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1、论高层建筑结构设计存在的不足与对策 郜志远 姜巍 中机国际工程设计研究院有限责任公司 摘 要： 城乡一体化建设的进程逐渐加快, 促使建筑领域得以相对快速地发展。因建筑用地不断减少, 高层建筑开始变成建筑的发展趋势。高层建筑结构设计是高层建筑的建设过程中的重点工作, 直接影响建筑的用途与质量目标的实现。然而目前高层建筑结构设计尚有许多问题。笔者从高层建筑结构特点与设计基本原则出发, 深入探讨高层建筑结构设计中的不足, 针对结构设计中的不足给出些许有效的处理措施。关键词： 高层建筑; 结构设计; 不足; 对策; 作者简介：郜志远 (1986-) , 男, 回族, 河南平顶山人, 中级, 硕士, 主
2、要从事结构设计工作。作者简介：姜巍 (1985-) , 男, 汉族, 湖南宁乡人, 中级, 硕士, 主要从事结构设计工作。收稿日期：2017-8-1Received： 2017-8-1前言我国社会经济水平的不断提高, 使得高层建筑成为建筑领域的主要成分, 特别是在城市建设中, 高层建筑比重不断提高, 这在相应程度上来说加强了城市建设的有序性, 缓解了城市建筑用地面积缺少的压力, 所以, 高层建筑建设成为目前我国城市建筑发展总体趋势。然而就高层建筑建设过程中而言, 其实际操作难度相对较高, 特别是从高层建筑结构来看, 更是有大量的注意问题, 要求落实确保有关的高层建筑拥有理想的稳定性程度。可见,
3、 深入探讨高层建筑结构设计工作, 发现目前尚存的主要问题, 并由此展开解决、健全工作十分重要。1 高层建筑结构设计的主要内容1.1 高层建筑结构设计的特征在结构设计过程中, 应严格遵守相关建筑行业标准与规范, 对高层建筑的结构展开总体设计、构造、绘图及测算、技术经济研究等工作。高层建筑结构设计, 一般以钢筋混凝土与钢材为主要材料, 钢筋混凝土不仅形状多样、成本较低且来源充裕, 更重要的是其材料具有良好的耐久性与承载力。高层建筑的主体构造主要由楼层及传递竖载、竖向交通结构与抗侧力、基础等构造组成。在高层建筑受力后, 每部分能够经过调整实现受力平衡, 同时可以构成建筑的传力途径, 最后使外力传递至
4、地基。高层建筑结构设计主要分为水平力设计、抗震设计及剪力墙设计等。高层建筑的竖向结构里的轴力与弯矩的数值和建筑高度成正比, 倾覆力矩及轴力和建筑高度的平方成正比, 其中竖向荷载可看作定值, 风荷载与地震数值随结构动力性不同而变化。1.2 高层建筑结构设计基本原则(1) 就高层建筑的结构设计而言, 应按照高层建筑所在的地质条件确定科学合理的基础方案。设计基础方案时, 设计者除研究高层建筑的结构之类与荷载分布等问题, 还应当对建筑的施工条件、干扰因素展开综合考虑, 最后明确设计方案。 (2) 高层建筑结构设计任务的完成, 一定要有科学的计算简图为保证, 如果建筑计算简图的设计不合理, 很有可能导致
5、整个设计工作出错。所以开展高层建筑结构设计工作时, 必须以质量与安全为原则, 制定科学的计算简图。 (3) 确定构造手段是高层建筑的结构设计工作的重要组成部分。高层建筑结构设计除了要符合强剪弱弯与强压弱拉的设计要求, 还要符合强柱弱梁的设计原理, 最后使得建筑物的强度与耐力条件符合标准, 增强高层建筑的使用价值。 (4) 根据上述原则完成设计后, 要制定出结构设计的最终方案, 同时要确保该方案的经济性、可行性与持久性。2 高层建筑结构设计的不足2.1 高度设计不恰当就高层建筑结构的科学设计而言, 高度设计是十分核心的内容, 是直接影响高层建筑使用效果的关键, 要进行有效高度设计, 一定要联系当
6、地的地质情况与有关的高层建筑使用要求展开重点研究, 保证其高度科学合理。过高设计高层建筑高度也许会导致部分超高问题出现, 从而干扰高层建筑的安全性与稳定性特点, 而过低设计高层建筑高度, 有可能导致高层建筑的使用效果降低。2.2 负荷设计不合理在高层建筑结构设计过程中, 应当重视一定的负荷设计, 就高层建筑结构设计中的负荷设计来说, 一定要确保高层建筑结构总体平衡性效果, 保证其可以发挥相对理想的应用价值效益, 防止发生任何不确定因素。在进行负荷设计的时候, 比较常见的问题即考虑问题不够全面, 没有对具体的高层建筑负荷设计工作展开全面的研究, 特别针对不同部分的作用力, 无法展开仔细精确的核算
