高层建筑结构设计的问题与对策研究摘要:在高层建筑的建设中,结构设计是其中非常重要的组成部分,对建筑物的建设、养护等产生重要的影响。
文章以高层建筑结构设计为中心话题,探讨分析了高层建筑结构的特点、高层建筑结构设计的原则、高层建筑结构设计的问题与对策,希望能够引起人们对这一问题的进一步关注,能够对实践起到指导作用。
关键词:高层建筑结构设计短肢剪力墙嵌固端设置结构规则性
一、引言
随着社会的发展和科技的进步,建筑结构不断的发生变化,建筑物的高度逐渐增高,尤其是随着城市化进程的加快,高层建筑越来越多,并广泛的出现在人们的生产和生活之中。
在高层建筑的建设中,结构设计是其中非常重要的组成部分,对建筑物的建设、养护等产生重要的影响。
一方面,高层建筑结构设计需要具有科学性和合理性,能够满足人们生活的需要;另一方面,高层建筑结构设计要具有安全性,能够满足抗震、抗风等基本要求,为人们的生活和学习提供安全保障。
文章着重分析高层建筑结构设计的问题与对策,希望能够对实践发挥指导作用。
二、高层建筑结构的特点
高层建筑结构具有与一般的建筑结构不同的特点,它同时承受着水平荷载和垂直荷载,其中水平荷载是由外界的风力所产生的,垂直荷载是由于建筑物高度所引起的,此外,高层建筑结构设计对
抗震能力也有相应的要求。
通常情况下,低层建筑结构受到的水平荷载比较小,垂荷载也比较小。
但是,在高层建筑中,外界地震和外界风力会对高层建筑产生相当大的影响,并且是对高层建筑荷载的主要因素。
随着建筑物高度的不断增加,高层建筑的位移较快的增长。
但是,高层建筑过大的侧移不仅会影响人的舒适度,还会对建筑物的使用产生影响,此外,过大的侧移还会损害建筑物的结构构件和非结构构件。
有鉴于此,在进行高层建筑结构设计的时候,必须将侧移控制在合理的范围之内,使建筑物不会影响人的舒适度,不会影响建筑物的使用。
因此,可以说,在高层建筑结构设计中,其核心是抗侧力结构的设计。
三、高层建筑结构设计的原则
1、选择合理的计算简图。
在计算简图的基础上,对高层建筑结构设计进行计算,如果计算简图的选择不合理,会造成结构不合理,容易出现由于结构不合理而发生安全事故。
所以,要保证建筑结构设计的安全,必须选择合理的计算简图,此外,为了保证计算简图的安全,在实践中,我们需要采取相应的构造方法。
在实际的结构设计中,其结构节点不仅仅局限于钢节点或者饺节点,尽量减小误差,将计算简图尽量控制在规范的规定之内。
2、选择合理的基础设计。
在进行基础设计选择的时候,需要按照高层建筑的地质条件进行。
并且,对高层建筑上部的结构类型与荷载分布进行综合分析,同时对施工条件以及相邻建筑物的影响进行全面的考虑,在综合分析和考虑的基础上选择科学合理的基础方
案。
需要注意的是,基础方案的选择需要使地基的潜力能够得到最大的发挥,如如果必要的话,可以对地基变形进行检测。
3、选择合理的结构方案。
合理的结构方案必须满足高层建筑设计的结构形式和结构体系的要求,并尽量经济合理,以最少的花费获得最佳的结构设计方案。
受力在明确、传力简单是结构体系的基本要求,在相同的结构单元中,应该选择相同的结构体系。
选择合理的结构方案的时候,需要分析地理条件、工程设计需求、施工条件、施工材料等等,在对这些指标进行综合分析的基础上进行结构选择,以确定最佳的结构方案。
4、准确分析计算结果。
随着科学技术的不断进步,计算机技术被广泛运用于建筑结构设计中。
市场上有多种多样的计算软件,采用不同的软件可能会得到不同的结果。
