关于高层建筑混凝土结构设计应注意的问题分析

关于高层建筑混凝土结构设计应注意的问题分析

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摘要:随着人们生活水平的提高,建筑功能的多样化的发展,人们对建筑结构的设计都有着越来越高的要求,如何做好建筑设计是结构工程师在结构设计中需要考虑的重要问题。建筑结构设计中的概念设计首先要明确建筑结构设计的定义,它是指在结构工程师将实践中提炼出的各种结构元素通过语言表达出建筑从整体布置到技术和经济分析、以及计算、构造、能的优化。

关键词:高层建筑;混凝制图等方面的工作,以达到建筑物经济、安全、耐久等功土结构设计;问题

引言

高层建筑的混凝土结构设计过程中,需要明确实际高层建筑结构的楼层使用承载量,对结构设计的相关决定性因素进行分析,明确高层建筑的轴向变形量,目标控制量,分析高层建筑结构混凝土中的相关结构设计特点和设计问题,解决这些问题,更好的发展高层建筑混凝土结构的设计效果。

1.混凝土结构设计的要求及特点

1.1混凝土结构设计的要求

与低层建筑相比较而言,高层建筑的混凝土结构设计的特征更明显,设计难度系数更高。我们在进行高层建筑混凝土设计的时候主要按照以下两点要求进行。

(1)可靠度方面的要求

可靠度是一种能力,是指预先规定一个使用时间,如果在此时间内建筑物充分发挥出其预定的功能(如结构刚度、强度、结构承载力、整体稳定性、耐久耐用性等)就表示此建筑物具有这种能力。建筑物超出其预定的使用时间后,它的所有性能都会改变、下降,不能再继续使用,应做报废处理,否则极可能出现安全事故。

(2)功能性方面的要求

为了保证工程施工的质量,高层建筑施工设计时的结构功能要求应该包括三个方面:①安全性要求。安全性要求设计人员在建筑物设计的时候充分考虑承受力和稳定性等因素以及其在使用期间的稳定性等问题,保证建筑物结构的足够稳定。在遇到什么突发情况后,建筑物不会在此期间以及突发情况消失后倒塌。②耐久性要求。耐久性是指建筑物的使用期限以及耐用程度,要求建筑物设计时尽量延长使用时间。③适用性要求。建筑物的建设结构要有优质的工作性能,达到使用者的适用性要求。

1.2混凝土结构设计的特点

提高混凝土结构在高层建筑中的有效应用,是当今建设单位亟待解决的问题。高层建筑对地基基础的承受能力和承受强度要求较高,其结构设计具有以下特点:

(1)水平侧向力。对高层建筑物结构设计来说,水平侧向力对其变形设计具有非常大的影响。建筑物的水平力主要包括风荷载和地震产生的水平力。与低层建筑物相比,如果出现水平方向的荷载,高层建筑物会产生的内力和位移更大,从而影响到建筑物的稳定性和适合居住性。

(2)适合的刚度布置设计。建筑需要保持某些动力特性,如合理的自振频率,所以要求在高层建筑物结构的设计中,要充分考虑结构的强度和刚度,并能够把出现水平方向的荷载而产生的层位移控制在合理的范围内。

2.高层建筑混凝土结构设计中应注意的几个问题

2.1结构的平面设计

高层建筑混凝土结构应选用受风离影响小的平面形状,其在平面的设计及布置上考虑的问题有:

(1)扭转的影响

在进行混凝土结构平面布置的时候,要使扭转对平面的影响尽可能的小,而且要需要考虑多方面因素,如需要注意地震作用以及在其作用下产生的偏心因素,还有就是最大的水平位置移动和层间位置移动。《高层建筑混凝土结构技术规程》的规定如表1所示。

表1高层建筑位移值设计的规定

(2)抗震设计

高层建筑混凝土结构的平面设计时在抗震设计时要考虑防震缝的设计问题。如果高层建筑平面的形状和结构不能很简单地进行调整,设计十分复杂时,我们要设置防震缝,如此以来,可以将复杂的平面形状和结构布置划分为几个清晰的部分,出现相对形状规则的结构。反之,如果高层建筑的平面形状结构简单易测量,便不必设置防震缝。

2.2结构设计应重视概念设计

因为建筑结构理论和结构计算结果与结构实际的情况存在着一定程度的差异以及地震时地震动的不确定性,结构工程师在设计高层混凝土结构时,既要尊重理论计算结果,进行合理的计算,也要学会分析计算结果的可靠性和准确性。运用概念分析判断对提高结构计算的可靠性,改进设计质量有着十分重要的作用。以下为概念设计的一些基本原则:

(1)以满足承载力、刚度、延性为主导目标,实施多道防线、刚柔相济的理想刚度目标,从具体的结构整体设计中(包括细部构造措施)去满足。

(2)结构的受力与传力途径越简单、直接和明确越好。

(3)应当尽可能采用平面布置较规则的平面布局,结构构件布置较均匀,有利于缩小建筑的刚度中心和质量中心的距离,减少结构在地震和风荷载中的扭转效应。

(4)沿建筑物竖向,建筑体型和结构布置也应尽可能连续、均匀,避免刚度、承载力和传力途径的突变以限制在竖向某一楼层或几个楼层出现敏感的薄弱部位,从而减少这些部位在地震和风荷载作用时产生过大的应力集中或过大的变形进而导致整个结构失效的可能性。

(5)布置剪力墙时,尽可能在不增加合理剪力墙面积的前提下,把剪力墙均衡的布置在建筑周边,这样可在不增加成本的前提下,提高结构的抗侧刚度和抗扭刚度。

2.3高层建筑结构中的选型问题

高层建筑结构中需要明确实际的设计规则问题,准确的分析实际新旧规范标准,尽可能的避免新规范与旧规范之间存在的不合理问题。对于新规范中可能发生的强制性规定进行分析,高层建筑不可以采用不符合实际规范标准设计方案,尽可能的避免规范变动导致的施工阶段被动问题。需要根据实际的设计规范标准,明确实际抗震规范标准范围,对高层建筑的高度水平进行限制。特别对于高层建筑的高度变动问题,需要控制实际的结构标准高度。

3.结束语

科学技术在当今社会快速发展,混凝土在目前的建筑工程中充当了重要的角色,可以说是现代建筑的标志。混凝土的大量使用不仅仅提高了建筑物的功能性作用而且保证了建筑工程的质量,为全世界的建筑物建设以及设计作出了不可磨灭的贡献。那么,在混凝土大量应用的今天,如何提高高层建筑混凝土结构的设计水平、保证建筑质量以及实现建筑物的功能成了高层建筑物建设单位所需要解决的问题。

参考文献:

[1]江云红.高层建筑混凝土建筑结构的抗震概念设计[J].四川建筑,2011,02,31.

[2]陈峰,张旭.关于高层建筑剪力墙连梁设计的探讨[J].科技促进发展,2010(08).

[3]冯磊,胡海涛.高层建筑混凝土结构设计浅析[J].价值工程,2011(06).

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