高层建筑不规则结构设计的应用研究论文_白杨

高层建筑不规则结构设计的应用研究论文_白杨

天津市新型建材建筑设计研究院 天津市 301600

摘要:随着我国经济水平的不断提高,越来越多的建筑拔地而起,以此同时,高层建筑结构设计中的不规则性的相关问题也随之显现。本文分析了高层建筑结构设计不规则性的发展现状和主要内容,详细阐述了其主要类型以及解决高层建筑结构设计中不规则性产生的具体问题的应对措施。提升高层建筑的整体质量,促进城市高层建筑与社会经济发展实际需求的有效融合。

关键词:高层建筑;不规则结构设计;应用

引言

近些年来,我国建筑行业的施工技术以及设备水平开始不断的提升和发展,建筑企业开始大力开展研发建筑设施种类的工作,使得各式各样的不规则高层建筑设施涌现,推动了我国城市化的发展进程。其结构自身的不规则特性,会给其相关的施工设计人员带来极大的挑战,无形之中增加了其施工以及设计等多方面工作的难度,所以,在实际的工程项目结构的设计工作中,其相关的设计人员必须要从实际状况处罚,保障其结构设计的对称性等,降低其建筑结构所受到的各类水平以及条件的影响,潜移默化的提升建筑工程项目的经济性以及安全程度,最大限度的发挥出其高层建筑结构的构建价值,延长其建筑设施的使用年限。

1高层建筑结构设计不规则的概述

现阶段,随着建筑行业的高速发展,城市化趋势日益明显,因此社会大众对建筑结构的质量要求越来越严格,人们在不仅要求确保建筑安全,同时还对其美观性提出了要求。在此社会背景下,建筑设计行业得以迅速发展,基于此,建筑设计人员既要在平面中落实建筑设计,同时还要及时补充和更新自己的知识体系,唯有如此,才能使人们对建筑设计的需要得到满足。现阶段,我们正处于一个个性化张扬的时代,人们希望自己居住在一个充满个性、特色的建筑物中,因此,建筑结构的不规则性得以充分彰显。尽管这些建筑风格的外观十分特别,在一定程度上提高了城市的整体面貌,但是对建筑设计和建设的要求也越来越为严格,建筑的设计和施工人员应更多的精力投入在技术上,同时也会显著增加建筑建设成本。

2高层建筑不规则结构设计分类

2.1平面不规则设计

毫无疑问如果平面质量存在偏心问题,必然会对建筑平面不规则造成一定的影响,建筑中所使用的结构构件其截面尺寸如果存在差异会引起质量偏心问题,另外,在施工过程中以及建筑使用过程中同样有可能引起质量偏心问题;再就是平面刚度如果存在偏心同样会影响到建筑平面不规则性,平面刚度又可以细分为平面外刚度以及平面内刚度,所谓平面内刚度指的是和载荷作用方向相同的刚度,相反地,和载荷作用方向相反的刚度称之为平面外刚度。在建筑施工的过程中,受到施工条件以及周围施工环境的影响,此外,不同结构构件承担的载荷一般也存在差异,这些因素的存在造成平面结构刚度不均匀,造成偏心问题;最后就是平面强度,如果存在偏心也会影响到建筑平面不规则性,通常情况下,不管是设计人员还是施工人员都只注重平面刚度偏心问题以及平面质量偏心问题,而强度偏心问题却经常被忽视。在建筑施工过程中,不管是钢筋还是混凝土都存在选择不确定性,这必然会导致建筑结构的设计强度和实际施工强度之间不完全一致,使得结构构件截面存在不同程度的强度偏心,最终对结构的不规则性产生影响。

2.2竖向不规则设计

在高层建筑不规则结构设计中,竖向不规则设计主要包括侧向刚度不规则结构、竖向抗侧力结构不连续、楼层荷载力突变以及楼层间质量巨变集中等。其中侧向刚度不规则结构的判定需要以建筑结构侧向刚度参数为标准,不应超过相邻楼层的70%,大于该楼层侧向刚度的80%。而竖向抗侧力结构不连续的判定以建筑竖直方向抗侧力结构内里水平结构的科学转换为标准,并向下传递。楼层荷载力突变结构的判定以建筑楼层间抗侧力结构小于上个楼层受剪程度80%为标准。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆楼层间的质量变化的判定以该楼层质量超过下一层的1.5倍为标准。

