摘要:从上个世纪末期开始,我国经济就呈现出了迅猛发展态势,城市化水平不断加快,人们生活质量也有了显著提高,因此,人们对于日常生活质量也有了更高要求,而其中住房也成为了人们生活中的刚性需要,使得房地产行业迅猛发展。但是从目前城市角度上来说,在建设过程当中面临着资源限制,高层建筑已经受到普遍欢迎,逐渐成为很多现代化都市的象征。建筑设计对整个房屋质量将会产生比较大影响,但是从实际角度上来说,在设计人员进行高层民用建筑结构设计的过程当中,依然存在着比较多的问题。
关键词:高层民用建筑; 结构设计; 设计对策
引言
在建筑工程中,高层建筑工程的结构在垂直方向的载荷远超于多层建筑。而垂直载荷指的是高层建筑受到自重的影响在垂直方向产生的载荷量。同时,由于高层建筑工程的结构主体较为庞大,风力的接受面积较大,高层建筑还会受到水平载荷力的影响。此外,高层建筑工程极易产生侧移的问题,侧移程度主要与建筑高度相关。相关的设计师必须在设计阶段做好高层建筑的结构设计,最大化地提升高层建筑物的稳定性和居住性能。
1高层民用建筑结构设计特点
在高层民用建筑中,主要采用框架结构、剪力墙结构和框剪结构。其中,框架结构由杆件刚性连接构成,能够灵活进行空间布置。但梁柱截面较小,使得结构刚度小,侧移大,抵抗力较差,不适用于地震区。剪力墙结构则是首选结构形式,能够利用钢筋混凝土墙体对水平力、竖向力进行承载,利用剪力墙对墙体和楼板进行较好连接。该种结构刚度较大,具有较强抗震能力。框剪结构是利用大剪力墙对部分框架结构进行替代,利用楼板和连梁构成结构体系,使结构整体刚度得到提升,受水平荷载作用可以产生较高承载力。实际在高层民用建筑结构设计中,需要考虑结构延性,确保结构进入塑性阶段依然维持较强变形能力,以免建筑发生坍塌问题。结构侧移需要控制在一定限度范围内,避免水平荷载作用下结构发生过大侧移变形。由于竖向荷载基本为确定数值,风荷载、地震作用等将有所变化,水平荷载变化幅度较大,设计时应确保引发的轴力、弯矩能够与楼房高度成正比,以免结构受到过大影响。而在竖向荷载过大时,结构柱将发生较大轴向变形,导致连续梁中间支座位置负弯矩变小,跨中正弯矩与端支座弯矩加大,影响结构安全性。此外,高层民用建筑需要加强结构抗震设计,保证建筑做到小震不坏、大震不倒。
2高层建筑结构设计中存在的问题
2.1结构体系不合理
虽然当前我国建筑领域较之过去得到了长足进步,但同时也存在着一定的不足,尤其是在高层建筑结构设计工作中,其中结构体系不合理是主要问题之一。在进行建筑结构设计时,必须注重结构体系的合理性。我国国土面积大,地形复杂多样,部分地区时常出现较为严重的自然灾害,因此建筑物必须具备更强的安全性,但根据实际情况来看,部分高层建筑结构设计合理性、科学性不足,且在选择建筑物结构形式前并未详细了解相关情况,进而造成了结构体系不合理的问题。
2.2建筑结构过高问题
在现在的建筑行业,建筑结构超高,不符合设计规范是很平常的事情,因为有部分建筑公司为了增加自己的经济效益,不会按照明确的建筑高度规定和要求来设计建筑结构,而且是人为的提高高度,这样会使建筑结构过高,让建筑物陷入非常大的危险境地中,并且如果遇到地震洪水等自然灾害,会立马危害到人们的生命,因此要保证建筑施工能够安全顺利进行,就必须按照相关规定和要求对建筑结构高度进行合理设计,这样才会促进建筑的性能在后期使用中得到完美发挥。
2.3扭转问题
在高层建筑结构设计中,扭转问题也是其中不可或缺的问题,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,事关整个建筑物的整个抗风、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。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。
