王聯(lián)宇

摘 要：近年來，隨著我國城市經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，高層建筑的建設(shè)數(shù)量不斷增多，結(jié)構(gòu)形式越來越復(fù)雜，很多新型的設(shè)計(jì)方案以迅猛的速度呈現(xiàn)在城市的建設(shè)之中，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中既要適應(yīng)市場需求，又要滿足規(guī)范要求，還要進(jìn)行必要的抗震設(shè)計(jì)，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也越來越成為設(shè)計(jì)研究的重點(diǎn)工作，在這種形式下，高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)變得極其重要。本文結(jié)合工作實(shí)踐，主要論述了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則及注意問題。

關(guān)鍵詞：高層建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)特點(diǎn);注意問題

引 言

結(jié)合高層建筑結(jié)構(gòu)功能特性及建設(shè)要求，注重其抗震設(shè)計(jì)探討，積極開展相應(yīng)的設(shè)計(jì)工作，可使高層建筑處于良好的應(yīng)用狀態(tài)，細(xì)化其設(shè)計(jì)內(nèi)容，滿足高層建筑在實(shí)踐中的抗震性能可靠性要求。因此，在對高層建筑結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行研究時，應(yīng)給予其抗震設(shè)計(jì)更多的關(guān)注，深入分析相應(yīng)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)，并將具體的工作計(jì)劃實(shí)施到位，促使高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用效果更加顯著，實(shí)現(xiàn)其科學(xué)設(shè)計(jì)目標(biāo)。在此基礎(chǔ)上，有利于降低高層建筑結(jié)構(gòu)問題發(fā)生率。

一、抗震設(shè)計(jì)意義

地震是一種難以精準(zhǔn)預(yù)測的災(zāi)害，目前技術(shù)方法不能更準(zhǔn)確地預(yù)測強(qiáng)震自然災(zāi)害，但根據(jù)實(shí)際情況，提前做好防護(hù)措施也是一種有效的應(yīng)對方法。對于大地震等非選擇性，危害性大的災(zāi)害，地震重建工程界對如何運(yùn)用其完善的防震思想和技術(shù)減少小地震造成的巨大損失進(jìn)行了深刻的思考。目前，世界上至少有90%的政府對建筑物進(jìn)行了獨(dú)特的抗震設(shè)計(jì)。建筑物的結(jié)構(gòu)小震不破壞建筑結(jié)構(gòu)、中震建筑可加固、大震建筑不倒，這種抗震原理得到了廣泛的推廣和應(yīng)用，大大提高了建筑物結(jié)構(gòu)的整體抗震性能。盡管在發(fā)生中小型強(qiáng)地震等各種自然災(zāi)害時，由于建筑物組中的技術(shù)設(shè)備，建筑物整體結(jié)構(gòu)的一些基本功能將難以有效運(yùn)行，并且出現(xiàn)問題之后，維修裝修成本和成本比新建設(shè)還要高，成本角度來看是十分不合適的，因此由經(jīng)濟(jì)造成的經(jīng)濟(jì)損失也無法估量，這是增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的重中之重。

二、高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（一）正確設(shè)置圈梁和構(gòu)造柱。在房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員必須合理設(shè)計(jì)圈梁和構(gòu)造柱以確保建筑物的整體性和安全性，從而提高建筑物的使用壽命。圈梁的安裝對于提高建設(shè)項(xiàng)目的抗震能力具有積極作用。首先，圈梁將建筑物的不同部分組合為一個單元，這完全影響了各個組件上的地震荷載。發(fā)生地震時，圈梁的存在可以有效抑制預(yù)制板的擴(kuò)散，并防止建筑物被破壞。其次，圈梁的存在明顯增加了墻壁的抗剪強(qiáng)度，并有效地防止了墻壁開裂。即使墻壁開裂，裂縫也不會擴(kuò)展，最終只會造成結(jié)構(gòu)表面發(fā)生變化。例如，由于地震引起的沉陷和裂縫等會嚴(yán)重?fù)p害房屋的穩(wěn)定性這種問題，圈梁的合理設(shè)置就可以簡單地解決這個難題。

（二）注重對施工場地的科學(xué)處理。高層建筑建設(shè)中的施工場地處理是否有效，與其結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)水平能否提升、性能是否可靠等密切相關(guān)。因此，在實(shí)現(xiàn)高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)目標(biāo)的過程中，應(yīng)對其施工場地科學(xué)處理進(jìn)行充分考慮。（1）了解施工場地的具體情況，落實(shí)與之相關(guān)的處理工作，并根據(jù)高層建筑選址要求，為其地基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性提高提供參考信息，確保高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)有效性，全面提高其應(yīng)用質(zhì)量;（2）當(dāng)施工場地處理工作完成后，可為高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)提供更多的參考信息，滿足其設(shè)計(jì)工作高效開展要求，優(yōu)化高層建筑使用功能，避免引發(fā)其結(jié)構(gòu)應(yīng)用問題。

（三）合理選擇建筑結(jié)構(gòu)體系。在加強(qiáng)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、優(yōu)化抗震性能的過程中，應(yīng)注重建筑結(jié)構(gòu)體系的合理選擇。（1）根據(jù)高層建筑的自身情況及所在區(qū)域的地質(zhì)狀況、氣候特點(diǎn)等，設(shè)計(jì)人員在實(shí)踐中應(yīng)重視對框架—剪力墻結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)等不同結(jié)構(gòu)體系的選擇及使用，落實(shí)好相應(yīng)的設(shè)計(jì)工作，并通過對地震沖擊力破壞影響的思考，注重對多道防線結(jié)構(gòu)體系的合理設(shè)置，促使高層建筑可處于安全應(yīng)用狀態(tài)，為其抗震設(shè)計(jì)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)及性能可靠性增強(qiáng)等提供專業(yè)保障;（2）基于高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)研究，通過對多道防線結(jié)構(gòu)體系設(shè)置及應(yīng)用方面的綜合考慮，有利于增強(qiáng)相應(yīng)設(shè)計(jì)方案的應(yīng)用效果，逐漸提高建筑物結(jié)構(gòu)方面的安全性能。

