高层建筑不规则结构设计分析 巨博超

发表时间:2020/11/2   来源:《基层建设》2020年第18期   作者:巨博超
[导读] 摘要:对高层建筑工程进行分析,总结不规则结构设计的特点。
        中联西北工程设计研究院有限公司  陕西西安  710077
        摘要:对高层建筑工程进行分析,总结不规则结构设计的特点。认识到当前高层建筑不规则结构设计中存在的问题,旨在通过各项影响因素的探究,确定科学化的不规则结构设计方案,以提高高层建筑的整体效果,为建筑行业的稳步发展提供支持。
        关键词:高层建筑;不规则结构;设计
        一、高层建筑不规则结构的设计特点
        (一)平面不规则
        结合现代建筑工程的项目特点,在高层建筑的平面不规则结构设计中,其主要体现在以下几个方面:第一,楼板局部不规则。对于这种现象,主要是楼板尺寸及平面刚度的变化。第二,建筑外形的不规则问题,对于这种不规则现象,是指高层建筑某一结构出现向下凹陷或是凸起的问题,在具体的设计中,需要针对这种设计结构进行调整,以展现不规则平面结构的设计价值。第三,扭转不规则的设计,对于这种设计方法而言,主要是在规定的水平作用力下,楼层中的最大弹性水平位移高于两端的弹性水平位移[1]。
        (二)竖向不规则
        根据高层建筑不规则结构的设计状况,竖向不规则特点如下:第一,建筑结构侧向刚度不规则现象。在高层建筑结构设计中,若高层建筑的某层侧向刚度小于上一层的刚度值,将这一楼层判定为侧向刚度不规则结构。第二,根据竖向抗侧力构件的工程特点,建筑内力需要在水平向下传递,这种传递方法为竖向不规则传递方式。第三,结合竖向不规则的结构设计特点,若高层建筑出现承载力变化的问题,可以判定高层建筑呈现出不规则的设计效果。
        (三)抗震规范设计
        通过对高层建筑不规则结构设计特点的分析,按照抗震设计规范标准,可以将高层建筑的不规则结构分为不同类型,第一,一般的不规则设计。在高层建筑中,这种不规则设计可以按照工程项目标准解决施工中存在的问题。第二,特殊不规则设计。对于特殊不规则设计而言,需要在部门讨论结束后制定符合建筑需求的设计方案,并对该建筑结构的抗震性能进行分析,以保证建筑结构施工的稳定性。第三,严重不规则设计。在严重不规则设计中,需要设计部门及施工单位按照设计需求,进行建筑方式的修改及调整,以保证各项工序的稳步进行[2]。
        二、高层建筑不规则结构的设计现状
        在我国建筑行业运行及稳步发展的状况下,高层建筑不规则的结构设计现状如下:第一,由于先进技术以及先进理念的引入,人们对建筑工程的需求不再只是居住需求,更多的提高了度建筑审美的认识。伴随我国建筑行业的发展,通过高层建筑不规则结构设计方案的构建,将信息技术与之融合,及时改变了以往建筑结构的设计风格,而且也满足现代建筑行业的发展需求。由于高层建筑不规则结构设计的特殊性,在具体的工程施工中,施工设计部门需要追求建筑舒适性,而且也应该强调建筑美感,但是,在高层建筑不规则的结构设计中,存在着施工难度大以及施工要求高的问题,需要对施工人员提出更高的要求。第二,在高层建筑不规则结构设计中,存在着竖向方向刚度连续性差以及楼板不连续的问题,这种现象对建筑设计及施工提出了更高的要求,所以,施工单位需要根据建筑项目的设计特点,及时发现不规则性建筑的具体位置,并通过针对性施工方案的完善以及施工技术的落实,加强对建筑结构的优化处理,以更好的提高建筑结构稳定性,从而推动行业的稳步发展[3]。
        三、高层建筑不规则结构设计及运用
        (一)高层建筑不规则结构设计
        1、优化设计方案
        在建筑条件允许的条件下,设计单位应该按照具体的工程需求,明确建筑项目的施工规则以及对称性的结构设计方案,并对不规则的结构进行控制,以保证建筑结构设计中各个项目参数调整的准确性,增强建筑工程的整体抗震效果。

