韩枫
中衡设计集团股份有限公司湖北分公司
摘 要:现阶段,我国的高层或超高层建筑不断兴起,在针对高层建筑进行结构设计的过程中,要充分把握平面不规则等相关问题,对于问题的根源进行全面深入的探究,然后提出和落实更科学可行的处理方案,以此确保该类问题得到更有效的解决,为整体工程结构设计水平的提升提供必要的支持。基于此,下文重点分析高层建筑结构设计过程中平面不规则的相关问题以及处理措施等内容。
关键词:高层建筑;结构设计;平面不规则问题;处理措施
引言
从实践情况可以看出,在针对高层建筑进行结构设计的过程中,往往有很多不规则的设计内容,在平面不规则设计方面,往往存在一定的问题,例如,在水平方向上因为不规则结构可能出现一定程度的偏心测力,这对于结构的抗侧力会造成十分严重的影响。在这样的情况下,就需要高度重视相关问题,然后切实提出和落实切实可行的处理措施,以此确保高层建筑结构更加安全稳定,有更加良好的施工效能。
1.基于高层建筑结构设计中平面不规则问题的分析
通常我们所称之为的高层建筑主要指的是10层及10层以上或房屋高度大于28m的住宅建筑,以及房屋高度大于24m的其他高层民用建筑。在针对高层建筑结构进行设计的过程中,针对有些建筑来说,不可避免地会涉及一定程度的不规则的情况。针对此类情况而言,需要着重做好不规则设计工作,例如,结构平面布置不规则、结构竖向布置不规则设计等相关内容,针对平面不规则设计而言,在具体的设计过程中,可能存在一定的问题或者不足,在平面不规则结构方面有比较典型的体现方式,首先是扭转不规则高层建筑结构,其中包括扭转位移比大于1.2的结构及任一层的偏心率大于15%或相邻层质心水平距离大于相邻层中该方向较大边长的15%。其中扭转位移比大于1.2,主要指的是在考虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下,楼层两端抗侧力构件弹性水平位移或层间位移的最大值大于该楼层平均值的1.2倍。其次,是建筑结构平面轮廓不规则高层建筑结构,通常情况下这类建筑的不规则设计主要指的是平面的长度和窄度都超过既定的标准,由此导致整个平面结构凹陷进去,而凸出来的部分通常情况下又太细,在这样的情况下就会导致楼板局部的连接不够持续稳定,没有连续性或者凹凸情况并没有呈现出均匀规律的状态,不够规则,进而导致楼板局部缺乏应有的连续性,对于工程的质量也会造成一定程度的影响。楼板局部不连续情况主要指的是楼板平面尺寸和平面的高度出现了比较明显的变化,如,有效楼板宽度比这个楼层的典型楼板宽度的50%还要小,或者出现了比较明显的楼层错层的情况。此类问题是平面不规则结构中比较典型的问题,必须引起高度的关注,与此同时要注意,在平面不规则结构之中还有很多其他的类型以及相关问题,例如,细腰形平面、角部重叠形平面等,在当前的高层建筑结构设计过程中,这些平面不规则结构也得到了越来越广泛的应用,在实际的结构设计过程中有越来越多的复杂难题或者潜在的问题,需要切实有效的解决,这样才能呈现出应有的设计效果,为不规则结构质量的提升提供必要的支持。
2.基于高层建筑结构设计中平面不规则问题的处理措施
2.1结合实际情况有针对性的设置科学可行的防震缝
在针对高层平面不规则设计问题进行处理的过程中,结合实际情况科学合理的布置相对应的防震缝,是十分关键的措施,通过这样的方法可以使不规则的情况得到更有效的减少,进而使整体结构的抗震性能进一步增强。
大多数时候,在具体的操作过程中,针对高层不规则建筑而言,有比较多的平面设计,因为具体的不规则结构不符合设计要求,所以在规则的平面结构中往往无法体现出应有的效能,对此,可以结合具体情况设置更有针对性的防震缝,这样可以更有效的拆分整个建筑体的平面结构,同时对于防震缝进行更有效的设计,形成不同的单元,以此使不规则的平面结构存在的问题得到充分的解决或者化解,进而使整体平面结构变得更加的规则,富有规律性和稳定性,这样能够进一步有效确保整体建筑的安全性和牢固性得到充分提升。
2.2对于相对偏心距进行科学合理的控制
在针对不规则问题进行处理的过程中,要针对偏心距进行科学合理的控制,这是十分关键的内容。在具体的设计过程中要明确偏心距和高层建筑安全性、稳定性的内在联系,两者之间呈现出比较明显的线性关系,在这样的情况下,针对具体的处理和设计工作而言,要针对与平面设计要求不符合的内容进行不断的调整和优化,进一步有效确定整个建筑体的质心与刚心,以此为基础,有效明确相对应的建筑体刚度策略,如果在实际的检测过程中发现刚心和质心有相对来说比较大的偏离,在这样的情况下就可以有针对性地调整建筑平面结构的构件,通过这种方法进一步有效确保质心与刚心的偏心距能够得到有针对性的调整,使其更为完善,符合相对应的质量要求和设计规范,这样才能在更大程度上提升高层建筑整体结构的抗震性和安全性稳定性。
2.3更科学合理的利用抗扭构件
通过实践调研可以看出,针对高层建筑而言,如果是不规则的结构或者在平面设计方面进行不规则的设计,会使整体建筑结构在很大程度上受到水平振动因素的影响,在这样的情况下可以进一步有效增强整体结构的抗剪性能,使其优越性得到充分的体现,这样可以充分确保整体建筑在强震作用下也能具备更为显著的整体弹性和稳定性,进而确保高层不规则建筑在抗震性能方面得到显著的提升,为其安全性提供必要前提。
2.4有针对性的调整扭转刚度与抗震刚度
针对高层建筑而言,因为不规则的主体结构极有可能产生发散扭转效应,而这种效应和高层建筑本身的震动有着十分显著的线性关联性,所以在对其进行控制的过程中,要针对扭转形变问题进行充分的控制,在最大程度上有效降低因为相关作用力而导致的潜在危险,进一步有效控制建筑体的振动周期,以此呈现出应有的改善和处理效果。当建筑结构在一种非弹性时期的时候,对称建筑结构往往会受到水平地震的影响,而产生比较明显的形态变化,进而出现偏心的问题,在这样的情况下要充分考虑到建筑的抗震性能,要强化那些受抗扭效应制约构件的抗剪性能,进而确保整体的建筑结构在强制作用之下能够保持在高质量的弹性状态,进而呈现出更加良好的结构安全效能。对高层建筑来说,在平面不规则问题的处理过程中,要结合实际情况对于相关技术和工程的实际情况进行深入分析,找到问题的突破口,从技术和工艺方面进行切实有效的处理,这样能够更充分的解决相关问题,使平面不规则结构和整体建筑的质量和性能得到更显著的提升。
结束语
通过上文的分析可以充分看出,针对高层建筑结构设计而言,有很多的平面不规则结构设计内容,需要注意的是,在此类不规则结构设计过程中,极有可能存在不同程度的问题或者不足,在地震的作用之下往往可能出现一定程度的风险因素,在这样的情况下,就需要高度重视各类不规则问题的探究和深入分析工作,然后提出切实可行的处理对策,对不规则的准确界定及具体指标要深入分析,重点掌握,着重做好定量指标的观测和校对工作,进一步把握具体的指标,然后行之有效的应对处理进行针对性的设计,以此在最大程度上提升整体建筑结构设计的科学性、合理性,为工程施工质量和综合性能的提升提供必要的条件。
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