发布时间:2023-09-26 14:44:53
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中图分类号:TU318 文献标识码:A
随着我国国民经济不断发展和人民生活的迅速提高。业主及建筑师的创新艺术使得钢筋混凝土高层建筑发展被广泛应用。高层建筑结构设计给工程设计人员提出了更高的要求,各方面需要注意的问题都应考虑到。本文高层建筑结构设计分别从结构设计的特点、 结构优化设计的要求措施进行探讨。
一、高层建筑结构设计的特点
高层建筑结构设计与低层、多层建筑结构相比较, 结构专业在各专业中占有更重要的位置。不同结构体系的选择,直接关系到建筑平面的布置、立面体形、楼层高度、机电管道的设置、施工技术的要求、施工工期长短和投资造价的高低等。其主要特点有:
1、水平力是设计主要因素。在低层和多层房屋结构中,往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计。而在高层建筑中尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要影响,但水平荷载却起着决定性作用。建筑自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值,仅与建筑高度的一次方成正比;而水平荷载对结构产生的倾覆力矩、以及由此在竖向构件中所引起的轴力是与建筑高度的两次方成正比;另一方面,对一定高度建筑来说,竖向荷载大体上是定值,而作为水平荷载的风荷载和地震作用,其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化。
2、 侧移成为控制指标。与较低楼房不同, 结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因素。随着楼房高度的增加,水平荷载下结构的侧移变形迅速增大,因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。
3、抗震设计要求更高。有抗震设防的高层建筑结构设计,除要考虑正常使用时的竖向荷载、风荷载外,还必须使结构具有良好的抗震性能,做到小震不坏、大震不倒。
4、轴向变形不容忽视。高层建筑中,竖向荷载数值很大,能够在柱中引起较大的轴向变形,从而会对连续梁弯矩产生影响,造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小,跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大;还会对预制构件的下料长度产生影响,要求根据轴向变形计算值,对下料长度进行调整;另外对构件剪力和侧移产生影响,与考虑构件竖向变形比较,会得出偏于不安垒的结果。
5、结构延性是重要设计指标。相对于较低楼房而言,高楼结构更柔一些,在地震作用下的变形更大一些。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力,避免倒塌,特别需要在构造上采取恰当的措施,来保证结构具有足够的延性。
二、高层建筑中的优化设计方案
所谓结构优化设计,就是指工程结构在满足约束条件下按预定目标求出最优方案的设计方法。如何做好结构优化:首先,要选择合理的结构方案,其决定了整个设计的好坏成败。因为对同一个建筑设计方案而言,结构设计不是唯一的,不同方案会使工程质量和工程造价产生很大差别。其次,进行正确的结构计算,一体化计算机结构设计程序的应用和完善,帮助结构工程师能越来越轻松的进行计算分析,使得结构设计更加经济和合理。再次,要提高材料的利用率,因为结构设计的目的就是花尽可能少的钱,做最安全适用建筑,这就要求结构设计时对材料选用要合理,利用要充分。还有,要正确合理的运用和理解《规范》,其是我们设计中必须遵循的标准,是国家技术经济政策,科技水平以及工程实践经验的总结。
