海南省建筑设计院 海南省海口市 571100
摘要:高层建筑结构设计是建筑工程建设中的重要部分,其对后续施工活动的开展和工程长期稳定的使用有着巨大的影响,因此,这就需要相关单位重视建筑结构设计的工作,正视高层建筑结构设计中存在的问题,并积极采取有效的对策做好对设计问题的解决,这对其可持续性发展具有重要的意义。
关键词:高层建筑结构设计;问题;对策
1高层建筑结构特征
高层建筑最为显著的特征表现在高度之上,这导致建筑结构会受到更大的竖直和水平方面的荷载,对于抗震等级也有着更为严格的标准。针对高层建筑来分析,中低层受到荷载与风力方面因素的影响较小,然而在高度不断加大的情况下,所受到的风力与荷载也会逐步变大,在外界不良因素的影响下,使得建筑结构发生不同程度的位移,从而威胁到结构的安全可靠性。因此在高层建筑结构设计的时候,要全面化综合考虑诸多因素,以此来进一步强化设计的科学合理性。
2高层建筑结构设计中应该遵循的原则
2.1结构方案的优良
高层建筑结构设计过程中,要求保证建筑设计的可行性和经济性,具体的设计方案要合理,同时结构体系和结构形式要更具可行性。在同一结构设计单元中,尽量避免出现多种类型的结构设计体系,结构体系受力要明确,并深入分析各种可能的影响因素。针对结构方案中的一些重要问题要加强与专业设计人员的沟通,以此来保证高层建筑结构设计方案的合理性。
2.2计算简图的合理性
计算简图对于高层建筑结构具有极为重要的意义,其直接关系到高层建筑结构的计算公式。因此在结构设计时如果选择的计算简图不恰当,必然会对高层建筑结构的安全性带来较大的影响。因此在针对于高层建筑结构设计时,需要保证计算简图的合理性和准确性,这样才能确保高层建筑结构的安全性。在具体选择计算简图时,需要保证误差在可控范围内,从而为高层建筑施工质量起到重要的保障作用。
2.3分析计算结果的合理
目前高层建筑设计普遍运用计算机来完成,建筑设计软件种类较多,当选择的设计软件存在差异时,即使同一建筑也会存在不同之处。这就要求设计人员在选择建筑设计软件时,需要针对每一个软件的适用范围和使用条件进行仔细研究,保证计算机辅助软件的合理性。在具体设计过程中,输入的数据要仔细审查,确保分析计算结果的准确性和合理性。
3建筑结构设计中存在的问题
3.1图纸的结构设计存在不合理
在建筑工程的施工前,图纸设计至关重要,是后续施工主要的依据和资料,所以一定要保证图纸设计满足建筑工程要求的标准,做好科学和规范的设计,只有这样才能够确保建筑结构最佳功能的发挥。在建筑结构图纸设计中,主要包括外形、最大的承载力、受力结构的布局等设计。而在实际的图纸结构设计中,还受到诸多因素的影响,导致图纸结构的设计存在不合理的情况,比如,相关设计人员进行图纸的设计前,并没有对工程进行实地的考察,没有对施工过程进行周密的计划,也没有对建筑条件进行清晰和准确的定位,这都会导致在图纸结构的设计中出现和实际情况不符的情况,进而造成图纸结构的设计出现不科学和不合理等情况。
3.2结构设计存在参数计算的不准确
在对建筑结构进行设计中,由于建筑结构涉及到的内容比较复杂,想要确保其具有良好的结构性能,就需要对其结构进行大量的参数计算,通过对其参数的准确计算,来为其结构设计提供依据。但在实际的结构设计中,还常见参数计算的不准确情况,比如,在进行楼板的设计中,可能会存在设计有效的高度值太过于偏大的情况,且楼板的设计还可能存在未充分考虑楼板弯矩的情况,对其实际性能参数也没有科学准确的计算,这都可能导致其结构设计问题的出现,对后期楼板结构施工也会造成安全方面的影响。
3.3扭转问题
在高层建筑结构设计中,扭转问题也是其中不容忽视的问题,该问题目前已上升到全球范围高层建筑结构设计的核心问题,事关整个建筑物的抗风、抗震性能。受到自然地理环境及条件的影响,在对高层建筑结构设计中,部分设计人员难以有效地确保建筑物完全对称,进而易产生扭转问题。
3.4机械设备问题
在对高层建筑施工期间,往往会使用各种类型的大型机械设备,尤其是超高层的建筑物,需要使用的机械设备更多。若在前期设计中,相关设计人员未能有效地考虑机械设备因素,则易对高层建筑的地基承载力甚至主体结构造成影响。
4对策
4.1选择科学的设计方案
在高层建筑项目之中,最为重要的就是结构设计方案,所以针对其实施结构设计的过程,要保障结构设计方案的科学合理性,并针对剪力墙,建筑结构超高和设置嵌固端等方面的问题来实施优化。第一,结构方案设计之中的全部参数都应与建筑结构具体情况相符,还应确保其与设计规范和技术标准一致。第二,在实施设计的时候,还应针对施工过程之中的作业活动来予以考虑,在保障结构科学的基础上,为后续施工提供安全可靠的施工计划。另外,合理化的结构设计方案还可以简化施工工序,减小施工难度。所以,在选择并确定结构方案的时候,还应深入到施工作业现场之中来进行实地考察,以更好地掌握所在区域周边的水文地质条件,并依据特征来进行具体选择,从而进一步优化结构设计方案,从根本上保障结构设计方案的科学合理性与可行性。
4.2充分运用计算简图
在针对高层建筑结构方案实施设计的阶段之中,科学化应用计算简图可以显著提高结构设计的精准性,从而预防设计方案之中发生参数方面的失误。比如配筋和尺寸参数假使有误,不但会致使之后计算结构发生失误,后续也会引发一系列的设计安全问题。设计阶段中,在全方位考察结构设计中各个因素的基础上,合理运用计算简图,并依据实际需求来选择适宜计算软件,以显著提高计算结果的精准性,确保结构设计人员可以更为高效化地完成设计任务。
4.3扭转问题的处理
高层建筑结构设计中的扭转问题已成为世界地震工程领域的一项重要课题。通常状况下,在基础设计中,要求遵循“规则、简单、对称”的工作原则,尽量促进结构刚度中心和质量中心重合。设计人员在展开设计工作中,需竭力满足建筑物的对称性,提高建筑物的施工质量与建筑高度,最大化地规避扭转问题的发生。在对施工方案进行设计的过程中,结构专业要协同建筑专业,引用抗震概念设计理念,特别遇到不规则的扭转现象时,要考虑扭转产生的影响,且在规定的水平地震力影响下,最大化地维持高层建筑主体结构的对称性。
4.4机械设备问题的处理
设计单位对高层建筑的结构设计过程中,在进行高层建筑具体的地基承载力、高度及各个楼层的承载力等计算时,应结合施工中需要使用的各个机械设备进行综合考虑,对施工场地进行合理布局,并严格控制承重柱、承重墙的质量结构,保证建筑物的地基承载力及各个楼层受力的均匀性。
结束语
对于高层建筑来说,建筑结构设计需要结合建筑项目的层高以及各个楼层之间的结构特点来进行设计,且对于建筑设计的流程也提出了规范性的要求,为了尽可能避免建筑设计中存在的问题,提升结构设计的科学性,针对具体问题进行具体分析研究非常必要。
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