。3如何更好的實(shí)現(xiàn)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體方法3.1做好高層建筑結(jié)構(gòu)不良地基處理設(shè)計(jì)從高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體觀點(diǎn)來看，在此基礎(chǔ)上需要完善設(shè)計(jì)的需求，滿足不良的處理，使得在整體的設(shè)計(jì)上保證重要的過程和內(nèi)容。認(rèn)真認(rèn)識高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中不良地基處理的主要要求和技術(shù)要點(diǎn)，形成更規(guī)范的控制，更準(zhǔn)確地控制地質(zhì)和基礎(chǔ)。為了完善和提高地基的穩(wěn)定性，就要保證在此的安全性能，堅(jiān)持以高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方案來實(shí)現(xiàn)技術(shù)和工作及其組織[2]，同時(shí)還要嚴(yán)格實(shí)現(xiàn)高層建筑設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，在此階段需要強(qiáng)化及基本原則，把握好各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中最中心的參數(shù)和規(guī)則。同時(shí)在此基礎(chǔ)上，還要保證設(shè)計(jì)的質(zhì)量，對于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上來說，不斷的強(qiáng)化基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和應(yīng)用程序，全面掌握了高層建筑的基本要點(diǎn)，形成了高層建筑基礎(chǔ)的處理的多樣化設(shè)計(jì)方案。以在安全可靠的基礎(chǔ)上保證經(jīng)濟(jì)合理的原則，確定了高層建筑不良地盤處理的最終設(shè)計(jì)方案。3.2做好高層建筑結(jié)構(gòu)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。3.3做好高層建筑材料應(yīng)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)材料的應(yīng)用和設(shè)計(jì)是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。在材料的應(yīng)用設(shè)計(jì)中，根據(jù)由基礎(chǔ)工程、主體結(jié)構(gòu)和相關(guān)層所連接的重要部位，確定了鋼筋和混凝土的受力范圍，在確定部件和主題構(gòu)造上，堅(jiān)持以參數(shù)和類型來實(shí)現(xiàn)高層建筑結(jié)構(gòu)的額設(shè)計(jì)和材料，考慮高層建筑結(jié)構(gòu)的特征，從結(jié)構(gòu)功能的角度來看材料應(yīng)用設(shè)計(jì)的合理性，不斷的走科學(xué)性和優(yōu)化方案，使得在此操作上完善設(shè)計(jì)方案。在材料的應(yīng)用和設(shè)計(jì)過程中，必須建立基礎(chǔ)技術(shù)和參數(shù)系統(tǒng)，堅(jiān)持以高層建筑材料和配送的工作，以完善優(yōu)化和應(yīng)用結(jié)構(gòu)，使得在建筑材料商和施工上更加穩(wěn)定。三、BIM在高層建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用超高層建筑具有體型大、功能多和結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜的特點(diǎn)，對設(shè)計(jì)精細(xì)化程度要求高，BIM技術(shù)在超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，使整個(gè)項(xiàng)目作業(yè)更加系統(tǒng)化，提高了數(shù)據(jù)處理效率及精準(zhǔn)度，進(jìn)而有效節(jié)約了智慧城市的建設(shè)成本。1BIM在超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要性1.1促進(jìn)建筑設(shè)計(jì)方式的創(chuàng)新隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和智慧城市的發(fā)展，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從平面角度轉(zhuǎn)型到空間角度。BIM技術(shù)的應(yīng)用改變了設(shè)計(jì)者和建筑建造者的思想。設(shè)計(jì)超高層建筑時(shí)，不僅要考慮時(shí)間和空間因素，還應(yīng)科學(xué)合理地調(diào)整計(jì)算機(jī)對建筑外部空間和內(nèi)部空間的設(shè)計(jì)。BIM技術(shù)具有三維角度的數(shù)據(jù)邏輯性，可以有效幫助設(shè)計(jì)企業(yè)正確表明設(shè)計(jì)內(nèi)涵，經(jīng)過模型的構(gòu)建直接得到設(shè)計(jì)產(chǎn)品部分的可計(jì)算屬性。BIM技術(shù)模型的直觀表達(dá)可以提高工作人員的工作效率，減少審圖人員的審圖時(shí)間。1.2在思維模式上的轉(zhuǎn)型建筑設(shè)計(jì)師結(jié)合BIM技術(shù)對設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新，需要在二維設(shè)計(jì)和三維設(shè)計(jì)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，轉(zhuǎn)變建筑設(shè)計(jì)師和企業(yè)的思維。BIM技術(shù)強(qiáng)調(diào)建筑的回歸性，可以有效提高建筑設(shè)計(jì)師對建筑模式的形態(tài)、空間和時(shí)間的探索可行性，以及各種信息數(shù)據(jù)數(shù)字化的實(shí)用性。1.3優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)的總體結(jié)構(gòu)在工程建造過程中采用BIM技術(shù)，可以有效提高施工質(zhì)量水平，并準(zhǔn)確傳輸數(shù)字信息。在BIM技術(shù)應(yīng)用過程中，工作人員可以根據(jù)BIM三維模型和成本維度等信息，實(shí)現(xiàn)動態(tài)實(shí)施監(jiān)控，可以在任意時(shí)間獲取工作信息，并且實(shí)現(xiàn)階段之間的造價(jià)對比，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)管理。