1、房屋结构周期性折减系数。房屋框架结构和顶盖等结构设计中,因为填充墙体存在使结构实际表现刚度大于设计计算刚度,计算周期也会大于实际周期,所以当算出结构剪力偏
小时,会使房屋的某些结构不安全,而应该对房屋结构计算周期适当的进行折减,这样能达到很好的效果,但是对于房屋框架结构,计算的周期不宜折减或折减系数取小。
2、耐久性的优化设计。在之前大部分混凝土结构设计方案中,很多没有充分考虑到建筑结构设计耐久性,也就是保证高层建成之后,在合理使用期限内,要能满足用户正常使用要求。但是很多的设计未能达到,造成此现象的根本原因是没有充分考虑到建筑结构在使用的过程中,由于遭受条件和使用环境变化最终造成房屋结构损伤,引起房屋可靠度指数下降。对一般高层混凝土结构设计来说,低造价和省材料设计都应为满意的结构设计,但随着人们生活水平的提高和在实际工程中,有时在其他使用要求或技术指标上升为设计主要矛盾时,设计者们就要放弃对经济的单纯追求。所以当选以高层混凝土结构优化为设计的主要目的时,就应依据设计所要面对的关键性问题,分清主次,选多目标或单目标来实施优化,达到满意效果。
3、房屋结构抗震性设计。在工程图纸设计过程中,房屋结构按抗震设防分类,房屋抗震等级可根据房屋高度、烈度以及结构类型按国家《抗震规范》确定。地震震力振型组合数据
对建筑应当不考虑耦联扭转计算;当振型数大于3的时候,应取3的整数倍计算,但数据不能大于建筑物层数;当房屋层数不大于2时,振型数则可取房屋层数。对于不规则房屋的结构,应考虑扭耦联转,对高层房屋建筑来说,振型数应取不小于9;房屋结构层数多或房屋结构刚度突变系数大的话,振型数则应多取,例如结构中含多塔结构或顶部有小塔楼和转换层等,振型数应取不小于12的数,但其大小仍不能大于房屋总层数3倍,除非其含有弹性定义的楼板,而且采取总刚性分析的时候,振型数才能够取的更大。
4、地下室的层数处理。多层房屋框架结构房屋一般都设置地下室结构。由于隔墙较少,故常采用的是板筏基础。设计计算时将上部结构与地下层数结合在一起,并在图纸中按实际
的地下室的层数计算。如此一来,计算基础底板以及地基纵向荷载可一次设计完成。同时通过侧层移刚度性系数比较,可以调整和判断房屋相应嵌固位置,适当加固构造措施,保证楼板最小配筋率和厚度。当房屋结构纵向不规则时,要验算其最薄弱层。
5、合理使用高强钢筋与高强混凝土。高层建筑的总造价一般都包括框架结构材料、施工和基础的物料费用等,其中用钢量以及构筑件截面积对房屋造价影响较大,故在建筑设计中
合理使用高强混凝土与高强度钢筋可有效降低用钢量,节约建筑成本。若高层建筑设计位于厚软的地基上,那么由于坐落在地基上的荷载大,合理使用高强钢筋和高强混凝土来优化构件的截面积,减轻结构重量,将会显著降低工程造价及基础设施施工难度,取得较好经济效果。对于震区的高层楼房来说,地震力作用的大小与建筑物的自重相关,人为地减轻建筑物的自重,降低结构在地震的荷载,可提高建筑物的安全性。在设计中高效地使用高强钢筋及高强混凝土,能快速有效的缩小梁墙板柱等构件截面积,达到建筑造价目的。
6、框架梁以及柱箍筋间距。房屋柱箍筋和框架梁等加密区的最大箍筋以及最小箍筋直径间距应该符合规定。依据规定,工程上取柱箍筋与梁的加密区最大间距为100mm左右,非
加密区箍筋最大的间距为200mm左右。通常在柱箍筋和内定梁加密区间距为100mm左右,以此为计算依据算出加密区箍筋面积,工程师要依据规范确定肢数与箍筋直径。而在程序内定的条件下,当房屋的框架梁跨中有较大的其他荷载或次梁存在而又只有两肢箍筋情况下,非加密区箍筋间距应采取200mm左右,使房屋梁非加密区的配箍充足,故建议内定梁箍筋改为梁非加密区取200mm。既可保证梁箍筋加密区抗剪切能力,同时又增加梁非加密区抗剪的承载能力,使梁强抗剪性能更加充分体现出来。
