胡文恒

摘 要：伴隨著城市人口的不斷增長(zhǎng)，城市的土地已經(jīng)不能滿足人們的需求，但這也刺激了建筑行業(yè)的發(fā)展。這就為我們建筑行業(yè)不斷追求空間的合理利用提供了不竭動(dòng)力。正因如此高層建筑的設(shè)計(jì)，施工等技術(shù)不斷發(fā)展，高層建筑也成為城市中不可或缺的一部分，在人們不斷追求更高層次的物質(zhì)、精神生活的現(xiàn)在，人們對(duì)建筑的需求也逐漸多元化，人們對(duì)于物質(zhì)的追求為之更甚，正是這樣，著重提高高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，讓城市中的高層建筑在達(dá)到居住要求的同時(shí)，也要讓高層建筑更具欣賞價(jià)值，使其為城市形象增光添彩。

關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；特點(diǎn)；問(wèn)題

1 前言

目前高層建筑建設(shè)項(xiàng)目在逐年增多，而對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的要求也在不斷提升，為了提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，必須保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量。本文首先分析當(dāng)前高層建筑結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)，然后通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題的分析，就如何做好結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，以提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量。

2 高層建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

高層建筑和低層建筑是不一樣的，由于高層建筑的高度，使它不但在建筑結(jié)構(gòu)上獨(dú)具一格，而且還要支撐水平和豎直兩個(gè)方向的荷載。水平荷載是由于外在的自然天氣造成的，豎直荷載則是來(lái)自于其本身所具有的重力造成的。不僅這樣，對(duì)于高層建筑的抗震性能也有非常嚴(yán)格的要求，底層建筑所受自然天氣的影響較小，高層建筑所受自然天氣的影響是非常大的。自然天氣還是建筑物荷載的主要來(lái)源。

目前來(lái)看，隨著高層建筑不斷增高，位移越來(lái)越大，使得高層建筑不能滿足人們對(duì)舒適度的要求。并且建筑物結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性會(huì)隨著位移的增大而降低，正因如此，要在符合穩(wěn)定性要求的前提下設(shè)計(jì)高層建筑物，還要求設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)高層建筑物的結(jié)構(gòu)時(shí)，注重高層建筑結(jié)構(gòu)的主要方面，這樣才能符合人們對(duì)建筑物的基本要求

3 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的選擇

在策劃繁瑣高層和特高層建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，其建設(shè)的質(zhì)量主要取決于結(jié)構(gòu)方案選擇的是否合理。假如沒(méi)能根據(jù)工程的實(shí)際情況選擇繁瑣高層和特高層建筑的結(jié)構(gòu)方案，那么可能造成后期需要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。這樣就要求建筑設(shè)計(jì)單位對(duì)建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行大規(guī)模的修改，同時(shí)也會(huì)造成非常大的經(jīng)濟(jì)損失，這就在無(wú)形之中將繁瑣高層和特高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)增加了難度。也正是如此，在設(shè)計(jì)繁瑣高層和特高層建筑時(shí)，設(shè)計(jì)單位應(yīng)該利用所有有關(guān)的建筑結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，把它融入到建筑設(shè)計(jì)之中，這樣才能選擇出合理的結(jié)構(gòu)方案。要想控制工程建設(shè)企業(yè)對(duì)于繁瑣高層和特高層建筑工程的投資，不僅需要考慮工程建設(shè)地的巖土工程地質(zhì)條件，還需考慮到建筑對(duì)抗震設(shè)防烈度的要求，以這兩點(diǎn)來(lái)選擇結(jié)構(gòu)類(lèi)型。也正是這樣，要綜合考慮到施工的科學(xué)性以及工程的預(yù)算來(lái)選擇建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的類(lèi)型。

4 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題

4.1 注重選材

質(zhì)量好的材料是高層建筑設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，要選擇輕質(zhì)的能夠承受高強(qiáng)度的材料，只有使用這樣的材料才能具有很好的抗震效果，建筑面層通常采用鋼筋混凝土來(lái)組成其結(jié)構(gòu)構(gòu)件，用壓型鋼板以及混凝土來(lái)構(gòu)造樓屋面，這樣能夠增強(qiáng)它的強(qiáng)度，與此同時(shí)外墻圍護(hù)通常使用鋁合金或者玻璃幕墻。

