高層建筑結(jié)構(gòu)類型辨析與發(fā)展趨勢(shì)

時(shí)艷華

摘要：隨著時(shí)代的發(fā)展，建筑業(yè)現(xiàn)階段面臨著人口增長與城市用地不足的必然矛盾，這就使得高層建筑的發(fā)展成為現(xiàn)代社會(huì)建筑業(yè)發(fā)展的必然結(jié)果，符合人類社會(huì)發(fā)展生活需求。高層建筑的發(fā)展體現(xiàn)了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展力量，除了滿足人類生存生活的基本需求外，不斷發(fā)展的建筑結(jié)構(gòu)體系、施工技術(shù)、新型材料和抗震節(jié)能設(shè)計(jì)體現(xiàn)了現(xiàn)代高層建筑對(duì)力量、技術(shù)和美與環(huán)境平衡協(xié)調(diào)的藝術(shù)性結(jié)合。本文闡述了近些年內(nèi)高層建筑的發(fā)展現(xiàn)狀，并結(jié)合實(shí)際發(fā)展和建筑業(yè)基本狀況對(duì)高層建筑的未來前景進(jìn)行展望。

關(guān)鍵詞：高層建筑;結(jié)構(gòu)特點(diǎn);發(fā)展;施工特點(diǎn)

引言

為了滿足人們對(duì)生活環(huán)境、居住環(huán)境的需求，高層建筑在不斷的適應(yīng)城鎮(zhèn)化和現(xiàn)代化需求。在這樣迅速的發(fā)展下，不斷創(chuàng)新的科學(xué)技術(shù)，更加優(yōu)質(zhì)的建筑材料和設(shè)備的誕生和發(fā)展，使得高層建筑結(jié)構(gòu)朝著更加多元化、復(fù)雜化發(fā)展，也使得高層建筑結(jié)構(gòu)的技術(shù)要求更加高標(biāo)準(zhǔn)化。

1.高層建筑的發(fā)展

1.1高層建筑概況

高層建筑是建筑高度大于27m的住宅建筑和建筑高度大于24m的非單層廠房、倉庫和其他民用建筑[1]。

1.2高層建筑發(fā)展迅速，分布廣泛

現(xiàn)代社會(huì)科技的發(fā)展和創(chuàng)新導(dǎo)致生產(chǎn)力不斷地發(fā)展進(jìn)步，極大的推進(jìn)了高層建筑的快速、穩(wěn)定發(fā)展，同樣高層建筑的發(fā)展又影響著科技的發(fā)展進(jìn)步，二者相輔相成、關(guān)系密切。

2.高層建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)該重視建筑結(jié)構(gòu)的選型和構(gòu)造，隨著建筑高度不斷增加，近些年來也不乏超高層建筑出現(xiàn)，建筑高度的增加直接導(dǎo)致建筑自身的重量不斷增加，影響建筑的穩(wěn)定性和安全性，施工難度也更為復(fù)雜，建筑自重對(duì)材料強(qiáng)度和豎向構(gòu)件截面直接相關(guān);高層建筑中水平荷載力是高層建筑結(jié)構(gòu)的重要影響因素;同時(shí)抗震性也成為高層建筑結(jié)構(gòu)選擇的重要部分，為保證建筑物的抗震性對(duì)結(jié)構(gòu)延性有更加嚴(yán)格的要求。

2.1 高度不斷增加，減輕高層建筑自重非常重要

隨著建筑層數(shù)不斷增加，建筑物本身的重量自然越來越大，而建筑物的自重，直接影響建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，高度越高，施工技術(shù)難度也更加復(fù)雜。因此減輕自身重量對(duì)高層建筑壽命、建筑質(zhì)量和安全都非常重要。從建筑物地基承載力或樁基承載力考慮，如果在同樣的地基或者樁基情況下，本身重量越輕的，可以建造更多層數(shù)，從經(jīng)濟(jì)收益上來說能夠?yàn)殚_發(fā)企業(yè)帶來更高的收益，產(chǎn)生更高的經(jīng)濟(jì)效益[2]。

2.2 水平荷載力對(duì)結(jié)構(gòu)影響巨大

高層建筑對(duì)整體建筑的穩(wěn)定性要求很高，也可以說這是對(duì)高層建筑的基本要求。而高層建筑的穩(wěn)定性受到水平荷載的影響大，同時(shí)側(cè)移成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要控制目標(biāo)之一。

3.高層建筑施工特點(diǎn)

