秦玉忠

摘要：面對(duì)社會(huì)建設(shè)對(duì)高層建筑物需求數(shù)量的不斷增加，保量不保質(zhì)的問(wèn)題頻發(fā)的發(fā)生在了建筑施工的過(guò)程中。為了能夠制止這種問(wèn)題的發(fā)生，從高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)入手，對(duì)源頭中存在的問(wèn)題進(jìn)行有效的治理，才能夠確保建筑結(jié)構(gòu)整體的可靠性以及實(shí)用性，避免問(wèn)題帶來(lái)的影響。

關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：解決方案

引言：面對(duì)人們?cè)谏钪袑?duì)生活環(huán)境質(zhì)量要求的不斷提高，隨著人們安全意識(shí)的不斷增強(qiáng)。加之最近幾年時(shí)有發(fā)生的建筑結(jié)構(gòu)安全問(wèn)題的出現(xiàn)，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)問(wèn)題已經(jīng)逐漸地成為了人們熱議以及關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。面對(duì)當(dāng)前高層建筑中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的諸多問(wèn)題，如若不給于及時(shí)的處理解決，必將為后續(xù)的使用帶來(lái)安全性隱患，對(duì)建筑行業(yè)的發(fā)展造成不良影響。

一、高層建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

高層建筑的出現(xiàn)主要是為了滿足當(dāng)代社會(huì)發(fā)展中人們生活、工作的需求，由于城市發(fā)展速度的不斷加快，大量人口及工業(yè)的涌入使原本有限的城市土地空間的使用方式受到了極大的挑戰(zhàn)，所以，在城市內(nèi)部推行高層建筑將能夠有效的解決土地利用等問(wèn)題的出現(xiàn)。由于高層建筑不同于傳統(tǒng)建筑，所以建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中往往具有自己獨(dú)特的特點(diǎn)。當(dāng)代社會(huì)發(fā)展中所出現(xiàn)的高層建筑結(jié)構(gòu)，它同時(shí)承受著水平荷載和垂直荷載，其中水平荷載是由外界的風(fēng)力所產(chǎn)生的，垂直荷載是由于建筑物高度所引起的，此外，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)抗震能力也有相應(yīng)的要求。通常情況下，低層建筑結(jié)構(gòu)受到的水平荷載比較小，垂荷載也比較小。但是，在高層建筑中，外界地震和外界風(fēng)力會(huì)對(duì)高層建筑產(chǎn)生相當(dāng)大的影響，并且是對(duì)高層建筑荷載的主要因素。隨著建筑物高度的不斷增加，高層建筑的位移較快的增長(zhǎng)。但是，高層建筑過(guò)大的側(cè)移不僅會(huì)影響人的舒適度，還會(huì)對(duì)建筑物的使用產(chǎn)生影響，此外，過(guò)大的側(cè)移還會(huì)損害建筑物的結(jié)構(gòu)構(gòu)件和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件。

二、高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)選擇合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

高層建筑在進(jìn)行設(shè)計(jì)中應(yīng)該充分的考慮建筑主體的受力結(jié)構(gòu)，由于高層建筑建筑主體較高、施工復(fù)雜、施工工藝要求較高，所以對(duì)結(jié)構(gòu)的合理選擇及設(shè)計(jì)將影響到高層建筑整個(gè)建設(shè)施工過(guò)程。如果結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在選擇方面存在了問(wèn)題，必然會(huì)影響施工的安全性、可靠性以及完工后的建筑整體質(zhì)量。所以，基于經(jīng)濟(jì)性與可靠性等角度進(jìn)行考慮，選擇合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案是影響高層建筑整體質(zhì)量的要素之一。合理的結(jié)構(gòu)方案必須滿足高層建筑設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系的要求，并盡量經(jīng)濟(jì)合理，以最少的花費(fèi)獲得最佳的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。受力在明確、傳力簡(jiǎn)單是結(jié)構(gòu)體系的基本要求，在相同的結(jié)構(gòu)單元中，應(yīng)該選擇相同的結(jié)構(gòu)體系。選擇合理的結(jié)構(gòu)方案的時(shí)候，需要分析地理?xiàng)l件、工程設(shè)計(jì)需求、施工條件、施工材料等等，在對(duì)這些指標(biāo)進(jìn)行綜合分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)選擇，以確定最佳的結(jié)構(gòu)方案。

三、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問(wèn)題

在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，工作人員應(yīng)該對(duì)施工的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行考察，了解當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)結(jié)構(gòu)以及土地使用狀況，為高層建筑整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)獲取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。然后基于基礎(chǔ)設(shè)計(jì)之上進(jìn)行高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，力求在設(shè)計(jì)中確保建筑的穩(wěn)定性、可靠性。但是，由于眾多因素的共同影響，在當(dāng)代高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中卻出現(xiàn)了多種多樣的問(wèn)題，影響了高層建筑結(jié)構(gòu)合理設(shè)計(jì)工作的開(kāi)展。

3.1樓層平面剛度的問(wèn)題

當(dāng)前的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題便是樓層平面剛度的問(wèn)題。一些高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員缺乏必要的結(jié)構(gòu)觀念或者在布置建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，沒(méi)有采取必要的措施，采用的是樓板變形計(jì)算程序。我們知道，程序變成在數(shù)學(xué)力學(xué)模型上盡管是成立而，有時(shí)甚至是準(zhǔn)確無(wú)誤的，但作為計(jì)算的前提是，無(wú)法確保計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確，其程序計(jì)算也就不再具有意義了。因此，按照這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方式進(jìn)行結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，肯定會(huì)存在這樣或者那樣的問(wèn)題，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的不安全或者某些構(gòu)件的不安全因素增多。