2BIM系統(tǒng)在超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用2.1BIM模型與相應(yīng)流程的建立建筑施工過程中，應(yīng)制定科學(xué)合理的BIM工作流程，進(jìn)而保證工作的順利開展。通常情況下，將建筑設(shè)計(jì)和施工進(jìn)行有效的配合，建立溝通平臺，可以解決超高層建設(shè)管理中出現(xiàn)的問題。深化設(shè)計(jì)高層建筑建設(shè)中的結(jié)構(gòu)和裝飾，進(jìn)一步優(yōu)化工程綜合圖，在施工過程中，結(jié)合工程建設(shè)的設(shè)計(jì)圖，將施工過程中各部分進(jìn)行疊加和綜合，從而實(shí)現(xiàn)三維的可視化。此外，在高層建筑建設(shè)過程中，應(yīng)重視各專業(yè)的交叉問題。BIM檢測系統(tǒng)在檢測后會得出相應(yīng)的檢測報(bào)告，方便工作人員對相關(guān)問題進(jìn)行針對性地分析與完善，避免在施工中出現(xiàn)失誤造成返工。可見，BIM技術(shù)在很大程度上提高了建筑工程施工的進(jìn)度，節(jié)省了成本的投入。2.2提高設(shè)計(jì)及建筑構(gòu)件的合理性在高層建筑施工過程中，應(yīng)結(jié)合BIM技術(shù)提高建筑工程質(zhì)量，同時(shí)應(yīng)用BIM技術(shù)，對建設(shè)設(shè)計(jì)進(jìn)行模擬和標(biāo)準(zhǔn)判定，進(jìn)行統(tǒng)一化管理，并處理在施工中遇到的問題。加強(qiáng)BIM技術(shù)在建筑構(gòu)件方面的應(yīng)用，準(zhǔn)確衡量構(gòu)件的尺寸和定位，完善建筑結(jié)構(gòu)的整體框架，同時(shí)還應(yīng)注意各專業(yè)的深化設(shè)計(jì)。2.3通過綜合圖實(shí)現(xiàn)可視化施工高層建筑現(xiàn)場施工時(shí)需要大量的信息資料和結(jié)構(gòu)圖。因此，BIM技術(shù)的模型建立非常重要。對各專業(yè)進(jìn)行可視化，需要利用BIM技術(shù)建立三維模型，使實(shí)際施工情況與虛擬施工情況更貼合，從而提高建筑施工質(zhì)量。在建筑施工階段，工作人員在采購和安裝施工項(xiàng)目的相關(guān)設(shè)備及建筑構(gòu)件時(shí)應(yīng)做好相關(guān)記錄，保證信息的完整性和有效性，為正常施工提供參考依據(jù)。在選擇施工方案時(shí)，可通過三維模型對施工方案進(jìn)行完善和修改，盡可能地保證施工質(zhì)量和安全。此外，利用BIM模型的可視化可以為高層建筑施工現(xiàn)場制定科學(xué)的管理制度，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一規(guī)劃。2.4檢查設(shè)計(jì)合理性，模擬施工進(jìn)度超高層建筑主要通過BIM系統(tǒng)進(jìn)行人工干預(yù)，要想具有良好的模擬特性，應(yīng)綜合人工的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)，在初步檢查的過程中，優(yōu)化施工圖設(shè)計(jì)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)圖中存在的問題，進(jìn)行有效解決并做好相關(guān)記錄。后續(xù)施工時(shí)，應(yīng)結(jié)合施工設(shè)計(jì)圖，不能盲目施工，避免出現(xiàn)返工現(xiàn)象。通常來說，可以通過三維建筑模型將各項(xiàng)施工專業(yè)展現(xiàn)出來，并導(dǎo)入Navisworks軟件中，之后模擬各項(xiàng)工序的施工進(jìn)度，保證各項(xiàng)施工進(jìn)度的合理性和協(xié)調(diào)性。2.5提高建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量在傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)人員主要采用CAD進(jìn)行設(shè)計(jì)繪圖，但這種方式不能給用戶提供準(zhǔn)確且詳細(xì)的信息。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)初始階段使用BIM技術(shù)，可以展示建筑結(jié)構(gòu)模式，使用戶準(zhǔn)確地認(rèn)識和理解建筑結(jié)構(gòu)。多數(shù)建筑工程施工的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作都可以通過BIM技術(shù)完成，BIM技術(shù)不僅可以展現(xiàn)建筑動態(tài)結(jié)構(gòu)，還可以更直觀地顯示建筑結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)參數(shù)，并為設(shè)計(jì)單位提供優(yōu)先選擇的方案。我國建筑工程主要采用鋼結(jié)構(gòu)，在鋼結(jié)構(gòu)建模過程中，工作人員應(yīng)處理好結(jié)構(gòu)的連接，并加強(qiáng)布置。鋼結(jié)構(gòu)涉及多種連接形式，主要包括梁柱連接和梁梁連接等形式。在設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，通常需要結(jié)合梁的實(shí)際高度，把各個(gè)連接件進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計(jì)并將其參數(shù)化。在施工過程中，BIM技術(shù)可以起到參數(shù)共享的作用，從而有效控制螺旋的數(shù)量和間距，設(shè)計(jì)人員只需調(diào)整系統(tǒng)中的參數(shù)，就可以形成新的連接部件。設(shè)計(jì)人員需要繪制加強(qiáng)件和連接件的大樣圖，進(jìn)而提高這2部分的設(shè)計(jì)質(zhì)量，施工人員則需要參考相應(yīng)的位置設(shè)計(jì)，并根據(jù)實(shí)際情況確定加強(qiáng)件和連接件的位置，從而保證鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量。2.6合同管理工作的相關(guān)應(yīng)用在建筑項(xiàng)目招標(biāo)時(shí)采用BIM技術(shù)具有很大的優(yōu)越性，在此過程中，應(yīng)提取精確的工程量，并在施工時(shí)針對性地設(shè)計(jì)施工組織工程，進(jìn)而準(zhǔn)確地進(jìn)行投標(biāo)報(bào)價(jià)。在分包方的選擇與合同管理中采用BIM技術(shù)，并將合同信息輸入BIM中。在施工過程中出現(xiàn)變更時(shí)，相關(guān)人員應(yīng)及時(shí)調(diào)整工程價(jià)款。