总之,在高层建筑结构设计中,结构工程师不能仅仅重视结构计算的准确性而忽略结构方案的具体实际情况,应作出合理的结构方案选择。高层建筑结构设计人员应根据具体情况进行具体分析掌握的知识处理实际建筑设计中遇到了各种问题。
参考文献:
中图分类号:TU318文献标识码: A 文章编号:
随着我国社会经济的飞速发展,城市化水平的提高,各类建筑物也在不断出现,城市土地紧缺进一步加剧,加上国家的宏观调控房地产,被用来盖建筑物的土地越来越少。根据国土资源部公布数据,截至2012年6月底,今年住房用地供应计划落实47201.30公顷,落实率为调整后的29.6%,较去年同期有所增加,但比去年同期减少1.02万公顷。仅为去年全年实际落实量的34.7%。好在建筑科学技术也在发展,建设较大规模、结构形式多样的高层建筑技术已经成熟,能够充分发挥土地综合利用率,让城市的发展由向外发展转向 “天空”发展,高层建筑和小高层建筑拔地而起。但高层建筑工程特的施工不同于低层建筑,施工有着较大的难度。下面为保证小高层建筑工程的质量,就框架剪力墙结构的设计要求和安全要求进行探索研究。
一、小高层建筑工程的特点
小高层建筑工程的楼层多、高度大,但并非是低、多层建筑的简单叠加,而是从建筑结构和使用功能等方面,针对高层建筑的特点,提出了一些新的要求。小高层住宅平面与空间的要求越来越高,原来普通框架结构的露柱露梁、普通剪力墙结构对建筑空间的严格限定与分隔已不能满足人们对住宅空间的要求。因为小高层建筑要求施工具有高度连续性和高质量,施工技术和组织管理复杂,除具有一般多层建筑施工的一些特点外,还具有以下施工特点:一是工程量大、工序多、配合复杂;二是施工准备工作量大;三是施工周期长、工期紧;四是基础深、基坑支护和地基处理复杂;五是高处作业多、垂直运输量大;六是层数多、高度大,安全防护要求严;七是结构装修、防水质量要求高,技术复杂;八是平行流水、立体交叉作业多,机械化程度高。针对以上小高层的特点,聪明的人民发明了框架剪力墙结构。
二、小高层框架剪力墙结构
1、框架结构和剪力墙结构。我们知道框架结构是由梁和柱以刚接或者铰接相连接而成构成承重体系的结构,共同抵抗适用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。而剪力墙结构是用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱,能承担各类荷载引起的内力,并能有效控制结构的水平力,这种用钢筋混凝土墙板来承受竖向和水平力的结构称为剪力墙结构。
2、框架剪力墙结构 。 框架-剪力墙结构(也称框剪结构)使两者结合起来,框架结构建筑布置比较灵活,可以形成较大的空间,但抵抗水平荷载的能力较差,而剪力墙结构则相反。但取长补短,在框架的某些柱间布置剪力墙,从而形成承载能力较大、建筑布置又较灵活的结构体系。在这种结构中,框架和剪力墙是协同工作的,框架主要承受垂直荷载,剪力墙主要承受水平荷载。由于这种结构的优点突出,因此,在现代建筑中被广泛采用。
三、小高层建筑框架剪力墙结构的技术要求
1、小高层建筑框架-剪力墙配置结构的设计。小高层工程的墙体设计计算是考虑水平和竖向作用下进行结构整体分析,求得内力后按偏拉进行截面承载力和斜截面受剪承载力验算。为了保证墙体的稳定性及便于施工,使墙有较好的承载力和地震作用下的耗散能力,规范要求一、二级抗震墙的厚度应≥160mm,底部加强曲宜≥200mm,三、四级抗震等级应≥140mm,竖向钢筋应尽量配置于约束边缘。
2、小高层建筑工程钢筋的设计使用。 因墙体采用的钢筋较细,上下层钢筋的接长一般采用绑扎连接,在浇筑时,钢筋网片极易发生向内或向外的位移,为了防止这种现象的发生,可在竖向钢筋搭接范围点焊通长水平筋以防止由于浇筑和振捣石全而使钢筋位移。楼板钢筋绑扎时,要放置足够的垫块和马凳筋,以保证钢筋有足够的保扩层厚度和间距。
