王輝

（柳州市市政公用設(shè)施重點(diǎn)工程推進(jìn)中心 545001）

摘要：作為多高層建筑建設(shè)的核心，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞關(guān)乎整個(gè)建筑工程的走向。特別是隨著新時(shí)期多高層建筑規(guī)模與結(jié)構(gòu)復(fù)雜度的增加，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度不斷增加，很容易引發(fā)設(shè)計(jì)問(wèn)題。本文從多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見(jiàn)問(wèn)題入手，提出了一些解決對(duì)策，從而全面確保多高層建筑設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：多高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；常見(jiàn)問(wèn)題；解決對(duì)策

近幾年，快速推進(jìn)的城市化進(jìn)程極大地加劇了城市建設(shè)增多和可用地面積日益短缺之間的矛盾。為了最大程度提升城市土地利用率，緩解城市用地短缺情況，多高層建筑工程得到了快速發(fā)展。而結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為多高層建筑建設(shè)的核心，關(guān)乎建筑結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性、可靠性與安全性。因此，如何才能提升多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有效性值得深入探究。

1、多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見(jiàn)問(wèn)題

1.1 抗震方面問(wèn)題

相較于低層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言，多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加注重抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，但是其也是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的薄弱環(huán)節(jié)?？v觀唐山大地震、汶川地震以及玉樹(shù)地震等我國(guó)多個(gè)重大地震，給我國(guó)國(guó)家和人民帶來(lái)了巨大損害。因此，加強(qiáng)多高層建筑抗震設(shè)計(jì)具有重要的意義?？拐鸾Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)系統(tǒng)、繁雜的項(xiàng)目，其涉及到建筑材料選擇、墻體承重方式以及抗震規(guī)范等諸多方面，任何一方面存在問(wèn)題均會(huì)影響建筑物抗震效果。但是我國(guó)地震的發(fā)生率比較低，以至于大多數(shù)多高層建筑設(shè)計(jì)人員大都不重視抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，相應(yīng)的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的專業(yè)素質(zhì)和技能也非常有限。比如，在開(kāi)展多高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員僅簡(jiǎn)單地計(jì)算和分析了建筑抗震數(shù)據(jù)，影響了抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的靈活性和有效性，無(wú)法確保建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，很容易因抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理而影響多高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震效果。因此，為了有效地提升多高層建筑的抗震性能，就必須要注重抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

1.2 抗風(fēng)方面問(wèn)題

除了抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之外，抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也是多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，需要建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員給予足夠的重視。抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的具體表現(xiàn)可以歸納為兩個(gè)方面，即：其一，通過(guò)抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)保護(hù)多高層建筑物的玻璃、裝飾物和墻體，避免過(guò)大風(fēng)力破壞這些比較薄弱的建筑物結(jié)構(gòu)；其二，通過(guò)抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)增強(qiáng)多高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，避免其在過(guò)高高度部位處出現(xiàn)過(guò)大晃動(dòng)問(wèn)題。但是在當(dāng)前我國(guó)多高層建筑抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程，設(shè)計(jì)人員大都只注重保護(hù)玻璃、裝飾物和墻體等外在建筑結(jié)構(gòu)，卻忽視了保護(hù)建筑物主體結(jié)構(gòu)。如果風(fēng)荷載過(guò)大，超出了多高層建筑物的承受能力，那么就很容易破壞多高層建筑主體結(jié)構(gòu)，為建筑結(jié)構(gòu)埋下了重大安全和質(zhì)量隱患。

1.3 消防方面問(wèn)題

隨著建筑高度的增加，建筑的人居密度勢(shì)必會(huì)不斷增加。為了滿足建筑安全要求和規(guī)定，就必須要加強(qiáng)消防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。但是我國(guó)多高層建筑功能需求日趨多樣化，結(jié)構(gòu)形式也越發(fā)繁雜，極大地增加了消防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的復(fù)雜度和難度。特別是我國(guó)現(xiàn)階段多高層建筑中所用的各種建筑材料均為可燃性材料，且具有很強(qiáng)的空氣流動(dòng)性和風(fēng)力特性，這進(jìn)一步增加了多高層建筑開(kāi)展消防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的必要性。另外，在我國(guó)大多數(shù)的多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員常常采用垂直形式的消防設(shè)計(jì)方式，此時(shí)如果發(fā)生火災(zāi)問(wèn)題，那么就需要更多的時(shí)間來(lái)疏散建筑居民，進(jìn)一步增加了多高層建筑消防風(fēng)險(xiǎn)。因此，為了可以確保多高層建筑具有良好的消防特性，需要著重做好消防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

