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摘要:随着我国现代建筑行业的不断发展,高层建筑在技术方面和设计方面均取得了重大突破,并在我国城市化进程中取得了众多成果。虽然在建筑领域许多技术已经趋于成熟,但在高层建筑施工及结构设计过程中,仍然存在较多难题难以解决,这就需要相关行业从业人员针对相关问题进行仔细研究,并找出相应的解决办法优化策略。本文从建筑设计的专业角度出发,探讨结构设计工作中存在的实际问题,并且提出相应的解决策略。
关键词:高层建筑;结构设计;问题分析;对策分析
引言
建筑结构设计,对于高层建筑来说,需要结合建筑项目的层高以及各个层次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,针对具体问题进行分析研究是非常必要的。
1高层建筑结构设计过程中的基本原则
1.1确定合理、科学的设计方案。
其实,针对高层建筑工程来说,高层建筑结构设计主要是根据建筑的地质条件,进行全面的了解,科学、合理的确定设计环节。另外,在高层建筑结构设计的过程中,设计人员要全面的掌握建筑工程荷载的分布、结构类型,并且设计人员应当对高层建筑工程的一些影响因素、施工条件等各个方面,进行全面的了解,并且进行综合性的分析,以确定良好的高层建筑结构设计方案,也只有这样才能有效的提升高层建筑结构设计的质量。
1.2确定设计工具
在信息技术不断发展的今天,计算机技术在我国建筑行业不断发展的过程中,起到了重要作用和意义。因此,在高层建筑结构设计的过程中,设计人员应当对其相关的设计软件,进行全面的确定,对其相关的计算工具和制图工具,进行全面的掌握,确定使用的范围,这样可以为高层建筑结构设计工作的展开,提供了相对便利的条件。
1.3确定施工材料
在高层建筑结构设计的过程中,设计人员应当高层建筑工程的实际情况为基础,使工程成本与施工环节之间关系得到有效的优化和协调,这样制定出来的方案评价方案才会具有全面性,在具体的评价体系当中将设计要求和工程材料以及施工工艺等各个方面进行有效的融合。另外,在高层建筑结构设计的过程中,针对相对复杂的设计结构,要进行深入的对比,这样选择的出来的结果方案才会最理想,使工程建设得到顺利的开展。
2高层建筑结构设计中的实际问题分析
2.1高层建筑超高问题
高层建筑超高问题是高层建筑结构设计过程中经常出现的问题之一。由于高层建筑对于质量要求相比于普通建筑更加严格,因而在建筑结构设计时更需要考虑到高度对于建筑质量的影响,从而更好地结合实际情况来对建筑结构设计进行优化与完善,使建筑结构更加科学合理。解决建筑工程结构超高问题本身具有一定难度,由于建筑材料和用户需求以及利益等因素的限制,超高问题在高层建筑结构设计过程中经常发生。建筑设计超高不仅导致建筑违反高层建筑基本规范等相关规定,另外也使得建筑本身质量和稳定性受到影响。
2.2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。
2.3嵌固端设置方面的问题
嵌固端的设置,对于整个建筑的设计来说,也发挥着关键性的作用。关于嵌固端的一些具体问题,主要表现在以下几个方面。第一,对于嵌固端的选择缺乏合理性。很多的高层建筑嵌固端都是设计在地下室和人防结构的顶板位置上的,这种位置本身在安全性上就存在很大的隐患巨。第二,设计中对于刚度设计的比例大小控制不足,这一点主要是指,在嵌固端的上下层中,刚度的比例存在设计上的不合理问题。第三,嵌固端的杭震设计存在合理性不足的问题。
2.4 高层建筑框架结构设计不合理
高层建筑领域在设计过程中还容易发生的问题就是高层建筑结构框架设计不合理。许多设计师在设计高层建筑结构的过程中,经常会忽视纵向结构对高层建筑质量所产生的影响,最终导致设计出来的结构图纸缺乏合理性,质量无法得到保证 ;另外,在设计结构的过程中,不单单要求对纵向结构进行考虑,还需要对建筑的垂直框架结构进行精密设计,要有效提升整个高层建筑的结构质量安全与稳定性。在设计过程中,纵向结构设计与垂直结构设计需要进行一定的权衡,对相关因素进行综合考虑,才能保证施工进程安全可靠,且效率能够满足施工要求。
3解决问题的具体对策
3.1提升建筑结构设计方案的合理性
这一点主要是指,在实施建筑设计的过程中,应当注重基础的建筑结构设计方案的合理性。在方案确定的阶段,为了提升高层建筑结构设计的合理性,一方面应当从理论的专业方面,选择应用建筑结构设计的科学理论作为指导,达到提升建筑结构设计效果的目的,另一方面结构设计的工作,也可以通过应用专业的结构设计模拟软件,实现对结构设计方案中各个层面的要点进行模拟和分析,从而为建筑方案的设计提供依据。
3.2针对安全问题加强设计效果
这里所指的安全问题,主要就是指在设计工作中的杭震性能、消防安全等各方面的问题,这些问题也是建筑结构设计中最为核心的问题。具体的设计方法方面,设计人员应当针对杭震性能、消防设计等问题,从原材料的筛选应用以及建设设计中杭震缝、消防系统和出口等具体的设计工作入手,结合建筑应用的实际需求合理地进行规划和设计,切实实现结构设计为杭震和消防服务的效果。另外,应当对这部分设计工作的效果进行及时检验和分析,确保相关的设计在实际应用中的效果,切实发挥设计的安全保障作用。
3.3注重设计中的结构性能发挥
这一点主要是指,设计中,应当从延展性、水平方向的结构力以及结构稳定性三个主要方面做合理的考量,从而在各个环节的设计中,实现结构性能的有效发挥。例如,在延展性方面,实际上延展性是影响建筑变形情况的主要指标,在建筑结构设计中,应当充分考虑建筑结构中的柔性,为延展性的效果打好基础。另外,从水平结构力的角度分析,结构设计中,应当注意通过设计维持水平结构力的均匀分布和稳定性。最后,在结构稳定性的设计中,关键的问题在于将短肢剪力墙的设计位置和设计方法进行分析和优化,到达充分发挥设计结构性能的目的。下表1为目前高层建筑结构设计中存在的实际问题与解决对策的对比表。
表 1 建筑结构设计问题与对策分析
4结语
总的来说,在现代建筑技术高速发展的今天,高层建筑施工已成为建筑领域的常规工程,而在实际的工程施工过程中,由于高层建筑结构设计过程较为复杂,所涉及的施工技术及相关因素都需要在设计过程中进行考虑,因而使高层建筑结构设计难度加大,设计工作也更加繁琐。在设计过程中,设计人员要从结构的安全性及合理性等角度进行全面考虑,结合自身经验逐步完善设计方案,提高设计质量,保证设计方案的安全性、合理性。
参考又献:
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