葉龍龍

摘 要：進(jìn)入二十世紀(jì)九十年代，隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，城市化也在不斷的深入的進(jìn)行當(dāng)中，房子產(chǎn)業(yè)日漸繁榮，高層建筑日益成為大中城市的重要建筑標(biāo)的。這樣的實(shí)際情況對(duì)高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了更高的要求，經(jīng)濟(jì)、安全和合理的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的建筑特性成為國際高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的趨勢和所追求的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)；原則；新技術(shù)

隨著我國改革開放的不斷深入，我國的綜合國力獲得巨大的提升，各個(gè)產(chǎn)業(yè)都有了長足的發(fā)展，特別是因房地產(chǎn)業(yè)繁榮的建筑業(yè)更是得到極大的發(fā)展。我國人口大約占世界人口五分之一，人均土地的擁有量很低，加之我國有西部大片的山地、高原和沙漠，這些因素進(jìn)一步加劇了我國的人地矛盾，這也間接的為高層建筑在我國城市化工程中大放異彩提供了條件。所以，我們需要加大對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的新技術(shù)的研究，對(duì)促進(jìn)高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的進(jìn)一步優(yōu)化，促進(jìn)高層建筑的建設(shè)做出一些總結(jié)性的努力。下面我們將針對(duì)高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)進(jìn)行較為簡要的分析。

1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)特點(diǎn)

眾所周知，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作遠(yuǎn)比單層和多層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要復(fù)雜的多得多，合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案直接關(guān)系到高層建筑的建設(shè)質(zhì)量、安全性。我們要做好高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作就要首先了解相關(guān)設(shè)計(jì)工作的自身的特點(diǎn)。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)如下：

1.1 水平力是設(shè)計(jì)的主要因素。我們都知道，在單層或者多層建筑中豎向載荷是其主要的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。但在此方面，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)卻有著其自身獨(dú)特的特點(diǎn)，豎向載荷雖然在此仍占據(jù)著較為重要的作用，但水平載荷在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中卻具有決定性的作用。對(duì)一定高度建筑來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用，其數(shù)值是隨著結(jié)構(gòu)動(dòng)力性的不同而有較大的變化。

1.2 側(cè)移成成為設(shè)計(jì)的主要指標(biāo)。高層建筑隨著高度的增加、輕質(zhì)高強(qiáng)材料的應(yīng)用、新的建筑形式和結(jié)構(gòu)體系的出現(xiàn)、側(cè)向位移的迅速增大，在設(shè)計(jì)中不僅要求結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度，還要求具有足夠的抗側(cè)剛度，使結(jié)構(gòu)在水平荷載下產(chǎn)生的側(cè)移被控制在某一限度之內(nèi)，否則會(huì)產(chǎn)生不良的后果。

1.3 抗震設(shè)計(jì)要求更高，延性成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要指標(biāo)。一般的高層建筑都有較高的抗震性要求，所以具有其他的建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所不具有的特點(diǎn)，即要求結(jié)構(gòu)高的延性和抗震性，使其做到“小震不壞，大震不倒”。

1.4 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的概念和理論設(shè)計(jì)同樣重要。隨著當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，雖然我們有很多的手段在假想的條件下對(duì)高層建筑在地震條件下的抗震性能進(jìn)行較為準(zhǔn)確的分析，但由于地震的各種要素的不確定性，地基土影響的復(fù)雜性和結(jié)構(gòu)體系本身的復(fù)雜性，使得專家們的實(shí)際測量與真實(shí)的實(shí)際情況常常有較大的出入，尤其是當(dāng)結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性階段之后，各種的復(fù)雜因素交織在一起，這就為常規(guī)的理論性計(jì)算帶來了很大的難度。所以，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是離不開概念設(shè)計(jì)的。

以上就是高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的自身獨(dú)特點(diǎn)。正是對(duì)這些特點(diǎn)較為系統(tǒng)的論述，才能對(duì)高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)技術(shù)有較好的把握，才能有對(duì)其具有更為透徹的理解和解讀。下面我們從高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則出發(fā)進(jìn)行較為簡略的論述。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則

2.1 選擇合理的高層建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在施工前，我們應(yīng)該提前勘察好當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件、施工條件等，并分析好高層建筑上部的載荷分布情況和結(jié)構(gòu)類型，并在較為充分的準(zhǔn)備的情況下，進(jìn)行合理的高層建筑的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。

