試析高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題及對(duì)策

【摘要】隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度不斷提升，房地產(chǎn)等建筑事業(yè)的發(fā)展也隨之加快。使得高層建筑在我國城市建設(shè)當(dāng)中所占的比例是越來越大，不僅如此，在高層建筑方面的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域隨之也變化越來越多，很多新興的、規(guī)范的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案以迅猛的速度呈現(xiàn)在我們的城市建設(shè)中。建筑類型與功能越來越復(fù)雜，高層建筑的結(jié)構(gòu)體系也隨之越來越多樣化。但是在高層建筑新形勢(shì)發(fā)展下，其建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域也涌現(xiàn)出一些問題。本文通過對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中經(jīng)常出現(xiàn)和存在的問題進(jìn)行綜合的探討與分析，需要建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)者根據(jù)當(dāng)前新時(shí)期經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況和建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域的發(fā)展形勢(shì)，針對(duì)高層建筑的具體情況，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更合理，更科學(xué)、現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)，對(duì)出現(xiàn)的問題有效解決，促進(jìn)高層建筑更快速的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】高層建筑、建筑結(jié)構(gòu)、問題探討、解決對(duì)策

近幾年，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域開始涵蓋更多的方面，例如在新時(shí)期，高層建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中更多的采用鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。這樣的高層建筑鋼結(jié)構(gòu)相比于建筑的磚混結(jié)構(gòu)在環(huán)保、節(jié)能、高效、工廠化生產(chǎn)等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。隨著經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，更多的建筑企業(yè)發(fā)現(xiàn)了高層建筑采用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)所在，因?yàn)殇摬牡摹叭葜嘏c強(qiáng)度比”一般小于木材、混凝土和磚石，可見鋼結(jié)構(gòu)比較輕，與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比要輕 30%-50%；不僅如此，鋼結(jié)構(gòu)斷面小，與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比可增加建筑有效面積8%左右。所以，現(xiàn)代建筑行業(yè)更多的采用鋼結(jié)構(gòu)的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。據(jù)相關(guān)的初步統(tǒng)計(jì)，全世界至今已完成的101幢超高層建筑中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)16幢，純鋼結(jié)構(gòu) 59幢，不同形式的鋼砼混合結(jié)構(gòu)27幢；這些數(shù)據(jù)可以見得，鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展必將促使建筑業(yè)、冶金工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、汽車工業(yè)、農(nóng)業(yè)、石油工業(yè)、商業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)得到迅速發(fā)展。但是高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域也沒有十全十美的，也會(huì)存在著多方面的問題，例如：高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的施工技術(shù)等方面的問題就尤為突出，且亟待解決。

一、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域存在的問題

（一）高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中科學(xué)技術(shù)運(yùn)用方面存在的問題

建筑業(yè)作為促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的第二產(chǎn)業(yè)，同時(shí)也是消耗能源比較多的行業(yè)之一。特別是例如：現(xiàn)在作為居民住宅，不但要是一個(gè)遮風(fēng)避雨的好住處，同時(shí)人們也在不斷追求著高層建筑的美觀和諧。要充分滿足審美和居住的雙重需要，就要求高層建筑設(shè)計(jì)者要站在自然環(huán)境和諧持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)上進(jìn)而滿足客戶的需要，即在高層建筑設(shè)計(jì)中要充分利用高科技的綠色、清潔能源，從而盡可能的減少高層建筑施工過程中對(duì)能源的消耗，做到在保護(hù)自然環(huán)境的基本前提下因地制宜，根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的具體條件，利用當(dāng)?shù)氐膬?yōu)勢(shì)條件發(fā)展節(jié)能，環(huán)保的高層建筑。這樣高層建筑新的發(fā)展形勢(shì)下，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中環(huán)保、綠色等科學(xué)技術(shù)運(yùn)用方面隨之出現(xiàn)了一些問題需要設(shè)計(jì)者采用周全的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行解決。

（二）高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)方面存在的問題

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用鋼結(jié)構(gòu)，易出現(xiàn)一下幾方面的問題：

1.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用鋼結(jié)構(gòu)施工會(huì)出現(xiàn)施工技術(shù)超高問題：

由于在抗震規(guī)范和高規(guī)范中，對(duì)結(jié)構(gòu)的總高度有著嚴(yán)格的限制，尤其是在新規(guī)范中針對(duì)以前的建筑的超高問題，除了將原來的限制高度設(shè)定為A級(jí)高度以外，還增加了B級(jí)高度，使技術(shù)處理措施與設(shè)計(jì)方法都發(fā)生了較大的改變。在實(shí)際工程施工中，曾出現(xiàn)過由于結(jié)構(gòu)類型的變更而忽略該問題，導(dǎo)致施工技術(shù)設(shè)計(jì)圖審查時(shí)未予通過，必須重新進(jìn)行修改設(shè)計(jì)，技術(shù)的施工程度直接影響對(duì)工程工期、造價(jià)等整體規(guī)劃的實(shí)施。

