劉亭亭

摘要：目前，我國(guó)的高層建筑在不斷的增多，城市建筑用地資源日益缺乏，高層甚至超高層建筑項(xiàng)目日益增多，在城市建筑領(lǐng)域中扮演著十分重要的角色，并促進(jìn)了建筑行業(yè)的健康發(fā)展。高層建筑項(xiàng)目建設(shè)中，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量水平直接影響高層建筑物的整體性能，怎樣優(yōu)化高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是業(yè)內(nèi)人士十分關(guān)注的問(wèn)題。本文通過(guò)對(duì)高層建筑未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析，對(duì)高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中存在的缺點(diǎn)進(jìn)行探討，并給出高層建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的解決措施，以期可以為建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化與發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；優(yōu)化

引言

從古至今，建筑就是人類文明的象征和人類進(jìn)步的標(biāo)志?，F(xiàn)階段，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展及城市化進(jìn)程的加快，為了合理利用有限的土地這種不可再生資源，我國(guó)建筑正在發(fā)生著巨大的改變，主要表現(xiàn)為形態(tài)向高層發(fā)展，可以說(shuō)，發(fā)展高層建筑已成為建筑業(yè)發(fā)展的一種必然趨勢(shì)。但是，隨著建筑高度的增加，以及建筑內(nèi)部空間的擴(kuò)大，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性及穩(wěn)定性越來(lái)越凸顯，越來(lái)越引起人們廣泛關(guān)注和重視。而鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)作為我國(guó)傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，因其具有造價(jià)低、耐久性好、結(jié)構(gòu)造型靈活、整體性好等優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛應(yīng)用于各種工程結(jié)構(gòu)中。因此，對(duì)于高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行研究非常重要。

1高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)基本概述

隨著城市人口不斷增多，人們對(duì)空間的需求越來(lái)越大，高層建筑便得到了建筑行業(yè)的親睞，越來(lái)越多的高樓大廈在城市中拔地而起，在看到城市繁榮發(fā)展的同時(shí)，我們也應(yīng)當(dāng)保證好城市中人們的人身安全。高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)是保證高層建筑安全性的基礎(chǔ)，無(wú)論是混凝土的材料類型，還是高層建筑中每一部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，都對(duì)整個(gè)高層建筑的安全能力和使用能力起著決定性的作用。因此，研究和改善高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)是未來(lái)城市進(jìn)一步發(fā)展需要完成的首要任務(wù)。

2高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)策

2.1經(jīng)得起考驗(yàn)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

在進(jìn)行高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案設(shè)計(jì)時(shí)，大多數(shù)設(shè)計(jì)人員沒(méi)有充分考慮持久性設(shè)計(jì)，在高層建筑建中總是發(fā)生由于外力和環(huán)境因素影響出現(xiàn)問(wèn)題的情況，造成高層建筑極易遭受損壞，對(duì)高層建筑整體結(jié)構(gòu)的安全性產(chǎn)生影響。所以，在高層建筑中，優(yōu)化高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，對(duì)高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化進(jìn)行充分考慮，確保高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案的合理性、耐久性和實(shí)用性，使高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)成本降低最低。按照高層建筑的實(shí)際情況設(shè)計(jì)科學(xué)合理的高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案：①確保高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性和規(guī)則性，確保高層建筑物質(zhì)量能夠均勻分布，避免發(fā)生倒塌情況。②科學(xué)合理設(shè)計(jì)高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)布局，對(duì)高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不斷進(jìn)行創(chuàng)新和優(yōu)化，確保高層建筑的耐用性。③優(yōu)化設(shè)計(jì)方案要確保高層建筑的美觀性，使高層建筑與周圍環(huán)境相互協(xié)調(diào)，防止發(fā)生建筑錯(cuò)層、多面與四周環(huán)境不和諧等情況。

2.2嵌固端位置設(shè)計(jì)

高層建筑一般狀況之下會(huì)添加人防結(jié)構(gòu)以及地下室結(jié)構(gòu)，在人防頂板以及地下室頂板上設(shè)置嵌固端。嵌固端的位置對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響，在設(shè)計(jì)過(guò)程中如果忽略此問(wèn)題則會(huì)導(dǎo)致高層建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)細(xì)節(jié)問(wèn)題。例如，在嵌固端的上下層剛度設(shè)計(jì)過(guò)程中，要分析限制范圍、嵌固端樓板設(shè)計(jì)以及結(jié)構(gòu)縫位置是否協(xié)調(diào)，要分析上下層的抗震等級(jí)是否一致等問(wèn)題，加強(qiáng)細(xì)節(jié)分析與設(shè)計(jì)，合理的大量設(shè)計(jì)變更分析，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)安全結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)分析，合理設(shè)計(jì)。

