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摘要:随着我国经济的快速发展,高层建筑成为了城市发展的主要方向。当前高层建筑的结构形式呈现出多样化及复杂化。结构设计作为建筑的核心部分,在设计过程常会遇到各种问题,需要采取科学合理应对措施,确保结构安全可靠。
关键词:高层建筑;结构设计;问题;措施
前言
建筑结构设计作为建筑的核心部分,设计需要确保高层建筑在后期使用的安全性及稳定性。众所周知,高层结构设计工作和多层建筑的结构设计要复杂很多,合理的结构设计方案对整个高层项目的质量安全有着直接的影响。因此,要做好高层结构设计工作,需要清楚高层建筑结构设计的特点及原则。
一、高层建筑结构的特点与设计原则
(一)高层建筑结构的特点
高层建筑与一般的建筑最重要的不同在于其荷载承受力的不同。高层建筑不仅需要承受纵向的重力荷载,还需要承受外界风力的横向荷载。其次,与一般的建筑相比,高层建筑在发生地震时,往往不能快速有效的疏散人群。因此,高层建筑结构需要具备一定的抗震能力,确保在地震时可以提供给人们更多的疏散时间。
此外,随着高层建筑层数的增加,建筑物的层间位移往往会变大。而当建筑侧移过大的时,则会使人感到强烈的不适,还容易造成建筑结构的损坏。因此,在实际的高层建筑结构设计中,为了有效的减少建筑的侧移,需要将建筑侧移控制在相应的范围内,确保建筑结构构件以及非结构构件都能满足建筑结构设计的要求。
(二)高层建筑结构的设计原则
在高层建筑结构设计的过程中,首先需要遵循的设计原则是提高混凝土设计的质量。提高混凝土设计的质量,是满足建筑需要的基本,可以有效的提高建筑的安全性。同时还需要相应的安全理念对施工进行引导,确保施工的安全。其次,高层建筑结构设计要满足实用性功功能原则。随着现代人生活质量的不断提高,对美的事物有了进一步的追求,也因此对高层建筑物提出了更高的要求。这就需要设计者在对高层建筑结构进行设计的过程中,需要注入更多的元素,并对建筑结构单元进行相应的协调,从而确保高层建筑的功能可以充分的展现。
二、高层建筑结构设计中的问题
(一)建筑结构超高问题
超高问题是高层建筑结构设计中比较突出的一个问题。超高主要就是指在一些高层建筑设计过程中,相关单位无视我国的规范和标准,过度地增加高层建筑的高度。出现这样问题的主要原因就是增加高度可以带来直接的经济效益。但是,从另一个角度来看,这种超高对于建筑的使用会有非常重要的影响,如果遇到地震,那么高层建筑非常容易出现倒塌的情况。这样最终会危及到人们的生命和财产安全。
(二)建筑结构扭转问题
在高层建筑结构设计过程中,有的时候也会存在着扭转的问题。在建筑结构设计过程中,会有三心,主要就是指质量中心、刚度中心和几何中心,只有实现三心合一才可以实现建筑结构设计的目标。许多时候,设计难以保证三心合一,所以一旦受到水平力的影响,高层建筑就会容易出现扭转的问题,严重影响建筑的安全。
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(三)抗震抗风结构问题
抗震问题通常表现在高层建筑刚度的选择上。倘若不能按照建筑区域地点的地震情况来确定合适的刚度构造,就会造成高层建筑抗震结构设计不科学,提高了高层建筑的危险性。此外,“树大招风”,高层建筑由于较高,非常容易遭受风力的影响,但是很多设计人员在实施高层建筑结构设计时,比较容易忽略这一点,造成高层建筑在遭遇强风时,容易出现倒塌情况。
(四)受力以及承载问题
高层建筑在施工的过程中必然会使用很多机器设备,楼层越高,机器设备的数量就越多,会增加高层建筑的压力。如果设计的时候没有考虑周全,或者使用的建筑材料不达标,将会导致高层建筑的受力与承载力出现问题。
三、高层建筑结构设计问题措施
(一)结构方案选择以及优化
在高层建筑結构设计中,其核心就是选择最优的结构设计方案,只有这样,才能够更加有效地保证建筑设计的水平,满足实际的需求。而在选择结构设计方案的时候,应该充分考虑存在的问题和一些重要的因素。①应该按照相关的规范和标准进行选择,避免与规范出现冲突的情况。②应该注重结合施工现场的实际情况进行思考,详细勘测施工现场,确保施工的有效性。③相关的设计人员应该结合数据进行测算,选择最适合的方案,保证建筑结构的稳定性。
(二)建筑结构超高问题控制
我国针对高层建筑结构的高度做出了明确的规定,在原先实施的规章制度规定的A 级高度的限制条件下,又增加了B 级高度,也实施了对高层建筑的高度实施限制的目的。因此,在不断优化调整高层建筑结构设计方式的过程中,研究崭新的结构设计方法十分重要。比如说在结构设计工作实施时如果忽略了超高问题,那么必然会从最直接的层面上对建筑结构类型的设计产生影响,非常不利于高层建筑的未来发展。
(三)高层建筑结构基础设计
在高层建筑结构设计中基础设计工作占据较为重要的地位,而且在高层建筑基础设计正式实施时,应该把施工现场地质水文情况包括高层建筑功能要求当中设计的依据。在高层建筑基础设计中,应该针对建筑上部结构类型进行分析,并将分析工作得到的结果和高层建筑物荷载实际分布情况进行比对,在对各项科学、有效的措施加以一定程度的应用的基础上将高层建筑物基础类型、深度等层面上行的参数确定下来。
(四)抗震抗风结构问题控制
为了科学地提升高层建筑的抗震性能,设计人员在实施高层建筑结构设计时,应该对施工位置的地质、地震的级别以及频率实施实地勘察,提供依据给高层建筑抗震设计。还应该按照具体情况确定合适的建筑材料,确保建材的质量,并针对施工过程实施监督。对于抗风结构问题,设计人员在实施高层建筑结构设计时,必须重视风力对于高层建筑的影响。对施工地的风向和风力进行分析,科学合理的进行高层建筑结构的抗风设计,为高层建筑的建设以及安全使用提供保障。
(五)优化建筑结构扭转设计
为了更好地应对自然灾害,在高层建筑结构设计的过程中,应该选择科学合理的结构形式和平面的布局,尽可能实现三心合一。在一些情况下,为了更好地符合城市规划和建筑场地的要求,高层建筑应该避免使用简单的平面形式,应该采取一些复杂的替代形式,把凸出部分的长度与宽度的比值控制在合理的范围之内。
四、结束语
综上所述,随着我国的城市化发展脚步的加快,高层建筑的结构设计越来越受到人们的关注,所以应及时指出结构设计的存在的问题,找出最佳对策并落实,从而推动我国高层建筑行业的发展,提升我国高层建筑的各方面性能。
参考文献:
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[2]钱冬江.高层建筑结构设计的问题及对策探讨[J].中国新技术新产业,2016(11):139~140.
[3]杨佩琨.高层建筑结构设计的问题与对策论述[J].四川水泥,2016(12):72.
论文作者:罗剑涛
论文发表刊物:《基层建设》2018年第19期
论文发表时间:2018/8/8
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