■杜啟發(fā) ■萍鄉(xiāng)市安源區(qū)建筑設(shè)計院，江西 萍鄉(xiāng) 337000

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的推廣，給建筑行業(yè)的發(fā)展注入了新的活力，高層建筑逐漸成為建筑的主要形式。高層建筑的施工是一項規(guī)模龐大且施工復(fù)雜的工程，對于建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計需要有專業(yè)的技術(shù)人員根據(jù)實際施工制定正確合理的設(shè)計方案，能夠確保建筑具有滿足良好的抗震、抗風(fēng)等在內(nèi)的安全性要求，促進(jìn)整體質(zhì)量的提高。

1 高層建筑設(shè)計的原則

1.1 正確的結(jié)構(gòu)計算簡圖

在計算簡圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算，如果計算簡圖的選擇不合理，很容易造成結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定，誘發(fā)安全事故，因此，要保證結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全可靠就要對計算簡圖進(jìn)行正確的選擇，而且還要采用與之相應(yīng)的構(gòu)造方法確保安全，實際應(yīng)用中，高層建筑結(jié)構(gòu)節(jié)點不僅僅是鋼節(jié)點或餃節(jié)點，確保和計算簡圖的誤差在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)。

1.2 合理的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計

結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的設(shè)計要根據(jù)高層建筑的具體地質(zhì)條件進(jìn)行選擇，對高層建筑的上部結(jié)構(gòu)類型與荷載的分布情況以及施工條件進(jìn)行綜合全面的分析，確保設(shè)計的合理。此外，基礎(chǔ)設(shè)計還要確保地基的潛在能力得到最大化的發(fā)揮，如果施工條件允許要進(jìn)行必要的地基變形檢驗，在進(jìn)行設(shè)計之前一定要有較為科學(xué)詳細(xì)的地質(zhì)勘察報告，通常情況下，具有相同結(jié)構(gòu)單元的可以采取相同的類型。

1.3 合理的建筑結(jié)構(gòu)方案

結(jié)構(gòu)設(shè)計方案不僅僅需要滿足經(jīng)濟(jì)性要求，而且還要滿足結(jié)構(gòu)形式和體系的要求。結(jié)構(gòu)體系的要求就是要保證受力的明確以及傳力的簡單。在相同結(jié)構(gòu)的單元中，要選擇與之相應(yīng)的結(jié)構(gòu)體系，一旦高層建筑的地基處于不穩(wěn)定狀態(tài)，那么應(yīng)力就需要平面和豎向的規(guī)則。在對建筑的地理狀況、施工條件以及選材等方面綜合分析的基礎(chǔ)上，與結(jié)構(gòu)中供電、供水等的設(shè)計相協(xié)調(diào)一致狀況下，進(jìn)行結(jié)構(gòu)的合理選擇，進(jìn)而確定設(shè)計結(jié)構(gòu)方案的科學(xué)性。

1.4 對計算結(jié)果進(jìn)行精確的分析

在科技的不斷進(jìn)步和廣泛應(yīng)用下，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計采用計算機(jī)的模式已得到了較為成熟的應(yīng)用。建筑工程量的不斷增多，關(guān)于結(jié)構(gòu)設(shè)計的計算軟件也層出不窮，眾多的計算軟件各有各的差異，不同的應(yīng)用有不同的結(jié)果。由于施工的實際狀況與計算機(jī)程序之間會有一定的誤差，難免會出現(xiàn)不準(zhǔn)確的現(xiàn)象，因此，操作人員在得到計算結(jié)果后需要對結(jié)果進(jìn)行多次的檢驗復(fù)核，最后得出準(zhǔn)確的計算結(jié)果。

2 當(dāng)前高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題

2.1 扭轉(zhuǎn)問題

在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，建筑的三心非常重要。建筑的三心主要是指建筑結(jié)構(gòu)的中心、幾何形心以及剛度中心，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)的設(shè)計時要確保三心的匯聚，保證三心集中于一點，實現(xiàn)三心合一。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中扭轉(zhuǎn)問題的出現(xiàn)會嚴(yán)重影響到三心順利的集中在一起，高層建筑的扭轉(zhuǎn)問題主要是受到水平壓力作用造成的。

2.2 受力性能問題

建筑設(shè)計者在對建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計中要把建筑的空間組合特征作為重點內(nèi)容來抓，進(jìn)行建筑方案的確定時還要考慮到建筑的具體結(jié)構(gòu)特點，根據(jù)不同結(jié)構(gòu)的不同特點，制定出正確的與之相適應(yīng)的設(shè)計方案，保證建筑的重力方向始終與地面呈向下作用。

