浅析高层建筑框架结构设计中的常见问题摘要:中国现代化建设的不断加快促使了我国高层建筑的崛起。
作为建筑行业的支柱,高层建筑框架结构的设计备受业内人士的关注。
本文对其常见问题进行汇总,具体阐述了高层建筑建筑框架的设计要点,供有关人士查阅讨论。
关键词:高层建筑,机构设计,问题汇总
自从改革开放以来,随着我国经济的高速增长,为适应社会的发展,高层建筑渐渐走入了我们的视线,并在设计上不断创新,不管是内部结构设计还是外部平面设计都有很大的改善。
当然,新时代对于高层建筑结构设计本来就提出了更多的要求。
框架结构体系就是在这个大环境下产生的。
为适应目前城市地少人多的环境,高层建筑框架结构设计也要向着扩大空间兼具灵活的建筑平面布置
方向发展。
当然,在设计的过程中往往会出现一定的问题,如果处理不慎对于整个工程质量都会造成不利的影响。
所以,我们有必要将搞成建筑框架结构设计中的常见问题进行总结分析,我们应该从高层建筑框架结构的设计要点入手,尽量规避这些问题在各个要点中发生,保证工程保质保量的完成。
一、简析高层建筑框架结构设计中的几个常见问题
关于高层建筑框架结构设计中的常见问题,笔者认为可以分为以下三点:
其一,结构的规范性问题。
众所周知,新的高层建筑框架结构设计规范比起旧的变动非常大,新规范增添了更多的限制条件。
比
如平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等,同时新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案”,因此结构工程师在遵循新规范的这些限制条件上必须严格注意,以避免后期施工图设计阶段工作的被动。
其二,结构的超高性问题。
不管是抗震规范还是高层建筑设计规范,对于高层建筑的总高度都有限制,这点在新规定里体现的更加明确。
针对之前的超高现象,新规定不仅将原来的限制高度设定为a 级高度的建筑外,而且增加了b级高度的建筑,所以这就要求结构工程师在进行结构设计的时候必须严格控制建筑物的高度,因为一点设计的结构达到或超过b级高度,整个设计方法的处理措施将发生比较大的变化。
在以往的工程实际操作中,我们不难发现很多由于结构类型的变更而忽略了超高问题,最终导致施工图审核没有通过,进而又重新进行设计等一系列劳民伤财的活动。
最严重的是,此时影响的不仅是结构设计,对于整个工程进度,包括造价各方面都产生很严重的后果。
所以,为了工期能够顺利的进行,在超高性问题上,工作人员一定要给予足够的重视。
其三,嵌固端的设置问题。
一般来讲,高层建筑都带有两层或者两层以上的地下室和人防,所以嵌固端不但可以设置在地下室顶板,也可以设在人防顶板的位置。
不过对于这个问题的处理,结构设计工程师却经常忽略由此引发的一系列问题。
比如:嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一致性、在结构整体计算时嵌固端的设置、结构抗震缝设置与嵌固端
位置的协调等等问题,而忽略其中任何一个方面都有可能导致后期设计工作的大量修改或埋下安全隐患。
最后,短肢剪力墙的设置问题。
在新规范中,对墙肢截面高厚比为5—8的墙定义为短肢剪力墙,且根据实验数据和实际经验,对短肢剪力墙在高层建筑中的应用增加了相当多的限制,因此,在高层建筑结构设计中,结构工程师应尽可能少采用或不用短肢剪力墙,以避免给后期设计工作增加不必要的麻烦。
二、剖析高层建筑框架结构的设计要点
对于高层建筑框架结构设计而言,基础、柱、梁、板这些部分的设计都需要引起设计人员的高度重视。
关于基础部分设计要点