2.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)存在預(yù)制模板技術(shù)問題：

由于建筑的施工工期是關(guān)系建筑施工成效好壞的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。所以對(duì)于高層建筑施工而言，同樣也是如此。這種相似性主要體現(xiàn)在： 首先，它們的結(jié)構(gòu)整體性好，機(jī)械化程度高；第二，它們對(duì)組織管理都提出了較高的要求，同時(shí)，在結(jié)構(gòu)物立面造型方面具有一定的限制；最后，它們對(duì)施工工期與施工成本的控制都有著極為迫切的需求。在施工過程中，我們可以采用預(yù)制模板技術(shù)，將滑模法與爬模法付諸實(shí)踐，以實(shí)現(xiàn)縮短施工工期與降低施工成本的目的，但這也存在著一定的局限性，在保證工期的同時(shí)，有可能忽略高層建筑在施工的技術(shù)質(zhì)量，達(dá)到事倍功半的效果。

3.高層建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用鋼結(jié)構(gòu)施工建設(shè)存在高空作業(yè)較多：

這主要是由于高層建筑本身的特點(diǎn)決定的。因?yàn)楦邔咏ㄖ歉邔佣啵瑥亩沟么怪边\(yùn)輸工作量相對(duì)較大。這就需要很大的技術(shù)裝備來支撐其高空作業(yè)的完成，需要處理大量的建筑材料、機(jī)具設(shè)備以及人員運(yùn)輸?shù)裙ぷ鳎谑┕ぜ夹g(shù)實(shí)施方面一出現(xiàn)安全問題，應(yīng)盡量避免引起不必要的安全事故。

二、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中存在問題的解決對(duì)策

（一）高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中科學(xué)技術(shù)運(yùn)用方面問題的解決

太陽能作為綠色清潔凈的能源，對(duì)于建筑行業(yè)的使用是一種全新的設(shè)計(jì)思路。截止目前，太陽能清潔能源在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的應(yīng)用主要有太陽能空調(diào)、太陽能熱水器、太陽能發(fā)電及太陽能暖氣等，但是，因?yàn)樘柲馨l(fā)電的技術(shù)等方面的限制，致使造過高，所以不適合大范圍的應(yīng)用與推廣。不過，太陽能熱水系統(tǒng)在因?yàn)槠涞谋憷h(huán)保、大部分地區(qū)容易實(shí)施，在建筑設(shè)計(jì)中的到了廣泛的運(yùn)用與推廣，成為建筑設(shè)計(jì)供水、供熱領(lǐng)域中運(yùn)用的重要綠色能源。太陽能熱水系統(tǒng)主要是由熱水供應(yīng)系統(tǒng)和太陽能集熱系統(tǒng)構(gòu)成，包括了貯水箱、循環(huán)管道、太陽集熱器、熱交換器、支架、控制系統(tǒng)和水泵設(shè)備等。作為建筑設(shè)計(jì)師要在思維上改變自己無節(jié)制消耗的思想觀念，要建立并解釋綠色、環(huán)保建筑的思想理念。在建筑設(shè)計(jì)的初始階段就要把清潔能源的思想創(chuàng)意充分的與建筑設(shè)計(jì)有機(jī)整合。 另外，在太陽能的利用中太陽能集熱系統(tǒng)是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，所以要想在建筑設(shè)計(jì)中充分運(yùn)用太陽能熱水系統(tǒng)，建筑設(shè)計(jì)師首先要以先尊重權(quán)威的質(zhì)檢部門的檢測(cè)報(bào)告為前提，以達(dá)到太陽能集熱系統(tǒng)的長期、安全穩(wěn)定運(yùn)行。

（二）高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)施工問題的解決

泵送混凝土技術(shù)是高層建筑施工技術(shù)的重要組成部分。混凝土不僅數(shù)量大而且強(qiáng)度高，對(duì)混凝土的配比提出了較高的要求。據(jù)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，目前國內(nèi)的施工方大多采用摻粉煤灰與化學(xué)外加劑的雙摻技術(shù)，以滿足泵送混凝土技術(shù)的需求。在這項(xiàng)技術(shù)的作用下，混凝土的泵送高度也有了很大程度的提高，這同時(shí)會(huì)有效地提高了高層建筑的施工效率。

總之，隨著新時(shí)期經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提升，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題是多方面的，但是其中代表性問題的解決可以有效推進(jìn)高層建筑更好、更快的發(fā)展。所以，對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中技術(shù)和所采用的建筑材料與結(jié)構(gòu)方面問題的解決尤為重要。對(duì)這些問題的解決有助于我國當(dāng)前高層建筑行業(yè)更健康且快速的發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

[1]葉林標(biāo).《建筑防水涂料》.[J].現(xiàn)代涂料于涂裝.2001

[2]黃一如.《新技術(shù)條件下的中國建筑學(xué)》.[J].時(shí)代建筑.1999

[3]葉林標(biāo).《建筑防水工程技術(shù)發(fā)展50年》.[J].建筑技術(shù)開發(fā).1999

[4]梅洪元，付本臣.《中國高層建筑創(chuàng)作理論發(fā)展研究》.[R].高層建筑與智能建筑國際學(xué)術(shù)研討會(huì).2002.