关于高层建筑结构设计要点的剖析论文_张瑾玉

关于高层建筑结构设计要点的剖析论文_张瑾玉

(内蒙古工大建筑设计有限责任公司,内蒙古呼和浩特010051)

摘要:随着经济的快速发展,城镇化也得到了快速的发展,城市建筑发生着日新月异的变化。城镇化进程使的城市人口不段的激增,导致城市土地越来越少,这对城市建筑业提出了更高的要求。城市为缓解巨大的人口压力及城市环境的压力,带动了高层建筑的发展。目前,高层建筑已成为城市建设中的重要部分。本文从高层建筑结构设计的特点及结构布置的原则为出发点,探讨了高层建筑结构中的设计要点,旨在为今后的研究提供理论基础和技术指导。

关键词:高层建筑;结构设计;要点

前言

虽然随着城市人口越来越多,城市的土地面积也越来越拮据,但是城市人口的增多,也推动了城市建筑的发展,这对我国的建筑行业提出了新的要求,近年来建筑设计人员越来越寻求空间上的新突破,以此推动了高层建筑技术和水平的稳定发展,高层建筑已经成为城市中必不可少的元素,随着人们生活水平的提高,人们对建筑的要求也越来越多,人们更加关注生活品质,因此应当注重如何推动高层建筑的结构设计,使城市中的高层建筑不仅能够满足人们的生活居住需求,还能增加城市美观立体,成为一道城市的亮点的风景线,建设城市形象等。

1高层建筑结构设计的特点

1.1控制指标

高层建筑与低层建筑因楼层有较大差距,在结构设计中的侧重点也有所不同。高层建筑中的结构侧移是较为重要的设计,因为楼层的高度会使结构侧移程度变化较大,所以在设计的过程中,要注重结构侧移应当在某一控制范围之内。

1.2轴向变形

轴向变形在建筑设计的过程中也是不可忽视的部分。因为在高层建筑中,随着竖向荷载数值的增大,在竖向构件中可能会引起比较大的轴向变形,导致连续梁弯矩产生重大影响,容易使建筑产生不稳定的因素,不利于建筑的稳定持久,因此,建筑的结构设计,应该注重轴向的环节。

1.3水平荷载

水平荷载是建筑结构设计的重要元素,但是,因为竖向的荷载所导致的轴力和整个建筑物的高度的一次方之间是正比关系,而水平荷载所导致的倾覆力矩和竖向的构件所产生的轴力这两者和整个建筑物高度的二次方之间也是正比的关系; 那么,也就是说,如果建筑物的高度不断的增加的话,这个值也是以几何级别的不断增大,也就会对建筑结构带来逐渐增大的影响,也就慢慢的成为了结构设计当中的一个关键的控制因素。在复杂的高层建筑的构造设计中,往往会出现外形上不规则不对称的情况,这些情况会发生不同程度的凹凸变化,应当根本风力以及建筑楼层的实际情况,设计出符合风向风力以及承重的楼表层,使其能够适当承受风力的压力。

1.4结构延性

结构延性是设计中较为重要的设计指标,它可以使得建筑在遭遇地震的时候,发挥出变形能力,塑造因地震而产生的倒塌变形。结构延性会因楼层的高低程度而产生不同的效果,在高层建筑中它会表现的更加柔软,产生更大的变形。在高建筑中结构延性的应用十分广泛。

2高层建筑结构的布置原则

2.1结构立体布置

结构立体布置的最基本原则是均匀和规则。上下楼层收进的尺寸应该加以控制,不能随意的进行收进,从而造成体型较小的情况发生。高层结构应设计成刚度自上而下逐渐增加的形式,反之,高层建筑将会形成薄弱层,有的甚至会引起建筑的全面倒塌。

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2.2结构平面布置

高层建筑不能够采用严重不规则的结构布局,应尽量的采用平面性状简单、对称的形状,这样可分散高层建筑的应力。当由于使用功能与建筑的要求必须采取平面布置不规则的情况下,应将高层建筑分割成几个部分,将这几个部分设计成简单、对称、规则的结构单元,对于地震区的建筑,这些原则更为重要。

3高层建筑结构设计要点

3.1加强高层建筑结构荷载设计

高层建筑相应的载荷是其结构设计的重要部分,其直接影响整个高层建筑结构的稳定性。在高层建筑结构设计中,应特别注意垂直荷载和水平荷载问题。对于水平荷载设计来讲,应尽可能的控制其倾覆力矩的出现,防止高层建筑的结构受损。对于垂直荷载来讲,最为关键的是应该确定高层建筑的高度,保证高层建筑的稳定性。

