试析高层建筑结构设计的问题及应对策略论文_杨振兴

试析高层建筑结构设计的问题及应对策略论文_杨振兴

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摘要:笔者主要从高层建筑结构设计实际存在问题、高层结构设计存在问题的应对策略等几方面概述了本文主题,旨在与同行共同学习、共同进步。

关键词:高层建筑;结构设计;问题;策略

高层建筑工程的出现,有效的缓解了我国城市土地资源带来的压力。随着建设的规模不断的扩大,其质量成为人们重点关心的问题。然而,要想提升建筑工程施工的质量,高层建筑结构设计质量的提升,是非常重要的。高层建筑结构设计是一项复杂的工作,所设涉及的环节是非常多,所用的时间也是相对较长的,是需要设计人员更多的耐心、丰富专业的知识来完成的。但是,理想状态往往与实际情况却恰恰相反的,在高层建筑结构设计的过程中,经常会存在一些问题,影响着高层建筑结构设计的质量和进度。因此,本文对高层建筑结构设计过程中,所产生的问题,进行了具体的分析,同时通过合理、科学、有利的措施,提升高层建筑结构设计的质量,为高层建筑工程施工质量,提供了基础性的保证,更进一步的促进了我国建筑行业发展的进程。

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、高层建筑结构设计原则概述

1.选取合理的计算简图

在高层建筑结构设计方面要注重于设计的合理性,选取更为合理的计算简图,进而提升设计效率,确保后期建设的规范性。在计算简图的基础上,设计方要对高层建筑结构设计进行计算,一旦数据采集不合理,容易导致最终结构设计不合理,影响后期的施工建设。为能够保证后期建筑结构设计的安全性和规范性,设计方必须选取更为合理的设计方案,采取相应有效的构造方法,在实际的结构设计当中,要尽可能减小误差,使计算简图尽可能控制在规范的限定范围之内。

2.确定合理、科学的设计方案。

其实,针对高层建筑工程来说,高层建筑结构设计主要是根据建筑的地质条件,进行全面的了解,科学、合理的确定设计环节。另外,在高层建筑结构设计的过程中,设计人员要全面的掌握建筑工程荷载的分布、结构类型,并且设计人员应当对高层建筑工程的一些影响因素、施工条件等各个方面,进行全面的了解,并且进行综合性的分析,以确定良好的高层建筑结构设计方案,也只有这样才能有效的提升高层建筑结构设计的质量。

3.选取合理的结构方案

在满足于高层建筑设计结构形式和体系要求的基础上,设计方应选取合理的结构方案,同时要兼具一定的经济层面思考,进而以可控的成本投入获取最为合理的结构设计方案。其中受力要明确、传力相对简单是结构体系设计的基本要求。在相同的结构单元当中,应选取相同的结构体系。同时在最终确定结构方案的时期,要综合考虑地质情况、工程设计需求、施工条件、原材料等各方面因素,最终明确结构方案。

三、高层建筑结构设计实际存在若干问题

建筑工程项目的增多促进了建筑行业的快速发展,但是当前我国建筑工程在建筑结构设计方面还存在部分不足,其中主要表现在短肢剪力墙设置问题、超高问题、嵌固端设置问题、其他部位建筑结构设计问题等4个方面,以下针对这4方面问题进行具体阐述,通过对问题的分析,采取相应的应对策略,以提高我国高层建筑结构设计水平。

1.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.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。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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。

3.嵌固端设置问题

在高层结构设计中,嵌固端是非常重要的一类组件,对嵌固端的设计目前主要存在几方面问题:

(1)在嵌固端位置的选择上存在一定问题,部分项目将嵌固端设置在地下室或者人防工程顶板位置,这种设计存在一定安全隐患问题。

(2)嵌固端上下层的刚度比例设计不合理,一旦相应的数据有误则容易导致后期施工遇到问题。

(3)处理细节不到位。目前在实际的嵌固端设计中可见,部分设计存在突出问题是在嵌固端和抗震缝隙的实际处理方面依然存在冲突,整体平衡性不强,影响着整个高层建筑结构的稳定性。

四、高层结构设计存在问题的应对策略

高层建筑结构设计要有策略地加以优化和创新,确保设计能够符合实际的安全需要和使用需要。在具体设计优化创新过程中,应侧重于结构方案合理性、简图使用科学性及功能满足性等几方面内容,进而使设计工作取得实效。

1.结构方案选择要合理

在满足于高层建筑设计结构形式和体系要求的基础上,设计方应选取合理的结构方案,同时要兼具一定的经济层面思考,进而以可控的成本投入获取最为合理的结构设计方案。其中受力要明确、传力相对简单是结构体系设计的基本要求。在相同的结构单元当中,应选取相同的结构体系。同时在最终确定结构方案的时期,要综合考虑地质情况、工程设计需求、施工条件、原材料等各方面因素,最终明确结构方案。

2.合理使用计算简图

计算简图是建筑结构设计的数据基础,计算简图中具有建筑结构设计的计算内容,是影响建筑结构设计的关键所在,因此加强计算简图的合理运用有助于建筑结构设计的安全、合理目标的实现。由于高层建筑结构设计具有极强的复杂性,在确定计算简图时存在一定的难度,计算简图的具体确定过程总必须综合考虑各种因素的影响,以确保后续计算工作的准确性、客观性。同时在计算过程中还要加强计算简图的合理使用,以保证计算的高准确性。

3.在结构设计过程中注重建筑物各种性能的实现

高层建筑结构设计的主要目的就是满足建筑物的各方面功能性的需要,只有各方面功能性需要良好实现才能说明该高层建筑结构设计是否合理科学,也才能保证建筑正常使用。建筑结构设计的性能指标主要表现为结构延展性、水平力、稳定性三者。

4.提升建筑结构延展性设计

建筑结构延展性设计主要是针对高层建筑容易出现倒塌、变形等问题而提出的。其中较为常见的建筑物遭受自然灾害,发生的结构变形和倒塌。因此提升建筑结构延展性具有现实意义。在结构设计过程中注重延展性的实现。

5.注重高层建筑结构水平力

水平力是指高层建筑结构在同一平面内受到的各种载荷力的总称。水平力对于高层建筑结构的影响十分明显,设计人员在设计过程总要做好相关控制工作。

6.满足高层建筑对于稳定性的要求

建筑结构稳定性是建筑结构设计中的最重要的性能指标。结构稳定性的实现有赖于设计过程中合理设计各关键点,其中比较典型的应用即为短肢剪力墙设置位置的控制。

结语

高层建筑结构设计合理与否,最终影响着建筑的整体安全性。现阶段,高层建筑结构设计存在的问题具有普遍性,有针对性地展开分析研究符合当前结构设计现实要求,研究的实效性较为突出,研究所取得的成果具有一定的借鉴价值。

参考文献:

[1]赵晓东.高层建筑结构设计的问题及对策探讨[J].商品混凝土,2012(7)

[2]吴华.高层建筑结构设计的问题及对策探讨[J].四川水泥,2016(15)

[3]南春峰,黄朝刚.探究高层建筑结构设计的问题及对策[J].现代装饰(理论),2016(13)

[4]岳文萍,周强茂,刘飞飞.高层建筑结构设计的问题及对策探讨[J].住宅与房地产,2016(3)

论文作者:杨振兴

论文发表刊物:《基层建设》2017年第19期

论文发表时间:2017/11/9

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