摘要:随着我国经济的快速发展,建筑结构的形式也在发生着变化,为了能够更好的解决城市土地资源的利用问题,高层建筑结构的数量不断增多。而且建筑具有施工技术相对复杂,结构的承载能力要求高等特点,集中在高层建筑工程中最为重要的部分就是高层建筑结构设计,在高层建筑工程项目开展的之前需要加强对高层建筑结构设计的重视,保证建筑结构设计的合理性,有效地满足人们对高层建筑工程的要求,此外在最高层建筑结构进行设计的过程中,还应该保证工程的抗震性能和抗风性能,从而保证高层建筑工程的安全性。
关键词:高层建筑;结构设计;问题对策
中图分类号:TU973文献标识码:A
1导言
当今高层建筑已成为建筑工程发展的主要趋势,高层建筑的质量成为人们广泛关注的焦点。高层建筑结构设计作为高层建筑的主要工作之一,直接关系到建筑物的质量和使用寿命。
2高层建筑结构设计中的常见问题
2.1短肢剪力墙设置问题
建筑结构设计的不合理会对高层建筑的施工质量产生严重的影响,尤其是损害建筑物的结构。短肢剪力墙增设不合理是其中较为典型的一种。在当前高层建筑结构设计中,许多设计人员设计过程中增设短肢剪力墙。根据众多建筑结构设计的实例可知,短肢剪力墙的设置会影响建筑结构的稳定性、抗风、抗震和稳固性。为了提升建筑工程质量,在结构设计过程中应尽量减少短肢剪力墙的使用。
2.2超高问题
超高问题主要是指建筑单位不遵守相关的制度规范,过分加高建筑物的高度,以实现自身的盈利的最大化。当前高层建筑的高度已实现由原来的A级上升到B级,并且相应的建筑设计模式也实现了一定程度的发展。超高问题作为实际建筑结构设计中的常见问题,严重影响建筑物的结构稳定性,如果遇到强风、地震等严重自然灾害,极易发生倒塌、断裂,严重影响了人们的生命和财产安全。
2.3嵌固端设置问题
嵌固端即固定端,在进行位置设置的过程中要严格避免构件在该位置的位移。嵌固端是高层建筑结构设计中的重要组成部分,在实际位置过程中存在部分不足。①嵌固端位置选择存在问题。现代高层建筑一般都建设多层地下室,并且将嵌固端修筑在地下室,这种设计存在极大的安全隐患,难以实现预期效果。②嵌固端上下层刚度比例设计不科学。上下层刚度比例设计是判断嵌固端设计是否科学合理的一个重要指标。当前嵌固端设计过程中存在设计问题和计算准确性不高的问题。③嵌固端设计和抗震缝隙处理相互矛盾。嵌固端设计和抗震缝隙的处理难以实现良好的衔接,在实际设计过程中存在平衡性不足的问题,降低了建筑结构的稳定性。
2.4其他部位建筑结构设计问题
由于高层建筑具有不同于一般建筑的特殊性,在建筑结构设计过程中,会涉及多方面的设计内容,设计中关键位置的作用的实现也是设计过程中需要解决的主要问题。高层建筑结构设计中的常见问题除了以上三种之外,还包括建筑结构的稳定性、牢固性、抗震性、应力处理不足,这一系列设计的不合理,会直接降低建筑的质量和使用寿命,影响建筑结构的设计的效果。针对高层建筑结构设计中需要计算的设计部位来讲,计算的准确性直接影响设计的科学性、合理性。而设计资料的完善与否、计算公式选择的合适与否、计算过程中数据精确度处理得当与否都会影响计算结果的准确性,进而影响建筑结构设计的合理性。
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3优化设计对策
3.1截面优化方法
高层建筑结构的细节设计最能够体现建筑工程争取的可靠性及安全性,在对建筑工程截面进行处理的过程中,设计人员应该考虑到建筑截面的安全性和可靠性,对建筑工程截面的情况进行科学的计算,有效的提升建筑结构截面的稳定性和美观性,对于建筑工程截面的优化设计,设计人员应该采用有限元分析的方法对设计变量的特点和建筑结构受力的情况进行合理的分析,并且通过专业的软件来获得有效的设计数据,并且根据计算出的数据判断建筑工程截面需要调整的范围,并对该范围进行合理的优化设计。
