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超高层建筑结构设计的关键性问题探讨

汪涛
  
安家(建筑与工程)
2022年6期
重庆市设计院有限公司 重庆 400015

摘要:随着现代化的发展,超高层建筑的出现解决了我国很多人的住房问题,然而,超高层建筑同样存在着很多的安全隐患。首先就是施工较为复杂,对建筑质量有着更高的要求。为了确保超高层建筑的质量达标,能够达到正常的使用标准,需要相关的设计人员对结构设计进行细化,加强对结构设计的把控能力,从而提升整体建筑的安全性。对于超高层建筑结构设计工作来说,需要设计人员对施工场地、环境等各方面因素进行考察,对结构中的各项数据进行精确的计算,从而设计出合理的方案,这对设计人员来说也是一项较为复杂的工作。

关键词:超高层建筑结构设计;问题探讨

引言

结构设计对超高层建筑的整体质量起到了至关重要的影响,需要提高对这一方面的重视性,不断改进超高层建筑结构设计,使其能够为工程建设提供更加可靠的依据。通过深入分析超高层建筑结构设计的实际情况,其中存在的关键性问题包括超高问题、扭转问题、受力性能的问题以及基础设计问题等,需要充分了解这些问题,不断优化设计内容,从而提高超高层建筑结构设计的质量,促进超高层建筑工程的顺利开展。

1超高层建筑结构设计的关键性问题分析

1.1超高层建筑地基选取不合理

目前,很多房地产开发商在选择超高层建筑建设区域时,只考虑到了建设区域的空间面积和地段的繁华程度,一般很少关注地质条件,几乎不考虑地形地貌。就建筑的整体安全性能来说,进行超高层建筑地基选取时,地形地貌是非常关键的要素。需要选择宽阔、平缓的地带作为超高层建筑地基,地基土壤的密实度要高,建设区域需要与河岸保持足够远的距离;建筑物地基不能含有两种及以上的土壤特质;凹陷地形、悬崖边缘、土壤断层区域都不是理想的地基基础。如果开发商没有重视地形地貌问题,将超高层建筑地基选取在不合适的地形上,那么必然会导致抗震性能不符合要求,建筑物整体存在较大的安全隐患,稍有不慎就会发生安全事故。

1.2剪力墙

剪力墙在建筑结构中承担着非常重要的作用,如果没有对其进行合理的布局,相应的标准没有达到,那么会使得整体的结构被破坏,从而影响整体建筑结构的性能,无法有效的抵御地震等灾害。短肢剪力墙是近年来刚刚兴起的一种结构,可以有效减轻自身的质量,对于住宅建筑来说具有一定的优势。但是对于超高层建筑结构的设计来说,短肢剪力墙存在着较为严重的问题。剪力墙的设计相对来说较为复杂,存在很多的计算问题,需要保证计算值的精确度,这也是设计人员需要重视的一个问题。

2超高层建筑结构设计措施

2.1科学合理地选择建筑物的地理位置

由于建筑物的地理位置、地形地貌、水文条件等都会严重影响着建筑物的抗震性能,因此,进行超高层建筑结构设计时,需要科学合理选择建筑物的地理位置。设计人员需要充分调研和实地考察建筑区域的地质条件和环境状况,详细记录地形、水文、地质数据,为建筑物结构抗震设计提供可靠的数据支持。如果建设场地中存在断层错动、陷落等问题,就需要及时向上级领导说明场地情况的危险性,此种场地是不能建设超高层建筑的,需要重新选择更换新的选址地。选择施工场地时,还需要详细分类地震作用下建筑物的破坏特征和破坏程度,根据场地性质的不同特点,制订有针对性的抗震措施消除不利因素。进行超高层建筑结构抗震设计时,结构工程师还需要对地基的液化程度、地基的抗震设防类别进行有效分析,在此基础上制定提高上部结构、基础结构刚度的优化措施,有效解决地基液化沉降问题,避免不良地质环境影响了建筑物的整体强度和稳定性。

