高层建筑结构优化设计中的问题与对策分析

发表时间:2021/4/16   来源:《建筑实践》2021年第2期   作者:赵娜
[导读] 随着我国社会的快速发展,建筑行业发展迅速,其中高层建筑更受人们青睐,
        赵娜
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        摘要:随着我国社会的快速发展,建筑行业发展迅速,其中高层建筑更受人们青睐,为了保证房屋建筑结构设计的最优化,使结构的功能性和安全耐久性得以保障,是房屋建筑结构优化设计的主要目标。本文对高层建筑构造设计进行了分析,并且提出了相关措施。
        关键词:高层建筑结构;优化设计;问题;对策
        引言
        由于高层建筑自身存在的一些特殊性,导致高层建筑在施工和设计时具有相当的难度和挑战性。为了进一步优化这些问题,寻求更加合理的高层建筑结构设计和施工方案,本人再次探讨高层建筑结构的优化设计问题,并且根据相关的问题给出对策,为进一步促进我国建筑领域发展做出贡献。
        1高层建筑结构设计中存在的问题
        1.1超高问题
        高层建筑,顾名思义就是楼层高度相对普通楼盘要高出很多,总体高度在24-100m之间。高层建筑在功能和美观上都更受人们的欢迎,但是在抵抗自然灾害上,高层建筑的问超高题则被进一步放大。在面对台风,火灾,地震等灾害的时候,高层建筑更容易发生坍塌问题,因此,安全问题是高层建筑最为人所关注的一点。在对高层建筑进行设计时,设计时除了要考虑到建筑的美观,实用性以外,考虑最多的还是建筑的安全问题。而由于高层建筑工程让庞大建筑整体结构复杂,安全问题即便在设计初期便开始考虑,到实际施工中,仍有很多的变数需要设计师和工程师去面对。并且很多高层建筑在开工之后会根据设计方的要求再进行改动,这是如果在对建筑进行重新规划的话,那么很容易遗漏某些安全领域的问题,从而造成安全隐患。
        1.2扭转问题
        在建筑领域,扭转问题是非常关键和核心的一个问题,在界范围内都受到了普遍的关注和研究。高层建筑对扭转设计直接关乎到高层建筑地理自然灾害的能力,尤其是在面对台风和地震时,建筑的扭转问题直接关乎到建筑的安全性。建筑在进行设计和施工时,因为某些不可抗的因素难免的会出现建筑的不平衡,不对称。在低层建筑中,这种不平衡,不对称可以被忽略不计,而在高层建筑中,这种不对称、不平衡则可能会酿成灾难性的后果。高层建筑中楼体的平衡关系以及力学构架是整个扭转问题产生和解决的核心。随着人们的物质生活水平发展以及审美需求的提高,单一的完全对称性建筑已经不能够再满足人们对建筑的期盼,更加多元化的高层建筑受到人们的追捧,这为设计师的工作带来了更大的挑战性和难度。一方面设计师要保证楼盘设计整体的安全性和抵抗自然灾害的能力,另一方面又要考虑到楼盘的艺术价值。
        2高层建筑构造设计优化需要遵守的基本原则
        2.1安全性与稳定性
        在开展高层建筑建设施工的过程中,构造设计是不能缺少的重要部分,而且对于建筑物也有着直接的影响,并且还直接关系到群众的生命财产安全。建筑构造设计也是确保高层建筑的基础,所有有关部门需要针对构造设计进行重视,对工程施工现场的地质进行严格的探测,首先要了解该地区的地震活动规律,收集该地区的地质活动与地震活动的相关数据,进行科学的分析与研究。所以应该在整体的角度进行考虑,确保施工每个环节的安全与质量,这样才能确保构造设计具有合理性与可靠性,同时也能确保建筑整体稳定健康运行。
        2.2舒适性
        在进行城市化的过程中,使用高层建筑的主要目的是,对土地资源进行合理有效的利用,为人们的生活提供良好的环境。所以在高层建筑设计的过程中,需要对建筑的舒适程度进行考虑,通过这种方式才能将建筑的所有效果都发挥出来。结合了先进的计算机软件进行设计,通过研究建筑环保、高性能建材,能够有效保障建筑结构整体质量,提高建筑结构美观性和安全性,提升建筑经济效益。尽最大努力对空间要求进行满足,还需要设置日常的使用功能,通过这种方式为群众的生活提供舒适性与便捷性,从而确保群众的生活质量。


