广东博意建筑设计院有限公司广东佛山528000
摘要:随着城市化建设进程的加快和建筑用地的日益紧张,高层建筑逐渐增多,其中,高层建筑中的结构设计优化不仅可以提升高层建筑的安全性,与此同时,还能够确保结构的合理性以及经济性。在本篇文章中,主要以高层建设结构优化设计要点为主,从高层建筑结构设计优化问题入手,根据实际情况提出了相应的对策。
关键词:高层建筑结构;设计问题;应对措施
建筑住宅方面的设计相比较周围其他的建筑而言,其对于建筑物的安全、建筑物的舒适度以及周围环境的要求会更高。高层建筑的结构优化工作,需要从许许多多的建筑设计方案中进行筛选,并且还需要对这些方案进行不断的健全完善,一个优秀的高层建筑结构优化设计方案,对于建筑的施工工作影响比较大。高层建筑市场发展比较迅速,在市场不断扩张的同时,也随之出现了许多的问题,其中大多数问题发生的主要原因都是在建筑结构设计的前期阶段未进行结构优化设计工作,从而在后期会涌现出许许多多的问题,给建筑企业造成巨大的经济损失,因此,在一定程度上来说,在高层建筑结构设计的过程中进行设计方案的优化是具有重大作用的,可以在很大程度上避免经济损失。
1、高层建筑结构优化设计要点
1.1需要选择相应的合理结构计算简略图
在房屋建筑设计的过程中,除去相关的建筑节点以外与房屋建设当中计算简体是相互适应的,可以将误差控制在一定合理的范围之上,以此来确保高层建筑物安全性。针对高层建筑物的具体类型、实际的施工情况、楼面的荷载等等问题进行详细的分析,以此选择出科学合理的建筑设计方案。高层建筑物在进行平面设计时,都会采用对称、规则、简单化的设计手法进行房屋结构的优化设计工作。另外,由于高层建筑受力的特点以及受力的简单性,可以在最大程度上实现建筑工程质量、抗侧的刚度、建筑平面三个方面的融合,从而可以在最大程度上规避一些风险,减少一定的损失。一般情况下来说,高层建筑物的建筑结构可以是圆形的或者长方形,但是无论是哪一种高层建筑形式,其自身的平面尺寸都需要符合相关的设计规范。
1.2高层建筑基础设计方案的选择
在进行高层建筑的结构设计当中,对于楼层比较多并且高度较高的建筑物来说,在进行建筑基础选择时,首先需要实地考察建筑物所在地区的地质情况,与此同时,还需要对于邻近的建筑物地基进行勘察,防止因地基施工给周围的建筑物造成破坏。除此之外,还需要充分考虑到上部建筑的结构影响以及建筑自身荷载的传递特征等。在确定正式的基础设计方案之前,需要对于上述的这些因素进行全面的分析,从中选择出适合此次建筑项目地形地势经济实惠的基础设计方案,在最大程度上达到地基承载力以及基础沉降的相关要求。相关的设计人员在进行高层建筑物的基层设计时,需要依据建筑物整体的实际情况以及周围自然环境的情况之下,使地基发挥最大的承重作用。在当前阶段,建筑设计的相关人员在进行高层建筑物基础的设计方案选择时,首先对地基基础的持力层进行检验,与此同时,还需要对于地基基础的整体性进行再一次的验证。在高层建筑基础设计方案的初选时,往往缺少相关的地质勘查检验报告,需要重新对于建筑物建造场地进行勘察,并且还需要参考周边建筑的建造资料。
1.3高层建筑科学合理化的建筑结构设计方案
在高层建筑的设计当中,设计人员所制定的结构优化设计方案不仅仅需要具有一定的经济性,与此同时,还应满足高层建筑的结构形式以及相应的价值体系。高层建筑的结构设计体系的具体要求就是要在最大程度上确保高层建筑物的整体受力均匀,与此同时,在受力传输方面要求相对简单。在高层建筑结构体系当中,会有一些相同的高层建筑结构单元,设计人员在进行结构优化设计时,需要选择与之相对应的结构体系,如果高层建筑的基础出现一些不稳定因素,那么应力的设计就需要依照平面以及竖直方向的规则。在高层建筑设计的过程中,在对高层建筑物的地理状况、施工情况以及材料上进行综合分析的基础之上,并且需要与建筑结构设计中的供水、电的设计一致的前提之下,然后再进行建筑结构的合理选择,从而可以在最大程度上确保高层建筑结构设计方案的合理性。
