趙志偉 李國棟

摘要：本文詳細(xì)闡述了在我國高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中采取概念設(shè)

計的重要性和重要地位，接著又深入分析了概念設(shè)計在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用并提出了理論性的論述分析。最后，在我國高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的要素方面筆者又進行了論述。

關(guān)鍵詞：高層建筑 結(jié)構(gòu)設(shè)計 概念設(shè)計 應(yīng)用 要素分析

1 概念設(shè)計對于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要意義

以建筑的整體結(jié)構(gòu)為主要依據(jù)來控制一部分不易規(guī)定或不易做出較為精確分析的一些問題，沒有進行數(shù)值的計算只是用估算的方法進行就叫作概念計算。它對計算結(jié)果進行分析以及選擇建筑結(jié)構(gòu)的體系，以及對一部分建筑細(xì)節(jié)采用的辦法都具有非常重要的意義。首先，建筑在抗震的設(shè)計規(guī)范規(guī)定中具有一定的模糊性，抗震是建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計中一個非常重要的目標(biāo)，如今，我們國家的建筑行業(yè)在進行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計時都遵循建筑抗震設(shè)計的相關(guān)規(guī)范，但是，這些有關(guān)抗震的規(guī)范只是作為一種參考，在一些具體的問題中并沒有作出明確的規(guī)定，所以，在進行設(shè)計時也不能完全按照這些規(guī)范進行。結(jié)構(gòu)設(shè)計師在實際的工作中只有合理運用概念設(shè)計，充分了解建筑結(jié)構(gòu)整體與各個基本的分體系間的關(guān)系，再把自己的專業(yè)技能與知識充分的運用起來，才能順利地做好建筑設(shè)計的具體方案。其次，在建筑設(shè)計的過程中對于結(jié)構(gòu)工程師在經(jīng)驗方面的要求非常高，信息技術(shù)在不斷發(fā)展，在建筑工程設(shè)計中計算機網(wǎng)絡(luò)也被廣泛應(yīng)用。但是，在開始設(shè)計建筑方案的時候，卻不能完全依靠計算機來進行有關(guān)的計算，所以，結(jié)構(gòu)工程師需要對概念設(shè)計進行綜合的運用，并選擇出最可行的方案。因為估算的概念設(shè)計對于設(shè)計方案的體系選擇與構(gòu)成有很大的促進作用，所以，在開始設(shè)計時就要對概念作出清晰的選擇，除此之外，計算機進行內(nèi)力分析后所輸出的數(shù)據(jù)的可靠性的首要依據(jù)就是概念設(shè)計。在進行建筑設(shè)計時不能完全依靠計算機軟件，這樣對建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性與合理性有一定的影響。建筑物在使用過程中也存在很多不確定的因素，例如地震就是其中一個因素，它是一種非常強的荷載，并且具有一定的隨機性。

2 在高層的結(jié)構(gòu)設(shè)計中關(guān)于概念設(shè)計的應(yīng)用分析

建筑行業(yè)在快速的發(fā)展，人們的生活水平也在不斷的提高，隨之許多的高層建筑物出現(xiàn)在人們的生活中。在進行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計時，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計一定要遵循高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)的相關(guān)規(guī)程，規(guī)程中明確規(guī)定：在進行高層的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，一定要加強對概念設(shè)計的重視。所以，在建筑結(jié)構(gòu)中概念的設(shè)計的合理運用是非常重要的。首先，高層建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計中的相關(guān)特點：高層建筑物最大的特點就是隨著高度的增加，它的重力荷載會隨之上升，這就需要基礎(chǔ)承載力也要不斷的提高，因為豎向構(gòu)件產(chǎn)生的變形會對建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)力帶來很大的影響，所以，鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)需要采用多種方法，以便減小變形的差距。建筑物高度增加引起的傾覆力矩增大，對于建筑物穩(wěn)定性的要求更加高；由于高層建筑大多使用鋼混結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)，耐火耐熱性能較差，因此必須更加重視防火防災(zāi)的重要性，此外，建筑物的重要性等級提高，抗風(fēng)要求加強等都是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中獨有的特點。其次，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，在材料選擇方面，要采用延性好的高強度的輕質(zhì)材料以減小地震的作用，如結(jié)構(gòu)構(gòu)件采用鋼混或純鋼結(jié)構(gòu)，外墻圍護采用鋁合金或玻璃幕墻，樓屋面采用壓型鋼板加混凝土面層等。采用正方形平面結(jié)構(gòu)，加之在立面開洞泄風(fēng)、采用下大上小的立面體型結(jié)構(gòu)降低風(fēng)作用中心并減小高風(fēng)壓在建筑物高處的迎風(fēng)面積、盡量選取體形系數(shù)較小的平面形狀，最好是流線光滑的外形來減小建筑物整體及局部的風(fēng)壓體型系數(shù)。在結(jié)構(gòu)體系的選擇方面，剪力墻結(jié)構(gòu)體系是高層建筑中最常用的結(jié)構(gòu)體系，因為它可以有效的減少非承重隔墻的數(shù)量，有效抵抗高層建筑物地震水平力荷載和風(fēng)荷載，同時也符合一般客戶無外露梁柱的審美需求；此外還有框架輕體墻結(jié)構(gòu)和框架剪力墻混合結(jié)構(gòu)體系，如果是30層以上的超高層建筑則要選擇剛度較大的筒形結(jié)構(gòu)來增強建筑物的抗側(cè)力。此外還可以采取將多個權(quán)威程序計算比較、小規(guī)模風(fēng)洞試驗以獲取相關(guān)參數(shù)、智能化設(shè)計來提高結(jié)構(gòu)可控性等措施。

3 在高層建筑的構(gòu)造中關(guān)于要素的分析

首先，進行地基基礎(chǔ)設(shè)計中的要點：對于高層建筑的地基基礎(chǔ)要有相應(yīng)的埋深，深度可從室外的地坪開始算到基礎(chǔ)的底面。高層建筑如果是獨立的，那么在進行基礎(chǔ)埋深的時候還較為容易些，然而，如今很多高層建筑都是與地下的車庫連接在一起的，若地下的車庫基礎(chǔ)使用的是筏板，那么，高層建筑的基礎(chǔ)埋深就可以從室外的地坪開始算起，而高層建筑的地下室頂板及地下的車庫頂板都需要按照固層的相關(guān)要求進行設(shè)計，若無法滿足上面的條件，高層建筑在計算基礎(chǔ)埋深時就要從地下車庫的地面開始算起。其次，對于縱向框架的設(shè)計要重視起來，在進行非抗震的設(shè)計的時候，有很多設(shè)計師通常會按普通的連續(xù)梁對縱向的框架進行設(shè)計，但是其配置并不符合構(gòu)造的要求。因為沒有把地震的縱向的作用考慮進去，在實際的設(shè)計過程中就會出現(xiàn)梁的支座負(fù)筋嚴(yán)重不足的現(xiàn)象。因此，為了避免以上問題的出現(xiàn)，在設(shè)計的過程中要把橫向框架與縱向框架的設(shè)計進行同等的對待。

4 結(jié)束語

總之，在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中要對概念設(shè)計重視起來，并對建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計不斷優(yōu)化，設(shè)計的工程才會更加合理實用。

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