摘要:在经济发展的推动下,建筑业迅速发展,为了提高土地利用率,高层建筑成为发展的主要趋势。而高层建筑的结构质量直接影响着建筑工程的整体质量,因此,从源头上控制高层建筑的结构质量,结合高层建筑的特点和工程的具体设计,提高高层建筑设计质量。
关键词:高层建筑;结构设计;问题;对策
前言
在经济发展的带动下,建筑行业得到了飞速发展,在建筑用地面积不断减少的背景下,为了提高土地利用率,高层建筑成为主要发展趋势。但是高层建筑结构质量直接影响建筑工程的整体质量,因此,要从源头控制高层建筑结构质量,优化设计方案,结合高层建筑特征和工程具体情况进行设计,提高高层建筑的设计质量。
1高层建筑结构特征
由于高层建筑高度较大,其不仅承受横向荷载,同时也承受着竖直方向的荷载,同时,高层建筑抗震要求较高。通常情况下,高层建筑中高度较低的范围内受水平方向风力负荷的影响较弱,在高度较大的范围内受风和地震影响较大,会产生侧向剪切力。随着建筑高度的增加,高层建筑在外界因素的影响下,会发生较大位移,影响人们居住的舒适度。因此,在高层建筑结构设计中,要综合考虑各种因素,选择合理的设计方案。
2高层建筑结构设计中存在的问题
2.1抗风结构中出现的问题
高层建筑物具有楼层较多的特点,并且楼体的高度也较正常的建筑物高出许多。这样,就会增加建筑物表面风蚀的面积,风在高层建筑物表面的流动性会使楼体表面的质量发生变化。这种情况的出现,会使高层建筑物的表面与空气之间产生动力效应。在这样的动力作用下,风力将会对高层建筑物中的柔软结构产生静态的或者是动态的振动。这种振动将会对整个建筑物产生较大的影响。因此,在进行抗风结构的设计时,一定要具有科学性与合理性,这样才能保证高层建筑物的质量。
2.2抗震结构中出现的问题
在高层建筑物中,抗震结构的设计在建筑物的整体设计中占有非常重要的作用。抗震结构的设计也一直是高层建筑物结构设计上的难点。相关的设计人员缺乏灵活性,经常会将地震的科学规划忽略掉。高层建筑物与普通的建筑物有着一定的差别,在结构设计上也较为复杂。在设计的过程中,设计人员如果不能准确的对地震进行周密的规划,就不能得出精密的抗震参数,这时,就会影响抗震结构设计的完整性。当地震发生时,高层建筑物是最容易遭到破坏的建筑,因此,相关的设计人员应当将这项工作重视起来。特别是处于地震带的地区,更要将这项设计予以重视。
2.3消防结构中出现的问题
在建筑物中,特别是高层建筑物中,消防结构的设计是整个建筑结构设计过程中需要重点设计的内容。在我国的建筑行业相关标准中,对高层建筑物的消防结构提出了明确的要求。规定在高层建筑物中,必须确保高层结构具有科学性以及合理性。但是,据当前的状况来看,在高层建筑物结构的设计中还存在着许多问题。例如:在高层建筑物中,所使用的材料具有易燃性,一旦发生火灾,极易在高层建筑物中蔓延,造成不可挽回的损失。
2.4扭转问题
扭转问题也是高层建筑物在设计过程中面临的一项重要的问题。在高层建筑的设计中,有三个中心,分别为:几何形心、刚度中心以及结构重心。在设计的过程中,应当尽量使这三个中心点集中在一个点上。若不能保证这一点,整个高层建筑将会出现非常严重的扭转问题。
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3提高高层建筑物结构设计的对策
3.1结构方案的合理选择
在进行高层建筑结构设计时,最重要的一点是根据现实情况分析选择适当的的最佳的结构方案。只有选择了准确的结构方案,才能最终保证整个高层建筑结构设计的符合理想的水平,而在进行结构方案的选择时,需要对很多的问题和要点进行考虑。首先,应详细研究和阅读相关法规和标准,以防止所选择的高层建筑结构设计方案违背这些标准和规范;其次,对于选择具体的结构方案来说,也应重点关注施工现场的实际情况,然后再慎重选择,特别是对于施工现场的基础状况和具体的工程规模等,需要进行详细的调查和勘测,并在此基础上选择最佳的结构方案。
