文/杜向陽 趙成明，.身份證號：404898593839；.身份證號：405988053034

高層建筑結(jié)構(gòu)選型及其經(jīng)濟性分析

文/杜向陽1趙成明2，1.身份證號：410482198512293839；2.身份證號：410522198805132034

我國的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計更多把關(guān)注點放在具體的問題上，而忽視了前期設(shè)計中的經(jīng)濟性分析，造成了很多的經(jīng)濟浪費，在一定程度上影響了我國高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的發(fā)展。

高層建筑；結(jié)構(gòu)選型；經(jīng)濟性

1 高層建筑結(jié)構(gòu)選型要點分析

1.1 豎向承重結(jié)構(gòu)的選擇

高層建筑對豎向承重結(jié)構(gòu)進行選擇時，首先要考慮建筑物的高度和承重的需要，不同的建筑結(jié)構(gòu)所能夠承受的重量和實用的高度各不相同，需要注意。一般情況下，框架結(jié)構(gòu)適用于層數(shù)較少、高度較低和方針需求降低的建筑;框架一剪力墻結(jié)構(gòu)適用于大多數(shù)高層建筑的需要;筒體結(jié)構(gòu)適用于超高層建筑和對防震要求較高的建筑。建筑的用也是進行豎向承重結(jié)構(gòu)選擇的關(guān)鍵，一般可以按照住宅建筑、商業(yè)建筑和公共性建筑三類。

1.2 水平承重結(jié)構(gòu)的選擇

水平承重結(jié)構(gòu)是保證高層建筑整體穩(wěn)定性的重要結(jié)構(gòu)，其選型一般包含以下幾種:平板結(jié)構(gòu)、無梁樓蓋結(jié)構(gòu)、密肋樓蓋結(jié)構(gòu)等。其中，平板結(jié)構(gòu)包括有單向板和雙向板，其優(yōu)點是板底平整，結(jié)構(gòu)高度低，不適用吊頂，適用于剪力墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)。缺點是當(dāng)建筑水平跨度較大時，樓面的重量太大，不宜采用。一般非預(yù)應(yīng)力平板不應(yīng)超過6m，預(yù)應(yīng)力平板不應(yīng)超過9m。無梁樓蓋一般在公用建筑中采用，可以增加版主連接的可靠性。普通的鋼筋混凝土樓面的跨度為6m以內(nèi)，預(yù)應(yīng)力混凝土樓面的跨度可以達到9m。在跨度較大而高度受到限制的情況下，一般采用密肋樓蓋進行施工。樓蓋結(jié)構(gòu)的選擇應(yīng)滿足以下要求，即建筑高度超過五十米時，框架一剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)等復(fù)雜的高層建筑結(jié)構(gòu)，應(yīng)該采取現(xiàn)澆樓蓋的方式進行;房屋高度小于五十米時，應(yīng)該按照防震的等級進行選擇，即6,7級抗震結(jié)構(gòu)應(yīng)該選擇裝配整體式樓蓋、防震等級為8,9級時，應(yīng)該采用框架一剪力墻現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu)。此外，應(yīng)該注意的是，混凝土強度等級要在C20-C40之間。

1.3 下部結(jié)構(gòu)選擇

基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)對于高層建筑來說具有重要的意義，是保證上部建筑安全和牢固的必要基礎(chǔ)。下部結(jié)構(gòu)的選擇，直接關(guān)系到高層建筑的安全和施工造價、工期等。高層建筑下部基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)主要包含有柱下獨立基礎(chǔ)、交叉梁基礎(chǔ)、片筏基礎(chǔ)和復(fù)合型基礎(chǔ)四種。柱下獨立基礎(chǔ)適用于地質(zhì)條件較好、高度較低的高層建筑;交叉了基礎(chǔ)適用于地質(zhì)一般、高度較低和框架一剪力墻和剪力墻建筑結(jié)構(gòu);片筏基礎(chǔ)適用于土質(zhì)較弱但高度較低或者土地較好但高度較高的情況，可以比樁基礎(chǔ)更加的利于施工和減少成本，缺點是剛度較弱，對不均勻沉降、裂縫和變形的要求較高。復(fù)合型基礎(chǔ)適用于地質(zhì)較弱和高度較高的情況，可以滿足較高層建筑的結(jié)構(gòu)要求。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)體系經(jīng)濟性分析

