總體國(guó)家安全的形式是 高層結(jié)構(gòu)的總體和結(jié)構(gòu)平面布置形式及方法探討

　　高層建筑結(jié)構(gòu)的布置形式影響到建筑結(jié)構(gòu)的使用空間以及使用的功能，同時(shí)也對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有著直接的影響。文章主要是探討高層結(jié)構(gòu)的布置形式，以及布置的方法。 　　一般來(lái)說(shuō)，高層建筑在初步設(shè)計(jì)階段時(shí)，必須要綜合考慮使用要求、結(jié)構(gòu)合理、建筑美觀、施工方便等因素。由于高層建筑承受的豎向荷載很大，而且還要承受控制作用水平力，所以，結(jié)構(gòu)布置的合理性對(duì)高層結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性及施工合理性影響較大。正是因?yàn)檫@樣，高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)就必須要十分注意概念設(shè)計(jì)，同時(shí)要重視結(jié)構(gòu)選型與建筑平面、立面布置的規(guī)律性，然后再選擇最佳結(jié)構(gòu)體系，以便能夠進(jìn)一步加強(qiáng)構(gòu)造措施，確保建筑結(jié)構(gòu)的整體性，保證整個(gè)結(jié)構(gòu)具有必要的承載力、剛度和變形能力。
　　高層建筑結(jié)構(gòu)的總體布置是一個(gè)較為復(fù)雜的體系，涉及多個(gè)方面，對(duì)建筑的各個(gè)方面都有較大的影響，需要設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，考慮總體布置形式的選擇、原則的遵循等等各個(gè)方面。
　　1.高層結(jié)構(gòu)的總體布置原則及形式
　　要探討高層建筑的總體布置，就需要討論結(jié)構(gòu)布置的總體原則。
　　1.1選擇有利的場(chǎng)地，避開(kāi)不利的場(chǎng)地
　　在設(shè)計(jì)高層建筑的基礎(chǔ)時(shí)，必須要綜合分析考慮建筑場(chǎng)地的地質(zhì)狀況、施工條件、使用要求、上部結(jié)構(gòu)的類(lèi)型，以便能夠確保建筑物不會(huì)出現(xiàn)因?yàn)榘l(fā)生過(guò)量沉降或傾斜，保證建筑物的正常使用。此外，還需要注意與相鄰建筑的相互影響，掌握鄰近地下構(gòu)筑物及各項(xiàng)地下設(shè)施的位置和標(biāo)高，這樣才能保證施工安全。
　　因此，在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，首先必須要選擇有利的場(chǎng)地，以便能夠有效的避開(kāi)對(duì)抗震不利的地段；如果工程的實(shí)際條件無(wú)法避開(kāi)不利的地段，那就需要進(jìn)一步采取可靠措施，以便能夠保證建筑物在地震時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生地基失穩(wěn)而被破壞，或者產(chǎn)生過(guò)量下沉或傾斜的情況。
　　1.2選擇合理的基礎(chǔ)形式
　　在一般情況下，多層房屋慣用的基礎(chǔ)形式、設(shè)計(jì)方法等，是不能簡(jiǎn)單的搬用于高層建筑的，而需要清晰掌握高層建筑的地基基礎(chǔ)工作特性，在此基礎(chǔ)上才能更好的選擇和設(shè)計(jì)與高層建筑特性相適應(yīng)的基礎(chǔ)。在高層建筑的基礎(chǔ)形式選擇上，需要選擇整體性好、能滿足地基的承載力和建筑物容許變形要求，同時(shí)能夠有效調(diào)節(jié)不均勻沉降的形式。最常用的形式是筏形基礎(chǔ)，當(dāng)然，如果工程有需要的話，在特定情況下可采用箱形基礎(chǔ)。如果當(dāng)?shù)睾奢d較小、地質(zhì)條件好，那在保證滿足地基承載力和變形要求的同時(shí)，也可以考慮采用交叉梁基礎(chǔ)或其他基礎(chǔ)形式；如果地基變形，或承載力不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，就可以考慮采用樁基礎(chǔ)，或者復(fù)合地基。