3、小高层建筑工程混凝土设计强度。根据工程特点和施工条件,墙内混凝土同所在楼层的梁柱墙一样为一次性浇筑。一般采用商品预制混凝土,混凝土设计强度等级为C40,应按高强混凝土的有关规定进行施工。在浇筑时,型钢柱内混凝土表面不得有积水和杂物,先浇筑一层100~200mm厚与混凝土强度等级相同的水泥砂浆,以防止自由下落的混凝土粗骨料产生弹跳,影响接头质量。
四、小高层框架剪力墙结构安全要求
1、安全责任重于泰山。在小高层建设过程中,一定要实行全员安全管理,以此增强施工人员的安全意识 。一是全面增强施工人员的安全意识。让工人牢固树立安全第一的意识,以专业安全知识为内容、用行政奖励、法律、法规为手段,全面增强施工人员的安全意识,以此来提高施工人的自我安全防范能力,达到施工安全效益最佳的目的。如可以通过加强专业安全知识、技术的日常教育与培训,用安全典型事例和事故教训进行教育,对照法律法规认真地进行分析、讨论。二是加大安全生产的宣传力度。将安全法律、法规逐件公示在安教宣传栏中。积极组织各类管理人员,参加好的安全讲座和参观受表彰表扬的项目工程。三是建立企业安全文化。通过重视人员的管理、机制的建立、系统的完善、营造出施工企业的安全文化。四是强化安全责任意识。在施工中,明确安全控制由项目经理全面负责,要制定安全管理工作的要点。明确施工安全的承诺与目标,要编制工程项目安全计划,建立安全生产责任制,完善安全保证体系。
2、加强小高层建筑事前预控和过程控制 。 一是要求所有进入小高层建筑施工现场的人员都必须符合国家省市有关部门颁布的各项安全规程的规定,用工手续要完备;二是施工单位在开工前要建立完善的安全生产各岗位细则责任制。建立可操作的细则,细分到每一个具体的岗位,建立安全生产领导组织机构,编制安全管理网络,使之成为整个工程的完整监督、监控体系;三是层层签订责任书。严格实行书面安全交底,责任落实到人,施工单位安全部门应编制教育计划大纲,编制相应的安全知识考试,每个参与工程施工的新进场人员均要进行安全考核,严格控制施工人员准入制度。四是施工单位专职安全人员应巡查工序和工序交接环节,随时了解施工过程,检查施工中的防范措施是否按施工组织设计执行,检查安全制度情况,督促施工过程中对施工机械设备的使用状况,加强日常的检查和维护保养工作,及时发现问题并排除隐患。
参考文献:
[1]何广乾,陈祥福,徐至钧.高层建筑设计与施工.北京:科学出版社.1990.
[2]杨文柱,建筑安全工程.北京:机械工业出版社,2004.
[3]杨跃,刘宗仁.高层建筑施工.武汉:华中科技大学出版社,2004.
中图分类号:TU972 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)09-0150-01
超限复杂高层建筑结构非常复杂,需要采用科学有效的设计方法,才能够实现设计的效果,确保设计的质量,下面针对于超限复杂高层建筑结构设计进行具体的分析。
1 超限复杂高层建筑结构设计概述
所谓超限复杂高层指的就是超限高层的复杂结构,其中剪力墙的结构设计、梁式转换设计等,在结构上与超限高层有着明显的区别,尤其是内在结构含有错层、跃层、中空等复杂建筑构造。对这类建筑的结构设计中,要比正常的超限高层结构设计复杂的多,尤其是结构的受力平衡点极难确定,而且由于结构的复杂性,在设计中要根据实际需求来对每个结构的剪力墙做好设计工作,因为这涉及到超限复杂高层建筑的抗震能力。美观也是建筑结构设计的重点因素,尤其是超限复杂高层建筑,对于这类建筑的设计外观不会有着传统建筑物的对称外观[1]。因此,在超限复杂高层建筑结构设计中,要将外观设计充分的展现出独有的特性,这样才能表现出超限复杂高层建筑结构设计的特点。
2 超限复杂高层建筑结构设计的特点
2.1 错层结构
错层在我们日常生活中经常见到的一种楼房结构,由于建筑的各个功能区的层高要求不同,针对这一现象设立了错层结构,不仅如此,有很多楼梯结构也存在跃层结构,都是按照功能区的高度不同而划分的,而这也是超限复杂高层建筑结构设计中的一大特点。在超限复杂高层建筑结构设计中,在进行结构模型分析的过程中,按照裙房的设计不同,再结合功能区高度要求的不同,从而实现超限复杂高层建筑物结构设计错层结构的良好设计[2]。