3.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)容易忽視縱向框架

高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)中必須引起高度的重視，但是現(xiàn)行的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按照水平地震作用在兩個(gè)主軸方向上分別計(jì)算，而各個(gè)方面的地震和有該方向上的抗側(cè)力構(gòu)件來(lái)支撐。等于說(shuō)，在建筑結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，橫向框架和縱向框架的重要性相同。但是對(duì)于一些非抗震建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，縱向框架是根據(jù)一般的連續(xù)梁設(shè)計(jì)的，梁柱節(jié)點(diǎn)與框架中的縱筋、箍筋的配置無(wú)法達(dá)到框架的構(gòu)造要求。

3.3連續(xù)梁根據(jù)單梁設(shè)計(jì)

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，連續(xù)梁按照單梁設(shè)計(jì)，常常發(fā)生在結(jié)構(gòu)陽(yáng)臺(tái)變量的設(shè)計(jì)上。我們知道，陽(yáng)臺(tái)邊梁的荷重通常比較小，所以在設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有引起足夠的重視，導(dǎo)致邊梁支座上部的負(fù)筋設(shè)置的比較少。在這種情況下，必然引起梁支座上部配筋的受拉區(qū)域出現(xiàn)豎向的裂縫，而如果陽(yáng)臺(tái)邊梁的長(zhǎng)度比較長(zhǎng)，則問(wèn)題便會(huì)變得更加嚴(yán)重。由于陽(yáng)臺(tái)邊梁通常直接暴露在室外，受環(huán)境溫度的影響比較大，在外部溫度環(huán)境出現(xiàn)變化時(shí)，邊梁的伸縮性或者挑梁的應(yīng)力便會(huì)變小，梁內(nèi)便會(huì)產(chǎn)生收縮應(yīng)力，進(jìn)而引起支座附近的裂縫向四處延伸，降低邊梁的承載能力，影響其使用性能。

四、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題的應(yīng)對(duì)策略

面對(duì)當(dāng)前社會(huì)發(fā)展中建筑行業(yè)的不斷興起，大量的建筑隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展不斷的拔地而起。由于高層建筑利用價(jià)值的不斷提升，面對(duì)在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的各種突出問(wèn)題，我們必須予以重視，如果不能夠?qū)ζ溥M(jìn)行合理的處理及解決，勢(shì)必會(huì)影響建筑應(yīng)用價(jià)值的提升。所以，對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題提出相應(yīng)的策略是十分具有必要的。

4.1主梁若有次梁則增設(shè)附加筋

高層建筑結(jié)構(gòu)中的主梁如果有次梁，則需要增設(shè)附加筋。對(duì)于這一狀況，應(yīng)首先增加箍筋。附加筋要按照施工要求來(lái)增設(shè)，但是不一定是絕對(duì)要添加。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)技術(shù)規(guī)范里說(shuō)，建筑結(jié)構(gòu)梁截面、下部的集中荷載處，應(yīng)由橫向的鋼筋荷載力承擔(dān)，也就是在梁上部增設(shè)附加筋，比如在水箱的下部增加墊梁，同樣可以增設(shè)附加筋。如果主梁與次梁的截面差距比較小，但是次梁的荷載比較重，則應(yīng)當(dāng)增設(shè)附加筋。而主梁的高度如果比較高，則次梁的截面很小，則不宜增設(shè)附加筋。

4.2平面和立面的選擇

首先在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，盡可能把結(jié)構(gòu)的剛度、幾何和結(jié)構(gòu)中心設(shè)計(jì)到一點(diǎn)上，而如果達(dá)不到這個(gè)要求，則在施工中便會(huì)有很大麻煩，最主要的便是扭轉(zhuǎn)問(wèn)題。扭轉(zhuǎn)問(wèn)題是指由于水平荷載力的因素，結(jié)構(gòu)發(fā)生振動(dòng)扭轉(zhuǎn)效用，可能會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生危害。其次在選擇平面和立面時(shí)，平面應(yīng)避免復(fù)雜、盡可能做到對(duì)稱、規(guī)則和簡(jiǎn)單。相關(guān)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，結(jié)構(gòu)如果不對(duì)稱，則可能影響其穩(wěn)定性，在結(jié)構(gòu)的凹凸拐角處，可能產(chǎn)生比較大的損害。

4.3水平位移的控制

高層建筑結(jié)構(gòu)的水平位移可以說(shuō)無(wú)法避免，所以水平位移的數(shù)值必須滿足高層建筑結(jié)構(gòu)安全的需要，考慮周期與地震因素。一般情況下，剪力墻的位移線應(yīng)是彎曲的，而不應(yīng)當(dāng)是剪切型。而框架結(jié)構(gòu)則相反，其位移曲線應(yīng)當(dāng)是剪切型的。如果兩種結(jié)構(gòu)相結(jié)合，則其位移曲線也應(yīng)相結(jié)合。

結(jié)語(yǔ)：高層建筑的應(yīng)用價(jià)值隨著近幾年經(jīng)濟(jì)的發(fā)展正在不斷的提升，做好高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，有助于后續(xù)施工工作的正常開(kāi)展，所以，處理好問(wèn)題、制定好對(duì)策，有助于工程造價(jià)的管理及施工質(zhì)量的提升。

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【3】孫凱 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問(wèn)題及對(duì)策探討 價(jià)值工程 2011年25期