一般情况下,在高层建筑不规则结构设计方案调整中需要做到:第一,根据高层建筑工程的特点,进行建筑结构及建筑方案的调整,以增强建筑结构的抗拒刚度,有效避免建筑结构平面布置出现不规则性的问题,增强建筑工程的稳定性。第二,结合建筑平面凹凸结构的特点,通过防震缝的布置,可以形成良好的抗侧力单元,提高高层建筑的施工质量。第三,在高层建筑楼板不连续的情况下,建筑设计部门可以利用拉板或是拉梁减少不连续施工的问题。第四,在高层建筑楼板的承载力及刚度控制中,一定要避免突发问题的出现,并对各项设计工序进行改进,以降低高层建筑的不规则结构。
        2、合理选择计算方法
        第一,在底部剪理法使用中,项目设计单位应该利用多层结构确定较为适中的设计方案;第二,在振型分解反应谱法使用中,需要利用SATWE作为分析方法,通过规则多层以及高层机构的适中性运用,提高高层建筑工程的施工效果;第三,弹性实程的分析方式,在具体的技术使用中,需要将A类建筑作为适中结构,结合特殊性高层建筑施工的特点,确定针对性的不规则计算及分析方案,以保证高层建筑各阶段结构设计的精准性[4]。
        3、抗震结构的设计
        第一,根据高层建筑的抗震特点,在不规则的结构设计中,项目设计部门需要按照施工环境的特点,对地区的危险等级进行分析,并通过结构抗震计算以及补充条件的确定等,分析不规则建筑结构的设计特点,并选择合理的抗震施工方案,以提高高层建筑不规则结构设计的稳定性。第二,针对高层建筑不规则结构的设计特点,由于其结构相对复杂,若缺少专业性的设计方案,会出现抗震计算误差的问题,所以,对于建筑设计部门,设计人员需要根据抗震构造的特点,确定具体的施工方案,以增强高层建筑不规则结构的设计效果,提高不规则工程的施工稳定性。
        (二)不规则结构在高层建筑中运用
        1、调整扭曲强度及抗侧强度
        在进行边缘连梁的刚度调整中,施工单位应该按照不规则工程的项目特点,增强建筑边缘梁的承载能力,以提高建筑结构的稳定性,优化工程项目的施工方案,提升剪力墙的承载能力[5]。
        2、防震缝的施工
        在防震缝施工中,工程人员需要按照不规则工程的特点,分析高层建筑的复杂结构,并通过防震缝施工方案的落实,增强建筑结构的稳定性。需要注意的是,在高层建筑不规则结构设计中,需要将防震缝控制在50-100mm的范围内,并按照不同的不规则项目特点,提高建筑工程的防震性能,避免高层建筑不规则项目中繁琐及复杂问题的出现,充分满足高层建筑的不规则施工需求。
        结束语:
        通常情况下,对于建筑设计人员,需要掌握不规则建筑的设计特点,针对建筑设计需求以及不规则结构特点,细化各项设计方案,并按照不同的设计需求完善施工方案,以提高高层建筑不规则结构的施工效果,充分满足建筑行业的稳步发展需求。
        参考文献:
        [1]孙凌.关于高层建筑不规则结构设计的应用分析[J].建材与装饰,2019,576(15):100-101.
        [2]司峰军.高层建筑结构设计及某工程结构选型探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2014,000(036):4927-4927.
        [3]安利军.浅谈高层建筑结构设计不规则性的应用[J].建材与装饰,2019,000(001):131-132.
        [4]王海波.高层建筑结构设计不规则性的研究与应用分析[J].价值工程,2016,v.35;No.411(07):115-116.
        [5]沙健秀.高层建筑不规则结构设计的应用研究[J].百科论坛电子杂志,2019,000(006):73.
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