【摘 要】高層結(jié)構(gòu)建筑逐漸成為當(dāng)今城市建設(shè)的主要建筑。高層結(jié)構(gòu)建筑在設(shè)計(jì)技術(shù)上具有嚴(yán)格的要求，其要求結(jié)構(gòu)的受力結(jié)構(gòu)合理以及抗自然災(zāi)害的性能優(yōu)良，這些最關(guān)鍵性的設(shè)計(jì)元素都得在設(shè)計(jì)的過程中，作為主要考慮的設(shè)計(jì)元素。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；結(jié)構(gòu)合理；設(shè)計(jì)元素

社會的飛速發(fā)展，人們生活水平的提高，高層建筑越來越受到人們的重視。高層建筑往往以其宏偉的尺度和巨大的體量，給觀者以強(qiáng)烈的視覺感受，同時(shí)也決定和影響著所在城市區(qū)域的藝術(shù)風(fēng)格和美學(xué)價(jià)值。因此，重視對高層建筑設(shè)計(jì)理念的探討，進(jìn)一步完善高層建筑設(shè)計(jì)理念是推動高層建筑設(shè)計(jì)健康發(fā)展的有效途徑。

1 高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)技術(shù)需求

高層建筑結(jié)構(gòu)作為一種特殊的建筑群體，其在舒適度、性能上都有較高的技術(shù)需求。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不能只單單重視建筑本身的立面造型的創(chuàng)造，而應(yīng)以人的尺度為參考系數(shù)，充分考慮人和高層建筑使用親近度，從宏觀的尺寸到微觀的材料設(shè)計(jì)都要創(chuàng)造良好的尺度感，把高層建筑的外部尺度分為兩種主要尺度：整體尺度，細(xì)部尺度。尤其是現(xiàn)代人的生活觀念不斷的轉(zhuǎn)變，使得高層建筑結(jié)構(gòu)在外觀設(shè)計(jì)上也有了嚴(yán)格的要求，進(jìn)而最大化地追求結(jié)構(gòu)外形的風(fēng)格。

1.1 結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)風(fēng)格，需要滿足現(xiàn)代人的生活理念

隨著現(xiàn)代人的生活觀念不斷的轉(zhuǎn)變，高層建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，越來越重視建筑物的舒適和風(fēng)格的設(shè)計(jì)。高層建筑的結(jié)構(gòu)在方位、采光上都要做嚴(yán)格的設(shè)計(jì)。建筑結(jié)構(gòu)需要在滿足建筑師的設(shè)計(jì)思想的前提下盡量為使用者提供舒適的生活環(huán)境，并盡量以節(jié)省投資的方式使建筑最大化地融入生態(tài)、環(huán)保和低碳的設(shè)計(jì)元素，這樣才可以提供一個(gè)生活舒適，安全可靠的生活環(huán)境。而建筑師與結(jié)構(gòu)師之間的緊密配合，合理選擇適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)體系，是實(shí)現(xiàn)這一目的的必要條件。

1.2 高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，要基于安全經(jīng)濟(jì)的理念

高層建筑作為一個(gè)大型的項(xiàng)目，在建設(shè)的過程中，將會面臨巨大的成本輸出問題。因此，在設(shè)計(jì)的過程中，要講究經(jīng)濟(jì)性的設(shè)計(jì)理念。所以，結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，需要對結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行不斷的優(yōu)化處理。在方案設(shè)計(jì)的過程中，結(jié)構(gòu)師通常要做全盤的考慮來比較其經(jīng)濟(jì)性的大小。比如：1?？紤]到目前的人工工資的高漲，在建筑總投資的比重也在不斷的升高?？紤]模版費(fèi)用與砌筑費(fèi)用的比較后以及后期抹灰的人工與砂漿材料的費(fèi)用，砌體結(jié)構(gòu)基本上已經(jīng)不再比框架便宜多少，而剪力墻結(jié)構(gòu)更是以現(xiàn)澆方式以及刮膩?zhàn)拥群唵畏绞綄⑷斯さ某杀窘档偷搅讼喈?dāng)?shù)偷某潭?，從而使建筑的安全性能提高而且總投資得到了很好的控制。這一點(diǎn)在現(xiàn)在越來越多的多層剪力墻房屋上得到了體現(xiàn)。

1.3 結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)中，需要保障結(jié)構(gòu)的安全性能

高層結(jié)構(gòu)作為一種特殊的建筑結(jié)構(gòu)，其在結(jié)構(gòu)的性能上具有嚴(yán)苛的要求。尤其是高層結(jié)構(gòu)的安全性能尤為的重要。設(shè)計(jì)部分：首先要從概念設(shè)計(jì)出發(fā)選用合理的結(jié)構(gòu)體系布置原則。結(jié)構(gòu)師有的時(shí)候就像是做數(shù)學(xué)題，要對一些復(fù)雜的結(jié)構(gòu)使用“拆開”或是“組裝”的設(shè)計(jì)方式，以盡可能簡單的，標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)形式組合成一個(gè)相對復(fù)雜的建筑物。這個(gè)過程既要考慮結(jié)構(gòu)的要求也要考慮建筑布置對其他專業(yè)的影響，尤其是防火設(shè)計(jì)要求，而這些是很重要的設(shè)計(jì)前提和依據(jù)。一般常用的建筑能準(zhǔn)確選擇結(jié)構(gòu)類型和平面布置形式，并合理地確定各構(gòu)件的截面尺寸。這樣的建筑就能正確地選擇結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖，進(jìn)行準(zhǔn)確的內(nèi)力分析與組合，最后得到高效合理的構(gòu)件截面及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)。