2.2 平面不规则
在对超限复杂高层建筑结构设计的过程中,由于存在的功能区域不同,因此平面结构设计也会存在不规则性,尤其是超限复杂高层建筑的剪力墙、钢筋混凝土等结构的设计中,对侧力构件、承重有着极大的作用,而对每个不同区域测量的抗震平衡点不同,就会导致各个结构出现不同的设计规则,这也是超限复杂高层建筑物结构设计的一大特性。
3 超限复杂高层建筑结构设计
3.1 抗风设计
风荷是建筑结构设计中应考虑的问题,尤其是超限复杂高层的建筑结构设计,因为高度的增加也使得受到风荷的影响越大,特别是在沿海地带的超限复杂高层在结构设计的过程中应将风荷作为重点设计。超限复杂高层建筑结构的抗风设计是将风产生的动力效应结合风振系数,再转变成建筑结构设计中的拟静力进行计算,当然,在抗风设计中需要对拟静力的计算结果通过模型风洞实验、结构动力分析、计算校核等,以保证抗风设计的稳定性和可靠性,否则,未对抗风设计进行校核的建筑物容易在风荷的影响下产生建筑墙体的开裂、玻璃墙体的破坏等,甚至会出现主体结构遭到破坏的现象,因此抗风设计在超限复杂高层建筑结构设计中占有重要的地位。在抗风设计中需要注意设计要点:由于超限复杂高层具有平面不规则性、楼梯高度较高、立面复杂等特征,在进行抗风校核时应采用风洞实验来保证建筑结构的稳定性和安全性;在超限复杂高层建筑之间距离较近时,应对相互之间产生的风力干扰的群体效应作出相应的判断,并将其渗入到抗风设计中[3]。
3.2 抗震设计
抗震设计是建筑物结构设计中的重点设计,尤其是超限复杂高层建筑的结构设计,因为建筑较高的原因,使得承受震力结构本身就处在弱势,因此对超限复杂高层结构中的抗震设计要比一般的建筑结构严格的多,主要在设计中应注意以下几点:对超限复杂高层建筑结构设计的地理位置、地质地貌等周边环节的调查分析,需要结合当地的情况对建筑进行抗震设计;建筑的整体结构设计,如界面大小、应变分布等,要有针对性的进行设计;对建筑结构设计方案进行抗震定量分析,为确保建筑结构抗震性能的优越性,应保证建筑结构的变形弹性需要达到建筑的抗震要求;确定建筑结构的位移和构件变形之间的关系,并在设计的过程中通过测量测试的方式来确定构件的变形值,为建筑结构抗震设计提供依据。
3.3 刚度设计
刚度设计是对建筑整体结构有着固定的作用,尤其是对建筑结构荷载情况有着直接的影响。在超限复杂高层建筑结构设计中,经常会发现结构设计发生扭转的现象,一旦建筑整体结构发生扭转就会使建筑物的水平荷载发生变化,而对建筑物的稳定性和安全性造成极其严重的影响,这种设计的发生主要是三个点不重合而引起的。所谓三个点指的就是建筑整体结构的重心点、建筑结构几何形状的中心点、建筑结构整体刚度的中心点等[4]。对超限高层建筑的刚度设计首先要将各个楼层中分布的水平作用力进行平均分布;将超限复杂高层建筑结构尽量采用规范的平面结构设计,如、矩形、正多边形、方形以及圆形等,这样可以有效的分布作用力,能避免或降低建筑结构发生扭转的问题。当然,超限复杂高层建筑结构也很少存在简单规范的平面设计,因此,对这类特殊的建筑结构刚度设计时,整体平面结构处于不规范的形态,要尽量将其凸现出的结构部分的宽度与厚度的比值确定在可控制的范围内,这样可以充分避免作用力分布不合理而导致建筑结构刚度设计出现问题造成的建筑扭转现象。另外,在对超限复杂高层建筑结构设计时,要从整体结构设计出发,尽量采用对称形态的结构设计,这样可以提高建筑刚度设计的稳定性和可靠性[5]。
4 结束语
在进行超限复杂高层建筑结构设计中,设计人员通过运用有效的设计方法,能够实现设计水平的提高,确保建筑的质量,促进建筑设计工作的顺利进行。
参考文献
[1]生永栓,王永红,陈伟松,博东恒.某超限复杂高层(错层)结构住宅设计[J].建筑结构,2009(S1).
