改革開放以來隨著經濟的不斷發展,綜合國力的不斷提高,房地產業迅猛發展,建筑業逐漸成為社會支柱產業。
由于土地資源的緊缺,高層建筑在眾多建筑形式中脫穎而出,而在目前在工程設計領域中,高層建筑結構設計是極其重要的一個環節,也越來越成為高層建筑結構工程設計工作的難點與重點,建筑結構設計,設計質量直接影響著工程周期、成本節約,可以說是一個工程中重要的生命線。
對其具體的分析與論述也就顯得更加的重要,設計師們設計了很多新的結構體系,如何更加合理的設計結構體系,做好結構設計,解決可能出現的問題,同時又滿足人們各方面的要求,本文分別對高層建筑結構設計特點、高層建筑的設計原則以及高層建筑結構的優化設計進行了探討,以提高建筑結構設計水平,這是值得我們探討的問題。
關鍵詞:高層建筑;結構設計;
中圖分類號: TU97文獻標識碼: A
引言
由于高層建筑結構不同體系具有不同的力學特性,在進行結構設計時,需結合不同的設計計算方法和構造處理措施,不斷吸取工程實踐經驗才能取得良好的結構設計方案。
一、高層建筑結構設計特點
1、水平荷載成為決定因素
一方面,因為樓房自重和樓面使用荷載在豎構件中所引起的軸力和彎矩的數值,僅與樓房高度的一次方成正比;而水平荷載對結構產生的傾覆力矩,以及由此在豎構件中引起的軸力,是與樓房高度的兩次方成正比;另一方面,對某一定高度樓房來說,豎向荷載大體上是定值,而作為水平荷載的風荷載和地震作用,其數值是隨結構動力特性的不同而有較大幅度的變化。
2、軸向變形不容忽視
高層建筑中,豎向荷載數值很大,能夠在柱中引起較大的軸向變形,從而會對連續梁彎矩產生影響,造成連續梁中間支座處的負彎矩值減小,跨中正彎矩之和端支座負彎矩值增大;還會對預制構件的下料長度產生影響,要求根據軸向變形計算值,對下料長度進行調整;另外對構件剪力和側移產生影響,與考慮構件豎向變形比較,會得出偏于不安全的結果。
3、側移成為控制指標
與較低樓房不同,結構側移已成為高樓結構設計中的關鍵因素。
隨著樓房高度的增加,水平荷載下結構的側移變形迅速增大,因而結構在水平荷載作用下的側移應被控制在某一限度之內。
4、結構延性是重要設計指標
一般在建筑施工設計中,在保證建筑物應有的強度的同時,要需要保證建筑物具有一定的延性。
這是為了使建筑物具有一定的變形能力,以適應因自然環境或人為因素而引起的樓房震動,避免因缺乏延性而在輕微震動中就發生建筑倒塌事故。
高層建筑相對于低層建筑來講,延性需要更大一些,即保證高層建筑的結構更柔一些,這就需要在結構設計中采取合理科學的措施,使高層建筑結構在
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二、高層建筑的設計原則
1、高層建筑結構方案的選擇
合理的結構設計方案對于工程來講是十分關鍵的,好的設計方案在滿足結構形式和體系的基礎上,還要充分考慮造價成本,把經濟適用發揮到最大程度。
結構體系的最基本的原則是受力明確、傳力簡單,結構方案盡滿足使用、安全要求的基礎上,盡量的簡潔。
在相同的機構單元中的結構體系選擇應該統一,如果高層所在的地域地震頻發,那么在應力的設計上應該滿足平面和豎向的全部規則。
最終的結構方案的確定,需要對地理條件,工程設計需求,材料的選擇,施工條件進行全面的考量和整合,并且和建筑水、暖、電各個分項相互協調,綜合各方面因素進行最后的敲定。
2、高層建筑結構后計算簡圖的選擇
計算簡圖是進行高層建筑結構設計的基礎,是所有計算數據的出處和根源所在。
關系到各環節的建筑尺寸和誤差。
如果不能選擇合理的計算簡圖,對于結構安全就會埋下隱患。
因此,高層建筑結構設計的安全保障前提,就是合理計算簡圖的選擇。
同時,在選擇了計算簡圖之后,還應該采用相應的構造方法保證其安全性。
在結構的實際施工中,結構節點不單單是鋼節點或者鉸接點,要使得計算簡圖的誤差在規定的允許范圍之內。
廣東深圳專業醫用電子產品工業產品設計上海市2008年第一季度藥品\醫療器械質量公告 3、計算結構進行準確的分析
科技的發展也推動建筑領域不斷的進步,計算機作為現在科技發展的集中產物,自然在建筑結構設計中也得到了廣泛的應用。
