高層建筑結構設計與施工措施探討

徐世恩

（甘肅云海帆建筑工程有限公司）

0 引言

高層建筑是現代城市發展狀況的一個重要標志，在一定程度上，代表了城市的經濟發展和居民生活水平。隨著人們生活水平的提高，人們對高層建筑的功能需求已不再停留在經濟性，實用性。人們更多的開始追求建筑功能的多樣性、建筑的安全性、建筑的宜居適用性以及美觀特性等等，但安全性是所有功能中的最重要一個，這就要求設計人員要保障建筑結構設計的質量，施工方要領會設計意圖，保證施工環節的規范性，確保施工質量，在達到安全性的前提下才能滿足人們對建筑的多樣性需求，保障建筑的價值，滿足人們的需要，進而促進建筑領域的進一步發展。

1 高層建筑結構設計重點

1.1 平面布局設計

在高層建筑設計中，概念設計是重中之重。結構平面布置應力求簡單、規則，避免剛度、質量和承載力分布不均勻，是抗震概念設計的基本要求。設計環節中，因平面荷載分布不均勻或平面布置不合理，做不到三心合一的要求，在荷載作用下便會導致一定的扭轉現象出現。平面不規則的建筑物在地震時容易產生不規則振動，產生較大的震害，所以要控制建筑平面布置的規則性，比如平面長寬比、局部外伸突出尺寸等不宜超過規范限制。因此設計人員要采用較為規則的建筑形體，并保證其質量分配的均勻性。在一般狀況下，不建議采用T 或L 形來作為建筑形體。角部重疊和細腰形的平面圖形，在中央部位形成狹窄部分，在地震中容易產生震害，尤其在凹角部位，因為應力集中容易使樓板開裂、破壞，不宜采用。如采用，這些部位應采取加大樓板厚度、增加板內配筋、設置集中配筋的邊梁、配置45°斜向鋼筋等方法予以加強。

當對建筑立面效果或平面布置存在一定的特殊需求時，結構設計過程中要針對具體特征精密計算，針對性的采取加強措施。

1.2 抗震性設計

在抗震設計中，設計人員要首先確保結構設計的規則性，合理布置抗側力構件，保障體系承載力構件布置的合理性。為了確保建筑豎向承載力的穩定性和均勻性，設計者要使抗側力構件的剛度及強度均勻變化，防止豎向剛度突變。

其次，要正確確定建筑的抗震設防類別，設防烈度，場地類別，基本周期，地震加速度值等參數，準確確定建筑抗震等級。要合理選用建筑材料，條件允許的情況下盡可能采用高強鋼筋，高強混凝土等，確保設計采用的材料滿足抗震要求。

采取切實可行的抗震構造措施，在供暖供水、機電設備安裝，以及建筑裝飾件安裝等環節，采取可行的措施，達到建筑構配件抗震設防的要求。

此外地基基礎的抗震設計也比較重要，準確的地質資料，精密的承載力、剛度、變形計算，保證地震時的地基基礎變形及承載力等滿足抗震要求，在地基設計中，設計人員要對因地震會導致的破壞狀況進行全面分析，以此來進行針對性的抗震設計。具體包括如設計合理的埋樁深度，優化剪力墻結構布局等等。

1.3 抗風性設計

高層建筑抗風安全性設計，最有效的手段是采用有利于減小風荷載的建筑立面，風荷載計算關鍵在于準確確定風荷載大小，同時需要堅實穩定的地基來承載上部荷載，對軟弱地層要采取換填、地基處理或樁基礎等方案，保證基礎的安全性和穩定性，盡量避免因水平作用力而對建筑結構產生不利影響。此外設計人員要將能耗原理結合起來，以此來布置建筑支撐、梁柱以及剪力墻等結構[2]。最后，設計人員要設法將結構剛度以及承載力提升，對風荷載以及其他承載力進行周密的計算，保障應對復雜多變的風荷載狀況，提升設計結構的準確性，保障建筑的抗風性能，在基本風壓較大地區，更應慎重對待。

1.4 抗震構造

高層建筑的抗震構造十分重要，設計人員在設計工作中，要準確計算，并滿足有關規范對具體構件及結構的抗震構造措施要求，如箍筋間距、配筋率、特一級的配筋要求，混凝土最低強度要求等。

此外，結構設計過程中，要考慮施工的方便性，可行性，經濟性，合理性，比如后澆帶設置數量，能少則少。結構構件布置要考慮將來的使用方便，美觀大方，不能為了安全性把其他要求統統拋棄，應該是一個綜合考慮，逐步完善，最終提供一個最優的設計文件。

