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摘要:我国国民经济上的稳定发展使得我国的城乡发展的速度也越来越快,时代的发展与社会的进步让我国人民生活水平得到了很大的提升。城市建设的步伐越来越快,这也直接导致城市中的高层与超高层建筑的数量越来越多,这些超高层建筑在修建的过程中施工人员需要重点进行关注的是结构的稳定性与质量是否可以达到工程上的验收标准。文章针对高层建筑结构造型上的设计细节进行了内容上的探讨,望得到的建议可以给施工人员的工作开展带来帮助。
关键词:高层建筑;结构选型;结构设计
市场经济的快步发展,我国建筑行业迎来了很多机遇的同时也面临着许多的挑战。因为高层建筑的数量与面积都在不断的扩大。此时工程的设计规划人员就需要在设计的过程中将架构上的选型内容进行慎重的考虑,需要根据建筑施工上的基本环境与情况进行细节上的分析,最后还要进行重点关注的是建筑各个结构之间的整体框架上的经济综合指标。如果在这个环节出现了任何细节规划上的问题,就很有可能让建筑的质量得不到基础性的保障。施工人员开展施工上的步骤时,需要严格按照设计图纸上的指示对施工顺序进行统一的规划。将这些复杂的工作规划做好。可以从建筑使用的建材上进行考虑,在对这些施工步骤开展上需要使用的建筑材料进行选择时,一定要经过严格的质量检测才能让这些材料进入到施工过程中去,防止施工过程中出现质量不合格的材料,对建筑的整体结构的稳定性产生影响。
1高层建筑结构选型的相关概述
高层建筑的结构体系主要有框架结构,异型柱框架结构,框架一剪力墙结构,剪力墙结构,部分框支剪力墙结构,筒体结构(框架一核心筒结构,筒中筒结构),以及混合结构,即由多种材料构件如钢筋混凝土构件、钢构件、组合结构构件(钢管混凝土构件、型钢混凝土构件及组合梁等)构成的结构。主要分为:①一般高层建筑结构体系。一般高层建筑结构体系包括框架体系、剪力墙体系、框架剪力墙体系、框架-筒体体系、框筒体系、筒中筒体系等结构体系。②复杂高层建筑结构体系。复杂高层建筑结构体系一般是指带转换层结构体系、连体结构体系、悬挑结构体系、带加强层结构体系、平面不规则结构体系等。③新颖高层建筑结构体系。近年来,出现了一些新颖的高层建筑结构体系。其中具有代表性的有束筒体系、巨型框架体系、脊骨体系等结构体系。
2高层建筑结构选型的重要性
2.1高层建筑与城市社会发展的关系密切
城市的快速发展让我国的高层建筑施工数量出现了上升的趋势,导致这种现象产生主要原因就是城市人口的不断增加与流动,急剧增加的人口,让城市中的住房面积得到了大速度的扩展,为了满足这么多人口在住房上的需求,建筑企业就必须增加建筑住房上的数量,与此同时,为了让土地资源得到合理的使用与规划,建筑工程师将高层建筑的层数也提升的越来越多。所以这就直接要求建筑修建上的人员必须将修建上的质量进行最大限度的保障,还要将建筑的稳定性也得到相应的保障,只有得到质量与稳定上的双方面保障,建筑的整体结构才可以在选择的过程中随意规划。
2.2高层建筑结构复杂性提高
现代高层建筑体形与平立面空间分布日益复杂,高度、规模、投资日益增大,要求性能更先进、更优化的结构系统形式与之相适应。主要表现为:①需求多元化、功能综合化的趋势,必然要导致高层建筑方案平立面形状与内部空间分布等多样化、个性化与复杂化,为增大建筑净空高度,很多一般多高层建筑中不存在的新问题与矛盾开始出现,对结构系统形式的要求提高。②随着高度与规模等增大,高层建筑投资增加、工期增长,其结构系统优化的必要性及可优化的空间与效益将更明显。结构优化,首先是其形式的优化,然后才是其布局与构件参数的优化。③高层建筑需考虑的影响因素日益复杂、系统、综合和多变,选型需要的知识信息愈加庞大,选型结果受人为因素的影响也将增大。
现代
3高层建筑结构选型与建筑设计
在结构的功能要求被确定以后,即可根据功能要求进行结构的选型。例如对于高层建筑,在选型上可以考虑框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、框筒结构以及筒中筒结构等,在用材上可考虑钢结构、钢筋混凝土结构、组合结构等。对于大多数建筑物,工程造价中约有50%-70%用于结构工程,而且结构工程的施工工期也约占建筑物施工总工期的50%-70%。因此搞好结构工程对于建筑工程建设的质量控制、投资控制和进度控制有十分重要的作用。搞好结构工程的关键在于结构选型,如果选型不当,即使结构计算很精确,也有可能给结构的安全使用及耐久性带来无法弥补的缺陷,所以结构选型对于结构的全寿命优化有着举足轻重的作用。
流线型的建筑体型以及由下往上逐渐变小的截锥形体型的体型系数相对较小,有利于抗风。在进行结构平面布置时,宜使用结构平面形状和刚度分布尽量均匀对称,以减轻风荷载作用下扭转效应对结构内力和变形的影响,并应限制结构高宽比,防止倾覆和失稳。地震区高层建筑的体系选型,实际上属于抗震概念设计范畴,它是在总结震害规律及工程经验的基础上,以宏观概念为指导,正确地解决高层建筑的总体方案,选择合理的结构体系,以达到合理抗震。通常应选择对抗震有利的地段,选用整体性较好的基础,立体结构应具有合理的地震作用传递途径,拥有多道抗震防线,具有必要的刚度和强度,具有合理的刚度和强度分布,避免竖面侧移刚度的突变。
另外亦宜选择风压体型系数较小的形状并限制高宽比。对于低层、多层或高层建筑,其竖向和水平结构体系设计的基本原理是相同的。但随着高度的增加,由于以下两个原因,竖向结构体系成为设计的控制因素:较大的竖向荷载要求有较大的柱、墙和井筒;更重要的是,侧向力所产生的倾覆力矩和剪切变形要大得多,必须精心设计。高层建筑的竖向结构体系从上到下一层层地传递累积的重力荷载,因此要求较大的柱或墙截面来承受这些荷载。同时,这些竖向结构体系还必须把风荷载或地震作用等侧向荷载传给基础。可是,与竖向荷载相比,侧向荷载对建筑物的效应不是线性的,而是随建筑物的增高而迅速增大。例如,在其它条件相同时,在风荷载作用下,建筑物基底上的倾覆力矩近似地与建筑物高度的平方成正比,而建筑物顶部的侧向位移与其高度的4次方成正比。地震的效应甚至更加显著。当低层或多层建筑的结构按恒载及活荷载设计时,柱、墙、楼梯或电梯井就自然能承受大部分水平力,问题主要是抗剪。
4结语
通过以上对高层建筑结构选型设计规划上的内容探讨,可以从相关的细节中看出建筑结构上的科学规划对于建筑的整体结构稳定性与质量呈现具有非常重要的影响,所以建筑企业设计规划人员必须要在设计的过程中将重点的问题进行全方位的关注,并严格监督施工人员在设计实现上的施工技术使用,只有得到较为全面且严格的控制,才能让建筑结构打造过程中遇见的问题得到合理的解决。
参考文献:
[1]张连生.刘德龙.高层建筑混凝土剪力墙设计要点[J]吉林勘查设计2007(1)
[2]胡文湛.浅谈高层建筑结构分析与设计[J]江西建材2006(1)