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1、高層建筑結構設計中需要考慮的影響因素

高層建筑的使用緩解了城市土地使用緊張的情況，大大提高了建筑物的容積和使用效果。高層建筑物工程龐大，技術復雜，其結構設計合理與否直接影響到建筑物本身的安全性能，所以在進行高層建筑結構設計時需要考慮四個方面的影響因素：高層建筑的抗風結構設計；高層建筑的抗震結構設計；高層建筑的消防結構設計；高層建筑的建設成本要科學合理。

1.1抗風結構設計

高層建筑由于層高的原因，對風具有阻斷和干擾的作用，使得氣流轉(zhuǎn)從高層建筑的周邊行進，被改變后的氣流會產(chǎn)生使高層建筑振動的強大力量，使高層建筑遭受破壞甚至開裂。針對這一問題，首先必須把高層建筑的基礎設計好，俗話說“萬丈高樓平地起”，可見基礎打好了，才能更好的提高建筑整體承受力?；夭捎眉壟涞燃壿^高的砂石，保證回填料的整體密實度，防止不均衡的水平作用力威脅整個地基結構，造成傾覆的威脅，同時在建筑物基礎受力層的底部設置抗拔錨桿，通過對桿體安裝、注漿和錨桿鉆孔等動作，提高建筑基礎的抗拔強度。

1.2抗震結構設計

地球地殼板塊活動異常，抗震結構的考慮始終是高層建筑的薄弱點，高層建筑工程龐大結構復雜，地震發(fā)生時可能的后果無法準確估算，外加設計人員在設計過程中未能綜合考慮相關地震的破壞原理，使得建筑結構設計在抗震方面缺乏靈活性。地震發(fā)生時地基出現(xiàn)不同的沉降現(xiàn)象，這是導致系列建筑物被損毀的直接原因，所以合理設置抗側(cè)力構件的位置，橫向和縱向通過提高抗側(cè)力構件的強度，使高層建筑物結構處于平面布置規(guī)則對稱的狀態(tài)，側(cè)向剛度沿豎向宜均勻變化，從而達到一定的抗震效果；設計過程中，使用混凝土剪力墻的結構設計，可以有效提高抗側(cè)力結構構件的承重能力，使得建筑物整體的重量更好的分散和延續(xù)開來，有效提高抗震效果。

1.3消防結構設計

高層建筑是一個復雜的系統(tǒng)工程，為了滿足各種功能需求，施工過程中需要使用各種功能不同的建筑材料，并且很多材料是可燃的，無疑增加了火災發(fā)生的概率。外加高層建筑空氣對流性強，高空段風力比較強大，如果不幸發(fā)生火災，無疑為火勢的迅速蔓延提供了條件。所以高層建筑的消防結構設計要有科學性、人性化，切實保障住房使用者的生命財產(chǎn)安全。設計過程中必須全面考慮防火間距的設計、安全疏散功能結構的設計以及阻礙火勢蔓延的分隔結構的設計，堅持以防為主，消防應急處理為輔的設計理念。

1.4工程造價

高層建筑地基設計的質(zhì)量直接影響著基礎的類型選擇和工程的造價。如何在確保地基質(zhì)量符合建筑規(guī)范要求的同時，又設計出經(jīng)濟效益最大的高層建筑基礎呢？這就需要建筑設計者綜合考慮工程的相關影響因素，設計前依據(jù)地質(zhì)勘探報告對工程地質(zhì)的情況充分了解，結合“整片筏基”與“板式筏基+獨立柱基”兩組方式的基礎設計方案，實現(xiàn)最經(jīng)濟合理的地基量；除此之外，對于高層建筑整體使用的工程材料，都要做好全面的市場調(diào)查，找到質(zhì)量、性能都相對較高的替代材料，同時價格又非常的經(jīng)濟；工程建設過程中，杜絕材料采購過程中出現(xiàn)的嚴重價格差現(xiàn)象，確保每一分工程款都用在實處。

2高層建筑結構的相關設計原則

2.1高層建筑過程中基礎的設計原則

地基設計是高層建筑結構設計的前提工作，隨著城市人口不斷增加，為提高土地使用率，高層建筑不斷涌現(xiàn)，車庫、人防設施、地下室等不要不斷的增加，通過確定基礎底板的埋置深度以及建筑工程的巖土特征，來選定工程的基礎設計。并且盡量選取天然的筏板基礎。因為基礎的設計工作包含基礎的類型設計以及對地基的處理工作，地基類型的選擇要考慮到建筑物上部結構的荷載、地基的承載力以及整體的工程造價等相關因素。如果在基礎設計過程中天然筏板基礎的沉降量計算過大，那么天然地基筏板就無法得到很好的應用，無疑增加成本，造成不必要的浪費。所以在高層建筑地基的設計過程中，需要詳細研究地質(zhì)勘探報告，要充分考慮筏板的設計基礎、承載力和變形組成情況等，結合地區(qū)的相關地質(zhì)條件對基礎進行合理設計。

2.2剪力墻設置原則

前文提到過剪力墻在抗震結構設計中的重要作用，高層建筑中剪力墻的位置設置及其數(shù)量要求也是高層建筑結構設計原則中的重要考慮因素?，F(xiàn)有的相關建筑規(guī)劃中，主要描述的都是短肢剪力墻，而短肢剪力墻在實際使用過程中受到很多因素的影響，所以具體設計過程中設計人員都會盡量避免使用這種墻體結構，從而避免了后續(xù)相關問題的產(chǎn)生。在具體設計過程中，設計人員不能死板照搬規(guī)劃，認為剪力墻只能設置在建筑物兩端，要依據(jù)實際情況靈活變通，在建筑的縱向中軸線上也應該增加剪力墻結構設計，同時調(diào)整該結構墻的中心位置，合理控制好厚度和截面，以便建筑物的側(cè)向位移能保持在可允許的范圍之內(nèi)。

3筏板設計的綜合設計原則

高層建筑結構筏板基礎的設計過程需要考慮很多的影響因素，還要結合具體施工造價情況對設計方案進行合理有效的調(diào)整。具體設計過程中可以通過比較“整片筏基”與“板式筏基+獨立柱基”兩組方式的工程造價，得出經(jīng)濟效益更加顯著的方案。如果地質(zhì)勘探的結果顯示地層分布不均勻，上部結構荷載在筏板上分布不均勻，是筏板基礎各部分的沉降差異較明顯的話，那么就可以進行以下調(diào)整：調(diào)整建筑地表以上結構荷載或者調(diào)整網(wǎng)住間距，以達到減少基層壓力差的效果；調(diào)整筏板的形狀和面積，均衡壓力差；對底板的強度與剛度予以加強，并且在跨度較大的間柱體之間設置加強板或者暗梁，提高基礎筏板的整體抗壓性能。

4結束語

高層建筑是一項系統(tǒng)工程，影響因素多，綜合技術要求高，需要設計者和施工人員共同配合。在滿足結構設計要求的基礎上，還需結構工程本身的相關地質(zhì)因素和工程條件，充分考慮抗風、抗震、消防結構等要素，依據(jù)高層建筑結構設計過程中的相關原則和注意事項，最終設計出最科學合理、同時又符合工程造價預算的建筑工程。

作者:王建華 單位:江蘇省節(jié)能工程設計研究院