淺析高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計

　　城鎮(zhèn)一體化建設(shè)的步伐不斷加快，使得建筑行業(yè)獲得了較為快速地發(fā)展。由于建筑用地越來越少，高層建筑逐漸成為建筑的主要趨勢。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計作為高層建筑的建設(shè)工作中重要的組成部分，直接關(guān)系到建筑的功能以及質(zhì)量的實現(xiàn)。但是當(dāng)前高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計還存在部分不足。本文首先說明高層建筑結(jié)構(gòu)特征及設(shè)計的基本原則，其次深刻剖析高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題，最后針對結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題提出相應(yīng)有效的解決對策。

　　《建筑經(jīng)濟》創(chuàng)刊于1980年，榮獲“建設(shè)部優(yōu)秀期刊”獎。30多年來，秉承推進(jìn)國家建筑經(jīng)濟學(xué)科發(fā)展與促進(jìn)同業(yè)理論交流之使命，堅持把“嚴(yán)謹(jǐn)”、“規(guī)范”、“理論興刊”作為辦刊方針。經(jīng)過30多年的發(fā)展，目前已成為我國建筑業(yè)經(jīng)濟與管理同類期刊中理論水準(zhǔn)最高、行業(yè)影響力最大、執(zhí)業(yè)聲譽倍受尊敬、同業(yè)普遍認(rèn)同的“行業(yè)理論旗幟”。

　　前言

　　科學(xué)技術(shù)及市場發(fā)展的需要促進(jìn)了建筑結(jié)構(gòu)的不斷變化，建筑工程逐漸朝著高層化發(fā)現(xiàn)發(fā)展。高層建筑具有施工技術(shù)復(fù)雜，建筑結(jié)構(gòu)承載力要求較高等特點，其中高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計作為高層建筑工程的重要組成部分，在開展建設(shè)項目時要對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計給予高度注意，要保證結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性、科學(xué)性，以滿足人們生活的需要，此外建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計還需要使建筑具有一定的抗震和抗風(fēng)能力，以實現(xiàn)建筑物安全性的需要。

　　1.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題

　　建筑工程項目的增多促進(jìn)了建筑行業(yè)的快速發(fā)展，但是當(dāng)前我國建筑工程在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方面還存在部分不足，其中主要表現(xiàn)在短肢剪力墻設(shè)置問題、超高問題、嵌固端設(shè)置問題、其他部位建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計問題等4個方面，以下針對這4方面問題進(jìn)行具體闡述，通過對問題的分析，采取相應(yīng)的應(yīng)對策略，以提高我國高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平。

　　1.1短肢剪力墻設(shè)置問題

　　建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的不合理會對高層建筑的施工質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，尤其是損害建筑物的結(jié)構(gòu)。短肢剪力墻增設(shè)不合理是其中較為典型的一種。在當(dāng)前高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，許多設(shè)計人員設(shè)計過程中增設(shè)短肢剪力墻。根據(jù)眾多建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的實例可知，短肢剪力墻的設(shè)置會影響建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、抗風(fēng)、抗震和穩(wěn)固性。為了提升建筑工程質(zhì)量，在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中應(yīng)盡量減少短肢剪力墻的使用。

　　1.2超高問題

　　超高問題主要是指建筑單位不遵守相關(guān)的制度規(guī)范，過分加高建筑物的高度，以實現(xiàn)自身的盈利的最大化。當(dāng)前高層建筑的高度已實現(xiàn)由原來的A級上升到B級，并且相應(yīng)的建筑設(shè)計模式也實現(xiàn)了一定程度的發(fā)展。超高問題作為實際建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的常見問題，嚴(yán)重影響建筑物的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，如果遇到強風(fēng)、地震等嚴(yán)重自然災(zāi)害，極易發(fā)生倒塌、斷裂，嚴(yán)重影響了人們的生命和財產(chǎn)安全。

