高层建筑结构设计与施工措施探讨

徐世恩

（甘肃云海帆建筑工程有限公司）

0 引言

高层建筑是现代城市发展状况的一个重要标志，在一定程度上，代表了城市的经济发展和居民生活水平。随着人们生活水平的提高，人们对高层建筑的功能需求已不再停留在经济性，实用性。人们更多的开始追求建筑功能的多样性、建筑的安全性、建筑的宜居适用性以及美观特性等等，但安全性是所有功能中的最重要一个，这就要求设计人员要保障建筑结构设计的质量，施工方要领会设计意图，保证施工环节的规范性，确保施工质量，在达到安全性的前提下才能满足人们对建筑的多样性需求，保障建筑的价值，满足人们的需要，进而促进建筑领域的进一步发展。

1 高层建筑结构设计重点

1.1 平面布局设计

在高层建筑设计中，概念设计是重中之重。结构平面布置应力求简单、规则，避免刚度、质量和承载力分布不均匀，是抗震概念设计的基本要求。设计环节中，因平面荷载分布不均匀或平面布置不合理，做不到三心合一的要求，在荷载作用下便会导致一定的扭转现象出现。平面不规则的建筑物在地震时容易产生不规则振动，产生较大的震害，所以要控制建筑平面布置的规则性，比如平面长宽比、局部外伸突出尺寸等不宜超过规范限制。因此设计人员要采用较为规则的建筑形体，并保证其质量分配的均匀性。在一般状况下，不建议采用T 或L 形来作为建筑形体。角部重叠和细腰形的平面图形，在中央部位形成狭窄部分，在地震中容易产生震害，尤其在凹角部位，因为应力集中容易使楼板开裂、破坏，不宜采用。如采用，这些部位应采取加大楼板厚度、增加板内配筋、设置集中配筋的边梁、配置45°斜向钢筋等方法予以加强。

当对建筑立面效果或平面布置存在一定的特殊需求时，结构设计过程中要针对具体特征精密计算，针对性的采取加强措施。

1.2 抗震性设计

在抗震设计中，设计人员要首先确保结构设计的规则性，合理布置抗侧力构件，保障体系承载力构件布置的合理性。为了确保建筑竖向承载力的稳定性和均匀性，设计者要使抗侧力构件的刚度及强度均匀变化，防止竖向刚度突变。

其次，要正确确定建筑的抗震设防类别，设防烈度，场地类别，基本周期，地震加速度值等参数，准确确定建筑抗震等级。要合理选用建筑材料，条件允许的情况下尽可能采用高强钢筋，高强混凝土等，确保设计采用的材料满足抗震要求。

采取切实可行的抗震构造措施，在供暖供水、机电设备安装，以及建筑装饰件安装等环节，采取可行的措施，达到建筑构配件抗震设防的要求。

此外地基基础的抗震设计也比较重要，准确的地质资料，精密的承载力、刚度、变形计算，保证地震时的地基基础变形及承载力等满足抗震要求，在地基设计中，设计人员要对因地震会导致的破坏状况进行全面分析，以此来进行针对性的抗震设计。具体包括如设计合理的埋桩深度，优化剪力墙结构布局等等。

1.3 抗风性设计

高层建筑抗风安全性设计，最有效的手段是采用有利于减小风荷载的建筑立面，风荷载计算关键在于准确确定风荷载大小，同时需要坚实稳定的地基来承载上部荷载，对软弱地层要采取换填、地基处理或桩基础等方案，保证基础的安全性和稳定性，尽量避免因水平作用力而对建筑结构产生不利影响。此外设计人员要将能耗原理结合起来，以此来布置建筑支撑、梁柱以及剪力墙等结构[2]。最后，设计人员要设法将结构刚度以及承载力提升，对风荷载以及其他承载力进行周密的计算，保障应对复杂多变的风荷载状况，提升设计结构的准确性，保障建筑的抗风性能，在基本风压较大地区，更应慎重对待。

1.4 抗震构造

高层建筑的抗震构造十分重要，设计人员在设计工作中，要准确计算，并满足有关规范对具体构件及结构的抗震构造措施要求，如箍筋间距、配筋率、特一级的配筋要求，混凝土最低强度要求等。

此外，结构设计过程中，要考虑施工的方便性，可行性，经济性，合理性，比如后浇带设置数量，能少则少。结构构件布置要考虑将来的使用方便，美观大方，不能为了安全性把其他要求统统抛弃，应该是一个综合考虑，逐步完善，最终提供一个最优的设计文件。

