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高层建筑结构设计问题解析

摘要:随着我国经济的发展以及人口数量的加大,住宅需求量增加迅速,这使得城市高层建筑成为城市建筑结构的主流。随着高层建筑结构体系的多样化发展,高层建筑的结构设计中存在的一些问题,直接影响了高层建筑的质量。随着科学技术的不断发展和建筑行业的加速扩张,这对中国高层建筑技术的结构设计提出了更加高标准的要求,这就促使我们在对高层建筑结构设计技术的研究过程中,要不断地发现问题,并对这些问题提出相应的解决对策。

关键词:高层建筑;结构设计;问题分

高层建筑的结构设计是一项综合性的技术工作,对于建筑的设计有着非常重要的作用和意义。随着我国高层建筑的不断发展,高层建筑的结构设计的要求越来越高。通过对高层建筑结构设计的科学优化,能够促进投资成本在工程项目的质量安全和环保节能等方面进行合理而均衡的分配,从而使高层建筑项目获得更高的增值,并进一步推动我国经济建设以及城市化步伐的加快。我国在近几年的发展建设中,建筑行业的变化最为明显,不仅是在外形上发生了重大的变化,在内部结构上也得到了进一步的改善,这其中最突出的变化要数高层建筑甚至超高层建筑的不断涌现,但是需要注意的是,随着建筑造型结构的愈发复杂,对于结构设计的要求就更加严格了,如果仅仅停留在最初的设计阶段而不向前发展,那么我国建筑的整体水平就无法得到显著的提高。

1高层建筑结构设计的问题分析与解决方案

1.1建筑结构超高的问题

现代城市建筑物在楼宇的高度上不断进行更新,好像楼层越高就代表城市的地位就更上一层楼。可是建筑物不断超高却对抗震性与建筑质量提出了更高的要求。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,都需要满足相对应的抗震等级要求。针对目前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,这使得高层建筑结构的设计方法与措施有了明显的改进。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。

1.2短肢剪力墙的设置的问题

随着我国高层建筑结构设计的不断深入,对短肢剪剪力墙的设置问题更加关注。目前我国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。

1.3嵌固端设置的问题

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,结构设计工程师对于嵌固端设置带来的问题没有提前判断与预测,比如楼板的设计、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。

1.4结构规则性的问题

在目前的高层建筑结构设计规范中已经进行了明确的限制。如新规范对结构嵌固端上下层的刚度进行了规定,现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。

1.5消防结构设计的问题

高层建筑结构本身的特点非常明显,它的功能复杂性决定着建筑结构在设计时非常复杂,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,如果发生高层火灾事故,救援难度可想而知。在传统高层建筑结构设计时,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。在消防结构设计中,也需要对排烟结构设计,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。

1.6抗风结构设计的问题

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,结构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,从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结构受到破坏,导致玻璃幕墙破裂、装饰物毁坏甚至墙体断裂等工程质量受到影响的危险。

2高层建筑结构设计的策略总结

在高层建筑结构设计时要注重设计原则,合理选择基础条件与结构设计方案,对高层的消防结构、抗震结构、抗风结构设计进行优化。在消防结构设计方面,要设计合适的防火间距,对建筑物间的距离进行精确计算,根据地形条件设计合理的防火结构设计,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,在抗震结构设计方面,要合理规划建筑结构的构件位置,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,对简体结构进行抗震设计,确保结构的完整性与对称性,在抗风结构设计优化中,首先要进行基础设计,选择级配高的砂石,在结构义部使用抗拔锚杆,稳定地基,在高层建筑结构中增加耗能减振系统设计,通过多种元素的综合,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,精确计算建筑物的风荷载与承载力。

3结语

随着我国城市化进程的不断加快,我国的建筑行业得到飞速发展,人们对于高层建筑的质量要求也越来越高,高层建筑的结构设计的规范不规范直接决定着高层建筑质量的好坏,所以高层建筑的结构设计在建筑工程中显得非常重要。随着社会经济的快速发展和科学技术发展创新,建筑设计理论建和筑施工技术越来越完善,建筑施工材料和施工机械设备得到大量改良,高层建筑发展步伐也非常迅速。高层建筑设计复杂,为促进建筑设计的科学性和合理性,我们需要把高层建筑结构设计放在设计首位优先考虑。我国城市化进程的快速发展,高层建筑的结构设计也越来越受到人们的关注,如果可以及时发现设计中的问题,就可以努力促进高层建筑建设的发展,大幅度提高我国建筑的安全系数。当然跟着现代建筑理论不断发展,建筑对于我们来说不仅仅具必要的实用性,还在方面艺术性提出了比较高的要求。这对高层设计者来说,必须要同时将建筑物的实用价值和审美价值这两个方面都要完美的体现出来,才能够表达出设计的质量与外形都完美的现代建筑。

作者:甘桂其 聂凤玲 单位:甘肃建筑职业技术学院

参考文献

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[4]王旭.高层建筑结构设计及结构选型探讨[J].价值工程,2010.2.

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