所以,建筑结构设计人员需要在对软件有全面的了解的基础上,选择合适的计算软件。
由于在计算过程中会出现误差,为了校正误差,当计算结果出来的时候,需要对结果进行校正和核对,对计算结果进行合理判断,以得到准确的计算结果。
5、采取相应的构造措施。
高层建筑结构设计需要遵循几个原则,主要包括强剪切力弱弯变、强柱弱梁等。
所以,在结构设计的实践中,需要准确的把握这些原则,加强薄弱部位,重视钢筋的执行段锚固长度。
此外,还要重点考虑构件延性的性能和温度应力对构件的影响。
四、高层建筑结构设计的问题与对策
1、超高问题。
由于高层建筑抗震的实际需要,建筑规范对建筑物的高度有严格的规定,在建筑物高度的设计都要满足抗震的实际需要。
关于建筑物的超高问题,原来把限制的高度规定为a级高度,随着新规范的改进,对超高的规定变得越来越详细,新规范不仅规定了限制高度为a级高度,并且对此进行了进一步的细化,增加了b级高度。
这样的规定更加明细,使得高层建筑结构处理设计方法和措施都有了进一步的改进。
在建筑高层设计的实践中,如果忽视建筑结构类似的改变,对高层建筑超高问题不引起足够的重视,在施工图纸审核的时候,发现问题,并重新组织对建筑物进行审计或者召开专家会议进行重新论证,必然会对整个建筑造价和施工进度产生不利的影响。
2、短肢剪力墙设置问题。
在建筑新规范中,短肢剪力墙是指墙肢的截面的高度和厚度比在5—8的墙,根据实际经验和测出的数据,在高层建筑结构设计中,为了提高建筑结构的稳定性和抗震能力,增加了对短肢剪力墙的使用限制。
因此,在在高层建筑结构设计中,为了优化建筑设计,提高稳定性,必须尽可能的减少甚至避免使用短肢剪力墙。
3、嵌固端的设置问题。
通常情况下,在高层建筑中有两层或者两层以上的地下室或者人防。
在设置位置上,一般来说,高层建筑的嵌固端设置在地下室或者人防的顶板等位置。
因此,在设计的实践中,结构工程设计人员需要对嵌固端设置有可能带来的问题、产生的影响进行全面的考虑。
着重考虑嵌固端的楼板设计问题;对嵌
固端的上层和下层的刚度比进行全面、细致和综合的分析;同时,在对高层建筑进行总体计算的时候,需要对嵌固端的设置进行全面的考虑,综合分析嵌固端的位置,注意嵌固端的位置和高层建筑结构抗震缝隙设置的协调问题。
4、高层建筑结构的规则性问题。
在高层建筑的新的建筑规范中,对高层建筑结构的规则性问题作了很多的限制,例如:对结构嵌固端上层和下层的刚度比进行了规定,对平面规则性进行了规定,等等。
此外,在新规范中,还明确规定了高层建筑不能采用严重不规则的设计方案。
所以,为了使工程建设按照设计依次进行下去,避免在施工后期对结构设计进行改动,在高层建筑结构设计中,必须严格按照规范的限制条件进行。
五、结束语
总而言之,高层建筑结构设计是一项技术性的工作,综合性很强,它对建筑设计具有十分重要的指导意义。
随着建筑行业的不断发展和进步,高层建筑也在日新月异的发展,对结构设计的要求也越来越高。
文章以高层建筑结构设计为中心话题,探讨分析了高层建筑结构的特点、高层建筑结构设计的原则、高层建筑结构设计的问题与对策,希望能够引起人们对这一问题的进一步关注,能够对实践起到指导作用。
参考文献:
[1]徐培福.复杂高层建筑结构设计[m].北京:中国建筑工业出
版社,2005
[2]孙凯.高层建筑结构设计的问题及对策探讨[j].价值工程,2010(6)
[3]王续晶.高层建筑结构设计问题探讨[j].价值工
程,2011(25)
[4]黄琛雄.高层建筑结构设计中常见的几个问题及对策[j].中华建设,2007912)。