張政 ZHANG Zheng

（山東省滕州市建筑設(shè)計院，滕州 277599）

（Architecture Design Institute of Tengzhou，Shandong，Tengzhou 277599，China）

0 引言

近年來，隨著我國城市規(guī)模的擴(kuò)大，我國的建筑行業(yè)也在這個過程中得到了很大的發(fā)展。其中，由于城市中居民數(shù)量的增加以及城市面積的短缺，也使得目前城市建筑逐步向著高層化的方向發(fā)展。在我國相關(guān)規(guī)定之中，當(dāng)建筑物整體高度高于24m，或者10層以上都稱之為高層建筑，而其具有的高度特點(diǎn)也使得其在結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中也同以往的建筑設(shè)計具有一定的區(qū)別以及不同的需求，而這就對相關(guān)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作帶來了更大的難度，通過何種方式對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中存在的問題進(jìn)行良好的解決，則成為了目前建筑行業(yè)廣為關(guān)注的問題。

1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計問題

1.1 抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計問題 對于高層建筑來說，在對其結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中最為重要也是最難實(shí)施的環(huán)節(jié)就是其抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計，因?yàn)楦邔咏ㄖ攸c(diǎn)，使得其在地震發(fā)生過程中可能會存在很多不確定的因素，而在目前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，也沒有對當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時如何有效的進(jìn)行避震以及其可能帶來的破壞性進(jìn)行足夠的考慮。而如果在設(shè)計的過程中沒有對高層建筑的相關(guān)抗震數(shù)據(jù)較為精確的分析，且不能夠根據(jù)地震發(fā)生原理為依據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計，則很有可能由于高層建筑抗震性能的不足而存在一定的安全隱患，從而對人們的生命財產(chǎn)安全造成嚴(yán)重的威脅。

1.2 抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計問題 由于高層建筑的高度特點(diǎn)，使得其抗風(fēng)性能也是非常重要的一個環(huán)節(jié)。當(dāng)對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，也應(yīng)當(dāng)對抗風(fēng)設(shè)計的有效性進(jìn)行考慮。通常來說，由于高層建筑自身高度很高，作為建筑物自身則同外界風(fēng)之間存在一種阻隔以及擾動作用，這就使得建筑物周圍的風(fēng)會在一定作用之下對建筑產(chǎn)生一種類似于振動的效果，并使其承受相當(dāng)?shù)暮奢d力，從而使建筑的自身安全受到威脅，嚴(yán)重的還會使建筑主體結(jié)構(gòu)被破壞、墻體斷裂等現(xiàn)象的出現(xiàn)。

1.3 消防結(jié)構(gòu)設(shè)計問題 同普通建筑相比，高層建筑具有更為復(fù)雜的特點(diǎn)，而為了對高層建筑多種需求進(jìn)行滿足，則需要在結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中選擇不同種類的材料。目前，在高層建筑中使用較多的還是可燃性材料，而這就會對高層建筑的火災(zāi)情況帶來了一定的隱患。同時，由于在高層建筑中具有風(fēng)力大、空氣流動強(qiáng)的特點(diǎn)，一旦出現(xiàn)火災(zāi)則很可能造成更為嚴(yán)重的災(zāi)害。另外，由于高層建筑樓層較多，在對其結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中也都將其設(shè)計為垂直形態(tài)，而在這中形態(tài)之中一旦發(fā)生火災(zāi)，那么對居民疏散則需要更多的時間，這也為高層建筑的消防問題帶來了威脅。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計問題解決策略

2.1 優(yōu)化抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計 抗震性能代表著建筑物的安全，對于高層建筑來說尤為如此，這就需要我們通過對以往的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行一定的優(yōu)化：

首先，應(yīng)當(dāng)使建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性得到增強(qiáng)，并對其中抗側(cè)力構(gòu)件的位置進(jìn)行合理的設(shè)置，從而使其能夠具有更為合理的承載力分布體系。同時由于垂直方向結(jié)構(gòu)的關(guān)系，則應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步增強(qiáng)其構(gòu)件的強(qiáng)度以及剛度，從而使其得到更為連續(xù)的穩(wěn)定性。其次，在地震災(zāi)害中，最可能對建筑造成破壞的情況就是建筑地基出現(xiàn)沉降，一旦地基出現(xiàn)沉降，那么就會使建筑結(jié)構(gòu)激素出現(xiàn)開裂等一系列破壞。所以在對地基施工的過程中，一定應(yīng)當(dāng)對地震因素起到作出充分的考慮，從而以有針對性的方式對其設(shè)計。同時，還應(yīng)當(dāng)對建筑建筑平面進(jìn)行簡化，減少相關(guān)的平面布置，從而通過合理的施工設(shè)計使地基的強(qiáng)度以及剛度得到增強(qiáng)。另外，還應(yīng)當(dāng)將樁箱埋設(shè)一定的深度，并將上部結(jié)構(gòu)以及群樁能夠保持在同一條線上。再次，應(yīng)當(dāng)對建筑結(jié)構(gòu)承重構(gòu)件的抗側(cè)力進(jìn)行提高，并盡可能的滿足其承載力所需的延續(xù)性，從而使建筑的抗震能力得到提高。同時，還應(yīng)當(dāng)對剪力墻截面重點(diǎn)關(guān)注，首先應(yīng)當(dāng)以連續(xù)梁的方式組成一套具有更好延續(xù)性的結(jié)構(gòu)體系，其次則應(yīng)當(dāng)使結(jié)構(gòu)側(cè)面的強(qiáng)度得到提高，從而對建筑水平位移的范圍進(jìn)行良好的控制。最后，還應(yīng)當(dāng)保證簡體構(gòu)件具有對稱的布置狀態(tài)以及良好的完整性，并使筒角內(nèi)壁同洞口之間保持適當(dāng)?shù)拈g距并增加其厚度，從而使建筑底部結(jié)構(gòu)能夠更好的滿足抗震需求。

