摘要:随着城市化的推进,高层建筑在城市建设中越来越频繁地出现。作为建筑工程总体设计中的重点和难点,如何加强和改进高层建筑结构设计,使之更好地促进城市经济社会发展的需要,是建筑行业必须思考的问题。如果高层建筑结构设计中出现问题,势必会给整个建筑使用人员带来不好的影响,甚至攸关生命和财产安全,因此,高层建筑设计中强化结构设计的质量和水平。本文从高层建筑结构的特点入手,结合高层结构设计的设计准则,深入剖析高层建筑结构设计中存在的不足并提出针对性的方法,以期为高层建筑结构设计者提供参考。
关键词:高层建筑;结构设计
引言
随着中国经济的发展和技术的进步,带动了整个建筑行业的蓬勃发展。与此同时,随着城市化的进一步加深,城市建筑面积面临非常窘迫的状况,受此影响,城市中高层建筑的比例不断攀升,为解决建筑用地的不足提供了解决方案。在这种背景下,要在保证高层建筑的安全稳定,就必须加强源头管理,在高层建筑设计之初,就要合理的规划和配置资源,提高设计方案的准确性、实用性和科学性。
1.高层建筑设计的特点。
高层建筑设计整体上来说,比一般的建筑而言,要求具有更高的安全性和稳定性。首先是因为高层建筑由于建筑本身高度,受到水平方向风力负荷影响较大,由于高度产生的侧向剪切力,对狂风暴雨等极端天气的反映比一般的建筑更强烈。其次由于同时承受横向负载和竖向负载,对建筑的防震能力提出了更高的要求。而且,受到房屋质量和惯性因素影响,建筑越高,人类能感知的建筑的位移的感觉更加强烈,影响人们生活居住的安全性和舒适度。因此,高等建筑设计中,要上述因素综合考量,做出最适宜、最科学的设计方案。
2.高层建筑结构设计准则
2.1简图设计。在高层建设的实际施工现场,是根据机构设计简图在进行的。
简图设计有缺陷,存在严重的质量安全隐患,会给建筑施工带来根本性的不良影响。比如简图设计没有经过精密的计算、数据严重失实,或者简图标注的信息错误,都有可能对后续工作带来无法挽回的影响,造成巨大的经济损失。
2.2基础设计。高层结构设计要建立在对施工现场的周边环境的综合考察的基础上,比如周边的地质、水文条件、周边的建筑的影响以及现场施工时可能的气候、交通、通讯等因素的影响,在此基础上所形成的基础方案,需要合理的利用各项有利条件,充分考虑不良因素可能造成的不好的后果,把应对措施充分糅合进去。勘探结束后所形成的数据要经过核验,避免出现误差,必要时可采取地基变形检验的方法,取得准确的数据。
2.3结构方案。结构方案设计主要由结构形式和结构体系两个方面的内容组成。它之所以重要,是因为他直接与成本核算相关,对企业效益有着直接的影响。如何在考虑其经济价值的基础上,选取合理的结构形式和结构体系,最终选择能够获得最佳性价比的最优方案,是一个很关键的问题。除此之外,结构方案还要把受力和传力体系列入重点考察范围,以保证建筑的安全性。
3高层建筑结构设计存在的不足
3.1抗震性能不符要求。高等建筑要符合抗震性能要求需要统筹规划。并不是抗震性能远强越好,不同的地区,采用不同的抗震等级要求,从而选择最符合经济力和力学要求的高层建筑是相适宜的,既能满足抗震要求,又能节约成本。要符合抗震性能要求需要综合考量两个因素:一是高层建筑结构体系设计,特别是结构力学体系建设。要通过科学的验证,是选择钢结构还是选择剪力墙框架结构,还是其他,能够保证整个建筑机构自身受力形态不会出现问题。二是要充分考虑考虑高层建筑的负载分布情况,避免盲目照抄照搬他人的项目设计数据,导致整个设计出现质量问题[1]。
