360作文网

多高层建筑结构设计范例(12篇)

栏目:报告范文

多高层建筑结构设计范文篇1

关键词:高层建筑;结构设计;解决对策;企业发展

中图分类号:TU318文献标识码:A

引言

社会责任和行业发展的需要,不断的对高层建筑结构的设计和施工提出了更高的要求,作为高层建筑的灵魂的钢筋混凝土结构设计无疑成为了重中之重的任务。为了更好的发挥高层建筑的优势,保证高层建筑的安全施工,应提高钢筋混凝土的结构的设计和管理,对设计中存在的问题要给出相应的解决方案,关键的问题更要做到全盘考虑。在设计中应突出设计内涵,把握整体机构,才能更好的完成设计目标。故本文对高层混凝土结构设计中的问题进行分析和解决。

1、高层建筑结构设计的原则

1.1选择合理的计算简图

对于高层建筑结构设计来说,结构设计的计算必须要依照计算简图进行,因此,倘若计算简图存在问题,则会引起高层建筑结构设计的不合理,进而造成高层建筑的一些安全问题。因此,在设计高层建筑结构设计时,要建立在安全基础之上选择合理的计算简图。

在高层建筑项目施工之前,应结合高层建筑项目周边的地质、地貌条件,科学合理的选择基础设计方案,对于高层建筑项目的结构类型、荷载分布,设计人员必须要熟练全面掌握,以便于能够全面、仔细的分析高层建筑施工条件、施工影响因素等各方面条件,最终科学合理的选择基础方案。

1.3选择适合的计算工具

目前,在高层建筑结构设计中,计算机技术已经得到了广泛的应用,并展现出了良好的应用效果,对于推动高层建筑结构设计的科学发展发挥了重要的作用。因此,对于计算机辅助计算工具,高层建筑结构设计人员必须要全面掌握、熟练运用,以便能够将计算工具的功效发挥的更大。

2、高层建筑结构设计中存在的问题

2.1高层建筑结构的高度问题

不少建筑开发商家为了谋取自身高额的利润而一味地使高层建筑结构超高,这种在建筑物上私自增高的行为不仅违反规范操作,而且还会带来很多隐患。我国地质结构多样化,每一个地方的地质结构都有自己的特点。一般处在板块边缘交界处的地方就容易发生地震,如我国的西南地区,如果高层建筑的高度过高,就会降低它的抗震效果,对使用人群带来极大的生命安全威胁。

2.2高层建筑结构的均衡关系不够合理

在高层建筑的结构布局上,设计人员在设计前应该先将街道的宽度和窄度测量清楚,再考虑高层建筑物的自身尺度。一个设计合理的高层建筑其主题、裙房和顶部之间应该是均衡的尺度空间。另外,高层建筑的地理位置应该以城市的街道布局为基础,与其相容,做到和谐,确保高层建筑的结构设计部不会坏周边建筑的美感,不阻碍车辆行人的出行,并且自身外形应该做到美观。然而,设计人员在该方面还存在一些薄弱意识。

2.3高层建筑结构设计体系不够合理

高层建筑的结构设计出了追求外观好看以外,还有注意设计的科学性和和合理性、体系化。对于高层建筑的设计并不是单一的,有剪力墙结构体系、筒体结构体系等等。另外,要想一个高层建筑达到一定的安全性,一定要将其整个结构设计系统化,既要考虑地震等带来的巨大载荷,也要考虑到水平方向的强风等,并且还有做好相关的预防措施。如果这些问题只是被单独拿出来解决,而忽视其他一连串的问题,就极容易给高层建筑埋下隐患,对突如其来的灾害不知所措。

2.4高层建筑结构设计中对结构计算的结果难以判断

对结构计算结果进行判断并不容易,高层建筑结构计算所要考虑的因素众多,不仅要对结构自振周期、振型曲线、水平位移特征等因素进行考虑,还要考虑其抗震设计的合理性。因此,很多高层建筑的设计中难以对结构计算的结果进行准确的判断,往往遗漏一些影响因素,造成结构计算的不合理。

3、高层建筑结构设计的问题应对策略

3.1地基基础设计

工程师都非常重视地基的基础设计问题,若是地基存在着严重的缺陷,不仅仅影响的是工期问题,还会直接影响工程造价。沉降问题是首要考虑的问题,为防止不均匀的沉降对结构设计以及施工带来的灾害,较长的建筑物通常会在建筑平面的转折处和高度差异很大的位置设置沉降缝,其作用就是把建筑物分别分割成几个部分,使各个部分在设计中不受影响。天然地基是不能满足高层建筑的承载要求的,因为高层建筑的载荷往往是很大的。基础压力的设计值等于或者不超过地基承载能力的5%时,可以通过提高上部的结构刚度实现。当基础压力的设计值超过地基承载能力的5%时,可以通过扩大基础底面积和减少上部的载荷等方法。我国幅员辽阔,对地基的承载能力要求也是不同的。例如内蒙古的包头等城市多采用的是有石屑、煤灰和水泥加水拌合而成。所以在地基基础类型学习和设计方法处理时,仅仅一本《地基基础设计规范》是往往不能够满足要求的,地方性的地基基础设计和经验描述更值得我们去深深的研究。

3.2优化高层建筑自身的缺陷

高层建筑自身所带有的缺陷也是很多的,比如高层建筑的温度收缩问题、沉降问题等,除此之外,高层建筑因为其体型很庞大宏伟,内外部结构千变万化,十分复杂,所以极其容易对建筑物本身造成不利的影响。如果工作人员想要加强高层建筑物的安全工作,就不能忽略以上其自身的弱点,并且还要根据不同的问题进行不同的设计,妥善处理。现今,建筑行业的结构分析技术和其计算方法得到了更好的提高,在高层建筑的平面设计方面也出现了设计不规范、不对称以及曲线形设计等现象,在高层建筑实际中也应用到了耗能减震技术。

3.3对高层建筑的轴压比进行控制

一般来说提高混凝土的强度是对高层建筑轴压比进行控制的直接方法。如果还不能达到相关标准,则还可以使用其他方法来对轴压比进行控制。

(3)提高混凝土强度等级对轴压比的控制有直接的效果,但混凝土的强度越高其脆性也越大,因此要合理的控制混凝土强度等级。

3.4混凝土结构耐久性

设计人员要尽可能的去采用一些稳定性和抗入侵性都很强的混凝土进行施工,这样在材料的选择上做了自身结构性的最优选择。在具体设计过程中,要考虑到不同的构件所处的环境进行差异化的设计和材料的选用,根据规范要求保证混凝土保护层厚度,保证其能延长使用年限。

