高层建筑结构设计及某工程结构选型探讨徐申泉

高层建筑结构设计及某工程结构选型探讨徐申泉

江苏泗洪223900

摘要:随着我国经济的快速发展,国民的住房问题逐渐暴露了出来。为了能够有效的改善国民住房压力,建筑行业势必要对高层建筑的工程建设进行高度关注。本文简单阐述了高层建筑结构设计以及工程选型需要注意的事项。

关键词:高层建筑;结构设计;选型探讨

1高层建筑结构设计的一般原则

1.1坚持科学合理的基础方案

基础方案进行选择时,要综合考虑到根据工程实际地质条件下制定的基础设计、结构类型、荷载分布以及施工条件等等影响因素。其中,基础设计要基于详实的地质勘察报告并备份,对于周边相邻的小型建筑在查询资料的基础上,还应进行现场实地查验,总结调查报告,给出详尽的调查结果,根据调查结果,进行结构类型选择,一般情况下同一结构单元应采取相同的类型。此外,在设计基础时,应最大限度地利用基础的潜力,必要时进行地基变形验算以保证地基基础质量。

1.2选择切实可行的最佳结构方案

对于一个设计者来说,成功的结构方案就是经济合理、可行的结构形式和结构体系。成功的结构方案设计必须受力明确、传力简捷,如同同一单元结构不能混用不同的结构体系,特别是在地震区,要强调平面与竖向规则。在进行结构方案选择时,要分析工程的设计要求、地理环境、材料供应情况以及施工条件等等影响因素,并沟通建筑、水、电、暖等部门,综合考虑所有因素进行结构选型或者说结构方案的确定,多方案比较也是常见现象,这时应该择优选用,在保证工程质量的基础上,再去考虑利润。

1.3慎用计算简图以及审核电算结果

一般来说,结构计算都是基于计算简图进行的,一旦选择失误,不单单是结构计算错误的小问题,它非常容易导致安全事故的发生,因此,选择合适的计算简图才能确保结构计算不出错误。与此同时,我们需要采取相应的构造措施保证计算简图的实用性,这样才能最大限度的保证结构安全。大多数的实际结构中的节点都与计算简图的有误差,这是因为实际结构的节点全部都是刚结或者铰结点的概率太低了,这时,只要将设计误差控制在设计允许误差范围内就可以了。通常情况下,结构设计都采用计算机技术,但是由于不同的系统会得出不同的结果,所以要求设计师对于应用程序要全面了解,并且要求结构工程师对电算结果进行反复的校对与核查,根据实际工程情况进行结果判断,这样才能杜绝由程序与结构某处实际情况不服或者人工输入错误导致的错误计算结果,确保计算结果的准确性。另外,设计人员丰富的经验和专业的知识都是保证结果正确性的重要因素。

2建筑工程结构选型应当重视的问题

2.1抗震

风荷载和地震是现阶段建筑工程主要承受两个方面的外力。对于非抗震地区,其结构设计的过程中,并不需要过多考虑地震力,仅需要考虑风荷载,在这种情况下,建筑选型要以抗风能力为主。建筑的体型可以直接决定风塔系数,所以在风力荷载较大的地区,可以选择较小风压的建筑形态来解决这个问题。对于抗震区的建筑设计来说,应当重视抗震作用,所以在建筑结构选型以及场地挑选中,需要尽可能的避开地质不稳定地区,这样才能从根本上降低地震所造成的损失。设计主体结构时,也要考虑到地震作用力的传输,进而保证结构刚度强度。在高层建筑选型中,我们首先需要明确抗震体系,之后确定一个明确的计算简图,而力的传输路径也要保证合理性。例如结构中可以设置多道防线来对抗地震力,确保在部分结构受到破坏时也能很好地起到应有的抗震作用。由于地震力的影响,如果出现了应力和塑性集中的情况,必然会影响其自身的安全性,所以这就需要我们在建筑强度刚度上进行均匀分布,避免局部结构上出现突变。