（四）關(guān)注隔震消能減震設(shè)計(jì)。隔震系統(tǒng)具有足夠的豎向強(qiáng)度和剛度以支撐上部結(jié)構(gòu)的重量，并且具有足夠的水平初始剛度，應(yīng)用過程中可滿足高層建筑結(jié)構(gòu)安全性能優(yōu)化要求，實(shí)現(xiàn)其抗震設(shè)計(jì)目標(biāo)。具體表現(xiàn)為：（1）隔震系統(tǒng)自身具有較大的阻尼，地震時可耗散較多的能量，增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用安全性。因此，高層建筑設(shè)計(jì)人員應(yīng)在了解隔震系統(tǒng)功能特性的基礎(chǔ)上，積極開展這類建筑結(jié)構(gòu)減震設(shè)計(jì)工作，降低高層建筑主體結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，減少其破壞影響;（2）基于高層建筑的隔震消耗減震設(shè)計(jì)，應(yīng)加強(qiáng)信息技術(shù)使用，實(shí)現(xiàn)對豐富信息資源的整合利用，促使建筑隔震消耗減震設(shè)計(jì)能夠達(dá)到預(yù)期效果，為其設(shè)計(jì)方案應(yīng)用質(zhì)量提高提供技術(shù)保障。

（五）墻體設(shè)計(jì)。在房屋建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生地震時，建筑物的墻壁受災(zāi)最大。地震后，墻易開裂，嚴(yán)重時甚至可能倒塌?？梢哉f，墻壁的結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中占有重要地位。為了增強(qiáng)設(shè)計(jì)效果，設(shè)計(jì)師必須單獨(dú)設(shè)計(jì)墻壁結(jié)構(gòu)?？v向和側(cè)壁設(shè)計(jì)必須滿足地震設(shè)計(jì)的基本要求，以便有效控制地震設(shè)計(jì)的質(zhì)量。除了墻體設(shè)計(jì)的總體概念和結(jié)構(gòu)方案之外，設(shè)計(jì)人員必須非常注意設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)。只有這樣，才能保證在發(fā)生地震時，墻壁不會受到損壞。值得注意的是，在地震的影響下存在橫向位移。設(shè)計(jì)人員必須考慮到眾多因素，有效把握設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性，并提高可操作性，從而減少地震對墻結(jié)構(gòu)的負(fù)面影響。

（六）選擇安全保障更高的場地與材料。為確保建筑的抗震能力達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)在建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中優(yōu)先對建筑物場所進(jìn)行科學(xué)縝密的選擇，盡量避開對抗震設(shè)計(jì)不利的地勢地形。但在進(jìn)行場地選擇過程中，如若建筑工程是在地形地勢復(fù)雜的地區(qū)進(jìn)行施工，設(shè)計(jì)師有必要在設(shè)計(jì)前期向建筑企業(yè)提出關(guān)于避開不利場所的申請，在不斷申請后如確實(shí)無法避免，應(yīng)向企業(yè)匯報該地不可建構(gòu)甲級、乙級、丙級類型的建筑，并積極設(shè)計(jì)防御的措施。

地勢地形復(fù)雜地區(qū)一般地基非常不穩(wěn)定，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時，會導(dǎo)致地基下陷，地面裂縫、建筑移動或倒塌等情況。因此在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時，應(yīng)全面統(tǒng)籌地震發(fā)生時對地面建筑由于地區(qū)不同所造成的危害，科學(xué)地進(jìn)行場地與建筑類型的搭配。設(shè)計(jì)師綜合搭配施工場地、經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)、技術(shù)工藝、建筑結(jié)構(gòu)、建筑抗震設(shè)計(jì)等之間的組合模式，對施工工藝、機(jī)械設(shè)備以及建筑材料做出適應(yīng)的選擇，使得建筑結(jié)構(gòu)的延伸性、建筑重力與內(nèi)部剛度質(zhì)量等達(dá)到抗震的標(biāo)準(zhǔn)。

三、結(jié)束語

隨著我國綜合國力的強(qiáng)盛與城市的快速發(fā)展，人們對于建筑的質(zhì)量，尤其是代表時代發(fā)展的高層建筑提出了更新且更高標(biāo)準(zhǔn)的要求。對于建筑行業(yè)的工程師來說，他們必須對自己有更高的要求，從思想上與時俱進(jìn)、推陳出新，但要在合乎規(guī)范與科學(xué)原理的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新與發(fā)展，在實(shí)踐的過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，用積累的經(jīng)驗(yàn)為后續(xù)的工作與創(chuàng)新鋪墊，不斷提高自身的專業(yè)素養(yǎng)與設(shè)計(jì)建設(shè)水平。我們有充分的理由相信，我們國家的工程師會在今后的高層建筑的設(shè)計(jì)與建設(shè)中發(fā)揮更大的能量，為推進(jìn)我國高層建筑使用的耐久性、安全性與美觀做出更大的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 顏長青，簡佳峰.關(guān)于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與加固技術(shù)的探討[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2019.

[2] 栗志斌.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究與新技術(shù)應(yīng)用[J].交通世界，2019.

[3] 柴尚鋒.淺議高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)及減隔震技術(shù)的應(yīng)用[J].四川水泥，2018.