3.2盲目增高建筑楼层。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆高层建筑每增高一层,会给开发商带来额外的经济收益,同时也会让整个建筑受到剪切负载和竖向重力负载的影响更大,并最终会让整个建筑在狂风暴雨、台风、地震等不可抗力面前败下阵来,严重威胁人民的生命和财产安全[2]。对此,国家有明文规定,要合理控制建筑高度。但是,在利益面前,铤而走险、罔顾人命的还是大有人在,给我们的整个建筑行的良性发展蒙上了阴影。
3.3柱体轴压比例不合理。
高层建筑设计中,如何选择合适的柱体轴压比是一个长期存在的设计难题,
要保证既能提高建筑的整体承受负载能力,有不会出现混凝土碎裂等质量问题出现,就要建筑的轴向压力设计值与混凝土压强、横切面面积行相乘的比值,控制在一个合理的范围内。
3.4 较少考虑建设成本。由于设计单位本身的立场,他们设计的图纸会着重把安全和稳定放在首位,忽视了在高层建筑具体施工过程中的建筑成本,从而导致现场施工人员在具体施工中,陷入被动,导致施工中出现偷工减料、以次充好的现象。为此,可以充分考虑加入新技术、新材料、新工艺在建筑施工设计中的重要作用,帮助开发节约成本,从而促使他们更好地把资金用在刀刃上。
4对解决高层建筑结构设计问题的思考
4.1做好机构体系优化选择。要保证建筑图纸的科学性和合理性,我们要对设计图纸进行反复的核算,通过验算分析,及时发现设计中存在的问题,使设计方案符合高层建筑的结构特点和力学要求,提高高层建筑设计的准确性、安全性和稳定性[3]。
4.2严格控制高层建设审批。国家对工程建设有监管责任的部门,应该加强对高层建筑的审批,通过建立有关的法律规范和实施细则,合理的控制高层建筑的规模和范围。在项目审批阶段,一旦发现问题,除非重新提出修改设计,否则就不予通过,以减少对整个建筑工期的影响。比如,可以根据设计高度,设计两套设计标准,然后严格执行,提高政治执行的透明度,降低模糊地带带来的不良影响。
4.3合理设置柱体轴压比例。在做好设计方案的时候,要对受力结构做好科学分析,综合考虑高层建筑和底层建筑的受力情况,然后根据强柱弱梁的原则进行设计。值得注意的是,在设计过程中,要以人为本,充分考虑抗震、防风和消防安全的要求,在满足安全性能的基础上,适度的提高居民居住的舒适度,提升建筑的使用价值[4]。
4.4做好建设成本限额设计。在高层建筑结构设计中,要充分考虑建筑开发上的运营需要和投资需求,在保证房屋结构稳定性和安全性的基础上,对建设成本进行做好限额设计,避免出现预算超标。在设计的过程中,可以通过引入新技术手段,降低成本,避免开发商迫于资金压力做出牺牲质量以换取成本降低的行为。
5.结束语
综上所述,随着高层建筑在城市的不断涌现,高层建筑安全问题越来越受到人们的重视。高层建筑机构设计作为工程建设安全施工的关键和起点,对高层建设的安全稳定有着直接的影响。因此,在高层建筑设计中,中国建筑高层建筑行业的设计者,要遵循设计规范的要求,做好机构体系的选择,满足建筑物的抗震和防风性能,提高高层建筑机构的设计的合理性和实用性,从而提高高层建筑的工程质量,为中国建筑行业的健康发展贡献力量。
参考文献:
[1] 岳文萍,周强茂,刘飞飞.高层建筑结构设计的问题及对策探讨 [J].住宅与房地产,2016,(3):90-91.
[2] 游小兵.高层建筑结构标准化设计的问题及对策探讨 [J].中国标准化,2017,(24):83-84.
[3] 周世航.浅谈高层建筑结构设计存在问题及解决对策 [J].广西城镇建设,2016,(5):80-82.
[4] 张振新.高层建筑结构设计中的问题及对策研究 [J].工程技术研究,2017,(7):218-219
论文作者:余柱
论文发表刊物:《基层建设》2018年第22期
论文发表时间:2018/9/10
标签:高层建筑论文; 建筑论文; 结构设计论文; 结构论文; 简图论文; 高层论文; 负载论文; 《基层建设》2018年第22期论文;