高鵬

大連先鋒建筑設(shè)計咨詢有限公司 遼寧大連 116000

隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，城市化進程越來越快，城市人口增長速度使得城市住房愈發(fā)緊張起來。然而城市用地是有限，為了解決住房緊張問題，在有效的平面面積上增加高度，于是，高層以及超高層建筑快速林立起來，并受到了越來越多的重視，同時，對于高層建筑設(shè)計的質(zhì)量要求也隨著建筑的高度而越來越嚴格。本文就高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則進行了闡述，并就建筑結(jié)構(gòu)的體系選型進行了分析。

1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般原則

首先，堅持科學(xué)合理的基礎(chǔ)方案?；A(chǔ)方案進行選擇時，要綜合考慮到根據(jù)工程實際地質(zhì)條件下制定的基礎(chǔ)設(shè)計、結(jié)構(gòu)類型、荷載分布相鄰建筑物影響以及施工條件等等影響因素。其中，基礎(chǔ)設(shè)計要基于詳實的地質(zhì)勘察報告并備份，對于周邊相鄰的小型建筑在查詢資料的基礎(chǔ)上，還應(yīng)進行現(xiàn)場實地查驗，總結(jié)調(diào)查報告，給出詳盡的調(diào)查結(jié)果，根據(jù)調(diào)查結(jié)果，進行結(jié)構(gòu)類型選擇，一般情況下同一結(jié)構(gòu)單元應(yīng)采取相同的類型[1]。另外，在進行基礎(chǔ)設(shè)計時，要發(fā)揮出地基的最大潛力，必要時進行地基變形驗算以保證地基基礎(chǔ)質(zhì)量。

其次，選擇切實可行的最佳結(jié)構(gòu)方案。對于一個設(shè)計者來說，成功的結(jié)構(gòu)方案就是經(jīng)濟合理、其實可行的結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系。成功的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計必須受力明確、傳力簡捷，如同上文所說同一單元結(jié)構(gòu)不能混用不同的結(jié)構(gòu)體系，特別是在地震區(qū)，要強調(diào)平面與豎向規(guī)則。在進行結(jié)構(gòu)方案選擇時，要分析工程的設(shè)計要求、地理環(huán)境、材料供應(yīng)以及施工條件等情況的影響，并溝通建筑、水、電、暖等部門，綜合考慮所有因素進行結(jié)構(gòu)選型或者說結(jié)構(gòu)方案的確定，多方案比較也是常見現(xiàn)象，這時應(yīng)該擇優(yōu)選用，在保證工程質(zhì)量的基礎(chǔ)上，首先考慮利潤。

再次，慎用計算簡圖以及審核電算結(jié)果。一般來說，結(jié)構(gòu)計算都是基于計算簡圖進行的，一旦選擇失誤，不單單是結(jié)構(gòu)計算錯誤的小問題，它極容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)安全事故的發(fā)生，因此，選擇合適的計算簡圖才能確保結(jié)構(gòu)計算不出錯誤，與此同時采取相應(yīng)的構(gòu)造措施保證計算簡圖的實用性，這樣才能保證結(jié)構(gòu)安全。多數(shù)實際結(jié)構(gòu)的節(jié)點與計算簡圖有誤差，因為實際結(jié)構(gòu)的節(jié)點不可能全部都是剛結(jié)或者鉸結(jié)點，這時，只要將設(shè)計誤差控制在設(shè)計允許誤差范圍內(nèi)就可以了。通常情況下，結(jié)構(gòu)設(shè)計都采用計算機技術(shù)，但是由于不同的系統(tǒng)會得出不同的結(jié)果，所以要求設(shè)計師對于應(yīng)用程序要全面了解，并且要求結(jié)構(gòu)工程師對電算結(jié)果進行反復(fù)的校對與核查，根據(jù)實際工程情況進行結(jié)果判斷，這樣才能杜絕由程序與結(jié)構(gòu)某處實際情況不服或者人工輸入錯誤導(dǎo)致的錯誤計算結(jié)果，確保計算結(jié)果的準確性。另外，設(shè)計人員豐富的經(jīng)驗和專業(yè)的知識都是保證結(jié)果正確性的重要因素。

