关于高层建筑结构设计中的问题与对策探究

发表时间:2020/7/30   来源:《建筑实践》2020年39卷7期   作者:陈磊 杨雷
[导读] 随着经济全球化的发展,也使我国的城市化进程不断加快
        摘要:随着经济全球化的发展,也使我国的城市化进程不断加快,其中高层建筑是我国城市化进程的产物,近几年,随着农村人口大量向城市流动,使得城市建筑物与日俱增,高层建筑是城市建设工程中的重要分支,是极其寻常的一种建筑模式。具有结构复杂、建筑高度高、施工难度大等特点,在设计阶段必须进行科学地规划与安排,优化高层建筑工程的结构设计,提高建筑工程的整体性能,有利于顺利地开展施工环节,推动建筑行业的健康发展。基于此,文章介绍了高层建筑结构设计中常见的问题,提出了几点应对策略,希望能为相关人员提供可靠的参考。
        关键词:高层建筑;结构设计;对策探究
        引言
        随着经济的不断快速发展,我国城市化进程的推进速度也在不断加快,对建筑物提出的建设要求越来越高。建筑行业虽然整体发展形势相对比较良好,但是由于当前我国土地资源已经处于非常紧张的状态,很多地区的土地资源已经逐渐呈现出供不应求的状态,对于现代建筑行业而言,为了能够有效应对这一客观因素带来的影响,逐渐将建筑建设方向的重点由多层建筑向高层建筑方面转变。高层建筑的兴起逐渐成为城市发展中非常重要的一部分,现代高层建筑在设计以及建造过程中,由于层数比较多,同时高度也比普通建筑物要高,所以必须要保证建筑物的结构具有非常良好的稳定性和安全性。这样不仅能够为高层建筑的质量提供保证,而且还能够减少对土地资源的大量消耗。
        1高层建筑结构体系设计的基本要求
        ①结构体系需要具有更加合理的地震作用途径在进行对楼屋的竖向结构和盖梁进行设计时,需要令其具有的荷载垂直重力持续在最短路径传递,保证力量传递至墙与竖向柱结构的过程中,需要尽可能的房主竖向构件之间发生的处置重力承担的荷载重量超过一到二次的转换再次传递到建筑的下部结构体系内部的竖向构件中。在此过程中,需要由支撑部分、简体部分、剪力墙部分、框架部分等有机构件组成的更有效的抗侧力结构方面需要保证体系明确,保证传力更加直接,尽可能的保证贯通能够连续,一旦发生顺延竖向结构的变化,就需要保证变化状态均匀且缓慢。②结构体系需要具备一定的承载能力和对应的变形能力因为有钢筋混凝土构成的塑性内力具有更好的重分布能力,需要在一定程度内积极消耗并主动吸收地震产生的能量。针对框架中产生的地震抗破坏机制则需进一步保证其节点不会被主动破坏,将各个处于同一水平中的柱体两端历程需做出有效延长,达到其最长值,其中,建筑的梁比柱的表现出的屈服现象还要进行多发生和早发生的过程,保证底层驻底能够满足标准,塑性方面则需要晚一些形成。在建筑的剪力墙体内,需要保证各个墙段之间的变形能力足够强,用于保证剪力墙能够发挥出更加优秀的抗震作用。③结构体系需具有合理的刚度对于高层建筑而言,其主体具有的抗侧力就够需要保持较高的刚度,能够满足相关的建筑施工规范,并且还要保证建筑整体具有的平稳性以及对应的强度延性需求,但是,因为高层建筑主体中具有的主体抗侧力体系大多不会有过高水平的刚度,用于防止空间过大、占地面积过大,对建筑作用造成影响。
        2高层建筑结构设计中的突出问题
        2.1超高问题
        对高层建筑结构进行设计过程中,必须重视超高问题。充分地考虑楼层的实际高度给整个建筑物的施工质量造成的影响,再对建筑结构展开有效地设计。对于高层建筑工程而言,超高问题在设计中是极为常见的。因此,相关工程设计人员有必要根据建筑物的实际建设要求,全方位地考虑后期使用过程中可能出现的安全问题,确保工程后续使用的安全性。
        2.2构造柱和承重柱的问题
        在高层建筑建设过程中,要想提升建筑的抗震性能,就需要对梁、柱的结构进行科学、全面的结构设计,以此来避免裂缝的出现,保证工程的整体质量。在实际工程设计中,一些设计人员对承重柱和构造柱的定义不甚清晰,导致一旦发生地震等震动较大的事故,极易出现建筑裂缝,严重的还会造成建筑倒塌,此外,由于截面积减小,在受到外力影响时很容易出现柱梁开裂,最终缩减建筑使用寿命。


