高层建筑结构设计的要点分析论文_李平

高层建筑结构设计的要点分析论文_李平

厦门中建东北设计院有限公司福州分公司 福建福州 350000

摘要:社会经济发展越来越迅速,建筑行业的发展也随着社会经济的增长得到了很大的提高。在城市中建筑行业的占地面积越来越大,建筑几乎成为了城市的标志,是城市所不可缺少的亮点。怎样设计出合理利用空间的建筑,是目前社会中所面临的一个非常重要的问题。

关键词:高层建筑;结构设计;要点

1 高层建筑结构设计的基本原则

1.1 结构方案最优化原则

建筑施工前,需对建筑施工制定出一个合理的建筑结构方案。建筑方案对建筑工程的施工来说是非常必要的环节,它指导着整个建筑施工的构建。建筑结构方案的制定,需针对建筑所处的位置环境,以及周边的环境进行一个详细的了解和分析,从而对建筑所在地有一个准确的把握。另外,还需针对经济、技术、施工等方面的特点进行综合性的分析,制定出一个最合理的建筑施工方案。

1.2 计算简图合理化原则

高层民用的建筑在进行制定建筑结构方案时,必须要保证建筑结构是稳定和安全的,需避免一切安全风险隐患的出现,这时候就需要对建筑结构进行一个准确的公式计算,将建筑结构方案数字化,必须要确保数字的正确性。认真选择计算公式,计算公式一旦发生错误就会对计算结果产生很严重的影响,从而影响到建筑施工的安全,甚至在未来的使用中也会存在很多的安全风险隐患。

1.3 结果分析精准化原则

在目前的社会生活当中,计算机的应用越来越广泛。计算机给数据的处理带来了很大程度的便利。在建筑结构方案的设计过程当中,可以合理的对计算机进行应用,利用计算机强大的数据分析,以及计算功能,对建筑结构方案需要的数据进行准确的计算。这种利用计算机进行计算的方法,可以弥补工作人员手工计算中容易出现的错误等不足,保证建筑结构方案的正确性。

2 高层建筑结构设计的特点

2.1 控制指标;高层建筑和基层建筑的建筑施工有很大的区别,因建筑高度及体型不同,所以在制定建筑结构方案时,侧重的要点也是不一样的。其中高层建筑中结构侧移是较重要的一项设计要素,所以在进行建筑结构方案的制定时,必须要注重结构侧移的控制范围。

2.2 轴向变形;轴向变形在建筑结构的设计中也是非常重要的一个元素,高层建筑的施工,如果局部楼层质量或刚度突变,那么在竖向构架中,可能会出现相对比较大的轴向变形,这样会造成对连续梁弯距的破坏,对建筑的整体结构也会产生影响。

2.3 水平荷载;在建筑结构的设计中,水平荷载是非常重要的一个元素。建筑结构设计中的竖向荷载所造成的轴力与建筑物的整体高度的一次方成正比,水平荷载所造成的倾覆力和竖向的构件生成的轴力这两种利益与建筑物的整体高度的二次方也成正比。也就是说,假如建筑物的高度增长的话,这个值也会变大,从而会对整个建筑结构产生很大的影响。

3 结构中存在的不足

3.1 易受自然天气的影响,钢筋混凝土是最主要的高层建筑材料,但混凝土钢筋的结构密度还不够致密,所以从某种意义上来说还不太稳固,当遇到强暴风雨时,容易被冲垮,诸如地震、暴雪及洪涝干旱等时,也容易发生结构上的变形,危险到人们的生命安全与财产安全。

3.2 钢筋混凝土结构发生变化时具有很强的随机性和不确定性,钢筋混凝土材料在遇到突发性和强破坏性的外力打压时,其结构会发生不同程度的变化,并且这些变化是没有规律可寻的,也存在很多不确定性,使钢筋混凝土结构变化的安全隐患增多,直接影响高层建筑的施工进程及质量。

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3.3 钢筋混凝土结构设计不够严谨、高层建筑工程具有施工周期长、施工工序多且复杂、涉及到的施工技术多样化、安全系数高和固定技术要求高特点,导致高层建筑施工难度增加。钢筋混凝土作为高层建筑施工的重要建筑材料,其结构设计要求很高,但在实际设计过程中,相关设计人员及施工人员并没有到施工现场进行实地勘察,导致钢筋混凝土结构设计不严谨,出现结构上的问题,进而导致施工事故的发生,影响施工人员及高层建筑用户的生命安全与财产安全,不仅如此,如果处理不当还会给施工单位造成巨大的进经济损失

