薛博

摘? ?要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，我國(guó)高層建筑工程也在不斷增加。通過(guò)大量的高層建筑工程實(shí)踐可以得出，充分利用鋼結(jié)構(gòu)混凝土的性能、建筑創(chuàng)意與結(jié)構(gòu)方案的合理融合、創(chuàng)新技術(shù)成果的大膽應(yīng)用、合理建造成本的控制以及通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新推動(dòng)超高層建筑的工業(yè)化發(fā)展等措施，可以有效實(shí)現(xiàn)高層建筑結(jié)構(gòu)的合理化，節(jié)省各類資源，從而獲得長(zhǎng)遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。文章主要針對(duì)此進(jìn)行討論，并且提出合理化的建議，希望對(duì)我國(guó)高層建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展有一定的幫助。

關(guān)鍵詞：高層建筑;結(jié)構(gòu)合理;高效率

近些年來(lái)，我國(guó)的城市化進(jìn)程發(fā)展越來(lái)越快，隨之產(chǎn)生了一系列的基礎(chǔ)建設(shè)更新和改造項(xiàng)目，超高層建筑成為城市的象征，充分體現(xiàn)出城市發(fā)展的水平以及整體的經(jīng)濟(jì)實(shí)力。各種功能的高層建筑能夠給城市帶來(lái)豐富的工程空間，也提高了城市的整體美感，為城市的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。但是在實(shí)際的發(fā)展過(guò)程中，其也造成了大量自然資源的浪費(fèi)，這就需要對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理化的設(shè)計(jì)，從而節(jié)約建造成本，提高綠色環(huán)保的長(zhǎng)遠(yuǎn)效益。

1? ? 新時(shí)代下的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

隨著時(shí)間的推移，傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)也在不斷發(fā)展。從最初的“安全、經(jīng)濟(jì)、合理”逐漸進(jìn)行深入的改革和優(yōu)化，對(duì)其賦予更多內(nèi)涵，也對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師提出了挑戰(zhàn)。安全是建筑的底線，在追求品質(zhì)的過(guò)程中需要嚴(yán)格保障建筑的安全性。經(jīng)濟(jì)不僅是成本的優(yōu)化，在建筑材料上不能打折扣，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，對(duì)方案的設(shè)計(jì)需要進(jìn)行具體的結(jié)構(gòu)論證，并對(duì)各種施工技術(shù)進(jìn)行實(shí)際的考察，從整體成本考慮，才是未來(lái)結(jié)構(gòu)成本控制的方向。合理主要是指建筑、結(jié)構(gòu)和機(jī)電等專業(yè)之間進(jìn)行協(xié)調(diào)配合，通過(guò)結(jié)構(gòu)力學(xué)來(lái)實(shí)現(xiàn)建筑的美學(xué)，同時(shí)各部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件和體系之間也要保證合理的美學(xué)要求[1]。高效是現(xiàn)在新形勢(shì)下對(duì)結(jié)構(gòu)工程師提出的一個(gè)挑戰(zhàn)，需要充分發(fā)揮材料的性能，并且采用更高效的方式進(jìn)行結(jié)構(gòu)的施工，提高結(jié)構(gòu)的功能性和經(jīng)濟(jì)性。

2? ? 結(jié)構(gòu)合理的構(gòu)成

2.1? 充分發(fā)揮材料的性能

混凝土，有著較好的抗壓性能，但是其受拉性能相對(duì)較差，鋼材具有較好的拉伸性能，但是在受壓時(shí)往往會(huì)發(fā)生形變。鋼材混凝土的結(jié)構(gòu)是基于鋼筋混凝土和鋼結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上演變出來(lái)的，充分地利用了兩種材料的性能，使其具有更好的效果。

2.2? 合理的剛度構(gòu)成

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要在重視結(jié)構(gòu)外部因數(shù)的基礎(chǔ)上，牢牢地掌握并且控制好結(jié)構(gòu)內(nèi)部因素的剛度，從而實(shí)現(xiàn)力的平衡、結(jié)構(gòu)或者構(gòu)件變形的協(xié)調(diào)。鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)貫通了整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的全過(guò)程，可以有效地降低連體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難度，并且降低成本，也可以考慮連接體設(shè)計(jì)為“弱連接”或者“半剛性連接”，通過(guò)弱化連接剛度減小或者釋放塔樓之間的“協(xié)調(diào)力”。剛度理論在實(shí)際設(shè)計(jì)的過(guò)程中起著重要的指導(dǎo)作用，只有充分領(lǐng)悟剛度理論，才能夠在設(shè)計(jì)的過(guò)程中牢牢地抓住這一概念，從而創(chuàng)造出建筑和結(jié)構(gòu)相得益彰的合理方案。

