葉龍龍

摘 要：進入二十世紀九十年代，隨著我國社會經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，城市化也在不斷的深入的進行當(dāng)中，房子產(chǎn)業(yè)日漸繁榮，高層建筑日益成為大中城市的重要建筑標(biāo)的。這樣的實際情況對高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計提出了更高的要求，經(jīng)濟、安全和合理的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的建筑特性成為國際高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的趨勢和所追求的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計特點；原則；新技術(shù)

隨著我國改革開放的不斷深入，我國的綜合國力獲得巨大的提升，各個產(chǎn)業(yè)都有了長足的發(fā)展，特別是因房地產(chǎn)業(yè)繁榮的建筑業(yè)更是得到極大的發(fā)展。我國人口大約占世界人口五分之一，人均土地的擁有量很低，加之我國有西部大片的山地、高原和沙漠，這些因素進一步加劇了我國的人地矛盾，這也間接的為高層建筑在我國城市化工程中大放異彩提供了條件。所以，我們需要加大對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的新技術(shù)的研究，對促進高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計的進一步優(yōu)化，促進高層建筑的建設(shè)做出一些總結(jié)性的努力。下面我們將針對高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要特點進行較為簡要的分析。

1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的相關(guān)特點

眾所周知，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計工作遠比單層和多層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計要復(fù)雜的多得多，合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案直接關(guān)系到高層建筑的建設(shè)質(zhì)量、安全性。我們要做好高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計工作就要首先了解相關(guān)設(shè)計工作的自身的特點。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點如下：

1.1 水平力是設(shè)計的主要因素。我們都知道，在單層或者多層建筑中豎向載荷是其主要的結(jié)構(gòu)設(shè)計。但在此方面，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計卻有著其自身獨特的特點，豎向載荷雖然在此仍占據(jù)著較為重要的作用，但水平載荷在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計中卻具有決定性的作用。對一定高度建筑來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用，其數(shù)值是隨著結(jié)構(gòu)動力性的不同而有較大的變化。

1.2 側(cè)移成成為設(shè)計的主要指標(biāo)。高層建筑隨著高度的增加、輕質(zhì)高強材料的應(yīng)用、新的建筑形式和結(jié)構(gòu)體系的出現(xiàn)、側(cè)向位移的迅速增大，在設(shè)計中不僅要求結(jié)構(gòu)具有足夠的強度，還要求具有足夠的抗側(cè)剛度，使結(jié)構(gòu)在水平荷載下產(chǎn)生的側(cè)移被控制在某一限度之內(nèi)，否則會產(chǎn)生不良的后果。

1.3 抗震設(shè)計要求更高，延性成為結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要指標(biāo)。一般的高層建筑都有較高的抗震性要求，所以具有其他的建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計中所不具有的特點，即要求結(jié)構(gòu)高的延性和抗震性，使其做到“小震不壞，大震不倒”。

1.4 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的概念和理論設(shè)計同樣重要。隨著當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，雖然我們有很多的手段在假想的條件下對高層建筑在地震條件下的抗震性能進行較為準確的分析，但由于地震的各種要素的不確定性，地基土影響的復(fù)雜性和結(jié)構(gòu)體系本身的復(fù)雜性，使得專家們的實際測量與真實的實際情況常常有較大的出入，尤其是當(dāng)結(jié)構(gòu)進入彈塑性階段之后，各種的復(fù)雜因素交織在一起，這就為常規(guī)的理論性計算帶來了很大的難度。所以，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計是離不開概念設(shè)計的。

以上就是高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計中的自身獨特點。正是對這些特點較為系統(tǒng)的論述，才能對高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計的相關(guān)技術(shù)有較好的把握，才能有對其具有更為透徹的理解和解讀。下面我們從高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則出發(fā)進行較為簡略的論述。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則

2.1 選擇合理的高層建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計。在施工前，我們應(yīng)該提前勘察好當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件、施工條件等，并分析好高層建筑上部的載荷分布情況和結(jié)構(gòu)類型，并在較為充分的準備的情況下，進行合理的高層建筑的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計。

