摘要:随着社会经济的发展,人们的生活水平有了很大进展,我国的建筑行业得以飞速的发展。建筑物的不断崛起使我国的剩余建筑土地面积逐渐缩小,这也促成了高层建筑和超高层建筑的出现。建筑结构的多样化和复杂化是现代社会发展的趋势和方向,要想同时满足人们对于居住体验的种种需求,就对复杂高层及超高层的建筑结构设计提出了非常高的要求。文章通过对相关文献的研究和分析,对复杂高层和超高层的设计要点及设计要求进行了分析,以供参考。
关键词:复杂高层;超高层;结构设计
引言
从我国相关规定中可以了解到,为了适应建筑发展的新思想、新形式要求,让高层建筑结构设计工作难度进一步提升。站在实际发展角度来说,随着科学技术的进步,为更多建筑结构功能的出现提供了基础条件。但为了最大程度的提升经济效益,管理人员将各个环节的质量控制工作忽略,容易引发新的安全事故。
1复杂高层建筑和超高层建筑结构设计的主要考虑因素
1.1竖向荷载
随着塔楼高度的增加,塔楼墙、柱自重所占的比例增加,这一方面是塔楼抗侧刚度需要,另一方面是楼面层数恒载增加,导致承担的竖向荷载较大;楼面恒载所占的比例在20%~25%,比例较大;优化楼面恒载,不仅可以降低自身的重量,而且进一步降低柱、墙承载的竖向荷载,对降低地震作用也有重要意义。减轻塔楼重量的方法:高强混凝土和高强钢材的使用(降低柱、墙尺寸);混合结构体系(钢材代替部分混凝土);采用压型钢板组合楼盖体系;使用轻质隔墙(如轻钢龙骨隔墙);减小附加恒载(如采用轻质填充材料)。
1.2风荷载和地震作用的影响
由于高层建筑的设计高度较高,使用阶段高层建筑结构受力分析比较复杂,因此,对其结构安全性的影响因素也较多,其中风荷载和由地震产生的地震波对结构安全性具有较大的影响。特别是高层建筑设计,需要对所在地区的风荷载和地震设防烈度、抗震等级等条件进行充分的分析。
1.3地基的影响
地基的稳定性设计,属于是建筑物建设的基础所在。由于我国土地资源辽阔,各个地区的地质情况存在很大差异,地基基础设计和基础施工也不相同。在实际复杂高层建筑和超高层建筑地基基础设计时,需要对场地地基复杂程度进行模拟,并依托功能特性和建筑物规模等,将可能出现的影响体现出来。除此之外,还要严格根据地质勘察报告内容,将地基承载力、变形程度、地基稳定性等数据确定,并根据《建筑地基基础设计规范》中的作用效应以及抗力限值规定进行合理化设计,这不仅关系到建筑工程基础选型和安全性,而且与建筑工程总造价和安全性存在密切联系。总的来说,地基建设效果的好与坏,与整体建筑质量息息相关,这也是复杂高层和超高层建筑结构设计的本质所在。
1.4建筑材料和施工技术的影响
复杂高层和超高层建筑越来越多,它的发展离不开科技的创新和技术的进步,科技的发展为实现新时代建筑结构功能提供了技术支持,这也是建筑结构设计的重要影响环节,因此,需要在建设过程中应用新型建筑材料、新型结构形式以及先进的施工技术和施工工艺,提高建筑结构设计的合理性和科学性。
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2超高层和复杂高层的建筑结构设计要点
2.1使用者的舒适度和使用体验
以人为本的理念是建筑行业应该贯穿始终的理念,社会的不断进步,人们生活水平的不断提升,推动着人们对建筑行业朝着更高更好的方向发展,而要想让高层建筑让使用者和居住者买单,不仅要在幕墙的设计上深入人心,满足人们的审美需求,而且要在使用的舒适度及结构的安全质量上做足工作。在进行结构设计的时候,可以先对人们的居住喜好和结构喜好进行一定的调查和研究,以此了解人们的需求,在图纸设计的过程中融入需求,保证美观的同时提升居住使用的舒适度,在高规格的混凝土和高钢材料的使用上,要保证其护理性,以此从根本上满足人们对于建筑提出的多样化的需求。