2.2高度和建筑体型

高层建筑需要结合自身结构类型来确定一个合理的高度,即便给建筑高度提出了一个具体的范围,也仍然可以选择多种结构类型,所以在这种情况下,就应当提高对结构性能的重视程度。现在建筑工程结构越来越多样,举例来说,下部分商场、中间部分办公楼、上部分住宅楼的情况是非常常见的,但是这三个部分的应用要求各有不同,举例来说,商场建筑需要较大的空间,需要采用柱网框架结构,而写字楼需要面积平均的房间,而住宅则需要更多的墙体,在这种群情况下,则要用要剪力墙结构,在这种情况下,想保证整体结构的安全性成为了设计工作中的挑战。结合这种需要可以采用框架剪力墙结构,同时在中间设置转换层,保证各部分使用需求都可以得到满足。

2.3材料和施工

现在建筑技术还在不断进步,同时也有很多新材料投入使用,这也敦促着建筑设计的改变,其也给建筑结构的选型带来了很大的作用。目前我国经济发展水平的快速提高,促进了很多新型建筑施工技术的发展,材料质量越来越轻,强度越来越大。高层建筑结构选型方面,要挑选科学合理性的材料,促使建筑材料与建筑结构形式的有效结合,从而使得各方面性能充分地发挥出来。高层建筑结构造型上需兼顾到具体的施工环节譬如:挑选钢结构、钢筋混凝土结构的建筑物,建筑结构的竖向构件截面面积会得到--定程度的缩减,从而使得建筑空间得到显著性的扩大,同时缩短施工工期。唯有如此,建筑物才能够预先投入使用,提升整体社会经济效益。总的来说,高层建筑结构选型,是必须要站在长远发展的角度来考虑问题,在考虑工程开发中资金的首次投入之后,同时要兼顾接下来的施工成本及施工进度,最终挑选最为适合的建筑结构类型。

3现代高层建筑结构研究

3.1筒体结构体系

筒体结构具有较强的特殊性,其一般常用在大跨度空间或超高层建筑当中,该结构是由于高层建筑,尤其是超高层建筑出现之后,因为对建筑强度的要求越来越高而出现的一种特殊结构形式。由于在发展初期,简体结构设计体系还不是十分成熟,因此其作用和优势并没有得到充分的体现,最终导致它的应用范围受到了较大的限制。但是建筑技术发展速度飞快,尤其是随着建筑3D技术的提高,筒体结构形式不断的在完善,在现代高层建筑设计中的应用也变得越来越广泛。

3.2框架-剪力墙混合结构体系

框架-剪力墙混合结构体系是在框架中根据实际的情况来进行科学设置剪力墙,框架和剪力墙两种结构所形成的一种新的受力形式直接决定了框架剪力墙受力的特点。框架上部通常是上一层建筑的墙体结构,所以结构本身会受到较大的垂直方向上的压力,所以结构需要承受较大的垂直压力。因此在工程设计施工的过程中,一定要采取有效措施,增强其强度以及抗垂直变形的能力,此外还要确保框架施工的质量和效果。剪力墙结构通常会受到较大的水平方向上的力,且其数值较大,对建筑水平结构的稳定性会产生较大的影响。所以在剪力墙施工的过程中,一定要在合理范围内提升其刚度水平。因为这种结构集合了两种结构形式,所以在设计过程中一定要保证二者的科学协调,同时还要在工程施工后对其施工的质量及效果进行严格仔细地检查。

结束语

在目前的高层建筑结构设计当中,人们对结构设计的合理性越来越重视,由于高层建筑结构形式随着高层建筑建设的发展在不断丰富,因此建筑设计中结构选型也占据着越来越重要的位置,因此我们必须要科学地进行结构选型,进而保证工程设计的整体效果。

参考文献:

[1]甄彩花.高层建筑钢结构设计中应注意的问题解析[J].建材与装饰,2019(25):116-117.

[2]肖洪涛.高层建筑结构设计及某工程结构选型探讨[J].建筑技术开发,2016,43(08):76-77.

[3]杨冠男.高层建筑结构设计及某工程结构选型研究[J].广东建材,2016,32(05):51-52.

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