張淼

摘 要 隨著人口增長(zhǎng)和建筑可使用土地面積減少，高層建筑已成為城市最普遍的建筑主體，高層建筑存在著不穩(wěn)定性的缺點(diǎn)，在面臨地震等自然災(zāi)害時(shí)會(huì)使其坍塌。因此，本文分析了影響高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的因素，通過(guò)驗(yàn)算穩(wěn)定性和抗傾覆、結(jié)構(gòu)的平面設(shè)計(jì)等合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案提高高層建筑的安全性和穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞 高層建筑;混凝土結(jié)構(gòu);穩(wěn)定設(shè)計(jì)

引言

在當(dāng)今的土木工程建筑行業(yè)，混凝土已經(jīng)成為最常用的建筑材料，其具有來(lái)源廣泛、較高的可塑性和耐久性等諸多優(yōu)點(diǎn)，但也存在著自重大、不穩(wěn)定等缺點(diǎn)，解決混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性問(wèn)題成為高層建筑施工的關(guān)鍵問(wèn)題，混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性對(duì)整個(gè)高層建筑質(zhì)量的好壞起到了決定性作用。

1影響高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的因素

第一，剪力墻設(shè)置不合理。隨著客戶對(duì)居住環(huán)境審美的提高，很多土木建筑公司進(jìn)行高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)不會(huì)按照國(guó)家規(guī)定的剪力墻設(shè)計(jì)要求，一味地追求剪力墻的設(shè)計(jì)美觀會(huì)造成高層建筑的穩(wěn)定性降低，一些設(shè)計(jì)師會(huì)將剪力墻集中設(shè)計(jì)或在某一側(cè)不設(shè)計(jì)剪力墻，這些缺少剪力墻的設(shè)計(jì)不能保證高層建筑在受到外力影響時(shí)發(fā)揮剪力墻應(yīng)有的的承重作用，如果不按照規(guī)定的剪力墻設(shè)計(jì)會(huì)導(dǎo)致降低剪力墻的承重效果，是高層建筑中存在的重大施工安全隱患。

第二，水平承受能力不強(qiáng)。為節(jié)省土地資源建設(shè)高層建筑，高層建筑與傳統(tǒng)建筑相比，高層建筑受到了更多的水平風(fēng)力和地震波的影響，而高層建筑在施工過(guò)程中建設(shè)的梁架數(shù)量受到規(guī)定控制，如果建設(shè)過(guò)多的鋼筋梁架會(huì)影響到建筑的中心[1]。這些問(wèn)題帶來(lái)了高層建筑受到的水平力增加、建筑梁架杠桿受力不平衡的問(wèn)題，最終影響到高層建筑的水平力承受能力。

第三，地基承重能力變化。挖掘地基工作是高層建筑穩(wěn)定性的決定性因素，混凝土穩(wěn)定性設(shè)計(jì)基于地基的深度、橫截面積等因素，是整個(gè)高層建筑施工的重中之重，地基隨著時(shí)間的推移或受到自然災(zāi)害的影響，會(huì)產(chǎn)生地基沉降?；炷两Y(jié)構(gòu)在地基之上由于混凝土存在自重大的特點(diǎn)，會(huì)直接影響到地基的沉降程度，如果混凝土設(shè)計(jì)安排不合理或是在施工過(guò)程中混凝土使用不均衡，會(huì)造成地基沉降不在同一水平面深度不均。另外，地下水也會(huì)影響到地基承重能力的變化，地下水的流量不均會(huì)影響到土壤的含水量，土壤的松軟程度不同會(huì)影響到地基的沉降不均衡，地基如果沉降現(xiàn)象嚴(yán)重會(huì)影響到地表的高層建筑發(fā)生傾斜等不良影響。

2高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計(jì)要求

2.1 驗(yàn)算穩(wěn)定性和抗傾覆

專業(yè)技術(shù)人員在開(kāi)展高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計(jì)之前，應(yīng)先進(jìn)行對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和抗傾覆驗(yàn)算，對(duì)高層建筑設(shè)計(jì)最關(guān)鍵的問(wèn)題就是解決受力問(wèn)題，高層建筑由于受到豎向荷載作用會(huì)對(duì)整體的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，所以在進(jìn)行混凝土穩(wěn)定性設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到風(fēng)荷載、水平地震和重力效應(yīng)等因素，通過(guò)合理的計(jì)算數(shù)據(jù)展開(kāi)設(shè)計(jì)將其影響力控制在最小，避免由于結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定造成高層建筑坍塌。在混凝土穩(wěn)定性設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員盡量保持混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖要與實(shí)用計(jì)算方法所依據(jù)的簡(jiǎn)圖相一致，通過(guò)數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)方式整體性的協(xié)調(diào)，才能保證得出的結(jié)果使得框架穩(wěn)定計(jì)算與柱穩(wěn)定計(jì)算相等，有利于設(shè)計(jì)人員更準(zhǔn)確地驗(yàn)算出混凝土設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和抗傾覆性，縮小設(shè)計(jì)圖紙和實(shí)際施工的數(shù)據(jù)誤差。

2.2 設(shè)計(jì)抗震結(jié)構(gòu)

