原创《高层建筑结构设计合理性控制》
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文/ 於翠 海南元正建筑设计咨询有限责任公司 重庆 404100
【摘 要】随着人民生活水平的提高和科学技术的进步,越来越多的高层建筑涌现在城市当中,人们对于高层建筑的外形美观和质量也越来越关注.在高层建筑工程的建设当中,前期的结构设计是非常重要的,它对于整个建筑的安全性及稳定性都有着关键性的影响.
【关键词】高层建筑；结构设计；合理性；控制
在高层建筑工程的建设过程中,其结构设计是一项技术项目,具备一定的挑战性与复杂性,而且设计的结果直接影响到整个工程的质量,所以我们必须重视该问题,并积极寻找出当前不利于高层建筑结构设计合理性存在的因素,将这些影响因素尽量控制在最低范围内,确保设计的合理性与科学性,帮助我们建设出安全级别高、质量突出的高层建筑.
1.高层建筑结构设计的现状及存在问题
1.1 高层建筑结构的高度超出标准
城市化进程的加快使得城市中出现了越来越高的楼层,还有一些地区则出于评比的目的而不断增加楼层的高度.在一些人眼里,城市建筑物越高则其经济越发达,城市地位也越靠前.然而许多人都忽略了一个问题,楼层越高则意味着其要求建筑物的质量以及抗震性能要更高.目前我国实施的建筑规范标准中就对建筑物的高度及其相应的抗震要求有明确规定,也就是说不管建筑物有多高其都必须达到与之相应的抗震等级.然而,实际情况却是楼层高,但质量和抗震性能却不能保证.
1.2 盲目选择建筑基础
每一种建筑基础所适用的环境都是不一样的,同时其承受荷载的方式也不一样,因此这就需要我们根据实际情况来选择合适的建筑基础.首先,独立基础,点荷载是其承受荷载的形式,通常承载水平比较好的土壤会比较使用该方式.其次,箱形基础,这种建筑基础比较适合地表环境比较恶劣的情况下使用,比如湿陷性土壤等,面荷载是其承受荷载能力的主要形式.然而从目前我国的高层建筑结构选择来看,人们对于基础选择并不是很重视,致使部分高层建筑物下层的地基土壤很难充分有效的承受来自于建筑物上部的荷载,甚至出现不规则的沉降现象.也就是说,如果我们在建筑基础不合理的地基上进行高层建筑的施工,且没有采取一定的处理措施,则不但会影响到建筑物的质量及其使用寿命,还会给人们的生命财产安全带来威胁.
2.高层建筑结构设计合理性控制的有效措施
2.1 简图要计算合理
在高层建筑的结构设计当中,简图的地位是决定性的,所以我们必须确保简图的计算是科学合理的.一般我们使用与实际情况相符的构造方式,其内容不仅包括钢节点和铰节点的计算,最大限度的将计算误差降到最低也是我们必须重视的一个问题,也就是说必须将简图的计算误差严格控制在一定范围里.
2.2 选择合适的基础设计
基础设计时必须做到以下几点：对工程所在区域的地质情况进行深入充分的了解；从整体上全面分析工程的结构类型及荷载分布情况；对工程施工的条件及其影响因素做深入了解,包括周边地区的环境、管道布置等.只有当我们将这些相关信息都进行了深入研究调查之后才能确定最终的基础方案.
2.3 选择合适的结构方案
在高层建筑的结构设计当中,最关键的环节就是选择合适的结构方案,且注意最终选择的结构方案应该要满足高层建筑结构设计的基本要求,能够同时实现社会与经济利益.针对结构一样的单元通常我们会采取一样的结构体系,但最终的结构方案的选择还要结合工程的具体要求以及施工条件、地理环境等因素才能确定.在这里需要注意两点：第一,认真研究与之相关的国家标准和行业规范,我们所选择的结构方案与这些标准规范应该保持一致,不应有冲突存在；其次,根据建筑项目的基础情况和项目规模、周边的环境等因素来选择方案.
2.4 结构方案要符合建筑物的性能要求
对于高层建筑物的结构设计而言必须要满足一些基本的性能要求,这里包含了下面三点内容：首先,强化结构延展性的设计,在高层建筑物的结构设计当中延展性的内容有许多方面,包括高层建筑物当中较为容易发生的倒塌和变形等问题,同时地震灾害的预防也非常重要.其次,注重其水平力,它指的是高层建筑物内处于同一个平面里的各种力学荷载的形式特征.
2.5 建筑材料与形式的选择要科学合理
从高层建筑结构的材料组成来分析的话我们可以把其分成钢筋混凝土结构体系、钢结构体系等多种体系形式.若是按照结构形式来划分的话则高层建筑的结构又可以分成框架构体系以及剪力墙结构体系等.这些不同的架构体系所适用的情况并不相同,我们必须区别对待.以剪力墙结构体系为例,它是一种借助高层建筑的墙体来当成抵抗侧力以及来自于竖方向承重的结构体系.这种结构体系的优势是刚度比较大,整体性能良好,一般不会因为水平力发生作用而出现变形,因此比较适用于高层建筑结构.不过剪力墙架构的间距并不大,所以我们如果使用这种结构的话则对于我们布置平面会有一定的影响,所以一般我们不会在公共建筑工程当中使用这种架构.而框架结构则必须适用于楼层不是非常高的建筑（50m 以下）,原因是因为其侧向位移比较大、内力大.
结语：
随着我国城市化进程的加快以及社会的发展,将会有越来越多的高层建筑出现,但目前人们在高层建筑的结构设计当中还存在一些问题,比如抗震性能达不到标准等.所以,在结构设计过程中我们必须结合工程的实际情况,选择合理科学的结构方案、基础设计和建筑形式,同时确保建筑物的抗震性能达到国家标准,通过这些控制措施来提高高层建筑的质量,确保人民的生命财产安全.
参考文献：
[1]张宇.浅谈高层建筑结构设计及外部尺度[J].科技促进发展（应用版）,2014（02）：89.
[2] 殷辉. 高层建筑结构设计存在问题及对策分析[J]. 硅谷,2013（19）：116-117.
结构设计论文参考资料：
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