3高层民用建筑结构设计对策
3.1重视新技术的推广
首先在设计过程当中,应当结合实际需要合理使用相关新技术,这对于我国高层房屋建设将会起到十分积极的帮助作用,能够保证实际施工质量,满足实际要求。从设计单位的层面上来说,可以结合实际情况适当将全新的技术应用到其中,保证这些技术在高层建筑房屋今后使用时得到充分使用。同时还应当合理的将施工过程当中可能出现一系列问题有效考虑在内,保证设计环节能够得以有效落实。此外,我国建筑设计单位也应当合理使用相关设计技术,尽可能学习先进国家多年来所获得的经验,结合目前我国实际情况,保证对技术进行不断创新与优化。
3.2严格按照规定进行建筑结构设计,保证结构设计方案的合理性
政府应当出具相关的政策法规,明确规定在高层建筑结构设计过程中要严格按照相关规章制度来进行,不能采用不合理的设计方案,预防安全隐患的发生。建筑结构设计方案中的数据,要符合我国相关建筑设计要求和标准规范,保证结构设计方案在建造过程中实施的可靠性和安全性,还要对于建筑结构实际要求进行合理设计,有利于加快施工作业的顺利进行和施工进度的提高,很好地解决了施工中出现的难题。而且实施建筑设计方案时要充分考虑附近环境的水文地质条件的情况以及施工场所,掌握施工场地附近环境因素的影响并结合相关的状况和因素设计出合理科学的建筑结构设计方案。因为合理的、科学的和可行的建筑结构设计方案是高层建筑顺利施工进行的关健环节,是高层建筑结构设计问题的有力解决措施。
3.3科学布置平面布局
当前时代背景下,高层建筑物的应用越来越多,关乎着社会发展及广大人民群众的身体健康。在高层建筑物的建设过程中,设计阶段非常关键,但是由于在设计中存在着较大的不足,可能会影响高层建筑物的整体安全稳定性,要解决其中存在的问题,首先便要科学布置平面布局。设计人员在设计之初,必须具备整体性观念,详细了解建筑物具体用途、建筑地区具体情况等,并有针对性地开展高层建筑结构设计。
3.4有效地利用计算简图
计算简图是高层建筑结构设计中有力的数据依据,设计人员在进行高层建筑结构设计过程中,往往涉及构件尺寸、配筋率、建筑高度的确定等实际问题,以上问题的解决必须依靠准确的计算。而计算相关的内容,需要有效地选择、利用计算简图,保证相关的计算模型,或者计算简图与工程实际情况相符。因高层建筑物对结构的抗震能力、荷载承受力及其他功能与功能提出较高的要求,结构设计也是一项极为繁琐、细致的工程,设计师在选择计算简图的时候是很困难的,一定要全面考虑高层建筑结构的制约因素,合理地选择计算简图,进而全方位、立体化地确保计算流程及数据结果的精度。
结束语
综上所述,在通常情况下,面对高层建筑结构设计时,建筑企业的设计人员需要对各项控制指标和建筑原则做出综合性质的考量,用以保证建筑物的可靠性。这样才能够更加有效的保证后续的高层建筑建设能够更加经济合理、使用舒适和安全性。
参考文献
[1]曹建华.高层建筑结构设计的问题及对策[J].居舍,2019(34):90.
[2]邵李娜,华全庆.高层建筑结构抗震设计存在的问题及其对策[J].工程建设与设计,2019(22):24-25.
[3]何招平,徐国伟.高层建筑结构设计的问题及对策[J].居舍,2019(30):96+100.
[4]陈敏.探讨高层建筑结构的设计问题及对策[J].智能城市,2019,5(19):30-31.
[5]杨瑞萍.高层建筑设计中存在的问题讨论[J].门窗,2019(17):157.