[2]邱俊强.对高层建筑结构设计中存在问题的分析[J].建材与装饰(中旬刊),2008(05).
随着大中城市的发展以及人口的聚集,建设用地日趋紧张,这就为高层建筑的出现提供了广阔的发展舞台。随着建筑业的日渐成熟,高层建筑的结构越来越复杂多样化,外形的不规则性、建筑内部空间的尽可能宽敞及灵活性、竖向或低层的不规则和不均匀性,这些情况的出现往往难以满足《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》(下称《高规》)的条款,针对这样的问题必须采用一些特殊的方法来处理。
一、高层建筑结构设计的原则
1.1 高层建筑结构计算简图的合理化原则
计算高层建筑结构设计的基础是计算简图,则计算简图的合理性直接关乎到高层建筑的结构安全。由此可见,高层建筑结构设计必须坚持计算简图合理化原则。此外,必须把计算简图的误差控制到规范范围内,理由是高层建筑实际结构的节点并不单一。
1.2 高层建筑结构基础方案的合理化原则
一般而言,选择高层建筑结构基础方案的参考依据为高层建筑的地质条件。高层建筑结构基础方案的合理化要求对高层建筑的结构类型、施工条件、荷载分布情况、与邻近既有建筑物的关联性等因素予以综合考虑。高层建筑结构设计基础方案通常应确保最大化发挥地基的潜力。此外,高层建筑结构设计必须具备相应的地质勘查报告。
1.3 高层建筑结构方案的合理化原则
高层建筑结构方案的合理化是指高层建筑结构设计方案必须与结构体系和结构形式的要求保持一致,同时应满足经济性的要求,其中结构体系的具体要求为传力简单化、受力明确化。针对某些结构单元相同的高层建筑物,其结构体系也应该相同。
一般而言,高层建筑结构方案的合理化要求综合考虑工程设计需求、地理条件、施工材料、施工条件等因素,同时要求建筑的暖气、水、电等相互协调。
二、高层建筑结构设计中存在的问题
2.1、高层建筑结构受力性能
对于一个建筑物的最初的方案设计,建筑师考虑更多的是它的组成特点,而不是详细地确定它的具体结构。建筑物底面对建筑物空间形式的竖向稳定和水平方向的稳定都是非常重要的,由于建筑物是由一些大而重的构件所组成。因此结构必须能将它本身的重量传至地面,结构的荷载总是向下作用于地面的。而建筑设计的一个基本要求就是要搞清楚所选择的体系中向下的作用力与地基上的承载力之间的关系。所以,在建筑设计的方案阶段,就必须对主要的承重柱和承重墙的数量和分布做出总体设想。
2.2、高层建筑结构设计中的扭转问题
建筑结构的几何形心、刚度中心、结构重心即为建筑三心。为避免建筑物因水平荷载作用而发生的扭转破坏,应在结构设计时选择合理的结构形式和平面布局,尽可能地使建筑物做到三心合一。在水平荷载作用下。高层建筑扭转作用的大小取决于质量分布。为使楼层水平力作用沿平面分布均匀。减轻结构的扭转振动,应使建筑平面尽可能采用方形、矩形涠形、正多边形等简面形式。
2.3、高层建筑结构设计中抗震的问题
对一、二级抗震等级的剪力墙底部加强部位控制轴压比,并设置约束边缘构件,是《高规》为保证剪力墙的延性,新增加的要求。在剪力墙约束边缘构件配箍特征值为λv/2的区段,规范允许配置箍筋或拉筋。所设拉筋应同时钩住墙体的水平分布筋(或箍筋)和竖向分布筋,而不能有一部分拉筋仅钩住墙体的竖向分布筋。当此区段的体积配箍率或拉筋的竖向间距不能满足规范要求时,应同时设置箍筋。
三、高层建筑结构设计解决对策
针对于在高层建筑结构设计中,存在着的高层建筑本身的原因以及连梁超筋现象、地下室外墙设计存在着的问题,设计人员应该根据建筑的实际情况,根据自身的设计经验,采取有效的措施进行解决,才能够不断的促进高层建筑结构设计的顺利进行,促进高层建筑顺利的施工和竣工。下面就针对于具体的措施进行分析。
