高层建筑结构设计存在的问题及对策探讨

高层建筑结构设计存在的问题及对策探讨

武汉市民用建筑设计研究院湖北武汉430014

摘要:时代在进步,社会在发展,人们的生活水平日益提升,对于住房的要求日益提升。在城镇人口不断涌向城市的大环境下,我国的建筑行业也得到了快速的发展,并呈现一种建筑物高度逐年升高的趋势。但是在高层建筑工程中,高度的提升出现了众多的安全隐患,给广大人民群众的人身财产安全带来了极大的隐患。本文通过对高层建筑结构设计现存的问题进行了归纳,并作出了相应的解决措施,以期为业界人士提供参考。

关键词:高层建筑;结构设计;问题;对策;

前言:现如今,在城市化进程日益加快的今天,高层建筑数量的不断上升,因为关乎广大人民群众的人身安全问题,所以对其进行科学合理的设计杜宇规避后期的质量问题甚至是缺陷,都大有裨益。所以针对高层建筑的设计问题要提起高度的重视。

1高层建筑结构设计存在的问题

1.1短肢剪力墙设置过多

剪力墙各肢的肢长与墙厚之比的最大值大于4且不大于8的墙体定义为短肢剪力墙。钢筋混凝土剪力墙在高层建筑中是比较常见的,但是因为各种因素,存在的问题也众多,比如短肢剪力墙布置过多的情况下,与异形柱的受力类似,并承担较大的轴力和剪力,故此,整体建筑结构的抗震性能和防风性能会降低。在地震作用或者其他外力的作用下,高层建筑结构会因为短肢剪力墙过多而造成的不离影系那个引起楼层的坍塌,导致严重的人员伤亡事故和严重的经济损失,后果极其恶劣。

1.2上部结构嵌固端选取不合理

嵌固端位置是高层建筑结构设计中一个重要的计算指标,通过数据统计得知,目前大部分工程师经常采用的做法是在高层建筑物的低下室顶板进行奇拿骨位置的选择,但是忽略了这种嵌固方法的前提条件。即该嵌固位置的视屏位移必须是零,且该位置的转角为零。在满足楼板连续无大开洞、楼层的整体结构稳定、本楼层的侧向刚度远远强于上一层的侧向刚度的情况下才可以使用该嵌固位置的最终选择。但是显示情况中,在没有满足这几个条件的前提下进行了嵌固位置的选择,造成了高层建筑结构的抗震性能低,相应的计算模型也没有了参考价值。

1.3双连梁处理连梁超筋问题的合理性

剪力墙结构中连梁超筋现象是经常出现的,通过将连梁的梁截面高度中央设置100mm宽的水平缝,从而形成两个半高度的连梁的计算截面的等效替换方式进行处理。但是由于截面选择和计算假定存在一定误差,实际连梁和等效连梁在计算模型上存在较大差异,在高烈度区或者大震情况下,无法保证连梁的强剪弱弯,容易造成连梁在地震作用下失效,更有可能使得剪力墙或者整个结构体系的破坏,因此双连梁的处理方式是有限制条件的,需要设计人员合理分析受力状况从而综合考虑。

1.4超高问题

超高问题就是指施工单位在违规操作的情况下进行建筑物的高度价高的现象,可以极大的提升建筑企业的经济利益。但是针对高层建筑物的安全和稳定性来说是极为不利的,很容易受到外力作用下造成严重的事故,影响十分恶劣。

1.5消防结构设计的问题

随着我国城市化建设的快速推动,使得我国建筑行业内高层建筑物的数量和规模日趋增大,在高层建筑施工设计之初就要严格的把关,尤其是消防方面的设计,关乎到数量众多的人的人身财产安全,一个设计细节的疏忽或者漏洞就会造成严重的后果,甚至难以估计。且针对高层建筑中的材料的选择也要慎之又慎,要选择安全不易燃的原材料。众多施工企业在选择材料时因为没有选择好施工材料而造成的火灾事故控制不住的情况不在少数。

