高层建筑混凝土结构稳定设计分析论文_陈宇浩

高层建筑混凝土结构稳定设计分析论文_陈宇浩

陈宇浩

广西华蓝工程管理有限公司 广西南宁 530000

摘要:现阶段,随着社会的发展,我国的建筑工程的发展也突飞猛进。在建筑这一行业,正在面临更加良好的发展机遇,随之而发生巨大改变的便是建筑技术的水平。如今的混凝土得以广泛的运用离不开它本身的优异性能,而使其成为了最为常用的建筑材料之一。由于一些超高层的建筑中运用了大跨径混凝土,后期也偶会出现一些位移和变形之类的问题,所以我们把混凝土结构的稳定性能作为研究的对象。基于此,本文笔者就“高层建筑混凝土结构稳定设计”主题并结合相关经验对其展开了详细的论述,其中概括了混凝土的结构,稳定性研究及判定,最后还提出了些许建议,望可以为业内人士提供有益参考。

关键词:高层建筑;混凝土结构稳定;设计分析

引言

近年来,我国的城市化进程正处于不断加快的进程中,在此背景下,一方面城市对建筑的需求不断增多,另一方面城市土地资源却日益紧缺,而高层建筑则同时解决了这两项问题,因此现代城市中的新建建筑项目大多都是高层建筑。但是,相较于普通建筑而言,高层建筑在结构设计上面要更加复杂、难度更大。高层建筑混凝土结构设计,既要保证结构强度,又要保证结构刚度,因此建筑设计者们要先认真研究和深入分析影响高层建筑混凝土结构的各项因素,再据此不断对设计方案进行优化和完善。以下就联系实践经验来谈谈高层建筑混凝土结构设计问题。

1混凝土结构稳定设计原则分析

在混凝土结构中,稳定性一直是一个较为突出的问题。通常来说,在各个不同类型的混凝土结构中都会涉及到稳定性的问题,如果不能科学的处理好这个问题,将会造成很大的不必要损失。根据笔者对于混凝土稳定性问题的研究以及其实际设计中的相关特点,提出了以下三方面的原则,并对其加以详细阐述,从而更好的保证混凝土结构设计中的稳定性。

1.1整体布置要满足体系及组成部分的稳定性要求

当前阶段,大部分混凝土结构都是通过平面体系来进行设计的,例如框架和桁架都是如此。要想保证这些平面结构能够具有充分的稳定性并且不会出现结构问题,需要着眼于混凝土的整体结构布局并加以解决,也就是要对必要的支撑构件进行设计。也就是说,一定要保证平面混凝土结构构件的相关稳定性计算一定要符合混凝土结构布置,保证二者相一致。

1.2结构计算简图与计算所依简图相一致

在进行混凝土结构稳定设计时,一定要保证混凝土结构计算简图要与实用计算方法所依据的简图相一致,这对于混凝土的结构稳定性计算具有至关重要的作用。当前设计单层混凝土结构和多层混凝土结构时,常常没有进行框架的稳定分析,而是以框架柱的稳定计算来取而代之。在实际应用这种方法时,需要涉及到柱计算长度来对框架柱稳定进行计算,要通过对框架的整体进行分析和研究,才能保证得出的结果使得框架稳定计算与柱稳定计算相等。然而,在实际应用时,框架变化多样,而为了简化实际设计中的计算工作,通常需要对一些典型条件进行设定。

1.3保证细部构造和构件的稳定计算相一致

除了上述原则外,还要保证混凝土的构造设计与结构计算相符合,这也是混凝土结构设计中至关重要的一个原则。对于没有要求传递弯矩和要求传递弯矩处节点的连接,要对其柔度和刚度给予充分保障,同时还要减少桁架节点的杆件偏心,设计的技术人员在进行构造细节处理时要格外注意这些问题。但是,一旦涉及到混凝土的稳定性性能分析时,通常会在构造上具有一定的特殊要求或特殊考虑。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆例如,就简支梁的抗弯强度来说,对于不动铰支座的具体要求仅仅是能够阻止位移的发生,同时允许其能够在平面内进行转动。然而如果是处理梁整体稳定时,这样的要求就不能满足了,还需要保证支座能够阻止梁绕纵轴扭转,同时还要允许梁在水平平面内进行转动以及梁端截面自由翘曲,从而能够符合稳定分析时所要求的边界条件。

