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1、高层建筑结构设计常见问题与对策,建筑结构论文在高层建筑构造设计方面,我们国家起步较晚,最近几年来,各大城市才不断出现了一些高层建筑,甚至超高层建筑,这些建筑的构造设计非常重要,决定着建筑的使用质量与寿命,业主的需求不断增加,也给设计人员提出了更多的要求。针对在高层建筑构造设计中的问题,需要进行逐一解决,才能真正实现高质量建筑投入运行。 1 高层建筑构造设计特点 高层建筑构造设计中水平力是决定性因素。水平荷载在高层建筑构造中的稳定性奉献非常大。与普通建筑类似,高层建筑构造在竖向的荷载多以重力表示,但在水平荷载方面,高层建筑与普通建筑有着极大的不同,高层建筑的自重与荷载在竖向构件能够产生一定的轴力
2、与弯矩,在建筑构造的稳定性方面起着决定性的作用。 在高层建筑构造设计中需要严格控制好侧移指标。当建筑的高度不断增加,水平荷载下的构造侧向移动将会不断被放大,对高层建筑的稳定性造成威胁,同时也会对人的生活舒适度造成一定的影响,所以需要保持侧移能够控制在一定的范围之内,这成为构造设计的核心元素。 高层建筑构造的设计对于抗震设计要求已经明显提高,随着最近几年来地震现象不断频繁,任何一个等级的偏差都有可能会造成稳定性毁坏;当高层建筑的竖向荷载不断增大时,柱内的轴向严重,连续梁弯矩变化让支座处的负弯矩减小,进而对预制构件的下料长度造成影响。所以在高层建筑设计时需要注意轴向变形问题; 要通过一定的措施,确
3、保建筑构造具有相当的延性,当高层建筑物碰到危险时,避免出现倒塌的问题,假如没有延性设计,将会对使用效率产生危害。 2 高层建筑构造设计原则 2. 1 合理计算简图 首先要保证计算简图合理,简图对构造有着决定性作用。为了确保计算简图的安全,需要采用相应的构造方式方法,除了要在钢节点与铰节点进行关注外,还需要不断减小计算误差,把计算简图控制在一定的范围之内 见图 1 -2 . 2. 2 基础设计选择 其次,在进行基础设计时,要充分了解高层建筑所在的地质条件,另外对高层建筑的构造类型与荷载分布分析要全面,根据施工条件以及邻近互相影响进行综合讲究,在全面了解基础信息的前提下进行科学合理的基础方案确定。
4、基础方案中,地基的潜力将发挥最大的作用,需要提早进行地基检测。 2. 3 构造方案选择 合理的构造方案需要到达高层建筑构造设计的总体要求,并尽可能到达经济的目的。在一样的构造单元中,使用一样的构造体系,根据地理条件、工程要求、施工因素综合确定构造选择,进而制定出最佳方案。 3 高层建筑构造设计中的问题分析与改善方向 3. 1 建筑构造超高 一些城市为了进行评选,在楼宇的高度上不断进行更新,仿fo楼层越高,城市的地位就更靠前。但建筑物不断超高却对抗震性与建筑质量提出了更高层次的要求。相关的建筑规范对建筑物的高度与抗震要求进行明确的规定,无论是多高的建筑物,都需要知足相对应的抗震等级要求。针对当前
5、多地存在的建筑物超高问题,建筑物规范将会进行限定,不断细化规则,与时俱进,这使得高层建筑构造的设计方式方法与措施有了明显的改良。每一个建筑单位的项目管理部都要注重建筑的超高问题,在设计图与施工组织审核时都应该及时发现潜在的风险问题,不断进行论证,避免对工程的造价与工期造成影响。 3. 2 短肢剪力墙的设置 随着我们国家高层建筑构造设计的不断深切进入,对短肢剪剪力墙的设置问题愈加关注。当前我们国家的相关建筑规范已经对它进行了充分严格的定义,并对其使用进行了限制。短肢剪力墙主要是指建筑物墙肢截面的高厚度在 5 - 8 左右的情况,根据经历体验表示清楚,在高层建筑构造设计中人尽可能使用些种构造墙,所