        3高程建筑结构设计常见问题的优化措施
        3.1严格把控建筑材料
        建筑材料是提高建筑物质量的关键,对抗震安全有着重要作用。建筑单位应指派专门的材料采购人员进行原材料的采买工作,避免受到不良商家的欺骗,使建筑材料符合国家的施工要求,确保工程验收合格。在选择过程中不仅要满足安全性能,还要保证经济实惠,需要综合分析建筑抗震等级、建筑应用类型、建筑所在场地、建筑施工因素等,以此根据具体的结构设计形式,选择结构材料。开展施工时对材料的选购与构造的优化进行合理分配,还需要充分利用现有的资源,对材料的用量进行控制,通过这种方式预防浪费等情况发生,同时还能降低建筑的成本投入。
        3.2提高建筑抗风荷载作用的能力
        为了使高层建筑抗风构件与结构设计的牢固性符合要求,对高层建筑结构进行抗风设计时,必须充分做好以下工作:(1)优化基础,只有高层建筑的基础部分稳定性较强,才能保证高层建筑上部分结构的稳固性。因此,明确混凝土的级配标准成为高层建筑基础设计最基本的工作。应尽可能购买高级配的砂石,增加基础持力层厚度,加设抗拔的锚杆构件,加强基础的牢固性。(2)通过改变建筑的轮廓设计、投影面积和高度,改变区域建筑布局,以及种植绿植等改变风荷载的强度和方向等,削弱风荷载对建筑的作用。
        3.3重视抗震设计
        为满足高层建筑结构的抗震要求,可以采取以下3方面的措施:首先是针对高层建筑的结构特点合理布置抗侧力构件,合理布置高层建筑内部水平方向的构件,在水平方向形成应力分布系统,提高高层建筑结构受力的连续性和均匀性。其次是提高地基的抗震能力。可以通过加深高层建筑桩基深度,从而提高建筑的抗倾覆能力和基础的稳定性。最后是优化建筑的承重结构,采用框架剪力墙结构。在地震灾害中,剪力墙可以吸收下部结构传递的地震能量而先被破坏,框架结构继续支撑上部结构,形成了抵御地震作用的二道防线,可以有效降低高层建筑损毁程度。另外,高层建筑内部还需要适当提高墙体与楼板的刚度,从而有效避免建筑位移问题。
        3.4扭转问题的解决办法
        随着人们审美需求的提高,单一的完全对称性的建筑设计已经不能够再满足人们的需求。个性化,多样化的建筑正成为城市发展的趋势。而即便如此,设计师在设计时仍然要在一定范围内寻求建筑形状和结构的对称,以此来保证建筑的受力合理。尽力使建筑物的质量重心和力量调度中心结合在一起,最大限度的增强建筑的抗灾害能力。并且在设计完之后,施工方在实地操作时要与专业的建筑人员相互合作,相互促进,最大限度的调整因设计上的缺陷而造成的建筑结构上的不足。即使在设计不规则建筑时,设计师也应从更大的层面上,从整体的层面上去思考建筑的平衡性,力求通过力学结构的改变来解决建筑的扭转问题,减少因不规则而造成的建筑不稳定。
        结束语
        总之,相对其他建筑,高层建筑结构更为复杂,因此,设计人员在设计过程中,应更加全面地考虑各方面的影响因素。同时,设计人员需要充分了解高层建筑结构设计特征,遵循高层建筑结构设计原则,善于发现并采取有效措施解决问题,防止出现质量或安全问题。高层建筑的安全性是重中之重,所以,设计人员不仅需要提高本身的专业能力,还应不断积累经验,进行创新突破,推进我国建筑行业的长期、稳定发展。
        参考文献
        [1]陈敏.探讨高层建筑结构的设计问题及对策[J].智能城市,2019,5(19):30-31.
        [2]赵亚男.新型建筑材料在建筑工程结构设计中的应用探讨[J].舍,2019(2).
        [3]李盛勇,吕坚锋,徐麟,等.高层建筑结构合理构成与高效率结构设计[J].建筑结构,2020,50(4):1-7,24.
        
        
        
        
       
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