高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性控制的關(guān)鍵分析

【摘要】隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性直接影響到建筑的安全性，本文首先針對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)進(jìn)行了分析，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性直接關(guān)系到了高層建筑居住的便捷性，因此建筑的合理性對(duì)于建筑的整體結(jié)構(gòu)有非常重要的意義，本文針對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目前普遍存在的問題，以及分析了針對(duì)性的解決措施，目的是提高建筑的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；建筑結(jié)構(gòu)；合理性；控制

一、前言

針對(duì)高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言，首先需要重點(diǎn)關(guān)注基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)，在確保基礎(chǔ)的穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，隨后針對(duì)建筑的強(qiáng)度和剛度以及抗震性方面的特征進(jìn)行考慮，最后考慮到消防問題，因此，本文針對(duì)高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性的有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了針對(duì)性的分析和探索。

二、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則

對(duì)于高層建筑而言，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最為重要的一點(diǎn)是按照要求設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡圖。如果結(jié)構(gòu)簡圖在設(shè)計(jì)的過程中出現(xiàn)不合理的現(xiàn)象，那么在施工的過程中，很可能因?yàn)樵O(shè)計(jì)不合理而導(dǎo)致安全事故，設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)簡圖對(duì)于高層建筑而言是一項(xiàng)非常重要的前提，結(jié)構(gòu)簡圖中的重點(diǎn)部位需要進(jìn)行合理的描述，例如交接點(diǎn)以及剛節(jié)點(diǎn)部位都需要在關(guān)鍵性施工要點(diǎn)提前進(jìn)行標(biāo)注，另外采用復(fù)合計(jì)算的方法使得結(jié)構(gòu)構(gòu)造更為合理，其目的是使得誤差能夠控制在合理的范圍以內(nèi)，能夠保證高層建筑在施工的過程中安全性。

其次，針對(duì)高層建筑的設(shè)計(jì)而言，基礎(chǔ)的穩(wěn)定直接會(huì)影響到建筑安全性，這就意味著設(shè)計(jì)人員不能按照其他設(shè)計(jì)方法進(jìn)行直接照搬，設(shè)計(jì)的過程中需要根據(jù)建筑環(huán)境進(jìn)行針對(duì)性的設(shè)計(jì)，了解建筑施工的基礎(chǔ)類型以及施工的具體要求，針對(duì)項(xiàng)目的地理環(huán)境和項(xiàng)目的特點(diǎn)重點(diǎn)進(jìn)行地理勘測(cè)，在完成了這些基礎(chǔ)性的工作之后，在進(jìn)行基礎(chǔ)方法的設(shè)計(jì)。所以在設(shè)計(jì)之前，相應(yīng)設(shè)計(jì)區(qū)域的地質(zhì)勘探無疑是非常重要的，相應(yīng)的數(shù)據(jù)是后期施工中的重要參考，對(duì)于相關(guān)的地形檢測(cè)也是設(shè)計(jì)之前一項(xiàng)非常重要的內(nèi)容。

最后，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中需要針對(duì)結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行合理選擇，結(jié)構(gòu)方案的選擇在滿足其他基本條件的基礎(chǔ)上選擇最合適的方案。盡量的控制好整個(gè)施工過程中的成本，在條件滿足的情況，盡量對(duì)施工的地理?xiàng)l件、施工條件以及設(shè)施建材房間進(jìn)行綜合性的考究和分析，使得各個(gè)方面都能嚴(yán)格和緊密的結(jié)合在一起，在一定程度上能夠發(fā)揮出最經(jīng)濟(jì)和科學(xué)方案的優(yōu)點(diǎn)。

三、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性控制

1.選擇合理的基礎(chǔ)形式

工程地質(zhì)條件的選擇是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最為重要的基礎(chǔ)，由于地基的承載能力較高，在設(shè)計(jì)的過程中，盡量的采用天然地基。例如18層以下的高層可以采用梁筏式基礎(chǔ)，這樣的目的是能夠滿足建筑承載力的要求的基礎(chǔ)上，減少混凝土和鋼筋的使用量，使得整個(gè)建筑的成本能夠降低，對(duì)于18層以上的建筑而言，在地基的選擇中可以采用筏板式基礎(chǔ)，其目的是由于層數(shù)更高，其承載能力更強(qiáng)，由于整體性能較好，可以有效的防止整個(gè)建筑的變形以及沉降，當(dāng)遇到了地基不良的情況，還可以有效的防止地基的沉降，使得整個(gè)地基的變形能夠控制在理想的范圍以內(nèi)。

