工民建高層建筑結(jié)構(gòu)選型因素相關(guān)研究

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摘要：在我國(guó)各種工民建項(xiàng)目里，高層建筑結(jié)構(gòu)選型的決策對(duì)于整個(gè)項(xiàng)目有著非常重要的作用。其整個(gè)過(guò)程相對(duì)較為復(fù)雜，它所涉及的學(xué)科多、綜合性強(qiáng)，其選型受著很多因素的影響與制約，需要通過(guò)相關(guān)專業(yè)的工程師與專家進(jìn)行不斷的溝通協(xié)調(diào)與密切配合來(lái)完成。本文結(jié)合實(shí)際，對(duì)工民建高層建筑選型因素進(jìn)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(guó)的建筑用地，我國(guó)的高層建筑越來(lái)越多。近些年來(lái)，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(shè)計(jì)師們廣泛地運(yùn)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(fēng)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(shè)計(jì)單位對(duì)建筑結(jié)構(gòu)受力的理解與設(shè)計(jì)方案都有其各自的認(rèn)識(shí)與經(jīng)驗(yàn)，其運(yùn)用的理論也不相同，現(xiàn)在有好多對(duì)于建筑的相關(guān)研究都是建筑完成后，一次施加負(fù)載的方法進(jìn)行各項(xiàng)性能分析研究，對(duì)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(jiǎn)化手算法。這些研究方法都是建立在剛性基礎(chǔ)的簡(jiǎn)化平面上來(lái)進(jìn)行分析，這些研究和不斷復(fù)雜化的建筑結(jié)構(gòu)施工實(shí)際受力狀態(tài)并不是完全相符。正確模擬施工過(guò)程，對(duì)施工實(shí)際受力做出客觀的分析對(duì)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(jì)算基礎(chǔ)包括：有限元仿真分析、利ANSYS建立有限元模型模擬施工過(guò)程受力、利用TBSA建立有限元模型模擬施工過(guò)程受力和利用SAP2000建立有限元模型模擬施工過(guò)程受力三種方法。由于建筑施工過(guò)程非常復(fù)雜、人為影響因素多，不同的理論都有自身各自的優(yōu)點(diǎn)與缺陷，在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行選型的過(guò)程中，必須要綜合考慮各方面的因素，確保受力體系有一個(gè)合理的受力。確保受力體系的合理受力，就不能進(jìn)行盲目的分析，要嚴(yán)格依據(jù)力學(xué)上的各種要求，對(duì)不同的結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行比較，分析其各自好的地方與不好的地方，對(duì)所有的因素進(jìn)行綜合考慮，篩選出整體符合要求的若干個(gè)結(jié)構(gòu)體系，接著再將其它的影響因素考慮進(jìn)去。 （二）要讓結(jié)構(gòu)方案對(duì)建筑物造價(jià)影響合理     在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)方案的進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析的過(guò)程中，一般只是對(duì)一次性投資金額進(jìn)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(huì)發(fā)生許多其它的費(fèi)用，比如，一般維護(hù)與維修的費(fèi)用、災(zāi)后重建的費(fèi)用等等。不同的結(jié)構(gòu)方案在使用期間所需要的維護(hù)與維修費(fèi)用也不同，這些費(fèi)用的數(shù)額是不能夠被忽視的。所以在進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型的過(guò)程中必須將這個(gè)因素考慮在內(nèi)。例如，對(duì)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(gè)使用過(guò)程中，要對(duì)建筑物的構(gòu)建定期進(jìn)行防銹蝕處理與維護(hù)，對(duì)于一些有問(wèn)題的或者過(guò)度老化的部件要及時(shí)的進(jìn)行更換，在建筑整個(gè)的使用期限內(nèi)，這樣的鋼結(jié)構(gòu)維護(hù)費(fèi)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(hù)或者根本不需要對(duì)其進(jìn)行維護(hù)。在建筑的使用過(guò)程中基本不會(huì)發(fā)生維護(hù)的費(fèi)用。所以在對(duì)類似的高層建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)方案的選擇時(shí)，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(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)選型的影響 （一）先進(jìn)施工技術(shù)是實(shí)現(xiàn)先進(jìn)結(jié)構(gòu)型式的前提 在高層建筑施工的過(guò)程中，施工隊(duì)伍的施工技術(shù)與施工水平對(duì)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(jìn)步，使得各種大型起重機(jī)械及各種建筑機(jī)械例如混凝土泵等機(jī)器的不斷問(wèn)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(wèn)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(qiáng)創(chuàng)新，才能夠更加容易地實(shí)現(xiàn)先進(jìn)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(yīng)現(xiàn)有施工技術(shù)能力，整體工程的建設(shè)將會(huì)變得很難。例如，在選擇裝配式框架結(jié)構(gòu)方案時(shí)要對(duì)施工單位焊工的技術(shù)水平進(jìn)行認(rèn)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(jìn)行施工，不然將嚴(yán)重影響工程質(zhì)量。決策人員需要在結(jié)構(gòu)選型時(shí)進(jìn)行周全的考慮，如果決策人員在決策時(shí)考慮不夠全面，將會(huì)給施工單位的施工帶來(lái)一些原本可以避免的困難。所以，在結(jié)構(gòu)選型的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員與施工單位人員要進(jìn)行充分的溝通，共同探討在施工過(guò)程中可能遇到的問(wèn)題并探討解決方法。另一方面，選擇結(jié)構(gòu)型式時(shí)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(duì)建筑隊(duì)伍有著不同的要求，對(duì)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(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)選型的影響 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新的結(jié)構(gòu)材料如高強(qiáng)砼、輕骨料砼、復(fù)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(qiáng)的條件，在國(guó)外高層建筑中很多采用鋼結(jié)構(gòu)體系，鑒于我國(guó)國(guó)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(qiáng)度等級(jí)不高，建筑物的自重一般平均在 12~17kN/平方米。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在我國(guó)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(lái)說(shuō)，自重偏大給設(shè)計(jì)、施工、材料運(yùn)輸、結(jié)構(gòu)抗震性能及結(jié)構(gòu)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)帶來(lái)較多不利影響。因此在考慮了材料的供應(yīng)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(yǔ)：     工民建高層建筑結(jié)構(gòu)選型的決策對(duì)于整個(gè)工程項(xiàng)目有著至關(guān)重要的作用。其整個(gè)過(guò)程相對(duì)較為復(fù)雜，它所涉及的學(xué)科多、綜合性強(qiáng)，其選型受著很多因素的影響與制約。只有相關(guān)人員在這個(gè)過(guò)程中密切配合，以認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度來(lái)工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題，并且善于學(xué)習(xí)，才能夠讓建筑結(jié)構(gòu)選型變得越來(lái)越合理。 參考文獻(xiàn)： [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(xué)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(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品, 2011, 13:166-167. [3]李國(guó)強(qiáng).我國(guó)高層建筑鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的主要問(wèn)題[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào).2008,12:24-25.