2.关于高层建筑结构优化设计措施
针对于存在的问题,建筑企业必须加大重视力度,从优化高层建筑结构设计工作入手,制定出相关的优化措施。
2.1对于高层建筑的地基基础进行设计优化的措施
在对于高层建筑地基基础进行设计时,需要充分的考虑建筑物的荷载问题,例如,建筑物的外挑部分、水池等等,都会直接受到建筑物荷载的影响。其次,在设计筏板基础以及箱基础的梁板钢筋时,需要在结构设计时减去相对应的基础梁板的荷载自重。如果箱基础的筏板四角以及地基的反应力过于强时,设计人员在进行设计时需要对于已经配置的钢筋进行加强。再次,在高层建筑地基设计时,如果遇到箱基础,则需要将洞口的上下连梁的截面积进行验证,如果洞口的大小发生改变,那么,就需要重新对于连梁的剪力、弯矩进行复核,以此来验证设计的合理性。最后,在高层建筑中如果采用整体箱基础以及筏板基础的设计手法时,需要将桩土的问题考虑在内。
2.2关于连梁设计优化措施
在高层建筑实际的设计过程中,因为连梁的跨度比较小并且截面的高度太大,所以,连梁在面对地震的冲击时,相对应的剪力以及弯矩都会比较大,根本无法满足规范中的相关要求。另外,在连梁的设计过程中,需要考虑到不同情况下连梁所经受的压力,从而可以提前做出应对措施。在地震的冲击作用下,如果想要保证连梁的延展性,需要将弯矩以及剪力进行有效的传递,将刚度折减系数控制在0.55以下。
2.3对于高层建筑物的抗震结构的优化措施
在高层建筑的设计当中,抗震一直是一个比较重要的设计问题。在设计当中,需要将建筑物中的构件位置进行结构优化设计,这样可以使压力均匀的分布,从而避免因承受压力不均匀,导致构件损坏的情况出现。另外,对于非结构的建筑构件来说,也需要充分考虑到材料的性能是否符合相关的标准要求。高层建筑物的抗震结构设计,地基的设计与设计方案的选择是整个设计过程中的关键点。如果高层建筑物的地基被破坏,那么建筑物的上部所有的建筑构件则无法承受压力。因此,在建筑物的结构设计方面需要高度重视地基的设计,不断的加强地基的设计优化,保证地基的设计强度,从而可以有效的减轻地震所带来的影响。
2.4对高层建筑结构设计的功能性进行优化
在高层建筑结构优化期间,需要从多角度和多层次方面入手,只有这样,才可以使得高层建筑结构和施工建设后期使用要求相符合。现阶段,当对高层建筑结构进行优化的时候,设计人员必须确定优化的实质性目的,使得高层建筑处于安全的良好状态。在高层建筑结构优化设计期间,将高层建筑结构设计的多功能性体现出来,然后遵循高层建筑的立项意图以及建筑方提出的意见来落实结构优化设计环节,增强工作的规范性和适应性。最后,在高层建筑结构优化期间,重点强调结构的稳定性,采取结构强化、系统优化的方式来提升稳定性,以此满足建筑物在施工期间的各项要求。
3、结语
在进行高层建筑的设计时,需要充分考虑到很多方面的因素,例如建筑物的结构布置是否合理,与周围的环境是否协调等,其中最重要的就是建筑设计必须要符合建筑物自身的功能需求。作为设计人员来说,在进行高层建筑的设计时,需要对于建筑物的功能要求以及周围的环境有个充分的了解,充分发挥材料的最佳性能,利用合理的结构设计,设计出精品建筑。
参考文献:
[1]熊航.当前高层建筑结构设计中的问题及其优化措施分析[J].四川水泥,2017(10):93.
[2]杨明珠.结构设计在高层建筑中的问题和解决对策分析[J].智能城市,2017,3(04):110.