高层建筑结构设计存在的问题及优化措施浅析

发表时间:2021/3/29   来源:《城镇建设》2021年1月1期   作者:李亚侠
[导读] 随着高层建筑逐渐走进人们的视野,并且这些建筑不再是大城市
        李亚侠
        哈尔滨工业大学建筑设计研究院 黑龙江哈尔滨150090
        
        摘要:随着高层建筑逐渐走进人们的视野,并且这些建筑不再是大城市独有标志。高层建筑能够充分利用有限的土地资源,发挥建筑竖向功能,提升城市规划水平。高层建筑结构设计已经成为非常重要的一个领域。高层建筑结构设计过程需要应用多种先进知识和技术,设计师需要具备先进的设计理念和扎实的理论基础。设计师既要考虑到安全性问题,也要考虑到实用性问题。由于高层建筑的功能大多是商务酒店、商务办公、餐饮及观光等,具有比较密集的人员流动,需要采取科学合理的设计方式以保证高层建筑的正常使用,因此,需要注意的关键性问题也很多。
        关键词:高层建筑结构设计;问题;优化措施
        前言:随着我国城市化发展进程逐渐加快,需要进一步增高建筑物的建设高度,使结构设计受到更多的关注与重视。目前,我国高层建筑依然面临着扭转与稳定性欠佳的问题,归根结底就是因结构设计不够规范,受诸多因素困扰。为了确保高层建筑建设质量效果,需要对高层建筑结构设计加以高度重视,弥补设计过程中存在的不足。故此,本文主要以试论高层建筑结构设计相关问题及对策,进行以下几点分析,以期促进我国建筑行业长足发展。
        1.高层建筑结构设计的相关问题
        (1)超高的困境问题。
        任何建筑物都要具备抗震功能,基于此,这也在一定程度上对建筑物的高度提出更高的要求,在建筑物高度结构设计过程中,需要处于对建筑物抗震功能的考虑,但是在实际的建筑物设计期间,依然面临着超高的困境问题。在目前结构设计过程中,时常会遇到各种问题,如若建筑物结构类型出现变化,需要设计工作者对其展开重新设计,还要重新审核施工图纸,这不但对整体规划造成影响,还能因超高的困境问题促使高城建筑质量难以得到保障。
        (2)扭转的困境问题。
        在高城建筑结构设计期间,还面临着三心”基本原则,即结构中心、几何形心以及刚度中心,完善的结构设计应该将“三心”集聚在相同点,才能使高层建筑具有稳定性特征。但是在当前高层结构设计过程中,“三心”基本原则并为得到设计工作者的高度重视,以至于“三心”难以形成统一一点,如此一来,在投人使用后,高层建筑会在水平压力的作用下,出现扭转的困境问题。
        (3)受力性能的困境问题。
        不管是哪种类型建筑物,在设计方案期间,需要对空间组成的基本特征进行全面考量,因不同类型建筑物其结构特点也不尽相同,设计方案要给予高度重视,才能使建筑物有着较高的受力性能。针对高层建筑物而言,为了确保其具备受力性能,高层建筑物重力要保持与地面是垂直向下作用,但是在实际高层建筑结构设计过程中,往往忽视此问题,促使高层建筑物受力性能面临困境问题。
        (4)设置建筑物嵌固端的困境问题。
        多数高层建筑物地下人防工程和地下室工程都会为其设计成两层或两层以上结构,在设置嵌固端期间,设置部一般会选择在地下结构的顶板部位亦或人防顶板部位。但是在实际的设置建筑物嵌固端过程中,设计工作者没有给予高度重视,导致其存在诸多风险因素,为高层建筑的建设带来安全隐患。
        2.高层建筑结构设计的有效对策
        (1)对高层建筑的高度合理控制。
        在我国建筑物规范标准中,强调对建筑物高度的规定限制,以此达到保障建筑物质量,使其具备抗震功能的目的。

