高层建筑结构设计存在的问题及优化措施分析

发表时间:2021/9/7   来源:《建筑设计管理》2021年5期   作者:张哲
[导读] 当今,随着我国经济的飞速发展,伴随着我国城市化发展水平的提高,大城市持续新增高层建筑物,此类建筑能够缓解大城市用地紧张的难题
        张哲
        四川原力工程设计有限公司,四川 成都 610000

        摘要:当今,随着我国经济的飞速发展,伴随着我国城市化发展水平的提高,大城市持续新增高层建筑物,此类建筑能够缓解大城市用地紧张的难题。高层建筑物的结构设计一直以来都是本领域关注的焦点问题,如果处理不得当,可能会影响其结构的稳定性,甚至引发严重的问题。为了促进高层建筑物结构部分的设计更加科学,文章对其设计过程中的共性问题实施了深入研究,并且给出了适当的解决方案,期望能够为提升高层建筑结构设计的品质提供一定的参考价值。
        关键词:高层建筑;结构设计;问题;优化措施
        引言
        高层建筑需要在其建设工作正式开始之前需要考虑的情况,结合具体要求,将已有的各式设计方案进行建筑结构方案的改变,保证建筑物强度的同时还需要保证高层建筑物的使用功能和经济性具有更高的性价比,使高层建筑体系发展的更加完善,提高人们对于高层建筑的满意度,使高层建筑能够在未来的时间内获取更加广阔的发展空间。
        1高层建筑结构的特征
        高层建筑物的设计要考虑到水平与垂直两个方向的受力作用。其水平方向的受力作用,使建筑能够承受住地震台风的影响。垂直方向受力作用是指建筑物的自身重量作用,在高层建筑的设计时,要重点考虑建筑物结构体抗震性能。普通型多层建筑物受到的水平和垂直方向的作用力,没有高层建筑物承载能力大。在高层建筑中,地震风力都会给建筑带来较大影响,因而在结构设计前,要更加关注受力状况。随着建筑物楼层的增高,这时结构侧移扭转的角度绝对值也在逐步增加。高层的建筑侧移如果过大,会给居住在房间内的居民带来眩晕的感觉,也会影响到建筑物的使用,也会损坏建筑物的结构构件。为了能够防止灾害的发生,要尽最大可能在设计时,将建筑物侧移控制在技术上要求范围内,来给居住在建筑物内的居民们提供舒适的生活,也能够使建筑物正常使用。
        2当前高层建筑结构设计存在的问题
        2.1结构体系问题
        在高层建筑的结构设计工作中,需要考虑到结构体系的合理性,确保高层建筑的结构体系能够满足建筑工程的实际需求,并将结构的稳定性考虑进去,如若选择的结构体系并不合理,就会直接影响到结构的稳定性,导致结构的稳定性下降。比如在钢筋混凝土结构体系设计工作中,设计人员就需要充分结合工程结构的特点,并根据建筑所在的地区抗震设防等级的具体情况来选择适宜的结构体系。设计人员在选择结构体系时,如若不考虑结构的合理性,就会直接影响到高层建筑结构的稳定性以及安全性。特别是在决定钢筋混凝土的结构体系时,如若不能科学制定设计指标(比如周期比、位移比、位移角等指标),就会直接影响整个建筑结构的各项性能,并在后续的施工以及使用过程中产生各种安全以及质量问题。
        2.2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高层建筑结构设计问题的解决策略
        3.1科学布局与选择设计方案
        在高层建筑工程的结构设计环节,通常会出现结构扭转等问题,为了解决该种问题,就需要设计师在展开工作时,采取相对规则的平面作为建筑的结构设计。为了保障设计质量以及后续建筑工程施工的顺利展开,必须要保障每个设计部分的设计质量。在展开设计工作的过程中,需要考虑到建筑的稳定性,并且确保建筑结构具备对称性,避免由于建筑不对称而引发的建筑质量不过关等问题。也就是说,在实际的设计工作中,需要通过科学的技术以及手法,进行平面布局,以此提高建筑结构的稳固性以及安全性。高层建筑工程的设计方案是设计环节中最为关键的一部分。首先,在选择设计方案时,需要参考建筑工程项目的具体要求,根据建筑工程的要求决定设计图纸上各工程部分的参数,另外,设计人员还需要考虑到设计图纸上标注的参数是否完全符合当下的行业标准以及我国法律法规的硬性要求;其次,在设计工作中,设计师需要考虑到后续建筑工程施工的可操作性,其不仅要保障设计图纸上的内容满足建筑工程需求,还要为建筑工程的后续施工提供依据,保障后续施工的安全以及质量。除此以外,通过科学的选择设计方案,能够有效提高建筑工程后续施工的施工效率以及施工质量,简化施工流程,降低施工难度,帮助施工单位更加便捷快速的完成施工作业,并保障施工质量。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。
        3.2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)增强地基结构的设计等级。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。
        结语
        高层建筑物设计是一个比较复杂而且综合性的建筑设计工作,随着当前科技迅速发展,对结构设计要求更加严格,就要提出相应的设计对策,来使建筑物更加稳定。设计工作复杂性会受到设计师主观意识的影响。在设计中,受到主观客观的因素影响,会给建筑设计带来一些隐患,因此需要采取有效措施,不断优化设计方案,要增强建筑物的抗风能力、抗震能力,才能够保证建筑物内部人群的安全。
        参考文献
        [1]徐祥希.高层建筑结构设计的问题与对策研究[C].2019年4月建筑科技与管理学术交流会.
        [2]华苗,郑德标.基于高层建筑结构设计的问题与对策研究[J].文摘版:工程技术,2019(21):34.
        [3]吴颖飞.高层建筑结构设计的问题及对策研究[J].建筑工程技术与设计,2017(23):1431.
        [4]庄聪颖.高层建筑结构设计中的问题与设计方式研究[J].住宅与房地产,2017(6).
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