工民建高层建筑结构选型因素相关研究

发表时间:2021/8/31   来源:《城镇建设》2021年第4卷第11期   作者:伍柯
[导读] 在工民建高层建筑的结构形式选择过程中,需要考虑的因素比较多,
        伍柯
        新化县建设工程质量安全监督管理站
        摘要:在工民建高层建筑的结构形式选择过程中,需要考虑的因素比较多,综合性较强,不仅要考虑经济层面,还要从建筑结构的受力合理性方面分析其可实施性,建设地的地形地质对建筑的形式也有很大的影响,因此,需要专业人员相互配合,共同努力进行决策。本文主要分析了工民建高层建筑的结构选型因素的相关研究。
        关键词:工民建;结构选型;影响因素;
        随着我国经济的蓬勃发展,城镇化进程加快,房地产行业热度不断上涨,高层建筑的数量呈现逐年上升趋势,建筑结构形式也是多种多样。一般来说,建筑的结构形式跟建筑的用途是有直接关系的。建筑的外形构造、内部的布局以及内部空间大小的规划都会影响建筑的结构选型。例如住宅楼,普通住宅因为其采光以及你内部规划的要求和空间格局大小的限制,要求其墙体有很好的承重性能及侧向刚度较大,因此一般多采用剪力墙结构。用途单一的建筑其建筑的结构形式也会比较单一。建筑用途多时则会考虑将多种结构形式合理搭配使用。
        一、工民建高层建筑结构选型的基本要求
(一)建筑结构选型要保证建筑受力合理
        在进行高层建筑结构选型时,因建设地的气候、地质水文情况以及周边环境存在很大的区别,因此,要综合考虑这些因素对建筑的结构选型的影响程度,同时,每一种结构形式的受力特点是不同的,如抗剪力、抗震性等,例如框架剪力墙结构其在承受较大的水平力的同时还能承受竖向的压力,其空间布置的灵活性比较好,空间较大。所以比较适合高层住宅。其次,建筑的结构选型还要考虑建筑的主要用途。建筑的用途很大程度上决定了建筑的结构形式,例如住宅多采用剪力墙或者框架剪力墙结构,而商业项目对空间的要求比较高,因此多是选择框架结构,而工业类项目一般采用钢结构形式。在高层建筑中,如果应用多种结构形式则要注意几种结构形式的合理选择,从根本上分析各种结构形式的受力特点,总结出每种结构形式的优点及不足之处,并结合建设要求及建设地的实际情况,选择合适的受力组合,进而选择合理的结构形式组合,这个结构形式组合要在受力特点上形成互补,受力合理,合理规避因客观原因导致的受力缺点,使建筑达到受力均衡,分布合理且不影响建筑的美观性[1]。
(二)建筑结构选型要保证经济性
        不同的建筑结构选型,决定了采用的施工材料及施工工艺,从而影响了建筑的造价。施工材料及施工的工艺很大程度上决定了工程的造价。例如在钢结构建筑形式中,其钢材的用量非常大,而钢材的单价相对普通的水泥砂浆来说高出很多,所以一般钢结构的造价会高一点。又例如,框架剪力墙结构和剪力墙结构相比,框架剪力墙的造价就高一点,因为在框架剪力墙结构中,框架结构的钢筋耗费量比较多,其承重的框架梁和框架柱以及板中分布的钢筋多,而剪力墙结构相对来说就少一些。另一方面,建筑结构选型决策不是一次性投资,而是要从建筑的全寿命周期出发综合考虑,仅仅考虑建设期的一次性投入是不全面的,因为在后期因为建筑结构的不同其运营期的各项费用也会存在较大的差异,例如维修保养费用、遭到破坏需要修补[2]。建筑结构选型的不同会影响建筑后期的维修保养费用,例如钢结构虽然结构刚度大、抗剪性能好,但是其最大的缺点便是易锈蚀,因此需要进行防锈处理,而混凝土结构形式的则没有这项花费。因此,在建筑结构选型时,要综合考虑各方面因素导致的利弊,这样才能做出更加经济合理的决策。


        二、工民建高层建筑结构选型的影响因素
(一)施工水平对建筑结构选型的影响
