高层建筑结构设计常见问题与解决措施研究

发表时间:2021/7/20   来源:《工程管理前沿》2021年第7卷8期   作者:周华
[导读] 伴随着我国经济的高速发展及城市化进程的不断加快,
        周华
        身份证号:32068119800106****
        摘要:伴随着我国经济的高速发展及城市化进程的不断加快,现阶段,国内的建筑领域正在朝着高、大的趋势迅速转变。高层建筑物和常规的低层建筑物相比较来讲,其主体结构更加复杂,设计过程中需要考虑的因素也更多,不但需要考虑相关建筑物总体比例之间的联系,用来保证建筑物具有足够的稳定性,同时还必须着重关注地基的沉降效应、风力对于建筑主体结构的影响,环境温度骤变以及地震等等外界环境因素对于建筑物主体结构稳定性的各种影响。高层建筑物主体结构设计方案的科学性与合理性,对于高层建筑物的施工作业的过程有直接影响,并且还可能对后期的日常保养带来诸多不便。因此,高层建筑结构的主体设计工作的难度相比普通建筑物来讲更大,在其主体结构的设计过程中的一些难点,如果不能妥善处理,可能会严重影响高层建筑物结构设计的最终品质。
        关键词:高层建筑结构设计;常见问题;解决措施;
引言
        结构设计工作在高层建筑工程中尤为重要,为了尽可能提升高层建筑的稳定性、安全性以及抗震性能,就需要做好结构设计工作。在高层建筑结构设计工作中,需要保障设计方案的优良、计算简图和分析计算结果的合理性,并且在设计的过程中,需要将整个建筑工程的施工环节都考虑进去,方能保障整个建筑工程的施工质量以及施工效率。
1高层建筑主体结构设计过程中的常见问题
        1.1高层建筑主体结构扭转问题
        建筑工程设计过程中的“三心”分别指的是:刚度中心、几何形心及结构重心,只有满足“三心合一”的状态才能确保建筑物主体结构安全稳定。然而在实际施工作业过程中受到现场地基状态及建筑物主要功能规定等条件的制约,许多高层建筑物外形多数呈现不规则形状,建筑工程设计过程中没能实现“三心合一”的状态,导致建筑物主体结构产生扭转的情况,甚至出现结构损坏。
        1.2地基与基础设计问题
        在高层建筑工程中,地基与基础施工较为重要,其将会直接影响整个建筑的稳定性以及施工质量。如若不能做好高层建筑工程地基与基础环节的施工,就会导致建筑物发生不均匀沉降、建筑物整体倾斜等问题。在设计阶段,就需要考虑这些问题,选择合理的地基与基础类型。在地基基础设计不合理时,当地基斜面坡坡度较大的时候,就会对地基混凝土施工时振捣质量造成一定程度的影响,难以保障地基基础施工质量,从而对整个建筑结构的稳定性造成消极影响。在设计工作中,如若地下室底板配筋的设计不合理,就会导致高层建筑结构的稳定性受到影响,导致高层建筑出现不均匀沉降等问题。另外,在实际的设计工作中,设计人员往往会忽略掉地下水对地基基础造成的影响,从而严重影响了高层建筑工程后续施工的施工质量以及地基基础的稳定性与耐久性。
        1.3主体结构抗震问题
        在高层建筑物主体结构设计过程中,结构抗震设计是一个关键点,通常由于工程设计人员职业素养不足及缺少应变能力,忽视了高层建筑主体结构抗震的科学设计。或者,相关工程技术人员在进行高层建筑物主体结构抗震设计校核的过程中,因为计算过程中的错误减少抗震设计的科学性。假如发生地震,高层建筑物抗震设计无法符合建筑结构的抗震规定,就有可能出现严重的损坏,导致严重的人员伤亡及经济损失。
2高层建筑结构设计问题的解决策略
        2.1科学应用设计结构方法
        房屋结构设计过程中,使用完善的设计方法可提升设计的科学性。

