齐齐哈尔工程学院黑龙江齐齐哈尔161000
摘要:现阶段,随着我国经济的不断发展,城市化速度也在加快,导致高层建筑现象逐渐增多。由于高层建筑属于大型工程,所以高层建筑比其他低层建筑受外界环境影响更大。因此,建筑师应该考虑更多的环节,重视高层建筑的设计,而不是一般的低层建筑的设计。通过分析高层建筑结构设计的特点,探讨了高层建筑结构设计中存在的问题,并提出了解决这些问题的对策,以提高建筑结构设计的质量。
关键词:高层建筑;结构设计;问题;对策
1.地基与基础设计
结构工程师越来越重视地基与基础的设计,这个阶段的设计过程能否合理的完成将直接影响后期设计工作的顺利进行情况,也直接决定着整个项目的运作成本。因此,这个阶段极为重要,存在着不可预计的问题,处理不好可能造成不可估量的损失。高层建筑应根据整体布局的设计来确定满足承载要求和不均匀沉降的地基形式。可通过设置地下室的方式用于减小高层建筑地基的沉降问题,这也有利于保证地基的承载力和建筑物主体的稳定性。建筑结构受力性能。在建筑结构的最初设计过程中,建筑设计师往往考虑最多的是有关空间组合的设计,而不是对具体的结构进行确定。分析建筑的结构组成,水平和垂直方向上的空间稳定性极为重要,因为有些建筑物的组成中包含很多又大又重的组合物,因此结构必须具备将自重传至基础的能力,结构承受的载荷能够向下作用于基础面,因此在建筑结构设计中必须明确结构体系中向下的作用力与地基所能承受的力之间的关系,要对主要的承重墙的数量以及分布情况做出明确的设计。建筑结构设计中的扭转问题。要将建筑三心即几何形心、刚度中心、结构重心,尽量汇聚于一点,做到三心合一,这是结构设计中必须要保证的因素。而在设计过程中不能保证三心合一是造成结构扭转的直接原因,当结构受到水平载荷作用时将发生扭转振动效应。为了确保建筑物不因承受水平载荷发生扭转而遭到破坏,在结构设计过程中要做好结构的合理设计和整体的平面布局,因此要尽量保证建筑物三心合一。当高层建筑物承受水平载荷时,扭转程度取决于质量分配。为了使结构受力均匀,楼层的水平作用力应该沿平面分布,使结构的扭转振动减小,因此,建筑平面应该尽量采用方形、圆形、正多边形等平面图形。
2.分析高层建筑结构设计中的问题
短肢剪力墙,目前,高层建筑结构设计当中的问题较多,一些看来很小的问题甚至会对建筑物形成致使的影响,更会严重损害建筑的结构在众多问题当中,短肢剪力墙的设置不合理就是非常典型的一个,此设置存在的不合理在很多高层建筑结构设计当中普遍存在,设计人员通常都容易增设短肢剪力墙,这使得高层建筑的安全性与稳定性受到了一定的影响,高层建筑甚至会因为短肢剪力墙而降低抗震能力,使高层建筑建成后长期处于不安全环境当中,不利于长期使用。
嵌固端嵌固端同样是高层建筑结构设计的重要组成部分,嵌固端的设计通常分为下列几点:第一,设计人员选择嵌固端位置存在很多问题,特别是不少高层建筑的嵌固端都被设置在了人防顶板或者地下室,存在一定的安全问题,效果也难以实现第二,嵌固端的上下层存在不合理的刚度比例设计相对于合理的嵌固端设计来看,其上下层刚度比例是非常重要的一项指标,就这个指标而言,目前有很多高层建筑的嵌固端设计都存在计算失误问题。当前,高层建筑结构设计中普遍存在的问题就是所设计的建筑物超高。超高问题,指的是高层建筑单位未严格按照有关的标准与制度规定将高层建筑的高度过度增加。虽然建筑物的高度增加会使经济利润全面提升,但是超高问题确严重的影响着高层建筑的结构。
3.恰当选择结构方案
对于高层建筑结构设来说,其最为核心的一点就是应该针对其结构方案进行恰当的选取、只有结构方案选择准确才能够保障其整体的高层建筑结构设计水平达到理想的要求,而对于这种结构方案的选择来说,其需要号虑的问题和要点是比较多的,首一先.应该对相关的规范和规程进行详细的研读,避免其选定的高层建筑结构设计为一案和这些规范和规程存在冲突;另外,对于具体结构方案的选择还应该重点针对其施现场的实际状况进行慎重思考,尤其是对于施工现场的地基状况以及工程的规模大小等进行详细的调查和勘测,进而在此基础上选定最佳的结构方案。
4.优化抗震结构设计
一是加强建筑结构规则性对于高层建筑物来说,抗震性能是极其重要的,关系到高层建筑的安全因此,要加强对高层建筑结构的抗震设计在加强建筑结构设计的时候,要合理设置抗侧力构件的位置,从而保证高层建筑承载力的合理分布,除此之外,还要加强建筑结构的连续稳定性,可以加强构件的强度以及刚度来达到目的。二是简化建筑平面对建筑建筑平而进行简化,减少相关的平而布置,从而通过合理的结构设计使基础的强度以及刚度得到增强的同时,提高建筑结构承重构件的抗侧力,并尽可能满足其承载力所需的延性,从而使建筑的抗震性能得到提高。
5.加强高层建筑结构的硬度设计
钢筋是提升高层建筑工程硬度的重要材料。因此,在高层建筑结构设计的过程中,应当对钢筋设计进行全面的优化,对钢筋结构设计中的一些相关内容,应当进行全面考虑和了解,并且对施工材料进行全面的掌控。在高层建筑结构设计的过程中,要与传统的设计形式进行全面的比较,并且对其坚韧度进行全面的总结,这样使高层建筑结构硬度的提升,起到了重要的作用和意义。
6.结语
当今,高层建筑似乎已经成为了当前城市发展过程中的主流,高层建筑结构设计作为一个复杂性、技术性、综合性的工作,对于高层建筑的发展有着重要的指导意义随着利技的发展,高层建筑结构设计的要求也越来越高。
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