多高层建筑结构设计范文篇2

关键词:多层建筑;框架结构;设计问题;解决措施;分析;研究

中图分类号:TU323.5文献标识码:A

通常情况下,在建筑工程中,多层框架结构形式的建筑,其建筑结构传力不仅明确,并且在进行建筑结构的布置中,也具有较大的灵活性特征,并且这种结构形式的建筑在抗震性能以及整体性效果方面,其特征优势都比较突出。在进行多层框架结构建筑的设计实现中,随着设计方法水平的不断提升以及计算机信息技术的不断提高,对于多层框架结构建筑设计实现也已经由过去的手动计算设计,逐渐转换为电算化设计,在建筑设计计算精度以及效率上,都有很大的提高和改善,同时也在很大程度上减少了建筑设计人员的工作强度,具有非常突出的时代性优势。

1、建筑的基础设计问题分析

在进行建筑工程的基础施工设计中,钢筋混凝土多层框架结构形式的房屋建筑,其基础设计多是采用柱下独立基础方式进行设计实现。针对这类结构形式的房屋建筑工程基础设计,由于建筑楼层的高度与地基条件不同,在具体设计中的设计要求与存在问题也有不同。比如,对于钢筋混凝土多层框架结构形式的建筑基础设计,就有相关要求指出,如果在进行多层框架结构建筑基础设计中,建筑地基的受力范围内没有存在软弱粘性土层情况时,并且建筑楼层不超过8层,楼层高度在25米以下时,对于一般多层框架结构房屋建筑工程,或者是荷载相当的多层框架结构厂房建筑,其基础设计中就不需要进行建筑地基或者是建筑基础的抗震承载力设计验算。

1.1建筑风荷载作用与抗震荷载设计问题

根据这一情况,在进行多层框架结构建筑房屋的基础设计中,对于8度地震区的房屋建筑基础设计中,满足上述条件的钢筋混凝土多层框架结构形式房屋建筑,就不需要进行建筑地基或者基础的抗震承载设计验算。但是,在结合建筑房屋的设计施工实际情况,在进行该种情况与类型的房屋建筑基础设计中虽然不需要进行房屋建筑基础以及地基的抗震承载设计验算,但是需要在建筑地基荷载设计中,需要对于建筑地基的风力荷载影响进行设计考虑。一些钢筋混凝土多层框架结构建筑基础荷载设计中,设计人员往往会因为建筑工程处于地震区高层建筑的范围之外,因此,在进行建筑基础设计中,就忽视对于建筑基础风荷载的设计验算,这是多层框架结构建筑基础荷载设计中存在比较突出和严重的问题,应注意进行避免。

1.2建筑基础顶面荷载设计问题

在进行多层框架结构建筑基础荷载设计验算中,进行建筑独立基础部分的设计时,对于建筑基础顶面上的外荷载设计中,只是通过建筑基础顶面荷载的轴力设计值以及弯矩设计值,进行荷载作用设计验算,容易忽略建筑基础顶面荷载中的剪力作用设计,甚至一些建筑基础顶面荷载设计中,只是通过轴力计算进行建筑基础顶面荷载设计计算,这都容易对于建筑基础以及上部结构的安全质量产生很大的影响,也是多层框架结构建筑基础荷载设计中存在比较突出的另一问题,需要在设计中进行注意和避免。

2、建筑抗震设计中参数的选取问题分析

在进行多层框架结构房屋建筑工程的设计中,建筑房屋的相关设计要求与规定指出,应用计算机进行设计实现的建筑方案,为了保证建筑设计施工的质量水平,对于计算机计算的建筑抗震参数结果,应在分析验证并确认合理后,才可以用于建筑工程设计施工中。而通常情况下,在进行该种结构类型的建筑抗震设计中,需要进行计算验证的抗震设计参数,主要包括建筑结构的自振周期以及建筑楼层的地震剪力系数、建筑楼层弹性层间位移、建筑楼层的侧向刚度比等,而在对于建筑抗震设计中计算机计算的这些参数结果进行验证中,除了要保证建筑结构设计方案合理性和建筑结构计算简图正确外,还需要从正确的进行建筑抗震设防烈度以及建筑施工的场地类别等方面,进行计算验证与分析应用。

2.1建筑抗震等级以及振型组合数设计问题

首先,在进行多层框架结构建筑工程的抗震设计中,对于建筑抗震等级级数标准的确定设计,应注意建筑工程的具体类型,比如房屋建筑,在建筑抗震等级设计中,就被划分为丙类建筑。对于一些民用或者是办公、工业建筑,在进行抗震等级的设计确定中,需要根据建筑施工地区的地震等级烈度以及建筑结构类型、建筑高度等,按照相关的建筑抗震设计要求进行不同建筑等级类型的确定,在此基础上,再根据建筑类型进行抗震等级级数的设计确定。

其次,在进行建筑抗震设计中,对于振型组合数的设计选取,相关要求与规定指出,建筑抗震设计中合理的振型数量选取确定多是以振型参与质量在总质量中的90%振型数为主。需要注意的是,在进行建筑抗震设计中,对于振型组合数的选取确定,首先应注意振型个数要小于建筑结构中原有的振型总数量;其次,在进行耦联计算的建筑结构中,振型组合数的选取通常为9个;最后,在进行建筑抗震设计中振型组合数的选取确定时,还需要注意一个建筑结构的振型组合数量应比振型有效质量系列化的90%大。

2.2地下室层数的输入选取及相关设计问题

在进行多层框架结构建筑的地下室设计中,由于多层框架结构建筑中存在有地下室和无地下室两种情况,根据建筑工程地下室的设置情况,比较常见的建筑地下室设计问题,主要地下室与建筑结构的嵌固连接设计以及地下室层数输入设置等。还存在着比较常见的问题就是对于多层框架结构建筑的框架设计确定问题。

2.2.1有地下室建筑的地下室层数输入选取

在进行带有地下室的多层框架结构建筑设计实现中,对于建筑上部结构与地下室部分的嵌固设计以及嵌固位置确定,是整个建筑工程框架结构设计中的重点。在进行该种类型的建筑工程框架结构设计中,可以分为两种情况进行设计确定。一种是满足建筑框架结构设计抗震要求与规范的多层框架结构建筑的上部结构与地下室嵌固设计中,以建筑地下室的顶部作为建筑框架上部结构的嵌固位置,在进行建筑楼层的设计考虑中,仅以建筑地下室上部的楼层数作为设计考虑楼层数,并且建筑底层层高取实际层高值进行计算设计,以保证建筑框架结构的设计质量。而对于不能满足建筑抗震设计要求中地下室以及基础形式建筑中,建筑的上部结构与地下室的嵌固位置通常设置为建筑基础的顶面,再通过建筑楼层的组合计算,将实际楼层和地下室层数作为楼层总数进行设计计算。

2.2.2无地下室的建筑的结构嵌固设计

在进行无地下室的多层框架结构建筑的框架设计中,其设计确定应根据建筑基础的埋深情况来确定。通常情况下,对于建筑基础埋深比较浅的多层框架结构建筑,其结构设计中主要是在对于建筑底层柱的长度进行计算确定的情况下,实现对于建筑框架结构的设计确定。在对于基础埋深比较深的多层框架结构建筑的结构设计中,为了增加建筑底部结构的整体性,减小建筑结构的位移性,通常会在一定位置处,通过进行建筑基础连系梁的设置,来实现对于建筑框架结构的设计实现。

3、结束语

总之,多层框架结构作为建筑设计中的一种常见形式,应用比较广泛。进行多层框架结构建筑设计问题的分析,有利于提高建筑设计的质量水平,促进建筑事业的发展与进步,具有积极作用和意义。

参考文献

[1]张丽.基于多层框架混凝土结构设计中的几个问题分析与研究[J].城市建设理论研究.2012(18).