2.2剪力墙设置问题的解决措施

近年来,短肢剪力墙的应用愈发广泛,对于楼层较低的住宅区,有着较好的作用。另外,为了保证超高层建筑的安全问题,在具体的设计中不应该全部采用短肢剪力墙结构。剪力墙结构的设计需要考虑到很多的方面,还需要经过严格的计算,在设计过程中,相关设计人员应该明确剪力墙的受力特点,采取合适的计算方法,从而保证剪力墙设计合理。对于剪力墙的设置,应该具体考虑其厚度、混凝土、抗震结构等要求。首先,在厚度方面,应该确保剪力墙的刚度,明确剪力墙的最小厚度。在进行抗震设计时,底部的加强区域应该根据地震的等级来进行设计,等级越高,底部加强区需要占用无支长度总面积较大。另外,剪力墙的设置对混凝土的强度有着很高的要求,因此,应该明确混凝土的强度标准。超高层建筑的剪力墙结构会受到竖直方向较大的荷载,比如说建筑的质量影响,这会使得梁内出现弯矩,因此,在设计的过程中,应该根据它的受力面积进行合理的计算,如果受到水平方向的荷载,那么应该根据平面进行考虑。

2.3受力性能问题

在超高层建筑结构设计中,需要充分考虑建筑整体的受力性能,若是建筑结构的受力性能无法达到要求,势必会影响建筑使用的安全,也会带来较大的建筑维修成本。在超高层建筑的受力性能不过关的情况下,环境因素对建筑安全的影响较大,经常出现各种各样的建筑破损问题。因此,设计人员需要对建筑物的受力性能及其向下作用力进行充分考虑,不断优化原本的设计方案,对超高层建筑存在的受力问题进行处理,使建筑质量得到保障。同时,需要准确统计超高层建筑的承重墙及承重柱子,对平面设计图的内容进行分析,确保建筑的承重分布合理,提高建筑自身的安全性。在分析超高层建筑结构的时候,可以采用计算简图完成这一工作,选择空间分析法对建筑整体进行分析,还可以选择不同的力学模型通过软件对其进行复核,使建筑物的受力性能问题得到切实解决。

2.4地梁建筑结构设计管理

建筑结构设计管理人员需要从多角度、多方面,按照对地梁建筑质量方面的要求进行科学控制,掌握地梁建筑结构在设计方面的规定,科学、合理地控制地梁框架结构,将地基结构产生的不良影响控制在最低程度,通过合理的控制方式将载荷传递到框架梁柱部位。在地梁建筑结构设计期间,围绕规定合理处置地梁框架结构,使建筑结构设计管理具有较高的有效性,使其工作质量跨级式增长。管理人员应掌握框架结构在设计中的要求,调整框架结构设计内容,优化设计,通过合理控制,提高建筑结构的可靠性,解决以往地梁建筑结构部位出现的质量问题。

2.5设计理念及方案的优化完善

在超高层建筑结构的优化设计中,设计人员需要对施工过程中的内部环境以及外部环境等因素进行综合考量,并进行深入分析,在确保安全性与可靠性的基础上,制定超高层建筑结构的优化设计方案。另外,在结构优化设计中,设计人员应采用先进的技术、理念与方法,提升超高层建筑结构优化设计的水平。

结语

超高层建筑结构设计是一项非常重要的工作。在超高层建筑结构设计的过程中,存在着一些的问题,这些问题如果没有得到妥善的解决,最终都会影响建筑的质量以及安全性。本文主要提出了以上几种超高层建筑结构设计中存在的问题以及相应的解决措施,相对来说还不全面,需要相关人员不断的进行研究,从而保证建筑物整体的性能达标。对于超高层建筑的施工来说,还需要加强监督力度,确保施工人员能够按照相应的规范进行施工,从而保证工程按照要求完工。另外,相关单位还应该加强对设计人员的培训力度,使他们了解近年来的施工案例,并且经过分析与探讨,从而提升他们自身的水平。

参考文献

[1]安毅.浅谈超高层建筑结构设计的关键性问题[J].房地产世界,2020(20):46-48.

[2]鹿道凡.超高层建筑结构设计的关键性问题研究[J].地产,2019(13):75.

[3]葛法制.复杂高层与超高层建筑结构设计探析[J].工程建设与设计,2019(10):9-10.

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