［摘要］近些年來(lái)，我國(guó)城市高層民用建筑的數(shù)量不斷增加，相較于普通建筑，高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求更高。本文將就高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要點(diǎn)進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上闡述其中需要特別注意的幾類(lèi)問(wèn)題。
［關(guān)鍵詞］高層民用建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；要點(diǎn)；問(wèn)題
前言
隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的持續(xù)推進(jìn)，越來(lái)越多的人口涌向城市中，導(dǎo)致城市建筑用地變得越來(lái)越緊張，為了緩解這一問(wèn)題，高層建筑成為建筑行業(yè)發(fā)展的主要趨勢(shì)。在高層民用建筑建設(shè)的過(guò)程中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)至關(guān)重要，直接影響著建筑的整體性能。因此對(duì)高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)以及常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行分析具有十分重要的實(shí)踐意義。
1高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)分析
隨著高層建筑工程數(shù)量的增加，高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在整個(gè)建筑設(shè)計(jì)中所占的比重也越來(lái)越高。高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會(huì)對(duì)建筑的平面布置、立面體形以及內(nèi)部管道設(shè)置等方面產(chǎn)生較大的影響，同時(shí)不同的設(shè)計(jì)方案下施工技術(shù)的選用也有所差異，從而影響到整個(gè)建筑工程的工期和造價(jià)。由此可見(jiàn)，高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性不容忽視，其要點(diǎn)主要包括以下幾個(gè)方面：
1.1水平荷載
在進(jìn)行低層或是多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，通常需要考慮到豎向荷載控制而進(jìn)行設(shè)計(jì)，然而在高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，不僅需要考慮到豎向荷載，水平荷載也不容忽視。因?yàn)楦邔用裼媒ㄖ谪Q向上荷載引起的軸力以及彎矩?cái)?shù)值和建筑的高度的一次方成正比。而水平荷載造成的傾覆力矩以及軸力則和建筑高度的二次方成正比。此外，對(duì)于一些特定高度的建筑來(lái)說(shuō)，其豎向荷載是固定的，但是水平荷載則會(huì)隨著結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的變化而產(chǎn)生相應(yīng)的變動(dòng)。因此在高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，水平荷載是必須考慮的一項(xiàng)因素。
1.2結(jié)構(gòu)延性
和低層樓房相比，高層民用建筑結(jié)構(gòu)的柔和度相對(duì)較大，因此更容易在地震的作用下出現(xiàn)變形情況。因此高層民用建筑結(jié)構(gòu)必須具備較好的延性，且強(qiáng)于進(jìn)入塑性變形階段之后的變形力，如此才能最大程度的避免高層建筑出現(xiàn)的倒塌的情況。因此在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須采取一定的措施提升高層建筑結(jié)構(gòu)的延性。
2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則
2.1選擇最佳結(jié)構(gòu)方案
在進(jìn)行高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，除了要考慮設(shè)計(jì)的合理性以及經(jīng)濟(jì)性之外，還需加強(qiáng)對(duì)結(jié)構(gòu)形式以及結(jié)構(gòu)體系的重視，尤其需要注意的是，最好避免不同類(lèi)型結(jié)構(gòu)體系混合使用的情況。設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對(duì)各方面影響因素進(jìn)行全面細(xì)致的分析，保障建筑結(jié)構(gòu)體系受力的明確性和受力傳達(dá)的便捷性，在此基礎(chǔ)上確定高層建筑結(jié)構(gòu)施工方案。
2.2選擇合理的計(jì)算簡(jiǎn)圖
高層民用建筑結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖直接影響著高層建筑結(jié)構(gòu)的計(jì)算公式和結(jié)構(gòu)構(gòu)造方法，一旦計(jì)算簡(jiǎn)圖出現(xiàn)錯(cuò)誤，將會(huì)給高層民用建筑結(jié)構(gòu)埋下嚴(yán)重的安全隱患，因此只有合理選擇計(jì)算簡(jiǎn)圖，才能保障建筑結(jié)構(gòu)的安全性。雖然在選擇計(jì)算簡(jiǎn)圖時(shí)會(huì)出現(xiàn)一定的誤差，但只要將其控制在合理的范圍內(nèi)就可以為施工活動(dòng)提供良好保障。
3高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見(jiàn)問(wèn)題分析
3.1高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選型不當(dāng)
