高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的思考

公茂營 公民

摘 要 隨著高層建筑在我國的迅速發(fā)展，建筑高度的不斷增加，建筑類型與功能愈來愈復雜，結(jié)構(gòu)體系的更加多樣化，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計也越來越成為結(jié)構(gòu)工程師設(shè)計工作的重點和難點之所在。本文主要探討了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的注意事項，僅供參考。

關(guān)鍵詞 高層建筑 結(jié)構(gòu)設(shè)計 要點

中圖分類號：TU973.3 文獻標識碼：A

0前言

高層民用建筑使用范圍廣、功能多，它的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項系統(tǒng)且復雜又責任重大的工作。根據(jù)我國《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定，10 層及 10 層以上或房屋高度大于 28m 的住宅建筑以及房屋高度大于 24m 的其他高層民用建筑屬于高層建筑。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，隨著建筑高度和樓層的不斷增加，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的類型與功能也會越來越復雜，結(jié)構(gòu)體系越來越復雜，建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣關(guān)系著人們的生命安全，也決定了建筑功能的適用性、經(jīng)濟性、合理性及美觀。所以，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師必須認真思考設(shè)計重點和規(guī)范，高標準、嚴要求的結(jié)合工程實際做好相關(guān)的設(shè)計工作。

1高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則

在民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，有些結(jié)構(gòu)設(shè)計師往往過于將目光放在結(jié)構(gòu)計算的準確上，而忽略了結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的具體情況，沒有對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計作出多個方案的選擇，也沒有根據(jù)當?shù)鼐用裆盍曅浴⑽幕卣鳌⑸a(chǎn)要求等具體情況進行具體分析，從而出現(xiàn)設(shè)計的局限性、設(shè)計規(guī)范性的不足以及安全理念等問題。在進行高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，還要遵循國家規(guī)定的高層建筑原則和理念，其中就包括選擇建筑結(jié)構(gòu)計算簡圖，保證誤差在國家規(guī)定的范圍之內(nèi)，確保高層建筑安全；綜合考慮高層建筑上部的結(jié)構(gòu)、荷載、施工條件、氣候條件和相鄰的建筑物等結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計各個因素影響。

2高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計選型的思考

（1）根據(jù)建筑的整體、實用和經(jīng)濟性選型建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計基礎(chǔ)選型一般包括有箱形基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)、條形交叉梁基礎(chǔ)等。在選擇建筑基礎(chǔ)形式上，我們應根據(jù)建筑的上部結(jié)構(gòu)類型、層數(shù)、荷載及地基的承載能力選擇整體好、滿足地基承載力和建筑整體允許變形要求的基礎(chǔ)形式，以達到建筑結(jié)構(gòu)的安全實用和經(jīng)濟合理的目的。如果在選型基礎(chǔ)上沒有考慮以上因素的存在，當高層建筑物層數(shù)較多、地下室柱距較大、基底反力較大時，選型使用筏板基礎(chǔ)中的梁板式而非平板式，這樣建筑基礎(chǔ)梁截面較大，其必然增加基礎(chǔ)埋置深度，且當建設(shè)水位高時，梁板的混凝土需要分層澆筑，這樣必會增加梁板支模的時間，使工期增長，實用和經(jīng)濟效益反而比平板式差。

（2）高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應盡量采用規(guī)則的平面布置和立面對稱造型在高層建筑方案設(shè)計初期階段，應提倡平面布置和立面造型簡單對稱。簡單、對稱的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，震害不容易破壞，在民用建筑結(jié)構(gòu)方案設(shè)計時，首先應考慮抗震的概念設(shè)計，多采用規(guī)則的、對稱的建筑設(shè)計方案，避免采用不規(guī)則的、不對稱的設(shè)計方案。在平面、豎向建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中沒有明顯的、突出的突變，并應盡量避免整體扭轉(zhuǎn)不均勻的現(xiàn)象出現(xiàn)，使質(zhì)量中心和剛度中心基本相重合。在建筑結(jié)構(gòu)體型上簡單、抗側(cè)力體系的剛度和承載力上下變化應連續(xù)。