3.1、配合专业了解工程
首先,设计人员需要进行全面的分析,充分的了解工程以及情况,不是拿到图纸盲目的建模计算或者是上机绘图,需要理解透彻建筑图的含义及意义,明确各个专业注意和配合,并且做统一的标准,确定原则和方案,必要的时候要组织各个专业的协调和相关的管理,使各个专业的条件图真正成为条件图,避免出图后出现调整引起的返工,浪费时间和精力。
3.2、建模处理
建模计算之前要处理好荷载计算,不要估算不精确的同时还存在着误差,要完整的准确的根据建筑做法和要求来输入,考虑是否施工活荷载的不利影响,楼梯口的输入局部开洞口,飘窗部分的处理地方,要运用专业知识来计算或处理,这样减少误差,也减少计算工作量。
3.3、收集数据资料
准确的计算出建设工程所处的地理位置的制约条件,以及设计要涉及的所有数据和资料,都要提前收集好,等要用到的时候能够很快的查阅到,方便工作的需要,而且对于一些特殊的建筑还要根据经验来确定各种数值的参数取值,收集设计所需要的资料和规范,根据不同地域工程类型准确计算参数,可以使设计计算更加的可靠。
3.4、保护装置
为了确保安全,要在电源处安装与进户线连接,形成保护接零系统,引用各个插座的接地和不带电的金属外壳,总配电箱的熔丝和分支熔丝应该相配得当,用电设备发生故障时应得到保护,高层房屋住宅应该安装防雷保护装置,确保使用者的安全,有计算机房的要设计屏蔽网,防外漏干扰。
四、结束语
综上所述,高层建筑结构设计是高层建筑的灵魂,关系到整个建筑的安全及可行性,同时高层建筑行业与高层建筑结构设计是一个彼此影响、相互关联的整体,高层建筑行业的深入发展需要高层建筑结构设计的支撑,直接关乎到高层建筑行业的可持续发展。
参考文献:
[1]黎藜,李志 高层建筑结构设计浅析[J]-中华民居2010(9)
[2]陶忠,张耀春,韩林海,王光远. 关于高层建筑结构选型设计的初步探讨[J]-哈尔滨建筑大学学报2012(1).
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.12.106
随着经济的发展和科技的进步,我国的高层建筑技术也得到了飞速发展。高层建筑有效地解决了城市建设用地严重不足的问题,提高了土地的利用率,符合社会和经济发展的需要。但是由于高层建筑自身的特点,所以高层建筑的建设对于技术的要求特别高,其结构设计要充分考虑各种因素的影响。
1 高层建筑结构设计应该遵循的原则
为了适应人们的不同要求,现代化的高层建筑种类繁多,形式各异。这就对高层建筑结构的设计者提出了更高的要求。设计者在设计高层建筑的结构的时候,不仅要考虑到高层建筑的性能,也要考虑到人们的审美需要。
(1)根据要求讨论并确定合适的设计方案。现代任何一个建筑要想顺利施工,必须先要制定一个科学合理的设计和施工方案。设计者必须综合地理地质、物理、设计、计算机技术等各个领域的知识来进行高层建筑结构的设计。通过综合分析各种影响因素,确保设计方案的可行性和实用性。
(2)抗震设计要合理。拥有良好的抗震性能是对现代高层建筑的基础要求之一。设计者在进行高层建筑结构设计的时候,要充分考虑到施工地点的地质结构和板块构造的特点,通过分析该地的地震频率和级别等数据,有针对性地进行高层建筑结构设计。保证抗震设计的合理性,保护人民群众的生命财产安全。
(3)保证高层建筑结构设计的完整性。在对高层建筑结构进行设计的过程中,设计者要保证高层建筑结构设计的完整性,不同的建筑结构的承载力不同,导致高层建筑的整体性能也各不相同。因此,在设计的过程中要充分考虑到不同的结构的性能以及各种构件的承载力情况,以便于各种构件的组合能够发挥出最大的作用。同时还要重视气候等自然因素对高层建筑的影响,科学合理地设计高层建筑的结构。
