試論高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計有關(guān)問題探討_工程管理

1、試論高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計有關(guān)問題探討隨著我國國民經(jīng)濟不斷進展和人民生活的快速提高。業(yè)主及建筑師的創(chuàng)新藝術(shù)使得鋼筋混凝土高層建筑進展被廣泛應(yīng)用。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計給工程設(shè)計人員提出了更高的要求，本文就結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)留意的幾方面問題進行探討。1高層建筑結(jié)構(gòu)受力方面對于一個建筑物的最初的方案設(shè)計，建筑師考慮更多的是它的空問組成特點，而不是具體地確定它的詳細結(jié)構(gòu)。建筑物底面對建筑物空間形式的豎向穩(wěn)定和水平方向的穩(wěn)定都是特別重要的，由于建筑物是由一些大而重的構(gòu)件所組成，因此結(jié)構(gòu)必需能將它本身的重量傳至地面，結(jié)構(gòu)的荷載總是向下作用于地面的，而建筑設(shè)計的一個基本要求就是要搞清晰所選擇的體系中向下的作用力與地基土的承

2、載力之間的關(guān)系，所以，在建筑設(shè)計的方案階段，就必需對主要的承重柱和承重墻的數(shù)量和分布作出總體設(shè)想。對于低層、多層和高層建筑，豎向和水平向結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計基本原理都是相同的，但是，隨著高度的不斷增加。豎向結(jié)構(gòu)體系成為設(shè)計的掌握因素，其緣由有兩個：其一，較大的垂直荷載要求有較大的柱、墻或者井筒;其二，側(cè)向力所產(chǎn)生的傾覆力矩和剪切變形要大得多。與豎向荷載相比，側(cè)向荷載對建筑物的效應(yīng)不是線性增加的，而隨建筑高度的增高快速增大。例如，在全部條件相同時，在風荷載作用下，建筑物基底的傾覆力矩近似與建筑物高度的平方成正比，而其頂部的側(cè)向位移與高度的四次方成正比，地震的作用效應(yīng)更加明顯。在高層建筑中，問題不僅僅是

3、抗剪，而更重要的是整體抗彎和反抗變形，可見，高層建筑的結(jié)構(gòu)受力性能與低層建筑有很大的差異。2結(jié)構(gòu)選型階段對于高層結(jié)構(gòu)而言，在工程設(shè)計的結(jié)構(gòu)選型階段，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)當留意以下幾點：2.1結(jié)構(gòu)的規(guī)章性問題。新舊規(guī)范在這方面的內(nèi)容消失了較大的變動，新規(guī)范在這方面增加了相當多的限制條件，例如：平面規(guī)章性信息、嵌固端上下層剛度比信息等，而且，新規(guī)范采納強制性條文明確規(guī)定“建筑不應(yīng)采納嚴峻不規(guī)章的設(shè)計方案?！币虼?，結(jié)構(gòu)工程師在遵循新規(guī)范的這些限制條件上必需嚴格留意，以避開后期施工圖設(shè)計階段工作的被動。2.2結(jié)構(gòu)的超高問題。在抗震規(guī)范與高規(guī)中。對結(jié)構(gòu)的總高度都有嚴格的限制，尤其是新規(guī)范中針對以前的超高問題，除

4、了將原來的限制高度設(shè)定為A級高度的建筑外，增加了B級高度的建筑，因此。必需對結(jié)構(gòu)的該項掌握因素嚴格留意，一旦結(jié)構(gòu)為B級高度建筑甚或超過了B級高度，其設(shè)計方法和處理措施將有較大的變化。在實際工程設(shè)計中，消失過由于結(jié)構(gòu)類型的變更而忽視該問題。導致施工圖審查時未予通過，必需重新進行設(shè)計或需要開專家會議進行論證等工作的狀況，對工程工期、造價等整體規(guī)劃的影響相當巨大。2.3嵌固端的設(shè)置問題。由于高層建筑一般都帶有二層或二層以上的地下室和人防，嵌固端有可能設(shè)置在地下室頂板，也有可能設(shè)置在人防頂板等位置，因此，在這個問題上，結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師往往忽視了由嵌固端的設(shè)置帶來的一系列需要留意的方面，如：嵌固端樓板的設(shè)

5、計、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級的全都性、在結(jié)構(gòu)整體計算時嵌固端的設(shè)置、結(jié)構(gòu)抗震縫設(shè)置與嵌固端位置的協(xié)調(diào)等等問題，而忽視其中任何一個方面都有可能導致后期設(shè)計工作的大量修改或埋下平安隱患。2.4短肢剪力墻的設(shè)置問題。在新規(guī)范中，對墻肢截面高厚比為5-8的墻定義為短肢剪力墻。且依據(jù)試驗資料和實際閱歷，對短肢剪力墻在高層建筑中的應(yīng)用增加了相當多的限制，因此，在高層建筑設(shè)計中，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)盡可能少采納或不用短肢剪力墻，以避開給后期設(shè)計工作增加不必要的麻煩。3地基與基礎(chǔ)設(shè)計方面地基與基礎(chǔ)設(shè)計始終是結(jié)構(gòu)工程師比較重視的方面，不僅僅由于該階段設(shè)計過程的好與壞將直接影響后期設(shè)計工作的進行，同

6、時，也是由于地基基礎(chǔ)也是整個工程造價的打算性因素，因此，在這一階段，所消失的問題也有可能更加嚴峻甚至造成無法估量的損失。在地基基礎(chǔ)設(shè)計中要留意地方性規(guī)范的重要性問題。由于我國占地面積較廣，地質(zhì)條件相當簡單，作為國家標準，僅僅一本地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范無法對全國各地的地基基礎(chǔ)都進行具體的描述和規(guī)定，因此，作為建立在國家標準之下的地方標準。地方性的“地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范”能夠?qū)⒏鞯胤降牡鼗A(chǔ)類型和設(shè)計處理方法等一些成熟的閱歷描述和規(guī)定得更為具體和精確，所以，在進行地基基礎(chǔ)設(shè)計時， 肯定要對地方規(guī)范進行深化地學習，以避開對整個結(jié)構(gòu)設(shè)計或后期設(shè)計工作造成較大的影響。4結(jié)構(gòu)計算與分析方面在結(jié)構(gòu)計算與分析階段，如何精確，高效地對工程進行內(nèi)力分析并根據(jù)規(guī)范要求進行設(shè)計和處理，是打算工程設(shè)計質(zhì)量好壞的關(guān)鍵。由于新規(guī)范的推出對結(jié)構(gòu)整體計算和分析部分相當多的內(nèi)容進行了調(diào)整和改進，因此，結(jié)構(gòu)工程師也應(yīng)當相當?shù)貙@一階段比較常見的問題有一個清楚的熟悉。4.1結(jié)構(gòu)整體計算的軟件選擇。目前比較通用的計算軟件有：SATWE.TAT、TBSA或ETABS、SAP等，但是，由于各軟件在采納的計算模型上存在著肯定的差異，因此導致了各軟