多高层建筑结构设计范文1篇3

关键词:高层建筑;结构设计;钢筋混凝土;问题;措施

中图分类号:TU37文献标识码:A

在现代高层建筑工程施工中,钢筋混凝土结构的应用日益广泛,在提高建筑结构的安全性、稳定性与耐久性等方面发挥着非常重要的作用。做好钢筋混凝土结构设计是高层建筑工程质量的重要保证。在具体的高层建筑钢筋混凝土结构设计中,应该突出设计的内涵,体现高层建筑钢筋混凝土结构的重要功能,对高层建筑设计中钢筋混凝土结构方面的关键问题进行全面思考,从短支剪力墙、结构体系、高度控制等关键环节展开对高层建筑钢筋混凝土结构的设计控制和管理,进而为高层建筑钢筋混凝土结构设计目标的达成起到重点方面和体系方面的支撑作用。

1做好高层建筑钢筋混凝土结构设计的重要意义

做好高层建筑钢筋混凝土结构设计工作必须要体现设计的重要功能,我们可以将高层建筑钢筋混凝土结构的基本要求总结为如下几点:

1.1高层建筑钢筋混凝土结构的安全性

高层建筑设计钢筋混凝土结构的强度和功能时要以突出安全性为第一要务,要确保在设计年限内高层建筑钢筋混凝土结构在各种负荷和影响下的稳定性和安全性,同时要确保突发事件和偶然事件中高层建筑钢筋混凝土必须的稳定性和结构延性。

1.2高层建筑钢筋混凝土结构的耐久性

高层建筑钢筋混凝土结构设计过程中要有年限上的考虑,要在规定的年限上实现高层建筑的稳定以及钢筋混凝土结构的功能连续,形成有益于实现设计目标的耐久性基础。

1.3高层建筑钢筋混凝土结构的适用性

通过高层建筑设计工作的突出,要实现钢筋混凝土结构具有在一定时间内功能的实现,这样就可以保证高层建筑整体的使用要求,也可以保障钢筋混凝土结构对于裂缝、撞击、地震、形变等各种影响因素的抵御能力。

2高层建筑钢筋混凝土结构设计中关键问题

2.1短肢剪力墙的设计

高层建筑设计短肢剪力墙具有强烈的功能性,但是,短肢剪力墙的设置需要遵照一定的规范,切不可在设计中频繁采用,也不能布设过多,应该在确保高层建筑抗震目标达到的范围内,尽量降低短肢剪力墙的设计数量,这样的设计可以降低后续高层建筑钢筋混凝土结构施工和处理过程中的难度。

2.2结构体系的选择

高层建筑钢筋混凝土的结构体系是整个设计工作的选择重点,通常的设计方式是:要在尽量减少高层建筑钢筋混凝土结构刚度的前提下,优化高层建筑的外观和内部结构,保障结构对形变和强度的范围上的满足。

2.3结构高度的控制

在高层建筑钢筋混凝土结构设计中常会出现超高的问题,这不利于高层建筑物抗震性能的实现,由于不同高度会出现不同级别的设计规范形式,因此,当结构高度出现变化时,特别是出现超高问题时,要重新进行高层建筑钢筋混凝土结构的设计工作。

2.4建筑结构平面的设计

若对高层建筑钢筋混凝土结构设计无特殊要求,则要尽量选用形状规则而简单的平面布置结构,以此合理分布承载力和刚度,并弱化风力影响。如对于A级高层建筑而言,不适宜将其设计为细腰形或角部重叠式的平面图形,而且出于对扭转的考虑,必须将竖向构件水平和层间最大位移控制在该楼层平均位移值的1.2倍和1.5倍之内;对于必须设计的框架结构防震缝,其缝宽、高度通常分别大于100mm和小于15m;若防震缝两侧具有不同的房屋高度,则要根据低高度房屋确定缝宽;虽然不提倡采用短肢剪力墙,但若不得不采用,则必须使其截面厚度低于30cm,且每个肢截面的高厚最大比值必须处于4-8之间。

3高层建筑钢筋混凝土结构设计的要点

3.1加强抗震功能

高层建筑抗震功能主要由钢筋混凝土结构来实现,因此,需要重视抗震这一环节,要在设计工作中将抗震设计作为高层建筑钢筋混凝土结构设计的重要因素和关键影响。高层房屋结构的层数多或者房屋结构的刚度突变系数较大的话,其振型数则应该多取,例如房屋结构中含有多塔结构、顶部有小塔楼、转换层等,其振型数应尽量取≥12的数,但是它的大小依然不可以大于房屋总共层数的3倍,除了含有弹性的楼板,而且在进行总刚性的分析时,它的振型数才可以取得更大些。在对建筑物的框架柱进行设计的过程中,要对其面积进行全面的控制,保证其在一定的范围之内,这样才能够有效的提高建筑的质量。在对配筋进行设计的过程中,不但要对建筑的配筋进行不断的加强,而对于支座的部分要按照相应的规定进行相应的调整,这样才能够有效的增强建筑结构的承载能力。

3.2高强混凝土合理运用

在高层建筑混凝土结构设计中关键的步骤之一是合理地使用高强混凝土,为了有效地降低建筑的用钢量,可以在建筑设计的时候使用高强混凝土,这样可以大幅度地节约建筑的成本。这样的做法可以明显地降低基本设施的实施难度和工程的造价,用来取得较好的经济效果。