最后，采取相應(yīng)的構(gòu)造措施。在“強柱弱梁”、“強剪弱彎”以及“強壓若拉”原則的基礎(chǔ)上，要做到：注重構(gòu)件的延展性能、重視薄弱部位、注重鋼筋的錨固長度（特別是直線段錨固長度）以及時刻關(guān)注溫度應(yīng)力的影響等等。另外，在進行平面與里面的布置時要遵循均勻、對稱以及規(guī)整的原則，并在地震多發(fā)區(qū)采取抗震多道防線措施，避免薄弱層出現(xiàn)以及正常使用極限狀態(tài)的驗算等等，這些都需要概念設(shè)計作指導(dǎo)。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)體系的選型

首先，建筑的結(jié)構(gòu)在抵抗來自于水平方向和豎直方向的荷載時構(gòu)件的組成形式和傳力的路徑就是高層建筑的結(jié)構(gòu)體系。通過包括墻，柱等的豎向構(gòu)件和樓蓋等水平構(gòu)件將豎向荷載傳遞到基礎(chǔ)，利用抗側(cè)力體系將水平荷載傳遞到基礎(chǔ)。

其次，根據(jù)高層建筑的建造材料，我們可以將高層建筑結(jié)構(gòu)體系分成四種，分別是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系、鋼結(jié)構(gòu)體系、鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)體系以及鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)體系，其中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系應(yīng)用最為廣泛。由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)兼具鋼筋與混凝土兩種材料的共同特性，并且能后相輔相成，且成本較低，經(jīng)久耐用，防火防潮，因此，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)成為了建筑工程結(jié)構(gòu)建造中常用結(jié)構(gòu)體系，但是，它的確定也較為明顯，諸如自重大以及施工慢等特點。而鋼結(jié)構(gòu)體系則具有強度高、抗震性好、施工便捷、跨度大、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛等等優(yōu)勢，但是，它的成本較高，而且防火性能差，對施工技術(shù)要求較高。鋼-混凝土結(jié)構(gòu)混合與組合這兩種結(jié)構(gòu)體系則是融合上兩種結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)點，但是，后兩種結(jié)構(gòu)體系也存在著兩種材料構(gòu)件連接技術(shù)不成熟，節(jié)點連接結(jié)構(gòu)復(fù)雜的缺點[3]。因此，在應(yīng)用這些結(jié)構(gòu)體系時要結(jié)合工程實際，科學(xué)合理的選擇結(jié)構(gòu)體系。

最后，根據(jù)結(jié)構(gòu)形式可以將高層建筑結(jié)構(gòu)分為框架結(jié)構(gòu)體系，剪力墻結(jié)構(gòu)體系，框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系。利用柱，梁等結(jié)構(gòu)體系作為高層建筑豎向承重的結(jié)構(gòu)，并且承受水平荷載，這種結(jié)構(gòu)側(cè)向位移大，框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力大，適于50米高度以下的建筑；通過高層建筑的墻體當作抵抗側(cè)力和豎向承重的結(jié)構(gòu)體系，就是剪力墻結(jié)構(gòu)體系。這種剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度大，整體性能好，不易受水平力作用發(fā)生變形，適應(yīng)于高層建筑，但是由于剪力墻的間距小，使得平面的布置不靈活，因此，在公共建筑中不宜使用；利用框架和剪力墻組合的而構(gòu)成的結(jié)構(gòu)形式就是框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系，這種結(jié)構(gòu)形式不但具有實用性強，布局靈活的優(yōu)點，同時承受水平負載的能力更高，在高層建筑中被廣泛使用。在框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系中，需要注意考慮剪力墻的位置，設(shè)計合理的剪力墻的數(shù)量，以及滿足框架的設(shè)計要求。

3 結(jié)語

作為未來城市建筑發(fā)展趨勢，高層建筑受到了越來越多的重視，它在更好解決城市住宅面積不足的同時，也給建筑行業(yè)帶來了新的機遇。在不斷地實施探索中，更加努力的完善高層施工技術(shù)，提高高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的水平。