李楊

摘 要：由于城鎮(zhèn)化建設(shè)的腳步不斷加快，造成土地資源的短缺，因此房地產(chǎn)建設(shè)工程已經(jīng)開始轉(zhuǎn)向了超高層建筑的設(shè)計，其在設(shè)計過程中對各項指標(biāo)參數(shù)均有著較高的要求，所以設(shè)計人員在進(jìn)行設(shè)計時，一定要做好相關(guān)方面的準(zhǔn)備工作，并對結(jié)構(gòu)的特殊部位和需要關(guān)注的問題提出合理的處理方法和措施建議，保證施工人員按照設(shè)計圖紙進(jìn)行施工后，不管是結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、安全性還是耐久性，都可以符合相關(guān)的規(guī)范要求。

關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；問題及措施

1 前言

目前我國城市發(fā)展非常快，由于土地的稀缺，建筑工程逐漸朝著高處發(fā)展，高層建筑越來越多，其規(guī)模也變得越來越大，相對普通建筑工程的類型，高層建筑在施工建設(shè)的難度是非常不同的，其施工難度非常大，特別是在高層建筑設(shè)計階段，這個階段是非常重要的，我們只有保證高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計沒有任何問題，才可以保證整個高層建筑的施工建設(shè)更加順利，在高層建筑設(shè)計的整個過程中，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計是核心內(nèi)容，也是非常重要的，我們的設(shè)計要保證高層建筑在后期使用的過程中具備安全性與穩(wěn)定性的重要指標(biāo)，這就要求我們更加重視高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計，不斷提高高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計水平。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的特征

在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，應(yīng)嚴(yán)格遵守相關(guān)建筑行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，對高層建筑的結(jié)構(gòu)展開總體設(shè)計、構(gòu)造、繪圖及測算、技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究等工作。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，一般以鋼筋混凝土與鋼材為主要材料，鋼筋混凝土不僅形狀多樣、成本較低且來源充裕，更重要的是其材料具有良好的耐久性與承載力。高層建筑的主體構(gòu)造主要由樓層及傳遞豎載、豎向交通結(jié)構(gòu)與抗側(cè)力、基礎(chǔ)等構(gòu)造組成。在高層建筑受力后，每部分能夠經(jīng)過調(diào)整實現(xiàn)受力平衡，同時可以構(gòu)成建筑的傳力途徑，最后使外力傳遞至地基。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計主要分為水平力設(shè)計、抗震設(shè)計及剪力墻設(shè)計等。高層建筑的豎向結(jié)構(gòu)里的軸力與彎矩的數(shù)值和建筑高度成正比，傾覆力矩及軸力和建筑高度的平方成正比，其中豎向荷載可看作定值，風(fēng)荷載與地震數(shù)值隨結(jié)構(gòu)動力性不同而變化。

3 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計遵循的原則

3.1 根據(jù)要求確定設(shè)計方案

現(xiàn)代任何一個建筑要想順利施工，都必須先制定一個合理有效的設(shè)計和施工方案。設(shè)計人員一定要綜合地理地質(zhì)、物理、設(shè)計、計算機技術(shù)等不同領(lǐng)域的知識來實施高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計。利用綜合分析各種影響因素，保證設(shè)計方案的可行性和實用性。

3.2 保證結(jié)構(gòu)設(shè)計的完整性

在針對高層建筑結(jié)構(gòu)實施設(shè)計時，設(shè)計人員應(yīng)該確保高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的完整性，不同建筑結(jié)構(gòu)的承載力不一樣，造成高層建筑的整體性能也存在差異。所以，在設(shè)計時應(yīng)該全面考慮到各種結(jié)構(gòu)的性能包括各種構(gòu)件的承載力情況，以方便各種構(gòu)件的組合可以發(fā)揮出重要的作用。并且還應(yīng)該注重氣候等自然因素對于高層建筑的影響，合理有效地進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計。

3.3 合理進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計

具備良好的抗震性能是現(xiàn)代高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求。設(shè)計人員在實施高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)該全面考慮到施工地點的地質(zhì)結(jié)構(gòu)包括板塊構(gòu)造的特點，利用該地的地震頻率以及級別等數(shù)據(jù)分析，有針對性地實施高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計。確?？拐鹪O(shè)計的科學(xué)性，確保人民群眾的生命財產(chǎn)安全。

