摘 要:建筑结构设计是评定建筑工程安全与否的重要指标,在当前环境下人们对于建筑的结构的安全性能提出了更高的要求。与一般建筑相比,高层建筑对于结构设计的要求更高。本文从高层混凝土结构设计特点出发,并且针对高层建筑物结构体系提出高层混凝土各种结构对应的有效设计策略。
关键词:高层混凝土;结构设计;措施
前言:
高层建筑犹如雨后春笋般渐渐遍布各地,并且慢慢成为人们居住房屋的首选,故其质量高低直接影响大众生命安全在。在对高层混凝土结构进行设计时,要结合现场的实际情况,对设计施工的重点和难点进行分析,提出切合实际的、科学合理的结构设计方案,使得高层建筑的结构设计更加经济适用、安全可靠。
一、高层混凝土结构设计特点
建筑结构方案的选择对于建筑的施工有着至关重要的影响,关系着建筑工程的施工和质量。当前,在高层建筑结构进行设计时,因为各种原因,有很多的不合理设计,设计的方案和实际的施工没有匹配,这种问题如果存在实际的施工过程中,就会直接导致设计结果非常粗糙简单,那么整个的建筑结构和实际的施工中就会存在很大的差异性,最终不能满足设计要求。在对高层混凝土建筑结构设计方案进行选择时,要根据建筑地点的实际情况以及建筑施工企业的实际情况,选择最为经济合理的结构设计方案。
第一,高层建筑混凝土结构具有足够的强度,可以承受侧向力。高层建筑受重力、风力等作用的影响是十分巨大的,在结构设计工作中必须充分进行考虑和计算。在风或者水平地震作用下的侧向力主要影响结构变形、内力与建筑构建方面。所以,高层建筑物的水平荷载与地震力是重要的控制要素,结构应具备足够的强度。对于高层建筑的结构设计,必须充分考虑建筑高层的水平受力情况,确保建筑的使用安全。
第二,高层建筑混凝土结构刚度适宜。建筑物增加高度时其侧向位移也越来越大。建筑结构设计的关键,在于对结构质量、结构刚度的均匀分布,以及对建筑平面结构和立面结构的合理布局。所以,高层建筑物结构设计过程中不但对结构强度有要求,而且对结构的适宜刚度也有要求,以便高层建筑结构具有科学的自振频率等动力特性,使某些范畴内受水平力作用的层位移被很好的控制。
第三,高层建筑混凝土结构延性非常好。地震过程中,高层建筑物体比低层建筑物体变形的可能性更大,建筑结构在抗震方面主要受变形能力与结构承载力两种要素影响。在进行施工建设的设计过程中,加强各个环节的设计质量,并结合自身的实际状况,考虑到自身的冗余度和延展性,这样可以从整体上保障建筑的牢固性,减少了不必要的影响因素干扰,从而促进了建筑的安全性提高。为使结构在塑性变形后依然具备变形能力保障结构良好的延性,防止由于地震作用力增加时建筑物被摧毁的现象,一定要在必要强度的基础上,借助良好的概念设计与科学建造策略,有利于整体建筑物的结构尤其是薄弱层变形能力的提升。
二、高层混凝土结构设计的措施
1优化高层建筑结构方案
建筑结构设计的关键,在于对结构质量、结构刚度的均匀分布,以及对建筑平面结构和立面结构的合理布局,合理的选择设计方案,可以延长建筑的使用寿命,刚度计算一般遵循保持空间利用率、提升空间利用合理性、低耗材、高美观度原则。高层建筑设计时,对于结构的规则性、结构高度等的选择必须经过精确的计算和分析,找到高层建筑设计方面存在的问题和产生的原因,并在设计中有针对性地进行解决。如果建筑本身的结构混乱,布局复杂,则稳定性必然会受到一定的影响,在发生地震时,可能会加大损坏程度。相反,如果建筑结构规整,地震发生时,可能起到一定的扭转作用,降低地震的破坏作用。