3高层建筑设计中不规则结构应用

3.1尽可能降低高层建筑结构相对偏心距

根据有关的分析和调查,高层建筑结构中的扭效应与相对偏心距在某些范围中展现出线性函数关系,换言之,将楼体间的位移减少可以使主体结构扭转效应所产生的不良影响减少。对此,应适当的调整偏心距,这样就可以使结构的空间和平面的整体分布改善,可以增强结构之间的安全性和稳定性,在建筑施工时可以运用有效措施适当调整相对偏心距。首先要精确的计算具体的数据,立足于计算出的具体数值将一个合理的调整方案制定出来,同时还要把相对偏心距的位置明确的标在设计图纸上,要全面、详细地分析相关数据和资料,唯有如此,才可以更好地对高层建筑的结构设计予以规划,确保其的合理性,这样就能更为准确的调整建筑结构的偏心距。

3.2增加建筑抗侧刚度

高层建筑的不规则设计与实际施工不可避免地会出现一些差异,因此,在对高层建筑进行不规则设计时,需要提高建筑的抗侧刚度与抗扭刚度,根据工程概况适当增加剪力墙面积,从而提高建筑结构的稳定性,或通过增加剪力墙厚度的方式使建筑结构的稳定性得到有效保证。除此之外,距离建筑物刚度中心较远的剪力墙也是影响结构稳定性的重要因素,在进行高层建筑不规则性结构设计时,也要注意该监理墙设计的合理性。

3.3提升不规则结构周边抗扭构件抗剪力

在地震双向水平作用条件下,高层建筑的整体结构会发生一定程度的变形,如果该变形尚且处于弹性时期,那么还能够恢复正常,建筑的整体形状不会出现改变,但是如果该变形进入了非弹性时期,那么该部分变形将无法恢复,也就是说建筑的整体形状发生了改变,这必将引起偏心问题。因此,为了保证建筑在地震情况下部出现偏心问题,相关设计人员在设计的时候应该综合考虑建筑抗震规范以及建筑抗震性能等问题,适当的提升不规则结构周边抗扭构件抗剪力,以确保地震作用下建筑部出现形状改变,使得不规则建筑的整体刚度得以强化。

3.4合理的设置结构防震缝

在进行高层建筑结构的设计过程中,经常会出现复杂的平面结构,受到这种结构设计的影响,会形成建筑不规则结构。在这种情况下,可以通过设置结构防震缝的方式将建筑结构改变为结构单元。如果在高层建筑结构设计中存在不规则结构,设置结构防震缝能够发挥一定的作用。如果存在体系结构不同的两侧防震缝,或不同形式的地震反应,则应根据实际宽度对防震缝进行科学合理的设计。如果相邻的基础结构存在较大的沉降,可以将防震缝作为沉降缝。

结语

在高层建筑结构的设计工作中,其建筑结构不规则的特性会使得其建筑结构的建模以及布置等工作变得更加的困难。其会间接性的影响到整体建筑结构的布置状态,其设计人员在设计一些不规则的建筑设施时,应当最大限度的降低其建筑结构呈现出薄弱的部位问题的发生频率,处理好高层建筑结构的各项问题。随着我国互联网信息技术的发展,其建筑结构计算模型工作的开展会变得更为的便利,同时其所反馈并计算出的数值会更加的准确,可以实时的且精准的反应出实际的施工状况。

参考文献

[1]赵磊.高层建筑结构设计中不规则性分析与应用探讨[J].建筑工程技术与设计,2018(7).

[2]曹军.高层建筑结构设计中平面不规则问题的分析与抗震措施[J].中华建设,2018(12):172-173.

[3]何礼达.论不规则性在高层建筑结构设计中的运用[J].河南科技,2017(14):30.

论文作者:白杨

论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期

论文发表时间:2019/8/5

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