高层建筑设计中存在的问题讨论

发表时间:2020/9/9   来源:《基层建设》2020年第11期   作者:崔学民1 郭冬冬2
[导读] 摘要:高层建筑设计是工程项目建设的基础保障,为进一步提高建筑工程设计水平,还需要对建筑设计进行深入研究。
        1天津市天友建筑设计股份有限公司  天津市  300459;2天津房友工程咨询有限公司  天津市  300459
        摘要:高层建筑设计是工程项目建设的基础保障,为进一步提高建筑工程设计水平,还需要对建筑设计进行深入研究。下面文章就结合建筑设计问题,探讨提高建筑设计的有效策略。
        关键词:高层建筑;建筑设计;设计问题;结构设计
        引言
        在高层建筑建设过程中,结构设计是较为关键的一个环节,其会对建筑的质量、安全和稳定性带来直接的影响。因此在实际高层建筑设计过程中,需要保证结构方案的优良、计算简图和分析计算结果的合理性,并针对实际结构设计中的轴向变形、结构形式、荷载及高度等问题加以重视,科学合理对高层建筑结构进行设计,进一步提升高层建筑设计的水平,为建筑行业的健康、稳定发展奠定良好的基础。
        1高层建筑设计中的突出问题
        1.1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。
        1.2建筑沉降问题
        导致建筑物容易出现沉降的原因有两个,一是地质原因,二是结构原因。首先,地质条件是引发建筑物地基下沉的主要原因。随着我国社会经济的快速发展,建筑物的规模也在不断增大,建筑工程可能面临的地质环境也越发复杂,容易导致出现不同程度的地基沉降,最终导致建筑物变得更加不稳定。其次,结构原因则是建筑物自身工程规模扩大而导致建筑物的重量不断增大,使得建筑物各个位置的受重不均匀,最终使得建筑物地基出现不均匀的下沉,严重影响到整个建筑工程的质量。
        1.3剪力墙设置方面的问题
        剪力墙结构在高层建筑中是维持其结构设计科学性的一个重要结构。一方面,剪力墙对于建筑主体的承重能力会产生很大的影响。但从现实的角度来讲,剪力墙结构的设计在目前的高层建筑中,存在结构设计的一个典型问题,就是短肢剪力墙的出现,这种结构虽然在建筑结构中能够满足一定的建设需求,但从总体的建筑结构的稳定性来讲,是会对其稳定性造成不良的影响的。
        1.4参数计算存在误差
        建筑工程设计的主要任务之一,便是满足建筑企业的实际要求,对建筑工程结构、外观、形状进行设计,从力学角度出发,控制建筑各个设计环节的精准性、准确性。此外,参数计算贯穿建筑工程的各个环节,从整体工程框架到各项施工技术,都离不开数据参数计算工作。建筑工程设计工作很容易在参数计算方面出现问题,若计算参数选择不合理、具体操作流程不科学,都会直接对整个建筑工程设计规划造成不良影响。例如,在开展建筑工程设计,针对钢筋结构框架进行设计时,若连梁刚度折减系数设计不恰当,就会造成整个钢筋结构框架设计出现偏差,直接给建筑工程耐久性和稳定性带来威胁。
        2建筑设计的提升策略
        2.1合理计算与应用计算简图
        在高层建筑设计中,需要以计算简图的计算作为重要依据。由于在结构设计中会涉及到配筋率、构件尺寸及建筑物高度等问题,这些问题都离不开准确的计算,在实际计算过程中还需要合理选择计算简图,以此来保证计算模型或是计算简图能够与实际工程状况相符。对于高层建筑而言,其对于结构荷载承受力、抗震能力及其他功能、性能等都具有较高的要求,因此建筑设计较为复杂,在实际设计过程中设计人员会受到诸多因素的影响,特别是需要合理计算和应用计算简图,从而保证计算过程和计算结果的精准度。


        2.2选择有利的抗震场地