1.6抗震结构设计的问题

在我国,建筑行业的迅速发展并没有同时带动建筑抗震结构的同水平前进,造成我国高层建筑结构抗震性能的偏低,在该层面我国目前处于较低的水平。抗震结构的总体设计要考虑建筑材料的选择、建筑结构以及墙体的承重、相关的抗震标准设计等多方面的因素,将设计做到精益求精。但是我国地震发生频率并不高,导致众多的高层建筑设计人员将抗震环节忽略,还有就是我国关于抗震设计的专业人员的欠缺,总体导致我国建筑行业的抗震水平偏低,埋下了众多的隐患。目前,我国主要依托计算机进行抗震个分析,但是过度依赖计算的分析计算造成造成了我过抗震设计的局限性以及适用性的降低。所以当前如何提高建筑行业对抗震结构设计重要性的认识以及抗震分析的方法选择至关重要。

2高层建筑物结构设计存在问题的解决对策

2.1恰当选择结构方案

通过专业人员进行高层建筑结构的合理选择,综合考虑高层建筑结构设计的相关标准以及施工方案的优选进行慎重的对待,通过深入了解相关规范了解设计中的短板问题进行有效的规避,并针对施工现场进行仔细的勘察工作,使得设计方案与施工场地实现良好的对接,从而为选择最佳的施工方案做出最优的决策。进行高层建筑的设计时要满足建筑功能的前提下进行支撑结构的取舍,并多多采用大跨度的结构设计。此外,针对建筑结构较为复杂,整体给人感觉不规则,平面较少的情况下,通过增设防震缝的方式形成结构单元。在进行结构设计的同时,要注重对施工现场低下水位、土层地质、周边建筑物环境的考察和记录,为高层建筑的设计提供最精确的数据支持,最终敲定最优的结构设计方案。

2.2注重计算简图的使用

在高层建筑结构的设计中,出了上述内容之外,还要关注计算简图的选择和使用,能够为高层建筑结构的设计提供良好的基础。针对高层建筑结构设计的复杂程度,要综合考虑高层建筑结构中的各种因素,保证其计算过程的精确和真实,使得建筑施工能够有精确的数据可以参考。

2.3注重结构设计中的各种性能的满足

在保证高层建筑功能需求的前提下,并大力保证高层建筑的安全和稳定,是当前高层建筑结构最为关键的问题。

首先,针对高层建筑结构总易出现变形、倒塌的问题,要着实强化高层建筑结构中延展性的设计,充分将结构的柔和都体现在该建筑项目中,若出现强烈的外力作用,使得其能够在一定程度上保证高层建筑结构的稳定和安全。

其次,要针对高层建筑结构设计中水平力即同一平面内各种力学载荷特点进行充分的关注,并在结构设计过程中着重加强。

最后就是要时刻以提升建筑结构整体稳定性为设计核心,比如短肢剪力墙的设计,要按照相关的规定进行科学的构思,并参考实际工况进行适当的调整,使得设计方案和最后的施工方案高度衔接,对于提升高层建筑整体的结构的质量大有裨益。

2.4消防结构设计的优化

可以从三点展开优化工作:第一点就是建筑材料的选择,尽量选不可燃的材料,从而能够有效的阻止火势蔓延;第二点就是合理设置防火带,第三点就是优化防火系统和安全通道,

2.5抗震结构设计的优化

通过对建筑工程结构水平的承受力以及高层建筑对地震和强风的反应进行系统的调查,将写调查数据总结的经验融入新的高层建筑结构设计中,保证结构墙的均匀受力,使得在遭遇外力时能够得到快速的疏散。比如在高层建筑结构中一些受力差的位置增设竖向的构件墙,可以有效的保证建筑结构的安全。

结束语:

综上所述,高层建筑结构在我国的发展历程中的作用越来越大,所以要不断强化高层建筑结构设计的重要性,将结构设计进行不断的优化,针对抗震、消防等设计中的弊端进行逐步的优化,为我国的高层建筑提供一个良好的设计基础。

参考文献:

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