四、從防火角度談高層建筑設(shè)計(jì)----以廣西南寧為例1超高層建筑火災(zāi)隱患特點(diǎn)1.1火勢蔓延快超高層建筑中水平荷載大，起著控制作用。因此，筒體結(jié)構(gòu)通常會成為抵抗水平荷載的最優(yōu)選擇。排氣道、電纜井、樓梯間等豎向井道，容易因?yàn)榉阑鸱指舨划?dāng)或設(shè)計(jì)不合理，超高層建筑作為開窗洞的筒體，形成“煙囪效應(yīng)”，火災(zāi)災(zāi)情會短時(shí)間迅速擴(kuò)大，煙氣在豎井內(nèi)的垂直擴(kuò)散速度繼續(xù)急劇提高。1.2疏散困難高層建筑同時(shí)具備層數(shù)多，垂直距離高和人員集中的特點(diǎn)。這就導(dǎo)致了疏散具備相當(dāng)?shù)碾y度。因?yàn)槠胀娞菰诎l(fā)生火災(zāi)時(shí)自動停止使用，強(qiáng)制停在一樓，因此火災(zāi)時(shí)主要是通過樓梯來進(jìn)行人員逃生和安全疏散。1.3撲救難度大超高層建筑的火災(zāi)時(shí)，撲救所需的水量較大，但是因樓層眾多和水壓問題，供水容易發(fā)生不足。同時(shí)，因?yàn)樵擃惤ㄖ戎谄胀ńㄖ臒彷椛涓鼜?qiáng)、煙霧濃、火勢向上蔓延的速度更快，消防救援人員難以控制火場；消防隊(duì)伍救援和滅火設(shè)施高度有限，目前室內(nèi)消防給水設(shè)施還是撲救超高層建筑火災(zāi)的主要設(shè)施[3]。2012年南寧金湖廣場某超高層建筑22樓發(fā)生火災(zāi)，就是主要采用安保人員使用室內(nèi)配備的滅火器和消火栓水帶滅火，配合消防救援人員動用78m云梯消防車的內(nèi)外夾攻，成功消滅火災(zāi)。1.4火險(xiǎn)隱患多超高層建筑分為民用建筑和公共建筑，通常功能多元化，如果是圖書館、寫字樓、酒店等公共建筑，因功能特點(diǎn)或者裝修需要，室內(nèi)裝修可燃物及可燃物品數(shù)量可觀，不光導(dǎo)致火災(zāi)擴(kuò)展速度加快，同時(shí)燃燒產(chǎn)生的有毒有害物質(zhì)也迅速傳播。2超高層建筑防火設(shè)計(jì)2.1總平面布置總平面布置是超高層建筑設(shè)計(jì)中的第一要素。合理的總平面布置，不但有利于火災(zāi)撲救，而且對人員疏散及消防救援有極大幫助。根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50016-2014)規(guī)定，建筑高度大于100m的民用建筑的樓板耐火極限不能低于2.00h。同時(shí)，還要合理確定超高層建筑的防火間距、消防車道等重要因素。高層民用建筑與高層民用建筑之間的防火間距為13m，與裙房和其他民用建筑之間的防火間距根據(jù)耐火等級分別為9、11、14m。超高層民用建筑需要設(shè)置環(huán)形消防車道。如果現(xiàn)場條件不允許的情況下，需要沿超高層民用建筑的兩個(gè)長邊設(shè)置消防車道，如果超高層民用建筑的沿街長邊超過150m或者總長度超過220m，需要在適中位置設(shè)置穿過建筑的消防車道。例如，龍光世紀(jì)項(xiàng)目位于南寧新城區(qū)，為一棟82層(400m)的超高層酒店辦公大樓和一棟54層(180m)超高層公寓式辦公大樓。該項(xiàng)目環(huán)形消防車道距離外墻5～10m，寬度為6m，其中1#塔樓消防登高面分段設(shè)計(jì)，位于西邊與北邊轉(zhuǎn)角處，并設(shè)置消防登高操作場地，以利于大型消防車進(jìn)行火災(zāi)撲救。南寧市消防支隊(duì)根據(jù)結(jié)合實(shí)際情況，針對高層建筑消防撲救場地設(shè)計(jì)做出了具體規(guī)定，起到了很好的防控作用。2.2避難層設(shè)計(jì)根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》規(guī)定，建筑高度超過100m的公共建筑，應(yīng)設(shè)避難層(間)。首個(gè)避難層高度距離滅火救援地面的高度不應(yīng)超過50m，每兩個(gè)避難層(間)之間的高度不應(yīng)超過50m。避難層是火災(zāi)發(fā)生時(shí)建筑內(nèi)人員臨時(shí)避難的樓層。避難層要考慮建筑面積、使用功能、建筑內(nèi)部人員數(shù)量、人流速度及火災(zāi)可能發(fā)生的情形，設(shè)置足夠數(shù)量的避難層；防煙樓梯應(yīng)設(shè)在避難層分隔、同層錯(cuò)位或者上下層斷開的位置，使火災(zāi)逃生人員必須經(jīng)過避難層才能上下；避難層的凈面積按照每平方5人和大樓的日常人流量來計(jì)算；兼做設(shè)備層的避難層，設(shè)備和管道需要集中布置；避難層需設(shè)置消防電梯出口和消防電話。避難層分為全敞開式、半敞開式、封閉式3種類型。南寧地處溫暖的南方，設(shè)置敞開式或半敞開式避難層，可以采取自然通風(fēng)排煙，起到擋煙的作用。云星錢隆首府作為超高層住宅小區(qū)，在18層設(shè)置了半敞開式避難層，嚴(yán)格遵守消防規(guī)范，明確避難層用途，不挪作他用。同時(shí)，天花、地板、樓梯等都具有很強(qiáng)的耐火性能。2.3標(biāo)準(zhǔn)層防火疏散設(shè)計(jì)超高層標(biāo)準(zhǔn)層一般平面面積較大，部分區(qū)域可能采光及通風(fēng)較差。標(biāo)準(zhǔn)層的平面組合模式多達(dá)18種以上，不論何種平面模式，標(biāo)準(zhǔn)層的防火分區(qū)盡量將每層劃分為1個(gè)分區(qū)，但如果是一類超高層辦公樓，每個(gè)防火分區(qū)不超過1000㎡。如設(shè)置自動滅火系統(tǒng)的防火分區(qū)，防火分區(qū)可擴(kuò)大一倍，最好不要超過2000㎡。南寧綠地中心的塔樓作為最高達(dá)199.5m的超高層寫字樓，標(biāo)準(zhǔn)層構(gòu)造采用方形，單層建筑面積達(dá)1990㎡，核心筒面積約465㎡，按照規(guī)范，防火分區(qū)配置消防電梯1部，均勻設(shè)置四部疏散電梯，并在走道中間設(shè)置防火卷簾，實(shí)現(xiàn)了辦公空間的實(shí)用布置，同時(shí)又滿足了防火分區(qū)及防火疏散要求。2.4屋頂停機(jī)坪設(shè)計(jì)按照規(guī)范，超高層建筑可在屋頂設(shè)置直升機(jī)停機(jī)坪，以滿足消防救援需求。高度達(dá)100m以上，標(biāo)準(zhǔn)層建筑面積達(dá)到2000㎡以上的超高層公共建筑適宜設(shè)置直升機(jī)停機(jī)坪?；馂?zāi)發(fā)生時(shí)，在特別危急，沒有其他逃生途徑的時(shí)候，在樓頂?shù)娜藛T可以通過直升機(jī)逃生到安全區(qū)域。具體要求有：(1)停機(jī)坪應(yīng)遠(yuǎn)離生設(shè)備機(jī)房、電梯機(jī)房、水箱間、共用天線等突出物；(2)建筑通向停機(jī)坪的出口要達(dá)到2個(gè)以上，出口寬度要大于或等于0.9m；(3)在停機(jī)坪的適當(dāng)位置消火栓；(4)停機(jī)坪四周圍設(shè)置航空障礙燈。本項(xiàng)目的屋頂停機(jī)坪采用鋼桁架結(jié)構(gòu)，頂板為直徑為24m的航空鋁合金甲板，屋頂設(shè)置兩部疏散樓梯與停機(jī)坪連接。