3.2建筑物下部地基基础结构的优化设计
在高层建筑下部的基础的结构进行优化设置过程中,设计人员应该选择最为合理的设计方案,比如根据建筑工程的实际情况,选择相应的桩基础类型,尽量降低工程成本,并且根据桩基础顶端持力层的厚度对灌注桩的长度进行科学合理的选择,优化设计的方案进行对比,进一步选择出最好的建筑结构设计方案,比如某建筑工程结构的原设计使用的是桩筏基础,并且对结构设计进行优化,将桩筏基础转换为桩基础,设置两桩承台、三桩承台、四桩承台等。
在对这部分进行优化的过程中应该考虑到的是基础传力的传递路径最短,这样可以有效的节省施工材料,但是前提是需要保证建筑工程的总沉降值与不均匀沉降值在规定的范围之内。桩筏基础与桩基础相比,主要是多了一块整体的筏板,这样就可以将基础的整体受力情况转变成为局部的受力,增加了建筑工程基础传力的传递路径,却增加了建筑施工材料的使用量,虽然产生施工材料浪费的情况,但是加强了对不均匀沉降的控制。根据建筑工程的实际情况来讲,如果想要同时满足总沉降值、不均匀沉降以及地基承载能力的要求,使用天然基础比使用桩基础更好,并且施工方法较为简单,施工所需要的时间也很少,施工产生了费用较低。
3.3注重抗震、抗风设计
高层建筑工程施工设计与普通的建筑设计不一样,其主要原因是因为高层建筑工程设计与普通工程设计相比难度较大,需要对建筑工程结构水平的承受力进行考虑,同时高层建筑对地震与风荷载的反应影响也不同,每次在对高层建筑结构进行设计的过程中,必须加强对地震和风荷载的考虑,提高建筑工程结构的抗震、抗风性能,在对高层建筑结构的抗水平构件墙进行设计时,需要保证结构件墙的受力均匀或对称,使构件墙所受到的力能够快速分散,在一些受力薄弱的位置应该设置竖向的构件墙,并保证构件墙设计的合理性,这样可以有效的提上建筑结构的安全性。
3.4强化消防设计
在这高层建筑消防进行设计过程中,为了保证高层建筑结构的安全性,可以加强对以下几方面的重视:
(1)根据高层建筑施工的地形合理的设计防火结构之间的间距。(2)在对高层建筑结构进行防火设计的过程中,使用不容易燃烧的材料,有效的增强施工材料的耐火性。(3)在高层建筑中可以涉及双向疏散通道,在设计的过程中尽量不要将疏散系统设计成垂直的状态,以免降低人员疏散的效率。(4)在高层建筑中设置耐火区和防烟区,有效的增加高层建筑消防的安全性。(5)在高层建筑中设置隔离结构,加强对火灾形势的控制。
结束语
总之,高层建筑是城市化进程中的代表性标志之一,与普通建筑相比较而言,高层建筑能够有效的节约土地资源,在工程项目建设中已经实现了广泛的应用。对于高层建筑而言,其结构设计和建设质量、使用寿命、效益获取等方面均具有十分紧密的联系;然而,从高层建筑结构设计的现状来看,由于受到多种因素的影响,在超高、剪力墙框支梁支放、规则性以及扭转设计等环节中还存在着一定的问题,不仅无法保证建筑工程的安全性,而且还对社会的健康发展产生了不利的影响。因此,在对高层建筑结构进行设计的时候,应对水平力设计、抗震设计和轴向变形设计等方面加以注意,并坚持具体问题具体分析的原则,切实提高高层建筑结构设计的合理性,以促进我国建筑业的健康发展。
参考文献
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论文作者:周国华
论文发表刊物:《防护工程》2017年第10期
论文发表时间:2017/9/11
标签:高层建筑论文; 结构设计论文; 建筑结构论文; 过程中论文; 建筑工程论文; 建筑论文; 截面论文; 《防护工程》2017年第10期论文;