經過幾年的發展,市場上的計算機軟件種類和數量都大大提升,但問題也隨之涌現出來,很多時候,統一種類的計算數據在不用軟件中處理產生的結果并不一致。
這就對計算數據的準確程度提出了嚴苛的校對要求,也對結構設計人員的能力提出了更高水平的要求。
在全面了解軟件的使用范圍和條件的基礎上,選擇最為合理準確的軟件也成為設計人員必須完成的課題。
與此同時,建筑結構受到各種不可掌控的實際情況制約,與計算機得出的理想結果不能達到完全的吻合,因此在計算機輔助設計的同時,設計人員的主導能力還是最為關鍵的。
另外在計算過程中,應該盡量減少人工輸入誤差或者軟件自身存在缺陷所造成的計算結果不準確,加強得出結果后的校正工作,加以合理的主觀判斷,得出最終準確有效的計算成果。
4、高層建筑基礎設計的選擇
高層建筑的基礎設計應該以地質條件作為依據,地層結構的不同,在地基的類型方面也會有所差異。
不僅如此,在建筑基礎方案的選擇方面,還應該充分考慮高層建筑上部的結構類型、荷載的分布特征、施工的技術條件以及相鄰的結構物基礎之間是否存在影響等方面的因素。
基礎方案的選擇,最終目的是能夠使得地基的
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必要的時候,應該以模型的形式對地基的變形情況進行檢驗。
在建筑區域的地質勘探報告有在缺陷時,應該進行現場勘查,參考附近相鄰建筑物的基礎結構資料,制定出最為合理的基礎設計方案。
5、高層建筑應采取相應構造措施
強剪切力弱彎變,強壓力弱拉力是高層建筑結構設計的基本原則。
在柱子的設計方面強度要高,梁相對較弱。
在架構的設計過程中,要充分遵循以上原則,做好薄弱部分的處理工作,對鋼筋的強度和錨固長度給予足夠的重視,特別是結構構件的延性和溫度應力要經過重點探究之后,才能敲定最后的構件方案。
三、高層建筑結構的優化設計
1、抗風結構優化設計
在基礎設計上,要使用配比較高的砂石來保證地基的密實度,同時還要設置抗拔錨桿,以此來提高建筑基礎的抗拔強度。
在減振系統設計上,要多利用耗能支撐、剪力墻、樓板等組成的耗能減振系統來減少風荷載對高層建筑的影響。
對于風荷載與水平力的問題,要對高風壓區進行加固。
這主要是從水平壓力、水平荷載內力等方面進行綜合考慮,來為高層建筑進行加固設計。
2、抗震結構優化設計
(1)提高結構設計的整體規則性,以此確保承載力體系分布的合理性。
(2)改善地基的抗震設計,即在簡化建筑平面、提高地基的
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(3)在剪力墻的設計方面,要提高高層建筑承重結構的抗側力,以此來滿足承載力的耗能與延續性,這樣可以有效地提高高層建筑的抗震能力。
3、消防結構優化設計
(1)防火間距上的設計,在設計時要全面的考慮間距在火災中的隔斷、滅火功能,同時在設計時還要考慮到建筑結構的耐火性問題以及排煙的問題。
(2)對安全疏散結構進行合理的設計,這主要是為了解決火災中的疏散困難,在設計上:a.注意防煙區的設置;b.注意雙向疏散方面的設計,如合理安排避難層等。
(3)在設計上注意分割結構的安排,這主要是為了控制火勢與煙霧的范圍,這方面一般使用的是垂直的樓板結構設計方式、水平的單元墻以及防火墻結構設計,以及相關的排煙、防火門等裝置的設計。
結束語
總之,高層建筑結構設計是一項系統性的工作,涉及內容繁多且復雜。
因此,工程設計人員要進一步深入研究建筑結構設計的技術問題,選擇合理的結構方案,同時提高結構
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參考文獻
[1] 李新磊,王志鐠. 關于高層建筑工程結構設計的綜合探討[J]. 民營科技. 2012(05)
[2] 熱賽提·米拉提汗. 房屋建筑工程結構設計的分析研究[J].
廣東深圳專業醫用器械工業產品設計工業設計專業模塊化人才培養模式探索 農家科技. 2011(S1)
[3] 黃輝亮. 淺析當前我國高層建筑結構設計與選型[J]. 知識經濟. 2011(10)