2.3高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

高層建筑的生命周期中需要承受水平和豎向雙向荷載，而混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)高層建筑物的質(zhì)量以及功能具有重要的影響，為此，我們要強(qiáng)化并重視高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中容易出現(xiàn)差誤的重點(diǎn)內(nèi)容，以確保高層建筑的安全性。具體如下：1）選用最優(yōu)的結(jié)構(gòu)形式。高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)實(shí)際情況合理的選擇最適合的結(jié)構(gòu)形式。目前，其常用結(jié)構(gòu)主要包括框架、框剪、剪力墻和筒體結(jié)構(gòu)等，而這些結(jié)構(gòu)根據(jù)其自身的特點(diǎn)都有最為適用的情況，如框架結(jié)構(gòu)一般主要適用于高度低于60m，框剪結(jié)構(gòu)一般主要適用于商品房或者高度低于120m的建筑設(shè)計(jì)中，筒體結(jié)構(gòu)尤其適用于超高層（大于150m）或者摩天大樓中等。2）注意結(jié)構(gòu)的整體布局和造型。這要求設(shè)計(jì)人員在滿足結(jié)構(gòu)適用性、安全性和美觀性的基礎(chǔ)上，充分運(yùn)用自己的建筑設(shè)計(jì)專業(yè)知識(shí)，盡可能地優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的平面布置和豎向布置工作，避免建筑局部因突變或者削弱而形成薄弱部位，進(jìn)而確保整體建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性、均勻性和簡(jiǎn)單性。3）優(yōu)化構(gòu)件截面。要求在綜合結(jié)構(gòu)安全性和經(jīng)濟(jì)性的基礎(chǔ)之上，要盡量選用成本性價(jià)比較強(qiáng)的構(gòu)件截面，不能為了節(jié)省成本而選擇過(guò)小的建筑構(gòu)件截面，進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全風(fēng)險(xiǎn)的增大。4）設(shè)置合理的沉降縫和轉(zhuǎn)換層等。相鄰高層建筑物之間高度差異過(guò)大會(huì)引發(fā)地基承載變形問(wèn)題，在此種情況下設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)具體情況設(shè)置沉降縫。設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)具體情況，在框剪結(jié)構(gòu)中上部框架結(jié)構(gòu)和下層剪力墻的交接部位設(shè)置轉(zhuǎn)換層，同時(shí)采用其他加固措施，防范承載力突然改變的問(wèn)題，以確保整體建筑的質(zhì)量。

2.4加大力度對(duì)剪力墻的優(yōu)化設(shè)計(jì)

對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，主要是對(duì)高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)中的連接橫梁進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，因?yàn)檫B接橫梁是高層建筑剪力墻優(yōu)化設(shè)計(jì)中的重中之重。在優(yōu)化設(shè)計(jì)連接橫梁的過(guò)程中，一旦剮度增加，在發(fā)生地震時(shí)剪力墻結(jié)構(gòu)所要承受的壓力也會(huì)不斷增大。這樣要想增強(qiáng)住高層宅建筑抗震能力，就要大量使用鋼筋，因而導(dǎo)致材料費(fèi)用的增加。所以，在進(jìn)行連接橫梁優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，會(huì)將連接橫梁的截面和剛度設(shè)計(jì)的比較小。

結(jié)語(yǔ)

高層建筑必將成為未來(lái)城市建筑行業(yè)主要的發(fā)展對(duì)象，優(yōu)化建筑的設(shè)計(jì)，改良混凝土建筑結(jié)構(gòu)是促進(jìn)高層建筑大力發(fā)展的重要前提，堅(jiān)持結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則，以改進(jìn)當(dāng)前高層建筑中的主要問(wèn)題為首要任務(wù)，以現(xiàn)有的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)專業(yè)知識(shí)作為依據(jù)，以高層建筑實(shí)用性、安全性和美觀作為前提保障，制定符合當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)、氣候條件的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，才能保證高層建筑在未來(lái)的順利發(fā)展。

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