2.3 短肢剪力墻的設(shè)置問題

根據(jù)近些年來國家對建筑行業(yè)出臺的新的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范來看，對于短肢剪力墻的定義是墻肢截面的高度和厚度比為5～8。在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中，必須要根據(jù)實際的經(jīng)驗數(shù)據(jù)與施工經(jīng)驗要求來進(jìn)行，從目前的短肢剪力墻現(xiàn)狀來看，主要是使用和增加存在很多的限制性因素。因為墻肢厚度較薄，一般是200mm左右范圍，在梁和墻的連接處，有很多的暗柱、端柱的影響，造成相連接的梁不能達(dá)到規(guī)定的寬度，給梁的強(qiáng)度帶來不利影響。

在現(xiàn)代社會飛速發(fā)展的環(huán)境下，高層建筑中對于地下空間的應(yīng)用越來越廣泛，這對于短肢剪力墻結(jié)構(gòu)來說，很多落地的墻肢直接影響了地下空間的正常有效使用，因此，需要有結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的設(shè)立。

2.4 高度超標(biāo)問題

高層建筑的抗震、防火、防水結(jié)構(gòu)具有規(guī)范化的體系要求。當(dāng)前高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中都對高度有嚴(yán)格的限制，但是，在實際的結(jié)構(gòu)設(shè)計中往往會出現(xiàn)各種問題，施工的設(shè)計圖也會因為結(jié)構(gòu)類型的變化而不能及時審查通過，這就增加了建筑工程的總體造價成本，延誤了工期，從而不利于整體規(guī)劃。

3 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計問題的應(yīng)對策略

3.1 扭轉(zhuǎn)問題的解決

在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，對于扭轉(zhuǎn)問題要重點關(guān)注。建筑物要最大程度的降低水平荷載作用的影響，減少扭轉(zhuǎn)性破壞，設(shè)計人員在設(shè)計時就必須要對建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)計，在其平面布局上要保證整體的協(xié)調(diào)性，盡可能的實現(xiàn)三心合一。

3.2 受力性能方面

進(jìn)行高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計，首要的工作就是要保證設(shè)計師對建筑環(huán)境的地基荷載量有明確的把握，同時處理好其與向下作用力之間的關(guān)系?；诖耍趯Ω邔咏ㄖ慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計方案的初始選擇階段，一定要考慮到所涉及到的各種方面的影響，對總體結(jié)構(gòu)中承重墻、承重柱的數(shù)量和具體位置設(shè)置都有合理的設(shè)計。

3.3 短肢剪力墻設(shè)置方面

保證短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)置的正確合理，就要考慮到以下幾方面內(nèi)容:對于短肢墻的具體數(shù)量確定要按照抗側(cè)力和豎向荷載量的需求來選擇，要盡可能的均勻分布，軸心應(yīng)力的差異范圍不能過大;如果平面的凹凸較多、風(fēng)力較大，則為了滿足整體的抗震性要求就需要在凸出的部位或者是平面外的邊緣設(shè)置短肢墻，這樣可以有效確保平面剛性和整體性符合既定要求;此外，還要對各個短肢墻進(jìn)行對齊和拉直，保證它和連梁形成連續(xù)跨數(shù)多且規(guī)整的抗側(cè)力片，如果不能完全的實現(xiàn)則可以在局部范圍內(nèi)錯開進(jìn)行，在對短肢墻和兩方向的梁進(jìn)行連結(jié)的過程中，要把連梁盡可能的設(shè)置與墻肢平面內(nèi)，同時保證連梁的寬度和墻肢厚度相一致。

3.4 超高問題方面

高層建筑的一個鮮明特征就是高度較高，因此，對于高層建筑來說，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的初始階段就要把高層建筑的高度予以確定，有一個明確的高度限制，確保其不能影響到建筑類型的變化，把可能影響施工的成本和工期因素降為最少。

4 結(jié)語

高層建筑在現(xiàn)代建筑行業(yè)中是一種較為全面而又系統(tǒng)的工程，在對建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中需要專業(yè)人員綜合考慮施工的各方面狀況，根據(jù)規(guī)范化原則進(jìn)行設(shè)計分析，針對于當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中出現(xiàn)的問題，需要設(shè)計人員在進(jìn)行設(shè)計方案的初始階段考慮到各方面影響因素，保證各個施工環(huán)節(jié)都有很好的銜接協(xié)調(diào)，采取積極的應(yīng)對措施合理解決并總結(jié)問題的經(jīng)驗教訓(xùn)，減少類似問題的發(fā)生，從而確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)合理。

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