淺談高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問(wèn)題及對(duì)策

1、 淺談高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問(wèn)題及對(duì)策 隨著科技的不斷發(fā)展，特別是材料的不斷更新、互聯(lián)網(wǎng)的普及和計(jì)算機(jī)的發(fā)展，建筑的形式、結(jié)構(gòu)、材料和施工方法都發(fā)生了巨大的改變。高層建筑作為未來(lái)城市化進(jìn)程中城市建筑重要的建筑之一，其安全性問(wèn)題應(yīng)該得到我們的重視。而高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為統(tǒng)籌高層建筑的核心，是現(xiàn)代建筑人員不可忽視的問(wèn)題。因此，本文就高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問(wèn)題及其相應(yīng)的對(duì)策兩個(gè)方面來(lái)探討。一、在高層建筑設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題（一）設(shè)備不合理的問(wèn)題在高層建筑是設(shè)計(jì)和施工中，設(shè)備的配備對(duì)于整個(gè)高層建筑設(shè)計(jì)和施工中是最基礎(chǔ)的保障，在有些高層建筑設(shè)計(jì)和施工中因?yàn)樵O(shè)備的配備不合理而帶給建筑結(jié)構(gòu)的不合理是經(jīng)常發(fā)生的。在我國(guó)

2、國(guó)內(nèi)，會(huì)因?yàn)樵O(shè)備裝置的放置不合理和設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不合理而導(dǎo)致建筑施工甚至后期使用時(shí)產(chǎn)生很大的不良影響。（二）樓層平面剛度的計(jì)算問(wèn)題在國(guó)內(nèi)的一些高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，有些設(shè)計(jì)在整體的結(jié)構(gòu)觀念上有欠缺，甚至在結(jié)構(gòu)布置上沒(méi)有考慮周到，在如此的情況下為了省時(shí)省力，采用樓板變形的計(jì)算程序。盡管采用樓板變形的計(jì)算程序其理論是沒(méi)有錯(cuò)誤甚至是十分準(zhǔn)確的，但設(shè)計(jì)者卻遺忘了在確定樓板變形程度上的數(shù)據(jù)很難精確成一個(gè)數(shù)據(jù)1。這時(shí)如果采用樓板變形的計(jì)算程序，因?yàn)槠鋽?shù)據(jù)都不能準(zhǔn)確的得到，就更不用說(shuō)得出結(jié)果的準(zhǔn)確程度有多高了。（三）縱向框架的問(wèn)題在現(xiàn)行的建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中，水平地震的作用力一般按兩個(gè)主軸的方向分別計(jì)算。各個(gè)方

3、向的抗測(cè)力構(gòu)件用于支撐各個(gè)方向的地震力。也就是說(shuō)，在對(duì)整體框架進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，縱向框架的力和橫向框架的力兩者的重要性是相同的。然而在實(shí)際高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，往往忽略了地震的縱向作用，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的缺陷，使得梁的支座負(fù)筋，跨中縱筋和箍筋的配筋值都不足2。二、對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)問(wèn)題的對(duì)策（一）高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖的選擇在對(duì)高層建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候首先要進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算，而結(jié)構(gòu)計(jì)算一般需要選擇一種計(jì)算簡(jiǎn)圖，在選擇的計(jì)算簡(jiǎn)圖上進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算。如果在一開(kāi)始的時(shí)候就選擇了不合理的簡(jiǎn)圖，那么在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候就容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)不合理的問(wèn)題3。因此，如果能在一開(kāi)始就選擇了一個(gè)合理的高層建