2.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的控制參數(shù)

首先是軸壓比的控制：軸壓比的控制，是為滿足建筑結(jié)構(gòu)的延性上的需要，在對(duì)建筑的軸壓比進(jìn)行調(diào)整的過程中，需要增加柱、墻之間的截面面積，也可以采用改變材料的使用等措施，例如提高高層建筑中混凝土的標(biāo)號(hào)和墻柱內(nèi)埋型鋼等。

其次，剛重比是也是非常重要的一個(gè)概念，目的是在保證建筑的有效載荷下，能夠限制有效位移的二階效應(yīng)，這在建筑設(shè)計(jì)的過程中也是一個(gè)不可忽視的問題，在設(shè)計(jì)的過程中需要滿足一定的上限和下限，如果不能滿足，可以增加豎向構(gòu)件的剛度。

層間位移角：這個(gè)指標(biāo)直接會(huì)影響到建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，需要引起設(shè)計(jì)人員的重視，盡可能在設(shè)計(jì)的過程中實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)水平方向的位移盡可能的降低，從根本保證高層建筑結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定起到了非常重要的作用，因此需合理調(diào)整結(jié)構(gòu)布置，使之滿足國家規(guī)定的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。

3.充分滿足建筑抗震要求

對(duì)于高層建筑而言，高層建筑的抗震能力是其中非常重要的一個(gè)指標(biāo)，因此需要保證建筑各個(gè)部位的剛度具有較強(qiáng)的對(duì)稱性和均勻性。如果在設(shè)計(jì)的過程中，建筑由于自身結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，而出現(xiàn)了不規(guī)則和對(duì)稱性的特征，這就對(duì)于比較復(fù)雜的地震應(yīng)力在計(jì)算的過程中產(chǎn)生一定難度。所以，針對(duì)高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，盡量的保證地震應(yīng)力中心和建筑的剛度能夠重合，即使出現(xiàn)了偏心距，那么偏心距之間的距離盡量的控制垂直外力建筑邊線的5%以下。另外還可以采用提高結(jié)構(gòu)外側(cè)剛度的方式，從而達(dá)到一定的抗震效果。

4.對(duì)沉降、溫度收縮以及房屋體型進(jìn)行綜合的考慮

在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的過程中，建筑本身是受到多個(gè)因素方面的制約，所以在設(shè)計(jì)的過程中，需要對(duì)綜合因素進(jìn)行考慮，在設(shè)計(jì)中，合理的布置和處理結(jié)構(gòu)分隔能夠有效的防止不均勻沉降產(chǎn)生，另外還可以防止地震發(fā)生時(shí)建筑的碰撞與拉裂，及滿足建筑結(jié)構(gòu)在正常使用下的溫度收縮等復(fù)雜情況，從而最大程度的提高整個(gè)建筑構(gòu)件的安全性和可靠性。同時(shí)，現(xiàn)代化建筑在進(jìn)行分析方法和計(jì)算方法的過程中，高層建筑的創(chuàng)新也不斷的出現(xiàn)，導(dǎo)致了不規(guī)則，不對(duì)稱建筑出現(xiàn)，這樣對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的合理性要求越來越嚴(yán)格。

結(jié)束語：

綜上所述，本文針對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理控制中的相關(guān)原則進(jìn)行了分析，由于高層建筑承載力較大，因此在基礎(chǔ)選擇以及在后期的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要綜合性的進(jìn)行考慮，合理的計(jì)算，最終保障了整個(gè)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性和合理性。

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作者簡介：

蔡桂鑫（445102199004011934），男，1990年04日出生，專業(yè)：土木工程，研究方向：建筑工程，學(xué)歷：本科，職稱：助理工程師。