3.3增强地基承载能力

对于建筑结构的设计而言,地基的设计是整个设计的重要部分,建筑地基的设计好坏能够直接影响到整个建筑结构的质量和使用性能。因此,对于建筑地基的设计就显得的至关重要。在对建筑地基进行设计的过程中,进行宏观的把握,要严格的把握地基的承载能力,并且还要对建筑地基的变形和沉降等问题进行充分的考虑。对于层数较高的建筑物而言,其进行地基的设计时通常都会将其设置在地下室,这样就能够有效的对地基的沉降程度降到最小,从而有效的保证了上层结构的牢固性,提高了整个高层建筑的承载能力。除此之外,在进行建筑地基设计的过程中,还要按照相关的规定对其进行相应的规范。对于层数较多的建筑而言,通常都会对地基进行相应的处理来对高层建筑的沉降进行有效的控制。

3.4提高耐久性

必须加强高层建筑钢筋混凝土结构的耐久性设计,在原来的混凝土结构设计方案中,没有完全考虑建筑物在实际运作中由于环境、条件的影响,从而导致建筑的可靠指数明显降低。因此在对一般的高层建筑混凝土进行设计时,主要都集中在造价、材料上,所以只有造价小、材料少的结构设计才是满意的设计。如今人们的生活水平不断地提高,对工程的质量要求也相应地得到提高,所以当建筑物的特殊使用要求或者技术要求与经济成为主要矛盾时,就要果断地放弃经济这个指标。

3.5扭转问题分析和几何中心的确定

为了避免由于水平荷载和扭转作用的建筑物破坏,结构和布局应在结构设计合理的前提下,尽可能使建筑达到三心合一的目的。在水平荷载作用下,高层建筑扭转功能取决于质量分布。为了减少结构的扭转振动,应使建筑平面尽可能采用正方形、矩形、圆形、多边形等简单形式。在某些情况下,街道景观的要求和限制,城市规划的高层建筑,不使用简单的平面结构,不规则的平面形成L形、T形、十字形等复杂形状,在突出部分的宽度和厚度比的控制范围规范允许的布局结构。同时,我们应尽可能使结构在一个对称的状态。建筑结构振动周期包括两个方面:结构的固有周期的合理控制和振动控制周期可以使周期误差的开放性降低。

4、结束语

简而言之,钢筋混凝土结构是高层建筑出现的基础,如何科学地进行高层建筑钢筋混凝土结构的设计已经成为行业的重点,应该突出钢筋混凝土结构的特性,结合高层建筑的特点,把握高层建筑钢筋混凝土结构设计的关键环节和难点,充分发挥钢筋混凝土结构在整体性和机械性能上的优势,设计出高层建筑钢筋混凝土结构的精品,在实现高层建筑稳定和安全的同时,实现高层建筑舒适度和功能性的保证。

参考文献

[1]葛斌.浅析钢筋混凝土高层结构设计的常见问题[J].中国高新技术企业,2011(16)

[2]崔立成.钢筋混凝土高层结构设计中的几个问题[J].中国新技术新产品,2010(01)

[3]张岚.对高层建筑钢筋混凝土结构设计实践的分析[J].广东科技,2012(22).

多高层建筑结构设计范文篇4

关键词高层建筑;结构设计;问题对策

中图分类号:TU208文献标识码:A文章编号:1671-7597(2013)21-0164-01

随着城市化进程的加快,大量农村人口涌向城市,城市用地日益紧张。为了缓解这一问题,高层建筑应运而生。其具有减少市政投资、会给企业带来显著的社会效益与经济效益、加快城市化建设的进程等特点。其存在不仅可以节约城市用地,还可大大缩短公用设施、市政管网的开发周期,所以越来越受到人们的推崇。虽然城市化进程加快推动了高层建筑的发展,但高层的功能适用性、经济可行性、技术合理性并不是随着层数的增加而增加,当其层数以及高度达到一定的程度上时,这一切都会发生质的变化。同时,高层建筑在我国国内建筑技术仍未成熟,无论在设计上,还是在建筑技术上,都有很多技术难题需要考虑与解决。

1高层建筑结构设计需要攻克的技术要点

高层建筑结构设计需要攻克的技术要点与难点有很多,包括:如何合理计算高层建筑体型的高宽比例;如何尽量保持建筑的平面、体型、立面的质量和刚度之间的匀称,保持整个建筑的稳定性;在众多结构设计要点中,笔者认为,高层建筑中的抗风、抗震、防火以及建筑的扭转问题这四个方面是当前高层建筑中需要集中力量攻克的难度与要点。

1.1高层建筑中的抗风结构设计

高层建筑楼由于其具有楼层多,高度高的特点,因此相比较其他建筑,在建筑物表面更易改变风的流动性和空气的动力效应。在楼层柔软部分风和空气会产生动力形式和静力形式,并由此产生的震动,会对楼层的墙体、装饰结构以及支撑结构产生破坏,危害建筑的稳定性,所以在进行高层结构设计的过程中,应该进行抗风结构的设计,杜绝建筑物在自然因素的影响下留下隐患。

1.2高层建筑中的抗震结构设计

高层建筑中的抗震结构设计一直以来都是建筑业设计的难点,由于地震这一自然因素每个地区的具体情况并不相同,计算出来的数据并不是每一个地区都适用,在进行地震结构设计数据的计算上存在很多变化的因素,再加上有些设计人员不够灵活,对抗震结构设计不完善。

1.3高层建筑中的防火结构设计

我国相关的法律法规明确指出,高层建筑结构的消防设计必须合理化、科学化,因为高层建筑楼层多、建筑材料易燃、高层结构不利于火势的控制、当火灾发生时难以疏散、难以设计排烟系统等诸多因素,都是高层建筑中的防火结构设计需要攻克的难点。

1.4高层建筑中的扭转问题设计

要求高层建筑的结构设计必须三心尽可能汇于一点,即建筑结构的刚度中心、几何形心、结构重心三心合一。倘若在设计中未很好地做到三心汇聚一点,建筑易发生扭转问题,并在水平力作用下造成高层建筑结构的毁坏。

2高层建筑结构设计问题的有效对策

2.1制定合理科学抗风结构设计方案

要保证高层建筑结构具有良好的抗风性。

1)要确保建筑结构基础的稳固,可在基础设计时采用高级砂石,在基础持力层设计时加设抗拔锚杆。

2)增加高层建筑内部耗能结构的设计,如利用耗能构件对剪力墙、楼板等非承重构件进行耗能设计,以减少风能对建筑物的影响。

3)在设计中要控制水平力对建筑的影响程度,同时施工时采用高性能混凝土,进一步减少结构内力的出现。这主要是考虑到高层建筑在风力作用下极产生结构内力,在其与风力叠加时形成更大的水平作用力,对建筑造成很大的安全隐患。