2.3? 結(jié)構(gòu)與建筑方案的前期配合

對(duì)于受力結(jié)構(gòu)而言，在建筑物本身上也有一定的關(guān)鍵性技術(shù)指標(biāo)，對(duì)于整體結(jié)構(gòu)的效率以及成本也有著較為強(qiáng)烈的影響。對(duì)于一些超高層塔樓而言，其高度和寬度都不宜過(guò)大，否則會(huì)造成整體效率的降低和成本的增加。針對(duì)此，就需要相關(guān)的工程師在實(shí)際設(shè)計(jì)的過(guò)程中，充分地考慮建筑物的平面外觀以及外形對(duì)結(jié)構(gòu)效率的影響，采用對(duì)稱并且規(guī)則的建筑設(shè)計(jì)，從而提高其受力機(jī)理，實(shí)現(xiàn)較高的結(jié)構(gòu)效益，控制建筑成本。

3? ? 合理結(jié)構(gòu)成本控制的相關(guān)理念

3.1? 結(jié)構(gòu)體系合理化

從一些早期的方案研究過(guò)程中可以得出，早期的預(yù)案可以間接性地確定90%以上的成本。早期的方案通過(guò)基礎(chǔ)選型、上部結(jié)構(gòu)成型以及體系等多種方案的論證都可以保障結(jié)構(gòu)的合理性和經(jīng)濟(jì)性。

3.2? 外部輸入條件對(duì)于成本的影響

對(duì)于建筑、機(jī)電以及基坑等外部輸入的條件也會(huì)對(duì)整體的建筑成本有一定的影響。這就需要咨詢有經(jīng)驗(yàn)的顧問(wèn)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)的協(xié)調(diào)，從而有效地實(shí)現(xiàn)建筑商業(yè)價(jià)值，配合好建筑工程的靈活性，把握好結(jié)構(gòu)成本和后期使用價(jià)值的平衡，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和品質(zhì)共存的效果。

3.3? 施工的便捷性以及工期對(duì)成本的影響

對(duì)于一些大型的建筑項(xiàng)目，財(cái)務(wù)以及時(shí)間成本都在項(xiàng)目的總投資里占有一定的比重，基于此，有效地提高施工效率和質(zhì)量對(duì)于總體成本的控制有著較好的效果，并且在受力合理的情況下，更多地關(guān)注施工的便利性以及項(xiàng)目總工期，可以有效地控制施工成本。

3.4? 采用動(dòng)態(tài)的設(shè)計(jì)，較好地的掌控宏觀的結(jié)構(gòu)成本

在工程的不同階段，對(duì)鋼材、混凝土進(jìn)行定向的實(shí)時(shí)跟蹤，主要監(jiān)測(cè)其合理性以及建筑的品質(zhì)，并且在此基礎(chǔ)上細(xì)化材料的成本，從宏觀角度考慮結(jié)構(gòu)成本，起到抓重點(diǎn)顧大局的作用[2]。

對(duì)于高層建筑的結(jié)構(gòu)，也需要進(jìn)行多方案的協(xié)調(diào)和考察，對(duì)比分析出最符合實(shí)際情況的設(shè)計(jì)方案，即便適當(dāng)增加一些施工成本，也需要起到對(duì)項(xiàng)目有利的作用。結(jié)構(gòu)成本的考慮不能夠成為結(jié)構(gòu)專業(yè)的重點(diǎn)考核對(duì)象，需要以項(xiàng)目質(zhì)量、效率為重點(diǎn)進(jìn)行建筑的設(shè)計(jì)。

4? ? 創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用

隨著科技的發(fā)展，高層建筑要想一直保持結(jié)構(gòu)合理和高效率的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，就需要不斷引入一些分析手段，比如軟件以及技術(shù)，從而打破傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的局限性?？梢酝ㄟ^(guò)各種參數(shù)的優(yōu)化，提高建筑的建模效率。在此基礎(chǔ)上，還可以不斷地引入一些先進(jìn)的材料技術(shù)，通過(guò)使用高強(qiáng)度的建筑材料和混凝土，體現(xiàn)出明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，為整體的建筑質(zhì)量打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。除此之外，還需要大膽地加強(qiáng)創(chuàng)新性思維的設(shè)計(jì)應(yīng)用，確保其具有節(jié)能減排、降低能耗以及綠色環(huán)保的社會(huì)意義，從而為往后的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定新的發(fā)展方向。

5? ? 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)目前我國(guó)的高層建筑結(jié)構(gòu)合理構(gòu)成與高效率結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還有一定的進(jìn)步空間，需要相關(guān)工作人員不斷加強(qiáng)對(duì)于建筑設(shè)計(jì)的研究，從而在此基礎(chǔ)上提高我國(guó)高層建筑的合理性和高效性，為我國(guó)高層建筑的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也為城市化的進(jìn)程提供一定的幫助作用。

[參考文獻(xiàn)]

[1]JGJ 3—2010.高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011.

[2]DBJ 15-92—2013.高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2013.