2.2 合理、準(zhǔn)確分析計(jì)算結(jié)果。當(dāng)今，計(jì)算機(jī)信息技術(shù)獲得飛速發(fā)展，呈現(xiàn)日新月異之勢。在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，計(jì)算機(jī)信息技術(shù)也得到大規(guī)模的應(yīng)用，極大的提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等相關(guān)工作的工作效率。它已經(jīng)成為建筑專家進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算等相關(guān)工作的重要技術(shù)工具。但往往實(shí)際情況與計(jì)算結(jié)果有出入，所以需要相關(guān)的建筑專家對(duì)計(jì)算結(jié)果運(yùn)用相關(guān)的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行進(jìn)一步的較為精確的分析和加工，形成更為正確的針對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算結(jié)果。

3 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的新技術(shù)

由于高層建筑的上部載荷和地基的基礎(chǔ)性壓力都很大，所以我們應(yīng)該采用整體性良好和具有較大的承載能力的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)形式。根據(jù)此情況我們可以采用樁基或復(fù)合地基。當(dāng)?shù)鼗鶚O軟且沉降不均勻十分嚴(yán)重時(shí)，采用筏形基礎(chǔ)，其剛度會(huì)顯得不足，在這種情況下采用箱型基礎(chǔ)就較為合理。箱型基礎(chǔ)剛度大、整體性好、傳力均勻；能適應(yīng)局部不均勻沉降較大的地基，有效地調(diào)整基地反力。它有兩種的做法：倒肋形樓蓋式和倒無梁樓蓋式。

現(xiàn)階段，應(yīng)用較為廣泛的另一種高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)體系的技術(shù)是框架結(jié)構(gòu)體系技術(shù)。它的側(cè)移由兩部分組成：梁和柱的彎曲變形產(chǎn)生的側(cè)移和柱的軸向變形產(chǎn)生的側(cè)移。它具有較多的其他結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)說沒有的優(yōu)越性因素：空間布置的靈活性、計(jì)算理論的相對(duì)成熟性、結(jié)構(gòu)自重輕、一定范圍內(nèi)造價(jià)的低廉性等。

我要說的另一個(gè)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系新技術(shù)是剪力墻結(jié)構(gòu)體系。剪力墻結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土，墻體沿橫向縱向正交布置或沿多軸線斜交布置，它剛度大，空間整體性好。合理設(shè)計(jì)的延性剪力墻具有良好的抗震性能。該結(jié)構(gòu)體系創(chuàng)新性的運(yùn)用了剪力墻這一特殊結(jié)構(gòu)作為抵消載荷和側(cè)向力主要結(jié)構(gòu)，是一種性能優(yōu)越的抗震墻結(jié)構(gòu)，在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中具有極大的應(yīng)用前景。過往的歷史也證明該結(jié)構(gòu)極佳的抗震性能。但我們要知道的是它也具有靈活性差、應(yīng)用范圍較窄和自重大等缺點(diǎn)，所以在具體的施工應(yīng)用中，我們應(yīng)該嚴(yán)格遵循因地制宜的原則來選擇合適的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)體系。

我要說的最后一個(gè)是框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系。在框架結(jié)構(gòu)中布置一定數(shù)量的剪力墻，可以組成框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)既有框架結(jié)構(gòu)布置靈活、延性好的特點(diǎn)，又有剪力墻結(jié)構(gòu)剛度大，承載力大的特點(diǎn)?？蚣堋袅Y(jié)構(gòu)是一種雙重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。這種混合型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新技術(shù)也反映了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的綜合技術(shù)化趨勢。

4 結(jié)語

我國經(jīng)濟(jì)的迅速騰飛帶來的是建筑業(yè)的快速發(fā)展，特別是高層建筑方面的發(fā)展，這也反過來推動(dòng)了該領(lǐng)域研究工作的進(jìn)一步的深入。作為高層建筑建設(shè)的基礎(chǔ)性工作的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，也急需新技術(shù)的支撐，才能獲得較大的市場競爭力?？傊?，鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是一個(gè)長期、復(fù)雜、甚至循環(huán)往復(fù)的過程，作為這一系統(tǒng)的任意環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯(cuò)，都會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)性的災(zāi)難性的后果。所以，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)技術(shù)的重中之重是其安全性和合理性以及可推廣性。

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