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      解析高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題與解決對(duì)策

      2018-05-14 14:58:26龍長(zhǎng)沙
      關(guān)鍵詞:高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題

      龍長(zhǎng)沙

      【摘要】本文介紹了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和基本原則,對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見的問題進(jìn)行了分析,同時(shí)提出相應(yīng)的對(duì)策予以解決,以供參考。

      【關(guān)鍵詞】高層建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);問題;對(duì)策

      在高層建筑設(shè)計(jì)的整個(gè)過程中,建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是核心內(nèi)容,是非常重要的,設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)要保證高層建筑在后期使用的過程中具備安全性與穩(wěn)定性的重要指標(biāo),這就要求對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)更加重視,不斷提高高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)水平,不斷將先進(jìn)的科技技術(shù)應(yīng)用到高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。

      1、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

      (1) 在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中起著關(guān)鍵作用的就是建筑水平力的設(shè)計(jì),同時(shí)建筑結(jié)構(gòu)的動(dòng)力性也隨著高層建筑層數(shù)的水平荷載能力的變化而變化,一般情況下水平荷載和縱向荷載的數(shù)值存在差異。

      (2) 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)之一就是軸向變形設(shè)計(jì),高層建筑隨著樓層的增加,剪力墻體系也隨之增大,另外邊柱受力形變與中軸受力形變相比較小,從而引起高層建筑結(jié)構(gòu)受力不平衡的情況出現(xiàn)。

      (3)在建筑高層設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)該注意對(duì)建筑進(jìn)行抗震能力的設(shè)計(jì),因?yàn)榈卣鸢v向荷載及水平荷載,會(huì)導(dǎo)致建筑高層結(jié)構(gòu)的安全性能出現(xiàn)危險(xiǎn)的可能。

      2、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原則

      (1)就高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言,應(yīng)按照高層建筑所在的地質(zhì)條件確定科學(xué)合理的基礎(chǔ)方案。設(shè)計(jì)基礎(chǔ)方案時(shí),設(shè)計(jì)者除研究高層建筑的結(jié)構(gòu)之類與荷載分布等問題,還應(yīng)當(dāng)對(duì)建筑的施工條件、干擾因素展開綜合考慮,最后明確設(shè)計(jì)方案。

      (2)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)的完成,一定要有科學(xué)的計(jì)算簡(jiǎn)圖為保證,如果建筑計(jì)算簡(jiǎn)圖的設(shè)計(jì)不合理,很有可能導(dǎo)致整個(gè)設(shè)計(jì)工作出錯(cuò)。所以開展高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作時(shí),必須以質(zhì)量與安全為原則,制定科學(xué)的計(jì)算簡(jiǎn)圖。

      (3)確定構(gòu)造手段是高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的重要組成部分。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)除了要符合強(qiáng)剪弱彎與強(qiáng)壓弱拉的設(shè)計(jì)要求,還要符合強(qiáng)柱弱梁的設(shè)計(jì)原理,最后使得建筑物的強(qiáng)度與耐力條件符合標(biāo)準(zhǔn),增強(qiáng)高層建筑的使用價(jià)值。

      (4)根據(jù)上述原則完成設(shè)計(jì)后,要制定出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最終方案,同時(shí)要確保該方案的經(jīng)濟(jì)性、可行性與持久性。

      3、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題

      3.1建筑結(jié)構(gòu)超高問題

      超高問題是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中比較突出的一個(gè)問題。超高主要就是指在一些高層建筑設(shè)計(jì)過程中,相關(guān)單位無視我國(guó)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),過度地增加高層建筑的高度。出現(xiàn)這樣問題的主要原因就是增加高度可以帶來直接的經(jīng)濟(jì)效益。但是,從另一個(gè)角度來看,這種超高對(duì)于建筑的使用會(huì)有非常重要的影響,如果遇到地震,那么高層建筑非常容易出現(xiàn)倒塌的情況。這樣最終會(huì)危及到人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全。

      3.2建筑結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)問題

      在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中,有的時(shí)候也會(huì)存在著扭轉(zhuǎn)的問題。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中,會(huì)有三心,主要就是指質(zhì)量中心、剛度中心和幾何中心,只有實(shí)現(xiàn)三心合一才可以實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目標(biāo)。許多時(shí)候,設(shè)計(jì)難以保證三心合一,所以一旦受到水平力的影響,高層建筑就會(huì)容易出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)的問題,嚴(yán)重影響建筑的安全。

      3.3抗震抗風(fēng)結(jié)構(gòu)問題

      抗震問題通常表現(xiàn)在高層建筑剛度的選擇上。倘若不能按照建筑區(qū)域地點(diǎn)的地震情況來確定合適的剛度構(gòu)造,就會(huì)造成高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不科學(xué),提高了高層建筑的危險(xiǎn)性。此外,“樹大招風(fēng)”,高層建筑由于較高,非常容易遭受風(fēng)力的影響,但是很多設(shè)計(jì)人員在實(shí)施高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),比較容易忽略這一點(diǎn),造成高層建筑在遭遇強(qiáng)風(fēng)時(shí),容易出現(xiàn)倒塌情況。