4、筑結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖，那么對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會(huì)是一個(gè)重要的保障，同樣的，合適的構(gòu)造方法應(yīng)該和相應(yīng)的計(jì)算簡(jiǎn)圖的方法匹配。重要的是，在實(shí)際高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，計(jì)算簡(jiǎn)圖的結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)不應(yīng)只是鋼節(jié)點(diǎn)或者鉸節(jié)點(diǎn)，需要保證計(jì)算簡(jiǎn)圖的誤差在相應(yīng)規(guī)范的規(guī)定范圍內(nèi)。（二）平面及立面的選擇在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，“三心合一”是一個(gè)重要的概念?！叭暮弦弧敝傅氖歉邔咏ㄖw的幾何形心、剛度中心、結(jié)構(gòu)重心盡可能地在空間中交匯于一個(gè)點(diǎn)。如果不能在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中做到“三心合一”，那么整個(gè)高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就會(huì)出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)問(wèn)題。扭轉(zhuǎn)問(wèn)題會(huì)在風(fēng)載等水平載荷的作用下對(duì)高層建筑的相應(yīng)結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重危害，繼而影響到整個(gè)高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

5、為了防止扭轉(zhuǎn)問(wèn)題對(duì)于整個(gè)結(jié)構(gòu)的危害，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該盡可能的使高層建筑整體達(dá)到“三心合一”的狀態(tài)，要選擇合理的結(jié)構(gòu)形式和平面布局。因此，在選擇平面和立面形式的時(shí)候，對(duì)高層建筑的平面要選擇比較簡(jiǎn)單的形式，便于設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行計(jì)算和設(shè)計(jì)的時(shí)候條理清晰、不易混淆。大量的資料表明，對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，更容易在地震中保持安全，因此，選高層建筑的平面形式時(shí)要多選結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、線(xiàn)條規(guī)則、更加對(duì)稱(chēng)的平面形式。（三）剪力墻的優(yōu)化在其它建筑中，原來(lái)框架結(jié)構(gòu)中起承受水平和豎直兩個(gè)方向的力的構(gòu)件是梁柱，而在高層建筑中取代梁柱來(lái)承受水平和豎直兩個(gè)方向的力的是剪力墻體系結(jié)構(gòu)。剪力墻體系結(jié)構(gòu)是一種混凝土材質(zhì)的土墻結(jié)構(gòu)，不僅可以直

6、接承受水平和豎直的力，對(duì)于其它結(jié)構(gòu)的水平載荷也可以起到調(diào)節(jié)作用。因此，不斷優(yōu)化剪力墻的結(jié)構(gòu)對(duì)于整個(gè)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的進(jìn)度和安全性都有著巨大的影響。在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)體系優(yōu)化的時(shí)候，需要注意剪力墻設(shè)計(jì)中的連梁的設(shè)計(jì)是很重要的一部分。高層建筑設(shè)計(jì)人員可以把連梁之間的各個(gè)墻體連接起來(lái)而形成聯(lián)肢墻。這種設(shè)計(jì)可以使得墻肢的約束條件增加，從而使墻體的各個(gè)部分都得到了更多的內(nèi)力，十分有效的提高高層建筑的抗震能力。但是這種做法的缺點(diǎn)在于對(duì)于投資商來(lái)說(shuō)造成了不必要的浪費(fèi)，然而對(duì)于整個(gè)高層建筑結(jié)構(gòu)的安全性來(lái)說(shuō)絕對(duì)是利大于弊的。結(jié)束語(yǔ)高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)隨著科技的不斷發(fā)展越來(lái)越呈現(xiàn)復(fù)雜多變的狀態(tài)，隨著各種新材料的不斷研發(fā)成功、基礎(chǔ)科學(xué)的不斷前進(jìn)導(dǎo)致高層建筑結(jié)構(gòu)形勢(shì)不斷發(fā)生變化，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)隨著一次次的不斷創(chuàng)新暴露的問(wèn)題也隨之增多，這需要引起建筑設(shè)計(jì)工作者的警覺(jué)。建筑設(shè)計(jì)工作人員不僅應(yīng)該追尋建筑設(shè)計(jì)的前沿，使得自己的理念不落后于人，更重要的是通過(guò)自己的建筑設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不斷進(jìn)行總結(jié)，通過(guò)