        2.3建筑结构设计存在的剪力墙问题
        对高层建筑结构进行分析,在建筑整体结构设计过程中,为确保建筑质量,需要科学、合理的采用剪力墙结构。对剪力墙这一结构进行分析,剪力墙的布置不仅会影响建筑结构及结构构件的承载能力,如果剪力墙出现不稳定问题,甚至会影响建筑整体结构的稳定性。从建筑结构设计现实角度进行分析,在建筑平面中短肢剪力墙的出现不可避免,短肢剪力墙虽能在一定程度上满足建筑设计要求,却存在较为显著问题,如管控不当,很容易对整体结构稳定性带来严重影响,甚至会影响建筑承载能力,不利于构建高质量建筑结构,难以维护大众生命安全。
        3解决高层建筑结构设计中问题的对策
        3.1选择科学的建筑结构设计方案
        科学地选择建筑结构设计方案是我国高层建筑结构设计的重要前提。为了确保高层建筑结构设计符合相关的应用要求,相关设计师需根据实际情况,选择最佳的结构设计方案,综合分析各个影响因素。第一,确保高层建筑结构设计方案与国家相关建筑设计文件制度、标准规范,尽可能规避对高层建筑予以超高建设;第二,设计师在设计高层建筑结构过程中,还要认真勘察施工现场附近的环境,并综合分析现场的实际条件,特别对工程涉及的地下水位、地质条件、基础土层、周边建筑、风雪荷载等因素予以充分地考虑,结合现场情况,选择最合适的建筑结构设计方案,为工程后期投入施工环节打下良好的基础。
        3.2注重承重墙和承重柱的结构设计
        建筑承重柱的数量和建筑安全成正比。然而部分建筑企业在开始结构设计时会选用更少的承重柱,这在很大程度上忽略了建筑物的整体安全,最终给人们的生命财产安全造成极大的威胁。因此,建筑设计人员在设计过程中就要遵循科学的原则,做到设计的客观精确,加大对承重柱的重视度,全面保证建筑结构设计的质量。
        3.3结合安全问题做好结构设计工作
        对当前的建筑结构设计进行分析,在整体结构设计过程中,对建筑剪力墙设计要求不断提升,但是,在具体设计工作中,剪力墙设计问题凸显,为解决建筑结构剪力墙问题。在具体工作中,首先,应结合建筑承载能力,对剪力墙设计进行优化,在这一过程中可以针对建筑整体结构与抗震等核心问题,对剪力墙设计进行优化。其次,做好剪力墙结构设计中材料选取工作,从材料着手,不断提升建筑剪力墙承载能力,并提升建筑抗震性能。最后,建筑结构设计具体工作完成后,对不同结构设计进行核验,确保剪力墙结构的作用得到充分发挥,最终解决建筑结构设计存在的安全问题,进一步强化建筑整体结构安全与质量。
        结束语
        目前高层结构设计存在一些问题,包括多方面的原因,不经意的疏忽可能会带来大的隐患,一名合格的结构工程师要在可控的范围内最大可能地减少问题的发生。在平时的设计中,严格要求自己加强概念设计的学习,结构计算方面建立正确的模型并且可以正确分析判断计算结果,加强构造措施的学习,要重视非结构构件设计,现在建筑造型趋于多样化复杂化,同时给结构设计工作带来新的挑战,设计师需要具备良好的专业素质、高度负责的态度以及与时俱进的学习能力以应对复杂的形式,为国家的基础建设和人民的人身财产安全贡献一份力量。
        参考文献
        [1]徐祥希.高层建筑结构设计的问题与对策研究[C].2016年4月建筑科技与管理学术交流会.
        [2]华苗,郑德标.基于高层建筑结构设计的问题与对策研究[J].文摘版:工程技术,2015(21):34.
        [3]吴颖飞.高层建筑结构设计的问题及对策研究[J].建筑工程技术与设计,2017(23):1431.
       
       
       
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