關(guān)于高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)思考

陳靜 劉世錚

遼寧省城市建筑設(shè)計(jì)院 遼寧沈陽(yáng) 110000

混凝土高層建筑工程項(xiàng)目的施工技術(shù)難度高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，容易發(fā)生側(cè)向位移和沉降、變形，因此其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案需要綜合考慮上述因素，在遵守國(guó)家施工規(guī)范要求的前提下，提升混凝土高層建筑項(xiàng)目的抗震、耐久等整體性能。

1 混凝土高層建筑工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1.1 合理選擇混凝土建筑工程項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)類(lèi)型

設(shè)計(jì)人員在思考和選擇混凝土高層建筑工程項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)類(lèi)型時(shí)，應(yīng)綜合考慮到混凝土高層建筑的豎向受力承重載荷和水平受力載荷，結(jié)合具體工程具體情況，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，選擇最佳的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。

一是，盡可能不采用轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案。實(shí)踐中，國(guó)內(nèi)很多混凝土高層建筑工程的項(xiàng)目選址靠近城市道路，混凝土高層建筑的底層設(shè)計(jì)為商場(chǎng)、店鋪，設(shè)計(jì)人員應(yīng)首先考慮框架剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，但仍然無(wú)法滿足商業(yè)功能、空間需求的時(shí)候，可以采用轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案[1]。

二是，通常選擇剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。假如混凝土高層建筑工程項(xiàng)目在前期規(guī)劃的時(shí)候，沒(méi)有對(duì)建筑功能和空間提出特別的設(shè)計(jì)需求，則通?？梢赃x擇剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。因?yàn)榧袅Φ幕炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，能夠增強(qiáng)高層建筑工程的水平受力載荷性能，降低對(duì)鋼筋數(shù)量的使用，僅使用數(shù)量較少的框架柱，降低工程成本造價(jià)，同時(shí)能夠保障高層建筑工程項(xiàng)目具有良好的抗震屬性和剛性。假如，混凝土高層建筑工程項(xiàng)目的自重?cái)?shù)值大、剛度大，可以避免使用剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，以框架柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案代替，既滿足承重需求，又有利于節(jié)約造價(jià)成本。再者，對(duì)于樓層高度并不很高的二類(lèi)混凝土高層建筑工程項(xiàng)目，設(shè)計(jì)人員應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際情況，合理選擇框架剪力墻或者剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案[2]。

三是，不可以采用短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。設(shè)計(jì)人員不可以選擇短肢剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，是因?yàn)槎讨袅Φ慕Y(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，抗震性能達(dá)不到安全要求，萬(wàn)一遭受地震災(zāi)害，容易造成混凝土高層建筑的結(jié)構(gòu)被破壞，危及人們的人身安全和財(cái)產(chǎn)安全。

1.2 混凝土高層建筑工程項(xiàng)目的造型和空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

設(shè)計(jì)師應(yīng)結(jié)合混凝土高層建筑工程項(xiàng)目的規(guī)劃目標(biāo)和空間需求、功能要求，合理安排其造型和空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，一方面要保障混凝土高層建筑工程項(xiàng)目的耐久、安全和抗震穩(wěn)定，另一方面要遵守國(guó)家施工規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)保證工程項(xiàng)目的造型美觀、功能實(shí)用、空間布局合理。

1.3 混凝土高層建筑工程項(xiàng)目的構(gòu)件截面設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在混凝土高層建筑工程項(xiàng)目的構(gòu)件截面設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)師應(yīng)遵守國(guó)家施工規(guī)范的有關(guān)規(guī)定，同時(shí)控制施工成本造價(jià)，堅(jiān)持經(jīng)濟(jì)效益的設(shè)計(jì)原則，優(yōu)化構(gòu)件橫截面設(shè)計(jì)方案，為混凝土高層工程項(xiàng)目爭(zhēng)取利潤(rùn)和效益。

1.4 混凝土高層建筑工程項(xiàng)目的沉降縫設(shè)計(jì)要點(diǎn)

