趙東曉
(河南福泰建筑安裝有限公司,河南省 安陽市 455000)
隨著社會的發(fā)展和科技的進步,建筑結(jié)構(gòu)不斷的發(fā)生變化,建筑物的高度逐漸增高,尤其是隨著城市化進程的加快,高層建筑越來越多,并廣泛的出現(xiàn)在人們的生產(chǎn)和生活之中。在高層建筑的建設中,結(jié)構(gòu)設計是其中非常重要的組成部分,對建筑物的建設、養(yǎng)護等產(chǎn)生重要的影響。一方面,高層建筑結(jié)構(gòu)設計需要具有科學性和合理性,能夠滿足人們生活的需要;另一方面,高層建筑結(jié)構(gòu)設計要具有安全性,能夠滿足抗震、抗風等基本要求,為人們的生活和學習提供安全保障。文章著重分析高層建筑結(jié)構(gòu)設計的問題與對策,希望能夠?qū)嵺`發(fā)揮指導作用。
高層建筑結(jié)構(gòu)具有與一般的建筑結(jié)構(gòu)不同的特點,它同時承受著水平荷載和垂直荷載,其中水平荷載是由外界的風力所產(chǎn)生的,垂直荷載是由于建筑物高度所引起的,此外,高層建筑結(jié)構(gòu)設計對抗震能力也有相應的要求。通常情況下,低層建筑結(jié)構(gòu)受到的水平荷載比較小,垂荷載也比較小。但是,在高層建筑中,外界地震和外界風力會對高層建筑產(chǎn)生相當大的影響,并且是對高層建筑荷載的主要因素。隨著建筑物高度的不斷增加,高層建筑的位移較快的增長。但是,高層建筑過大的側(cè)移不僅會影響人的舒適度,還會對建筑物的使用產(chǎn)生影響,此外,過大的側(cè)移還會損害建筑物的結(jié)構(gòu)構(gòu)件和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件。有鑒于此,在進行高層建筑結(jié)構(gòu)設計的時候,必須將側(cè)移控制在合理的范圍之內(nèi),使建筑物不會影響人的舒適度,不會影響建筑物的使用。因此,可以說,在高層建筑結(jié)構(gòu)設計中,其核心是抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的設計。
(1)選擇合理的計算簡圖。在計算簡圖的基礎上,對高層建筑結(jié)構(gòu)設計進行計算,如果計算簡圖的選擇不合理,會造成結(jié)構(gòu)不合理,容易出現(xiàn)由于結(jié)構(gòu)不合理而發(fā)生安全事故。所以,要保證建筑結(jié)構(gòu)設計的安全,必須選擇合理的計算簡圖,此外,為了保證計算簡圖的安全,在實踐中,我們需要采取相應的構(gòu)造方法。在實際的結(jié)構(gòu)設計中,其結(jié)構(gòu)節(jié)點不僅僅局限于鋼節(jié)點或者餃節(jié)點,盡量減小誤差,將計算簡圖盡量控制在規(guī)范的規(guī)定之內(nèi)。
(2)選擇合理的基礎設計。在進行基礎設計選擇的時候,需要按照高層建筑的地質(zhì)條件進行。并且,對高層建筑上部的結(jié)構(gòu)類型與荷載分布進行綜合分析,同時對施工條件以及相鄰建筑物的影響進行全面的考慮,在綜合分析和考慮的基礎上選擇科學合理的基礎方案。需要注意的是,基礎方案的選擇需要使地基的潛力能夠得到最大的發(fā)揮,如如果必要的話,可以對地基變形進行檢測。
(3)選擇合理的結(jié)構(gòu)方案。合理的結(jié)構(gòu)方案必須滿足高層建筑設計的結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系的要求,并盡量經(jīng)濟合理,以最少的花費獲得最佳的結(jié)構(gòu)設計方案。受力在明確、傳力簡單是結(jié)構(gòu)體系的基本要求,在相同的結(jié)構(gòu)單元中,應該選擇相同的結(jié)構(gòu)體系。選擇合理的結(jié)構(gòu)方案的時候,需要分析地理條件、工程設計需求、施工條件、施工材料等等,在對這些指標進行綜合分析的基礎上進行結(jié)構(gòu)選擇,以確定最佳的結(jié)構(gòu)方案。
(1)超高問題。由于高層建筑抗震的實際需要,建筑規(guī)范對建筑物的高度有嚴格的規(guī)定,在建筑物高度的設計都要滿足抗震的實際需要。關于建筑物的超高問題,原來把限制的高度規(guī)定為 A 級高度,隨著新規(guī)范的改進,對超高的規(guī)定變得越來越詳細,新規(guī)范不僅規(guī)定了限制高度為 A 級高度,并且對此進行了進一步的細化,增加了 B 級高度。這樣的規(guī)定更加明細,使得高層建筑結(jié)構(gòu)處理設計方法和措施都有了進一步的改進。在建筑高層設計的實踐中,如果忽視建筑結(jié)構(gòu)類似的改變,對高層建筑超高問題不引起足夠的重視,在施工圖紙審核的時候,發(fā)現(xiàn)問題,并重新組織對建筑物進行審計或者召開專家會議進行重新論證,必然會對整個建筑造價和施工進度產(chǎn)生不利的影響。
(2)高層建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問題。在高層建筑的新的建筑規(guī)范中,對高層建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問題作了很多的限制,例如:對結(jié)構(gòu)嵌固端上層和下層的剛度比進行了規(guī)定,對平面規(guī)則性進行了規(guī)定,等等。此外,在新規(guī)范中,還明確規(guī)定了高層建筑不能采用嚴重不規(guī)則的設計方案。所以,為了使工程建設按照設計依次進行下去,避免在施工后期對結(jié)構(gòu)設計進行改動,在高層建筑結(jié)構(gòu)設計中,必須嚴格按照規(guī)范的限制條件進行。
總而言之,高層建筑結(jié)構(gòu)設計是一項技術性的工作,綜合性很強,它對建筑設計具有十分重要的指導意義。隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展和進步,高層建筑也在日新月異的發(fā)展,對結(jié)構(gòu)設計的要求也越來越高。文章以高層建筑結(jié)構(gòu)設計為中心話題,探討分析了高層建筑結(jié)構(gòu)的特點、高層建筑結(jié)構(gòu)設計的原則、高層建筑結(jié)構(gòu)設計的問題與對策,希望能夠引起人們對這一問題的進一步關注,能夠?qū)嵺`起到指導作用。
[1]徐培福.復雜高層建筑結(jié)構(gòu)設計[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2005
[2]孫凱.高層建筑結(jié)構(gòu)設計的問題及對策探討[J].價值工程,2010(6)
[3]王續(xù)晶.高層建筑結(jié)構(gòu)設計問題探討[J].價值工程,2011(25)
[4]黃琛雄.高層建筑結(jié)構(gòu)設計中常見的幾個問題及對策[J].中華建設,2007912)