高层建筑结构设计问题及策略研究

发表时间:2020/9/3   来源:《基层建设》2020年第11期   作者:罗怡
[导读] 摘要:针对高层建筑结构的设计问题,采取实例分析的方法,做简单的论述,提出结构设计策略。
        山西晋协市政工程有限公司  山西太原  030000
        摘要:针对高层建筑结构的设计问题,采取实例分析的方法,做简单的论述,提出结构设计策略。从结构设计的角度来说,优化结构方案,运用计算简图,做好建筑功能性把控,避免传统设计常见的问题,能够获得不错的成效。文章结合具体研究进行分析。
        关键词:高层建筑;建筑设计;结构设计
        现代化建筑的建设,除了对施工质量有着很高的要求外,对建筑使用的安全性和效益也提出了新要求。若想保证建筑的使用性能达标,做好结构设计研究和把控,对设计建设高稳定性和安全性水平的建筑,推动建筑持续化发展,有着重要的意义。
        1高层建筑结构的设计问题
        基于过往的设计实践经验,高层建筑结构设计,常见的问题如下:(1)剪力墙。设置在建筑结构中的剪力墙,发挥着承载水平力以及竖向重力的积极作用。若布局不合理,强度和刚度不达标等,都很容易造成结构破坏,影响着结构性能发挥,当发生地震时无法有效吸收冲击力。(2)建筑结构超高。现行的高层建筑设计规范,对建筑结构高度做出了明确具体的规定。不过部分企业为了获得更多的经济效益,存在着随意增加高度的行为,使得建筑存在很大的安全隐患。若遇到强风或者地震情况,很容易出现破坏的情况。基于此,开展结构设计时,要严格按照现行的规定和标准,做好高度设计的把控。(3)嵌固端的设置。一般来说,嵌固端设计常见的问题为位置选择和刚度大小。具体体现为:将嵌固端布置在人防地下室顶板位置,增加了结构整体的安全风险;刚度设计比例不合理,影响着结构的稳定性。
        2高层建筑结构的设计策略总结
        2.1优选设计方案。从高层建筑设计实践来说,结构设计方案为关键内容,要做好科学性以及合理性的把控,做好剪力墙和嵌固端布置等的优化设计,保证建筑工程建设的质量。结构设计的方案,提出的各类参数必须要能够满足结构实际需求,同时还要达到设计规范以及技术标准。开展结构设计,要考虑到后期施工活动的开展,做好结构设计,为后期施工作业的进行,提供安全保障。除此之外,加大对现场环境的调查,结合结构方案设计的特点,优选设计方案,确保整个方案具有科学性以及可行性。
        2.2运用计算简图。从结构方案设计的角度来说,运用计算简图,能够有效保证设计的质量和准确性,减少设计误差的出现。若产生设计误差,比如配筋误差等,将会引发系列问题,影响着建筑建设的质量和效益。基于此,开展结构设计时,运用计算简图,综合分析各类因素,做好全面的把控。

需要注意:要结合实际需求,选择适宜的结构设计计算软件,辅助结构设计作业的开展,保证设计方案参数计算结果的真实性和准确性,提高结构设计工作的质量和效率。
        2.3满足性能需求。从建筑结构设计实践来说,若想获得不错的成效,必须要保证满足各项性能需求。设计时做好以下性能指标的把控:(1)延展性。结构设计的开展,要做好延展性的把控,进而保证当楼体出现变形和受到地震作用时能够保持安全状态。(2)结构的水平力。结构设计环节,做好结构水平力的高效。通过分析相同水平面内力学载荷分布特征,把控好结构水平力,进而保障结构设计质量达标。因为水平力因素能够给建筑结构造成很大影响,需要高度重视。(3)稳定性。开展建筑结构设计时,做好稳定性能的分析,强化对关键环节的控制,比如短肢剪力墙,保证建筑建设的质量。
        2.4把控好抗震设计。高层建筑结构的抗震设计,需全面把控,做好设计要点的把控。具体实践中采取以下措施:(1)合理设计抗震结构。建筑结构设计是否合理,将会给建筑抗震性能造成直接影响。目前来说,高层建筑建设选用的结构形式,主要包括框筒体系、筒中筒与框架体系、支撑体系。近年来,钢结构被广泛应用,增强了建筑抗震能力。开展抗震设计,要积极采用软性模式,通过消减地震条件下的作用力,保障建筑的安全性。(2)优选建筑材料。材料的质量水平,影响着建筑的抗震性能。基于抗震设计层面选择建筑材料,要做好整体分析,有效把控建筑物延性,实现材料的优选,保证建筑物整体性能。(3)合理设计抗震防线。若想增强建筑整体的抗震能力,采取增加抵御路线的方法,增强抵抗力。发生地震时,综合发挥各类防线的积极作用,形成强有力的保护,避免建筑出现大规模倒塌破坏的情况。在进行抗震设计时,选择设置多肢节和框架式结构等,来增强抗震性。一般来说,设计的框架结构,拥有多层次防线,剪力墙作为重要构成部件,发挥着重要的抗震作用。若想实现抗震功能,要控制好数量设置。当剪力墙被破坏后,每个楼层的框架的地震剪力,其超过了结构底部的剪力,进而实现了保护的目的。
        2.5做好超限设计的把控。从建筑结构设计角度来说,现行的各类规范,提出了计算要求以及构造措施,难以有效保证超限结构在地震条件下的安全性以及可靠性,在进行建筑结构设计时,需严格控制。采取以下措施:(1)做好结构全面计算。使用有限元程序,开展模拟分析和计算。做好地震作用下的建筑结构分析,除了运用振型分解反应谱方法外,还可以进行弹性时程分析,结合使用力学模型,开展对比分析。除了上述方法外,在进行结构抗震设计时,可以运用静力分析法或者动力弹性分析法,分析结构的性能,依据计算结果,开展配筋设计,保证结构整体的性能。(2)采取相应的措施,增强建筑整体性能,保证建筑的安全性。在进行计算分析之前,要提高设计标准,高于现行的规范标准,同时对结构重要位置进行强化设计。
        3结语
        综上所述,高层建筑结构的设计,要做好全面的把控,提出高质量的设计方案,保障建筑结构性能达标。设计工作的开展,从多个方面入手,做好结构水平力和稳定性等指标的把控,优化结构设计,为建筑施工提供高质量方案。
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