浅析高层建筑结构设计中常见问题及对策

发表时间:2021/1/13   来源:《城镇建设》2020年30期   作者:林锦帆
[导读] 随着经济发展的趋势下,建筑工程逐渐朝着高层化发展。高层建筑中的施工技术复杂,

        林锦帆
        中联合创设计有限公司  511442
        摘要:随着经济发展的趋势下,建筑工程逐渐朝着高层化发展。高层建筑中的施工技术复杂,建筑结构承载力要求比较高,高层建筑结构设计是高层建筑工程的重要组成部分,在开展建设项目时要对高层建筑结构设计给予高度关注,高层建筑结构设计是建筑工程总体设计中的关键环节,如果高层建筑结构设计中出现较多问题,必然会影响整个建筑工程的安全和稳定,因此,高层建筑设计中要严格把控结构设计质量,本文以高层建筑结构特征和设计原则为切入点,对高层建筑结构设计中存在的问题进行研究,并提出相关对策,以期提高高层建筑结构设计水平。
        关键词:经济发展;高层建筑;结构设计;结构质量; 问题;对策
1 引言
        在经济发展的带动下,建筑行业得到了飞速发展,在建筑用地面积不断减少的背景下,为了提高土地利用率,高层建筑成为主要发展趋势。但是高层建筑结构质量直接影响建筑工
程的整体质量,因此,要从源头控制高层建筑结构质量,优化设计方案,结合高层建筑特征和工程具体情况进行设计,提高高层建筑的设计质量。
2 高层建筑结构特征
        由于高层建筑高度较大,其不仅承受横向荷载,同时也承受着竖直方向的荷载,同时,高层建筑抗震要求较高。通常情况下,高层建筑中高度较低的范围内受水平方向风力负荷的影响较弱,在高度较大的范围内受风和地震影响较大,会产生侧向剪切力。随着建筑高度的增加,高层建筑在外界因素的影响下,会发生较大位移,影响人们居住的舒适度。因此,在高层建筑结构设计中,要综合考虑各种因素,选择合理的设计方案。
3 高层建筑结构设计原则
3. 1 合理的简图设计
        高层建筑结构设计对简图要求较高,需要经过精确的计算,如果没有精确的数据作为支撑,会导致高层建筑简图结构设计不合理,进而影响后续工作。因此,在高层建筑设计中,要
合理进行简图设计。在实际施工中,根据结构设计简图进行施工,最大限度减小误差。
3. 2 合理的高层建筑结构基础设计
        高层结构基础设计中,要综合考虑高层的建筑上部荷载分布情况和施工条件以及对周围建筑的影响,在此基础上选择合理的基础设计方案。此外,在高层建筑结构基础设计前,要进行详细的地质勘察,并对勘察报告进行详细的分析,将周围建筑基础结构设计作为参考,并结合工程的具体情况,必要时进行地基变形检验。
3. 3 合理的结构方案
        高层建筑结构方案也同等重要,结构方案主要由结构形式和结构体系 2 方面组成,二者对高层建筑结构设计具有重要意义。在高层建筑结构设计中,要综合考虑经济价值,设计出经济适用性较高的结构方案,另外,要充分考虑受力和传力体系设计。总之,高层建筑施工方案设计要统筹兼顾,不仅要考虑地理因素的影响、周围建筑物的影响,还要综合考虑结构
方案设计。
4 高层建筑结构设计存在的问题
4. 1 高层建筑结构体系设计不合理
        当前,在高层建筑结构体系设计中存在很多不合理地方,特别是结构力学体系设计方面,导致其自身受力形态出现问题,最终影响建筑结构稳定性和抗震性能。在高层的建筑结构设计中,不同地区抗震等级要求有所不同,设计过程中,应根据当地抗震等级要求,合理选择结构形式,例如,钢结构、剪力墙框架结构等,此外,还要考虑高层建筑的荷载分布情况。但是,在高层建筑结构设计中,如果设计人员没有对当地具体情况进行分析,盲目照搬照抄其他工程项目设计,没有对动态荷载变化情况进行考虑,将会影响高层建筑结构的设计效果。


4. 2 高层建筑超高问题
        当前,随着高层建筑结构数量不断增多,许多房地产开发商为了获得更多的经济效益,在有限建设面积上,不断增加建设高度。但是随着建筑物高度的增加,其结构稳定性会降低,
同时,受到横向剪切荷载和竖向重力荷载影响较大,抗震性能也会降低。虽然相关条文明确规定,要合理控制建筑高度,保证建筑物质量,但是,仍有许多建筑企业违反这一规定,出现超高现象,无法保障高层建筑工程质量和安全,威胁人们的生命财产安全。
4. 3 柱体轴压比
        高层建筑设计中,为控制柱体的轴向压力设计值与混凝土抗压强度、截面面积乘积的比值,通常扩大柱体的截面面积,并且在柱体纵向钢筋中增加构造钢筋。为了提高柱体的承受荷载能力,且不出现混凝土破碎情况,在设计中要合理控制轴压比。
4. 4 设计过程中忽视了建设成本
        高层建筑结构设计是施工的前提条件,因此,为更好地控制施工成本,在设计中要综合考虑高层建筑的经济性,加大新工艺、新材料的应用。通常,在高层建筑结构设计中,设计单位只是考虑了建筑结构的合理性、安全性和稳定性,忽略了建筑经济指标,从而影响后期施工的成本。
5 解决高层建筑结构设计问题的对策
5. 1 做好结构体系的选择及计算分析
        为了提高高层建筑结构设计稳定性和安全性,要严格把控设高层建筑结构体系设计,在设计中结合高层建筑的结构特点和施工具体情况,科学、合理地进行设计。设计完成后,对结构体系设计进行验算分析,及时发现存在的相关力学问题,并及时修正,保证高层建筑结构设计的合理性。
5. 2 严格遵循设计要求,加大重视程度
        为了解决建筑结构设计超高原则,相关条文规范进行了细化调整,根据建筑高度划分为 A 级和 B 级,有效地改善了建筑物超高问题。除此以外,工程建设中相关部门要提高对高层建筑超高现象的重视程度,在项目审核过程中,及时发现问题及时处理,并重新制定合理的设计方案,减少对工期和工程建设成本的影响。
5. 3 强柱弱梁设计
        高层建筑结构与地层的建筑受力情况存在一定的差异,因此,在高层建筑结构设计中,首先要对受力结构进行分析,并根据强柱弱梁的设计原则进行设计,在满足抗震设计要求的基础上,合理控制柱体和梁的延展性,降低柱体在承载力作用下发生破碎的概率,缩小柱体的轴向压力设计值与混凝土抗压强度、截面面积乘积的比值。
5. 4 做好限额设计
        高层建筑结构设计工作作为一个先决条件,为了更好地发挥高层建筑的经济效果,避免超预算问题出现,在高层建筑设计中,要做好限额设计。这种限额设计要充分考虑高层建筑的投资需求,在资金允许范围内以及在保证建筑结构稳定性的基础上进行设计,对于超出限额的方案,需要进行有效调整与改进。
6 结语
        总体来说,随着城市化进程的推进,高层建筑成为建筑工程发展的必然趋势,其质量成为人们关注的重点。高层建筑结构设计作为工程建设中的关键,直接影响高层建筑工程的质量和使用年限,因此,在高层建筑结构设计中,要合理调整存在的问题,做好结构体系的选择及计算分析和限额设计,严格遵循设计要求,加大结构设计重视程度,提高高层建筑结构设
计水平,进而提高建筑工程质量。
参考文献:
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