本文選自國家級期刊《建材發(fā)展導(dǎo)向》，《建材發(fā)展導(dǎo)向》是由云南建材集團(tuán)有限公司主管，中國建材工業(yè)經(jīng)濟(jì)研究會(huì)主辦的全國建材行業(yè)唯一的綜合性科技期刊。國際標(biāo)準(zhǔn)刊號：ISSN 1672-1675;國內(nèi)統(tǒng)一刊號：CN 53-1185/TU，郵發(fā)代號：64-83。

　　【摘要】隨著人類社會(huì)的發(fā)展以及世界人口的迅速增多，土地資源與人口增長的矛盾日益突出，在城市的建設(shè)過程中高層建筑變得越來越常見，理論上可以節(jié)約日益緊張城市的用地面積，同時(shí)可以減少市政建設(shè)的投資，在一定程度上增加高層建筑在城市建設(shè)中的選擇與應(yīng)用。在我國以各種工民為主要建設(shè)隊(duì)伍的國情下，高層建筑的結(jié)構(gòu)選型必須將這一情況考慮到?jīng)Q策里面，對整個(gè)項(xiàng)目的建設(shè)及完成質(zhì)量非常重要。高層建筑的整個(gè)過程中相對比較復(fù)雜，它涉及到眾多學(xué)科、綜合知識的運(yùn)用強(qiáng)，在選擇建筑結(jié)構(gòu)時(shí)受到許多因素的條件影響和制約，需要通過專業(yè)工程師與相關(guān)專家進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臏贤ㄑ芯恳约皩訉诱撟C。文章將結(jié)合實(shí)際情況，就對工民建高層建筑建筑結(jié)構(gòu)選型因素做簡單的論述。

　　【關(guān)鍵詞】工民建,高層建筑,工程結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)造型

　　1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對高層建筑的影響

　　結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是從建筑整體宏觀出發(fā)綜合設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu),運(yùn)用人們已有的對建筑結(jié)構(gòu)知識去處理在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中遇到的各種問題；如結(jié)構(gòu)體系、剛度分布、房屋體型等問題進(jìn)行綜合的設(shè)計(jì)，在著重總體布置的大原則外也要兼顧細(xì)節(jié)關(guān)鍵部分的設(shè)計(jì),從而達(dá)到設(shè)計(jì)合理的要求。期中主要考慮的問題為整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)受力合理；美觀功能的要求；結(jié)構(gòu)方案在建筑物造價(jià)中影響合理。

　　1.1整體結(jié)構(gòu)受力合理

　　高層建筑能節(jié)省用地，由于我國人口基數(shù)大，人均占地面積小，所以高層建筑在我國的運(yùn)用越來越普遍。特別是改革開放之后，在很多大中型城市，摩天大樓拔地而起，而高層建筑的整體結(jié)構(gòu)受力問題成為了設(shè)計(jì)師們首要關(guān)注的重點(diǎn)。近年來，設(shè)計(jì)師們廣泛運(yùn)用剪力墻、框架結(jié)構(gòu)等來使高層建筑結(jié)構(gòu)受力均衡、合理。但由于不同的建筑結(jié)構(gòu)體系受力特征各異，在具體運(yùn)用相應(yīng)的結(jié)構(gòu)時(shí)，除了在剛性基礎(chǔ)簡化平面上用矩陣疊代法等方法分析施工過程之外，還要正確模擬建筑建構(gòu)的施工過程，客觀分析施工實(shí)際受力情況：一是充分利用ANSYS建立有限元模型模擬施工過程受力、二是利用TBSA建立有限元模型模擬施工過程受力；三是利用SAP2000建立有限元模型模擬施工過程受力。爾后，結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)選型特點(diǎn)，綜合各方面因素，確保建筑整體結(jié)構(gòu)受力合理，嚴(yán)格按照力學(xué)原理，對不同的機(jī)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)分析，綜合分析各結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)，從而再篩出符合要求的建筑結(jié)構(gòu)。