　　通常情況下，高層框架結(jié)構(gòu)一般都是采用筏板基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)或柱下獨(dú)立承臺(tái)基礎(chǔ)；高層剪力墻結(jié)構(gòu)大都會(huì)采用墻下布樁并設(shè)置承臺(tái)梁或采用樁筏基礎(chǔ)；高層框―剪結(jié)構(gòu)大多選擇筏板基礎(chǔ)或者柱下獨(dú)立承臺(tái)基礎(chǔ)、剪力墻部位采用條形承臺(tái)基礎(chǔ)；高層筒體結(jié)構(gòu)一般采用樁筏基礎(chǔ)。高層建筑的基礎(chǔ)必須要有一定的埋置深度。設(shè)計(jì)人員在確定埋置深度時(shí)，首先需要考慮建筑物的高度、地基、體型、抗震設(shè)防烈度等因素。如果基礎(chǔ)的埋深采用天然地基，或者是復(fù)合地基時(shí)，一般參照房屋高度的1／15；采用樁基時(shí)，可取房屋高度的1／18。
　　同時(shí)，在高層建筑基礎(chǔ)的混凝土的選擇上，需要保證其強(qiáng)度等級(jí)高于C30。如果工程有有防水要求，那混凝土抗?jié)B等級(jí)，即必須要按照地下水最大水頭與防水混凝土厚度的比值采用。如果必要，那也可設(shè)置架空排水層。穩(wěn)定扎實(shí)的基礎(chǔ)是高層建筑正常使用和穩(wěn)定與安全的根本保證。大多數(shù)高層建筑荷載大和自重重、層數(shù)多、總高度高、所以需要的基礎(chǔ)底面積大、基礎(chǔ)埋置深度較深。因此，高層建筑的基礎(chǔ)，一方面要求基礎(chǔ)和地基能提供足夠承載能力，以承擔(dān)上部建筑的重力，另一方面要求高層建筑的基礎(chǔ)，能夠承受在風(fēng)荷載和地震荷載等水平荷載引起的傾覆力矩，保證高層建筑具有足夠的穩(wěn)定性和剛度，使沉降和傾斜控制在允許的范圍內(nèi)。假如在設(shè)計(jì)時(shí)考慮不周，或者在局部問(wèn)題上處理不當(dāng)，那就可能難以糾正過(guò)大沉降、傾斜和不均勻沉降的問(wèn)題，這將會(huì)造成結(jié)構(gòu)局部損壞，進(jìn)而會(huì)影響使用功能和美觀，嚴(yán)重的會(huì)直接導(dǎo)致整個(gè)建筑傾斜、滑移或破壞，或者更為嚴(yán)重的后果。
　　總之，高層建筑基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)與施工的情況十分復(fù)雜，而且難度相當(dāng)大，對(duì)技術(shù)也有著較高的要求，對(duì)設(shè)計(jì)和施工人員的要求更嚴(yán)格，責(zé)任更重大，況且高層建筑基礎(chǔ)所占的工程量大、消耗的材料也很多，對(duì)建筑物施工工期有決定性的影響。通常情況下，9～16層民用高層住宅的地基，可能會(huì)占據(jù)全部工期的1／3左右，其造價(jià)也占總造價(jià)的1／3左右。這就意味著，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮多方因素選擇合理的設(shè)計(jì)方案。
　　1.3合理設(shè)置結(jié)構(gòu)變形縫
　　在結(jié)構(gòu)總體布置中，通常會(huì)選擇用變形縫將房屋分成若干個(gè)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元，以消除或減少沉降、溫度收縮和體形復(fù)雜對(duì)房屋結(jié)構(gòu)的不利影響。在高層建筑布置時(shí)，通常情況應(yīng)該盡可能的采取調(diào)整平面形狀與尺寸和結(jié)構(gòu)布置，加強(qiáng)構(gòu)造措施，設(shè)置后澆帶等方法，盡可能的不設(shè)縫、少設(shè)縫。如果工程的建筑物平面形狀復(fù)雜，而且不能調(diào)整其平面形狀和結(jié)構(gòu)布置，使之轉(zhuǎn)換成較規(guī)則的結(jié)構(gòu)時(shí)，就需要合理的設(shè)置變形縫。當(dāng)然，在設(shè)縫時(shí)，一定要按照相關(guān)的規(guī)定保證有足夠的縫寬。
　　2.結(jié)構(gòu)平面布置
