高层建筑结构设计的问题与对策研究论文_李少朋

高层建筑结构设计的问题与对策研究论文_李少朋

邢台市建筑设计研究院有限公司 河北邢台 054000

摘要:自改革开放以来,我国社会和经济的发展越来越快,建筑行业相较之前也有了巨大的进步。高层建筑的数量越来越多,相对于一般建筑类型来说,高层建筑无疑在建设难度上存在着较大的不同,尤其是对于设计阶段来说更是如此,只有保障其设计不存在任何的问题才能够确保整个实施过程的顺利进行,而对于设计过程来说,结构设计又是最为核心的一点,也是保障高层建筑后期使用稳定性和安全性的关键指标所在。基于此,本文主要阐述了高层建筑结构的特点、高层建筑结构设计的原则、高层建筑结构设计中存在的问题并对其提出了行之有效的解决对策,希望能为今后我国建筑行业的发展带来一定的帮助。

关键词:高层建筑;结构设计;问题;对策

高层建筑具有施工技术复杂,建筑结构承载力要求较高等特点,其中高层建筑结构设计作为高层建筑工程的重要组成部分。但现如今的建筑中,仍然有许多的企业存在一些问题阻碍着其发展,因此,在设计中应当关注难点问题,以保障高层建筑质量的安全性和可靠性。

一、高层建筑结构的特点

高层建筑结构具有与一般的建筑结构不同的特点,它同时承受着水平荷载和垂直荷载,其中水平荷载是由外界的风力所产生的,垂直荷载是由于建筑物高度所引起的,此外,高层建筑结构设计对抗震能力也有相应的要求。通常情况下,低层建筑结构受到的水平荷载比较小,垂荷载也比较小。但是,在高层建筑中,外界地震和外界风力会对高层建筑产生相当大的影响,并且是对高层建筑荷载的主要因素。随着建筑物高度的不断增加,高层建筑的位移较快的增长。但是,高层建筑过大的侧移不仅会影响人的舒适度,还会对建筑物的使用产生影响,此外,过大的侧移还会损害建筑物的结构构件和非结构构件。有鉴于此,在进行高层建筑结构设计的时候,必须将侧移控制在合理的范围之内,使建筑物不会影响人的舒适度,不会影响建筑物的使用。因此,可以说,在高层建筑结构设计中,其核心是抗侧力结构的设计。

二、高层建筑结构设计的原则

2.1结构功能健全的原则

不同高层建筑的住宅,有不同的功能要求,在设计高层建筑住宅的时候,需选择一个合理的建筑结构,使建筑结构既能满足人们的功能需求,又能在效益上满足成本的需求比如说,一栋高层民用住宅建筑,可以根据人们需求的不同,采取混合的结构形式。

2.2简图误差合理的原则

为了了解高层建筑结构设计是否能真正满足人们的需求,在做建筑结构设计时需作计算简图,而如果计算简图的计算数据不够精密,在实际设计的时候就可能出现隐患比如在做钢结构设计与铰结点的设计时,就要求做施工结构设计时要将误差控制在规定的范围以内。

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2.3因地制宜的设计原则

高层建筑在设计的时候,会受到环境的限制,比如受周围地形的限制、受地基负荷力的限制、受周围管道的限制,如果没有仔细的勘察周围的环境,在施工时有可能就会出现高层建筑的结构设计难以落实的情况。

三、高层建筑结构设计中存在的问题

3.1超高问题

超高问题是指高层建筑建设单位为了企业的经济效益人为的增加高层建筑的高度,在这一过程中建设单位不仅会无视相关的文件制度,还会无视相关的设计规范。现阶段高层建筑结构设计面临的最棘手的问题就是超高问题。这个问题严重违反了高层建筑结构的设计规范要求,从而降低了高层建筑的稳定性,降低了高层建筑的抗震能力,致使高层建筑在遇到自然灾害时极易发生倒塌或断裂的风险事故。

3.2短肢剪力墙设置问题

短肢剪力墙不合理设置已经成为直接影响高层建筑安全性的突出问题,其对建筑结构的损害是非常严重的。在高层建筑结构设计中,往往容易出现增设短肢剪力墙的现象,这一现象的出现容易影响到建筑物的稳定性和安全性,进而使建筑物整体抗震能力弱化,不利于建筑物长期稳定使用。

四、完善高层建筑结构设计问题的对策

4.1控制好高度

我国相关部门应当制定明确的固定高层建筑物的高度,进而确保高层建筑物的质量。现如今,我国高层建筑设计需要限制在A级高度范围内的,部分建筑还停留在B级限制内,这一规定明确限制了我国建筑物的高度,使得高度安全得到一定保障,但是,其现状离预想仍旧差距较大,因此,建筑设计人员应当在高度允许的范围内设计好其他参数最终满足施工要求。

4.2加强剪力墙的优化力度

在其它建筑中,原来框架结构中起承受水平和竖直两个方向的力的构件是梁柱,而在高层建筑中取代梁柱来承受水平和竖直两个方向的力的是剪力墙体系结构。剪力墙体系结构是一种混凝土材质的墙体结构,不仅可以直接承受水平和竖直的力,对于其它结构的水平载荷也可以起到调节作用。因此,不断优化剪力墙的结构对于整个高层建筑结构设计的进度和安全性都有着巨大的影响。在进行剪力墙结构体系优化的时候,需要注意剪力墙设计中的连梁的设计是很重要的一部分。高层建筑设计人员可以把连梁之间的各个墙体连接起来而形成联肢墙。这种设计可以使得墙肢的约束条件增加,从而使墙体的各个部分都得到了更多的内力,十分有效的提高高层建筑的抗震能力。但是这种做法的缺点在于对于投资商来说造成了不必要的浪费,然而对于整个高层建筑结构的安全性来说绝对是利大于弊的。

4.3优化抗震结构设计

第一是加强建筑结构规则性。对于高层建筑物来说,抗震性能是极其重要的,关系到高层建筑安全。因此,要加强对高层建筑结构的抗震设计。在加强建筑结构设计的时候,要合理设置抗侧力构件的位置,从而保证高层建筑承载力的合理分布。除此之外,还要加强建筑结构的连续稳定性,可以加强构件的强度以及刚度来达到目的。第二是简化建筑平面。对建筑平面进行简化,减少相关的平面布置,从而通过合理的结构设计使基础的强度以及刚度得到增强。同时,提高建筑结构承重构件的抗侧力,并尽可能满足其承载力所需的延性,从而使建筑的抗震性能得到根本的提高。

五、结束语

综上所述,随着我国社会和经济的快速发展,建筑行业的发展也越来越快,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。因此,在结构设计环节中针对存在的问题积极采取控制好高度、加强剪力墙的优化力度、优化抗震结构设计等策略,只有这样才能够提高高层建筑的施工质量,消除安全隐患,从而可以在一定程度上促进我国建筑行业的快速发展。

参考文献:

[1]潘攀. 高层建筑结构设计的问题及对策解析[J]. 绿色环保建材,2017(03)

[2]宋大任. 高层建筑结构设计的问题与对策[J]. 江西建材,2017(12)

[3]潘峰. 高层建筑结构设计的问题分析及对策探讨[J]. 江西建材,2017(15)

论文作者:李少朋

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第17期

论文发表时间:2017/11/20

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