4 改正结构中存在的问题

4.1 抗震功能的加强设计

高层建筑在居住使用过程中,其抗震功能非常重要,可以对于诸如地震类的自然灾害有一定的抵抗能力,而高层建筑的抗震功能主要是依靠钢筋混凝土结构来实现的,因此在进行高层建筑钢筋混凝土结构设计时要将抗震性能设计作为其主要的影响因素和关健环节。而高层建筑在建设过程中若是其层数和结构刚度的突变系数较大,则应该多取其振型数,比如高层建筑房屋结构中所包含的多塔结构,顶部小塔楼以及转换层等,在取其振型数时应选大于 楼层数,但是其大小仍然不能超过房屋总层数的三倍,而且对于具有弹性的楼板建筑在分析刚性要求时,其振型数的选取还要更大些。

4.2 耐久性设计

高层建筑钢筋混凝土结构在设计时还要加强其耐久性,通常在高层建筑钢筋混凝土结构的设计方案中,由于无法完全考虑到建筑周围的环境影响因素,影响到了建筑本身钢筋混凝土结构性能的可靠性,因此在进行高层建筑钢筋混凝土结构的设计时,要在钢筋混凝土材料的造价与材料性能上进行集中控制,只有这些条件符合标准要求,才能保证设计出来的钢筋混凝土结构其耐久性达到规定要求。再加上现在人们的生活水平逐渐提高,对高层建筑的居住要求也提高了起来,因此钢筋混凝土结构的耐久性设计极其重要,这直接关系到居住人们的使用条件。

4.3 加强新概念设计

高层建筑钢筋混凝土的结构设计还要加强新概念设计,也就是说要设计一些样式新颖的建筑出来,同时还要保持其抗震性能和抗风性能等基础抵抗性能,而且加强高层建筑的新概念设计,可以在满足高层建筑钢筋混凝土的弹性要求上尽量设计出其延展性,这不仅能保证高层建筑更符合居住人们的实际需求,同时也是未来高层建筑钢筋混凝土结构设计的发展趋势。

4.4 地下结构设计

高层建筑除了地上部分之外,地下部分的钢筋混凝土结构设计也非常重要,而在进行地下结构设计时同样需要注意其抗震性能,其对于高层建筑的稳定性非常重要,因此在进行地下结构抗震设计时,要根据地下结构的实际情况进行具体的抗震性能分析,再根据分析结果设计出符合高层建筑地下部分抗震性能要求的地下钢筋混凝土结构,同时还要注意的是嵌固端位置不同所造成的影响。对于高层建筑的地下部分,其埋置深度都有一个标准要求,在施工及使用过程中,有时因现场周边条件限制或为某些施工及使用上的便利而使得高层建筑的地下部分埋深出现问题,在这种情况下一旦发生地震等自然灾害时,建筑物本身就会发生滑移,倾斜等现象。另外对于高宽较大的高层建筑,其地下部分要尽可能进行深埋,通常情况下都是采用钢筋混凝土桩体作为其地下部分的结构支撑,其锚固长度也要尽量往大且长的方向进行设计,这样不仅有利于增加桩体的抗拔性能,还可以有效防止高层建筑发生倾覆事故

5 结束语

高层建筑可以缓解城市用地减少的紧迫问题,最大程度上的利用土地资源,同时也能够促进城市建筑的立体化和美观化。高层建筑并非是一个简单的工程,本文主要是对高层建筑结构设计的基本原则进行了简要概述,并对高层建筑中存在的一些问题进行分析并解决的,希望本文的分析探讨对我国高层建筑存在的问题的分析与设计能提供一定的参考作用。

参考文献:

[1]吴兴. 高层建筑结构设计的要点分析[J]. 住宅与房地产,2017,03:88.

[2]李林,陈茜,张丹. 浅谈高层建筑钢筋混凝土结构分析与设计要点[J]. 江西建材,2017,04:49+52.

论文作者:李平

论文发表刊物:《基层建设》2017年第7期

论文发表时间:2017/7/13

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