工民建高層建筑結(jié)構(gòu)選型因素相關研究

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摘要：在我國各種工民建項目里，高層建筑結(jié)構(gòu)選型的決策對于整個項目有著非常重要的作用。其整個過程相對較為復雜，它所涉及的學科多、綜合性強，其選型受著很多因素的影響與制約，需要通過相關專業(yè)的工程師與專家進行不斷的溝通協(xié)調(diào)與密切配合來完成。本文結(jié)合實際，對工民建高層建筑選型因素進行了一定的研究。

小清新：工民建；高層建筑選型；建筑工程結(jié)構(gòu) 一、工民建筑物需要滿足的基本要求 （一）整體結(jié)構(gòu)受力合理     為了控制我國的建筑用地，我國的高層建筑越來越多。近些年來，在一些大中型城市中，框架結(jié)構(gòu)、剪力墻等建筑結(jié)構(gòu)被設計師們廣泛地運用到了普通的高層建筑中。不同的結(jié)構(gòu)體系其各自的受力特征也不相同，例如：各種結(jié)構(gòu)體系在抗風能力、抗震能力與整體剛度方面都表現(xiàn)著其各自的特性。而不同的設計單位對建筑結(jié)構(gòu)受力的理解與設計方案都有其各自的認識與經(jīng)驗，其運用的理論也不相同，現(xiàn)在有好多對于建筑的相關研究都是建筑完成后，一次施加負載的方法進行各項性能分析研究，對于逐層加載的建筑結(jié)構(gòu)受力研究還非常少，主要有矩陣疊代法、總體剛度矩陣一次形成分層加載法、修正分層法和平面簡化手算法。這些研究方法都是建立在剛性基礎的簡化平面上來進行分析，這些研究和不斷復雜化的建筑結(jié)構(gòu)施工實際受力狀態(tài)并不是完全相符。正確模擬施工過程，對施工實際受力做出客觀的分析對于建筑施工非常重要。在建筑施工中，受力分析的主要理論計算基礎包括：有限元仿真分析、利ANSYS建立有限元模型模擬施工過程受力、利用TBSA建立有限元模型模擬施工過程受力和利用SAP2000建立有限元模型模擬施工過程受力三種方法。由于建筑施工過程非常復雜、人為影響因素多，不同的理論都有自身各自的優(yōu)點與缺陷，在對建筑結(jié)構(gòu)進行選型的過程中，必須要綜合考慮各方面的因素，確保受力體系有一個合理的受力。確保受力體系的合理受力，就不能進行盲目的分析，要嚴格依據(jù)力學上的各種要求，對不同的結(jié)構(gòu)體系進行比較，分析其各自好的地方與不好的地方，對所有的因素進行綜合考慮，篩選出整體符合要求的若干個結(jié)構(gòu)體系，接著再將其它的影響因素考慮進去。 （二）要讓結(jié)構(gòu)方案對建筑物造價影響合理     在對建筑結(jié)構(gòu)方案的進行經(jīng)濟分析的過程中，一般只是對一次性投資金額進行考慮，這樣的考慮方法是比較片面的。通常情況下，一幢建筑物的使用壽命是五十年，在這五十年間，還會發(fā)生許多其它的費用，比如，一般維護與維修的費用、災后重建的費用等等。不同的結(jié)構(gòu)方案在使用期間所需要的維護與維修費用也不同，這些費用的數(shù)額是不能夠被忽視的。所以在進行結(jié)構(gòu)選型的過程中必須將這個因素考慮在內(nèi)。例如，對于一幢高層建筑，如果選用鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)方案，由于鋼材易于銹蝕，在建筑物的整個使用過程中，要對建筑物的構(gòu)建定期進行防銹蝕處理與維護，對于一些有問題的或者過度老化的部件要及時的進行更換，在建筑整個的使用期限內(nèi)，這樣的鋼結(jié)構(gòu)維護費用是非常巨大的。但若采用了鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)方案，則只需要極少的維護或者根本不需要對其進行維護。在建筑的使用過程中基本不會發(fā)生維護的費用。所以在對類似的高層建筑進行結(jié)構(gòu)方案的選擇時，必須綜合考慮權(quán)衡各方面利弊才能得出令人滿意的決策結(jié)論。 二、施工水平對高層建筑結(jié)構(gòu)選型的影響 （一）先進施工技術(shù)是實現(xiàn)先進結(jié)構(gòu)型式的前提 在高層建筑施工的過程中，施工隊伍的施工技術(shù)與施工水平對建筑的結(jié)構(gòu)形式有著非常大的影響。