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摘要:随着经济的发展,城市化的建设水平和速度在不断的提高,人们对于居住和办公等方面的住宅需求也在不断的提高。在有限的城市土地资源的情况下想要为人们提供更好的住房条件就要应用到高层建筑。在高层建筑的应用越来越广泛的情况下,其自身所具有的复杂性也逐渐的展现在设计人员面前,所以在高层建筑的结构设计是十分重要的环节,随着功能上的不断增加在设计的过程中就要更加的精确,不断的参考设计规范进行高层建筑的结构设计工作。本文对高层建筑结构设计中存在的问题进行简要的分析并且提出相应的解决措施,来充分的保证高层建筑结构设计工作的合理性。
关键词:高层建筑;结构设计;问题;解决措施
引言:在高层建筑的结构设计领域,我国在发展的时间上还是处于比较晚的阶段,随着近几年的城市高层建筑的不断增加,高层建筑的结构设计也得到了越来越多的重视,在许多高层建筑项目中还包括超高层的设计,所以说,如何在结构设计中充分的保证其自身的科学性和安全性是必须要关注的话题,因为只有这样才能保证高层建筑的使用质量和寿命。同时随着业主在高层建筑中的要求不断的增加,在结构设计中的问题就需要进行逐一的解决,让高层建筑高质量的运行。
一、高层建筑的结构设计特点
(一)水平力在结构设计中的决定作用
水平作用力的掌握在高层建筑的结构设计中具有决定性的影响作用,因为水平方向的荷载对于高层建筑的整体结构来说是在其稳定性上的重要保证。同多层建筑相比较,在高层建筑结构中的竖向的荷载形式大多是在重力上的体现,但是在水平荷载方面高层建筑的作用力就同多层建筑之间有着明显的区别,高层建筑结构中的自重以及荷载在竖向的构件上能够产生轴力和弯矩,这对于高层建筑结构与的稳定性来说是非常重要的一个影响因素。
(二)严格控制侧移指标
在高层建筑的结构设计中还有一个特点就是一定要对建筑结构的侧移指标进行严格的控制。由于高层建筑在高度上要不断的增加,在水平荷载中的结构侧移就会不断的加大,这对于高层建筑结构的稳定性来说是非常大的威胁,并且对于人们生活的舒适度上也会产生一定的不利影响,所以高层建筑结构设计的一个核心的元素就是要将其侧移的幅度控制在标准的范围内。另外高层建筑的结构设计随着社会的进步在其所具备的抗震能力上的要求也在不断的提高,结构设计中任何一个等级上的偏差都会给建筑的稳定性带来破坏,同时还要注意结构设计中的轴向的变形问题,并且要通过相应的措施来保证建筑结构具有一定的延性,这样就能使其在遇到危险的情况时最大程度的避免出现倒塌的问题。
二、高层建筑结构设计原则
对于高层建筑的结构设计来说一定要按照相应的原则来进行,这样才能够充分的保证设计工作的合理性和安全性。首先要在简图的计算上保证合理性,因为简图的合理性对整个建筑结构具有重要的作用。为了能够更好的保证简图的合理性就要适当的应用一些构造方法,在钢节点、铰节点的计算上进行充分的关注,并且要保证计算中的误差降到最低,将简图的计算控制在一定的合理范围中;其次,要在基础设计工作上进行合理的选择。在进行高层建筑结构设计的基础设计工作时,要对高层建筑所处的地质环境进行充分的考察和掌握,并且对高层建筑的结构类型和荷载的分布情况进行全面细致的掌握,根据周围的环境可能产生的影响以及施工的条件等进行综合的考虑,对各种影响因素的把握就是为了能够更好的进行基础方案的确定。要将地基的潜力最大化并且会进行有效的地基监测;最后要进行有效的结构方案的选择,有效的结构方案能够满足高层建筑结构设计的总体要求并且尽可能在经济利益上实现最大化,根据不同的太影响因素制定出科学的结构选择。