        选择对建筑物抗震属性更加有力的地段进行施工,需要有效的避免在不利建筑防震的地段开展建设工作。在无法避开的情况下,需要采用更加合适的抗震加强手段来完善建筑抗震功能,根据现场的情况来判定地基液化等级和建筑抗震设防类别,将二者分别采取上部结构刚性以及整体性同时加强建筑地基的措施来开展全部消除或者部分消除当前地基液化沉陷现象的对应措施;处于施工场地内部的实际地基受力范围内时,往往存有比较严重的不均匀土层、场地新近填土以及软弱黏性土层时,需要使用加强上部结构、加强基础、加强地基巩固和地桩的方式;针对部分地震时可能造成地裂或者滑移现象的建筑场地,需要使用对应的稳定地基的举措。
        2.3应用工程地基加固技术
        建筑地基加固中可供选择的技术较多,主要有灌浆加固技术、基础加宽加固等。灌浆加固技术就是通过改变土质结构的方式来实现对建筑地基的加固,具体的施工过程就是将钻机安置在施工区的地面上,然后通过高压灌浆器械把搅拌好的水泥灌浆灌入到该区域的土层中,这时候水泥灌浆会和土层中的物质发生化学反应,使得土质变得胶化,最后再利用凝结、挤压的方式让土壤结构发生变化,最终达到提升建筑工程地基稳定性和固定性的目的。当地基面积不足或者地基不能支撑整个建筑物的质量时,就需要适当对地基进行加宽加固处理,通过增加地基底面积的方式来减小建筑的压强,最终达到减少地基沉降的效果。
        2.4加大承重柱与梁之间的承载能力
        必须要保证建筑结构整体的稳定性,增大其承载能力,保证整体建筑的质量,加大承重柱与梁之间的承载能力,如果梁约跨度比较小,负载的承受能力就比较强。因此就可以设置相应的构造柱,在梁下将墙体的拉紧与束缚作用得以提升,将墙体的约束作用提升,还要进一步检验构造柱的承载能力以及抗压能力,以免构造柱应力过于集中。
        2.5合理的高层建筑结构体系参数设计以及计算分析
        针对形式比较复杂的建筑结构形式,需要考虑到多种地震情况下产生的变形和内力作用时,需要使用两个以上的不同类型的力学模型,在使用计算机进行计算之后,能够得出更加科学合理的计算结构,有效的提升后续的工程设计工作。对于结构设计工作而言,能够有效的控制有效质量系数等相关的数据值。对于地下室的水平位移而言,能够保证转换层处于刚度方面的需求区间之内,将有层刚度作为计算依据,充分考虑到建筑的振型数,因为高层建筑的结构性计算难以一次完成,所以需要根据实际取得的计算结果做出多次计算,保证建筑物安全性能够达到最高标准。
        2.6完善建筑设计的性能
        第一,应确保高层建筑设计的稳定性。稳定性是所有建筑物最关键的性能指标,为了提升高层建筑物的稳定性,需考虑很多注意事项,其中,有效地进行嵌固端、短肢剪力墙的设置非常重要;第二,有效地控制建筑结构的水平力,对于高层建筑而言,在某一平面的水平方向,建筑结构受风荷载、地震荷载以及各荷载之间的组合作用影响,易导致建筑物在水平方向发生很大的位移,所以,在设计的时候,设计师需科学地进行建筑物高度的设置,更好地对高层建筑结构的水平力加以控制;第三,重视高层建筑结构的延性设计。很多高层建筑均带有防空设置及地下室。以上设置对于建筑工程整体的抗震性、稳定性产生不同程度的影响,为了做好高层建筑的延性设计,设计师应有效地把控高层建筑物的嵌固端上下刚性及抗震等级的比例,结构刚度要保持在变形限值区域内,为了控制高层建筑结构的共振现象,在进行结构刚度设置时,要尽可能小,以增强建筑物的抗震性。
        结语
        综上,随着现代建筑领域发展速度不断加快,高层建筑建筑设计也在不断趋向于复杂化。这对建筑物的结构设计提出了更高的要求,需要设计人员选择先进的施工技术,做好地基设计、延性设计等多方面内容,以保证建筑设计的合理性、安全性。
        参考文献
        [1]王亮.住宅建筑工程设计中常见问题分析及应对措施探讨[J].建筑知识,2016(12):12-13.
        [2]单菁菁,吕亚宁.住宅建筑施工图设计中的常见问题与优化措施[J].绿色环保建材,2018,No.135(05):78-79.
        [3]张浩.试述住宅建筑施工图设计中的常见问题与优化措施[J].房地产导刊,2019,000(015):45-46.
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