在对建筑结构形式进行合理的选择后,就需要通过相应的抗震措施的制定来保证建筑结构实际所需要的延性抗震能,以此保证建筑结构抗震设防目标的实现。设计师应该严格依据有关规则要求,在高层建筑物设计过程中优化高层建筑结构,避免工程施工时建筑物体出现任何质量问题。对于高层建筑实际尺寸、建筑整体强度、房屋各部分实际受力情况、满足房屋建筑的构造要求,并借助相关算法进行优化,同时将其编写为相应程序,以提高其科学性、全面性以及综合性。对于结构的规则性、结构高度等的选择必须经过精确的计算和分析,找到高层建筑设计方面存在的问题和产生的原因,并在设计中有针对性地进行解决。同时,要对建筑的总高度进行限制,进而对每一层的高度进行细致把握,杜绝超高现象和不规则的建设情况,是建筑高度得到有效控制,不会出现大幅度超高的现象。
2平面布置
在设计房屋建筑结构平面图时,应该先了解工程建设时需要的各项数据,对房屋的建筑结构有清晰的轮廓。在设计中,要首先考虑房屋建筑工程的结构问题,从整个的结构进行分析,把人民的生命财产安全放在首要位置。在设计房屋建筑的抗震设施上,要对相关的知识有系统的认识,结合抗震设计的管理规定和各地地质的数据资料,在这些资料系统化之后再进行结构设计。在布置高层建筑混凝土结构平面时需要充分考虑耐震性能以及扭转对其产生的影响,在布置高层建筑混凝土结构平面过程中,需要思考建筑物体的耐震性能。在高层建筑结构设计开展过程中最需要做的事情为调整物体的平面形状与结构布置,避免不规律结构的产生,从而有效保证高层建筑物施工进程与工程质量,使建筑施工顺利进行。大多数情况下,虽然高层建筑物结构设计时不需要设置防展缝,但是建筑物体平面形状相对比较繁杂,或者布置的平面形状调整难度非常大的情况下,防震缝设置就变得十分必要,与此同时应用防震缝还可以很好区别结构单元。同时,建筑板的间隔不大时,采用折板式楼板。根据不同的情况采取相应的措施,确保屋面的结构图设计和房屋的建筑工程能够相互结合,保证质量问题。在设计人员对房屋建筑的楼梯结构进行设计时,需要考虑楼梯的设计样式和楼梯在设计过程中面临的问题。在设计中,要注意楼梯板的挠度问题,做好有效的控制,保证楼梯的上下层之间的梁位置能够互相统一,加强精准性。基于此,针对高层混凝土结构设计的有效策略为在高层混凝土结构设计平面布置,不仅可以有利于建筑施工顺利进行,而且还能够有效保证建设工程质量。
3竖向布置
高层建筑混凝土结构设计过程中,对建筑物体质量产生最直接影响的要素为竖向结构布置。一般情况下,高层建筑物进行竖向设计时,需要尽量使建筑物的体型规则与均匀度得到有效保障,除了一些格外需求,尽可能避免非常大的外挑设计与内收与情况发生。为了使高层建筑物体形成稳固的重心与结构,需要依据上部分小下部分大的准则竖向结构布置高层建筑物体,对于建筑物体侧身改变应该遵循缓慢与匀称的原则;当高层建筑的纵向结构为内收结构的时候,要想高层建筑物体具有很强的耐震性,需要楼层侧向刚度得到保证;当高层建筑物体是非常不规律的结构时,即不是上部分小下部分大,也不是整体竖直的结构,要想使建筑物体整个结构非常稳定,在结构设计过程中需要做出特殊注意并做出相关的设计方案,以免影响工程施工质量。最后,在进行设计的过程中,设计人员必须对细节性的数据和指标认真对待,对三维空间中的相关数据计算重视起来,选择精确度较高的计算软件,在对细节进行计算分析时,要结合工程整体,避免部分与整体的脱离。
三、结论
高层建筑结构设计始终是设计人员需要考虑的重要内容。因此,应当对于结构设计的要点有着清晰的了解,从而能够在此基础上有效的促进房屋建筑结构整体水平的顺利提升。相关人员要根据实际情况进行设计,优化高层建筑结构、平面布置与竖向布置等方面,从而确保高层建筑混凝土结构设计工作质量得到有效保证。
参考文献:
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