4)认真验算高层建筑结构的承载力以及抗风力,设定一个标准,并在此基础上制定一个放大系数,进一步保证高层结构的抗风性能。

2.2制定合理科学抗震结构设计方案

对于高层建筑抗震结构的设计,如今仍存在较多的问题以及难点,笔者经走访相关建筑工地以及企业发现,要最大程度上做好高层建筑抗震结构的设计,需要做到以下几点。

1)为了提高结构的连续性以及稳定性,在设计中应该合理布置抗测力构件。在设计时,通过改变抗侧力构件的位置,形成水平方向上的应力分布系统,同时加强竖直方向上的测力结构性能,形成一套应力分布体系,保证能够有效地降低建筑由于水平方向的对称在地震中的破坏程度。

2)通过高性能剪力墙的设计,通过适当增加墙体和楼板的刚度来控制建筑的位移,达到抗震的目的。因为根据研究显示设计高性能剪力墙可大大提高剪力墙在地震过程中吸收建筑内力的能力。

3)在地震过程中,高层建筑的地基很容易遭受毁坏,因此,在抗震结构的设计中,可通过增加桩基埋深(基础施工中),增加桩基和上部结构的联动性,以增加基础的抗震能力。

4)高层结构构件的简化以及一体化对于加强整体结构的连续性和刚度,增强建筑的抗震能力起到一定的作用。在设计中,可以通过对扶壁、筒口、筒脚的简单化处理,达到相应建筑物的对称。

2.3制定合理科学防火结构设计方案

在高层建筑的防火结构设计中,首先应加强防火结构间的距离控制,要符合当地地形条件,在此基础上,可以进行一定程度的加大处理。使用材料时,尽量增加使用耐火材料,减少使用易燃材料,达到防火的目的。另外,在疏散系统上,由于高层建筑的疏散是呈垂直状态的,不利于人员的疏通,在设计中增设双通道,防烟区、或耐火区、避难层等设施,可大大增强建筑的防火能力。同时,可以在高层结构的设计中设置隔离结构,以防止火势的蔓延,提高建筑整体的消防能力。

2.4合理布局平面格局

在高层建筑的设计中,三心并未合一直接导致建筑物质量分布不均,并由此产生扭转问题。所以,在高层建筑的设计中,尽量不采用L、T、十字形等复杂的平面形式,应更多采用相对规则的正方形、圆形等较为简单,分布均衡的规则图形。在面对特色的环境要求或者某些特定的情况,应严格根据相关规范进行设计,同时,要尽可能地保持结构的对称性。

3结束语

建筑结构的设计是一个全面、系统而且复杂的过程,对于设计师而言,是一项充满挑战的工作。作为高层建筑的设计人员,应根据具体情况作出具体分析,运用已经掌握的专业知识灵活处理实际建筑设计中遇到的各种难题。

参考文献

多高层建筑结构设计范文篇5

【关键词】高层建筑;结构设计;问题;对策

所谓高层建筑就是多层、超高建筑,其具有负荷大、体积大、抗震能力强及控制位移等特点。对于高层建筑的结构设计,不仅要充分满足抗震、抗风等安全性能,同时还要满足结构科学性、可靠性及合理性[1]。但从当前设计现状看,存在一些问题,影响到建筑结构的整体质量。基于此,有必要对当前高层建筑结果设计中的一些问题进行深入研究,找出相应的对策,以期提升结构设计的技术水平。

1现阶段高层建筑结构设计中的问题分析

1.1嵌固端设置不当

嵌固端是现代高层建筑结构设计中一个重要内容,而在其设计中存在这些问题:一是在位置选择上,当前大部分高层建筑是将嵌固段设计置于地下室或者建设为人防顶板,此种设计方式通常存在一定的安全问题,影响到这个设置作用的充分发挥;二是刚度比例设计上,一般嵌固端的上、下层刚度比例上是结构设计中一个重要指标,但在实际设计中存在计算不当或者失误的情况。三是在处理嵌固端与抗震缝隙时存在一定矛盾,平衡性不够,这在较大程度上不利于高层建筑的稳固性。

1.2结构体系选择缺乏科学性

对于高层建筑而言,在西方发达国家易发地震区域,绝大多数是采取钢结构,而我国大部分是采用混合结构或钢混结构[2]。在实际设计中,由于钢混结构易变形,倘若出现侧移,印钢结构刚度不够,不仅会增加整体结构的负担,还会导致结构效果难以发挥,因此必须重视此方面的问题。

1.3超高情况

超高是现阶段高层建筑结构设计中最为常见的问题,也就是高层建筑设计者未能遵循相关制度及标准规范,私自增加建筑的实际高度,原因在于提升高度,在一定程度上可提高其经济效益,尤其是在当前房地产迅速发展的今天,这个问题越来越突出[3]。但是,要清楚的认识到超高对整个建筑的结构会带来不利影响的,特别是对建筑的抗震性、稳固度产生很大影响,如果遇到强风或者发生地震等灾害则可能出现断裂、倒塌等情况,直接危害到广大人民群众的生命财产安全。

1.4设计中其他方面的问题

在高层建筑结构设计中,需要考虑多方面的内容,且要特别注意关键性能,这是造成当前结构设计中出现多方面的问题。除上述问题外,在设计中还有这些方面的问题,建筑结构抗震性、稳固性及应力处理等方面,这类问题通常对结构设计质量和效果,进而对建筑整体结构带来影响。另外,在设计中对于有关结构位置设计上,计算准确度对设计质量有一定影响,而此种问题还是不太方面的,比如:相关数据完整性、计算公式选用是否合理、计算操作是否有错误等,这些都会对最终的设计结果带来影响。

2提升高层建筑结构设计质量的可行性对策

2.1重视并应用好计算简图

对于高层建筑的结构设计,必须重视数据计算的内容,尤其是要合理选择并科学应用计算简图。诚然在实际设计中有较大难度,而这也直接决定着在选用计算简图时必须全面考虑到建筑结构的相关因素,并要在计算中做到精确、真实、有效的应用各种计算简图,以确保结构设计中有关数据计算的准确性。2.2选择科学合理的结构体系伴随房地产的发展,及自然环境的变化,我国对高层建筑结构设计的要求愈发严格。在高层建筑结构面临诸多限制,因此为确保项目建设阶段不出现更改,须科学合理的选用建筑结构体系。项目建设单位应对高层建筑所在地的地质、土层、周边环境选出最为合适的结构设计方案,并确保高层建筑上段结构点和负载的科学分布,另外要充分考虑到周边建筑情况,积极开展实地考察,并进行全面分析,以选出最为全面、科学的方案。另外,在选用结构刚度时,应在形变允许范围之内,结构刚度尽量小,如此可有效减小建筑共振,提升建筑的整体抗震能力,如此才可确保高层建筑的安全、稳固。此外,对于岩基掩埋较浅区域或者土层较佳区域,应以桩基作为基础,如此能确保建筑结构的持力层落于岩层,提升地基的强度和稳固性,通常在此种条件下,建筑刚度需适当降低[4]。