3.2注重高层建筑结构设计的细节

细节决定成败,高层建筑结构设计也不例外。在高层建筑结构设计的过程中,应将一些重点问题细化成各个小元素,并对其进行恰当的设计,这样才能真正的实现其最终的设计目的和设计价值,提高高层建筑结构设计的水平。

3.3注重高层建筑结构设计的整体性

对于高层建筑的结构来说,单单从结构几何空间来看,其整体性也是极为关键的一点,并且这种整体性对于高层建筑结构来说具备着极强的现行价值,也是保障其整体稳定性和牢固性需要重点关注的一点,对于这种整体性的实现来说,剪力墙是必不可少的一个组成部分,合理的设置相应的剪力墙结构,促使其高层建筑的结构能够在较大程度上具备完整结构空间的特点就能够在较大程度上确保这些高层建筑具备较强的结构稳定性。

3.4抗震结构设计

对于地震方面的设计,主要是要优化抗震结构。抗震问题,在高层建筑结构设计中的地位是不可小觑的。高层建筑本身的高度,使得其建筑要求较高,要优化设计建筑结构的构件位置,使得结构压力均匀分给每个构件,不会出现承压不均而导致地震时的严重破坏。对于非结构构件也要考虑其材料的安全性能。高层建筑的地震结构设计,最重要的是对地基的选择与设计,地基是建筑的根本,一旦发生破坏,上部结构将无所依靠。因此在进行结构设计时,必须重视地基的设计,优化其抗震能力,设计出既节省材料又安全可靠的地基。以确保建筑物有足够的强度和刚度抵抗地震的危害。

3.5对于短肢剪力墙的设置

相关的标准与要求明确规定,对于墙肢来说,其的截面的高度与厚度的比值在5~8间的墙就是短肢剪力墙,务必严格依照以往施工情况,同时结合本工程的具体情况对高层建筑短肢剪力墙进行设置。必须根据标准,对短肢墙进行均匀分布设置,尽最大的可能使其在局部范围内错开,对墙肢的厚度进行合理的设置,不可过厚或者过薄,尽量避免间隔墙表的凹凸不平的现象,为方便高层建筑施工同时保证建筑结构的稳定性,对于短肢剪力墙的厚度,应设置在2m~3m范围以内,部分剪力墙可以和较长的墙或者异形柱相混合。

3.6建筑的基础方案

在进行高层建筑结构的基础设计时,必须对高层建筑结构的荷载分布、高层建筑工程的地质条件、高层建筑的施工条件重点考虑。同时在进行高层建筑结构的时候,还要考虑对地基潜力方面的挖掘,所以在结构设计阶段,就要充分了解并掌握工程地质勘查报告的内容以及技术参数,以便研究出科学合理的高层建筑结构基础方案。对于建筑结构的设计方案,一般要满足以下两方面的要求:第一是合理的结构受力特性以及建筑的力学性质。第二是保证经济成本的合理性。除此以外,在高层建筑的结构设计方案内,也必须对地理地形条件、工程施工的要求、地质条件、施工方案及建筑设备安装等具体的因素进行充分的考虑,协调各方面因素,选取最优的结构设计方案。

4结语

随着城市化的速度日益加剧,城市的建设用地面积也越来越紧张,城市的建筑也越来越多的向高层和高层发展,以此解决用地紧张的问题,可以提高用地的效率,也使得建筑更加立体美观。更多的设计人员选择高层的设计构造,但是高层的建筑设计要求设计人员具有较强的专业理论和实践经验,而且建筑设计人员还应当更加熟知建筑设计的相关条文和设计规范,应当在安全稳定的前提下设计建筑构造。以此使得建筑结构更加优化安全,提高其安全稳定性,同时也能降低建筑设计的成本,为城市设计出更多美观舒适安全的建筑。

参考文献:

[1]阴杰,曹京华,陈克勤.高层建筑的结构设计观念[J].山西建筑,2013(08)

[2]方浩波.高层建筑结构设计中的要点及问题[J].中华建设,2012(07)

[3]李邱冀,赵丽,李晓娜.高层结构设计需控制的重要指标及处理方法[J].科技传播,2011(08)

论文作者:张瑾玉

论文发表刊物:《建筑建材装饰》2015年10月下

论文发表时间:2016/9/13

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