　　1.2工民建筑物的要符合人們的審美要求

　　工民建筑物的一個(gè)基本要求就是要具有美觀功能。而建筑物的藝術(shù)形象主要取決于建筑結(jié)構(gòu)。但是人們在追求建筑造型美觀性的同時(shí)卻忽略了建筑結(jié)構(gòu)本身的美學(xué)效應(yīng)。其實(shí)，建筑結(jié)構(gòu)是富含美的——建筑結(jié)構(gòu)為了達(dá)到堅(jiān)固。安全的目其構(gòu)件的組合都是有規(guī)律的，這種規(guī)律本身就是一種能體現(xiàn)美的裝飾。因此，建筑設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)時(shí)要結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)本身的美學(xué)效果，充分利用結(jié)構(gòu)本身的美學(xué)效應(yīng)，把建筑結(jié)構(gòu)和空間藝術(shù)有機(jī)結(jié)合起來，是兩者和諧統(tǒng)一，貼近人們的審美要求。

　　1.3建筑結(jié)構(gòu)方案要考慮經(jīng)濟(jì)性

　　建筑結(jié)構(gòu)方案對建筑物造價(jià)的影響要合理，要符合投資小，收益大的經(jīng)濟(jì)學(xué)原理。對于建筑結(jié)構(gòu)方案的經(jīng)濟(jì)分析中只考慮一次性投資金額是不科學(xué)的、片面的。如選擇鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)比鋼結(jié)構(gòu)在防銹維護(hù)等方面的費(fèi)用支出要少。所以，在對建筑結(jié)構(gòu)方案作經(jīng)濟(jì)分析時(shí)，要依據(jù)實(shí)際情況，充分考慮建筑物使用期間（一般是50年）的維修費(fèi)用、保養(yǎng)費(fèi)用等，綜合分析建設(shè)費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用的預(yù)算情況再選擇建筑結(jié)構(gòu)方案。

　　2施工水平高低影響高層建筑結(jié)構(gòu)選型

　　技術(shù)的發(fā)展來帶來行業(yè)的革命。隨著工程材料技術(shù)和施工機(jī)械化的不斷發(fā)展，新材料、新技術(shù)、新工藝不但解決了建筑成本同時(shí)也增強(qiáng)了施工安全性。高效鋼筋和預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)、深基坑支護(hù)技術(shù)、新型模板和腳手架應(yīng)用技術(shù)、新型建筑防水和塑料管應(yīng)用技術(shù)、大型構(gòu)件和設(shè)備的整體安裝技術(shù)、企業(yè)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用及管理技術(shù)等技術(shù)的改革和發(fā)展為高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了更多的選擇。

　　2.1先進(jìn)的施工技術(shù)是選擇先進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)的前提

　　施工水平高低影響高層建筑結(jié)構(gòu)選型，特別是在高層建筑的施工過程中，先進(jìn)的施工技術(shù)更容易實(shí)現(xiàn)先進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)的建造，掌握各類先進(jìn)的重型、大型建筑器械使用方法（如混凝土泵的使用）能提高施工隊(duì)伍的施工水平，從而才能實(shí)現(xiàn)對先進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)的順利施工。

　　2.2施工條件要符合施工條件

　　建筑結(jié)構(gòu)的施工要和充分結(jié)合施工條件。一是施工方案要求的施工技術(shù)要現(xiàn)有的施工條件相符合，若是方案要求的技術(shù)高度太高則建筑建設(shè)將會(huì)舉步維艱，甚至造成工程爛尾。二十施工方案建筑結(jié)構(gòu)的施工工藝要和現(xiàn)有的施工條件相符合。由于許多相同的建筑結(jié)構(gòu)有著不同的施工要求，而不同的建筑隊(duì)伍對不同的施工工藝也有不同的要求。因此，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是要充分考慮到這一矛盾，協(xié)調(diào)好因施工工藝、施工隊(duì)伍、施工結(jié)構(gòu)之間而產(chǎn)生的矛盾，綜合考慮，找出合適的施工方案。

