摘要:高层建筑的施工技术非常复杂,建筑结构的承载力要求非常高,高层建筑结构设计是高层建筑工程的关键的组成部分,在进行建设的时候应该对高层建筑结构设计加以重视,应该确保结构设计的科学性。设计还应该重视抗震以及抗风能力,以满足建筑物的安全性的要求。
关键词:高层建筑;结构设计;问题;对策
1 高层建筑结构设计的特点
高层建筑结构设计一般使用钢和钢筋混凝土作为重点的材料。钢筋混凝土的价格不高,形状有着多样性的特点,能够很好地节约钢材。
钢材的强度非常大,韧性也非常大,方便加工。钢结构和钢筋混凝土结构比较,它的断面非常小、重量不大,抗震性能非常好。特别是钢结构的构件能够在工厂进行加工,然后运到施工场地使用,卓有成效地减少了施工的时间。钢材也有一些问题:钢结构的耐火性不是很好,需要使用很多防火涂料,这使得工程的施工时间和工程的造价加大。
2 高层建筑结构设计的类型
2.1 框架结构
以前的高层建筑一般使用框架结构,梁与柱以钢连接 的方式 进行结构 的搭建,这种结构的建筑空间有着非常大的灵活性,可以,因为梁柱的截面积不大,没有很好的抗震能力,因此,框架结构仅仅适用于抗震要求低的建筑。
2.2 剪力墙结构
剪力墙的受力特性与变形状态主要取决于剪力墙的开洞情况。按受力特性的不同,单片剪力墙可分为单肢墙、小开口整体墙、联肢墙、特殊开洞墙、框支墙等各种类型。剪力墙的类型不同,其截面应力分布也不同,计算内力与位移时需采用相应的计算方法、剪力墙结构的机算方法是平面有限单元法,此法较为精确,而且适用于各类剪力墙。但由于其自由度较多,机时耗费较大,目前一般只用于特殊开洞墙、框支墙的过渡层等应力分布复杂的情况。
2.3 框剪结构
这种结构是把框架 结构和剪力 墙结构加以组合应用的结构 体系。其主体是框架结构,这两种形式联合使用,可以取长补短,可以同时具有良好的抗震性以及灵活性,我国的高层建筑大部分都是使用这种形式。
3 高层建筑结构设计中存在的问题
3.1 短肢剪力墙设置问题
目前,高层建筑结构设计中,非常多的设计师在设计的时候增加了短肢剪力墙。依据建筑结构设计的例子可以知道,这种墙的设置不利于建筑的稳定性,为了改良建筑的质量,在设计的时候需要尽可能减少 短肢剪力 墙的设置。
3.2 超高问题
超高问题关键是指建筑企业不按照制度的要求,没有节制地加大建筑物的高度,以提高利润。超高问题不利于建筑物的稳定,若遇到 强风、地震等状况,非常容易出现倒塌、断裂等问题,使人们的生命安全受到威胁。
3.3 嵌固端设置问题
嵌固端就是 固定端,在进行位置设置的时候应该防止构件在这个地方的位置移动。嵌固端是高层建筑结构设计中的关键的组成部分,其设置有以下问题:嵌固端的位置选择不合理。目前高层建筑通常设置多层地下室,还把嵌固端设置在地下室,这样设计有着非常大的安全问题。嵌固端 上下层的 刚度比例设计不合理。上下层刚度比例设计是评价嵌固端设计是不是合理的一个关键的标准。目前,嵌固端的设计准确度不是很高。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆嵌固端的设计与抗震缝隙的处理存在冲突,两者很难协调,在设计的时候有着平衡性不足的问题,减少了建筑结构 的稳定性。
3.4 建筑基础选型问题
对于高层建筑来说,建筑物的总的质量非常大,所以在基础 结构的 设计上,应该使整体的性能非常好,还应该承载大量的建筑质量。高层建筑需要使用非常多的资源,所以在基础选型上,除了要考虑建筑物 的安全性,还应该充分考虑成本。
4 应对方法
4.1 注意选择结构方案的科学性