6、以在建筑设计时,要尽可能地避免。 3. 3 嵌固端设置 高层建筑的嵌固端在二层以上的地下室顶板上,同时也有可能会设计到人防顶板上,嵌固端设置时,构造设计工程师对于嵌固端设置带来的问题没有提早判定与预测,比方楼板的设计、上下层的刚度要求等等,这些问题都有可能在后来的设计中做出更改,造成不必要的损失与安全隐患。 3. 4 构造规则性问题规则性问题 在当前的高层建筑构造设计规范中已经进行了明确的限制。如新规范对构造嵌固端上下层的刚度进行了规定,当代建筑不宜采用严重不规则的设计方案。不规则的设计将对建筑的竖向荷载计算产生偏差,不易估计,有可能会存在安全风险。但是在当前的高层建筑构造设计中,仍然会存在着
7、这一问题,对建筑的整体质量造成了一定的影响。为了避免图纸在后续施工经过中进行变更,所以构造设计者要对构造设计中的规则性问题进行提早分析,遵守相关的规范规则,提高整体质量。 3. 5 消防构造设计 高层建筑构造本身的特点非常明显,它的功能复杂性决定着建筑构造在设计时非常复杂,需要选用不同的建筑功能材料。传统建筑中所选用的材料多为可燃性材料,这种材料无形中增加了高层建筑火灾的发性频率,更不易进行救火。高层建筑间空气流动强,风力非常大,假如发生高层火灾事故,救援难度可想而知。在传统高层建筑构造设计时,把火灾线路设计成垂直形态,建筑人员在进行火灾疏散时将花费更多的时间,对人身财产安全造成了更大的延误。
8、在消防构造设计中,也需要对排烟构造设计,这对于高层建筑的安全性设计有着重要的意义。在设计中要保证烟气能够有效排出,避免在火灾发生时不利情况的蔓延。 3. 6 抗风构造设计 在高层建筑设计中,抗风性研究非常重要。在进行设计建造时,要注意抗风压性,对有效的设计非常重要。随着高层建筑的高度不断增加,构造本身对风起着扰动作用与阻隔作用,不利于风量的及时移动,在风速较大时,会对静止的高层建筑产生振动效果,进而造成一定的动力荷载力,将会对其稳定性造成威胁,甚至有可能会导致主体构造遭到毁坏,导致玻璃幕墙破裂、装饰物毁坏甚至墙体断裂等工程质量遭到影响的危险。 4 高层建筑构造设计谋略总结 在高层建筑构造设计时
9、要注重设计原则,合理选择基础条件与构造设计方案,对高层的消防构造、抗震构造、抗风构造设计进行优化。 在消防构造设计方面,要设计适宜的防火间距,对建筑物间的距离进行精到准确计算,根据地形条件设计合理的防火构造设计,增加疏散通道设计,采用分隔式进行设计,控制烟雾与火势的蔓延; 在抗震构造设计方面,要合理规划建筑构造的构件位置,发挥不同的构承载功能,对地基进行抗震设计,简化建筑平面,分割高度差异,提高建筑物的刚率与强度,实现地基的稳固性,另外需要注重对剪力墙的设计,控制位移,对简体构造进行抗震设计,确保构造的完好性与对称性; 在抗风构造设计优化中,首先要进行基础设计,选择级配高的砂石,在构造义部使用
10、抗起锚杆,稳定地基,在高层建筑构造中增加耗能减振系统设计,通太多种元素的综合,使用强粘弹性的阻尼材料,解决好水平力、风荷载造成的荷载叠加问题,对受力高压区进行加固处理,精到准确计算建筑物的风荷载与承载力。 5 结束语 在高层建筑构造设计时,应该对超高、抗震、抗风、消防、规则性、嵌固端设置等问题进行充分认识,提早结合地质条件与基础条件对各个影响因素进行分析,不断进行优化设计,确保高层建筑构造本身的稳定性,提高使用寿命与质量。构造设计不是孤立存在的,而是与其他的设计相辅相承。结合当前经历体验所发现的问题进行优化,避免对质量造成影响。随着我们国家专家学者对高层建筑构造设计研究的不断深切进入,构造设计将愈加完善,促进我们国家城市建设水平的提高。 以下为参考文献 1张杰,崔伟平。 探究高层建筑构造设计的问题及解决措施J. 河南科技,2020 01 : 173. 2郭峰,梁利生。 高层建筑构造设计的问题及解决措施方案应用J.科技传播,2020 13 : 135 -136. 3孙凯。 高层建筑构造设计的问题及对策讨论J. 价值工程,2018 25 : 88 -89.