　　3建筑材料對高層建筑結(jié)構(gòu)選型的影響

　　隨著新型結(jié)構(gòu)材料（如輕骨料砼、鋼纖維、高強(qiáng)砼、復(fù)合材料中的鋼管砼砼等）的誕生和發(fā)展，新結(jié)構(gòu)材料導(dǎo)致傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)選型發(fā)生變革已建成的建筑物自重一般在12~17kN/平方米。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示我國已經(jīng)建成的各種結(jié)構(gòu)高層建筑中，自重大于14kN/平方米的所占比重高達(dá)46%，在傳統(tǒng)建筑材料當(dāng)中，鋼材質(zhì)輕強(qiáng)度高的性質(zhì)在國外的高層建筑設(shè)計(jì)中很多采用了鋼結(jié)構(gòu)為主體的體系，而鑒于目前我國國情與條件，絕大部分的高層建筑采用的結(jié)構(gòu)是鋼筋砼結(jié)構(gòu)體系，采用的大多數(shù)也是普通的鋼筋砼、鋼材及混凝土強(qiáng)度等級普遍不高，這就使得建筑物本身自重得不到控制且存在一定的安全隱患。自重偏大的問題給設(shè)計(jì)、材料運(yùn)輸、施工、抗震性能等帶來帶來很多不利影響。所以在綜合考慮材料的運(yùn)用對建筑本身的有利情況以及對成本的影響和供應(yīng)狀況后，因優(yōu)先考慮選用新型的建筑材料特別是輕型的建筑物的結(jié)構(gòu)材料，以利于減輕自重減輕高層建筑中低樓層柱子的負(fù)重增加牢固性。

　　在有效減輕了建筑物自重后對地基部分的要求就可以適當(dāng)放寬，在建筑物的總投資當(dāng)中特備是高層建筑，地基部分的基礎(chǔ)造價(jià)約占25%左右，在軟土地區(qū)甚至更高達(dá)到35%。隨著目前新建建筑中地下室越建越深，這個(gè)比例大有進(jìn)一步被拉大的趨勢。所以運(yùn)用新型材料給高層建筑減重是現(xiàn)實(shí)的需要也是高層建筑發(fā)展的方向。

　　4小結(jié)

　　高層建筑的廣泛使用契合我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活的需要。但由于高層建筑的結(jié)構(gòu)特殊性，其安全性受到廣泛關(guān)注，而高層建筑的安全性受建筑結(jié)構(gòu)的影響。由此，在高層建筑的結(jié)構(gòu)選擇、設(shè)計(jì)中不能出現(xiàn)任何紕漏和錯(cuò)誤，如若不然，將會(huì)給人們的生活生產(chǎn)帶來嚴(yán)重的后果。因此，工民建高層建筑結(jié)構(gòu)選型要科學(xué)、合理、適宜，選型要深入研究、反復(fù)模擬實(shí)驗(yàn)、籌劃，根據(jù)分析和模擬的結(jié)果不斷改進(jìn)、革新及完善。高層建筑項(xiàng)目全體人員要認(rèn)真負(fù)責(zé)，不斷學(xué)習(xí)新科技、新工藝、新方法。勤思考、重反思，若發(fā)現(xiàn)問題，要及時(shí)正確解決問題，杜絕施工隱患。特別是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員要加強(qiáng)學(xué)習(xí)，綜合分析，選擇科學(xué)、合理的建筑結(jié)構(gòu)。

　　【參考文獻(xiàn)】

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　　［3］張世海，劉正保，張世忠．高層建筑結(jié)構(gòu)選型需求分析［J］．四川建筑科學(xué)研究，2004(12):1－2

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