曲靳

摘 要：伴隨著城市人口的持續(xù)增加，城市建設(shè)用地稀缺問(wèn)題越來(lái)越突出。所以，城市中有越來(lái)越多的高層和超高層建筑，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)和難度也在提高。分析高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，并應(yīng)對(duì)當(dāng)前設(shè)計(jì)中存在的常見(jiàn)問(wèn)題提出具體對(duì)策，以期對(duì)實(shí)際結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)有所幫助。

關(guān)鍵詞：高層建筑結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)問(wèn)題;研究對(duì)策

高層建筑的出現(xiàn)大大改善了城市人口的居住環(huán)境，并有效豐富了城市建筑類(lèi)型。在設(shè)計(jì)高層建筑結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，不僅要堅(jiān)持建筑物本身的各種特性，而且還要結(jié)合使用和環(huán)境安全的特定目的進(jìn)行專(zhuān)業(yè)有效的設(shè)計(jì)，并進(jìn)行設(shè)計(jì)?？煽康貙⒔Y(jié)構(gòu)中的各個(gè)點(diǎn)最大化，以滿足高層建筑的優(yōu)勢(shì)。

一.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的作用

首先，為了滿足隨著高層建筑數(shù)量的不斷增加而對(duì)高層建筑的需求，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)在達(dá)到一定高度后綜合考慮建筑物的使用需求，并思考怎樣建造上部結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的開(kāi)始階段是依據(jù)材料，結(jié)構(gòu)和使用效果來(lái)設(shè)計(jì)和研究結(jié)構(gòu)，但這是通過(guò)保障建筑物完整結(jié)構(gòu)的合理性和完整性來(lái)符合高層建筑的特征和特征的設(shè)計(jì)，功能需求的結(jié)構(gòu)。

其次，它滿足高層建筑的安全性和穩(wěn)定性要求。建筑物的穩(wěn)定性和安全性是建筑物合格性的重要指標(biāo)，并且隨著建筑物的高度不斷增加，對(duì)安全性和穩(wěn)定性的要求也進(jìn)一步增加。如果建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)合理，就可以保證建筑物的安全性和穩(wěn)定性。

二.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要原則

1.科學(xué)的草圖制定

草圖設(shè)計(jì)在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中尤其重要，要求也很高。草圖設(shè)計(jì)需要準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)作為支持，假如數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，就會(huì)因?yàn)樵O(shè)計(jì)偏差而造成不合理。所以，為保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，提高原理圖設(shè)計(jì)的科學(xué)性，并以后的施工提供較好的數(shù)據(jù)支持和基礎(chǔ)，在設(shè)計(jì)前有需要對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全方位調(diào)查。

2.基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理

基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是高層建筑的重要基礎(chǔ)，并且對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性起著非常關(guān)鍵的作用。在設(shè)計(jì)之出，不但要對(duì)周?chē)h(huán)境，地質(zhì)條件，水文條件進(jìn)行探索和分析，還要總結(jié)周?chē)ㄖ锏挠绊懸蛩兀缓鬀Q定最合理，可行的設(shè)計(jì)方案。

三.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中面臨的問(wèn)題及解決對(duì)策

高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中仍然有許多有待解決的問(wèn)題，作者僅選擇了關(guān)鍵三個(gè)要點(diǎn)進(jìn)行分析，在此不再描述。