2.3重视并严格落实高层建筑审查

近年来,我国高层建筑逐步向多层发展,在当前施工技术水平下,有关部门对高层建筑高度有明确规定。但是在实际设计和建设中,高层建筑超高问题较为普遍。基于我国国情,不提倡建筑超高,原因是伴随高度的增加,建筑结构整体抗震能力会降低,一旦出现地震则必然对建筑带来损害,另外,建筑高度的增加也使建筑安全性得到极大影响。所以,有关部门须重视并严格高层建筑高度的审查,加大惩罚力度,并要改进和完善建筑高度规范,确保高层建筑结构稳定、安全。

2.4满足结构设计中有关性能

高层建筑结构设计的主要目标就是确保能满足多方面性能,如此才可得到科学的设计结果,也有助于提升建筑的质量,确保建筑能安全、稳定使用。一方面,要推进结构的延展性设计,主要对易形变的情况,特别是对于地震的影响,此种设计尤为重要,须在设计中充分体现结构的柔和度。另一方面,要充分重视建筑结构的水平力,其对整个高层建筑结构效益有较大影响,在设计中需加以重视。此外,在设计中,还需特别考虑到结构稳定性,其对嵌固端的设置效用有直接影响。

3结语

总之,应认识到高层建筑和普通建筑在结构设计要求上有一定差异,对于前者而言,是一项系统、综合性工作。本文主要对当前高层建筑结构设计中的超高、结构体系选择不当、嵌固端设计不科学及数据计算等方面的问题进行深入分析,并提出了解决的对策,以有效提升高层建筑结构设计水平。

参考文献:

[1]林建辉,韩志成,施利凤.浅谈高层建筑结构设计的问题及对策[J].科技与企业,2016,8(13):388~389.

[2]郭剑彬.高层建筑结构设计中存在的问题及解决措施[J].科技致富向导,2015,9(12):197~198.

[3]张政.高层建筑结构设计的问题和策略分析[J].价值工程,2012,11(9):513~514.

多高层建筑结构设计范文

关键词:超高层建筑;结构设计;关键性问题

前言

目前,随着我国社会和科学技术的不断发展,超高层建筑越来越受到人们的关注,并且超高层建筑在我国城市建设中的地位也不断备受重视。由于超高层建筑是一个复杂和系统化的过工程,超高层建筑的结构设计不仅要具有一定的安全性,还应该保证超高层设计的结构设计的科学性和合理性。因此,建筑施工单位应该注重超高层建筑结构设计中的一些关键性问题,从而提高超高层建筑施工的质量。

1高层建筑结构的特点

超高层建筑结构的设计不仅要保证超高层建筑能够承受水平方向的荷载,还应该保证超高层建筑能够承受垂直方向的荷载。在实际进行超高层建筑结构设计时,外界因素产生的水平方向的荷载是超高层建筑结构设计应该主要考虑的因素。随着我国城市超高层建筑的不断增加,因此,超高层建筑的结构会直接影响超高层建筑的舒适性。但是,超高层建筑的结构不仅能够影响住房的舒适性,还能影响超高层建筑的质量。因此,在进行超高层建筑的结构设计时,首先首先应该将超高层建筑的承载控制在一定的范围内,所以,超高层建筑结构设计的核心就是对其抗压力的设计。

2超高层建筑结构体系的选择

2.1超高层结构体系分类

由于超高层建筑结构体系的不同,可以将超高层建筑结构的设计主要包括混凝土的设计、钢结构与钢组合结构的设计和钢筋混凝土结构的设计等。目前,我国的超高层建筑大多都是采用的是钢筋混凝土结构,钢筋混凝土的结构主要包括框架结构、剪力墙结构和伸臂结构及悬挂结构等。

2.2超高层建筑体系选用原则

在进行超高层建筑体系的选用时,应该按照合理、经济和安全等原则选择最为合适的超高层建筑体系。当然,超高层建筑体系的选择还需要以建筑物的要求、建筑物的高度和建筑施工的环境等为依据。同时,超高层建筑的结构还应该具有较好的承受压力的能力。

2.3超高层的结构材料分析

目前,钢筋混凝土料是超高层建筑建设过程中使用最广的材料,当然,钢筋混凝土材料的选用应该以超高层建筑结构的设计要求为依据,从而较好地发挥钢筋混凝土材料的性能。由于钢筋混凝土材料具有耐久性和结构刚度大、耐火性较好、维护费用低等优点,因而钢筋混凝土材料被广泛使用于建筑领域。但是,应该注意钢筋混凝土的结构厚度问题,从而更加合理地选择钢筋混凝土的材质。

2.4超高层结构体系选择

超高层建筑物结构体系的选择一般包括以下几个方面:①框架结构体系。框架结构是指横向和纵向的利用梁、柱等组成的结构,并且能承受水平和垂直方向荷载的建筑结构体系。由于单一的框架结构平面布置比较灵活,使得框架结构体系具有空间大的优点,因而被广泛使用于超高层建筑中。②剪力墙结构体系。剪力墙结构是指利用高层建筑物的横向和纵向墙壁承载水平和垂直方向荷载的结构。由于建筑物的剪力墙大多都是以钢筋混凝土的材质,因而剪力墙结构对于提高超高层建筑的抗震性能十分有利。③框架-剪力墙结构。框架-剪力墙是指选取了框架结构和剪力墙两者的优点,使得超高层建筑的结构不仅能够满足建筑结构布局灵活的优点,还能使超高层建筑结构具有较好的抗测力能力。当然,由于剪力墙太少,就会增大建筑物侧墙的压力而使得其出现变形等问题;而剪力墙增多,就会影响高层建筑的经济性,还会影响超高层建筑的使用性能。

3高层建筑结构设计的问题分析及对策

3.1扭转问题

超高层建筑结构设计的核心是刚度的中心、几何形心和结构重心,然而,超高层建筑物结构的扭转问题主要就是在进行结构设计时,没有将超高层建筑物刚度的中心、几何形心和结构重心进行重合,使得超高层建筑在水平压力下出现扭转的现象。为了更好地解决超高层建筑物结构设计中出现的扭转问题,结构设计人员在进行超高层建筑物的结构设计时,应该选用合理的平面布局图,从而保证超高层建筑物的三个核心能够重合。

3.2受力性能的问题

对于超高层建筑物的结构设计方案,建筑师在最初进行结构设计时,一般很少考虑超高层建筑的具体结构特征,而过多考虑的是超高层建筑物的空间结构,从而使得超高层建筑物结构设计的受力性能存在一定的问题。因此,在进行超高层建筑物的结构设计时,应该明确所选择结构体系中向下作用力和地基承载力之间的关系。同时,在进行超高层建筑物结构设计方案选择阶段时,还需要对超高层建筑的主要承重部位的布局和数量进行总体设计。