　　在設(shè)計(jì)中，在高層建筑的一個(gè)獨(dú)立結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，需要盡可能的減少開(kāi)間、進(jìn)深尺寸和構(gòu)件類(lèi)型的規(guī)格。保證結(jié)構(gòu)平面形狀簡(jiǎn)單、規(guī)則，剛度和承載力分布均勻，這樣才能減少扭轉(zhuǎn)的影響。也不應(yīng)該采用嚴(yán)重不規(guī)則的平面布置。其平面布置宜符合下列要求。
　　2.1平面形式
　�。�1）平面應(yīng)該盡可能的簡(jiǎn)單、對(duì)稱(chēng)、規(guī)則，盡可能的減少偏心現(xiàn)象；合理控制平面長(zhǎng)度，如果建筑平面的長(zhǎng)寬比較大，就可能會(huì)在地震時(shí)，由于兩端地震波輸入不同，進(jìn)而極易發(fā)生不規(guī)則的震動(dòng)，進(jìn)而造成較大的震害。
　�。�2）如果平面帶有較長(zhǎng)翼緣的L形、T形、V形、Y形或十字形，那在地震時(shí)，可能會(huì)因?yàn)橐砭夁^(guò)長(zhǎng)，而引起差異位移而加大震害。所以，突出部分長(zhǎng)度L不能過(guò)大。
　�。�3）盡量避免采用角部重疊的平面圖形或細(xì)腰形平面圖形。在中央部位形成狹窄部分，在地震中容易產(chǎn)生震害，特別是在凹角部位因?yàn)閼?yīng)力集中容易使樓板開(kāi)裂甚至破壞。
　　（4）高層建筑應(yīng)該盡可能的選用風(fēng)作用效應(yīng)較小的平面形狀。對(duì)抗風(fēng)有利的平面形狀為凸出平面，如正多邊形、圓形、橢圓、鼓形等平面。對(duì)抗風(fēng)不利的平面是有較多凹凸的復(fù)雜形狀的平面，如Y形、H形、C形、弧形等平面。
　　2.2樓板的要求
　　如果建筑的高度超過(guò)50m，框架―剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)及復(fù)雜高層建筑，就需要采用現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu)，剪力墻結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)就需要考慮選擇現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu)。如果建筑的高度不超過(guò)50m，其框架結(jié)構(gòu)或剪力墻結(jié)構(gòu)，需要選擇裝配式樓蓋時(shí)，就應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況采取措施加強(qiáng)樓板的整體性，進(jìn)而保證樓蓋結(jié)構(gòu)能夠更有效的傳遞水平力。
　　如果樓板平面有較大的凹入、比較狹長(zhǎng)導(dǎo)致樓板有較大削弱時(shí)，就應(yīng)該在設(shè)計(jì)中考慮樓板削弱產(chǎn)生的不利影響。此時(shí)需要保證樓面凹入和總開(kāi)洞的尺寸控制在樓面寬度的一半這樣；而且保證樓板開(kāi)洞總面積在樓面面積的30％以內(nèi)；在扣除凹入或開(kāi)洞后，樓板在任一方向的最小凈寬度都不能少于5m，且開(kāi)洞后每一邊的樓板凈寬度不應(yīng)小于2m。樓板開(kāi)大洞削弱后，宜采取構(gòu)造措施予以加強(qiáng)。
　　3.結(jié)語(yǔ)
　　高層結(jié)構(gòu)的總體和結(jié)構(gòu)平面布置形式對(duì)整個(gè)高層建筑的結(jié)構(gòu)有著重要的影響，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性有直接的影響。為此，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要根據(jù)工程的特點(diǎn)，結(jié)合設(shè)計(jì)原則，保證設(shè)計(jì)方案的科學(xué)合理。
　　
　　參考文獻(xiàn)
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