五、低碳理念下的高層建筑設(shè)計(jì)理念現(xiàn)代高層建筑主體結(jié)構(gòu)多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，消耗了大量的水泥，石子等自然資源，在鋼筋混凝土拆除的過程中這些材料不可回收且難處理，也給環(huán)境造成不小的壓力。低碳環(huán)保理念下的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性、環(huán)保性、舒適性進(jìn)行分析的一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，一定程度上影響了工程造價(jià)，降低了對周圍環(huán)境的破壞，通過新技術(shù)、新產(chǎn)品、新工藝實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排，可有效促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會的進(jìn)步。1低碳環(huán)保理念的特征低碳環(huán)保理念是當(dāng)今社會常提到的一個(gè)名詞，具有鮮明的特點(diǎn)：①低碳環(huán)保理念以降低環(huán)境污染，減少對環(huán)境的破壞為目的；②低碳環(huán)保理念重視對技術(shù)的創(chuàng)新，通過新技術(shù)、新產(chǎn)品、新方法來實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排；③低碳環(huán)保理念的應(yīng)用，可以有效的促進(jìn)社會的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，為人類文明的發(fā)展起到重要作用。低碳環(huán)保理念在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用也一樣，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：(1)節(jié)約資源能源：以低碳環(huán)保理念為設(shè)計(jì)指導(dǎo)，對于新材料、新產(chǎn)品、新技術(shù)的應(yīng)用會更加重視，如高層鋼結(jié)構(gòu)及裝配整體式高層混凝土結(jié)構(gòu)等，從而有效的降低資源能源的消耗，降低對環(huán)境污染的壓力。(2)營造新的環(huán)境：在建筑結(jié)構(gòu)施工的過程中，由于新材料、新技術(shù)、新工藝等的應(yīng)用，性能優(yōu)越，一定程度能夠更有效率的開展工作，方便施工。如高層鋼結(jié)構(gòu)及裝配整體式高層混凝土結(jié)構(gòu)，大部分的施工作業(yè)在工廠進(jìn)行，工地現(xiàn)場只是進(jìn)行拼裝作業(yè)，大大縮短了工程建設(shè)周期。(3)提高生活品質(zhì)：低碳環(huán)保理念下的新型建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)品，開發(fā)新型技術(shù)，如在室外鋪裝過程中利用水體循環(huán)和蒸發(fā)等原理，減少熱島效應(yīng)，加強(qiáng)雨水應(yīng)用，降低城市耗水量，有利于人們生活環(huán)境的進(jìn)一步改善，從而使我們生活空間更加舒適。2低碳環(huán)保理念下的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)。2.1選取合適的材料高層建筑要想有好的結(jié)構(gòu)，或者說，高層建筑的設(shè)計(jì)者要想設(shè)計(jì)出美觀舒適安全的高層建筑，就必須要選取合適的建筑材料。所謂的合適，是指在低碳環(huán)保下，注重材料的強(qiáng)度和彈塑性。如果建筑材料強(qiáng)度和彈塑性達(dá)不到要求，這樣高層建筑就起不到防震作用，也可能會瞬間傾塌。其次優(yōu)化外墻技術(shù)，外墻是維護(hù)結(jié)構(gòu)的主體部分，其耗能較大，占整個(gè)建筑能耗的25%左右，高層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)及剪力墻結(jié)構(gòu)，采用的均為質(zhì)地較輕，保溫隔熱較好的材料，但是材料的性質(zhì)影響了外墻的壽命，傳統(tǒng)的外保溫材料結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且抗震效果不好，因此在選擇外墻材料時(shí)不僅要有保溫效果，更要抗震性能強(qiáng)，結(jié)構(gòu)性好的材料，能夠承受住外部裝置的荷載以及有震動的鑿刨裝修等。因此，在選取材料的時(shí)候一定要注意，確保材料的使用性能滿足要求，而且要注重材料的低碳環(huán)保性能。2.2選擇合適的建筑形體建筑形體在高層建筑中也占據(jù)十分重要的位置，建筑形體越大耗能越多，應(yīng)盡量選擇體形系數(shù)較小的平面形狀，因?yàn)樗軌蚶闷湫∏晒饣耐庑螠p少建筑物整體及局部的風(fēng)壓體型系數(shù)，結(jié)構(gòu)體系的布置能夠更加合理，更加節(jié)約。2.3選取合適的結(jié)構(gòu)體系在低碳理念下，選擇合適的結(jié)構(gòu)體系如鋼結(jié)構(gòu)裝配式體系和鋼筋混凝土裝配式體系等，隨著經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)體系已經(jīng)被運(yùn)用到各種大型的建筑結(jié)構(gòu)體系中來，但鋼結(jié)構(gòu)在住宅中的應(yīng)用很少，沒有被廣泛推廣開，該結(jié)構(gòu)體系重量較輕，具有較好的抗震性能，且能重復(fù)利用，在低碳環(huán)保理念下應(yīng)被大量推廣，還能夠給整個(gè)高層建筑增添美感，更加符合大眾的口味和審美。鋼筋混凝土裝配式體系，在節(jié)能減排的背景下近幾年讓大家有了新的認(rèn)識，裝配式結(jié)構(gòu)體系具有抗震性能好，承重體系和非承重（圍護(hù)體系）體系有較好的銜接，結(jié)構(gòu)質(zhì)量能夠很好地控制，能夠減少對環(huán)境的污染，施工速度較快等特點(diǎn)。2.4充分利用自然資源充分利用建筑空間自然通風(fēng)原理，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最大限度的利用自然通風(fēng)，這就要求結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)能夠配合好建筑本身盡量實(shí)現(xiàn)這個(gè)要求，同時(shí)做好優(yōu)化建筑位置及朝向設(shè)計(jì)，充分利用自然資源，降低使用采暖設(shè)備和空調(diào)系統(tǒng)。因此，對于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者來說結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)會決定著這個(gè)高層建筑的低碳性和可持續(xù)性以及舒適性。