3高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計重用目標的思考

建筑結(jié)構(gòu)包括梁、板、柱、墻和基礎(chǔ)等構(gòu)成，這些結(jié)構(gòu)組成建筑整體結(jié)構(gòu)基本形體的力學構(gòu)件和體系。從本質(zhì)上來說，設(shè)計重用是通過充分利用已有的設(shè)計成果提高新設(shè)計的設(shè)計效率。一個建筑工程內(nèi)都存在很多重復設(shè)計的內(nèi)容，這種重用目標的方法在設(shè)計過程中，設(shè)計工程師通常把相同布局的樓層歸并為標準層，并將標準層作為相對獨立的設(shè)計單元進行設(shè)計，最后將每個標準層逐一設(shè)計，并具有單獨成套的圖紙。建筑工程作為一種復雜的定制型工程，設(shè)計變更和修改占據(jù)了設(shè)計過程的大部分時間，如果采用設(shè)計重用，就可用一個可重用單元替代重復設(shè)計部分，這樣，修改可重用單元就可將修改自動作用于相關(guān)標準層，避免了逐一修改各標準層。

4高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計安全的幾點思考

4.1根據(jù)國家安全設(shè)計規(guī)范制定建筑物的設(shè)計安全

隨著城市建設(shè)的發(fā)展，城市建筑安全規(guī)范要求較以前更加健全，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計安全是一個國家設(shè)計施工水平與材料質(zhì)量水平的綜合反映。在我國建筑市場的各類設(shè)計規(guī)范中，與結(jié)構(gòu)相關(guān)的各類設(shè)計規(guī)范要求都比較合理規(guī)范，因此，在建筑設(shè)計安全規(guī)范中，需要我們充分考慮到國家的實際政策，始終貫穿建筑物安全和施工意識，認真執(zhí)行國家的標準和規(guī)范。如結(jié)構(gòu)設(shè)計中最低標準鋼量的使用，在不考慮震害的情況下，規(guī)范中最小含鋼量應在1%左右，在民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要我們在這個標準上增加使用的鋼量，以確保使用的安全度。

4.2結(jié)構(gòu)設(shè)計要有轉(zhuǎn)變設(shè)計思想，提高安全度

建筑結(jié)構(gòu)作為市場特殊商品，其設(shè)計安全的高低不再是政府行為，它的安全性關(guān)系到房屋開發(fā)商、施工單位、保險和使用戶主。所以，建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計安全需要我們設(shè)計者轉(zhuǎn)變思想，不僅要保證建筑物的安全，也要保證用戶使用的安全。

4.3建筑結(jié)構(gòu)采用可靠度理論進行設(shè)計

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計可以采用了先進的可靠度理論，采用失效概率來描述建筑結(jié)構(gòu)的可靠性，將作用效應與抗力相互的獨立開來，在我國的建筑設(shè)計規(guī)范中廣泛應用的這一理論。這套理論在國際標準組織和多次國際安全年度會議中也得到大力的推廣和應用。因此，我們應該多學習和應用現(xiàn)代先進的技術(shù)手段，不斷改進和完善可靠度理論應用在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中的問題，同時在現(xiàn)有的可靠度設(shè)計規(guī)范中應考慮到更多的風險因素，為建筑的安全性保駕護航。

5結(jié)語

綜上所述，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重點要點，需要我們設(shè)計者牢記于心，在實際應用中不斷發(fā)揮潛力，確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理規(guī)范。同時也要相信，隨著建設(shè)部關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計有關(guān)規(guī)定的出臺，中國建筑設(shè)計體系將進一步建立健全，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全度、適用性和穩(wěn)定性將會更加突顯，最終促進我國建筑質(zhì)量與安全水平的提高。

參考文獻

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