3.2建筑物的抗震载荷设计要提高
在高层建筑的设计中,已经对其抗震设计目标进行了明确的规定,并根据不同的区域合理地划分了建筑物的抗震载荷设计。在对高层建筑进行结构设计时,应该符合延展性要求。除此之外,建筑物的抗震载荷设计需要遵循设防的原则,为了避免建筑物倒塌,需要设计多道防线。而其建筑材料应该优先选择质量轻且强度大的,在保证满足结构变形和强度的要求下,对经济因素也能进行考虑,故质量轻轻度大的材料使最佳之选。在结构设计过程中,应在结构上施加控制装置,以加强对结构减震的控制,隔震层应通过安装隔振系统实现,使结构可以有效的延展,减降低建筑物主体对地震的反映,防止建筑物损失太大。
3.3对高度的合理控制
中国有关部门应明确制定高层建筑的高度规定,使高层建筑物的质量能够得到保证。目前,在我国高层建筑的设计中,要求其高度要限制在A级高度范围的的,一些建筑仍处于B级的限制范围内,存在较大的安全风险。而具体规定设置对我国建筑物的高度可以进行明确限制,使更多的建筑物质量达到最佳,具有较高的安全保障。然而,现状和预想值之间还有一定的差距。所以,建筑设计师应该在高度允许的范围内,将其他的参数设计好,使得能够最大限度满足施工要求,确保安全稳定。
3.4加强对计算简图的有效使用
高层建筑结构设计中的结构尺寸和配筋率的大小,对和计算问题相关。这作为重要依据影响着高层建筑结构设计。在相关内容的计算中,必须涉及计算简图或计算模型的选择问题,所以必须根据实际情况对计算简图和计算模型进行选择。然而,在高层建筑结构设计中,实际情况较为复杂,并且合理选择计算图是相当困难的。因此,在选择简图过程中必须综合考虑高层建筑结构的影响因素。此外,还涉及计算软件的选择,计算过程的精度,以及保证全方位立体式精准度计算的问题。
3.5提高设计的安全性
若想提高高层设计的安全性,就应当先提高建筑施工人员的专业水平,使其能将理论知识应用到实际操作中,从根本上完善高层建筑的设计。在进行高层建筑的设计过程中,应当提高相关工作人员的综合素质,在进行建筑设计时,应当计算准确,使每一项数据都具有参考价值。还应确定每一个项目的安全性,并做好防范措施,避免在施工的过程中,出现安全事故。相关的设计人员应当向施工人员说明建筑中每一处的细节,使施工人员对整个建筑的施工过程有所了解,避免由于理解不透彻引发的安全事故。在方案经审核通过后,相关的设计人员应与施工人员保持联系,对突发的紧急情况进行及时沟通,并有效的解决,以防不必要的麻烦出现。
结束语
综上所述,随着城市化进程的推进,高层建筑成为建筑工程发展的必然趋势,其质量成为人们关注的重点。高层建筑结构设计作为工程建设中的关键,直接影响高层建筑工程的质量和使用年限,因此,在高层建筑结构设计中,要合理调整存在的问题,做好结构体系的选择及计算分析和限额设计,严格遵循设计要求,加大结构设计重视程度,提高高层建筑结构设计水平,进而提高建筑工程质量。
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论文作者:郭龙,王永琴,杨哲铭
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第25期
论文发表时间:2018/12/14
标签:建筑物论文; 高层建筑论文; 高层论文; 结构论文; 结构设计论文; 质量论文; 高度论文; 《建筑学研究前沿》2018年第25期论文;