1.面臨的問(wèn)題

1.1超高問(wèn)題

高層建筑本質(zhì)上旨在節(jié)省建筑用地并最大限度地利用建筑空間。根據(jù)中國(guó)現(xiàn)行的建筑規(guī)范，高度超過(guò)10層，高度超過(guò)27米的建筑物是高層建筑，而高度超過(guò)100米的建筑物是超高層建筑。在超高層設(shè)計(jì)和不良高層設(shè)計(jì)之間，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有很大不同。如果高層建筑超出監(jiān)管要求，則必須根據(jù)摩天大樓的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)公司的吃水線。在高層建筑的設(shè)計(jì)中，超高是一種相對(duì)普遍的現(xiàn)象，導(dǎo)致高層建筑出現(xiàn)問(wèn)題的主要原因是過(guò)分強(qiáng)調(diào)所有者的經(jīng)濟(jì)利益和對(duì)相關(guān)系統(tǒng)的了解不足。一些單位知道并且仍然認(rèn)為該建筑物是超高。高層建筑結(jié)構(gòu)規(guī)格旨在降低建筑成本并產(chǎn)生更高的回報(bào)。在這種情況下，高層建筑結(jié)構(gòu)的完整性，穩(wěn)定性和承載條件發(fā)生了變化。結(jié)構(gòu)不僅會(huì)影響建筑物的整體質(zhì)量，還會(huì)降低建筑物的抗震性能和抵抗外部環(huán)境影響的能力。生命和財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成巨大的安全風(fēng)險(xiǎn)。

1.2下降問(wèn)題

高層建筑有下降，這可能導(dǎo)致整個(gè)建筑物結(jié)構(gòu)下降或建筑物傾斜和倒塌。建筑物下降的主要原因有：首先，由地質(zhì)條件引起的下降。由于復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造和地基的不合理設(shè)計(jì)，地基的坡度比較大，影響了地基解耦股的穩(wěn)定性，或者地基的設(shè)計(jì)沒(méi)有充分思考地質(zhì)條件和條件，來(lái)自地下水，導(dǎo)致建筑物下降不均勻;二，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不科學(xué)。隨著高度的提高，建筑物的自重持續(xù)增長(zhǎng)，建筑物各部分的重量不均會(huì)導(dǎo)致下降不均勻。第三，在設(shè)計(jì)地下室時(shí)，地板加強(qiáng)件配置不當(dāng)，導(dǎo)致地下室結(jié)構(gòu)的承載力降低。造成下降不均。

1.3嵌固端設(shè)置問(wèn)題

嵌固端構(gòu)造直接聯(lián)系到建筑結(jié)構(gòu)是否可以與上下結(jié)構(gòu)達(dá)到有機(jī)的一體。如果配置不合理，建筑結(jié)構(gòu)的安全性將會(huì)大大降低，有可能會(huì)引發(fā)安全事故產(chǎn)生。嵌固端有以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：第一，嵌固端的選擇缺少科學(xué)性。高層建筑的嵌固端一般放置在地下室的上層樓板或人防結(jié)構(gòu)中，這帶來(lái)了很大的安全問(wèn)題。如果地下結(jié)構(gòu)的屋頂出現(xiàn)問(wèn)題，會(huì)直接對(duì)上層建筑整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性產(chǎn)生影響。還有，由于嵌固端的上層和下層的剛度比不合理或設(shè)計(jì)剛度計(jì)算誤差大，所以不能充分控制設(shè)計(jì)剛度。最后，地震設(shè)計(jì)是不合理的，導(dǎo)致對(duì)地震裂縫的處理不當(dāng)和結(jié)構(gòu)安全問(wèn)題。

2.解決對(duì)策

2.1升級(jí)高層建筑設(shè)計(jì)計(jì)劃，防止超高問(wèn)題顯現(xiàn)

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前，有必要檢查施工現(xiàn)場(chǎng)和周?chē)h(huán)境，以弄清地下水的分布，地質(zhì)結(jié)構(gòu)，風(fēng)雪承載等，以提供可靠的數(shù)據(jù)支持用于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，并保障建筑結(jié)構(gòu)符合項(xiàng)目要求。現(xiàn)場(chǎng)要求和實(shí)際條件。設(shè)計(jì)時(shí)，必須嚴(yán)格按照現(xiàn)行的中國(guó)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范設(shè)計(jì)高層建筑結(jié)構(gòu)，合理選擇設(shè)計(jì)方案，驗(yàn)證其科學(xué)性和合理性，并根據(jù)設(shè)計(jì)方案對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化。有條件地掌握各方數(shù)據(jù)以防止發(fā)生這種情況不匹配的現(xiàn)象，尤其要避免超高。因此，在特定的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)師必須在建筑物高度允許時(shí)準(zhǔn)確設(shè)置相關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù)，為高層建筑的施工提供基礎(chǔ)，并確保施工質(zhì)量。