4 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的問題

4.1 建筑結(jié)構(gòu)超高問題

超高問題是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中比較突出的一個問題。超高主要就是指在一些高層建筑設(shè)計過程中，相關(guān)單位無視我國的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，過度地增加高層建筑的高度。出現(xiàn)這樣問題的主要原因就是增加高度可以帶來直接的經(jīng)濟(jì)效益。但是，從另一個角度來看，這種超高對于建筑的使用會有非常重要的影響，如果遇到地震，那么高層建筑非常容易出現(xiàn)倒塌的情況。這樣最終會危及到人們的生命和財產(chǎn)安全。

4.2 負(fù)荷設(shè)計不合理

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，應(yīng)當(dāng)重視一定的負(fù)荷設(shè)計，就高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的負(fù)荷設(shè)計來說，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)計的時候，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。

5 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化措施

5.1 做好結(jié)構(gòu)計算分析

首先在進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析以及計算時，可以選擇MidasBuilding以及SATWE等不同力學(xué)模型的三維空間分析軟件進(jìn)行計算對比，確保計算分析結(jié)果的真實可靠。其次為了提升結(jié)構(gòu)物的整體抗震性能，采用彈性時程分析法進(jìn)行多遇地震下的補充計算。另外對結(jié)構(gòu)進(jìn)行罕遇地震下的彈塑性靜力分析，以考察結(jié)構(gòu)在罕遇地震下的抗震性能，對分析中發(fā)現(xiàn)的薄弱部位采取相應(yīng)的加強措施，保證重要部位不屈服，并控制整體結(jié)構(gòu)的塑性變形滿足規(guī)范要求。此外，由于局部樓層開大洞，為樓板不連續(xù)平面不規(guī)則，對該層樓板按彈性膜進(jìn)行計算，真實地考慮樓板平面內(nèi)剛度，在設(shè)計時對本層及上層樓板進(jìn)行加強并做應(yīng)力分析，對相應(yīng)部位的豎向構(gòu)件（躍層墻、柱）和洞口邊框架梁進(jìn)行加強。最后嚴(yán)格按照規(guī)范要求控制剪力墻、框架柱的軸壓比（剪壓比），保證剪力墻、框架柱的延性，從而提高整個結(jié)構(gòu)的變形能力，確保設(shè)計的方案具備有效的指導(dǎo)意義。

5.2 建筑結(jié)構(gòu)超高問題控制

我國針對高層建筑結(jié)構(gòu)的高度作出了明確的規(guī)定，在原先實施的規(guī)章制度規(guī)定的A級高度的限制條件下，又增加了B級高度，也實施了對高層建筑的高度實施限制的目的。因此，在不斷優(yōu)化調(diào)整高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方式的過程中，研究嶄新的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法十分重要。比如說在結(jié)構(gòu)設(shè)計工作實施時如果忽略了超高問題，那么必然會從最直接的層面上對建筑結(jié)構(gòu)類型的設(shè)計產(chǎn)生影響，非常不利于高層建筑的未來發(fā)展。

5.3 提高抗震性能

抗震性是高層建筑所必須具備的一個特性，不僅是高層建筑設(shè)計中的重點，更是一個難點。就目前而言，高層建筑一般以橫墻或者縱墻和橫墻相互輔助的承重方式為主，這些承重墻通過一些科學(xué)合理地布置可以達(dá)到整個高層建筑均勻連續(xù)的效果，最大程度上的提高了高層建筑的抗震性。除此之外，高層建筑中必不可少的就是樓梯，相關(guān)設(shè)計者可以將樓梯作為切入點入手，將它們盡量布置在一些轉(zhuǎn)角處，這樣可以在發(fā)生地震時最大程度上的減少地震對其帶來的負(fù)面影響，盡可能的保證居住人員的安全撤離，減少地震所帶來的損失。與此同時，由于高層建筑相較于低層建筑來說，其自重是非常大的，這就會在某種程度上增加了地震所帶來的效應(yīng)，這點需要相關(guān)設(shè)計者格外的重視。

綜上所述，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計沒有現(xiàn)實存在的萬能的標(biāo)準(zhǔn)，都是需要在實際的工程實踐中總結(jié)經(jīng)驗，不斷進(jìn)行摸索，對不同的設(shè)計方案進(jìn)行對比，從中選出最好的設(shè)計方案。因此，對于我們從事建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的工程師應(yīng)該不斷地去探索，去追求完善的設(shè)計思想，不能夠僅僅按照指定規(guī)范來進(jìn)行設(shè)計，也不能過于依賴計算機軟件，需要在工作中，不斷地用自己總結(jié)的判斷經(jīng)驗、設(shè)計概念以及創(chuàng)新能力來設(shè)計出更加完美的建筑來為社會以及業(yè)主服務(wù)。

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