摘要:近年来,随着我国经济的快速发展和城市化进程的加速,高层建筑数量越来越多。随着城市化建设的不断推进,导致城市的可用空间也来越小,如何提高空间利用率成为了一个重要议题,高层建筑的出现为解决这个问题提供了可行的解决方案。本文在此基础上做了一定的探究,重点研究了高层建筑结构设计问题及对策,从而更好促进我国建筑行业的发展。
关键词:建筑行业;高层建筑;结构设计;问题;对策
引言
高层建筑顾名思义指的是层楼多和超高度的建筑,我国建筑规范中明确规定了高层建筑指的是建筑层数>10层,高度>24m的民用钢筋混凝土建筑或高度>28m的住宅建筑,由于该种建筑的高度较大,因此,其会受到来自垂直和水平两个方向的荷载,这种高荷载的建筑特征,不仅要求其自身结构的稳定性良好,同时还要求其具备较高的抗震能力,而保证高层建筑使用稳定性和安全性的最关键因素是做好建筑结构的设计。建筑结构设计不仅是工程施工建设的基础,同时也是建筑工程结构的框架,对指导后续工程施工和保证高层建筑结构安全与稳定都具有重要的作用,为此,设计人员需要不断提高自身的结构设计水平和质量,才能保证高层建筑的性能和功能要求。
1高层建筑结构设计中存在的问题
1.1高度超出限值
我国现行规范标准中,对高层建筑进行了明确定义,即层数≥10,高度>27m的建筑为高层建筑。而当建筑的高度超过100m时,则为超高层建筑。在此需要指出的一点是,高层建筑与超高层建筑的结构设计方面存在一定的差别,所以当高层建筑的高度超出限值时,必须按照超高层建筑的设计标准,对结构进行设计。但是,一些超高层建筑结构设计却按照高层建筑结构设计规范进行设计,以达到降低建筑工程成本的目的,获取更多的经济利益。在这种情况下,降低了建筑物的抗震能力和稳定性,尤其在遇到地震等自然灾害时,易出现建筑结构破坏,危及建筑安全。
1.2地基基础设计问题
高层建筑结构的地基基础设计常见以下问题:天然地基设计不合理,地基斜面坡度过大,影响混凝土振捣质量和地基结构的稳定性;地基基础设计未根据实际地质情况选择合适的基础类型,造成高层建筑物出现不均匀沉降;地基基础设计没有考虑到水对地基基础的影响,未能针对地下水位过高问题制定合理的防水设计方案,降低了地基基础稳定性和耐久性;建筑物地下室设计中没有合理设计底板配筋,易导致建筑物不均匀沉降,造成建筑物失稳。
1.3嵌固端设置问题
在嵌固端设计中存在着以下问题:嵌固端没有选择合理的位置,在设计时一些设计人员将嵌固端设置在人防地板或地下室;在设计嵌固端上下层刚度时未能设计合理的比例,或计算嵌固端上下层刚度比例时出现人为计算差错;嵌固端设计对抗震裂缝处理不合理,未能发挥出嵌固端的作用,一旦发生地震等自然灾害,则会给高层建筑结构带来较大安全隐患。
1.4短肢剪力墙设置问题
高层建筑结构设计中存在着增设短肢剪力墙的现象,影响着高层建筑结构的安全性和稳定性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆短肢剪力墙的抗震能力有限,在高层建筑物投入使用阶段会逐步丧失抗震能力,一旦遇到地震等自然灾害,受建筑物整体抗震能力降低的影响,直接会导致建筑物结构断裂或倒塌,造成严重的生命财产损失。
2解决高层建筑结构设计问题的对策
2.1对建筑结构设计方案进行合理选择
合理选择建筑结构设计方案是高层建筑结构设计中最关键的环节,其也是保证后续工程施工顺利开展和高效完成的首要条件,因此,为保障高层建筑结构设计达到使用标准,设计人员需选择出最优化的结构设计方案,而要实现结构设计方案的最优化,在设计过程中就必须要对各方面的因素进行综合考量,首先需保证高层建筑结构设计方案符合建筑设计标准规范和文件制度,尽量避免对高层建筑进行超高建设;其次,设计人员在进行高层建筑结构设计前,还需仔细勘察现场周围环境和综合考量建筑施工现场的实际情况,尤其注重勘察工程所涉及到的地下水位情况、基础土层地质条件、风雪荷载、周围是否存在既有建筑等因素,并根据现场实际情况设计和选择最佳的结构方案,才能确保建筑结构设计方案符合现场实际情况,以及保障后续施工的稳定与安全。
2.2高度重视计算简图的合理计算与应用
计算简图计算是高层建筑结构设计的重要依据,原因是在建筑结构设计过程中,不可避免地会涉及到配筋率、构件尺寸大小、建筑物高度确定等问题,这些问题都属于计算问题,因此,在计算相关内容的过程中还需合理选择计算简图,并确保计算模型或计算简图能够符合实际工程状况。由于高层建筑对结构的荷载承受能力、抗震能力以及其他功能与性能要求较高,其结构设计是一项较为复杂的工程,会导致设计人员在实际选择过程中存在一定的难度,因此,设计人员必须综合考虑高层建筑结构的各方面影响因素,对计算简图进行选择,以立体式和全方位地保障计算过程、结果的精准度。
2.3满足建筑结构设计中的各种性能
科学合理的建筑结构设计方案能够满足各种相应性能要求,这样才能保证高层建筑结构进行长时间的使用和满足各方面的使用要求,并且还能保障建筑物在后期使用过程中的安全、稳定,而高层结构建筑结构设计相关的性能指标主要包含以下几个方面的内容:①保证高层建筑结构设计的稳定性,稳定是高层建筑最重要的性能指标之一,而要提高建筑结构的整体稳定性需要注意多项设计注意事项,其中最重要是合理设置短肢剪力墙和嵌固端;②合理控制高层建筑结构的水平力,在某一平面的水平方向,高层建筑结构会受到地震荷载、风荷载或荷载之间的组合作用,进而易引发建筑在水平方向发生较大的位移,为此,在设计过程中设计人员需合理设置建筑物高度,以控制高层建筑结构的水平力;③高度重视结构的延性设计,一般来说,高层建筑都具有防空设置和≥2层的地下室等空间。这些设置对建筑物的稳定性和抗震效果具有一定的影响,为此,为提高高层建筑的设计延性,设计人员需合理把控高层建筑抗震等级的比例和嵌固端上下刚性比例,以将结构刚度控制在变形限值范围内,为减少建筑结构的共振,设置的结构刚度还需尽量小,才能促进建筑物结构的抗震性增强。
结语
综上所述,高层建筑在设计过程中需要考虑多方面的影响,同时也要把材料因素和施工的因素考虑在内,只有这样才能更好促进我国高层建筑的发展。
参考文献:
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论文作者:王炎彦
论文发表刊物:《基层建设》2019年第22期
论文发表时间:2019/10/29
标签:高层建筑论文; 建筑结构论文; 结构设计论文; 建筑论文; 建筑物论文; 高层论文; 结构论文; 《基层建设》2019年第22期论文;