2.2合理設(shè)計(jì)地基基礎(chǔ)，避免沉降發(fā)生

在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)師必須充分了解施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)，水文和地下水分布。通過(guò)優(yōu)化基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，可以有效提高建筑結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。設(shè)計(jì)通常以自然基礎(chǔ)，防水板和錨桿的組合形式進(jìn)行。同時(shí)，精確計(jì)算地基加固量以增加地基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并防止由于承載能力差而導(dǎo)致的建筑物不穩(wěn)定。如果高層建筑中有地下室，則可以在不同的支撐層上安裝墊子，以強(qiáng)化地下室結(jié)構(gòu)的承載能力和強(qiáng)度，并防止由于支撐力不足而導(dǎo)致地下室天花板破裂，這將影響基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。同一時(shí)間，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)師還應(yīng)監(jiān)測(cè)地下水的分布，設(shè)計(jì)防水和排水的基礎(chǔ)，并改善建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。對(duì)于地質(zhì)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的區(qū)域，設(shè)計(jì)人員需要綜合考慮地質(zhì)結(jié)構(gòu)，然后強(qiáng)化基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，增加土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并保障基礎(chǔ)可以承受建筑物的全部負(fù)荷。

2.3科學(xué)合理設(shè)置嵌固端

選擇嵌入端的設(shè)置位置時(shí)，必須在有效掩埋基座的頂面和頂面之間進(jìn)行選擇。當(dāng)將嵌固端選擇在高于頂表面的位置時(shí)，必須確保該嵌固端與埋入深度一致，并且必須控制與外部土壤的高度差。選擇嵌固端位置的前提條件是該位置必須具有較高的強(qiáng)度和承載能力，這可以有效防止塑料鉸鏈向下移動(dòng)。高層建筑地下室的嵌固端應(yīng)放在地下室的天花板上，天花板的厚度需要小于16cm，并且天花板應(yīng)具有良好的抗彎剛度。屋頂設(shè)計(jì)不應(yīng)留有孔，以確保屋頂結(jié)構(gòu)的完整性。

2.4根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置建筑結(jié)構(gòu)中的剪力墻

在建筑結(jié)構(gòu)中使用剪力墻應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況和使用圖表計(jì)算，以確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程的準(zhǔn)確性并提高施工質(zhì)量。因此，有必要結(jié)合實(shí)際的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，因?yàn)樵诮ㄖY(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中如果過(guò)程中存在很多錯(cuò)誤，會(huì)給后續(xù)項(xiàng)目的質(zhì)量和運(yùn)行造成問(wèn)題，然后提出危害整個(gè)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益和安全性。從中我們可以看到原理圖計(jì)算的重要性，它在建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中起著重要的作用。它結(jié)合了影響建筑施工的多種因素，以分析和減少建筑施工的影響，并將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程與與實(shí)際需求相關(guān)的軟件相結(jié)合。計(jì)算可以確保計(jì)算結(jié)果真實(shí)準(zhǔn)確，加快結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的完成，有效地保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的合理實(shí)施。

3.結(jié)束語(yǔ)

高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接關(guān)系到建筑質(zhì)量以及結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。所以，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)師必須遵循嚴(yán)格而認(rèn)真的態(tài)度來(lái)分析高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中可能存在的問(wèn)題。并針對(duì)這些問(wèn)題制定預(yù)防措施和有效解決方案。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前，設(shè)計(jì)人員還必須深入到施工現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)周?chē)h(huán)境和地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)研究，為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作提供可靠的數(shù)據(jù)支持，并為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供正確的指導(dǎo)和規(guī)范。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙鑫 . 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)分析研究 [J]. 工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2020（5）：18–19，43.

[2]李盛勇，呂堅(jiān)鋒，徐麟，廖耘 . 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) [J]. 建筑結(jié)構(gòu)，2020，50（4）：1–7，24.

[3]康穎 . 高層及多層民用建筑設(shè)計(jì)中剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究 [J]. 建材與裝飾，2020（6）：75–76.

（大慶高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)院 ?黑龍江 ?大慶 ?163000）