2 高层建筑结构施工措施

在工程施工中，施工方要从整体高度上对具体环节进行把控。首先，在施工前施工方要认真分析领会图纸的意图，编制具体的施工方案，按照图纸要求来开展工作，并从具体的施工需要出发，制定针对性强、切实可行的施工方案组织施工，保障各项施工符合规范要求[3]。

2.1 深基坑施工

在深基坑的施工中，施工方要对施工区域的工程地质和周边环境状况进行分析，因地制宜编制可行的施工方案，保证方案的合理性。在施工期间，施工方要重视各种因素带来的影响，例如多雨季节不宜施工膨胀土地基，进行基坑开挖时，要合理控制开挖深度及开挖坡度，避免因落差过大或坡度过大，导致土体发生失稳或坍塌，保障工作面土体的抗剪承载力，需要支护、降水等就按要求实施，部分方案还要组织专家论证，按论证意见修改后方案实施。高层建筑的深基坑施工，会受到很多因素的影响，因此设计人员和施工方都要针对各类状况进行综合考虑，保障各环节施工的规范性，并避免对周边的环境带来过大的不利影响。监测工作是能保障高层建筑建设质量的重要环节，在施工期间监测人员要将周边的状况进行综合性监测，以此为建筑结构的设计和施工提供技术指导。

2.2 后浇带施工

在后浇带施工前，施工方要确保已浇筑部分混凝土的强度达到设计要求，龄期达到设计规定时间。为控制混凝土的收缩程度，施工方可添加合理比例的外加剂，并控制水胶比在0.4 之内。采用泵送混凝土时，施工方要控制好泵送高度，防止混凝土拌合物离析。同时施工方要在水泥中添加适量膨胀剂，添加量应通过试验确定。在混凝土的浇筑前，施工方要对后浇带的表面开展清洁工作，清理好水泥浮浆和污渍等，并采用高压水枪冲洗结合面，让新旧混凝土的接触能够更加充分。针对生锈钢筋，施工方要利用钢丝网或其他工具除锈，保证与混凝土的粘结强度，对后浇带单独支模，以此保障混凝土振捣的密实性，保障混凝土的强度。此外，施工方在保护钢筋结构时，可采用刷素水泥的方法来进行，在混凝土浇筑中利用覆盖防护的方式，降低钢筋的受压变形和污染状况。

2.3 转角窗施工

在转角窗施工时，施工方要确保角窗部位楼板厚度以及钢筋位置的准确性，采用成品间隔件保证钢筋保护层厚度及混凝土浇筑厚度，采用焊接钢筋网或逐点绑扎方式确保钢筋位置准确，在混凝土浇筑过程中，安排专人检查钢筋位置，防止作业人员踩踏钢筋，当现浇板的浇捣作业完成后，施工方要及时开展养护工作，及时进行洒水保湿、保温工作，以此避免因保护措施不到位而导致混凝土硬化中出现失水开裂的状况发生。当施工时的温度较高时，施工方要加强混凝土养护工作，适度提高浇水的次数和水量，并延长现浇板的养护时间，当强度达到设计要求时，再拆除支撑模板。此外，在浇筑混凝土时，施工方要振捣均匀，不可漏振或者过振。

3 结束语

结合以上，现代高层建筑的不断发展，使得高层建筑的结构设计工作复杂性不断增长，设计环节的一个失误，很有可能会导致整体的设计结果出现问题，进而影响到后续的施工流程，对施工质量、进度都会带来一定的不利影响，严重还会影响到建筑投入使用后的功能。因此设计人员在进行高层建筑的结构设计时，要充分考虑建设地区的工程地质特性，做好应对措施，保障设计成果的准确性和合理性。施工方在进行高层建筑的施工时，要依据设计方案出发，根据实际情况和设计人员做好沟通，合理安排和各个环节的施工流程，提升施工人员的工作规范性，在重点结构的施工中更要做好每一个细节的工作，保障最终的建筑质量，提升建筑的安全性能以及稳定性。优质工程来源于优质设计，同时也离不开优质施工，更需要参建各方都提供优质的服务及合格的产品，设计指导施工，施工要精细管理，高标准严要求执行设计文件及国家相关标准规范，只有这样才能创造出优良工程。