梁志剛

（湛江市建筑設(shè)計院，廣東 湛江 524000）

1 高層建筑結(jié)構(gòu)及其設(shè)計中的問題

1.1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的問題

1.1.1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的消防結(jié)構(gòu)設(shè)計

高層建筑結(jié)構(gòu)因其結(jié)構(gòu)本身特點，決定了建筑結(jié)構(gòu)在進行設(shè)計時具有一定的繁復(fù)性， 而為了保證滿足高層建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣功能需求，需要在進行功能結(jié)構(gòu)設(shè)計時，選用不同的建筑功能材料，其中所選用的材料多為可燃性材料，這一定程度上增加了火災(zāi)情況發(fā)生的可能性，且高層建筑之間空氣流動性較強，風力大，一旦高層建筑發(fā)生火災(zāi)，極有可能在一定程度上造成火災(zāi)的擴張。另外，高層建筑的層數(shù)越多，在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)將火災(zāi)線路設(shè)計成垂直形態(tài)，在這樣的情況下，高層建筑人員在進行火災(zāi)疏散時可能會耗費更長時間。因此，在消防結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，對高層建筑進行排煙結(jié)構(gòu)設(shè)計也是關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)相當重要的方面，在進行設(shè)計時，應(yīng)注意將排煙結(jié)構(gòu)進行合理設(shè)計，保證煙氣正常排出，降低火災(zāi)發(fā)生時災(zāi)情的蔓延。

1.1.2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計

在對高層建筑結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，其抗震結(jié)構(gòu)始終是整個設(shè)計中較難實施也是最為薄弱的環(huán)節(jié)，因為高層建筑本身的復(fù)雜特點以及地震發(fā)生時會造成的種種不確定影響，而且建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，并沒有充分考慮到地震發(fā)生所造成的破壞性以及如何有效避震原理。 在設(shè)計工作中，設(shè)計人員沒有對抗震數(shù)據(jù)進行精確的研究分析。 如果在高層建筑進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，不能根據(jù)相關(guān)地震災(zāi)害發(fā)生的原理進行有效設(shè)計，對其進行總體的規(guī)劃，可能造成建筑結(jié)構(gòu)在抗震設(shè)計方面會缺乏其有效可用性，無一定的靈活性，而且不利于建筑結(jié)構(gòu)的持久耐用性，無法有效保證高層建筑居民的生命健康和財產(chǎn)安全。

1.1.3 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗風結(jié)構(gòu)設(shè)計

設(shè)計師在進行設(shè)計建造時，應(yīng)注意建筑結(jié)構(gòu)的抗風壓性，對其進行有效的設(shè)計是結(jié)構(gòu)設(shè)計中相當重要的一個方面。一般高層建筑的樓層較高， 其建筑結(jié)構(gòu)本身可對風起到較好的擾動作用和阻隔作用，在建筑物周邊流動的風以及空氣在動力作用下發(fā)生改變后，會對靜止的高層建筑產(chǎn)生一定的振動作用， 尤其造成建筑物一定的動力荷載力，在這種情況下， 所存在的風壓會對建筑物的穩(wěn)定性造成一定的威脅，也可能直接導(dǎo)致高層建筑主體結(jié)構(gòu)受到嚴重破壞，甚至導(dǎo)致玻璃幕墻破裂、裝飾物損壞、墻體發(fā)生斷裂等嚴重影響工程質(zhì)量情況的發(fā)生。

2 優(yōu)化高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1 優(yōu)化消防結(jié)構(gòu)設(shè)計

高層建筑消防結(jié)構(gòu)設(shè)計為有效保證建筑居民的健康生命財產(chǎn)安全，其中設(shè)計理念主要為防，同時輔以消防應(yīng)急應(yīng)對，共同對建筑結(jié)構(gòu)的消防結(jié)構(gòu)形成一定的防護性：第一，設(shè)計合適的防火間距，設(shè)計間距應(yīng)該根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，對建筑物之間距離進行精確計算。 同時對防火結(jié)構(gòu)設(shè)計要根據(jù)具體的地形條件進行設(shè)計，因地制宜，同時提高防火措施實施的靈活性；第二，對建筑結(jié)構(gòu)安全疏散通道進行設(shè)計，有效解決火災(zāi)發(fā)生時人員無法疏散問題，一般高層建筑的疏散通道為垂直結(jié)構(gòu)，但電梯會在火災(zāi)發(fā)生時斷電不能進行人群疏散，不利于疏散人群。 因此在設(shè)計時，應(yīng)該設(shè)計多條疏散通道，保證有一定的防煙區(qū)，根據(jù)具體的地形條件，設(shè)計合理的避難場所；第三，分隔式進行設(shè)計，可有效控制煙霧以及火勢蔓延，在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，應(yīng)設(shè)計防火墻、防火門以及排煙設(shè)備，爭取有效的疏散路線，并有效降低建筑遭受破壞程度。

