高层建筑结构设计中的常见问题分析论文_陈圆圆

高层建筑结构设计中的常见问题分析论文_陈圆圆

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摘要:近年来,中国的建筑业获得高速发展,高层建筑在建筑中所占比例越来越多的。因高层建筑技术的发展,建筑结构设计也在持续的改变中,并越来越繁杂,同时建筑的种类与功能也开始向复杂化方向发展,这就会加大高层建筑的结构设计工作的难度。现阶段设计者面对的关键问题就是如何将安全、可靠、合理、经济等理念落实到高层建筑中结构设计中。

关键词:高层建筑;结构设计;常见问题

引言:

高层建筑因为城市发展进程的持续加快也渐渐的增多并趋于复杂,此现象在高层建筑结构设计过程中展现的最为明显。唯有合理科学的确保高层建筑结构设计,才可确保成功的进行高层建筑建设。尤其是各类结构设计标准陆续实施或更新,结构设计者常常会碰到很多的问题。

1、高层建筑结构设计需坚持的原则

1.1 安全

高层建筑建设主要是为人们营造更为舒适的生活和工作环境,而这以建筑具有绝对的安全性为前提的,缺乏安全性的建筑即使外形再美观、功能再齐全也无法满足人们的使用需求。因此,在进行高层建筑结构设计的过程中,应该以安全性作为设计的基本原则,只有设计安全性高的建筑结构,才能确保建筑在建设成之后的良好使用,也才能最大程度的提高建筑结构设计的水平,从而促进建筑的顺利建设、顺利竣工、顺利使用,实现建筑的长远发展。

1.2 质量

在进行建筑结构设计的过程中,要求设计人员坚持质量的原则。如果建筑结构设计质量较低,将会导致整个建筑的建设质量低,从而也会出现多种质量问题,影响到建筑后期的使用。因此,在实际的设计工作中,设计人员应采取有效的设计措施,全面的提高建筑结构的设计质量,并且积极的发现在设计中存在着的质量问题,通过及时的处理,能最大程度的确保建筑结构的设计质量得以实现。

2、高层建筑结构选型设计阶段

2.1结构的规则性问题

为了控制位移比及位移角在高层建筑结构中不出现超限,结构工程师一定要严格按照规范的要求,并着重关注结构的薄弱点。高层建筑的计算参数在设计的时要严格按满足规范要求,例如设计高层建筑结构时,竖向规则性(刚度)、平面规则(位移)等参数要控制好,在结构布置尽量保证平面、竖向的规则性。

2.2结构超高方面

越来越多的高层建筑的设计高度超过了规范规定的A级或B级高度。对于这种高度超限的建筑,在超限审查阶段,设计师就应该合理的确定各构件的性能目标,通过反复的试算,与建筑沟通确定好结构的平面布置,将安全、可靠、经济等落实到超限楼栋的结构设计中。

2.3嵌固端的选定

根据主楼周边地下室顶板的结构形式,高层建筑的嵌固端选定在地下室顶板基础顶面等位置。不论选定在地下室顶板还是基础顶面,结构设计工程师往往不可忽视了嵌固端需满足的条件(竖向构件之间的刚度比),不可忽略主楼周边地下室相关范围的结构措施等。

2.4短肢剪力墙的设置

目前高层建筑进入了高速发展期,而根据建筑功能需要,结构布置时不可避免的需要布置部分短肢剪力墙;短肢剪力墙是指不大于300mm的截面厚度、各肢解面高度和厚度之比大于4的最大值,但不大于8的剪力墙。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而短肢剪力墙的数量影响高层建筑的计算指标及经济指标;因此在建筑设计时的时候,要尽量减少短肢剪力墙的设置,以确保结构合理安全。设计时还应注意短肢剪力墙承担的倾覆弯矩不要超过规范允许值。

3、基础设计

建筑结构设计的重要环节之一就是基础设计,不单因为此阶段设计过程的优劣将严重的影响后期设计工作的实施;同时,也是因为基础工程部分的费用是整个工程造价的重要组成部分。所以在基础设计过程中,若设计不合理,可能会导致造成比较大的损失。在设计基础时,地方标准的相关要求也必须引起足够的重视。因为中国国土面积辽阔,地质条件复杂,作为国家规范《地基基础设计规范》不能具体描述与规定各地的当地特色的地基及基础,所以,作为建设在国家规范之下的地区性规范。地方性的“地基基础设计规范”可以更为具体与正确的描述与规定各地方的基础种类与设计处理方法等成熟的经验,因此,在设计基础时,设计人员必须要深入的学习地方标准,避免影响到整个结构的经济性及设计时间。

4、结构的刚度问题

高层建筑结构设计的时候,结构刚度问题应重点关注,设计人应严格按照国家规范的相关要求,确保结构刚度计算满足规范要求。假如建筑结构刚度过低,则无法承受相对大的水平荷载,此类建筑的质量将会受到一定的影响。在设计的时候,设计人员要结合高层建筑的高度(含屋架高度)、底部楼层的高度等,合理布置结构体系,把结构的刚度、变形控制好,这样建筑结构既能符合相关的规范,又可以保证建筑结构的安全性,确保建筑结构的质量。

5、建筑结构的轴压比问题

在高层建筑结构设计中,建筑结构的轴压比问题也需要充分的考虑。所谓的轴压比是指各柱组合的轴力设计值与柱横截面的面积和混凝土抗压强度的设计值乘积比值。高层建筑中的试验及有关震害数据表明,如果在高层建筑中,柱或剪力墙的轴力过大,那么,柱或剪力墙的延性将会很明显的变小,非常容易产生脆性剪切的破坏,不符合强剪弱弯的设计要求。因此,在对高层建筑结构设计中需要对轴压比进行较好的控制,从确保建筑的延性。在高层建筑结构设计中,我们需要采取提高柱(剪力墙)混凝土的标号、适当扩大竖向构件截面等的措施来减小轴压比,以达到提高结构延性的目的。

结语:

总体而言,高层建筑建设准备阶段中,建筑设计工作是关键的一部;而建筑项目的质量、安全等受到高层建筑结构设计质量的直接影响。高层建筑结构的设计是一项繁杂而又长时间的工作,整个结构设计中有些环节与计算指标容易忽略。为了确保建筑工程质量,设计需过程中要全面充分的分析核查每一个计算过程,同时要关注每个工程的薄弱点,设计时对这些薄弱点进行加强,这样才能确保建筑工程的安全、经济、实用、美观。

参考文献:

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论文作者:陈圆圆

论文发表刊物:《建筑细部》2018年第22期

论文发表时间:2019/5/28

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