在高层建筑物结构设计期间,将高度控制在A级范围以内,但是针对部分建筑物而言,高度控制范围也在B级范围以内,此种规定标准使我国高层建筑物得到确切的安全保障,合理规避建筑物超高等困境难题,如此一来,在高层建筑结构设计的高度环节中质量与安全得到有效保障。
        (2)高层建筑结构稳定性的有效保障。
        在高层建筑物建设期间,短肢剪力墙的设置时常会面临许多问题,受其作用影响,促使高层建筑稳定性效果不佳,如若短肢剪力墙材料选取不规范,也会对稳定性造成进一步影响。为了使高层建筑结构稳定性得到有效保障,需要在结构设计环节中尽可能规避短肢剪力墙的结构设计。除此之外,在结构设计期间,还应该对其他稳定性的影响因素多加考量,例如混凝土墙等,促进建筑结构稳定性的提升。结构设计过程中会对材料规定提出确切的要求与标准,采购工作者在材料采购期间如若存在尚未明确的问题,需要与设计工作者进行及时沟通,避免由于材料问题对建筑结构稳定性造成不良影响。
        (3)完善结构设计规划
        能够明确建筑结构今后使用的安全性的前提是复杂高层与超高层建筑结构设计规划。因此,在结构设计实践中,有关技术人员需加强建筑结构设计的关注度,进一步综合建筑工程周边的具体状况,完善成品结构设计规划。①复杂高层与超高层建筑结构设计人员务必重点关注概念设计,在设计准备期务必遵循结构设计规则性与整个建筑均衡性等原则,确保建筑结构的每个部位可产生有效的支撑作用。②不但要优化复杂高层与超高层建筑结构设计,同时也要求结构设计人员更多地与现场施工人员进行交流,进一步从外观效果、施工效果方面完成针对建筑结构设计规划的完善,规避建筑结构以后发生转换的难题。③计算机技术在结构设计规划中起到了关键作用,因此具体有关人员务必主动使用高效的计算机软件,来合理完成对结构设计规划的完善。
        (4)规范高层建筑的规则要求。
        在高层建筑结构设计环节中,施工的参数规则需要展开规范化制定,只有如此才能规避位移问题的出现。例如高层建筑中,上层与下层刚度比有着明确的要求,在结构设计过程中,需要确保施工参数有着规则性特征,合理规避因参数不规则,导致上层与下层刚度比出现变化,进一步影响高层建筑的整体结构质量效果。除此之外,在施工期间还会面临参数更改问题,在更改参数前,需要设计工作者对其展开科学数据分析,以此使更改参数满足规则要求。
        (5)优化设置建筑嵌固端环节。
        在高层建筑物基本结构设计中,人防地下结构与地下室结构都具有特定的结构性,而此结构的存在也会降低建筑物的抗震效果。为此,为了使高层建筑的抗震能力进一步提升,需要在人防地下结构、地下室结构相继设置嵌固端,在设置期间,嵌固端上层与下层的刚性比要与抗震等级比有一定的要求联系,设计工作者应该把握大局观,确保设置完成的嵌固端满足相关标准要求,才能使高层建筑抗震能力进一步增强。
        (6)注意方案设计与施工相结合
        科学合理的超高层建筑结构设计方案是提升超高层建筑质量,确保经济性和安全性的关键所在。①方案设计过程当中,需要注重结构规则性。②需要具备合理的耗能机制。③需要具备科学、明晰的设计思路。④需要具备整体性,从而提升整体设计效益。
        3.结论
        综上所述,高层建筑因高度较高,在结构设计过程中,对精度与密度有着过高的要求标准,才能使高层建筑的质量得到有效保障。现阶段,我国高层建筑在结构设计期间,面临着诸多问题,对结构设计的质量、效果、精度与密度带来进一步影响,使高层建筑受安全隐患影响,对人们的人身财产安全带来威胁。对于此问题,我国相继制定完善的解决策略,从而有效解决结构设计中面临的缺陷问题,促进高层建筑结构设计质量的提升,确切保障高层建筑的整体效果,为人们构建安全、舒适的生活环境。
        参考文献
        [1]宋大任.高层建筑结构设计的问题与对策[J].江西建材,2017(12):27-28.
        [2]宋祥.高层建筑结构设计中存在的问题及对策[J].山东工业技术,2017(12):120-120.
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