宋玉華

（重慶應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院 401520）

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的問題及對策

宋玉華

（重慶應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院 401520）

近年來，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速增長以及老百姓生活水平的不斷提高，高層建筑以及超高層建筑正逐漸成為我國建筑業(yè)發(fā)展的主流。它的建筑結(jié)構(gòu)是否安全可靠，也成為所有業(yè)內(nèi)人員需要關(guān)注的重點問題。為緩解城市土地壓力，現(xiàn)代建筑的高度逐年上升，建筑結(jié)構(gòu)形式也更加的豐富多樣，這就使高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計成為決定工程質(zhì)量的重要依據(jù)。因此，相關(guān)設(shè)計人員一定要對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中所有關(guān)鍵點加以研究，從而在保證結(jié)構(gòu)設(shè)計合理的前提下，為今后我國高層建筑建設(shè)行業(yè)的良性發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；問題；對策

引言：在城市化進(jìn)程不斷推進(jìn)的時代背景下，想要在有限的城市可利用土地上獲得更多的使用空間，高層或超高層建筑就應(yīng)運而生，并逐漸成為我國建筑業(yè)發(fā)展的必然趨勢。而建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計作為建筑工程中的重要環(huán)節(jié)，它的合理性以及可行性將直接決定整棟建筑的成敗。因此，為有效減少因結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理而帶來的損失，相關(guān)施工企業(yè)就必須要對現(xiàn)有的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計模式加以改進(jìn)，糾正以往設(shè)計中不恰當(dāng)?shù)牡胤?，從而提高高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平以及能力。

一、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計常見的問題

1、高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計

對于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計而言，抗震設(shè)計是其中最重要且難度最大的環(huán)節(jié)。相較于其他建筑類型，高層建筑的高度更高，在地震等自然災(zāi)害來臨時，所承受的不利影響也是最嚴(yán)重的。然而在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計實踐中，有些設(shè)計人員沒有對這方面工作引起重視，甚至于有些設(shè)計人員沒有對地震給高層建筑帶來的影響進(jìn)行測算，長此以往，不僅會給高層建筑的抗震性能埋下隱患，同時在地震發(fā)生時還會給住戶或者周邊建筑居民造成巨大的生命以及財產(chǎn)損失，不利于企業(yè)的健康發(fā)展。

2、高層建筑的抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

高層建筑的抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計需要隨著建筑高度的增加為進(jìn)一步加強，這也是整個建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中不可或缺的一環(huán)。但是在實踐中，這方面也會存在很大的漏洞以及不足。目前，我國針對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的風(fēng)壓等級還沒有一個清晰界定；而應(yīng)用較為廣泛的高層建筑結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計中的風(fēng)振系數(shù)準(zhǔn)確率也不高，存在較大差異；此外，對風(fēng)振舒適度的界定也不夠科學(xué)；等等。以上內(nèi)容都是高層建筑抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計中容易遇到的問題，相關(guān)設(shè)計人員要在工作中對此加以重視。

3、高層建筑的結(jié)構(gòu)剛度設(shè)計

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，樓層豎向結(jié)構(gòu)的規(guī)則性以及樓層平面的剛度都是設(shè)計中容易出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)。由于不同設(shè)計師的設(shè)計理念存在較大差異，使得設(shè)計結(jié)構(gòu)會因為過程的不同而導(dǎo)致最終的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)也各不相同。打個比方來說，有些設(shè)計師在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，單純的追求建筑外形的特立獨行，而忽視了最重要的抗側(cè)移剛度對整棟建筑的影響，使它的安全性以及穩(wěn)定性得不到保障。

4、高層建筑的超高問題

高層建筑的抗震性能標(biāo)準(zhǔn)，是在一定的建筑高度上確定的，國家更是對這一問題做出了明確批示。然而每年的高層建筑建設(shè)過程中，總會出現(xiàn)不同程度的超高問題，這就迫使國家需要不斷的對相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以及規(guī)范進(jìn)行詳細(xì)說明。舉例來說，有些施工企業(yè)為了獲取更加的經(jīng)濟(jì)利潤，盲目地增加高層建筑高度，而沒有對建筑豎直方向的承載力引起重視，讓建筑地基所承受的重量超過了它的能力范圍，進(jìn)而影響到整棟建筑的抗震性能以及抗風(fēng)性能。

二、針對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計問題的有效應(yīng)對措施

1、科學(xué)選擇建筑結(jié)構(gòu)體系

自然災(zāi)害的發(fā)生不確定性很大，這就對高層建筑的穩(wěn)定性提出了更高的要求，而高層建筑是否安全可靠也成為老百姓購房的參考標(biāo)準(zhǔn)。在我國高層建筑行業(yè)的發(fā)展歷程中，相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)也在逐步改進(jìn)以及優(yōu)化。目前，對高層建筑的限制性條件較多，而為了在之后的施工過程中盡量避免因設(shè)計而出現(xiàn)變動，就必須要選擇一個科學(xué)的建筑結(jié)構(gòu)體系。