3.1 工程量大，施工工期長

高層建筑的施工工程量更大，施工難度更為復(fù)雜，工期也更加的漫長，一般來說高層建筑的施工需要在過程中有多個(gè)專業(yè)工種交叉作業(yè)，相互之間組織配合，合作完成同一階段的施工工序。于此同時(shí)，高層建筑的施工也對(duì)技術(shù)提出了更高的要求，比如大體積混凝土裂縫控制技術(shù)，粗鋼筋連接技術(shù)、高強(qiáng)度等級(jí)混凝土技術(shù)，新型模板應(yīng)用技術(shù)等。高層建筑的施工需要協(xié)調(diào)大量的不同工種的勞動(dòng)力、大量不同機(jī)械和設(shè)備、不同時(shí)期所需的材料也不同，如何合理有序的組織調(diào)度人力、物力，快速有效并安全的協(xié)調(diào)布置現(xiàn)場情況是保證施工順利的必要條件，也考驗(yàn)施工企業(yè)現(xiàn)場管理水平。同時(shí)在漫長的工期建設(shè)中，常常會(huì)遇到冬雨季天氣，而在這些天氣中如何應(yīng)對(duì)則需要完成且完善的應(yīng)急預(yù)案，以保證冬雨季天氣施工安全和確保不延誤工期。

3.2 埋置深度大

為保證高層建筑建造的質(zhì)量和安全，這就要求高層建筑必須有更加深的地基基礎(chǔ)，只有在埋置深度足夠大時(shí)才能有效保證建筑的穩(wěn)定性?，F(xiàn)在的高層建筑基本都在深挖地基后對(duì)地下空間進(jìn)行充分利用，在進(jìn)行基坑支護(hù)、土方開挖、地基處理以及深層降排水施工時(shí)，安全和技術(shù)上都存在很大的困難，除地下滲水、基坑圍爐等問題，還存在著許多的不安定因素，直接影響著工期和造價(jià)。

3.3高空作業(yè)多

高層建筑與其他建筑最大的不同就在與他的高度要高于一般建筑，這就要求了施工人員必須進(jìn)行更多的高空作業(yè)，而材料的運(yùn)輸也成為施工過程中的一大難點(diǎn)，施工過程中無論是施工人員還是材料、設(shè)備都要進(jìn)行大量的垂直運(yùn)輸;如何安全有效的選用合適的運(yùn)輸方法和機(jī)械、合理的安排材料、提高效率成為重中之重。

隨著層數(shù)的增加對(duì)施工帶來的是更加狹小的施工場地，為保證順利施工，大多采用立體交叉作業(yè)，同時(shí)為保證高空作業(yè)人員的安全，更加高的安全措施費(fèi)用，必要的安全防護(hù)措施必不可少，相關(guān)人員也必須接受相關(guān)安全培訓(xùn)學(xué)習(xí)，熟練掌握施工技能和應(yīng)對(duì)措施，減少施工過程中的安全隱患和安全風(fēng)險(xiǎn)。

4.未來發(fā)展趨勢(shì)

統(tǒng)籌近些年來建筑業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，不難發(fā)現(xiàn)，高層建筑的發(fā)展已經(jīng)成為社會(huì)城市化發(fā)展的必然，人口過速的增長使得建筑高度向著更高的底部發(fā)展;而經(jīng)濟(jì)的發(fā)展又同時(shí)要求建筑發(fā)展符合人類更加多元化的需求而不僅僅是滿足基本的居住需求，美觀、節(jié)能、環(huán)保、安全等等發(fā)面都與人類發(fā)展息息相關(guān)，也體現(xiàn)了人類對(duì)精神文明的追求，這也使得高層建筑的未來發(fā)展必然要以人為本，符合并滿足人類的基本需求和更高的精神需求。

5.新材料的開發(fā)和應(yīng)用

科技大發(fā)展不斷影響著建筑行業(yè)的發(fā)展進(jìn)步，新型材料的不斷開發(fā)、應(yīng)用也極大的提高了高層建筑的發(fā)展速度。從過去傳統(tǒng)的建筑中走來，人們對(duì)于高層建筑有了更加多元話的需求，高層建筑的工期長，技術(shù)要求復(fù)雜，面對(duì)冬、雨季施工等現(xiàn)實(shí)問題，防曬、防水、保溫等都成為高層建筑的重中之重[3]。同樣，無論是防水材料、保溫材料還是建筑裝修材料，近些年一直在以驚人的速度不斷的開拓創(chuàng)新，新型的材料除了能夠更加保質(zhì)保量的完成工作外，也具有更好的性能和更加便捷簡單的使用方法，同時(shí)在節(jié)能環(huán)保上也有不俗的表現(xiàn)。

結(jié)論

通過對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)類型、特點(diǎn)及發(fā)展現(xiàn)狀的研究，可以看出在現(xiàn)階段高層建筑的發(fā)展中，鋼材與混凝土仍為高層建筑建造的基本材料，但同樣隨著科技和社會(huì)的發(fā)展，高層建筑也不可避免的向著越來越高、結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜、越來越環(huán)保;更加快速、更加穩(wěn)定等發(fā)方面發(fā)展，總的來說高層建筑的發(fā)展前景非?？捎^。

參考文獻(xiàn)

[1]建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范[M].GB50016-2019（2019年版）

[2]試析高層建筑大體積混凝土施工技術(shù)[J].邢輝，李進(jìn)寬.建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì).2018（35）

[3]擬建高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探究[J]. 楊文輝. 建材與裝飾. 2017（51）4.