實(shí)踐中，假如混凝土高層建筑工程項(xiàng)目要明顯高于周邊其他建筑項(xiàng)目，則為了防范高度差所引起的地基不均勻沉降，設(shè)計(jì)師應(yīng)科學(xué)設(shè)計(jì)沉降縫。假如，混凝土高層建筑工程項(xiàng)目采用了轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，其上部剪力墻和下部框架結(jié)構(gòu)之間需要采用轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，以增強(qiáng)混凝土高層建筑項(xiàng)目的整體穩(wěn)定性和抗震性能，防范不均勻沉降對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的破壞和不良影響。

2 混凝土高層建筑工程項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)策略與建議

2.1 科學(xué)選擇和使用混凝土高層建筑工程項(xiàng)目的建筑材料

科學(xué)選擇鋼筋材料和添加劑、礫石、水泥等混凝土配比建筑材料，是保證混凝土高層建筑工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)安全、抗震性能的重要策略之一。設(shè)計(jì)師和采購(gòu)人員一方面需要考慮到經(jīng)濟(jì)效益和成本造價(jià)的需求，多方面分析不同供貨方的建筑材料性價(jià)比，另一方面需要保證混凝土高層建筑工程項(xiàng)目的抗震性和耐久性，選擇強(qiáng)度、剛性高的建筑材料，明確建筑材料、建筑構(gòu)件的規(guī)格、尺寸和各方面性能要求，加強(qiáng)對(duì)建筑材料的質(zhì)量檢測(cè)、抽查和監(jiān)督控制[3]。

2.2 混凝土高層建筑抗彎結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)策略

根據(jù)相關(guān)計(jì)算結(jié)果可以知道，如果其他條件都不發(fā)生變化，只有抗彎結(jié)構(gòu)體系的有效寬度發(fā)生增加，那么建筑的側(cè)移將會(huì)發(fā)生一定比例減小，比例大小是寬度增加的三次方。也就是說(shuō)，合理增加抗彎結(jié)構(gòu)體系的有效寬度能夠有效增大抵抗力臂，進(jìn)而在一定程度上減小抗傾覆力，進(jìn)而達(dá)到提高建筑結(jié)構(gòu)所具有的抗側(cè)剛度目的。

2.3 混凝土高層建筑平面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)策略

通常情況下，建筑結(jié)構(gòu)平面不僅具有規(guī)則性，而且還同時(shí)具有簡(jiǎn)單性以及對(duì)稱(chēng)性的特點(diǎn)，使得其各項(xiàng)指標(biāo)的校核和檢驗(yàn)工作都比較簡(jiǎn)單，并且還能夠平均分布建筑結(jié)構(gòu)所承受的承載力以及剛度等，保證建筑結(jié)構(gòu)各項(xiàng)功能的正常發(fā)揮。

2.4 混凝土高層建筑的防倒塌、防變形設(shè)計(jì)策略

為保證建筑結(jié)構(gòu)承載能力的穩(wěn)定，其在發(fā)生變形的時(shí)候不至于出現(xiàn)倒塌事故，相關(guān)設(shè)計(jì)工作人員就需要根據(jù)高層建筑的具體結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)塑性鉸等倒塌機(jī)制的科學(xué)安排和設(shè)置[4]。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，作為設(shè)計(jì)師應(yīng)重視并且合理優(yōu)化混凝土高層建筑工程項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，充分發(fā)揮自身的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，結(jié)合混凝土高層工程項(xiàng)目的實(shí)際情況，恰當(dāng)選擇混凝土高層項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，做好對(duì)建筑空間布局、外觀造型、沉降縫和構(gòu)件截面的設(shè)計(jì)，遵守國(guó)家對(duì)混凝土高層建筑工程項(xiàng)目的規(guī)范要求，提升工程項(xiàng)目的安全性能和抗震性能，延長(zhǎng)混凝土高層建筑項(xiàng)目的使用年限，為工程項(xiàng)目爭(zhēng)取經(jīng)濟(jì)效益作出個(gè)人貢獻(xiàn)[5]。