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摘要:近些年来,基于我国社会经济快速发展背景下,城市居住人口逐渐增多,加快了城市化进程的同时,在一定程度中从城市居住人口不断增长趋势下,还能够充分体现出城市水平得到显著提高,进一步推动城市化经济发展,但是与此同时却逐渐凸显出一系列矛盾与问题,比如在人口与土地问题逐渐突出背景下,大多数开发商在投资时,重点关注高空建筑或者地下建筑,以此来解决用地紧张问题。本文主要分析在设计超高层建筑时需要注意的各种事项及问题,并提出相应解决措施,以期能为高层建筑的结构设计提供理论依据。
关键词:建筑结构;高层;设计;问题;应对措施
近年来,基于高层建筑不断发展背景下,超高层建筑越来越多,且不再属于大城市中独有的标志。通过利用城市中有限土地资源,将建筑横向建设功能充分发挥出现,建构成高层建筑对提高城市的规划水平起着重要作用,在一定程度上,高层建筑可将整个城市的经济与社会进步情况反映出来。对于超高层建筑的设计,需应用到各种先进知识与先进技术,且对于设计师的要求较高,不仅需具备扎实理论基础与先进设计理念,同时还要考虑到建筑安全性与实用性,确保超高成建筑满足人们使用需求,因此在设计超高层的建筑结构时,一些关键性的问题应引起设计师重视。
1.在设计超高层的建筑时所存在问题与相应解决对策
1.1扭转问题
大部分超高层的建筑结构中易存在扭转问题,若在设计建筑时未充分对该问题进行科学处理,那么则易对超高层整个建筑结构造成影响。在设计超高层建筑时,应重视三个核心内容,分别为建筑几何中心、高层建筑结构中心与建筑刚度中心,均为建筑物核心组成部分[1]。然而在实际实际过程中,大部分设计师未充分重视对建筑中心、刚度中心与几何中心重合,从而导致建筑因压力问题而产生扭转问题。一旦建筑结构发生扭转后,对于竖向构件且受力较大结构边缘就易出现脆性破坏现象,受水平力特别是地震力影响,会率先进入到破坏状态,故而在设计过程中,需提供有效强化措施,进一步增强结抗扭刚度。为了对结构扭转现象进行控制,应合理调整建筑整体的结构方案,遵循结构平面尽量规则,最大程度上促使建筑中心能够与刚度中心相重合,以此来降低结构偏心距。比如,可将抗侧力的构建放置在建筑四周位置,通过对抗侧力构件位置进行调整,促使建筑结构扭转效应得到改善。有时通过单一以增加构件的截面与刚度是无法实现扭转效应的,尤其是在大地震作者用下,因构件进入至非弹性的阶段中,对于地震剪力只能由刚度较大的构件来承担,也会导致这些构件出现脆性破坏。因此,对于处在扭转位移比较大的构件,可通过应用混合结构的构件提升其延性,以此来增强结构安全性[2]。
1.2基础设计
在超高层建筑的设计中,基础设计是最为重要的,对于建筑物而言,其所承受的各种荷载大多都有基础传到地基,进而起到“承上启下”作用[3]。由于超高成建筑特点主要为层数多,且上部结构的荷载量较大、较为集中,故而基础埋置必须够大。在开展基础设计时,需确保其所埋置深度能够符合基地稳定与变形要求,避免建筑物发生倾斜现象。对于超高层的建筑物,通常情况下,基地大多采取符合基础、筏形基础或者桩形基础,需结合工地的地质、上部结构、施工、四周环境、抗震设防等条件综合进行考虑,以此来选择合适的基地类型。
1.3超高问题
现阶段中,在大多数超高层建筑内普遍有超高承重问题存在,故而在建筑的抗震能力上,我国对于超高层的建筑有着严格要求,且对于建筑高度也有一定规定。
因此在设计超高层的建筑时,不可因结构类型发生变化而造成建筑出现超高问题,需认真对超高层的建筑结构方案进行审核与设计,避免超高问题存在。
1.4嵌固端的设置问题
在大多数超高层的建筑物中,在设计建筑结构时都会存在地下室,因此对于建筑嵌固端则被放在地下室的底板处[4]。实际上,对于超高层建筑结构的嵌固端而言,其对于高层建筑的基础有一定要求,需要基础埋置在一定深度内,主要目的是为了确保整体结构具备稳定性,而且还能够降低地震反应。设计师在处理嵌固端问题时,需表现出高效工作状态,避免在施工期间因嵌固端问题而导致设计方案被修改,出现一些不必要麻烦。
2.在设计超高层建筑时需注意事项
对于超高层的建筑结构进行设计时,需考虑到荷载考量、建筑安全及抗震性。
2.1荷载考量
与低层建筑相比,超高层的建筑高度更高,需考虑到建筑物对水平方向所承受的荷载量,并且在水平面上还会受到风力、自然灾害等因素的干扰。因此在设计高层建筑结构时,既要对建筑的横向荷载进行考量,同时还应当加大对整个建筑水平的荷载进行考量[5]。
2.2建筑安全
由于高层建筑的顶部压力较大,导致建筑在完工并交付使用时,会出现轴向走样情况,进而对建筑粱的弯矩造成影响,因此在设计建筑结构时,要想确保高层建筑安全性,需对建筑粱的弯矩进行重点关注,避免建筑发生轴向走样现象。
2.3抗震性
对于高层建筑的设计,需重点关注其结构是否具备延展性特点,对保证高层建筑抵抗地震自然灾害,确保人们生命安全与财产安全起着重要作用。
3.结语
总而言之,在设计超高层建筑的结构时需引起重视,其将直接对超高建筑物使用与质量造成影响。对于设计人员而言,在设计过程中需强化对建筑结构的设计标准、设计规范与居住舒适度进行解析,重视建筑结构体系、深基坑支护结构、钢管结构等问题,进而设计出具备较强抗震性能、较高合理性及结构科学的建筑结构方案,以此来确保超高层建筑使用安全性与使用周期,给居住者创造安全工作、生活环境。
参考文献
[1]赵洋.建筑结构设计中应注意的问题探讨[J].山西建筑,2019,45(01):36 -37.
[2]张良平,杨文参.某超高层建筑结构设计中几个关键问题的思考[J].建筑结构,2019,499(07):60-64.
[3]王大高.超高层建筑结构设计的关键问题探讨[J].低碳世界,2020,199 (01):105-106.
[4]余晓雅.超高层建筑结构设计分析及结构方案对比研究[J].四川水泥,2020,281(01):340-340.
[5]彭宁.关于高层建筑结构设计关键性问题的探讨[J].四川水泥,2020, 289(09):287+293.