常廣寶

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改革開放后國內(nèi)的經(jīng)濟進步是非常迅速的，人們對居住的要求不斷提升，這些導致了建筑業(yè)的不斷變化，建筑材料以及技術(shù)不斷進步，讓高層建筑可以借助更加先進的技術(shù)以及材料，實現(xiàn)項目的建設。高層建筑的層數(shù)更多，高度更高，很多以往的一些結(jié)構(gòu)設計的方式不再適用，同時因為層數(shù)的增加，結(jié)構(gòu)的風荷載以及受地震作用也是要考慮的關(guān)鍵問題?？傮w上來說，高層的結(jié)構(gòu)設計是更加復雜的，要考慮到的各方面因素也是更加多樣化。

1 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設計要求

1.1 安全性

在安全性這方面主要是要保證建筑在使用過程中的安全，相應的技術(shù)和施工人員要對建筑物的承載力、剛度等各個方面進行詳細的考慮，最重要的是要保證建筑物能夠應對突發(fā)狀況，在出現(xiàn)突發(fā)事件時能夠保持穩(wěn)定，不會出現(xiàn)坍塌等較為重大的安全事故[1]。

1.2 可靠性

可靠性指的是建筑物在一定的時間所能保證的承載力、強度等性能，確保建筑物在其使用年限內(nèi)不出現(xiàn)性能大幅度下降的問題。每個建筑都會有其規(guī)定的使用年限，當其使用到達其規(guī)定的時間后應該停止使用，原因是此時的建筑可靠性已經(jīng)嚴重下降，不適宜居住。

1.3 適用性

建筑物要確保居民能夠正常進行生活，這就是建筑物的適用性，技術(shù)與施工人員要確保建筑物在使用之時不會出現(xiàn)裂縫變形等問題，確保居民的正常安全生活。

2 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設計的要點

2.1 剛重比和位移限值之間的關(guān)系

現(xiàn)行規(guī)程針對不同類型的結(jié)構(gòu)體系給出相應的位移限值，用于控制結(jié)構(gòu)剛度，防止其過弱。然而，結(jié)構(gòu)即便滿足這一限值，也不代表可以滿足穩(wěn)定設計中剛重比控制值要求。尤其是在水平荷載相對較小的情況中，剛度減小時，經(jīng)計算確定的位移依然可以達到限值要求；但在穩(wěn)定設計過程中，剛度控制和水平荷載之間沒有任何關(guān)系[2]。如果水平荷載相對較小，經(jīng)計算確定的剪重比在0．015以內(nèi)，則剛重比即便相對較弱，也可達到位移限值要求，然而無法滿足控制值要求。丹麥與荷蘭所用建筑規(guī)范不僅提出了位移限值，還對水平荷載取值進行了規(guī)定，即在風荷載與豎直方向荷重1．5%中選取較大值，以此確保結(jié)構(gòu)符合穩(wěn)定設計相關(guān)要求。如果結(jié)構(gòu)有很大水平方向荷載，經(jīng)計算確定的剪重比超過0．035，則結(jié)構(gòu)能達到位移限值的要求，同時滿足控制值要求。

可見，對剛重比進行控制是穩(wěn)定設計重要內(nèi)容，特別是當結(jié)構(gòu)水平方向荷載相對較小時，若只按照規(guī)范的位移限制進行控制，則會使實際剛度較低，難以達到穩(wěn)定設計最終要求。

2.2 建筑結(jié)構(gòu)的周期性折減系數(shù)

填充墻是高層建筑中較為特殊的一個部件，在框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)中都有運用，填充墻會增加相應結(jié)構(gòu)的剛度和周期，為了確保整體房屋結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)定，相應的設計和施工人員要根據(jù)剪力的大小來對周期進行適當?shù)恼{(diào)整，以此來確保整體房屋建筑的穩(wěn)定性。在框架結(jié)構(gòu)中進行填充墻的砌筑時要對周期系數(shù)進行相應的折減，根據(jù)實際情況和以往經(jīng)驗來確定折減系數(shù)的大小，通常情況下在0．6～0．7之間；如果在砌筑填充墻的過程中使用了輕質(zhì)的砌塊或者整體的輕質(zhì)墻板，那么相應的折減系數(shù)要提高[3]。

2.3 把握好整體結(jié)構(gòu)延性設計

需要將結(jié)構(gòu)耗能的能力進行充分的發(fā)揮，防止出現(xiàn)結(jié)構(gòu)瞬時以及脆性的破壞，在遇到地震以及極強風荷載的情況下，高層的高度原因，需要結(jié)構(gòu)具備極強的抗側(cè)強度以及延性，對水平荷載抵抗抵消。允許結(jié)構(gòu)的一些構(gòu)件出現(xiàn)塑性鉸，可以對地震的能量進行不斷的消耗。防止一些重要的構(gòu)件被破壞，造成不良的后果。在結(jié)構(gòu)設計中，要把握好一些關(guān)鍵構(gòu)件的延性設計，比如傳遞水平力的構(gòu)件以及抗側(cè)力構(gòu)件，要注意結(jié)構(gòu)延性的整體設計，在地震下可以讓結(jié)構(gòu)保持安全，并減少造價。

2.4 設計抗震建筑方案

設計抗震建筑方案是在建筑施工前必須進行的，在設計抗震建筑方案時，應對建筑結(jié)構(gòu)進行重點設計，能夠提高建筑抗震系數(shù)，保障建筑物在地震來臨時的安全。

對于混凝土結(jié)構(gòu)的建筑而言，建筑場地的選址應做到嚴謹科學的調(diào)研，這對確保高層建筑整體在地震當中的安全性尤為重要。其中對每一個建筑選址應做到結(jié)合當?shù)貙嶋H綜合地理情況、地形地貌研究等。設計人員必須事先掌握房屋內(nèi)地震作用的傳遞路徑，在對其進行建筑設計時，應注意盡量內(nèi)部應力實現(xiàn)均勻性，從而提升整體建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[4]。在進行抗震結(jié)構(gòu)設計時，需要針對抗震規(guī)范、抗震結(jié)構(gòu)體系進行設計，根據(jù)實際施工設計簡圖，明確相應的抗震傳遞途徑，從而有效避免因為局部問題導致整個結(jié)構(gòu)構(gòu)件被破壞，以此保證抗震能力受打擊。方案設計人員應充分考慮建筑場地的特點，對建筑物的抗壓能力進行優(yōu)化設計，對不同等級的地震產(chǎn)生的影響進行計算、推演，要對其布局進行合理設計，最大程度的使高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)各種設施之間保持平衡分布。施工單位應嚴格按照設計方案進行，有利于確保建筑物的剛度符合抗震標準[5]。

3 結(jié)語

總之，高層建筑已經(jīng)是國內(nèi)建筑業(yè)如今的主流，高層與多層建筑是截然不同的，在結(jié)構(gòu)設計方面有著更加復雜的要求，諸多的方法以及技術(shù)是需要進行改進的，不斷有新技術(shù)以及新材料出現(xiàn)并被應用到建筑領域，高層的結(jié)構(gòu)設計也是會達到更高的層面上，設計人員一定要加強自身的專業(yè)能力。