      3.4受力以及承載問題

      高層建筑在施工的過程中必然會(huì)使用很多機(jī)器設(shè)備,樓層越高,機(jī)器設(shè)備的數(shù)量就越多,會(huì)增加高層建筑的壓力。如果設(shè)計(jì)的時(shí)候沒有考慮周全,或者使用的建筑材料不達(dá)標(biāo),將會(huì)導(dǎo)致高層建筑的受力與承載力出現(xiàn)問題。

      4、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題的對(duì)策

      4.1結(jié)構(gòu)方案選擇以及優(yōu)化

      在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,其核心就是選擇最優(yōu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案,只有這樣,才能夠更加有效地保證建筑設(shè)計(jì)的水平,滿足實(shí)際的需求。而在選擇結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的時(shí)候,應(yīng)該充分考慮存在的問題和一些重要的因素。①應(yīng)該按照相關(guān)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇,避免與規(guī)范出現(xiàn)沖突的情況。②應(yīng)該注重結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行思考,詳細(xì)勘測(cè)施工現(xiàn)場(chǎng),確保施工的有效性。③相關(guān)的設(shè)計(jì)人員應(yīng)該結(jié)合數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)算,選擇最適合的方案,保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

      4.2建筑結(jié)構(gòu)超高問題控制

      我國(guó)針對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的高度做出了明確的規(guī)定,在原先實(shí)施的規(guī)章制度規(guī)定的A 級(jí)高度的限制條件下,又增加了B 級(jí)高度,也實(shí)施了對(duì)高層建筑的高度實(shí)施限制的目的。因此,在不斷優(yōu)化調(diào)整高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式的過程中,研究嶄新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法十分重要。比如說在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作實(shí)施時(shí)如果忽略了超高問題,那么必然會(huì)從最直接的層面上對(duì)建筑結(jié)構(gòu)類型的設(shè)計(jì)產(chǎn)生影響,非常不利于高層建筑的未來發(fā)展。

      4.3高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

      在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作占據(jù)較為重要的地位,而且在高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)正式實(shí)施時(shí),應(yīng)該把施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)水文情況包括高層建筑功能要求當(dāng)中設(shè)計(jì)的依據(jù)。在高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中,應(yīng)該針對(duì)建筑上部結(jié)構(gòu)類型進(jìn)行分析,并將分析工作得到的結(jié)果和高層建筑物荷載實(shí)際分布情況進(jìn)行比對(duì),在對(duì)各項(xiàng)科學(xué)、有效的措施加以一定程度的應(yīng)用的基礎(chǔ)上將高層建筑物基礎(chǔ)類型、深度等層面上行的參數(shù)確定下來。

      4.4抗震抗風(fēng)結(jié)構(gòu)問題控制

      為了科學(xué)地提升高層建筑的抗震性能,設(shè)計(jì)人員在實(shí)施高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)該對(duì)施工位置的地質(zhì)、地震的級(jí)別以及頻率實(shí)施實(shí)地勘察,提供依據(jù)給高層建筑抗震設(shè)計(jì)。還應(yīng)該按照具體情況確定合適的建筑材料,確保建材的質(zhì)量,并針對(duì)施工過程實(shí)施監(jiān)督。對(duì)于抗風(fēng)結(jié)構(gòu)問題,設(shè)計(jì)人員在實(shí)施高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),必須重視風(fēng)力對(duì)于高層建筑的影響。對(duì)施工地的風(fēng)向和風(fēng)力進(jìn)行分析,科學(xué)合理的進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)設(shè)計(jì),為高層建筑的建設(shè)以及安全使用提供保障。

      4.5優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)

      為了更好地應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害,在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中,應(yīng)該選擇科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)形式和平面的布局,盡可能實(shí)現(xiàn)三心合一。在一些情況下,為了更好地符合城市規(guī)劃和建筑場(chǎng)地的要求,高層建筑應(yīng)該避免使用簡(jiǎn)單的平面形式,應(yīng)該采取一些復(fù)雜的替代形式,把凸出部分的長(zhǎng)度與寬度的比值控制在合理的范圍之內(nèi)。

      結(jié)語:

      綜上所述,隨著我國(guó)的城市化發(fā)展腳步的加快,高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)越來越受到人們的關(guān)注,所以應(yīng)及時(shí)指出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的存在的問題,找出最佳對(duì)策并落實(shí),從而推動(dòng)我國(guó)高層建筑行業(yè)的發(fā)展,提升我國(guó)高層建筑的各方面性能。

      參考文獻(xiàn):

      [1]張林林.論高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的不足與對(duì)策[J].建材與裝飾,2016(01):70~71.

      [2]錢冬江.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問題及對(duì)策探討[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)業(yè),2016(11):139~140.

      [3]楊佩琨.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問題與對(duì)策論述[J].四川水泥,2016(12):72.

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