2.2 合理、準確分析計算結(jié)果。當(dāng)今，計算機信息技術(shù)獲得飛速發(fā)展，呈現(xiàn)日新月異之勢。在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，計算機信息技術(shù)也得到大規(guī)模的應(yīng)用，極大的提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計等相關(guān)工作的工作效率。它已經(jīng)成為建筑專家進行設(shè)計計算等相關(guān)工作的重要技術(shù)工具。但往往實際情況與計算結(jié)果有出入，所以需要相關(guān)的建筑專家對計算結(jié)果運用相關(guān)的專業(yè)知識進行進一步的較為精確的分析和加工，形成更為正確的針對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的計算結(jié)果。

3 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的新技術(shù)

由于高層建筑的上部載荷和地基的基礎(chǔ)性壓力都很大，所以我們應(yīng)該采用整體性良好和具有較大的承載能力的基礎(chǔ)設(shè)計形式。根據(jù)此情況我們可以采用樁基或復(fù)合地基。當(dāng)?shù)鼗鶚O軟且沉降不均勻十分嚴重時，采用筏形基礎(chǔ)，其剛度會顯得不足，在這種情況下采用箱型基礎(chǔ)就較為合理。箱型基礎(chǔ)剛度大、整體性好、傳力均勻；能適應(yīng)局部不均勻沉降較大的地基，有效地調(diào)整基地反力。它有兩種的做法：倒肋形樓蓋式和倒無梁樓蓋式。

現(xiàn)階段，應(yīng)用較為廣泛的另一種高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的設(shè)計體系的技術(shù)是框架結(jié)構(gòu)體系技術(shù)。它的側(cè)移由兩部分組成：梁和柱的彎曲變形產(chǎn)生的側(cè)移和柱的軸向變形產(chǎn)生的側(cè)移。它具有較多的其他結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)說沒有的優(yōu)越性因素：空間布置的靈活性、計算理論的相對成熟性、結(jié)構(gòu)自重輕、一定范圍內(nèi)造價的低廉性等。

我要說的另一個高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的結(jié)構(gòu)設(shè)計體系新技術(shù)是剪力墻結(jié)構(gòu)體系。剪力墻結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土，墻體沿橫向縱向正交布置或沿多軸線斜交布置，它剛度大，空間整體性好。合理設(shè)計的延性剪力墻具有良好的抗震性能。該結(jié)構(gòu)體系創(chuàng)新性的運用了剪力墻這一特殊結(jié)構(gòu)作為抵消載荷和側(cè)向力主要結(jié)構(gòu)，是一種性能優(yōu)越的抗震墻結(jié)構(gòu)，在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計中具有極大的應(yīng)用前景。過往的歷史也證明該結(jié)構(gòu)極佳的抗震性能。但我們要知道的是它也具有靈活性差、應(yīng)用范圍較窄和自重大等缺點，所以在具體的施工應(yīng)用中，我們應(yīng)該嚴格遵循因地制宜的原則來選擇合適的結(jié)構(gòu)設(shè)計的結(jié)構(gòu)體系。

我要說的最后一個是框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系。在框架結(jié)構(gòu)中布置一定數(shù)量的剪力墻，可以組成框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)既有框架結(jié)構(gòu)布置靈活、延性好的特點，又有剪力墻結(jié)構(gòu)剛度大，承載力大的特點?？蚣堋袅Y(jié)構(gòu)是一種雙重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。這種混合型的結(jié)構(gòu)設(shè)計新技術(shù)也反映了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計領(lǐng)域的綜合技術(shù)化趨勢。

4 結(jié)語

我國經(jīng)濟的迅速騰飛帶來的是建筑業(yè)的快速發(fā)展，特別是高層建筑方面的發(fā)展，這也反過來推動了該領(lǐng)域研究工作的進一步的深入。作為高層建筑建設(shè)的基礎(chǔ)性工作的結(jié)構(gòu)設(shè)計，也急需新技術(shù)的支撐，才能獲得較大的市場競爭力?？傊?，鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，是一個長期、復(fù)雜、甚至循環(huán)往復(fù)的過程，作為這一系統(tǒng)的任意環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯，都會產(chǎn)生系統(tǒng)性的災(zāi)難性的后果。所以，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計相關(guān)技術(shù)的重中之重是其安全性和合理性以及可推廣性。

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