在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，相關(guān)設(shè)計人員不僅要考慮建筑本身的問題，同時還要對建筑施工所在地進(jìn)行實地勘察，對當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件以及周邊建筑物分布的實際情況進(jìn)行全面徹底的了解。與此同時，高層建筑上段部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計是整個設(shè)計中的重點，只有制定一個完善的、科學(xué)的方案，才能保證高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的可行性以及準(zhǔn)確性。

2、高層建筑的抗風(fēng)設(shè)計要合理

高層建筑的抗風(fēng)設(shè)計主要包含以下幾方面內(nèi)容：第一，高層建筑結(jié)構(gòu)的強度要過關(guān)，能夠承受各種風(fēng)力帶來的影響；第二，在保證建筑結(jié)構(gòu)的強度符合要求之后，還要對高層建筑在水平荷載作用下的位移進(jìn)行有效控制，從而確保居住以及工作環(huán)境的優(yōu)越；第三，科學(xué)合理的選擇高層建筑結(jié)構(gòu)體系以及建筑外形。

為進(jìn)一步加強高層建筑的抗風(fēng)能力，必須要做好相應(yīng)的防風(fēng)加固措施。首先，增加截面面積，以此來提高整棟建筑的承載力，與此同時，加強截面的剛度，降低建筑自振頻率受風(fēng)級的影響，減小動力風(fēng)荷載效應(yīng)；其次，可以在建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的周圍包上型鋼，來增加它的穩(wěn)固性，此外，設(shè)計人員可以借助預(yù)應(yīng)力加固法，來在盡可能不改變使用空間的前提下，提高構(gòu)件的承載力，另外，通過增設(shè)支點的方式也可以在一定程度上對建筑結(jié)構(gòu)的受力狀況進(jìn)行改變。

3、高層建筑的結(jié)構(gòu)剛度設(shè)計要合理

在結(jié)構(gòu)剛度設(shè)計過程中，設(shè)計人員要在允許范圍內(nèi)盡可能的降低結(jié)構(gòu)剛度，結(jié)構(gòu)剛度越小則受共振的影響就越低，相應(yīng)的抗震性能也會得到提升，這就在無形中增加了高層建筑結(jié)構(gòu)的安全性以及穩(wěn)定性。通常情況下，在一些土質(zhì)較好或者巖基埋得不深的區(qū)域，可以將樁基作為建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，讓地層下的巖基作為支撐，從而確保地基的安全穩(wěn)定，在這一基礎(chǔ)上，建筑結(jié)構(gòu)的剛度就可以盡可能減小。其中，結(jié)構(gòu)剛度設(shè)計要將結(jié)構(gòu)極限變形指標(biāo)作為參考依據(jù)，以此來保持建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

4、加強對高層建筑超高問題的監(jiān)管

高層建筑作為現(xiàn)代建筑的主流，它的建筑高度也會隨著時代的發(fā)展而出現(xiàn)新的規(guī)定，盡管如此，仍有一部分高層建筑存在超高問題，不僅無法保證建筑的安全，同時還有可以給國家以及人民造成不可估量的損失。因此，為了保證高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性以及安全性，相關(guān)主管部門就必須要加強對超高問題的監(jiān)管，并堅決打擊違法違規(guī)行為，構(gòu)建完善的建筑高度規(guī)范制度，從而為整個高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計監(jiān)管的順利展開奠定基礎(chǔ)。

三、結(jié)語

綜上所述，在我國建筑業(yè)迅猛發(fā)展的今天，高層建筑以及超高層建筑在建筑市場中所占比重也逐年增加，并逐漸改變老百姓的日常生活。然而在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，總會不可避免的遺留很多問題，對高層建筑住戶以及周邊老百姓的安全造成威脅，因此，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，一定要在對施工現(xiàn)場進(jìn)行全面勘察的基礎(chǔ)上，做好建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能設(shè)計、抗風(fēng)性能設(shè)計、結(jié)構(gòu)剛度設(shè)計以及其他相關(guān)設(shè)計，從而在解決結(jié)構(gòu)設(shè)計問題的前提下，不斷提高自身的結(jié)構(gòu)設(shè)計水平，為之后高層建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供保障。

[1]潘啟釗.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的問題及對策[J].建材發(fā)展導(dǎo)向（上）,2014, (12): 117-118.

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1007-6344（2016）07-0111-01

宋玉華 男 1985年5月 助教 大學(xué)本科 重慶應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院 土木工程專業(yè)