2.2 優(yōu)化抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，不能忽視抗震問題，高層建筑因其自身特點，對功能性要求較高，優(yōu)化設(shè)計內(nèi)容為：第一，合理規(guī)劃建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)件位置，讓不同構(gòu)件可承載不同力，并發(fā)揮其功能性；第二，對地基進行抗震設(shè)計，地震時如地基發(fā)生沉降，極易導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)遭受破壞。因此在進行地基施工建設(shè)時，必須對其進行有針對性的設(shè)計，通過相應(yīng)地基設(shè)計的調(diào)整，簡化建筑平面，分割高度差異以及外部形態(tài)差異較大的建筑物，有效提升建筑物的強度和剛度，也可將樁箱深埋，通過施工設(shè)計安排，實現(xiàn)地基穩(wěn)固性；第三，進行剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計，提高承重結(jié)構(gòu)抗側(cè)力， 滿足建筑結(jié)構(gòu)一定的耗能能力和承載力的延續(xù)性，提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震效果，其中抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中，對剪力墻進行設(shè)計也是相當重要的，在保證結(jié)構(gòu)側(cè)面強度同時保證樓板剛度，最大限度對建筑物進行控制其位移；第四，在進行結(jié)構(gòu)受力作用下，對簡體結(jié)構(gòu)進行抗震設(shè)計。簡體結(jié)構(gòu)在設(shè)計時，應(yīng)該保證結(jié)構(gòu)的完整性，以及簡體結(jié)構(gòu)位置的對稱性， 并對建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及厚度進行科學(xué)預(yù)算，增強底部的穩(wěn)固性，有效增強建筑結(jié)構(gòu)的抗震性。

2.3 優(yōu)化抗風結(jié)構(gòu)設(shè)計

抗風結(jié)構(gòu)設(shè)計在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，是最基礎(chǔ)最應(yīng)考慮到的問題，綜合多種因素，對建筑物的抗風性進行有效設(shè)計，保證建筑物最基本的抗風承載力以及水平力，實現(xiàn)抗風結(jié)構(gòu)優(yōu)化四個步驟：第一，進行基礎(chǔ)設(shè)計，保證建筑結(jié)構(gòu)的抗風結(jié)構(gòu)，需要建筑結(jié)構(gòu)具有一定的穩(wěn)定性，在設(shè)計選材時，可選用級配高的砂石，保證建筑結(jié)構(gòu)的填充材料密度，同時可有效防止水平方向上產(chǎn)生對結(jié)構(gòu)傾覆性威脅；同時在結(jié)構(gòu)底部進行設(shè)置時，使用抗拔錨桿，提高其應(yīng)用功能，保證地基的穩(wěn)固，對風力起到一定抵抗性；第二，設(shè)計耗能減振系統(tǒng)，在進行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，可采用耗能減振系統(tǒng)，減少風荷載力對建筑物的作用力，系統(tǒng)的構(gòu)成主要有樓板、梁柱、剪刀墻、耗能支撐等構(gòu)成，減振系統(tǒng)的設(shè)置選材可使用具有較強粘彈性的阻尼材料，可有效提高減振系統(tǒng)的耗能減振作用；第三，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)對水平力、風荷載力以及可能發(fā)生的荷載力疊加問題進行有效解決。 在風荷載力作用下，會給建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部的構(gòu)件增加一定的壓力，如果超過建筑物的可承受范圍，就會出現(xiàn)風荷載與水平力發(fā)生疊加，嚴重破壞建筑物的穩(wěn)定性。因此，在進行設(shè)計時，可對建筑物受力高風壓區(qū)對其進行加固，選材建筑使用高強度的鋼筋混凝土，控制建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的鋼筋含量，減緩水平方向上發(fā)生的風荷載與水平力疊加所造成的不利于建筑物的影響力；第四，抗風結(jié)構(gòu)設(shè)計中，同時也應(yīng)提高建筑物的剛度和建筑物的承載力，根據(jù)風荷載的復(fù)雜性、多變性，對建筑物的風荷載以及承載力進行精確的計算，嚴格按照相關(guān)施工規(guī)范，對建筑物的抗風結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。

3 結(jié)論

在高層建筑進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)該針對高層建筑的消防、抗震以及抗風性進行有效設(shè)計，在設(shè)計時，充分考慮這三方面因素，保證建筑物的持久耐用型和安全性。 將這三方面設(shè)計問題進行有效的綜合，保證建筑物的功能性，從科學(xué)的角度出發(fā)，對建筑結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的問題進行分析研究， 提出科學(xué)的切實可行的解決措施對其進行有效防治，可有效保證工程質(zhì)量、生命健康以及財產(chǎn)安全。

［1］唐興榮.高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.

［2］金仙蘭.淺談高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計常見問題及解決辦[J].中國房地產(chǎn)業(yè)，2011.

［3］陳富生,邱國樺,范重.高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計[M].中國建筑工業(yè)出版社,2005.