對高層建筑結構設計的分析研究VIP

對高層建筑結構設計的分析研究【摘要】當前，高層建筑已經(jīng)成為了城市建設的主力軍，與多層以及普通建筑相比，高層建筑具有獨特的方面，在設計過程中應當對高層建筑的結構特點、設計原則以及結構體系的科學選擇、存在問題的處理等方面進行深入研究，有效提升高層建筑設計水平，為建筑質量的提高奠定堅實基礎?！娟P鍵詞】高層建筑；結構；設計；研究中圖分類號：TU97文獻標識碼：A文章編號：相對于普通建筑而言，高層建筑設計是一個復雜的系統(tǒng)，設計中既要考慮到建筑自身的抗震、抗風、重力等方面的影響，同時也要對結構設計的科學性與經(jīng)濟性進行統(tǒng)籌兼顧。1高層建筑結構特點在高層建筑中，最為顯著的特點就是承受著兩個方面的荷載，一方面是風力導致的水平荷載，另一方面是重力垂直荷載，對于抗震能力也提出了更高的要求。與低層建筑相比，高層建筑在地震影響以及風力水平荷載方面的影響更大，是建筑設計中應當關注的主要方面。高層建筑的高度與位移幅度呈現(xiàn)出正比的關系，側移超過限定值會影響建筑物的正常使用，甚至會損壞結構構件。所以，在高層建筑結構設計中，要對側移進行有效控制，要將抗側力結構設計作為整個建筑結構設計的核心方面。2高層建筑結構設計中應當遵循的幾點原則2.1結構計算簡圖選擇要合理。在高層建筑結構設計中，計算簡圖具有基礎性作用，如果在計算簡圖的選擇中出現(xiàn)了失誤，那么就無法保證整個結構設計的安全性與科學性，因此，一定要選好計算簡圖，在此基礎上開展計算與設計，保證整個建筑設計的準確無誤。2.2結構基礎設計確定要科學。結構基礎設計對于建筑整體結構質量具有重要作用，設計中應當對施工現(xiàn)場進行地質勘查，并出具準確的報告，依據(jù)實際需要還可以開展地基變形檢驗，并參考相鄰建筑物的相關數(shù)據(jù)。在此基礎上結合建筑的類型、荷載以及施工條件等進行科學的設計。2.3建筑結構設計方案要優(yōu)化。高層建筑結構設計的方案不僅要滿足結構形式、體系等方面的要求，保證安全性能，同時要兼顧到經(jīng)濟效益，在保證結構與安全效能的前提下控減建設成本。要在設計中保證整個結構體系受力明確和傳力簡單，如果結構單元一致，則采取同樣的結構設計，地震區(qū)建設的高層建筑，在結構設計中還要兼顧到平面以及豎向的應力。建筑結構設計方案還應當充分兼顧地質地理、工程建設要求以及建筑材料和其他配套設施等各種因素，設計出不同的結構方案，開展科學論證，運用擇優(yōu)法或者排除法原則，確定最為優(yōu)化的結構設計方案。2.4計算結果分析研究要精確。當前，在高層建筑結構設計中，計算機發(fā)揮了重要的作用，借助于專業(yè)計算機軟件的輔助，設計人員能夠較為快捷地對相關數(shù)據(jù)進行計算，但是不同類型的軟件在運用中的方向不一致，有可能在結果方面出現(xiàn)差異，因此，建筑結構設計人員一定要針對軟件的適用范圍進行優(yōu)化選擇，保證所選擇的軟件能夠對建筑結構進行精確計算。鑒于高層建筑結構實際狀況和軟件程序有可能出現(xiàn)不全部吻合的情況，因此在使用軟件實施計算的過程中，因為人工輸入以及軟件自身不足導致計算結果不夠精確，還要通過設計人員對計算結果數(shù)據(jù)進行進一步的校核，并結合實際情況進行調整，保證計算結果的分析精確度。2.5結構構造措施運用要有效。在對高層建筑結構進行設計的過程中，應當遵循強剪切力弱彎變，強壓力弱拉力，強柱弱梁等基本原則，對結構中的薄弱部位進行強化，重視鋼筋執(zhí)行段錨固長度，同時兼顧到構件延性的性能和溫度應力等方面的因素，保證整個結構設計的科學有效。3對高層建筑結構體系選型的要求高層建筑結構體系主要包括抵抗水平與豎直荷載的構件組成模式以及傳力的途徑，主要借助于墻和柱等豎向構件以及樓蓋等水平構件，將豎向荷載有效向基礎傳送，借助于抗側力體系將水平荷載有效向基礎傳送。依據(jù)高層建筑結構材料分類，主要分為鋼筋混凝土結構、鋼結構以及鋼-混凝土混合結構和鋼-混凝土組合結構等不同類型，各種類型具有各自的優(yōu)勢與不足，建筑結構設計中應當結合實際需求進行科學選擇。鋼筋混凝土結構體系主要優(yōu)勢為成本低和耐久耐火，不足為自重高和施工不快；鋼結構體系主要優(yōu)勢為強度大、抗震好和跨度大、施工快等，不足是成本高、防火不足以及操作復雜；鋼-混凝土混合結構具備了鋼構件與鋼筋混凝土構件的優(yōu)勢，但是材料連接技術尚不完善；鋼-混凝土組合結構優(yōu)勢是承載與抗震、耐火效果好，施工快，不足為節(jié)點構造復雜。依據(jù)高層建筑結構形式分類，主要分為框架結構、剪力墻結構以及框架-剪力墻結構體系等類型，當前在高層建筑結構設計中運用較為普遍的屬于框架-剪力墻結構體系，這種體系結構能夠承載更多的水平負載，在布局方面能夠更為靈活，實用性高，但是在實際設計與施工中，要對剪力墻的位置以及數(shù)量進行科學的設計，既要滿足框架結構的需求，同時也要更加有利于布局安排。4當前國內高層建筑結構設計存在的主要問題與解決措施4.1建筑結構高度超標。國內建筑法規(guī)對于高層建筑結構高度具有明確標準，新的規(guī)范中在原來限制A級高度的基礎上，增加了B級高度，對于整個建筑結構處理設計工作產(chǎn)生了一定的變化。在設計中一旦因為對建筑結構類型調整導致出現(xiàn)超高現(xiàn)象，施工設計在審圖環(huán)節(jié)將無法過關，會嚴重影響工程建設進度以及造價等，因此一定要避免出現(xiàn)高度超標問題。4.2結構設計中出現(xiàn)短肢剪力墻。在現(xiàn)行建筑規(guī)范以及實際運用中，對高層建筑結構中短肢剪力墻做出了嚴格的限制，因此在結構設計工作中要嚴格控制短肢剪力墻的出現(xiàn)，盡可能不使用，保證高層建筑結構設計能夠科學完善。4.3嵌固端設置設計不夠完善。在高層建筑結構設計中，要兼顧到嵌固端設置的各方面影響，對嵌固端樓板進行針對性設計，保證嵌固端上層與下層抗震等級相同。要將嵌固端位置以及抗震縫隙設置作為重要的方面完，善設計工作。4.4結構設計規(guī)則性不足。高層建筑結構設計規(guī)則性要求非常嚴格，如結構嵌固端上層和下層剛度比、平面規(guī)則性系數(shù)等，對整個建筑結構設計要運用規(guī)則的設計方案，最大限度地保證施工期間的連續(xù)性與完整性。綜上所述，在高層建筑結構設計中，廣大設計人員一定要強化研究，抓住要點，科學實施，提高設計水平，保障建筑質量