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摘要:随着我国经济建设与发展的不断推进,现如今城市化的建设已经进入了一个理想的状态,但是在这其中混凝土作为建筑当中重要的组成结构,如何才能保证它的稳定和质量也是建筑水平的重要依据。高层建筑目前在各城市当中是十分常见的,而且其中对于混凝土结构的利用也是相当普遍,而在此其中也难免会发生一些像位移与变形等不利的情况,这就要求建筑企业需要在混凝土结构的稳定上格外关注。本文先阐述了高层混凝土结构设计特点分析、混凝土结构稳定设计原则以及高层建筑混凝土结构的稳定性设计这几个方面,然后又对高层建筑混凝土结构稳定的设计建议展开讨论,并提出了个人的见解
关键词:高层建筑:混凝土结构:稳定设计
引言:现如今人们的生活水平得到了很大程度上的提升,而且在基础的建设上很多老旧的建筑物也凸显出了许多质量上的问题,就比方说墙体裂开或者是渗水,这些都给人们的生活带来了诸多不利的情况,那么新时期下如何才能给人们的生活带来稳定已经在高层建筑的混凝土机构中提出了相关的要求。
一、高层混凝土结构设计特点分析
高层的建筑和低层建筑有很多相同的地方,就像承载、自重、风、防震等,这些都有着相似之处。在低层的建筑当中,产生负荷的时候内部的位移是比较小的,甚至可以忽略不计。但是在很多高层的建筑物当中,受到了负荷以后内部就会产生位移,而且越来越大,所以在进行高层建筑的施工当中,怎么才能减少或者避免这些问题是至关重要的。高层建筑的混凝土结构在地震当中会出现变形,而且在混凝土结构的防震特性上基本上与混凝土结构的承载力和防变形的能力有着极大的联系,所以就需要在建设的时候必须要注意混凝土结构的坚硬程度,然后通过科学的建造方法对其中的薄弱部位稳定,这样才能达到一种高质量的高层建筑施工效果[1]。
二、混凝土结构稳定设计原则
混凝土稳定结构当中有一些问题,就是各种混凝土它的稳定能力是不同的,而且在实际利用的过程当中需要遵循一定的原则。
(一)结构的整体布置稳定
在目前为止,大部分混凝土结构都是在平面的结构当中进行设计的,需要先对整体的框架进行构建,在满足整体平面稳定以后,就要从结构上进行调整了,而且在设计过程当中也应当做好各部分的支撑。
(二)结构设计图纸和计算图纸一致
现阶段很多高层建筑在进行混凝土机构的架构过程当中都是以框架柱来稳定整体的,而且在框架稳定以后去分析,就能够计算出稳定的平衡点,但是在实际施工的过程当中框架的种类非常多,这需要根据实际情况进行科学的分析,再借鉴一些比较成功的实例,这样才能为混凝土结构的稳定打下良好的基础。
(三)混凝土结构与构件保持一致
混凝土结构的计算和构建设计这两者需要相对应,在各种节点的连接上,应当保证刚度和柔韧度都适中,这样一来就能够减少各种构建出现偏离的情况。当进行稳定性的设计时,需要从强硬程度上进行特殊的考虑,就比方说简支梁的抗弯曲程度和强度,在设计的时候要注意铰支座不能够出现唯一,但是也要满足它能够在水平面内转动。与此同时,支座需要满足阻止梁绕纵轴扭转且允许梁在水平面内能够转动和自由翘曲,这样便能够符合设计并保证混凝土结构的稳定合理性。
三、高层建筑混凝土结构的稳定性设计
(一)高层建筑混凝土结构的负荷
在高层建筑的混凝土结构当中,一般情况下高宽的比值是3到9,而且悬浮杆在整体上如果出现了不稳定的情况所表现出的形态一般都有三种,剪切型、弯曲型以及弯剪型,框架的结构如果失去了稳定一般表现出的都是剪切型。如果墙体呈现出剪刀状的结构并失去稳定,这里表现出的结构大部分都是弯曲型或者弯剪型[2]。
(二)在设计当中合理地控制每一项指标
首先是刚度比,它指的是在控制结构的时候竖向上存在着不规则的情况,那么相应的就要规范各种软件或者坚硬程度,在弯剪刚度与地震防震能力和每一层之间的位移进行计算的时候,就能得出刚度比。在此其中,剪切刚度一般都是利用底部的空间比较大,而且能够为一层进行转换结构并对地下室达到固定的条件下才能有效判定的,而剪弯刚度一般都是在底部的空间比较大,而且能够多层转换的节后而设计的,基于此基本上所有的工程都能利用这一比值来判断结构在竖直方向上是否能够达到标准,这样也能够避免因为刚度出现变化而导致有层变薄的情况,同时也能将一些已经变薄的结构进一步的加强坚硬程度。其次是轴压比,在规范轴压比的限制时需要符合地震防震的相关标准规定,在进行框架柱的轴压比计算时,主要的目的就是为了确保混凝土结构柱是够有足够的硬度能够支撑建筑物不变形,而且也能够保证柱不会在位移,就算是遇到了地震,也能够极大地避免损坏,甚至是在一些比较强烈的地震当中,墙体出现了损坏和崩塌,但是混凝土结构柱却能够支撑住主要的结构,这也是对于人们生命财产安全的一种保证。最后是周期比,在高层建筑的混凝土结构建设当中一般都是以结构扭转为主的,而且在第一自振周期和平动为主的第一自振周期相比来说,能够极大地限制平面结构当中出现不规则的情况,这样也能在产生一些比较严重的中心偏移或者是存在较大扭转的时候不会出现太大的效应。在对混凝土结构的抗扭刚度设计的时候,不能过于太弱,需要尽可能地减少扭转对于结构所产生的一些影响。如此一来,在实际施工当中就应当尽可能的改变在平面的结构设置上存在的一些不规则的布置,然后把混凝土结构的扭转硬度适当的加强,在第一振型扭转的时候,周期比是不会满足标准化需求的。
四、高层建筑混凝土结构稳定的设计建议
在高层建筑的施工建设当中,对于各种结构也有着一定的位移限制值,也就是在可控的范围内规定好混凝土的结构硬度,这也是为了避免出现位移和坍塌的情况。尤其是在对负荷问题的设置上,虽然说刚度并不高,但是从稳定性方面上来看,水平的负荷能力并不会对刚度产生太大的影响,那么在进行混凝土结构的稳定性设计当中,就需要全面化得地去考虑是否会受到地震的影响,这样也是为了避免因为地震而导致整个结构出现安全问题而产生坍塌的[3]。
总结:综上所述,在高层建筑的混凝土结构稳定性的设计当中,需要在每一个要点都控制到位,包括刚度比、轴压比以及周期比等指标。而在我国新时期下对于高层建筑施工建造要求的基础上,应当注意在混凝土结构的设计上要符合现代化高层建筑的特点,然后从混凝土的材料和施工标准化作为出发点,以此来满足高层建筑的质量与稳定需求。
参考文献:
[1]李博,邓思华. 基于高层建筑结构类型选择的研究[A]. 中冶建筑研究总院有限公司.2020年工业建筑学术交流会论文集(下册)[C].中冶建筑研究总院有限公司:工业建筑杂志社,2020:6.
[2]张浩.高层建筑钢筋混凝土结构设计的现状及策略分析[J].中国住宅设施,2020(10):12-13.
[3]童小根,罗作球,孟刚,张凯峰,姚源,王敏,胡宇博,王佳敏.高层建筑中约束环境下剪力墙凝土裂缝成因及防治措施[J].江西建材,2020(S1):80-82.