高層建筑結構設計問題解析

時間:2022-08-07 10:11:51

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高層建筑結構設計問題解析

摘要:隨著我國經濟的發展以及人口數量的加大,住宅需求量增加迅速,這使得城市高層建筑成為城市建筑結構的主流。隨著高層建筑結構體系的多樣化發展,高層建筑的結構設計中存在的一些問題,直接影響了高層建筑的質量。隨著科學技術的不斷發展和建筑行業的加速擴張,這對中國高層建筑技術的結構設計提出了更加高標準的要求,這就促使我們在對高層建筑結構設計技術的研究過程中,要不斷地發現問題,并對這些問題提出相應的解決對策。

關鍵詞:高層建筑;結構設計;問題分

高層建筑的結構設計是一項綜合性的技術工作,對于建筑的設計有著非常重要的作用和意義。隨著我國高層建筑的不斷發展,高層建筑的結構設計的要求越來越高。通過對高層建筑結構設計的科學優化,能夠促進投資成本在工程項目的質量安全和環保節能等方面進行合理而均衡的分配,從而使高層建筑項目獲得更高的增值,并進一步推動我國經濟建設以及城市化步伐的加快。我國在近幾年的發展建設中,建筑行業的變化最為明顯,不僅是在外形上發生了重大的變化,在內部結構上也得到了進一步的改善,這其中最突出的變化要數高層建筑甚至超高層建筑的不斷涌現,但是需要注意的是,隨著建筑造型結構的愈發復雜,對于結構設計的要求就更加嚴格了,如果僅僅停留在最初的設計階段而不向前發展,那么我國建筑的整體水平就無法得到顯著的提高。

1高層建筑結構設計的問題分析與解決方案

1.1建筑結構超高的問題

現代城市建筑物在樓宇的高度上不斷進行更新,好像樓層越高就代表城市的地位就更上一層樓。可是建筑物不斷超高卻對抗震性與建筑質量提出了更高的要求。相關的建筑規范對建筑物的高度與抗震要求進行明確的規定,無論是多高的建筑物,都需要滿足相對應的抗震等級要求。針對目前多地存在的建筑物超高問題,建筑物規范將會進行限定,不斷細化規則,與時俱進,這使得高層建筑結構的設計方法與措施有了明顯的改進。每一個建筑單位的項目管理部都要注重建筑的超高問題,在設計圖與施工組織審核時都應該及時發現潛在的風險問題,不斷進行論證,避免對工程的造價與工期造成影響。

1.2短肢剪力墻的設置的問題

隨著我國高層建筑結構設計的不斷深入,對短肢剪剪力墻的設置問題更加關注。目前我國的相關建筑規范已經對它進行了充分嚴格的定義,并對其使用進行了限制。

1.3嵌固端設置的問題

高層建筑的嵌固端在二層以上的地下室頂板上,同時也有可能會設計到人防頂板上,嵌固端設置時,結構設計工程師對于嵌固端設置帶來的問題沒有提前判斷與預測,比如樓板的設計、上下層的剛度要求等等,這些問題都有可能在后來的設計中做出更改,造成不必要的損失與安全隱患。

1.4結構規則性的問題

在目前的高層建筑結構設計規范中已經進行了明確的限制。如新規范對結構嵌固端上下層的剛度進行了規定,現代建筑不宜采用嚴重不規則的設計方案。不規則的設計將對建筑的豎向荷載計算產生偏差,不易估計,有可能會存在安全風險。

1.5消防結構設計的問題

高層建筑結構本身的特點非常明顯,它的功能復雜性決定著建筑結構在設計時非常復雜,需要選用不同的建筑功能材料。傳統建筑中所選用的材料多為可燃性材料,這種材料無形中增加了高層建筑火災的發性頻率,更不易進行救火。高層建筑間空氣流動強,風力非常大,如果發生高層火災事故,救援難度可想而知。在傳統高層建筑結構設計時,把火災線路設計成垂直形態,建筑人員在進行火災疏散時將花費更多的時間,對人身財產安全造成了更大的延誤。在消防結構設計中,也需要對排煙結構設計,這對于高層建筑的安全性設計有著重要的意義。在設計中要保證煙氣能夠有效排出,避免在火災發生時不利情況的蔓延。

1.6抗風結構設計的問題

在高層建筑設計中,抗風性研究非常重要。在進行設計建造時,要注意抗風壓性,對有效的設計非常重要。隨著高層建筑的高度不斷增加,結構本身對風起著擾動作用與阻隔作用,不利于風量的及時移動,在風速較大時,會對靜止的高層建筑產生振動效果,從而造成一定的動力荷載力,將會對其穩定性造成威脅,甚至有可能會導致主體結構受到破壞,導致玻璃幕墻破裂、裝飾物毀壞甚至墻體斷裂等工程質量受到影響的危險。

2高層建筑結構設計的策略總結

在高層建筑結構設計時要注重設計原則,合理選擇基礎條件與結構設計方案,對高層的消防結構、抗震結構、抗風結構設計進行優化。在消防結構設計方面,要設計合適的防火間距,對建筑物間的距離進行精確計算,根據地形條件設計合理的防火結構設計,增加疏散通道設計,采用分隔式進行設計,控制煙霧與火勢的蔓延,在抗震結構設計方面,要合理規劃建筑結構的構件位置,發揮不同的構承載功能,對地基進行抗震設計,簡化建筑平面,分割高度差異,提高建筑物的剛率與強度,實現地基的穩固性,另外需要注重對剪力墻的設計,控制位移,對簡體結構進行抗震設計,確保結構的完整性與對稱性,在抗風結構設計優化中,首先要進行基礎設計,選擇級配高的砂石,在結構義部使用抗拔錨桿,穩定地基,在高層建筑結構中增加耗能減振系統設計,通過多種元素的綜合,使用強粘彈性的阻尼材料,解決好水平力、風荷載造成的荷載疊加問題,對受力高壓區進行加固處理,精確計算建筑物的風荷載與承載力。

3結語

隨著我國城市化進程的不斷加快,我國的建筑行業得到飛速發展,人們對于高層建筑的質量要求也越來越高,高層建筑的結構設計的規范不規范直接決定著高層建筑質量的好壞,所以高層建筑的結構設計在建筑工程中顯得非常重要。隨著社會經濟的快速發展和科學技術發展創新,建筑設計理論建和筑施工技術越來越完善,建筑施工材料和施工機械設備得到大量改良,高層建筑發展步伐也非常迅速。高層建筑設計復雜,為促進建筑設計的科學性和合理性,我們需要把高層建筑結構設計放在設計首位優先考慮。我國城市化進程的快速發展,高層建筑的結構設計也越來越受到人們的關注,如果可以及時發現設計中的問題,就可以努力促進高層建筑建設的發展,大幅度提高我國建筑的安全系數。當然跟著現代建筑理論不斷發展,建筑對于我們來說不僅僅具必要的實用性,還在方面藝術性提出了比較高的要求。這對高層設計者來說,必須要同時將建筑物的實用價值和審美價值這兩個方面都要完美的體現出來,才能夠表達出設計的質量與外形都完美的現代建筑。

作者:甘桂其 聶鳳玲 單位:甘肅建筑職業技術學院

參考文獻

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