高层建筑结构设计与施工方案的探讨

张兆清

【摘 要】随着我国社会经济和科学技术的不断发展，高层建筑在我国的城乡建设中大量兴建。设计思想的更新、框架结构的应用给高层建筑带来了突出明显的优势，但也给高层结构设计和施工方案提出了更高的要求。为了优化高层建筑框架结构提高施工质量，通过对高层建筑框架结构施工中容易出现的问题进行分析和探讨，得出了一些比较实际的对应措施。

【关键词】高层建筑;结构设计;施工方案;探讨

高层建筑逐渐成为人们居住和生活的主要建筑。世界范围内的高层建筑物结构体系逐渐建立起来，结构设计水平也逐渐提高，使得高层建筑也迅猛发展起来。框架结构应用于高层建筑，以梁柱和混凝土结构作为主要的受力构件，所以梁柱和混凝土结构的施工情况对整个建筑的施工质量有着非常直接的影响，施工过程中往往会给工程留下一些安全隐患问题，所以还是要不断加强对框架结构设计与施工的质量控制才行。对问题进行科学处理，做到扬长去短，保证设计和施工的最优化。

一、我国高层建筑结构设计与施工现状

1.高层建筑结构设计的主要特点

第一，对建筑物结构的水平载荷加以重视，防止地震、风力等自然因素对建筑物造成的影响。科学地看，高层建筑的楼面荷载与其自重所引起的力矩及轴力只与建筑的高度成正比，但是建筑水平荷载所产生的力矩和轴力却与建筑高度的二次方成正比。同时，对同一高度的建筑物来讲，垂直方向的荷载都存在一个固定的确定值。但水平方向的荷载在地震或者风力荷载的作用下会随建筑物结构特征不同而发生很大变化，由此可见在结构设计中水平方向荷载作用是多重要。

第二，对建筑的轴向变形加以重视。在高层建筑中，柱体都会因为太大的竖直荷载产生较大的轴向变形，然后就会严重影响到连续梁的力矩大小，使得中间支撑位置的负力矩值缩小，相反地正力矩值变大，而两端的支撑位置处的负力矩值也相应随之变大。一般在建筑中所有预制的构建长度要根据轴向的形变量进行制作与调整。当建筑结构发生较大轴向形变时，备料的长度就会受到严重影响，更严重的还会影响建筑物的整体质量安全效果。

第三，将控制失稳作为结构设计的主要目标。高层建筑对侧移量大小的控制要求很重要，远远高于多层建筑，也是建筑物结构设计的关键之处。高层建筑物的高度对水平荷载下的结构侧移量带来很大影响。因此，必须严格加以控制，江建筑的侧移量控制在安全范围内。

总之，重视高层建筑的结构设计，提高其关键部位的抗震、变形等能力，避免一切安全隐患，采取必要的措施提高结构的延性最终提高建筑的结构质量。

2.高层建筑的施工质量问题

到目前为止，我国的许多发达城市高层建筑较多，并且高层建筑物的数量也一直呈上升趋势，也有一部分建筑已经列入世界高层建筑的前茅。但是一些问题依旧存在。首先，钢筋结构的施工问题。钢筋结构中，梁柱点施工复杂，钢筋分布密集，高空作业比较多，施工难度较大，以致造成钢筋绑扎的诸多问题。其次，混凝土结构在我国高层建筑中得到了广泛应用。而高层建筑对混凝土框架强度要求较高。当预先没有对楼板进行找平或者浇筑不合标准，混凝土框架往往会出现烂根的现象甚至会有混凝土漏筋或孔洞的情况发生。这些施工问题带来的安全隐患严重影响了建筑质量，必须严格控制。

二、结构设计与施工的控制措施

随着我国建筑业的不断发展，建筑设计逐渐成熟。建筑的建造不像模型的构筑，是需要进行严密的数据计算和模拟实验才能做出合理规划，从而进行实地操作的大型工程。提高设计水平是提高建筑质量的基础性操作，这就对设计人员提出了新的要求。设计人员不能仅仅依据数值计算，遵从理论进行图纸设计，需要结合实地的地质结构、自然环境甚至人文环境，在政府规范的要求下，才能进行科学合理的方案设计，从而在建筑施工准备阶段就有效降低质量问题出现的概率。