结构方案的选择是不是科学对高层建筑的质量有着非常大的影响。在选择结构方案的时候,应该对结构方案的标准以及规范加以分析,以避免由于结构设计方案和标准相矛盾而使后面的施工无法进行。结构方案的选择还应该按照建筑 工程的 施工区域以及施工场地的具体状况全面考虑。还应该按照建筑工程的规模、施工场地的基础状况加以考察,在这个条件下选择最好的结构方案。
4.2 合理使用计算简图
因为高层建筑结构设计特别复杂,在确定计算简图的时候是非常困难的,在对计算简图进行确定的时候应该全面考虑各种因素的作用,以保证后面的计算工作的正确性以及客观性。在计算的时候还应该强化简图的科学使用,保证计算的准确性。
4.3 在结构设计的时候注意建筑物各种性能的实现
首先,提高建筑结构延展性设计。这种设计是针对高层 建筑 容易出现 倒塌、形状变化等问题而 提出的。其次,重视高层 建筑 结构的水平力。水平力是高层建筑 结构在相同的平面里受到的 各种 荷载 力的总称。水平力对高层建筑结构的作用非常显著,设计者在设计的时候应该做好 控制工作。再次,符合建筑对稳定性的要求。稳定性是建筑结构设计中的非常关键的标准。设计的时候应该科学设计各个关键点,这样可以使结构获得稳定性。
4.4 选择科学的高层建筑结构方案
科学的结构设计方案应该符合经济性的要求,还应该符合结构形式以及结构体系的要求。在一样的结构单元中,需要选择一样的结构体系。
4.5 对计算结果加以准确分析
随着科技的不断发展,电脑技术被普遍使用在建筑结构的设计中。目前市场上有各种各样的电脑软件,使用不一样的软件得到的结果是不一样的,因此,建筑结构设计人员应该在充分了解软件的使用范围的基础上,使用恰当的软件进行计算。因为建筑结构的具体状况与电脑程序可能不一致,因此,运用电脑辅助设计的时候,会出现人工输入错误或由于软件自身有问题使计算结果有误差的问题,所以,结构设计师在使用电脑软件获得结果以后,需要加以检查,加以推断,得出准确的结果。
4.6 超高问题的对策
建筑物的高度需要符合抗震的要求,只有符合抗震的要求才能够体现建筑为人类服务的观念,高层建筑需要具备非常强的抗震能力,因为高层建筑物所承受的垂直荷载非常大。
在建筑物的超高问题上,以前仅仅限制在A级高度,但因为实际问题的出现产生了新的标准,这个标准是把限制高度加以扩展。通常,会对建筑的结构加以改变,但改变以后使得高层建筑的超高有着非常大的问题,所以,应该按时举行专家论证会,对建筑物加以论证,这样才可以对建设起到积极的作用。
4.7 做好基础选型
建筑物在基础选型的时候需要使基础的总沉降以及差异沉降符合标准,应该符合天然地基或符合地基 承载力和桩基 承载力 的要求。另外,还要考虑经济效益,充分考虑基础的用料和造价。需要重视的是,地震高发地区的建筑物需要避免不利的区域,当条件不具备的时候,可以使用一些处理措施,防止建筑物的地基失去稳定性。
结语
高层建筑的结构设计是一个非常具有综合性的工作,对于建筑的设计有着相当关键的意义。高层建筑的结构设计是高层建筑设计的重点内容,对于建筑物的质量以及使用的时间有着非常大的影响。目前我国的高层建筑结构设计还有很多问题,设计人员应该充分了解这些问题,并使用良好的方法,以处理好这些问题。
参考文献
[1]宋祥.高层建筑结构设计中存在的问题及对策[J].山东工业技术,2017,(12):120.
[2]钱冬江.高层建筑结构设计的问题及对策探讨[J].中国新技术新产品,2016,(22):139-140.
论文作者:邢增良
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年11期
论文发表时间:2019/9/16
标签:高层建筑论文; 结构论文; 结构设计论文; 建筑物论文; 建筑论文; 非常大论文; 建筑结构论文; 《建筑学研究前沿》2019年11期论文;