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高层建筑中的问题和解决对策

摘要:随着社会的全面发展,高层建筑在整个建筑体系中所占比例日益的增加。为了避免建筑结构设计中的失误对工程质量造成重大的影响,不仅需要对高层建筑中结构设计的各种问题进行分析,还要采取相应的措施进行全面优化。

关键词:结构设计;高层建筑;问题;对策分析

一、高层建筑结构设计中存在的问题

近年来,随着人们生活水平不断提高以及建筑设计技术的发展,高层建筑结构的设计也在不断提升,就当前的设计情况而言,在对高层建筑结构进行设计的过程中还存在着许多的问题,这样会使得高层建筑结构的建设质量以及设计质量很难得到保证。首先,需要对高层建筑结构中存在的设计问题进行分析,并且针对这些问题进行有效的解决。

1.1设计的中间过程的把握

在日常的设计中,设计人员通过辅助计算软件计算出来的结果对照着配筋,但在计算的结果上会有一定程度的放大,作为安全储备。尤其是面对高层建筑的时候,我们很难做到淡定。因为高层建筑和多层、低层比较的话,无论是从设计还是从施工和建造上来讲,都要复杂得多。所以很多时候,我们的设计人员在中间过程的很多环节由于过分谨慎,层层放大,导致最终的结果过大,严重不符合实际受力情况,造成极大浪费。

1.2过度优化的问题

随着高层建筑的越来越多,人们对于高层建筑也越来越熟悉,尤其是对于住宅建筑,结构形式相对于公共建筑来说,要简单些,也比较有规律性。所以一栋住宅从前期规划到最后建设完成,把其中的各个环节摸清弄懂,不难。另外住宅建筑具有可复制性,可参照性。因此拥有更好的经济指标就成了很多的建设方和设计单位追逐的目标,前者想要获取最少的投入,后者想借此获得更多的设计任务。设计优化本身是一件造福社会的事情,但如果这件事情对施工造成了困扰,则很有可能会造成安全隐患。

1.3建筑结构风荷载设计的问题

高层建筑是属于对风荷载比较敏感的建筑,风荷载对于高层建筑来讲,是很重要的荷载,但是现阶段对计算风荷载的各种因素和方法还不十分确定,所以对于设计人员来讲,如何来确定风荷载的大小,这个应该引起足够重视。另外当多个建筑物,特别是群集的高层建筑,相互距离较近时,会产生风力相互干扰的群体效应。但是目前高层建筑的结构设计过程中,结构建模都是以单个建筑物主体为单位,单独计算和分析,往往容易忽视群体效应的影响。

1.4高层建筑的结构抗震设计问题

高层建筑结构设计中最重要的环节就是抗震设计,但这也是我国建筑结构设计中最薄弱的环节,由于高层建筑结构设计中的抗震设计较为复杂,需要对建筑结构体系、建筑基础形式、建筑高度、建筑材料等方面的问题进行综合考虑。在以汶川大地震为代表的几次大的地震发生之后,人们对于地震以及其带来的危害有了全新的认识,也引起了足够的重视。但是抗震设计是基于抗震概念的设计,如果概念错误,再怎么认真设计,也无事于补。目前存在的主要问题是设计人员对于抗震概念设计的意识比较薄弱,只知道一味地遵循规范。

二、高层建筑结构设计对策

通过对高层建筑结构设计中存在的问题进行分析可知,高层建筑结构设计水平需要不断的提升,针对产生的问题,采取相应的对策,对于提升建筑结构设计水平,建筑结构设计控制的加强及建设质量具有重要意义。

2.1中间过程加强检查,最终结果安全储备

设计人员在设计的中间过程只要做到严格检查,不漏项,不缺项,在最终的计算结果的基础上适当放大,作为安全储备即可,既经济,又能做到心中有数。

2.2适当优化才是正道

走出优化误区,优化不是挑战设计和施工的极限。建筑结构设计是偏重于理论的工作,施工则是偏重于实际操作的工作,如果设计不断压缩施工的空间,结果可能会让很多构件和节点的结构功能无法实现,造成主体结构安全隐患,此为过犹不及。设计人员应该在理论和实际施工中寻找一个平衡点,让建筑功能完美体现。

2.3对高层建筑结构的风荷载合理取值

我们在对待风荷载这一重要荷载的时候,应该如何把握?首先应充分认识到高层建筑对于风荷载的特殊性,基于目前计算方法的局限性,我们对于高层建筑的基本风压应适当提高,确保其安全性。如何提高基本风压值,仍可由各结构设计规范,根据结构自身的特点作出规定,没有规定的可以考虑适当提高其重现期来确定基本风压。至于如何处理风荷载群体效应的问题,我们可将单独建筑物的体型系数乘以相互干扰系数,避免由于漩涡的相互干扰,造成房屋某些部位的局部风压显著增大的现象。

2.4高层建筑结构抗震设计

在高层建筑的结构抗震方面,首先需要加强抗震的概念设计的培训。只有方向把握对了,我们才有可能设计出质量优良的产品。抗震设计主要包括三个方面,概念设计,抗震计算设计和构造设计。建筑抗震的概念设计是把地震及其影响的不确定性和规律性结合起来,就是进行结构抗震设计时着眼于结构的总体地震反应,按照结构的破坏机制和破坏过程,灵活运用抗震设计准则,从设计一开始就全面合理的把握好结构设计中的基本问题(总体布置、结构体系、刚度分布和延性等),并顾及关键部位的细节,力求消除结构中的薄弱环节,从根本上合理的保证结构的抗震性能。抗震设计的三个层次的内容是一个不可割裂的整体,忽略任何一部分,都可能造成抗震设计的失败。要使建筑物具有较好的抗震性能,首先应该从大的方面入手,做好概念设计,再结合计算设计,构造设计,才能得到一项较为满意的抗震设计结果。如果不重视概念设计而过分的相信仔细的计算,对结构抗震设计不仅没有必要,而且还可能在概念设计中出现不当甚至错误。

三、结语

结构设计在高层建筑中常常会暴露诸多的问题。为了能够让整体的设计效率得到相应的提升,需要结合其设计中的问题不断优化其整体的设计体系。加强抗震概念设计,严格把握中间过程,适当优化的同时还要做好风荷载设计以及抗震设计。只有这样,高层建筑结构设计才能朝着一个质量稳定的方向发展。

作者:杨明珠 单位:广州南方建筑设计研究院武汉分院

参考文献

[1]浅谈高层建筑设计[J].居雪涛.科技创新与应用.2014(05)

[2]高层建筑设计中存在的问题与对策[J].万艳红.四川水泥.2014(12)

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