三、高层建筑结构设计中的问题及解决措施
(一)建筑结构超高
在高层建筑的结构设计中超高的现象是比较常见的,在城市化的建设速度不断增加的背景下,城市为了能够在评比的过程中获得优势,就在楼宇的高度上不断的更新,将建筑的高度作为城市发展水平的衡量标准。这对于高层建筑的结构设计来说无疑是一个急需解决的问题,在楼宇的高度不断的增加的同时一定要考虑到其抗震性的实现,并且符合国家的标准。超高的问题想要得到有效的解决就要在相关的规范中将其规则进行细化,这样的措施使得高层建筑的结构设计有了明显的提升。所以对于每一个建筑单位来说,都要将楼宇超高的问题加大重视,在设计简图和具体的施工中要及时的发现可能存在的问题和风险。
(二)短肢剪力墙的设置
在高能建筑的结构设计工作不断的进步的情况下,对短肢剪力墙的设置问题应该更加的重视。在这方面的设计问题在相关的行业规范中已经有了明确的规定。建筑中的短肢剪力墙是指在建筑物的墙肢截面中的厚度在5-8的范围,在高层建筑的结构设计中要尽量的避免使用。
(三)嵌固端设置
在高层建筑的结构中,嵌固端的设置是在二层以上的地下室顶板上出现的,在一定的情况下也会出现在人防顶板的上面,具体的位置都由设计的需要来进行决定的。在进行嵌固端的设置时,在目前的结构设计中工程师没有对嵌固端的设置进行准确的判断,导致问题的产生没有有效的预测,比如说在进行楼板的设计、上下层的刚度要求等方面的工作时,出现以上所说的问题就很容易导致其需要在以后的设计中进行更改,这不仅会导致其产生不必要的损失,同时还可能会产生一定的安全隐患。所以在嵌固端的设置环节上要对其可能产生的问题进行提前的预测,保证设置的科学性。
(四)结构的规则性问题
在高层建筑的结构规则性上目前已经有了明确的限制,在新规范中明确的指出现代建筑不宜使用严重不规则的方案。不规则的设计会给建筑的竖向荷载计算的准确性带来不利的影响因素,不容易进行估计并且在结构的安全性上会存在一定的风险。在这样的要求下,高层建筑的结构设计仍然存在着严重的问题,对建筑的整体质量造成了影响。为了保证设计图纸在以后的工作中不要进行更改就要求结构的设计人员在规则性的问题上进行充分的注意,遵守相关设计规范的要求,保证工程的整体质量。
(五)消防结构设计
在消防结构设计中面对复杂的设计就要在建筑的材料所具备的功能上进行有效的选择。如果选用可燃性的材料会导致高层建筑的火灾发生频率增加,并且在高层建筑中具有很强的空气流动性,一旦发生火灾其后果可想而知。所以在高层建筑的材料上要避免使用可燃性的材料,同时尽量不要把火灾的线路设计成垂直的状态,因为在发生火灾时垂直的线路会造成救援的难度增加,排烟结构的设计也是必须要考虑的,能够有效的避免烟气无法排出。所以在目前的高层建筑结构设计中对消防结构的设计的重视度还不够,要符合以上所说的几点要求,提高高层建筑结构的合理性。
(六)抗风结构设计
在高层建筑的抗风设计中要对其抗风性进行充分的研究,在进行设计建造的过程中还要对抗风压性进行注意。高层建筑的高度在不断的增加,如果没有进行有效的抗风设计会对整体的稳定性造成不利的影响,甚至会导致高层建筑的主体结构受到破坏,所以说在高层建筑的结构设计中一定要对抗风结构设计充分的重视起来。
结论:高层建筑的结构设计对其整个建筑的使用质量和寿命来说具有决定性的影响因素,所以要根据设计原则和特点再结合实际的情况来进行科学的设计,只有这样才能保证工程的质量。
参考文献:
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