2 高層建筑結構施工措施

在工程施工中，施工方要從整體高度上對具體環節進行把控。首先，在施工前施工方要認真分析領會圖紙的意圖，編制具體的施工方案，按照圖紙要求來開展工作，并從具體的施工需要出發，制定針對性強、切實可行的施工方案組織施工，保障各項施工符合規范要求[3]。

2.1 深基坑施工

在深基坑的施工中，施工方要對施工區域的工程地質和周邊環境狀況進行分析，因地制宜編制可行的施工方案，保證方案的合理性。在施工期間，施工方要重視各種因素帶來的影響，例如多雨季節不宜施工膨脹土地基，進行基坑開挖時，要合理控制開挖深度及開挖坡度，避免因落差過大或坡度過大，導致土體發生失穩或坍塌，保障工作面土體的抗剪承載力，需要支護、降水等就按要求實施，部分方案還要組織專家論證，按論證意見修改后方案實施。高層建筑的深基坑施工，會受到很多因素的影響，因此設計人員和施工方都要針對各類狀況進行綜合考慮，保障各環節施工的規范性，并避免對周邊的環境帶來過大的不利影響。監測工作是能保障高層建筑建設質量的重要環節，在施工期間監測人員要將周邊的狀況進行綜合性監測，以此為建筑結構的設計和施工提供技術指導。

2.2 后澆帶施工

在后澆帶施工前，施工方要確保已澆筑部分混凝土的強度達到設計要求，齡期達到設計規定時間。為控制混凝土的收縮程度，施工方可添加合理比例的外加劑，并控制水膠比在0.4 之內。采用泵送混凝土時，施工方要控制好泵送高度，防止混凝土拌合物離析。同時施工方要在水泥中添加適量膨脹劑，添加量應通過試驗確定。在混凝土的澆筑前，施工方要對后澆帶的表面開展清潔工作，清理好水泥浮漿和污漬等，并采用高壓水槍沖洗結合面，讓新舊混凝土的接觸能夠更加充分。針對生銹鋼筋，施工方要利用鋼絲網或其他工具除銹，保證與混凝土的粘結強度，對后澆帶單獨支模，以此保障混凝土振搗的密實性，保障混凝土的強度。此外，施工方在保護鋼筋結構時，可采用刷素水泥的方法來進行，在混凝土澆筑中利用覆蓋防護的方式，降低鋼筋的受壓變形和污染狀況。

2.3 轉角窗施工

在轉角窗施工時，施工方要確保角窗部位樓板厚度以及鋼筋位置的準確性，采用成品間隔件保證鋼筋保護層厚度及混凝土澆筑厚度，采用焊接鋼筋網或逐點綁扎方式確保鋼筋位置準確，在混凝土澆筑過程中，安排專人檢查鋼筋位置，防止作業人員踩踏鋼筋，當現澆板的澆搗作業完成后，施工方要及時開展養護工作，及時進行灑水保濕、保溫工作，以此避免因保護措施不到位而導致混凝土硬化中出現失水開裂的狀況發生。當施工時的溫度較高時，施工方要加強混凝土養護工作，適度提高澆水的次數和水量，并延長現澆板的養護時間，當強度達到設計要求時，再拆除支撐模板。此外，在澆筑混凝土時，施工方要振搗均勻，不可漏振或者過振。

3 結束語

結合以上，現代高層建筑的不斷發展，使得高層建筑的結構設計工作復雜性不斷增長，設計環節的一個失誤，很有可能會導致整體的設計結果出現問題，進而影響到后續的施工流程，對施工質量、進度都會帶來一定的不利影響，嚴重還會影響到建筑投入使用后的功能。因此設計人員在進行高層建筑的結構設計時，要充分考慮建設地區的工程地質特性，做好應對措施，保障設計成果的準確性和合理性。施工方在進行高層建筑的施工時，要依據設計方案出發，根據實際情況和設計人員做好溝通，合理安排和各個環節的施工流程，提升施工人員的工作規范性，在重點結構的施工中更要做好每一個細節的工作，保障最終的建筑質量，提升建筑的安全性能以及穩定性。優質工程來源于優質設計，同時也離不開優質施工，更需要參建各方都提供優質的服務及合格的產品，設計指導施工，施工要精細管理，高標準嚴要求執行設計文件及國家相關標準規范，只有這樣才能創造出優良工程。