2、多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題的解決對(duì)策

2.1 優(yōu)化抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在開(kāi)展多高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要要求專業(yè)抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員結(jié)合建筑所在地的抗震烈度等地震情況以及其他建筑特點(diǎn)，在充分考慮建筑方面抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的基礎(chǔ)上，對(duì)多高層建筑物抗震結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。通過(guò)準(zhǔn)確地計(jì)算和分析建筑的相關(guān)抗震數(shù)據(jù)來(lái)切實(shí)做好建筑物主梁、承重墻等關(guān)鍵構(gòu)件抗震設(shè)計(jì)以及地基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以全面增強(qiáng)建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能。比如，在對(duì)多高層建筑剪力墻進(jìn)行抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要在綜合考慮抗震設(shè)計(jì)規(guī)范和剪力墻抗震設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上，合理設(shè)置承重柱和承重墻，確保該結(jié)構(gòu)具有很強(qiáng)的抗震性能。另外，要注意確保建筑結(jié)構(gòu)整體的均勻性和對(duì)稱性，確保平面形狀的簡(jiǎn)單化和規(guī)范化，這就需要優(yōu)化處理地震應(yīng)力扭轉(zhuǎn)，同時(shí)還需要統(tǒng)一多高層建筑剛度中心點(diǎn)和結(jié)構(gòu)地震作用點(diǎn)；要著重做好多高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，合理選擇配筋參數(shù)、合理設(shè)計(jì)邊緣構(gòu)件、合理設(shè)計(jì)連梁參數(shù)等剪力墻結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的相關(guān)參數(shù)，從而全面確保多高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。

2.2 優(yōu)化抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在開(kāi)展多高層建筑抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要先充分考慮水平作用力對(duì)建筑所帶來(lái)的影響，尤其是要確保建筑物在風(fēng)力干擾作用下所產(chǎn)生的風(fēng)力荷載低于其極限承載能力。其次，要加強(qiáng)多高層建筑物主體結(jié)構(gòu)的加固處理工作，具體可以采用高性能混凝土或者采用先進(jìn)的施工工藝和高級(jí)砂石等來(lái)進(jìn)行地基施工和主體結(jié)構(gòu)施工，以便可以借此來(lái)增加建筑物主體結(jié)構(gòu)的整體承載性能。最后，要加強(qiáng)多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中的耗能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，比如可以對(duì)樓板等非承重建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)件進(jìn)行耗能設(shè)計(jì)來(lái)最大程度地增強(qiáng)多高層建筑物的抗風(fēng)性能，避免過(guò)大風(fēng)能破壞多高層建筑物結(jié)構(gòu)。

2.3 優(yōu)化消防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為了確保多高層建筑消防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，需要著重做好如下幾個(gè)方面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，即：首先，在選擇多高層建筑結(jié)構(gòu)材料的過(guò)程中，需要盡量選擇高耐火性能的建筑材料，以便可以起到延緩和控制火勢(shì)蔓延的問(wèn)題；其次，要合理設(shè)置多高層建筑防火帶結(jié)構(gòu)，根據(jù)其建筑和消防特征來(lái)在建筑中的適當(dāng)位置處合理設(shè)置防火帶，否則無(wú)法及時(shí)控制建筑建筑火勢(shì)，盡量降低火災(zāi)可能帶來(lái)的損失。最后，要對(duì)多高層建筑中的疏散通道、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)和智能滅火系統(tǒng)等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)和撲滅多高層建筑中存在的火災(zāi)，避免因煙氣擴(kuò)散而對(duì)多高層建筑居民造成傷害。另外，在發(fā)生火災(zāi)之后，需要做好多高層建筑疏散通道指示燈和廣播系統(tǒng)設(shè)置來(lái)確保建筑居民可以及時(shí)在發(fā)生火災(zāi)后順利撤離。

2.4 其他設(shè)計(jì)優(yōu)化對(duì)策

除了著重做好多高層建筑抗震、抗風(fēng)以及消防等方面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作之外，為了確保多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有效性，還需要做好其他幾個(gè)方面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化工作，具體主要包括：其一，合理選擇建筑平面和立面。在多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要盡量將建筑結(jié)構(gòu)的剛度、幾何中心以及結(jié)構(gòu)中心等對(duì)齊，避免在地震力或者其他外力作用下出現(xiàn)過(guò)大的扭轉(zhuǎn)問(wèn)題，同時(shí)立面設(shè)計(jì)上要做到對(duì)稱、規(guī)則、簡(jiǎn)單，尤其是要避免出現(xiàn)過(guò)大的凹凸問(wèn)題。其二，要注意考慮建筑構(gòu)造上細(xì)節(jié)問(wèn)題的處理，比如針對(duì)不同的條件要合理確定鋼筋砼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的保護(hù)層厚度等。

3、結(jié)語(yǔ)

總之，多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)涉及到諸多設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)內(nèi)容眾多。為了確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有效性，要在注重做好抗震、抗風(fēng)、消防等關(guān)鍵設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)處理，同時(shí)還要注意規(guī)范設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)行為，從而全面確保多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

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