7、, 最终直接影响到负荷系统的总体稳定性效果。2.3 材料设计不科学就高层建筑结构的详细设计而言, 其相关的结构之类通常包括框剪结构、框筒结构和筒中筒结构等, 要充分发挥以上结构的功能就要求重视施工材料方面的严格把关, 保证施工材料设计的科学性与可靠性, 而现阶段的高层建筑结构设计中, 在此类施工材料设计部分尚存的缺陷问题依旧相对较多, 例如针对钢筋混凝土材料的选用不合理, 就一定会影响到总体结构的利用效益, 特别是针对配筋率以及有关的施工材料使用数量, 这同样也是导致之后各种故障问题出现的主要原因。2.4 抗震性能设计较弱就高层建筑的安全有效运用而言, 抗震性能也是要求重点考虑的一个关键要点内
8、容, 此类抗震性能的设计也就要求在实际的高层建筑结构设计过程中进行严格管理, 保证它可以在后续建筑物使用是具有理想的稳定性效益。然而在现阶段实际的高层建筑结构设计过程中, 抗震性能的设计较弱还是相对频繁的一类问题, 设计者针对抗震等级的掌握不确定, 亦或是有关的抗震性能设计时发生明显的偏差问题, 都将干扰并约束最后的使用稳定性效果, 这些都要求引起充分的注意。3 高层建筑结构设计不足的完善对策3.1 重视采用结构方案的科学性结构方案选用的科学与否直接影响高层建筑工程的建筑质量。合理科学的建筑结构设计可以成功实现建筑结构水平设计的效果目标, 所以在建筑结构设计的时候应当高度重视结构方案的选用。在
9、选用结构方案的时候: (1) 要针对结构方案的有关标准与要求认真分析, 避免由于结构设计方案和有关标准矛盾干扰后续施工的顺利进行。 (2) 实际结构方案的选用还要求按照建筑项目的施工范围与施工现场的具体条件等全面考虑。 (3) 还要求按照建筑项目的规模以及施工现场的基础情况展开实地勘察, 以此为前提做到最佳结构方案的选用。3.2 科学利用计算简图计算简图作为建筑结构设计的数据基础, 其中包含建筑结构设计的计算内容, 是影响建筑结构设计的核心问题, 所以促进计算简图的科学利用有利于达到建筑结构设计的安全、合理目的。因为高层建筑结构设计有一定的复杂性, 在明确计算简图时存在相当的难度, 计算简图的
10、实际明确过程总是要求全面考虑不同因素的干扰, 从而保障后续计算工作的确定性与客观性。3.3 在结构设计阶段, 重视建筑物不同价值的实现高层建筑结构设计的主要目标就是符合建筑物的不同方面用途的要求, 唯有各方面用途要求较好的实现才可以体现该高层建筑结构设计是否合理恰当, 也才可以确保建筑的正常应用。建筑结构设计的性能标准主要体现为结构延展性、水平力以及稳定性三方面。 (1) 加强建筑结构延展性设计。建筑结构延展性设计重点是应用于解决高层建筑容易发生坍塌、变形等事故。其中比较常见的是建筑物遇到自然灾害, 出现的结构变形与倒塌。所以增强建筑结构延展性具有十分重要的现实意义。应当在结构设计的时候重视满
11、足延展性一起。 (2) 重视高层建筑结构水平力设计。水平力即高层建筑结构在同一平面所承受的各种荷载力的总称。水平力对高层建筑结构的影响很明显, 设计者在设计的时候一定要落实有关管控工作。 (3) 符合高层建筑对稳定性的需求。建筑结构稳定性作为建筑结构设计阶段的最重要的性能标准, 其实现依赖于设计阶段对各关键点科学设计, 这中间相对典型的运用就是短肢剪力墙的设计位置的管控。4 结束语随着我国的城市化发展脚步的加快, 高层建筑的结构设计越来越受到人们的关注, 所以应及时指出结构设计的不足, 找出最佳对策并落实, 从而推动我国高层建筑行业的发展, 提升我国高层建筑的各方面性能。参考文献1张林林.论高层建筑结构设计存在的不足与对策J.建材与装饰, 2016 (01) :7071. 2钱冬江.高层建筑结构设计的问题及对策探讨J.中国新技术新产业, 2016 (11) :139140. 3杨佩琨.高层建筑结构设计的问题与对策论述J.四川水泥, 2016 (12) :72.