        施工单位的施工技术水平对建筑结构选型的成功与否有着直接的影响。在现今社会,随着经济和技术的发展,工程机械被广泛的应用在工程建设中。这些机械应用使得关于建筑的各种设想成为现实。例如混凝土泵车不仅能保证混凝土的各种性能符合施工要求,也能节省人力物力,加快施工速度,保证建筑结构的质量达到预期的效果。其次,高质量高要求的建筑结构需要先进的施工技术作支撑,如果施工技术不能满足建筑结构形式的要求,则会导致最终的工程质量不能符合设计和建设要求,造成严重的安全隐患。例如,如果高层建筑选择了装配式的建筑结构形式,这是一种相对来说比较先进的建筑形式,虽然有很多优点,可以节省时间、不受地理条件的影响等,但是其对构件之间的连接技术要求特别高,因此使用这种结构形式时,要有足够的连接施工技术作为支撑,才能保证最终的施工质量。最后,具体的施工工艺及施工技术条件也是一个重要的因素。建筑结构选型的不同会采用不同的施工工艺,进而影响施工的进度及耗费的各种资源量。而资源的消耗量的多少和施工进度的快慢跟工程质量有直接的影响。施工技术条件是保证高层建筑结构形式方案完美落地的重要因素[3]。如果选择的建筑结构形式以当前的施工技术条件无法完全满足,一定程度上会加大施工的难度,拖延施工工期。因此对建筑结构形式的选择时,要综合考虑施工工艺以及现场的施工条件。
(二)施工材料对建筑结构选型的影响
        随着经济和技术的发展,社会不断进度,各种新鲜事物应运而生。建筑业中也产生了很多新型的材料,例如高强混凝土、轻骨料混凝土及钢纤维混凝土等,这些新材料的产生也对建筑的结构形式产生了一定的推动作用。在我国传统的建筑结构中多是采用混凝土结构,虽然有效的保证了建筑的承重及受力合理,但是也增加了建筑本身的重量,而且,自重较大的建筑材料会对材料运输和施工造成一定的困难,而且对建筑地基承载力的要求也比较高,而一般高层建筑中,地基的资金投入占到建筑总投资的很大一部分,特别是在高层建筑普遍设置地下室的情况下,其地基资金投入随之增加,在软弱地基中占比更多。因此,使用自重较轻的建筑材料能有效减少建筑的地基投入,从而节约建设成本。另一方面这些传统建筑材料为了达到建设要求需要针对性添加一些改善材料性能的外加剂,如减水剂、早强剂、引气剂等,这些外加剂的使用一定程度上增加了建筑的建设成本。[4]而那些性能更加优越、自重更加轻的新型材料的出现,改善了自重大、运输难以及结构抗震性对建筑带来的众多不利之处。有助于优化建筑结构性的选择方案,使很多建筑结构形式成为现实。因此,在考虑材料的成本及供应量的前提下,新型高性能、自重轻的材料是建筑施工的首要选择。
        结束语
        总而言之,高层建筑是为了适应社会发展,改善人们的居住和生活环境而产生的的。而工民建高层建筑的结构选型受到很多因素的影响。首先是建筑结构的受力均衡性和合理性,其次就是建筑建设经济性,在建筑结构选型时,不能仅考虑建设期的一次性投资还要从工民建高层建筑的全寿命周期综合考虑,包括运营期的维修及灾后重建的费用。同时,施工过程中施工单位的施工技术水平、施工的工艺以及建筑施工材料的应用,也是影响建筑结构选型好坏的重要影响因素。在高层建筑结构选型是一个综合性比较强,涉及的专业及因素较多,因此要经过周密的结构受力计算、分析对比,进而选择经济性合适且受力合理均衡、适合建设地的结构组合。
参考文献:
[1]杨大尧. 工民建高层建筑结构选型因素相关研究[J]. 四川建筑, 2012(02):117-117.
[2]侯义军. 工民建高层建筑结构选型因素分析[J]. 中国新技术新产品, 2011, 000(013):167-168.
[3]王鋆威, 王芳. 工民建高层建筑结构选型因素分析[J]. 科学技术创新, 2013(34):187-187.
[4]廖仅兵. 工民建高层建筑结构选型因素相关探析[J]. 城市建筑, 2013, 000(012):53-53.
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