特別是低碳環(huán)保理念的應(yīng)用，更應(yīng)該注重細(xì)節(jié)，對于新技術(shù)、新產(chǎn)品、新工藝的應(yīng)用，能夠使我們的結(jié)構(gòu)體系更加人性化。3低碳環(huán)保理念下的高層建筑設(shè)計(jì)原則及要點(diǎn)3.1高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性和合理性高層建筑設(shè)計(jì)出來的初衷就是為了進(jìn)行土地資源的節(jié)約和空間資源的節(jié)省，讓人民生活舒適的情況下還能做到節(jié)省能源。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是為建筑架起骨架，在建筑方案確定的前提下，結(jié)構(gòu)方案應(yīng)在安全的前提下，采用合理的，經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)形式，并達(dá)到節(jié)能減排的效果。通過對設(shè)計(jì)方案的努力改正和檢查，降低施工的花費(fèi)，積極配合施工工作，確保低碳環(huán)保理念能夠在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中發(fā)揮應(yīng)用的作用，通過經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、科學(xué)的設(shè)計(jì)方案，使高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加合理。3.2合理利用概念設(shè)計(jì)對于結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)師來說，高層建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)貫穿著整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，是整個(gè)結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)的靈魂，根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗(yàn)等形成的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想，進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的總體布置并確定細(xì)部構(gòu)造的過程。所以高層建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)是要將整個(gè)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)貫穿于整個(gè)建筑設(shè)計(jì)，建筑方案制定的過程中應(yīng)當(dāng)盡量選用規(guī)則的平面布置；在場地選擇中應(yīng)當(dāng)有所避開對抗震不利的地方；建筑結(jié)構(gòu)體系和材料的選擇還應(yīng)當(dāng)綜合考慮結(jié)構(gòu)的承重性及延性，確保結(jié)構(gòu)具有較好的抗震性能，并以概念判斷計(jì)算結(jié)果的合理性并進(jìn)行必要的調(diào)整。3.3做好高層建筑結(jié)構(gòu)延性設(shè)計(jì)高層建筑結(jié)構(gòu)的延性能夠?qū)拐鹌鸬經(jīng)Q定性作用。所謂的高層建筑的結(jié)構(gòu)延性包括材料延性，構(gòu)件延性和結(jié)構(gòu)延性，也就是高層建筑結(jié)構(gòu)的材料，構(gòu)件和結(jié)構(gòu)的變形能力。如高層鋼結(jié)構(gòu)，鋼材本身具有較好的塑性性能，且質(zhì)量較輕，水平地震作用和豎向地震作用相比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)較小，且鋼結(jié)構(gòu)具有很強(qiáng)的韌性，在地震過程中能夠吸收較多的地震能量，是一種很好地結(jié)構(gòu)延性體系，即使在大震下也會使得高層建筑屹立不倒而危及人身安全，但是由于造價(jià)的原因至今沒有在高層住宅上廣為應(yīng)用?，F(xiàn)如今，人們對于高層建筑要求越來越高，致使很多高層建筑設(shè)計(jì)師把高層建筑設(shè)計(jì)得越來越復(fù)雜，如果高層建筑結(jié)構(gòu)的延性不好，就不能保證高層建筑結(jié)構(gòu)的變形能力，導(dǎo)致高層建筑在地震過程中出現(xiàn)破壞和倒塌。3.4確保高層建筑結(jié)構(gòu)軸向變形的合理性隨著高層建筑高度的不斷增加。在這種趨勢下，由于建筑材料的多元化，高層建筑結(jié)構(gòu)軸向變形問題就顯得十分突出。因此在如今的超高層建筑中，豎向的荷載大幅度的增加，就會使得高層建筑結(jié)構(gòu)中的中墻柱體在自身徐變發(fā)生的過程中隨著荷載的不斷增加而發(fā)生軸向變形，直接影響到高層建筑的穩(wěn)定性，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和后期施工過程中，應(yīng)采取有效的措施保證中墻柱的軸向變形控制在合理的范圍。六、平面不規(guī)則高層建筑設(shè)計(jì)要求分析若能加強(qiáng)平面不規(guī)則高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析，就可以為后續(xù)的結(jié)構(gòu)施工作業(yè)開展提供技術(shù)支持，實(shí)現(xiàn)對建筑結(jié)構(gòu)的有效布置，豐富平面不規(guī)則高層建筑的設(shè)計(jì)形式。因此，需要根據(jù)與時(shí)俱進(jìn)的發(fā)展要求，給予平面不規(guī)則高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更多的關(guān)注，積極開展這方面的設(shè)計(jì)工作，并加強(qiáng)對設(shè)計(jì)方案的過程把控，逐步實(shí)現(xiàn)對建筑結(jié)構(gòu)方面的科學(xué)設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上，有利于優(yōu)化平面不規(guī)則高層建筑結(jié)構(gòu)的使用功能，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效果。1影響平面不規(guī)則高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效果的因素探討為了實(shí)現(xiàn)對平面不規(guī)則高層建筑結(jié)構(gòu)的有效設(shè)計(jì)，則需要了解設(shè)計(jì)效果方面的影響因素[4]。具體包括：（1）設(shè)計(jì)理念的影響。