(4)对计算结果进行精准的分析。对计算结果进行精准的分析是进行高层建筑结构设计最重要的工作,只有保证计算结果的准确度,才能从结果中提取有用的信息,保证建筑工程施工的安全性。为了保证计算结果的准确度和提高工作的效率,设计人员应该选择合理的计算机软件进行分析,但是不能完全依赖于计算机,还要结合自己的经验做出准确的判断,保证计算结果的可靠性。
2 高层建筑结构设计存在的问题
(1)超高问题。高层建筑最大的特点就是高,但是很多开发商为了追求利益的最大化,经常要求增加高层建筑的高度,而高层建筑超高,容易增加安全隐患。高层建筑受技术、施工材料、环境等各方面的影响很大,如果只是一味地追求高度,也会增加施工成本、延长工期,并且使高层建筑的安全性得不到保证。
(2)扭转问题。扭转问题是提高高层建筑抗震抗风性能的关键问题,也是近年来世界各国高层建筑研究的核心问题。由于受地形等因素的影响,导致在进行高层建筑结构设计的时候不能保证建筑的完全对称,就会导致扭转问题的出现。因此,设计者在进行设计的时候要力求高层建筑的对称性,保证高层建筑的刚度和质量有效结合,最大可能地避免扭转问题的出现。
(3)受力与承载问题。高层建筑在施工的过程中必然会使用很多机器设备,楼层越高,机器设备的数量就越多,会增加高层建筑的压力。如果设计的时候没有考虑周全,或者使用的建筑材料不达标,将会导致高层建筑的受力与承载力出现问题。
(4)抗震结构问题。抗震问题主要是高层建筑刚度的选择问题。如果不能根据不同建筑地点的地震情况来选择合适的刚度构造,就会导致高层建筑的抗震结构设计不合理,增加高层建筑的危险性。
(5)抗风结构问题。“树大招风”。高层建筑过高当然会受到风力的影响,而很多设计者在进行高层建筑结构设计的时候,很容易忽视这一点,导致高层建筑在遇到强风的时候,容易发生倒塌事故。
3 高层建筑结构设计存在的问题的对策
(1) 针对超高问题。高层建筑结构设计者在设计的时候要结合理论和实际,严格限制高层建筑的高度,保证高层建筑保质保量按期完成。
(2)针对扭转问题。为了避免地形因素破坏水平荷载作用,从而导致扭转问题的出现,设计者要设计科学合理的高层建筑结构,尽可能保证高层建筑的对称性,有效地解决高层建筑的扭转问题。
(3)针对受力与承载问题。在进行高层建筑结构设计的时候,设计者要准确地计算出高层建筑的地基承载能力以及各楼层的承载能力,对于承重墙和承重柱的质量和结构要严格把关,保证高层建筑的受力均匀,提高高层建筑的承载能力,增强高层建筑的安全性和实用性。
(4)针对抗震结构问题。为了有效地增强高层建筑的抗震性能,设计者在进行高层建筑结构设计的时候,要对施工地的地质、地震的级别和频率进行实地勘察,为高层建筑的抗震设计提供依据。同时要根据实际情况选择合适的建筑材料,保证建材的质量,并对施工过程进行监督,避免施工单位偷工减料,从而有效地保证高层建筑的抗震性能。
(5)针对抗风结构问题。设计者在进行高层建筑结构设计的时候,一定要考虑到风力对高层建筑的影响。结合分析施工地的风向和风力,对高层建筑的结构进行科学合理的抗风设计,为高层建筑的顺利施工和安全使用提供保证。
4 总结
社会的发展对高层建筑的样式、性能等要求越来越高。因此,为了不断满足社会发展对高层建筑提出的新要求,高层建筑设计者要对高层建筑的结构设计不断进行探索,从而不断提高高层建筑的质量和使用寿命,提高人们的生活水平和生活质量,促进我国建筑行业的长远发展。
参考文献:
[1]罗军.高层建筑结构设计中存在的问题及对策分析[J].建材与装饰,2014(15):6-7.