高层建筑结构选型及其经济性分析

文/杜向阳 赵成明，.身份证号：404898593839；.身份证号：405988053034

高层建筑结构选型及其经济性分析

文/杜向阳1赵成明2，1.身份证号：410482198512293839；2.身份证号：410522198805132034

我国的高层建筑结构设计更多把关注点放在具体的问题上，而忽视了前期设计中的经济性分析，造成了很多的经济浪费，在一定程度上影响了我国高层建筑结构设计的发展。

高层建筑；结构选型；经济性

1 高层建筑结构选型要点分析

1.1 竖向承重结构的选择

高层建筑对竖向承重结构进行选择时，首先要考虑建筑物的高度和承重的需要，不同的建筑结构所能够承受的重量和实用的高度各不相同，需要注意。一般情况下，框架结构适用于层数较少、高度较低和方针需求降低的建筑;框架一剪力墙结构适用于大多数高层建筑的需要;筒体结构适用于超高层建筑和对防震要求较高的建筑。建筑的用也是进行竖向承重结构选择的关键，一般可以按照住宅建筑、商业建筑和公共性建筑三类。

1.2 水平承重结构的选择

水平承重结构是保证高层建筑整体稳定性的重要结构，其选型一般包含以下几种:平板结构、无梁楼盖结构、密肋楼盖结构等。其中，平板结构包括有单向板和双向板，其优点是板底平整，结构高度低，不适用吊顶，适用于剪力墙结构和筒体结构。缺点是当建筑水平跨度较大时，楼面的重量太大，不宜采用。一般非预应力平板不应超过6m，预应力平板不应超过9m。无梁楼盖一般在公用建筑中采用，可以增加版主连接的可靠性。普通的钢筋混凝土楼面的跨度为6m以内，预应力混凝土楼面的跨度可以达到9m。在跨度较大而高度受到限制的情况下，一般采用密肋楼盖进行施工。楼盖结构的选择应满足以下要求，即建筑高度超过五十米时，框架一剪力墙结构、筒体结构等复杂的高层建筑结构，应该采取现浇楼盖的方式进行;房屋高度小于五十米时，应该按照防震的等级进行选择，即6,7级抗震结构应该选择装配整体式楼盖、防震等级为8,9级时，应该采用框架一剪力墙现浇楼盖结构。此外，应该注意的是，混凝土强度等级要在C20-C40之间。

1.3 下部结构选择

基础结构对于高层建筑来说具有重要的意义，是保证上部建筑安全和牢固的必要基础。下部结构的选择，直接关系到高层建筑的安全和施工造价、工期等。高层建筑下部基础结构主要包含有柱下独立基础、交叉梁基础、片筏基础和复合型基础四种。柱下独立基础适用于地质条件较好、高度较低的高层建筑;交叉了基础适用于地质一般、高度较低和框架一剪力墙和剪力墙建筑结构;片筏基础适用于土质较弱但高度较低或者土地较好但高度较高的情况，可以比桩基础更加的利于施工和减少成本，缺点是刚度较弱，对不均匀沉降、裂缝和变形的要求较高。复合型基础适用于地质较弱和高度较高的情况，可以满足较高层建筑的结构要求。

2 高层建筑结构体系经济性分析

高层建筑结构的经济性分析是整个设计过程中的重点内容，然而当前我国的很多建筑设计部门都忽视了这一问题。随着社会的发展，人们对性价比的追求越来越高，特别是建筑行业，同一项工程，在质量想同的前提下，成本有着很大的差异。所以，要想实现我国建筑行业的再发展，就必须得考虑到建筑整体的经济性。高层建筑的结构关乎到它的经济性，因此在设计的过程中，经济性分析的过程十分必要，这是降低成本的关键策略。以目前的实际情况而言，高层建筑的成本有50%到70%是源自于它的结构，搞好结构的经济性分析，不仅能够更好的控制建筑的成本，还可以把握好工程的施工周期，落实好质量的管理。关于结构设计中的经济性分析，主要可以从以下几个方面入手分析:

(1)建筑材料的选择。建筑材料是根据建筑的结构确定的，这其中涉及到了整体结构的稳定性和安全性。但并不是所有的材料都要选择最贵的和最好的，优势一些普通的材料就可以满足设计的需求。如结构钢材的选择，很多时候优质钢就可以满足设计的所有需求，但是在技术不成熟的情况下，分析不够完善，为了保证设计的可行性，选择特种钢。整个工程下来，就会极大增加结构的成本。特别是在设计的可行性分析时，验证受力与材料之间的关系，只要大于相应的需求就可以，在保证不影响质量的前提下，选择性价比较高的材料，就可以在一定程度上降低建筑的成本。

(2)建筑结构的施工操作选择。高层建筑的施工一般较为复杂，施工的工艺也设计到了多个方面。因此，对于施工操作的选择也直接影响到施工的成本。在这方面，我国的技术还不够成熟，所以为了保证建筑工程的质量，往往选用较高的工艺。虽然这种做法提升了建筑的安全性，却增加了建筑的成本，造成了不必要的浪费。

(3)结构线路的布置。高层建筑的线缆往往选择可承受大电流和高电压的集成线，这种线缆的成本很高。如果整体建筑的结构较为复杂，不利于线缆的布置，则会增加线缆的用量，进而增加整个建筑的成本。

上述的几点为高层建筑结构设计中对经济性影响较大的，其他环节也会影响到建筑的成本，如工期的控制、设计的行业规范和结构的实现难易度等。这其实和我国发展的实际情况相关，正是因为技术的不成熟和相关的理论研究较少，才造成了当前的结构经济性分析问题。有时增加结构的成本也是无奈之举，只能在经济性和质量上选择质量。当然，关于经济性分析的不重视也是重点的影响因素之一。要改变当前高层建筑的结构选型和经济性，还有很长的路要走。

3 结语

我国的高层建筑发展较为迅速，因此造成了发展的不协调。在社会主义市场经济环境下，建筑行业要取得自身的发展，不能够只靠自身的质量，还要在这个前提下提升自己工程的性价比。目前，国内的结构分析主要还是集中在可行性上，各项校核也是针对质量问题。这种现象本没有错，但是忽视经济性分析阻碍着建筑行业的发展，要把前期的结构可行性分析做得更加细致，这样才能推动该行业的进步，让高层建筑满足当前社会的需求。

[1]钟国华．高层建筑结构设计及某工程结构选型探讨[D]．重庆大学,2006．

[2]胡晓彬,刘阳．超高层建筑结构选型与经济性分析[J]．工程经济,2016．

[3]张世海,刘正保,张世忠．高层建筑结构选型需求分析[J]．四川建筑科学研究,2004．