为了规范执行建筑物被分为A级和B级，在通常情况下，A级只要按现行规定进行设计就可以;但B级建筑在设计结构时要求更为严格。首先，剪力墙体系。因为框架结构的高度具有一定的局限性，在达到规范极限值时，构件因为截面过大影响使用且不经济，也满足不了国家规范多道设防的理念。所以，剪力墙体系应运而生，建筑物在高度上比以前有所提高，大大提高了建筑物的承载力、刚度与延性，同时也满足了使用规定。其次，全剪力墙结构。全剪力墙结构所承受的横向荷载和垂直荷载全是剪力墙，并没有架柱结构。所以，全剪力墙结构的楼层比框架剪力墙要高，适用于高层建筑中，但是成本造价师比较高的，内部空间不能进行任意分割。在实际的建筑工程中，还是要综合考虑，必要时交叉使用，科学选择设计结构。再者，要有避难层的设置。对任何的高层建筑来说，避难层设置必不可少。一旦发生火灾等紧急状况就需要大空间、好通风的避难层来供人来避难。所以，一般如果高层建筑达到一百米之后，就要在其内部进行避难层设置。关于避难层的设置规定也必须严格遵守，以保证高层建筑的质量安全和消防安全。

三、对提高建筑结构施工质量水平与结构安全性能的幾点建议

1.提高建筑总体的规划、设计水平

建筑的建造不像模型的构筑，是需要进行严密的数据计算和模拟实验才能做出合理规划，从而进行实地操作的大型工程。提高设计水平是提高建筑质量的基础性操作，这就对设计人员提出了新的要求。设计人员不能仅仅依据数值计算，遵从理论进行图纸设计，需要结合实地的地质结构、自然环境甚至人文环境，在政府规范的要求下，才能进行科学合理的方案设计，从而在建筑施工准备阶段就有效降低质量问题出现的概率。

2.一定范围内进行人员培训，提高施工人员的素质

施工人员是建筑建造的主要操作人员，施工人员技术水平过低就可能出现构件构筑不合理、构件联结不科学等现象。一定范围内进行人员培训，一方面是出于施工队人员众多，避免全方位培训资金消耗、时间消耗过大而导致成本过高的问题。另一方面是因为施工队是会有人员分工，并非所有的人直接参与到构件构筑、构件联结之中，即使参与人员较多，也可以通过优带劣的帮扶方式互相弥补技术上的不足。施工人员专业知识的扩充从而使施工人员技术提高，总体上提升施工的科学性，从而减少施工过程中的不合理操作。

3.建成较为完备的管理体系

这个管理体系更多的是指开发商内部施工团队中的人员管理体系。将人员分工后进行细化管理，从而做到施工时人员工作有序性保证，从而保证建筑建造作业效率。另一方面，通过分工将施工责任细化，落实到单个人或单个小团体上，能够在发现不合理现象时进行追查，进行责任追究，并能够及时通知到进行一次作业的个人或团体，及时返工或重新建造，从而避免在大工程落幕前小问题未修补的问题。并且通过这种细化责任，可以更好进行工程验收，就是根据标准，局部工程完工后进行验收，合理的就予以置定，不合理的进行返工，并能够及时将清闲人员调动到需求人力较大的局部工程中去，实现人力资源的合理分配，在保证建筑质量水平的同时也能够提高建筑建造效率。

四、结语

总之，高层建筑的结构设计和质量安全非常的重要，直接影响建筑物的安全质量和使用功能。在进行设计的过程中一定要重视各个环节过程的设计并严格控制其质量，使得高层建筑结构的总体设计满足整体要求。

参考文献

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[2]张丽珍，金飞龙.对土建工程结构实体质量检测的必要性.《中华民居》.2013年9期

[3]吴丽凡，常中飞.土建结构工程的检测维护分析.《建筑工程技术与设计》.2015年7期