高層建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性分析是整個設(shè)計過程中的重點內(nèi)容，然而當(dāng)前我國的很多建筑設(shè)計部門都忽視了這一問題。隨著社會的發(fā)展，人們對性價比的追求越來越高，特別是建筑行業(yè)，同一項工程，在質(zhì)量想同的前提下，成本有著很大的差異。所以，要想實現(xiàn)我國建筑行業(yè)的再發(fā)展，就必須得考慮到建筑整體的經(jīng)濟性。高層建筑的結(jié)構(gòu)關(guān)乎到它的經(jīng)濟性，因此在設(shè)計的過程中，經(jīng)濟性分析的過程十分必要，這是降低成本的關(guān)鍵策略。以目前的實際情況而言，高層建筑的成本有50%到70%是源自于它的結(jié)構(gòu)，搞好結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性分析，不僅能夠更好的控制建筑的成本，還可以把握好工程的施工周期，落實好質(zhì)量的管理。關(guān)于結(jié)構(gòu)設(shè)計中的經(jīng)濟性分析，主要可以從以下幾個方面入手分析:

(1)建筑材料的選擇。建筑材料是根據(jù)建筑的結(jié)構(gòu)確定的，這其中涉及到了整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。但并不是所有的材料都要選擇最貴的和最好的，優(yōu)勢一些普通的材料就可以滿足設(shè)計的需求。如結(jié)構(gòu)鋼材的選擇，很多時候優(yōu)質(zhì)鋼就可以滿足設(shè)計的所有需求，但是在技術(shù)不成熟的情況下，分析不夠完善，為了保證設(shè)計的可行性，選擇特種鋼。整個工程下來，就會極大增加結(jié)構(gòu)的成本。特別是在設(shè)計的可行性分析時，驗證受力與材料之間的關(guān)系，只要大于相應(yīng)的需求就可以，在保證不影響質(zhì)量的前提下，選擇性價比較高的材料，就可以在一定程度上降低建筑的成本。

(2)建筑結(jié)構(gòu)的施工操作選擇。高層建筑的施工一般較為復(fù)雜，施工的工藝也設(shè)計到了多個方面。因此，對于施工操作的選擇也直接影響到施工的成本。在這方面，我國的技術(shù)還不夠成熟，所以為了保證建筑工程的質(zhì)量，往往選用較高的工藝。雖然這種做法提升了建筑的安全性，卻增加了建筑的成本，造成了不必要的浪費。

(3)結(jié)構(gòu)線路的布置。高層建筑的線纜往往選擇可承受大電流和高電壓的集成線，這種線纜的成本很高。如果整體建筑的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，不利于線纜的布置，則會增加線纜的用量，進而增加整個建筑的成本。

上述的幾點為高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中對經(jīng)濟性影響較大的，其他環(huán)節(jié)也會影響到建筑的成本，如工期的控制、設(shè)計的行業(yè)規(guī)范和結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)難易度等。這其實和我國發(fā)展的實際情況相關(guān)，正是因為技術(shù)的不成熟和相關(guān)的理論研究較少，才造成了當(dāng)前的結(jié)構(gòu)經(jīng)濟性分析問題。有時增加結(jié)構(gòu)的成本也是無奈之舉，只能在經(jīng)濟性和質(zhì)量上選擇質(zhì)量。當(dāng)然，關(guān)于經(jīng)濟性分析的不重視也是重點的影響因素之一。要改變當(dāng)前高層建筑的結(jié)構(gòu)選型和經(jīng)濟性，還有很長的路要走。

3 結(jié)語

我國的高層建筑發(fā)展較為迅速，因此造成了發(fā)展的不協(xié)調(diào)。在社會主義市場經(jīng)濟環(huán)境下，建筑行業(yè)要取得自身的發(fā)展，不能夠只靠自身的質(zhì)量，還要在這個前提下提升自己工程的性價比。目前，國內(nèi)的結(jié)構(gòu)分析主要還是集中在可行性上，各項校核也是針對質(zhì)量問題。這種現(xiàn)象本沒有錯，但是忽視經(jīng)濟性分析阻礙著建筑行業(yè)的發(fā)展，要把前期的結(jié)構(gòu)可行性分析做得更加細(xì)致，這樣才能推動該行業(yè)的進步，讓高層建筑滿足當(dāng)前社會的需求。

[1]鐘國華．高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計及某工程結(jié)構(gòu)選型探討[D]．重慶大學(xué),2006．

[2]胡曉彬,劉陽．超高層建筑結(jié)構(gòu)選型與經(jīng)濟性分析[J]．工程經(jīng)濟,2016．

[3]張世海,劉正保,張世忠．高層建筑結(jié)構(gòu)選型需求分析[J]．四川建筑科學(xué)研究,2004．