基于平面不規(guī)則高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，若設(shè)計(jì)理念更新不及時(shí)，且對創(chuàng)新理念運(yùn)用不充分，就會影響這類建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效果，制約設(shè)計(jì)水平的提升；（2）設(shè)計(jì)方式的影響。在對平面不規(guī)則高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，若所需的設(shè)計(jì)方式缺乏適用性，與這類建筑的實(shí)際情況不相符，將會對平面不規(guī)則高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效果造成不同程度的影響；（3）設(shè)計(jì)人員綜合素質(zhì)、材料、環(huán)境因素等方面的影響。平面不規(guī)則高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作開展中，若設(shè)計(jì)人員的綜合素質(zhì)有待提高、材料選用不當(dāng)、環(huán)境因素的影響考慮不充分，可能會降低這類建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量，并且設(shè)計(jì)效果方面缺乏保障，會加大平面不規(guī)則高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題的發(fā)生率。2平面不規(guī)則高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析在對平面不規(guī)則高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要通過對結(jié)構(gòu)功能特性、科學(xué)設(shè)計(jì)要求等方面考慮，明確這類高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)。具體包括以下方面。2.1平面質(zhì)量偏心影響處理方面的設(shè)計(jì)高層建筑荷載大、高度高，應(yīng)用過程中會因平面質(zhì)量偏心的影響而對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性產(chǎn)生潛在威脅，且這種影響的產(chǎn)生與高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)不夠合理有著密切聯(lián)系。因此，在平面不規(guī)則高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，為了保持良好的結(jié)構(gòu)狀況，則需要注重平面質(zhì)量偏心影響的處理，落實(shí)好相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作予以應(yīng)對。具體表現(xiàn)為：（1）提高邊榀結(jié)構(gòu)布置形式及剛度，提高邊榀的利用效率，控制好相應(yīng)的設(shè)計(jì)工作進(jìn)行過程，從而減少平面質(zhì)量偏心對高層建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和抗震性能的影響；（2）設(shè)計(jì)人員應(yīng)通過對平面不規(guī)則高層建筑結(jié)構(gòu)性能可靠性要求的考慮，注重結(jié)構(gòu)構(gòu)件的合理選用及布置，并且在專業(yè)理論知識、豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等要素的支持下，完成好這類高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，實(shí)現(xiàn)對平面質(zhì)量偏心影響的高效處理，為平面不規(guī)則高層建筑結(jié)構(gòu)安全使用提供支持。2.2平面剛度偏心影響處理方面的設(shè)計(jì)建筑的平面剛度包括平面內(nèi)和平面外剛度兩種，平面內(nèi)剛度與荷載作用方向一致，平面外剛度與荷載作用方向垂直。實(shí)踐中若平面不規(guī)則高層建筑應(yīng)用中的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)模型之間存在差異，且構(gòu)件荷載不均勻等，就會引發(fā)平面剛度偏心問題，從而對高層建筑平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的影響，需要落實(shí)好相應(yīng)的處理工作予以應(yīng)對。具體表現(xiàn)為：（1）通過對信息技術(shù)、專業(yè)理論知識的配合使用，不斷優(yōu)化平面不規(guī)則高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式，減少剛度偏心量，給予這類高層建筑結(jié)構(gòu)性能優(yōu)化相應(yīng)的保障；（2）基于高層建筑平面剛度偏心影響處理方面的設(shè)計(jì)，也需要設(shè)計(jì)人員強(qiáng)化這類建筑平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方面的意識，有效開展與之相關(guān)的設(shè)計(jì)工作，從而減少平面剛度偏心對平面不規(guī)則高層建筑結(jié)構(gòu)的影響，逐步實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目標(biāo)。2.3其他方面的設(shè)計(jì)要點(diǎn)（1）減少平面強(qiáng)度偏心影響方面的設(shè)計(jì)。平面不規(guī)則高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)置過程中，若選用的混凝土、選用的鋼筋以及鋼構(gòu)件等構(gòu)件的實(shí)際強(qiáng)度與設(shè)計(jì)強(qiáng)度存在一定的差異，就會引發(fā)平面強(qiáng)度偏心問題，影響著平面不規(guī)則高層建筑結(jié)構(gòu)性能。實(shí)踐中為了減少這類影響，改善平面不規(guī)則高層建筑應(yīng)用中的結(jié)構(gòu)狀況，則需要設(shè)計(jì)人員能夠?qū)Y(jié)構(gòu)構(gòu)件強(qiáng)度有著充分認(rèn)識，并對選用過程加以控制，有效應(yīng)對高層建筑平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)形成中所需構(gòu)件的實(shí)際強(qiáng)度與設(shè)計(jì)強(qiáng)度差異性問題，進(jìn)而減少平面強(qiáng)度偏心所產(chǎn)生的影響，高效地完成平面不規(guī)則高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。