高层建筑结构设计注意事项论文_张国

高层建筑结构设计注意事项论文_张国

义乌市城市规划设计研究院浙江 义乌 322000

【摘 要】随着我国经济的飞速发展,房地产业也得到了迅猛的发展。高层建筑不仅在数量上开始逐渐增多,其在高度上也在逐渐增加,与此同时建筑的结构也发生了比较大的变化。对于高层建筑而言,毫无疑问其结构是最为重要的组成部分,因为结构会直接关系到其正常使用的状况,而设计又是判断高层建筑的结构是否合理的具有决定性意义的重要环节,本文就主要探讨了有关高层建筑结构设计的注意事项。

【关键词】高层建筑;结构设计;注意事项

随着社会经济的不断提高、人口密度的逐渐增长,使得可以被利用的建筑用地逐渐减少,顺应趋势的发展,高层建筑逐渐发展起来,其数量一定会越来越多且会成为主流的发展趋势。它至少有三个方面的优点:节省用于城市建设的基础设施费用、可以节约用地、美化城市的市容。但是,由于高层建筑的特殊性,其安全问题应当得到高度的重视,高层建筑结构设计是否合格无疑是安全问题的关键所在,进一步说,其结构设计的合理性在很大程度上可以代表高层建筑稳定性与牢固性。因此,我们必须从高层建筑建设安全的角度上出发,深入研究高层建筑的结构设计。

一.高层建筑的结构设计体系中需注意的一些问题

(一)务必要确保高层建筑的整体高度不可以过高

越高并不是高层建筑最好的选择,其高度应该按照实际需要与抗震要求设计其整体高度。对于当今的高层建筑的设计与建设来说,建筑抗震是必须要充分考虑的,并且其稳定性的大小也必须被考虑在内。与此同时,还要保证建筑物的高度要和主体、地基设计相匹配,一定不可以因为盲目的追求高度,但却忽视了建筑物稳定、安全性能。

(二)务必要保证建筑结构具有规则性

高层建筑结构设计具有标准的规范作为设计的依据,但是随着建筑行业的迅猛发展,其结构设计的原有规范也正在被逐渐的更新。对于现在正在实行的新规范来说,务必要保证建筑结构具有规则性且配备比较详细的说明。如非常不规则的一些结构体系不应被高层建筑所采用。所以,一定要尽量确保建筑结构具有规则性。

(三)务必要根据实际情况设置短肢剪力墙

在当前的高层建筑设计体系中,短肢剪力墙指的是墙肢截面的高厚比在5至8之间的墙体。在目前的高层建筑设计中,由于短肢剪力墙的作用具有特殊性而较少被应用到。短肢剪力墙的提前设计反而比较容易给后面的设计带来意想不到的麻烦,因此,设置短肢剪力墙时一定要根据实际情况来进行。

(四)务必要保证嵌固端选在合理的位置上

人民防空设施、地下室被普遍设置且被包含于高层建筑里,因此,嵌固端既可以设置在地下室里,又可以选择在人民防空设施的顶端上。在这个问题上,应该特别注意由嵌固端的选择所带来的安全隐患,这需要符合两个条件,即嵌固端刚度应当满足相应的要求,嵌固端上下的抗震性应当保持一致性。另外,还必须做好嵌固端结构的相关设计和计算[1]。

二.高层建筑结构设计注意事项

对建筑整体结构的计算与分析一定要做好,详细计算建筑结构合理程度、设计强度,并把所计算的数据当作设计的主要依据。就目前来说,设计建筑结构时所用的新标准中指出,应当对结构计算与分析进行相应的调整,这样做是对原来标准的有效补充。所以,建筑师们在设计工作中,需要根据新标准来开展工作,其中值得注意的事项有:

(一)高层建筑所设计的总体高度务必要合理

关于高层建筑的总体高度,在第一部分中已经探讨过了,但是,还需要再次强调一下。高层建筑物的高度不但要满足使用要求,而且其稳定性、安全性也应当符合相应的标准。只有符合了上述两项要求,所设计的建筑物整体高度才能算作是合格的。

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(二)高层建筑选择的结构形式务必具有合理性

在对建筑结构的形式进行选择时,应当对以下三项内容进行考虑:安全稳定是否达到要求、所选建筑结构合理性以及美观性。在整个过程中,必须遵循新的规范标准,让其结构达到平面规则的要求。