　　1.3嵌固端設(shè)置問題

　　嵌固端即固定端，在進(jìn)行位置設(shè)置的過程中要嚴(yán)格避免構(gòu)件在該位置的位移。嵌固端是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要組成部分，在實際位置過程中存在部分不足。第一，嵌固端位置選擇存在問題?，F(xiàn)代高層建筑一般都建設(shè)多層地下室，并且將嵌固端修筑在地下室，這種設(shè)計存在極大的安全隱患，難以實現(xiàn)預(yù)期效果。第二，嵌固端上下層剛度比例設(shè)計不科學(xué)。上下層剛度比例設(shè)計是判斷嵌固端設(shè)計是否科學(xué)合理的一個重要指標(biāo)。當(dāng)前嵌固端設(shè)計過程中存在設(shè)計問題和計算準(zhǔn)確性不高的問題。第三，嵌固端設(shè)計和抗震縫隙處理相互矛盾嵌固端設(shè)計和抗震縫隙的處理難以實現(xiàn)良好的銜接，在實際設(shè)計過程中存在平衡性不足的問題，降低了建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

　　2.高層結(jié)構(gòu)設(shè)計存在問題的應(yīng)對策略

　　根據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的問題分析，筆者根據(jù)自身的豐富設(shè)計經(jīng)驗，提出注重選擇結(jié)構(gòu)方案合理性、合理使用計算簡圖、在結(jié)構(gòu)設(shè)計中注重建筑物各種性能的實現(xiàn)3個方面的應(yīng)對措施，以下進(jìn)行詳細(xì)闡述。

　　2.1注重選擇結(jié)構(gòu)方案合理性

　　結(jié)構(gòu)方案選擇的合理與否直接關(guān)系高層建筑工程的建筑質(zhì)量?？茖W(xué)、合理的建筑結(jié)構(gòu)方案能夠使建筑結(jié)構(gòu)水平設(shè)計的效果順利實現(xiàn)，因此在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中要對結(jié)構(gòu)方案的選擇給予高度重視。結(jié)構(gòu)方案選擇的過程中，首先要針對結(jié)構(gòu)方案的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范仔細(xì)研究，以防因結(jié)構(gòu)設(shè)計方案與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)沖突影響后續(xù)施工的順利開展。其次，具體結(jié)構(gòu)方案的選擇還需根據(jù)建筑工程的施工區(qū)域和施工現(xiàn)場的實際情況等綜合考慮。最后，還需要根據(jù)建筑工程的規(guī)模、施工現(xiàn)場的基礎(chǔ)情況進(jìn)行實地勘察，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)最優(yōu)結(jié)構(gòu)方案的選擇。

　　2.2合理使用計算簡圖

　　計算簡圖是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，計算簡圖中具有建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的計算內(nèi)容，是影響建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵所在，因此加強計算簡圖的合理運用有助于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全、合理目標(biāo)的實現(xiàn)。由于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計具有極強的復(fù)雜性，在確定計算簡圖時存在一定的難度，計算簡圖的具體確定過程總必須綜合考慮各種因素的影響，以確保后續(xù)計算工作的準(zhǔn)確性、客觀性。同時在計算過程中還要加強計算簡圖的合理使用，以保證計算的高準(zhǔn)確性。

　　2.3在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中注重建筑物各種性能的實現(xiàn)

　　高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要目的就是滿足建筑物的各方面功能性的需要，只有各方面功能性需要良好實現(xiàn)才能說明該高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理科學(xué)，也才能保證建筑正常使用。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的性能指標(biāo)主要表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)延展性、水平力、穩(wěn)定性三者。第一，提升建筑結(jié)構(gòu)延展性設(shè)計。建筑結(jié)構(gòu)延展性設(shè)計主要是針對高層建筑容易出現(xiàn)倒塌、變形等問題而提出的。其中較為常見的建筑物遭受自然災(zāi)害，發(fā)生的結(jié)構(gòu)變形和倒塌。因此提升建筑結(jié)構(gòu)延展性具有現(xiàn)實意義。在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中注重延展性的實現(xiàn)。第二，注重高層建筑結(jié)構(gòu)水平力。水平力是指高層建筑結(jié)構(gòu)在同一平面內(nèi)受到的各種載荷力的總稱。水平力對于高層建筑結(jié)構(gòu)的影響十分明顯，設(shè)計人員在設(shè)計過程總要做好相關(guān)控制工作。第三，滿足高層建筑對于穩(wěn)定性的要求。建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的最重要的性能指標(biāo)。結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的實現(xiàn)有賴于設(shè)計過程中合理設(shè)計各關(guān)鍵點，其中比較典型的應(yīng)用即為短肢剪力墻設(shè)置位置的控制。