張小強(qiáng)

　　青州市魯圣建筑工程有限公司山東青州262500

　　摘要：從城市建設(shè)和管理的角度看，建筑物向高空延伸，可以縮小城市的平面規(guī)模，為人們提供更多的生活工作空間，縮短城市道路和各種公共管線(xiàn)長(zhǎng)度，從而節(jié)省城市建設(shè)與管理的投資，高層建筑設(shè)計(jì)成為城市建筑的發(fā)展趨勢(shì)，隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，新的建筑形式層出不窮，給設(shè)計(jì)師提出了更高的要求。

　　關(guān)鍵詞：高層建筑;結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì);淺析

　　1高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

　　1.1側(cè)向力具有重要的影響

　　側(cè)向力的影響主要表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)內(nèi)力、結(jié)構(gòu)變形和建筑物土建造價(jià)三個(gè)方面。在低層建筑主要是用于承受自重、活載和雪載等垂直力以及風(fēng)地震之類(lèi)的水平力，其中由于水平荷載對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的影響不大，甚至可以忽略;在多層建筑中，水平荷載的影響比低層建筑大;然而在高層建筑中，水平荷載和地震力是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。

　　1.2結(jié)構(gòu)的剛度要適宜

　　建筑高度的增加，會(huì)增加建筑的側(cè)向位移。所以在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要注意結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，還要使結(jié)構(gòu)的剛度適宜，以確保結(jié)構(gòu)既可以保持合理的自振頻率，又可以控制好水平力作用下的層位移的范圍。

　　1.3結(jié)構(gòu)的延性要保持良好

　　高層建筑結(jié)構(gòu)相對(duì)于低層建筑所要承受的荷載要大些，并且地震對(duì)高層建筑的影響也比低層建筑大。要想提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，就要從結(jié)構(gòu)的承載力和變形能力兩個(gè)方面入手。只有確保了結(jié)構(gòu)強(qiáng)大的變形能力，才能減小地震對(duì)建筑物的損壞，避免建筑物倒塌。要想達(dá)到這樣的效果，首先要保證結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度，然后是提高薄弱部位的變形能力，使結(jié)構(gòu)具有很好的延性。

　　2改進(jìn)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的策略

　　2.1剪力墻設(shè)計(jì)

　　高層建筑必須要具備良好的變形能力，要想在這一方面得到提高則應(yīng)當(dāng)采取措施防止剪切破壞。遇到一道截面較長(zhǎng)的抗震墻時(shí)需要配合洞口布置弱連梁，讓墻體劃分成小開(kāi)口墻、多肢墻，其而保證各個(gè)墻段的高寬比在2以上。建筑工程中的弱連梁需滿(mǎn)足地震時(shí)各層連梁的總約束彎矩小于該墻段總地震彎矩的20%;連梁狀況同樣需在標(biāo)準(zhǔn)狀況內(nèi)，這一刻防止墻肢發(fā)生全截面受拉問(wèn)題，這對(duì)于整個(gè)建筑來(lái)說(shuō)都是很?chē)?yán)重的。另一方面，為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗且防止連梁強(qiáng)度過(guò)低，在連梁弱施工中需做好各方面工作。當(dāng)連梁變?yōu)槠胀ǖ男×簳r(shí)，墻肢則成為單肢墻，單肢墻的延性則減弱，由于單肢墻的抗震防線(xiàn)只有一道，超靜定的次數(shù)較少，出現(xiàn)地震后將面臨很大的損壞。當(dāng)前，大部分設(shè)計(jì)師操作時(shí)會(huì)把結(jié)構(gòu)中門(mén)洞連梁、窗洞連梁設(shè)計(jì)成截面高度極小的二力桿件，這種變化大大降低了建筑的抗震能力。

　　一般情況下，我們都需要針對(duì)連梁的剛度嚴(yán)格控制把握，這多數(shù)還是考慮到剪力墻的剛度過(guò)大，剪力墻中的連梁受到水平力影響之后會(huì)因?yàn)楹艽蟮膬?nèi)力而超過(guò)截面允許值，處理時(shí)需要對(duì)此類(lèi)連梁先屈服，保證連梁能形成塑性鉸且不出現(xiàn)脆性破壞。我們一要保證連梁達(dá)到強(qiáng)剪弱彎的要求，在連梁的剛度方面要做好不同的控制。

　　工程標(biāo)準(zhǔn)中指出剪力墻在端部需分布暗柱、端柱等邊緣構(gòu)件，這些能發(fā)揮出磚混結(jié)構(gòu)的約束柱效果，在結(jié)構(gòu)的剛度降低，地震作用下層間位移和頂點(diǎn)位移偏大后，邊緣構(gòu)件起到的作用更明顯，這時(shí)暗柱的截面和配筋也變大。若剪力墻的總截面面積與樓層面積之比值偏大，而房屋高度小、樓座面積大，對(duì)于墻端部的暗柱面積和配筋量則沒(méi)有建筑標(biāo)準(zhǔn)中的需要了。