(三)计算好普通构件强度

高层建筑的结构的构件可以分为两种,主要结构件和普通构建,此处普通构件指的是位于建筑物顶端或者外面墙面上的、发挥美观作用的构件。在建筑物结构中,普通构件没有支撑的功能,但是会收受到风阻和载荷的影响作用,所以,这些普通构件也需要被考虑在对建筑物的影响之内,相应地就应当计算好这些构件的强度。

(四)高层建筑的地基与基础设计工作也必须被做好

与其它的建筑体相同,基础、地基是保障建筑物稳定性的关键条件,倘若地基、基础不牢固,建筑物自然而然就不会稳定。在高层建筑的地基、基础设计的工作过程中,应当注意的事项有:第一,全面分析建筑施工场地的地质条件;第二,依照地质条件的情况,选择合理的设计地基的方法;第三,把基础、地基的设计融入到建筑结构整体的计算中。此外,在基础设计的环节还应当注意:首先,荷载应当能够进行可靠的传递;第二,高层建筑结构设计必须要做好变形协调工作,避免不均匀沉降现象的发生;第三,在进行高层建筑结构设计的内力分析时,应当全面考虑地基土、上层及基础结构三者之间的的共同作用[2]。

(五)剪力墙设计

在进行高层建筑结构的剪力墙布置时,四周、均匀、对称以及分散的要求必须达到。注意的事项有:(1)分散:对剪力墙的片数、片数的刚度、连续的尺寸都有一定的要求,即片数不能太少、刚度不能太大,连续的尺寸也不可以太长。同时,抗侧力构件的数目需要增加以达到分散的目的;(2)与各片剪力墙所相应的弯曲刚度,必须要合理,以免它承受太大的内力,在运用过程中,如果个别墙产生了部分破坏,也不会影响高层建筑整体的抗侧能力,而且个别剪力墙由于受力太集中导致的破坏问题也可以被避免;(3)所说的四周的要求是指将抵抗扭转能力这一因素考虑到高层建筑物的结构设计中,此举是为了保证平面、刚度这两个中心可以相互结合;(4)而将剪力墙结构进行对称的布置可以大幅增加抵抗扭转能力;(5)在选择剪力墙布置位置的时候,通常将其设在平面的变化区域内;(6)用许可的位移来设计剪力墙的数量。

(六)计算软件的选择

在我国当前的高层建筑结构设计中,主要使用的计算机软件有两种:三维杆系结构有限元分析软件(如TAT、TBSA等)和三维组合结构有限元分析软件(SATWE等)。这两类分析软件的区别是:三维杆系结构有限元分析软件是以薄壁杆件为理论基础的,该软件没有较高的硬件要求,自由度相对来说比较小,可以把对复杂结构的分析过程进行相应的简化,从而提升了运算的速度、效率;而且有两个假定条件,第一是可以把上、下层洞口间的结构看作成连系梁,第二是可以对相邻剪力墙建立结构模型,在实际的运算中,一般会将假定条件之外的模型忽略掉,将设计的准确度进行相应的提升。与其相比,三维组合结构有限元分析软件的运算会花费较长的时间,而且对硬件也有非常高的要求[3]。

结语

近年来,我国的高层建筑虽然表现出蓬勃发展的趋势,但是我国的高层建筑结构设计并没有达到理想的要求。然而市场的需求却日益复杂且出现多样化,所以设计师在进行高层建筑的结构设计时就必须遵循设计的原则,在此基础上,还必须要与实际情况紧密结合,高层建筑的结构布置等问题必须得到高度的关注,以此制定出合理的结构设计方案,来提高高层建筑物的安全稳定、经济实用等性能。

参考文献

[1]潘丽彬.试论建筑结构设计中的地基基础设计注意事项[J].四川水泥,2016,07:85.

[2]杨留学.论高层建筑结构设计的注意事项和要点分析[J].门窗,2012,08:225-226.

[3]付丽文.浅谈高层建筑结构设计的注意事项[J].中华民居(下旬刊),2014,02:81-82.

论文作者:张国

论文发表刊物:《低碳地产》2016年9月第18期

论文发表时间:2016/11/18

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