2.2科学设计结构抗侧力体系
站在实际工作角度来说,由于高层建筑和超高层建筑之间高度不相同,建筑结构抗侧力体系也存在较强的差异性。所以说,在具体建筑物抗侧力体系设计过程中,工作人员需要与高层建筑总体高度相结合,实现建筑结构抗侧力体系的优化设计,让高层建筑承载能力得到本质性提升。从高层建筑结构设计工作开展中可以看出,工作人员可以借助于组合性抗侧力体系设计,将建筑结构整体性能提升,避免结构失稳现象出现。通过对高层建筑结构抗侧力体系的充分设计,不仅可以将高层建筑可靠性提升,还能避免施工材料出现大量耗损问题。除此之外,高层建筑结构设计工作者们可以将纵向和横向墙体全面结合到一起,构成组合墙,这也是建筑结构抗侧力提升的有利条件之一,避免主体建筑结构建设受到影响。
2.3重视复杂高层建筑结构基础设计和经济理念设计
高层与超高层建筑基础设计根据拟建场地地基复杂程度、土工特性、建筑物规模和功能特征选择安全适用、经济合理、技术先进、确保质量的基础形式。基础设计应坚持因地制宜、就地取材、保护环境和节约资源的原则,综合考虑结构类型、工期长短。造价高低,材料情况与施工条件等因素精心设计,实现高层建筑基础设计安全可靠、经济合理、技术先进目标。复杂高层和超高层建筑是一项投资大工期长的工程项目,在结构设计和施工过程中,会面临很多成本造价控制的问题。因此,在建筑结构设计过程中,应坚持经济型设计理念。对于结果设计方案,应坚持优化处理,避免在建设过程中由于结构设计粗放而造成建筑工程成本增加的问题。
2.4强化建筑结构抗震设计
在高层和超高层建筑工程设计之中,抗震设计属于是其中的一项重要内容,倘若复杂高层与超高层建筑结构之间的抗震性能较差,便会对建筑结构稳定性产生严重影响,当出现地震灾害时,会出现严重的坍塌事件。另外,在主体结构抗震设计时,需要提升对以下工程的重视程度:①将高层建筑构件变形特点呈现出来,并通过结构变形参数的充分确定,将高层建筑变形量呈现出来,并对原有结构设计方案进行合理化更改,避免建筑结构变形问题的再次出现;②做好高层建筑基础施工方案的优化操作,避免高层建筑结构稳定性受到严重影响。从重要节点设计之中也可以看出,设计人员需要做的就是将主体结构的传力途径呈现出来。例如,在复杂节点位置钢筋设计上,设计人员需要对合理的设计参数进行总结,并将钢筋节点承载力呈现出来,强化钢筋结构可靠性。所以说,各个结构设计工作者应根据实际抗震等级要求,做好抗震设计方案的完善工作,实现主体高层建筑结构承载力的全面提升。
结束语
综上所述,复杂高层和超高层在当代社会发展的形势下,已经成为了发展的一种必然趋势,但是因具有一定的设计复杂性,其质量和居住的安全性就成为了当下社会的关注重点。基于此,一定要对设计要点进行充分研究,从设计理念、抗震性能、结构方案和结构类型的选择等方面,对复杂高层和超高层建筑的质量进行提升。重视设计要点因素,贯穿经济适用理念,采用与时俱进的现代科技手段,来确保复杂高层和超高层建筑能够符合、满足人们日益多变的需求,也能够推动我国建筑行业的健康可续性发展。
参考文献
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论文作者:王成超,赵连峰
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/14
标签:高层建筑论文; 高层论文; 结构设计论文; 建筑结构论文; 结构论文; 荷载论文; 基础论文; 《基层建设》2019年第21期论文;