我國(guó)不算是地震頻發(fā)的國(guó)家，但少數(shù)地區(qū)也存在地震的風(fēng)險(xiǎn)，因此進(jìn)行高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)在設(shè)計(jì)中融入抗震設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)人員加強(qiáng)對(duì)梁柱、承重墻的抗震能力計(jì)算，通過(guò)提高構(gòu)件的抗剪承載力、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、強(qiáng)錨固等細(xì)節(jié)提高整體的抗震能力[2]。設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)當(dāng)?shù)剡M(jìn)行考察，分析歷史上發(fā)生過(guò)的地震頻率和震級(jí)大小，通過(guò)不同的地震等級(jí)進(jìn)行抗震設(shè)防烈度、建筑物的高度和結(jié)構(gòu)類型的設(shè)計(jì)調(diào)整。另外，地下室的存在也影響到設(shè)計(jì)人員對(duì)抗震能力的計(jì)算，當(dāng)?shù)叵率也捎们豆潭说臉?gòu)造方式時(shí)，整體的抗震設(shè)計(jì)應(yīng)保持一致。

2.3 結(jié)構(gòu)的豎向設(shè)計(jì)

在混凝土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)上分為豎向設(shè)計(jì)和平面設(shè)計(jì)，其中豎向設(shè)計(jì)更為重要。為保持高層建筑的整體美觀性，在豎向設(shè)計(jì)時(shí)基本不會(huì)出現(xiàn)內(nèi)收和外挑結(jié)構(gòu)，為加強(qiáng)高層建筑的整體穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)人員會(huì)采取豎直的設(shè)計(jì)，也是城市中高層建筑最常見(jiàn)的形狀，但為了提高穩(wěn)定性，在挖建地基時(shí)會(huì)采取上小下大的形式，保證地基面積大于建筑物的橫截面，在高層建筑的頂層橫截面小于其他橫截面，這樣的設(shè)計(jì)能使從側(cè)面看結(jié)構(gòu)平行，形狀不規(guī)則的高層建筑會(huì)影響其美觀性和穩(wěn)定性，在設(shè)計(jì)時(shí)一定要避免發(fā)生這類問(wèn)題，在豎向穩(wěn)定性設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師可以采用一些外部輔助設(shè)計(jì)加強(qiáng)高層建筑的整體穩(wěn)定性。

2.4 結(jié)構(gòu)的平面設(shè)計(jì)

在高層建筑混凝土穩(wěn)定性平面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，首先要考慮到風(fēng)力和抗震因素，在平面設(shè)計(jì)時(shí)不能調(diào)整到高層建筑的形狀和結(jié)構(gòu)，但可以將復(fù)雜的平面設(shè)計(jì)進(jìn)行分類，在相對(duì)性狀規(guī)則的部分加入地震縫設(shè)計(jì)在內(nèi)部起到抗震的作用，地震發(fā)生時(shí)會(huì)加強(qiáng)離心力，產(chǎn)生偏心因素，所以，設(shè)計(jì)人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)水平位置的扭轉(zhuǎn)移動(dòng)和層間位置移動(dòng)的設(shè)計(jì)管理，在平面設(shè)計(jì)中盡量預(yù)防這類問(wèn)題。

2.5 培養(yǎng)專業(yè)設(shè)計(jì)人員

高層建筑混凝土穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，最重要的資源就是人才，優(yōu)秀的設(shè)計(jì)人員制作的設(shè)計(jì)圖紙直接影響到土木工程建設(shè)結(jié)果的好壞。因此，土木建設(shè)行業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)人才的引進(jìn)和管理，定期展開(kāi)培訓(xùn)，對(duì)設(shè)計(jì)人員的專業(yè)知識(shí)和實(shí)踐能力雙方面同時(shí)培養(yǎng)，提高設(shè)計(jì)人員對(duì)理論知識(shí)的掌握程度，通過(guò)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的積累和工作中現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地的考察，促進(jìn)設(shè)計(jì)人員將理論知識(shí)和實(shí)踐能力相結(jié)合，提高公司的整體設(shè)計(jì)水平。另外，在公司的人才引進(jìn)方面，提高高素質(zhì)高能力的設(shè)計(jì)人員的福利待遇，建立公平合理的獎(jiǎng)懲機(jī)制，提高設(shè)計(jì)人員的工作和學(xué)習(xí)熱情，讓公司設(shè)計(jì)前輩帶領(lǐng)新招聘的設(shè)計(jì)員工，通過(guò)一帶一幫的方式，從而提高公司整體的設(shè)計(jì)水平。

3結(jié)束語(yǔ)

土木建設(shè)企業(yè)必須加強(qiáng)對(duì)高層建筑混凝土的穩(wěn)定性重視程度和開(kāi)展有效的管理控制。在高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中，專業(yè)設(shè)計(jì)人員通過(guò)驗(yàn)算穩(wěn)定性和抗傾覆性做到建筑物的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)，在施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)存在問(wèn)題原因并解決問(wèn)題，從而提高工程的施工質(zhì)量和安全，促進(jìn)我國(guó)高層建筑施工技術(shù)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 周弦.高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計(jì)分析[J].低碳世界，2019，9（3）：200-201.

[2] 黃希川，楊雷.高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定設(shè)計(jì)[J].住宅與房地產(chǎn)，2018（9）：95.