1.4 高層建筑的概念設(shè)計(jì)的落腳點(diǎn)：

首先高層建筑應(yīng)該具有良好的變形能力，這一點(diǎn)體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的所有構(gòu)件上。對于剛度大的結(jié)構(gòu)，變形小，舒適度好，抵抗地震作用的能力強(qiáng)，構(gòu)件強(qiáng)度高，投資成本也相應(yīng)增大。而剛度較小的結(jié)構(gòu)卻恰好相反，以教大變形來降低結(jié)構(gòu)所受的地震作用，達(dá)到降低投資的目的。但這樣的建筑在較大地震作用下的破壞形式可能就無法滿足“兩階段，三水準(zhǔn)”的要求。而2010版高規(guī)在3.11章中對結(jié)構(gòu)性能設(shè)計(jì)的要求則對此給出了規(guī)范的解決方法。

2 高層建筑的結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)

高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在其結(jié)構(gòu)的布局上比較的關(guān)鍵?，F(xiàn)代的高層建筑在規(guī)劃的規(guī)程中，各功能區(qū)的設(shè)計(jì)，需要基于現(xiàn)代人的生活理念，進(jìn)行合理的布局?，F(xiàn)代的高層建筑在規(guī)劃的規(guī)程中，各功能區(qū)的設(shè)計(jì)，需要基于現(xiàn)代人的生活理念，進(jìn)行合理的布局。

2.1 高層結(jié)構(gòu)對總體規(guī)劃的影響

一般高層建筑的總體規(guī)劃總是先于建筑的初步設(shè)計(jì)的，因而此階段結(jié)構(gòu)往往不參與整體布局，但是在高烈度地區(qū)比如喀什，這樣的規(guī)劃就會有一定風(fēng)險(xiǎn)。尤其對于高寬比大于4的單元式條狀高層住宅，其底部會產(chǎn)生很多比例的拉力（往往超過15%）而導(dǎo)致建筑物傾覆。而這一點(diǎn)是規(guī)范所不允許的。最好的方法是建議是規(guī)劃時(shí)能有一跨裙房在建筑物底部，這樣既能很好的解決基礎(chǔ)受拉問題還能將一些高層建筑所必須的設(shè)備機(jī)房和消防設(shè)施有了寬松的擺放空間。

2.3 結(jié)構(gòu)的外墻設(shè)計(jì)

高層建筑的外墻不僅有圍護(hù)，保溫和節(jié)能的要求也有結(jié)構(gòu)抗震的考慮。對應(yīng)于地震作用下的變形，如果填充墻體不能隨建筑物整體變形就會減小整體的變形量從而變相的增大了建筑的整體剛度，這樣的結(jié)果則使我們設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)變得偏于不安全。以前我們是周期折減的方法考慮這一部分增加的地震作用，現(xiàn)在還可以用2010版《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》6.3.4中說明的方法，將填充墻與結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間保留20mm的距離，從而達(dá)到我們的設(shè)計(jì)目的。

3 高層建筑結(jié)構(gòu)的消防安全結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

高層建筑結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，比較的注重其結(jié)構(gòu)風(fēng)格和美觀上的設(shè)計(jì)。在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，整體結(jié)構(gòu)的消防結(jié)構(gòu)非常的重要，同時(shí)作為建筑結(jié)構(gòu)最基本的結(jié)構(gòu)，其在設(shè)計(jì)的過程中，就需要充分的考慮到消防結(jié)構(gòu)的實(shí)用性。根據(jù)國家規(guī)定，我國18層以上的高層建筑必須有兩個(gè)樓梯間，用于逃生和緊急疏散；樓梯間與居民分戶門之間必須設(shè)計(jì)消防前室，以阻擋火災(zāi)發(fā)生時(shí)的煙氣。我國還規(guī)定高層建筑每個(gè)樓層、每個(gè)樓梯間都必須裝有防火門，以防止由于一個(gè)樓層起火而快速蔓延到別的樓層，每個(gè)樓層也要求配備消火栓等消防設(shè)施。對于這些規(guī)定，結(jié)構(gòu)師就必須將樓梯間的剪力墻筒為消火栓，正壓送風(fēng)口等開洞。而因開洞消弱的剪力墻，結(jié)構(gòu)師必須要對這些部位要做充分加強(qiáng)處理。

4 結(jié)束

建筑設(shè)計(jì)在整個(gè)工程設(shè)計(jì)中起著主導(dǎo)和先行的作用，除考慮上述各種要求以外，還應(yīng)考慮建筑與結(jié)構(gòu)，建筑與各種設(shè)備等相關(guān)技術(shù)的綜合協(xié)調(diào)，以及如何以更少的材料，勞動力，投資和時(shí)間來實(shí)現(xiàn)各種要求，使建筑物做到適用，經(jīng)濟(jì)，堅(jiān)固，美觀。

參考文獻(xiàn)

[1]北京市建筑設(shè)計(jì)研究院.建筑結(jié)構(gòu)專業(yè)技術(shù)措施[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2006

[2]高立人.高層建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)[M].北京：中國計(jì)劃出版社，2005

[3]方鄂華.高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005

[4]徐建.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見及疑難問題解析[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007