高层建筑结构设计常见问题与解决措施研究

发表时间:2021/8/4   来源:《建筑实践》2021年第40卷3月9期   作者:余怡
[导读] 建筑结构设计的合理性,决定了整个建筑工程的安全性、适用性与耐久性。

        余怡
        巴特勒(上海)有限公司广州分公司  广东省广州市510000
        摘要:建筑结构设计的合理性,决定了整个建筑工程的安全性、适用性与耐久性。然而,纵观我国建筑行业发展现状可以发现,建筑结构设计中仍存在一系列亟待解决的突出问题,影响了整体建筑工程的质量。为此,全面探究建筑结构设计中的问题及解决策略就尤为重要。本文对高层建筑结构设计常见问题与解决措施进行分析,以供参考.
关键词:建筑结构设计常见问题与解决措施研究
引言
        随着我国建筑业的快速发展,建筑结构设计已成为人们关注的焦点。建筑结构设计安全是维护建筑整体安全的重要环节。因此,设计师一方面要认真贯彻建筑设计规范,另一方面也要高度重视建筑安全分析。从主客观因素出发,探讨建筑结构安全设计的重点,以促进我国建筑业的更好发展。
1建筑结构设计的意义
        建筑行业的迅速发展,使各类建筑技术层出不穷,并取得了良好的应用成效。当前,人们越来越注重生活品质,而优化建筑结构设计,合理运用建筑技术也显得更加重要。可以说,加强建筑结构设计的合理性,是保障建筑工程质量安全的先决条件。在建筑结构设计中,只有全面考虑各方面影响因素,才能保障建筑的可靠性。
2重视建筑结构设计水平的必要性
        随着建筑业不断发展,建筑行业领域涉及的施工规模不断扩大,行业内外的竞争环境也日趋激烈。建设单位为了在行业竞争中取得明显的优势,须确保建筑工程能够为企业发展带来较高的经济效益。工作人员应充分重视工程的设计,明确建筑工程的结构布置和设计要点,优化工程设计方案,在建筑项目施工过程中落实工程方案,以提高施工质量。为了推动建筑行业发展,工程项目施工应重视原有的设计方案,综合考虑工程运作的各方面影响因素,提升建筑体适应性、耐久性。工程建筑结构设计人员应重视工程的整体美观与协调程度,满足客户的现实需要,立足以人为本的建设观念,保障建筑工程的使用性能、安全性能。
3高层建筑主体结构设计过程中的常见问题
        3.1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。
        3.2高层建筑主体结构抗震问题
        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。
        3.3施工技术水平和管理能力不足
        建筑工程结构设计是一项系统化、复杂化的工作,建筑工程前期的规划设计方案对建筑结构的科学性较为关键,设计图纸在工程施工过程中具有指导性的作用。现代科学技术应用、细节描绘不合理,会降低后期具体施工的水平,影响建筑工程的质量。设计施工过程中监管机制不严格,团队工作人员在施工过程的积极性、主动性不足,建筑结构高宽比计算标准不合理,易导致出现检验失职等问题。


4高层建筑主体结构规划设计过程中的难点应对方案
        4.1合理安排建筑物的布局
        工程设计人员在进行高层建筑物主体结构设计的过程中需要依照地基具体情况及建筑物的主要功能需求等等条件科学设计高层建筑物的外型,最大限度地使用相对来讲比较规则的几何形状,比如圆形或者矩形等等,科学布置建筑物平面布局,尽量确保高层建筑物重量处于均衡分布的状态。在高层建筑主体中设计抵抗侧向应力的构件,防止建筑主体结构发生扭转的情况。例如在高层建筑物内部的凹角部位避免设计楼梯间及电梯间,保持建筑物主体结构内部的刚度载荷分布处在相对均匀的状态,防止高层建筑发生扭转的状况。
        4.2重视建筑物的抗震设计
        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。
        4.3严格把控工程施工质量管理
        在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,合理设计建筑结构高宽比计算标准。明确工程项目的具体特征,应根据施工现场情况进行具体设计,重视地下室建设、外墙设计。在进行建筑工程结构设计时,应注重工程方案的细节设计,企业需要协调内部设计具体工作,加强各设计部分和工作环节间的合理配合,优化利用数据测量成果。应根据施工现场实际情况,进行设计方案的审核与管理,明确结构设计的重点、管理工作的核心,在不断优化设计手段的同时完善结构设计成果。设计单位应健全建筑结构设计图纸的出版制度,保障图纸的科学性、可行性,避免出现与实际施工不相符的情况,确保具体实施过程中的施工质量。
        4.4控制高宽比和桩距
        建筑结构的抗震设防烈度应控制高宽比以及桩距,科学设计建筑结构,应确保设计方案符合施工现场的实际情况,满足对工程施工的需求。设计人员提出高质量的结构设计方案,可提升建筑工程质量,加强结构设计人员的专业水平,严格审核已设计好的项目,以提升建筑结构设计的科学性、适用性。设计人员应考虑建筑结构类别,综合非抗震设计等级、抗震设防烈度,合理选择最大高宽比控制标准。非抗震设计水平为5、抗震设防烈度为8的框架结构,结构高宽比应控制在3以下。对于框架-剪力墙结构,应控制结构的高宽比在5以下。
        4.5合理设置嵌固端
        对于没有地下室的普通建筑结构,其结构的嵌固端位置比较明确;对于带有地下室建筑结构,且地下室的结构刚度和受剪承载力相比上部楼层较大时,地下室顶板可作为嵌固端;对于带有地下室建筑结构,但地下室顶板由于开设地下中庭、开大洞、半地下等原因,不能满足嵌固要求时,此时的地下室顶板是不能作为嵌固端的,嵌固端位置可能下移;对于带底盘的地下室,上部结构地下室顶板与周边地下室顶板存在高差时,若该高差小于首层层高的1/3,且嵌固端满足刚度和承载力的要求时,嵌固端可取在地下室顶板处,但需采取加强措施;若该高差不小于首层层高的1/3时,地下室顶板不能作为嵌固端,还需对高差位置处的梁或墙采取竖向加腋或斜撑等的处理措施。
结束语
        建筑设计对建筑的安全性具有显著影响。建筑结构需承担较大荷载,维持建筑的稳定性和平衡性。因此,在建筑设计中,必须高度重视结构设计,完善结构抗震性能,注重结构设计合理性,做好楼板、配筋的设计工作,以增大整体工程的安全系数,加快现代化城市的前进脚步。
参考文献
[1]李广龙.建筑结构设计中BIM技术的应用实践分析[J].工程建设与设计,2019(15):139-141.
[2]汪大绥,包联进.我国超高层建筑结构发展与展望[J].建筑结构,2019,49(19):11-24.
[3]李子懿,肖从真,李建辉,李爱群,陆宜倩.复杂高层建筑结构抗震设计方法研究现状与展望[J].建筑科学,2019,35(09):120-125.
[4]蒋慧,李希胜.基于BIM的建筑结构协同设计关键问题研究[J].森林工程,2017,34(06):102-108.
[5]魏琏,王森.中国建筑结构抗震设计方法发展及若干问题分析[J].建筑结构,2017,47(01):1-9.
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