2高层建筑混凝土结构设计要点

2.1高层建筑结构选型优化

(1)设置规则的建筑结构。一般新建的高层建筑项目与旧的建筑相比,其在结构的规则性方面会有较大的不同,尤其是在嵌固端上下层的刚度、平面的规则性等问题上,都会受到较多的条件限制。并且,在我国的相关建筑设计规范中还明确规定了不能采用严重不规则的设计方案,因此在高层建筑结构设计上必须要设置规则的建筑结构。这样做的目的也是为了避免在后续施工中出现问题。(2)合理控制建筑高度。高层建筑的高度并不是一味越高越好,其有一定的总高度限制。目前在我国的高层建筑相关设计规范中,在原有的A级限制高度基础上,又新增了一项B级高度,若高层建筑的总高度达到了B级或者超出了B级,则应当对设计方案进行一定的改变,这点要重点给予关注。(3)嵌固端位置选择。观我国目前大部分的高层建筑来看,其普遍都附带人防和地下室结构,并且通常会在人防和地下室顶板上设置嵌固端,而嵌固端位置的选择对高层建筑的整体结构具有较大的影响。但在现实中,嵌固端位置的选择问题经常会被建筑设计者们忽略,例如没有严格遵循嵌固端上下层的刚度范围、没有关注嵌固端与结构缝的协调性、没有把握好嵌固端楼板设计要点以及没有保持嵌固端上下层抗震等级的一致性等,这些均会对高层建筑结构的安全性与稳定性造成十分不良的影响。(4)短肢剪力墙的应用。建筑结构中的短肢剪力指的是墙肢截面高厚比在5~8内的墙体,在我国的高层建筑结构设计中,对短肢剪力墙的应用有着较为严格的限制,所以建筑设计者们应当尽量减少对短肢剪力墙的应用。

2.2高层建筑混凝土结构平面布置

平面布置是建筑结构设计中的关键要点,一般在高层建筑混凝土结构的平面布置中,应当遵循尽量减少扭转影响的原则。具体来说,在高层建筑混凝土结构平面布置中,首先要充分考虑地震情况下的偶然偏心因素,科学评估楼层竖向构件的层间位移和水平位移情况。通常A级高度的高层建筑的位移量应小于楼层平均值的1.2倍,最大不能高于1.5倍;B级高度的高层建筑的位移量应最大不高于楼层平均值的1.2倍。其次要充分考虑建筑的抗震性,合理调整平面形状,避免出现不规则结构。

2.3高层建筑混凝土结构竖向布置

高层建筑混凝土结构竖向布置也非常重要,一般对于高层建筑混凝土结构的竖向布置而言,要尽量保证建筑整体体型的均匀性与规则性,除非有特殊要求,否则尽可能避免出现较大的内收或外挑设计。为了保证建筑重心和结构的稳定性,在建筑结构竖向布置中应遵循上小下大的原则,且侧向的变化要均匀、缓慢。如果有特殊情况需要将高层建筑设计为不规则结构,则必须要慎重考虑其的设计问题,以保证建筑结构的稳定性。若为内收结构的竖向结构类型,应确保楼层侧向刚度不小于邻近三层侧向刚度平均值的80%或邻近上部楼层侧向刚度的70%。

结语

综上所述,本文笔者就“高层建筑混凝土结构的稳定设计”主题做出了简明的总结。在高层建筑的混凝土结构设计当中,我们应重视并且做好其稳定性设计工作,要善于总结出其中的缘故并进行挖掘,然后再对其进行一些有效针对性的方案紧跟着实施解决,确保高层建筑混凝土结构的稳定性从而可以满足内在的设计和广泛的使用。

参考文献:

[1]吴磊.高层建筑混凝土结构设计中的抗震设计分析[J].门窗,2017(07):140.

[2]黄希川,杨雷.高层建筑混凝土结构的稳定设计[J].住宅与房地产,2018(09):95.

[3]何炜明.高层建筑中钢筋混凝土结构设计分析[J].科技资讯,2008(31):72.

论文作者:陈宇浩

论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第10期

论文发表时间:2019/5/22

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