4.2 平面結(jié)構(gòu)的選擇

假設(shè)平面結(jié)構(gòu)為正方形，要在立面上打開(kāi)一個(gè)下面大上面小的立面體型的洞口來(lái)進(jìn)行通風(fēng)，這樣可以使建筑物的迎風(fēng)面積主要集中在低處，還要盡可能的選擇體型系數(shù)比較小的平面形狀，這樣才能減小建筑物整體的和局部的受風(fēng)面積，降低風(fēng)壓，設(shè)計(jì)成流線光滑的外形也有同樣的作用。

4.3 注重選擇結(jié)構(gòu)體系

一般客戶都喜歡無(wú)外露梁的建筑，符合這一審美的剪力墻結(jié)構(gòu)體系，還可以減少非高層建筑中承重隔墻的數(shù)量，所以在選擇高層建筑的結(jié)構(gòu)體系時(shí)，剪力墻結(jié)構(gòu)是比較常見(jiàn)的；盡管如此，對(duì)于比較高的高層建筑通常設(shè)計(jì)成剛度較大的筒形結(jié)構(gòu)來(lái)增強(qiáng)建筑物的抗水平力。另外還可以通過(guò)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)來(lái)獲得相關(guān)的數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)比較來(lái)設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)可靠地建筑。筒體體系采用它自身的形狀特點(diǎn)來(lái)抵抗外力，筒體體系大致可以分為兩種，包括實(shí)腹筒和空腹筒，它是一種在立體空間上受力的結(jié)構(gòu)。筒體體系的剛度和強(qiáng)度都是比較高的，它所承受的荷載也都均勻的分布到它的每個(gè)構(gòu)建之上，它的抗震、抗風(fēng)能力也都非常強(qiáng)，也正是這樣，它是一種非常理想的結(jié)構(gòu)體系。在大跨度的高層建筑或者大空間的高層建筑當(dāng)中應(yīng)用比較廣泛。

4.4 注重概念設(shè)計(jì)

在方案確定之初一直到工程施工圖的設(shè)計(jì)，甚至到后來(lái)的工程現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)都應(yīng)該秉承著高層建筑的概念。通常施工設(shè)計(jì)措施應(yīng)該滿足五項(xiàng)規(guī)定：選用較平穩(wěn)的平面進(jìn)行建筑；不能在影響抗震的地方進(jìn)行建筑；要考慮到結(jié)構(gòu)的延展性、以及工程質(zhì)量和房屋的重心來(lái)選擇建筑結(jié)構(gòu)體系以及建筑材料；要根據(jù)概念合理的設(shè)計(jì)，必要時(shí)進(jìn)行調(diào)整；要盡可能的布置抗震防線。

4.5 注重抗震設(shè)計(jì)

與普通建筑不同，高層建筑的高度相對(duì)較大，所以它所面臨的風(fēng)力強(qiáng)度和地震強(qiáng)度也是不同的，所以，抗震的設(shè)計(jì)也是高層建筑設(shè)計(jì)中非常重要的一環(huán)。選擇比較堅(jiān)硬的土地來(lái)進(jìn)行建筑，還要綜合考慮到周?chē)牡刭|(zhì)條件以及地面形態(tài)的問(wèn)題來(lái)設(shè)計(jì)建筑的抗震結(jié)構(gòu)。與此相對(duì)的是，地面高低不平，土地沙化都會(huì)大大降低建筑的抗震能力，土地的不斷變化也使得建筑面臨著諸多的不確定因素。

4.6 彈性假定下高層建筑結(jié)構(gòu)分析

在進(jìn)行建筑的結(jié)構(gòu)分析時(shí)彈性假定計(jì)算方法是最通用的一種計(jì)算方法。在外力或者自身荷載的情況下，結(jié)構(gòu)通常是一種彈性的狀態(tài)，在實(shí)際的工作中與這個(gè)假定方法是吻合的。然而，在建筑經(jīng)歷了地震或者臺(tái)風(fēng)之后，建筑結(jié)構(gòu)就會(huì)發(fā)生很大的變化，形成一種彈塑性的狀態(tài)。在這種不穩(wěn)定的狀態(tài)下，彈性方法顯然是不可行的。

5 結(jié)語(yǔ)

高層建筑因其獨(dú)特的高度所以安全問(wèn)題顯得尤為重要，這就需要設(shè)計(jì)人員能夠有過(guò)硬的能力，經(jīng)的起考驗(yàn)，還要嚴(yán)格遵守相關(guān)的法律條文和設(shè)計(jì)的規(guī)定。唯有如此，才能安全高效設(shè)計(jì)出符合現(xiàn)代要求的高層建筑，合理地利用土地，同時(shí)實(shí)現(xiàn)低投入高產(chǎn)出，使高層建筑成為城市安全、靚麗的風(fēng)景線。

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