（2）重視平面不規(guī)則高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗扭性能的提高，并通過對凹凸位置樓板厚度與配筋率的有效控制，合理控制平面外圈框架梁及豎向構(gòu)件的剛度，作到豎向構(gòu)件的合理布置，滿足這類高層建筑結(jié)構(gòu)科學(xué)設(shè)計(jì)要求，促使最終得到的設(shè)計(jì)方案有著良好的應(yīng)用價(jià)值。同時(shí)，為了降低高層建筑平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)薄弱層應(yīng)用問題發(fā)生率，就需要通過對剪力墻的合理布置、抗側(cè)剛度的加強(qiáng)、基于中震不屈服分析的計(jì)算等方面綜合考慮，提高結(jié)構(gòu)薄弱層方面的設(shè)計(jì)剛度及強(qiáng)度，避免在高層建筑實(shí)踐中處于不安全的應(yīng)用狀態(tài)。（3）在完成平面不規(guī)則高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的過程中，也需要通過對減弱核心筒連梁、墻柱軸壓比的控制、凹凸位置處設(shè)置斜向鋼筋等方面的考慮，對這類高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，促使設(shè)計(jì)方案的應(yīng)用效果更加明顯，保持平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)應(yīng)用過程良好的功能特性。3提升平面不規(guī)則高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的相關(guān)措施[5](1)在了解當(dāng)前形勢變化的基礎(chǔ)上，為了提升平面不規(guī)則高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平，則需要將創(chuàng)新理念融入設(shè)計(jì)過程中，并且在綜合素質(zhì)良好的設(shè)計(jì)人員支持下，實(shí)現(xiàn)對高層建筑結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)。同時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，選用質(zhì)量可靠的材料，細(xì)化平面不規(guī)則高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容，從而為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的提升打下基礎(chǔ)。(2)加強(qiáng)信息技術(shù)使用，充分發(fā)揮在平面不規(guī)則高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢，提供豐富的信息資源，促使設(shè)計(jì)質(zhì)量更加可靠，并提升這類結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的信息化水平，有效應(yīng)對高層建筑平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題，促使整體設(shè)計(jì)水平的逐漸提升。（3）在專業(yè)培訓(xùn)活動的支持下，全面提高平面不規(guī)則高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的綜合素質(zhì)，發(fā)揮出他們的專業(yè)優(yōu)勢，給予這類高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平提升相應(yīng)的支持。同時(shí)，需要重視抗震技術(shù)的合理選用，了解環(huán)境因素方面的影響，使得平面不規(guī)則高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作開展更具針對性，最終達(dá)到設(shè)計(jì)水平不斷提升的目的。七、高層建筑的現(xiàn)狀及發(fā)展1高層建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及體系建筑結(jié)構(gòu)必須承受水平和垂直載荷。低層建筑結(jié)構(gòu)通常要抵抗豎向荷載，水平荷載（如風(fēng)荷載）或效應(yīng)（如地震效應(yīng)）對低層建筑的影響較小。由于低層建筑產(chǎn)生的內(nèi)力和位移相對較小，一般可以忽略不計(jì)。因此，豎向荷載往往是低層建筑結(jié)構(gòu)中設(shè)計(jì)的控制因素，材料消耗、成本和結(jié)構(gòu)方案的確定主要由豎向荷載控制。但在高層建筑結(jié)構(gòu)中，水平荷載對結(jié)構(gòu)的影響較大，橫向位移已成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要控制目標(biāo)之一。建筑高度導(dǎo)致完全不同的應(yīng)力條件，水平荷載和垂直荷載共同作用，兩者都是設(shè)計(jì)中需要考慮因素。高層建筑構(gòu)件也會受到多種變形的影響。在一般情況下，通常只考慮構(gòu)件彎曲變形的影響，由于構(gòu)件軸向和剪切變形的影響比較小，可以忽略不計(jì)。在高層建筑中，變形的原因是地基不均勻沉降，主要表現(xiàn)在墻體開裂。由于結(jié)構(gòu)特性的限制，橫向阻力系統(tǒng)的選擇和組成是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的首要考慮和決策重點(diǎn)。高層建筑的選型在結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)中起著極其重要的作用，結(jié)構(gòu)選擇主要包括以下內(nèi)容：合適的基礎(chǔ)以及豎向和水平承重結(jié)構(gòu)。影響高層建筑結(jié)構(gòu)選擇的主要因素是環(huán)境、功能要求、結(jié)構(gòu)材料、施工水平和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的發(fā)展。建筑位置的環(huán)境條件是選擇基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、豎向和水平承重結(jié)構(gòu)的基本依據(jù)。地震設(shè)防烈度的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)難以確定的原因是地質(zhì)條件的復(fù)雜性、地震運(yùn)動的隨機(jī)性和結(jié)構(gòu)損傷規(guī)律的不確定性，這樣結(jié)構(gòu)選型也就不容易。為了解決上述問題，提出三個(gè)設(shè)防水準(zhǔn)和兩階段設(shè)計(jì)，并考慮到建筑的重要性。