3.3超高的问题

明确,超高层建筑都存在超高承重的问题,由于我国对超高层建筑的抗震能力具有相关的要求,使得我国超高层建筑物的结构高度也具有严格的规定。因此,在进行超高层建筑物的结构设计的过程中,建筑设计人员会由于结构类型的更换而忽略超高层建筑物存在的超过问题,从而导致结构施工图不能通过审核。因此,需要对超高层建筑物的结构设计方案重新进行设计和审核,以解决超高层建筑物结构设计中的超高问题。

3.4嵌固端的设置问题

现在,我国很多超高层建筑物结构设计都会配置两层以上地下室,使得超高层建筑物的嵌固端一般都设置在地下室顶板的位置。对于嵌固端的设置问题,高层建筑物结构设计师一般会忽略这类问题带来的后期影响。从而使得在进行超高层建筑物的施工过程中,会由于嵌固端的设置问题而经常进行设计方案的修改,进而给超高层建筑物埋下了安全隐患。

4基础设计

基础设计是超高层建筑物结构设计的一个最为重要的设计,同时基础设计对超高层建筑物结构整体设计具有非常重大的影响。因此,超高层建筑结构基础设计时,应该保证超高层建筑的埋置深度必须满足基地变形和稳定的相关要求,从而减少超高层建筑物出现倾斜等问题。对于桩基的采用,其埋置的深度也应该按照相关的设计要求进行,使得超高层建筑一般都适合设置地下室结构。由于人工挖孔桩具有承载能力大和施工工艺简单等优点,目前在贵州市的超高层建筑施工中被广泛采用。在基础设计前,应该提前在超高泥岩承载力不高层建筑物的附近设置地下连续墙作为挡土支护,同时,针对超高层建筑施工场地的问题,基础设计时超高层建筑的楼层中心范围应该采用深埋的方法,使得超高层建筑物的中筒和相邻的墙体直伸到基础内,至于一些外墙等结构应该采用人工挖孔桩。超高层建筑物的基础平面图如图1所示。

5总结

总而言之,超高层建筑的结构设计是一个全面和系统化的工作,它对超高层建筑物的建设具有非常重大的意义。随着我国超高层建筑的不断发展,超高层建筑结构设计的要求也越来越高,因而需要高层建筑结构设计师不断提高自己的专业水平,总结实际设计的经验,以解决超高层建筑物结构设计中的关键性问题,从而促进我国超高层建筑行业的良好发展。

参考文献

[1]肖自强,张建明.论超高层建筑结构设计[J].建筑与结构设计,2013(24):25~32.

[2]卓瑜,林新阳.浅谈超高层建筑结构设计的若干问题[J].广东土木与建筑,2012(3):31~32.

[3]王民伟,刘士充.浅谈超高层建筑结构体系[J].百科论坛,2012(13):385.

多高层建筑结构设计范文篇7

关键词高层住宅;建筑结构;设计;优化

中图分类号TU973文献标识码A文章编号1673-9671-(2012)062-0143-01

现代建筑的发展趋势,高层建筑占据越来越大的比例。由于人口的急剧增多,土地面积没有增多,这就促使人类居住条件纵向发展。以目前的建筑水平,高层、超高层住宅建筑成为了未来建筑行业的发展方向。进入二十一世纪以来,我国经济得到快速发展,高层住宅建筑在全国各地纷纷兴起。因此,优化高层住宅的建筑结构设计,提高建筑安全,显得特别重要。

1高层住宅建筑结构设计优化的原则

结构设计的优化,是工程结构能够满足约束的条件时按照预定的目标找到最优的设计方案。要想结构做到优化,应该选择最适合的结构设计方案,能够影响整个设计的成败。相同的建筑的设计方案可以有不同的结构设计,不同的方案能够直接工程的质量和造价。同时,结构计算要准确,应用计算机对结构的设计得到进一步的完善,能够减轻结构工程师的计算分析工作,更是使结构设计合理化、经济化。高层住宅建筑结构设计在满足我国政策标准的前提下,再经过精确的计算以及分析后进行优化,必须遵循三个原则;①建筑结构必须能够正常的使用以及具有安全性。②建筑结构刚度要合理,特殊的位置要进行局部加强。③结构构件若是能够减小,应该合理的进行核减。

2高层住宅建筑的结构设计要求

2.1经济性的要求

高层住宅建筑结构在设计时要了解并掌握建造的地点、层数、立体形状,在保证建筑具有安全、耐久、舒适的性能后,应该采取最为经济的结构体系,在结构构件的设计过程要精打细算,严格按照规范的构造标准,不能造成不必要的浪费。由于地基基础合理的设计方案直接影响房屋的造价,所以在设计地基基础的时候更加应该要尽量采用最经济的方案,在保证质量的同时尽量节约成本。

2.2舒适性的要求

高层住宅建筑的结构设计,在设计时要尽最大努力提供给住户舒适性的要求,比如,户型多样化,室内空间灵活化分隔,光线、温度、声音等环境的要求。所以在结构设计的时候要多融入建筑及机电方面的专业知识,尽量把居住空间露出的柱、梁产生的压抑感消除,使用分隔墙的材料保持室内明净整洁,具有良好的隔音效果,能够给居住者营造舒适幽雅的住宅环境。结构设计里还要考虑居住者存在把分隔空间进行改变的可能性,所以,在剪力墙的结构设计时,应该采取大开间的布置。

2.3安全性以及耐久性的要求

我过实现住宅商品化以后,已经成为特殊的大型的消费商品。与其他的消费商品的最大不同是具有很强的耐用性且有很长的使用寿命期限的特点。所以,高层住宅建筑结构最基本的设计要求是具有很高的安全性以及耐久性。在选择结构体系和建筑材料时,要考虑是否能够起到抗风抗震的作用,保证在使用期限里能够进行维修改造。

3高层住宅建筑结构设计的优化措施

3.1折减高层住宅建筑结构的周期性

高层住宅建筑在设计框架、顶盖等结构时,由于填充墙体的具体存在,导致实际中的结构表现出来的刚度比设计时候计算得到的刚度相差比较大,计算的周期同时也比实际的周期相差比较大。因此,结构剪力算出来偏小的时候,会造成房屋的一些结构产生不安全因素,所以应该适当把房屋结构设计时计算得到的进行折减,能够取得到显著的效果,但是高层住宅建筑的框架结构,不能折剪计算得到的周期。

