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摘要:随着高层建筑的突飞猛进,对于其施工规模和设计质量成为当下建筑工程师较为关注的话题之一。尤其是复杂抽象的高层设计结构,不仅影响着整体建筑的设计质量,也给施工难度增加了很大的筹码。他们对于高层建筑的需求量越来越大,这就给我国的高层建筑行业带来了较大的挑战。然而我国现有的高层建筑机制还处于起步状态,需要有关机构不断的进行探索和革新。
关键词:高层建筑结构设计问题对策
引言
在社会进步的趋势下,建筑业也不断地在发展。尤其是建筑结构的变化,更是明显,主要是体现在建筑的高度在攀升,而且这类的建筑数量也在不断地增加。而建筑的结构设计是建筑工作的核心,不仅影响了建筑的实用性和美观性,也在一定程度上增加了施工的难度。因此,相关科研人员必须对高层建筑设计过程进行全面的分析和探讨,找出一切影响结构设计的问题,并制定完整、科学的整改措施,从根本上提高高层建筑物的设计质量。
1.高层建筑结构的设计原则
1.1选择合理的结构方案
只有结构方案经济合理,才能让一个建筑设计合理,可行性强的结构形式和传力简捷、受力明确的结构体系也会促进一个良好设计的形成。因此在进行结构设计时应当具体分析建筑所处的地理环境、材料和设计的需求及施工条件等,充分考虑高层建筑自身的特点,根据实际情况来选择一个合理的结构方案。
1.2选择合适的基础方案
在设计过程中要注意最大程度地发挥地基的潜力,在基础设计时要形成详尽的地质勘察报告,如果缺少报告,必须进行现场勘查来制定设计方案,要先通过综合分析工程的地质地貌、施工条件、上部结构类型、相邻建筑物的影响及荷载分布等因素的考虑再进行基础设计,只有这样,才能设计出经济合理的基础方案。
1.3进行正确的分析计算
随着科技的发展,计算机技术在结构设计方面已得到广泛应用,种类繁多的计算软件都存在不同程度的缺陷,因此在结构设计的计算过程中会出现不精确的情况,这就要求设计师在使用软件过程中细致认真,对产生的结果认真分析和校对,作出合理判断。
2.高层建筑结构设计中存在的问题
2.1短肢剪力墙设置存在问题
在当前的高层建筑结构设计中存在的问题是比较多的,并且很多问题的存在甚至会对于高层建筑产生致命的影响,尤其是对于结构的损害更是极为严重,其中短肢剪力墙的不合理设置就是极为典型的一种,这种不合理性主要表现在在当前的很多高层建筑结构设计中,相关设计人员往往很容易出现增设短肢剪力墙的现象,这一现象的出现必然会影响到高层建筑的稳定性和安全性,尤其是会直接造成整个高层建筑短肢剪力墙抗震能力的降低,进而不利于后期高层建筑长期安全使用。
2.2合理的结构基础设计
结构基础的设计要根据高层建筑的具体地质条件进行选择,对高层建筑的上部结构类型与荷载的分布情况以及施工条件进行综合全面的分析,确保设计的合理。此外,基础设计还要确保地基的潜在能力得到最人化的发挥,如果施工条件允许,要进行必要的地基变形检验,在进行设计之前一定要有较为科学详细的地质勘察报告,通常情况下,具有相同结构单元的可以采取相同的类型。
2.3合理的建筑结构方案
结构设计方案不仅仅需要满足经济性要求,而且还要满足结构形式和体系的要求。结构体系的要求就是要保证受力的明确以及传力的简单。在相同结构的单元中,要选择与之相应的结构体系,一旦高层建筑的地基处于不稳定状态,那么应力就需要平面和竖向的规则。在对建筑的地理状况、施工条件以及选材等方面综合分析的基础上,与结构中供电、供水等的设计相协调一致状况下,进行结构的合理选择,进而确定设计结构方案的科学性。
3.高层建筑物结构设计问题的应对策略
3.1恰当选择结构方案
高层建筑结构设计中最为关键的一步就是选择出最合理的结构设计方案,这是采取进行后续工作的首先条件,只有选择出最优化的结构方案才能保障高层建筑结构设计达到使用标准。但是要想选择出最优化的结构方案,就必须综合考虑各方面的因素。首先结构的设计方案必须满足相关的建筑设计标准规范,间距避免设计方案同这些标准或者规范存在矛盾冲突;除此之外,建筑结构方案设计必须同现场的实际情况相结合,不但要保障施工的安全稳定,同时所设计的方案必须方便施工,所以高层建筑结构的设计方案应该重点对现场的实际情况进行综合勘察考虑,尤其是所涉及到的基础土层地质条件,地下水位情况、周围是否存在旧有建筑、雪荷载、风荷载等因素,在对现场的实际情况各方面因素进行综合考虑后相应的采取最佳的结构设计方案。
3.2注重计算简图的使用
高层建筑结构设计所涉及到的构件尺寸大小以及配筋率等问题都会涉及到相关的计算问题,这是高层建筑结构设计的重要依据之所在,其中在进行相关内容的计算过程中必然会涉及到计算简图的选择,因此计算简图或者计算模型的选择务必同实际情况相吻合,但是现实情况中高层建筑结构设计非常复杂,计算简图的合理选择具有相当大的难度,因此计算简图在选择过程中必须对高层建筑结构的各方面影响因素进行综合考虑。同时还涉及到计算软件的选择,计算过程的精确度,全方位立体式的保证计算的准确度。
3.3注重结构设计中的各种性能的满足
高层结构建筑结构设计的最主要目的就在于满足各方面的使用要求,只有满足相应性能要求才能称作为科学的结构设计,才能保障高层建筑结构在后期的使用过程中达到安全标准,确保建筑结构能够在相对较长的时期内安全使用,相关的性能指标主要涉及到一下几方面的内容:第一、必须对结构的延性设计加以重视,延性这一重要指标主要针对的是高层建筑结构的变形或者倒塌问题,尤其是高层建筑遭遇到地震的情况下这种延性性能显得尤为重要,结构设计中必须将这种柔和度体现出来;第二、高层建筑结构的水平力也是一项非常重要的因素,高层建筑结构在某一平面的水平方向会受到各种荷载的作用,例如风荷载、地震荷载等,或者荷载之间的组合作用,会导致高层建筑在水平方向发生较大的位移,因此在设计的过程中必须对其进行合理的控制;第三、高层建筑结构设计的稳定性也是一项非常重要的性能指标,要想满足结构的整体稳定性需要注意的地方还是蛮多的,例如最为典型的包括短肢剪力墙设置的控制。
3.4提升高层建筑结构的规范性
由于高层建筑结构十分独特,所以对其外观结构的设计也有很高的要求。在新建筑规范中,明确指出了具体的限制条件如:对高层建筑固定端上层结构的刚度、下层固定端结构高度、平面结构设计等限制因素。并明令禁止,不允许将高层建筑的外观结构设计成不规则的形状。因此,为了减少施工设计方案的变更,减少工程投资成本,相关设计师在实际工作中,应完全按照新建筑规范的内容和要求来进行,这样才能提升我国高层建筑结构设计水平,实现其规范化的设计目标。
4.结语
对于高层建筑的结构设计工作来说其对整个工程的施工都具有重要的意义,在设计的过程中一定要按照相关的设计原则来展开,并且对多种影响因素进行充分的考虑,并且对结构设计中的问题进行及时的发现从而找到有效的解决方法,为整个高层建筑的建设工作打下良好的基础。
参考文献
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[2]杨涛,宋志.高层建筑结构设计中存在的问题及改进策略[J].中华建设,2014,02:112-113.