2高層建筑施工特點(diǎn)2.1工程量大，施工工期長高層建筑的工程量比普通建筑要大得多，在施工的過程中要耗費(fèi)大量的人力和物力，還要考慮工程的安全保障問題，因此工程設(shè)計(jì)更加復(fù)雜，施工的工期也較長。2.2埋置深度大高層建筑的埋置深度有特殊的要求，按照國家相關(guān)規(guī)定，高層建筑的埋置深度要達(dá)到大于自身高度的1/15,樁基埋置深度一般要大于高層建筑自身高度的1/18。并且，高層建筑至少有一層地下室，這些是保證穩(wěn)定性的基礎(chǔ)。2.3高空作業(yè)多高層建筑需要較多的高空作業(yè)，需要施工人員進(jìn)行難度較高，風(fēng)險(xiǎn)較大的物品運(yùn)送，對施工提出了更高的安全要求。3我國高層建筑的產(chǎn)生與發(fā)展歷程自古以來，人類就有越來越高的愿望和需求。從心理需求的角度來看，人工創(chuàng)造可以表達(dá)一種崇拜感，人們需要人工創(chuàng)造的物體來表達(dá)他們對人類的崇敬，超越普通的水平，比如對神和強(qiáng)大的統(tǒng)治者的崇敬。高人工創(chuàng)造可以象征權(quán)力，表現(xiàn)為金錢、權(quán)力和地位。從物質(zhì)需要的角度來看，高度就是高度。從高處看，視野可以非常開闊和遙遠(yuǎn)，讓人感覺神清氣爽。從東漢到清末，中國建造了數(shù)以萬計(jì)的木結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、石結(jié)構(gòu)和木石結(jié)構(gòu)的混合塔，現(xiàn)存約25000座。毫不夸張地說，中華民族有著建造高樓大廈的悠久歷史。新中國成立后，我國高層建筑的發(fā)展主要分為三個(gè)階段。第一階段：從新中國成立到60年代末，這個(gè)階段的建筑主要在20層以下，建筑結(jié)構(gòu)主要以框架的形式。第二階段：70~80年代，北京飯店于1974年在北京建成，20層，874m，1976年在廣州建成33層的白云飯店。20世紀(jì)80年代，中國高層建筑開始蓬勃發(fā)展。從1980~1983年的三年中，所有的高層建筑都在1949年之后竣工。第三階段：從20世紀(jì)90年代初開始，中國的高層建筑進(jìn)入了發(fā)展的跳躍階段。4高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不足4.1高度設(shè)計(jì)不恰當(dāng)就高層建筑結(jié)構(gòu)的科學(xué)設(shè)計(jì)而言，高度設(shè)計(jì)是十分核心的內(nèi)容，是直接影響高層建筑使用效果的關(guān)鍵，要進(jìn)行有效高度設(shè)計(jì)，一定要聯(lián)系當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況與有關(guān)的高層建筑使用要求展開重點(diǎn)研究，保證其高度科學(xué)合理。過高設(shè)計(jì)高層建筑高度也許會導(dǎo)致部分超高問題出現(xiàn)，從而干擾高層建筑的安全性與穩(wěn)定性特點(diǎn)，而過低設(shè)計(jì)高層建筑高度，有可能導(dǎo)致高層建筑的使用效果降低。4.2負(fù)荷設(shè)計(jì)不合理在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)當(dāng)重視一定的負(fù)荷設(shè)計(jì)，就高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的負(fù)荷設(shè)計(jì)來說，一定要確保高層建筑結(jié)構(gòu)總體平衡性效果，保證其可以發(fā)揮相對理想的應(yīng)用價(jià)值效益，防止發(fā)生任何不確定因素。在進(jìn)行負(fù)荷設(shè)計(jì)的時(shí)候，比較常見的問題即考慮問題不夠全面，沒有對具體的高層建筑負(fù)荷設(shè)計(jì)工作展開全面的研究，特別針對不同部分的作用力，無法展開仔細(xì)精確的核算，最終直接影響到負(fù)荷系統(tǒng)的總體穩(wěn)定性效果。4.3材料設(shè)計(jì)不科學(xué)就高層建筑結(jié)構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計(jì)而言，其相關(guān)的結(jié)構(gòu)之類通常包括框剪結(jié)構(gòu)、框筒結(jié)構(gòu)和筒中筒結(jié)構(gòu)等，要充分發(fā)揮以上結(jié)構(gòu)的功能就要求重視施工材料方面的嚴(yán)格把關(guān)，保證施工材料設(shè)計(jì)的科學(xué)性與可靠性，而現(xiàn)階段的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，在此類施工材料設(shè)計(jì)部分尚存的缺陷問題依舊相對較多，例如針對鋼筋混凝土材料的選用不合理，就一定會影響到總體結(jié)構(gòu)的利用效益，特別是針對配筋率以及有關(guān)的施工材料使用數(shù)量，這同樣也是導(dǎo)致之后各種故障問題出現(xiàn)的主要原因。4.4抗震性能設(shè)計(jì)較弱就高層建筑的安全有效運(yùn)用而言，抗震性能也是要求重點(diǎn)考慮的一個(gè)關(guān)鍵要點(diǎn)內(nèi)容，此類抗震性能的設(shè)計(jì)也就要求在實(shí)際的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行嚴(yán)格管理，保證它可以在后續(xù)建筑物使用是具有理想的穩(wěn)定性效益。然而在現(xiàn)階段實(shí)際的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，抗震性能的設(shè)計(jì)較弱還是相對頻繁的一類問題，設(shè)計(jì)者針對抗震等級的掌握不確定，亦或是有關(guān)的抗震性能設(shè)計(jì)時(shí)發(fā)生明顯的偏差問題，都將干擾并約束最后的使用穩(wěn)定性效果，這些都要求引起充分的注意。5高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不足的完善對策5.1重視采用結(jié)構(gòu)方案的科學(xué)性結(jié)構(gòu)方案選用的科學(xué)與否直接影響高層建筑工程的建筑質(zhì)量。合理科學(xué)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以成功實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)水平設(shè)計(jì)的效果目標(biāo)。所以，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)當(dāng)高度重視結(jié)構(gòu)方案的選用。在選用結(jié)構(gòu)方案的時(shí)候：①要針對結(jié)構(gòu)方案的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與要求認(rèn)真分析，