在房屋建筑工程设计规划阶段,须进行统筹管理,前期规划时对实际施工过程中的问题进行预期处理,可加快施工进度。应用设计结构优化法可对施工问题进行完善处理,施工设计团队应明确房屋建筑结构设计要点,优化设计方案中统筹管理制度等。人们对房屋建筑工程结构质量提出了更高、更具体的要求,施工人员应充分重视建筑工程的耐用性。应在设计、施工、检验等阶段过程落实结构设计方法,在设计施工团队内部定期召开调整施工方案、技术的相关会议。根据工程施工实际情况,充分落实设计方案,及时商议每个阶段房屋质量优化的新对策。在设计施工图纸的过程中,设计人员须考虑多种主客观因素,包括房屋建筑外形、总体结构布局、建筑承载力位置等,在设计初期,需要派遣专门的工作人员对施工现场进行勘察,了解施工现场的天气环境、水文地质等信息,并且要安插专门的设计人员跟踪完成对现场的勘察。通过该种方式,为后续的设计工作提供依据,帮助设计人员科学选择设计方案。施工人员须严格按照前期规划阶段制定的设计图纸,进行实际施工操作。
        2.2制定合理科学抗风结构方案
        考虑到高层建筑的高度问题,在工程施工过程中,就需要考虑到部分较高楼层的风荷载问题,所谓的风荷载,也可以将其称之为风的动压力。风荷载与地面高度、风压、地形等有关,由于高层建筑的高度问题,因此需要额外注意建筑所处地区的风荷载情况要保证高层建筑结构具有良好的抗风性。在展开设计工作时,设计人员无疑要考虑到高空中风压与风速对建筑物造成的影响,并且在结构设计工作中,提高建筑的抗风性能,并且尽可能地减少建筑在大风天受到的影响。另外,设计人员在对针对建筑抗风性能展开的结构设计工作中,也要考虑到当地的环境情况,根据不同的气候、温度以及风荷载情况,决定建筑结构的设计工作。首先,在展开建筑结构设计工作时,需要先保障建筑结构整体的稳固性,以此为前提,考虑后续的设计内容。一般来说,在建筑结构基础设计时,需要使用高级砂石,并且在基础持力层使用抗拔锚杆提高建筑基础的稳固性。其次,需要加强对高层建筑内部能耗机构的设计,该设计工作主要针对剪力墙、楼板等非承重结构以及建构进行耗能设计。通过对地方风压的情况,选择相应的设计方案,减少风能对建筑物造成的消极影响。
        2.3重视建筑物的抗震设计
        高层建筑物的抗震方面可应用如下方案:(1)在高层建筑物内部进行科学排布抗侧力的结构件。高层建筑物主体结构保证水平层面对称性的条件下,可在某种程度上减少建筑物在地震过程中被破坏的概率。因此,需要合理设置高层建筑内部的水平层面结构件,使得应力分布状态得以形成,增强高层建筑物主体结构连续性特征。并且增加竖向的侧力结构件,提高建筑物的抗震等级。(2)增强地基结构的抗震等级。高层建筑物的地基结构在地震发生的时候容易被破坏,导致建筑主体发生更大的损伤。可增加高层建筑物桩基的深度数值,保持其余上部结构保持良好的联动特性,进而增加建筑物的抗震等级。
        2.4严格把控工程施工质量管理
        在房屋建筑工程设计施工的过程中,施工企业须科学设置结构设计工作的管理机构,合理设计房屋建筑结构高宽比计算标准。明确房屋工程项目的具体特征,应根据施工现场情况进行具体设计,重视房屋地下室建设、外墙设计。
结束语
        本文对于高层建筑物主体结构设计过程中的扭转、防震、抗风、消防安全等难点问题,给出相关的解决方案,优化了高层建筑主体结构的设计过程,提升了高层建筑主体结构的安全稳定性。设计人员需要持续强化建筑结构设计改进力度,推动高层建筑物结构设计能力提升,满足城市发展的需求。
参考文献
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