　　2.2超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的溫度變形和混凝土干縮變形

　　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是建筑工程的關(guān)鍵部門(mén)，施工標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)此結(jié)構(gòu)提出的規(guī)定涉及到室內(nèi)條件下現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)的伸縮縫需對(duì)間距嚴(yán)格控制，間距最大不超過(guò)55m，而現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)伸縮縫的最大間距在45m。若處于露天環(huán)境時(shí)，結(jié)構(gòu)伸縮縫的間距更要嚴(yán)格控制，運(yùn)用這樣的工程結(jié)構(gòu)主要能處理好兩方面的問(wèn)題：

　　2.2.1干縮裂縫

　　當(dāng)現(xiàn)澆混凝土在凝固硬化過(guò)程中常會(huì)出現(xiàn)收縮應(yīng)力，整個(gè)結(jié)構(gòu)則會(huì)出現(xiàn)干縮裂縫，該結(jié)構(gòu)形式越長(zhǎng)，則造成的干縮裂縫越大。

　　2.2.2結(jié)構(gòu)控制

　　超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的運(yùn)用應(yīng)當(dāng)符合工程當(dāng)?shù)氐募竟?jié)變化，大氣溫度的變化將造成結(jié)構(gòu)出現(xiàn)熱脹冷縮，這樣很容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)溫度裂縫。另外，結(jié)構(gòu)越長(zhǎng)，則對(duì)溫度產(chǎn)生的作用越大，這在許多建筑工程里是很難避免的問(wèn)題。若參照工程規(guī)定的要求布置伸縮縫，常會(huì)造成雙墻、雙柱、雙梁，對(duì)高層建筑的立面處理、防水構(gòu)造會(huì)造成很大的不便�？紤]到有效處理超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)混凝土干縮裂縫的問(wèn)題，當(dāng)前工程單位主要采取的措施為分布混凝土后澆帶，把大的樓板面積劃分成小的區(qū)格，第一步結(jié)合混凝土澆筑小的區(qū)格，在小區(qū)格混凝土干縮變形結(jié)束后對(duì)區(qū)格之間的預(yù)留帶進(jìn)行澆筑。此方法能有效防范干縮裂縫的出現(xiàn)，維持了建筑結(jié)構(gòu)的正常性。需要注意的是，后澆帶不得取代結(jié)構(gòu)的溫度伸縮縫，這是由于后澆帶混凝土硬化后，樓板會(huì)變成較長(zhǎng)的整體，后澆帶則發(fā)揮不了應(yīng)有的作用。

　　2.3屋面高大女兒墻的設(shè)計(jì)方法

　　屋頂女兒墻對(duì)于高層建筑的作用也不可忽視，其能影響到整體建筑效果。女兒墻設(shè)計(jì)時(shí)難以直接參與主體結(jié)構(gòu)的研究，這就需要計(jì)算時(shí)僅分析女兒墻的自重，若女兒墻較低則能達(dá)到精度要求的，不對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的安全沒(méi)有影響。而在女兒墻高度上升時(shí)，其地震荷載和風(fēng)荷載效應(yīng)會(huì)更大，給整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)帶來(lái)的影響變大。

　　女兒墻較高時(shí)需科學(xué)計(jì)算出女兒墻所受水平荷載狀態(tài)，女兒墻通常選擇鋼筋混凝土材料，配筋計(jì)算需借鑒支承于屋頂?shù)膽冶郯迩疫\(yùn)用雙層鋼筋�？紤]到維持屋面女兒墻與主體結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)，屋面女兒墻所在的框架梁或墻要達(dá)到足夠的強(qiáng)度。計(jì)算女兒墻時(shí)需驗(yàn)算在正常使用情況下由風(fēng)荷載造成的內(nèi)力并進(jìn)行截面配筋。部分專(zhuān)家提出計(jì)算地震作用，再將其乘以放大系數(shù)3來(lái)對(duì)內(nèi)力、配筋進(jìn)行計(jì)算，該方式運(yùn)用效果不理想，這是由于女兒墻是建筑結(jié)構(gòu)的次要構(gòu)件，若施工方法正確基本上不會(huì)發(fā)生嚴(yán)重問(wèn)題。

　　3結(jié)語(yǔ)

　　實(shí)際上結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅僅是一門(mén)技術(shù)，更是一門(mén)藝術(shù)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沒(méi)有絕對(duì)最佳的標(biāo)準(zhǔn)模式，只有通過(guò)不斷地探索、比較，去尋求相對(duì)的最優(yōu)。因此，我們每一個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師都應(yīng)不斷地追求盡善盡美的設(shè)計(jì)思想，不只盲目照搬規(guī)范和依賴(lài)計(jì)算機(jī)程序作設(shè)計(jì)，用自己的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念、經(jīng)驗(yàn)、判斷力和創(chuàng)造力為業(yè)主和社會(huì)設(shè)計(jì)出更好的建筑。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002.

　　[2]原長(zhǎng)慶.高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M].哈爾冰：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2008.

　　[3]付平位.高層建筑鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].科教縱橫，2011.

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