在此部分的设计中一定要注意如果遇到柱下扩展基础宽度比较宽或者是地基不均匀还有就是地基比较软的情况,最好采用柱下条基,这里要提醒的是一定要考虑到节点处基础底面被重复使用的不利影响,应该适当加宽基础。
如果建筑地段相对较好,而且基础埋深大于三米,结构工程师可以建议甲方将此作为地下室使用。
如果地基承载力充分满足设计要求,地下室底板可以不再外伸,这对于防水方面是很有利的。
每隔30—40m设一后浇带,两个月后再用微膨胀混凝土浇注。
设置地下室的作用主要是为了降低地基的附加应力,提高其承载力,减少地震对地上部分造成的不利影响。
地下室在设计过程中应有相同的埋深,严禁设计地下室时采用局部设计。
不过因为混凝土的坚固性,地下室外墙如果采用混凝土那么相应楼
层处梁及基础梁可以取消不用。
关于柱部分设计要点
柱作为设计中不得不考虑的问题,它也有自己的设计要点。
首先,地上如果采用圆柱,地下部分则应改为方柱,这是为了便于施工考虑的。
另外,圆柱纵筋根数最少为8 根,箍筋用螺旋箍,并注明端部应有一圈半的水平段。
方柱箍筋应使用井宁箍,并按规范加密。
角柱、楼梯间柱应增大纵筋、并全柱高、加密箍筋。
在设计异型柱的结构时,要注意梁纵筋一排的根数不要过多,而且柱端部的纵筋不要太密,这样才不会导致节点混凝土浇筑困难的问题。
如果同时兼具矩形柱和异型柱,那么一定要注意两者的刚度不要相差太远。
还有很重要的一点,为减小断面尺寸,柱最好采用高强度的混凝土以此来满足轴压比的限制。
同时要尽量少使用短柱,如果必须使用则要保证其箍筋全高加密,纵筋不要过大。
此外考虑到竖向地震作用,柱子的轴压比及配筋宜留有余地。
关于梁部分的设计要点
关于梁部分的设计,首先应该注意次梁,如果梁上有的话应附加箍筋或吊筋,使用前者最为理想。
当然,附加筋也不是一定要有,这里说的只是一般状况。
当主次梁截面相差不大,次梁荷载较大时,应加附加筋。
当主梁高度很高,次梁截面很小、荷载很小时,如快接近板上附加暗梁,主梁可不加附加筋。
梁上有次梁时,应避免次梁搭接在主梁的支座附近,否则应考虑由次梁引起的主梁抗扭,或增加构造抗扭纵筋和箍筋。
原则上梁纵筋宜小直径小间距,有利于
抗裂,但应注意钢筋间距要满足要求,并与梁的断面相应。
箍筋按规定在粱端头加密,布筋时应将纵筋等距,箍筋肢距可不等,小断面的连续梁或框架梁,上、下纵筋均应采用同直径的,尽量不在支座搭接。
关于板部分的设计要点
对于板部分的设计来讲,首先要考虑板的钢筋问题,总体把握大直径大间距的概念。
重点是最好保证板上板下钢筋的间距相同,当然钢筋的直径可以稍有不同,不过稍有不同的直径类型不宜过多。
此外,相连几个房间使用同一型号而且间距相同的板底钢筋最好连通。
此外室内轻隔墙下一般不应加粗钢筋,一是轻隔墙有可能移位,二是板整体受力,应整体提高板的配筋。
只有垂直单向板长边的不可能移位的隔墙,如厕所与其他房间的隔墙下才可以加粗钢筋。
三、结语
综合全文,在进行高层建筑框架结构设计时,考虑到国家的有关规定和整个工程的质量问题,一定要按照一定的技术设计要点进行设计。
这样才能够规避很多不利的问题,使得整个工程可以安全可靠的进行。
当然,作为设计工作者,我们也应该把工作中常见的问题进行总结,在不断完善中做好自己的本职工作将是我们日后职业生涯中的必经之路。
参考文献
[1] 姚中玲.高层建筑框架结构设计中应注意的技术问题分析
[j].黑龙江科技信息,2011,(6).
[2] 徐苏怡.高层建筑框架结构设计中应注意的几个问题[j].
科技与生活,2010,(15).
[3] 胡桂燕.关于高层建筑框架结构设计中常见闻题的分析[j].中国高新技术企业,2008,(15).
[4] 韩维良.高层建筑框架结构设计探讨[j].青岛建筑工程学
院学报,1996,(2).。