正是由于科技的不斷進步，使得各種大型起重機械及各種建筑機械例如混凝土泵等機器的不斷問世，才使得施工技術(shù)與施工水平不斷提高，最終讓各種結(jié)構(gòu)型式的問世變得更加容易。因此，只有不斷提高自身的施工技術(shù)，加強創(chuàng)新，才能夠更加容易地實現(xiàn)先進結(jié)構(gòu)形式。 （二）建筑結(jié)構(gòu)方案要密切與施工條件相結(jié)合     一方面，如果現(xiàn)有的施工技術(shù)條件不具備所選用的施工方案所要求的技術(shù)高度或所選用的結(jié)構(gòu)方案不適應現(xiàn)有施工技術(shù)能力，整體工程的建設將會變得很難。例如，在選擇裝配式框架結(jié)構(gòu)方案時要對施工單位焊工的技術(shù)水平進行認真的考慮，只有焊工的技術(shù)水平符合所選結(jié)構(gòu)要求的水平才可以進行施工，不然將嚴重影響工程質(zhì)量。決策人員需要在結(jié)構(gòu)選型時進行周全的考慮，如果決策人員在決策時考慮不夠全面，將會給施工單位的施工帶來一些原本可以避免的困難。所以，在結(jié)構(gòu)選型的過程中，設計人員與施工單位人員要進行充分的溝通，共同探討在施工過程中可能遇到的問題并探討解決方法。另一方面，選擇結(jié)構(gòu)型式時要結(jié)合施工工藝因素考慮工程的具體施工條件，許多相同的結(jié)構(gòu)形式有著不同的施工工藝。而不同的施工工藝對建筑隊伍有著不同的要求，對建筑結(jié)構(gòu)也有著方方面面的影響，只有綜合考慮各種因素，才能夠找出真正適合的施工方案。 三、建筑結(jié)構(gòu)材料對高層建筑結(jié)構(gòu)選型的影響 隨著科學技術(shù)的發(fā)展，新的結(jié)構(gòu)材料如高強砼、輕骨料砼、復合材料中的鋼管砼、鋼纖維砼等等不斷誕生，新結(jié)構(gòu)材料的不斷出現(xiàn)使得傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式發(fā)生了很大的變革，眾所周知在傳統(tǒng)的建筑材料中，鋼材符合輕質(zhì)又高強的條件，在國外高層建筑中很多采用鋼結(jié)構(gòu)體系，鑒于我國國情和條件，絕大部分高層建筑都采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)體系，且一般都采用普通鋼筋砼、混凝土及鋼材的強度等級不高，建筑物的自重一般平均在 12~17kN/平方米。據(jù)統(tǒng)計，在我國已建成的高層建筑中，自重小于 12kN/平方米的只占 22%而大于 14kN/平方米的占 46%，總的來說，自重偏大給設計、施工、材料運輸、結(jié)構(gòu)抗震性能及結(jié)構(gòu)技術(shù)經(jīng)濟指標帶來較多不利影響。因此在考慮了材料的供應狀況的前提條件下，優(yōu)先選用能減輕建筑物自重的結(jié)構(gòu)材料是很有必要的。 結(jié)語：     工民建高層建筑結(jié)構(gòu)選型的決策對于整個工程項目有著至關重要的作用。其整個過程相對較為復雜，它所涉及的學科多、綜合性強，其選型受著很多因素的影響與制約。只有相關人員在這個過程中密切配合，以認真負責的態(tài)度來工作，及時發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，并且善于學習，才能夠讓建筑結(jié)構(gòu)選型變得越來越合理。 參考文獻： [1]張世海，劉正保，張世忠.高層建筑結(jié)構(gòu)選型需求分析[J].四川建筑科學研究.2004,12:1-2. [2]侯義軍.工民建高層建筑結(jié)構(gòu)選型因素分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品, 2011, 13:166-167. [3]李國強.我國高層建筑鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的主要問題[J].建筑結(jié)構(gòu)學報.2008,12:24-25.