2.2 優(yōu)化抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計 首先，要注重結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計。對于建筑的抗風(fēng)性能來說，首先應(yīng)當(dāng)保持其具有良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。這就需要在建設(shè)的過程中保證選擇級配比較高的砂石，并對材料回填過程的密實(shí)程度進(jìn)行保證，從而保證建筑在水平作用力施壓下不會出現(xiàn)傾覆性趨向。另外則應(yīng)當(dāng)在持力層底部設(shè)置相應(yīng)的抗拔錨桿，從而能夠通過相關(guān)的鉆孔、安裝以及注漿一系列工作使錨桿的功能得到增強(qiáng)，并使其抗拔強(qiáng)度得到保障。其次，在對建筑非承重構(gòu)件設(shè)計的過程中，還應(yīng)當(dāng)通過對耗能減震系統(tǒng)良好的利用使風(fēng)力對于建筑的影響得到降低。在這個系統(tǒng)中，主要以樓板、剪力墻以及耗能支撐等部件所組成，并保證能將這種減震系統(tǒng)設(shè)置在合理的位置中，從而使耗能減震的作用得到加強(qiáng)。最后，由于高層建筑往往面臨較大的風(fēng)壓，在這種強(qiáng)大風(fēng)壓的作用之下也會對建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)力得到提高，而一旦這種壓力超出了其所能承受的最大值，就會使風(fēng)荷載同水平力之間出現(xiàn)重疊問題，從而對建筑整體造成結(jié)構(gòu)性破壞。所以就應(yīng)當(dāng)對風(fēng)壓較高的位置進(jìn)行加固，首先應(yīng)當(dāng)對建筑實(shí)際風(fēng)壓作用力的大小進(jìn)行分析，同時對建筑土壓力進(jìn)行控制，并在此基礎(chǔ)上對建筑的水平荷載內(nèi)力進(jìn)行加強(qiáng)。

2.3 優(yōu)化消防結(jié)構(gòu)設(shè)計 首先，應(yīng)當(dāng)設(shè)計好良好的防火間距，對于間距的計算方式是將每棟建筑物之間的距離以及每一棟建筑中可燃物件邊緣開始計算，但是由于建筑中可能存在的地理、功能等情況的差異性，所以在設(shè)計的過程中也應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況來靈活的選擇。同時，還應(yīng)當(dāng)對建筑的滅火結(jié)構(gòu)、耐火能力以及排煙性做出保障，從而使建筑能夠滿足防火要求。其次，設(shè)計好相應(yīng)的分割結(jié)構(gòu)。通過這種方式則能夠在火勢發(fā)生之后將其控制在有效的空間之中并限制其擴(kuò)大蔓延。對此經(jīng)常使用的方式就是對樓板的垂直設(shè)計以及單元墻的水平設(shè)計等等，其不僅能夠?qū)熿F、火勢的蔓延程度降低，還能夠?yàn)榻ㄖ用瘾@取更多的逃生時間。最后，還應(yīng)當(dāng)設(shè)計建筑的疏散結(jié)構(gòu)。由于在高層建筑中疏散路線為垂直型，且在發(fā)生火災(zāi)時電梯會斷電并當(dāng)煙火蔓延的過程中使其成為逃生死角。所以應(yīng)當(dāng)將樓梯設(shè)置為疏散通道，并對建筑內(nèi)防煙區(qū)要以及雙向疏散通道進(jìn)行合理的設(shè)置，從而當(dāng)火災(zāi)發(fā)生之后加大居民的逃離速度。

3 結(jié)束語

總的來說，隨著目前我國城市中高層建筑數(shù)量的增多，使得人們更應(yīng)當(dāng)對其建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中存在的問題引起更高的重視。上文對于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題進(jìn)行了一定的分析，并提出了相應(yīng)的解決策略。在實(shí)際結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，也可以以此為參考，從而以更為合理、全面的結(jié)構(gòu)設(shè)計對高層建筑的安全穩(wěn)定作出保障。

[1]劉素蘭.建筑企業(yè)應(yīng)用建造合同準(zhǔn)則問題及對策探討[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2011(15)：216.

[2]劉勁松.論高層建筑防火工程中的設(shè)計[J].中小企業(yè)管理與科技(下旬刊)，2010(09)：287.

[3]佟超博,郝強(qiáng).對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見問題的分析[J].黑龍江科技信息，2010(10)：269.

[4]葛斌.淺析鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)設(shè)計的常見問題[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2011(16)：94-96.