高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選型不當(dāng)具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：其一，結(jié)構(gòu)過(guò)高。根據(jù)我國(guó)建筑抗震規(guī)范的要求，建筑結(jié)構(gòu)高度存在一定的限制，但是結(jié)構(gòu)超高的問(wèn)題卻普遍存在著。例如，將原有的限制高度設(shè)定為A級(jí)高度，或是增加了B級(jí)高度的建筑。因此在高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，必須對(duì)這一因素進(jìn)行嚴(yán)格的控制。很多情況下，一旦遭遇結(jié)構(gòu)類(lèi)型變更問(wèn)題，就很容易忽略結(jié)構(gòu)高度的相關(guān)規(guī)定，這時(shí)必須及時(shí)組織專(zhuān)家會(huì)議對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行論證，如此才能最大程度的避免因此類(lèi)問(wèn)題對(duì)工程工期和造價(jià)產(chǎn)生的不利影響。其二，結(jié)構(gòu)不規(guī)則。高層民用建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則程度直接影響著其抗震性能，因此在抗震規(guī)范中對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性作出了強(qiáng)制性約束。因此在高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)該嚴(yán)格遵守規(guī)范要求，避免對(duì)后續(xù)施工活動(dòng)造成影響。其三，嵌固端設(shè)置不當(dāng)。一般情況下，高層民用建筑都帶有二層或是以上的人防或是地下室，嵌固端就可能會(huì)設(shè)置在地下室或是人防的頂板上，這就導(dǎo)致一部分設(shè)計(jì)人員對(duì)嵌固端的設(shè)置出現(xiàn)了忽視，引發(fā)一系列問(wèn)題，如嵌固端上下層抗震等級(jí)不一致、上下層剛度比不達(dá)標(biāo)等。
3.2高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的計(jì)算問(wèn)題
計(jì)算分析是高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，準(zhǔn)確、高效的內(nèi)力分析才能為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供可靠的依據(jù)，保障工程的整體質(zhì)量。在建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算分析階段，常見(jiàn)的問(wèn)題主要包括以下幾個(gè)方面：其一，軟件選擇不合適。當(dāng)前階段，高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常用的計(jì)算軟件主要包括TAT、SATWE以及TBSA等。采用不同軟件進(jìn)行模型計(jì)算時(shí)會(huì)出現(xiàn)一定的差異。因此想要保障計(jì)算分析的準(zhǔn)確性，就需要設(shè)計(jì)人員結(jié)合建筑的類(lèi)型選擇合適的軟件，如此才能有效的避免偏差。同時(shí)，可以使用多種軟件，并對(duì)各軟件的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，從中選擇最合理的計(jì)算結(jié)果。但是在實(shí)際工作中，常常存在軟件選擇不合理的情況，不僅造成時(shí)間和精力的浪費(fèi)，同時(shí)也埋下了一定的安全隱患。其二，地震力是否放大的問(wèn)題。這一部分的主要內(nèi)容一直受到新老規(guī)范的關(guān)注，新規(guī)范要求必須結(jié)合大量的工程實(shí)測(cè)周期數(shù)據(jù)來(lái)確定不同體系下高層民用建筑結(jié)構(gòu)的自振周期折減系數(shù)。其三，振型數(shù)目是否足夠。在新規(guī)范中，引入了振型參與系數(shù)的相關(guān)概念，并給出明確的參數(shù)限值。但是由于在舊規(guī)范中并不存在振型參與系數(shù)的相關(guān)概念，導(dǎo)致新規(guī)范中給出的參數(shù)限值并不符合要求。因此在高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，有必要對(duì)計(jì)算的結(jié)果參數(shù)進(jìn)行細(xì)致的判斷，如有必要，可以對(duì)振型的數(shù)目取值進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。
4結(jié)語(yǔ)
綜上所述，近些年來(lái)，我國(guó)城市高層民用建筑獲得了迅速的發(fā)展，為了保障建筑質(zhì)量的安全可靠，必須對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的各類(lèi)問(wèn)題進(jìn)行完善。對(duì)此，應(yīng)該結(jié)合我國(guó)高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的發(fā)展情況，對(duì)高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則和理念進(jìn)行明確，選擇最佳的建筑結(jié)構(gòu)體系，如此才能促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)的健康發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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