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高层建筑结构设计问题及对策探讨
摘要:近年来,随着社会发展,我国的建筑行业得到进步。当前,我国的高层建筑的数量越来越多,人们对于其性能、质量等方面的要求也越来越高。高层建筑相对低层建筑来说需要考虑的问题更多,首先就是它的安全问题。设计人员需要对高层建筑施工的各方面考虑全面,比如说材料选择、抗震性能设计等方面,明确各方面的标准以及准则,对设计方案进行不断的优化,从而提升高层建筑的整体质量。主要对高层建筑结构设计问题及对策进行探讨,希望给相关人士带来一定的帮助。
关键词:高层建筑;结构设计;问题;对策
引言
近年来我国各区域高层建筑发展速度不断加快,在建筑设计中,为了提升建筑设计整体的安全性与美观度,相关设计部门要注重对图纸内容进行多重审核。从当前高层建筑结构设计现状中能得出,常见的问题主要有高宽比、设计参数设定等相关问题。本文对连梁采用剪力墙开洞和框架梁两种形式输入方式的区别进行分析,确定虚梁的正确应用,简述地下室底板建模采用防水板和筏板的区别。明确梁刚度放大系数、基础埋置深度,旨在提升高层建筑设计成效。
1高层建筑结构设计问题
1.1嵌固端的位置设置
当前,高层建筑一般都自带二层或者二层以上的人防或者地下室,嵌固端很可能被设置在地下室(人防)的顶板中,很多设计人员会忽视嵌固端的设置所带来的一系列问题,从而影响高层建筑整体的性能。另外,如果嵌固端的刚度设计不合理,也会对整体的结构产生严重的影响。因此,相关设计人员应该对嵌固端的位置进行合理的布置,避免因为嵌固端的布置问题使得整体建筑出现严重的威胁。
1.2防风措施的设计
风力的随时波动,虽然对建筑动态作用很小,但是对细长的建筑物来说,动态作用还是很显著的。风速是量化风荷载的重要参数,最大风速是建筑结构设计要考虑的基本,利用风速来预测结构设计的寿命。防风设计受到地理位置、物理位置、建筑结构尺寸等因素影响。
1.3高层建筑地基选取不合理
目前,很多房地产开发商在选择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。
2高层建筑结构设计问题解决对策
2.1嵌固端的位置设置问题的解决措施
对于嵌固端的位置设置,应该经过合理的计算。比如说,将地下室顶层作为嵌固端,那么应该根据实际情况来选择合适的抗震等级。对于地下室的现浇顶板的厚度,应该对其进行合理的控制,避免具备较大的洞口。由于边柱和角柱只有一面有梁,因此,可以增大梁截面或者增加梁配筋,从而提升其承载力,保证建筑物的安全性。在解决嵌固端问题的过程中,应该对结构设计的方案进行合理的把控,对嵌固端的布置进行优化,从而提升高层建筑的质量。在设计结构方案的过程中,应该围绕施工的具体时间展开,从而为后期的施工打下良好的基础。另外,相关设计人员还应该对建筑的具体情况以及现场的环境等进行考察,保证设计方案的科学性。总之,嵌固端的布置问题也是高层建筑结构设计中的一个重点环节,相关设计人员应该经过再三的考量,明确嵌固端的布置位置,保证其承载力满足实际的需求,从而保证建筑物的质量与性能。
2.2做好防风措施
高层建筑会受到较大风荷载的影响。所以,在设计高层建筑时,一定要重视防风措施的建设,尤其是高层建筑的顶端,高层建筑的顶端承受的风压最大,可以通过加强梁柱或钢结构的设计,来提高高层建筑的抗风性。在建筑设计的早期阶段,针对高层建筑的具体情况进行分析。根据当地最大风压,设计风压图,做好风压措施。高层建筑物的高度影响了结构抗侧刚度趋于变柔阻尼降低。建筑形态的空气动力学优化,减小结构风荷载和控制建筑结构的刚度。高层建筑结构设计应选取适当的平面形状,一般高层建筑都采取矩形平面设计,但是超高层建筑采取矩形结构不利于抗风。相对而言,圆形、椭圆形、三角形等是很好的选择。与此同时也要注意角部的修正,圆形化、倒角、削角为主要形态。角部修正改变切曾的流动性,促使分离流再附,减小尾流宽度,从而有效降低阻力。
2.3 根据实际情况确定合适的建筑结构形式
随着建筑行业的繁荣发展,也延伸了多样化的建筑结构形式,砖混结构、钢结构、框架剪力墙结构、混凝土结构等都是常见的建筑结构形式,这些建筑结构形式有着各自的优势和不足,抗震性能也有很大的不同。因此,在设计高层建筑结构时,需要根据实际情况,将建设区域地震的发生频率和抗震等级考虑进去,确定合适的建筑结构形式,提高建筑结构的安全性能和抗震性能,确保人们的居住安全。同时在设计过程中,需要建立科学合理的地震受力模型,合理分析、准确计算结构受力情况,确保建筑结构的所有承重构件符合抗震设计要求,这样才能提高抗震设计效果。外界条件相同的情况下,如果高层建筑采用的是砖混结构形式,那么它的抗震性能要比混凝土结构形式差一些。具体原因为,砖混结构的主体承重材料是砖砌体,这种材料结构强度和硬度不够,容易破损,而且砖体结构重量过大,在地震作用下,高层建筑的破坏程度大大增加。混凝土结构的主体承重材料主要是混凝土,使用的是轻质材料填充墙体,整体的重量是远远低于砖体结构的,这样一旦发生地震,它的稳定性、抗震性就要高于砖混结构。目前,国外常用的建筑结构形式是钢结构,这主要是因为钢结构生产、施工便捷高效,而且钢结构的抗剪性能、抗压性能优异,同时具有较好的强度和延展性。此外,钢结构材料能够实现循环再利用,绿色环保,抗震性能、防火性能优良。框架剪力墙结构也是不错的选择,能承担各类荷载引起的内力,并能有效控制结构的水平力,拥有较大的刚度,即便是在水平地震力作用下,整体结构也能保持较强的抵抗变形能力。
结语
综上所述,高层建筑结构设计是一项非常重要的工作。在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]张临康.高层建筑结构设计分析探讨[J].建材发展导向,2021,19(04):54-55.
[2]朱粟郁.高层建筑结构设计存在的问题及优化措施分析[J].工程建设与设计,2020(22):22-23.
[3]中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑地基基础设计规范GB50007-2011[S].北京:中国建筑工业出版社,2011.
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