3.2对剪力墙的设计要加强

剪力墙的设计关键是连梁设计。联肢墙是连梁把各墙肢进行联结组成,增大了约束墙肢的刚度。连梁刚度被增大导致结构地震作用同时增大,也增大了连梁与墙肢的分配内力,这种情况下只能把构件配筋量增大,这样的设计结果明显在很大程度上浪费了材料。所以,高层住宅建筑结构在设计的时候,不应该把具有大刚度的窗下墙当作连梁,而是要把连梁设计分为截面和小刚度的弱连梁。当然,满足了结构的刚度和变形的要求后,就要从经济的角度和抗力以及变形方面进行综合的考虑,合理进行抗侧力构件的布置。结构抗侧力的刚度随着剪力墙的数量增多而增大,但是相应的结构位移随之减小,抗侧力刚度变大的同时结构地震力也随之增大,非常不利于结构造价的控制。所以,剪力墙应该遵循周边分散、均匀等原则进行合理的布置,对水平位移的限值进行规范化,尽最大程度的把剪力墙的数量降到最低。

3.3高层住宅建筑结构耐久性设计的优化

高层住宅建筑结构耐久性的设计能够确保在高层使用后,在合理使用的寿命期限里,应该满足居住者的使用要求。但是在设计上很多都没有达到要求,其主要原因是对建筑结构的使用过程缺乏合理的考虑,可能遭受条件以及使用环境的影响最终导致房屋结构的损伤,造成房屋可靠度的指数降低。一般情况下,高层住宅建筑结构的设计,最理想的是能够做到造价低廉和节约材料,然而最近几年来,人们的生活水平得到很大的提高,对生活质量的要求越来越高,加上在实际的工程中,由于一些使用要求、技术指标等成为了设计中的主要矛盾时,设计方案就无法单纯的追求节省经济。因此,在高层住宅建筑结构的设计以优化为目标时,应该要正确了解掌握设计中关键性的问题,主次分明的对目标进行设计的优化,使之能够达到整体满意的效果。

3.4高层住宅建筑结构抗震性设计的优化

进行图纸的设计时,应该按抗震设防进行分类,抗震等级要依照具体的建筑高度、结构类型以国家颁布的《抗震规范》为标准进行确定。在建筑中可以不考虑地震震力的振型数据耦联扭转的计算;当振型数据>3时,要以3的整数倍进行计算,但是数据必须小于建筑物的层数;当建筑物的层数低于2层时,振型数可以采用建筑物的层数。但是在房屋结构不规则时,就要对扭耦联转进行考虑,高层住宅建筑的振型数不能低于8,建筑结构的层数多、刚度系数大,就应该多要振型数,才能达到更好的抗震效果。

3.5结构设计要注重细节的优化

在设计过程中,不仅要注重整体结构,也要注重局部构件。浇板设计可以把异形板细分成矩形板,能够使受力更加均匀,同时也防止发生拐角裂缝。在建筑底部的梁箍筋使用的配箍量相当较大,因此箍筋采用冷轧带肋的钢筋,不仅可以减少箍筋直径和肢数,还能节约工程造价。当高层住宅建筑的结构不规则纵向时,特别要仔细计算出最薄弱的位置加以优化。

参考文献

[1]李玉兰,崔振库.高层住宅建筑结构设计优化[J].建设科技,2010,11:87.

[2]云传锋.高层住宅建筑结构设计优化[J].中国城市经济,2011,11:227.

[3]董燕,胡执标.浅谈高层建筑结构关键设计问题[J].科技创新导报,2011,11:36.

多高层建筑结构设计范文1篇8

关键词:抗震概念设计;建筑结构;工程设计;抗震性

对于高层建筑结构设计,要遵守抗震设计规范,从抗震概念设计应用入手,结合工程实际情况,提出定量控制要求。值得注意的是,开展高层建筑结构抗震设计,要在概念清晰且技术可靠的基础上,合理的设计建筑结构,以确保建筑的抗震性能。通常情况下,高层建筑结构抗震设计,需要从概念设计、抗震计算、抗震措施等方面加以把控,以确保设计的合理性。

1高层建筑结构抗震性设计的意义

贵州省位于我国南北地震带南段的东侧,省内西部部分区域位于地震带上。贵州地震的频度与强度为中等水平,地震平面分布不均。若发生地震,会造成极大的损失,以尼泊尔大地震为例,涉及到多个多家,地震造成近4000人死亡,约7000人受伤,对尼泊尔国造成超过50亿美元的经济损失,由此可见地震的损失性。在地震中,建筑既是人们的保护工具,也是威胁人们安全的物体,若能够提升建筑的抗震性,对保护人们的财产与安全,有着积极的作用,因此加强高层建筑结构抗震性设计研究,有着必要性。

2抗震概念设计应用的基本要点

2.1合理选择建筑结构

高层建筑结构抗震性设计,最为重要的是建筑体形和结构设计,占据着重要地位,多数倒塌建筑主要是因为规划不合理造成的,所以要科学的选择水平面与垂直面,提升建筑的抗震性能。一般来说,建筑平面形状规则,直接影响着建筑的抗震性,平面形状平整度越高,则建筑的抗震性能就越强,图1为水平地震作用。规则平面能够承担荷载作用,建筑结构的整体性较为突出。在高层建筑结构设计中,于高度方向,需要保证结构布置的连续性,实现侧向刚度保持连续,以免出现薄弱层。

2.2合理选择传力路线

高层建筑结构抗震设计多利用计算机程序,来确保计算的准确性,建筑结构设计人员只需要掌握简单的计算方法即可。利用计算机,在获取受力状态下,形成建筑结构件计算简图。接着利用力学模型和数学模型,从地震反应入手,做好详细的分析,明确计算结果,合理选择建筑结构路径,提高传力路线选择的效率。

2.3合理选择建筑位置

通过相关研究发现,建筑物损毁与建筑所处的地形,有着直接的关系。除此之外,建筑损坏和地基、断层等,也有着紧密关系。以覆盖土因素为例,建筑破坏率和此因素呈现的是正相关,覆盖土层厚度小,证明土质偏硬,具有较强的稳定性,当遇到地震时,不易发生倒塌情况,因此在设计高层建筑时,要选择硬质地基,降低地震效应,确保建筑结构的稳定性[1]。

2.4设置多条抗震防线

高层建筑结构抗震设计时,需要设置多条抗震防线。考虑到地震时间存在差异,伴随多次余震,受到地震反复冲击,会给建筑结构的稳定性造成损坏,若高层建筑物设置一道防线,当建筑受到一次破坏后,难以抗衡后续破坏,因此需要设置多道保护,确保高层建筑结构的稳定性。

3抗震概念设计在高层建筑抗震设计中的具体应用

3.1提升结构延性

高层建筑抗震设计水平低于地震等级,极易因为脆性破坏,造成建筑倒塌,所以在建筑结构抗震设计中,要提高结构延性,增强建筑结构抵抗能力。可以从以下方面入手:①材料。选择延性材料,此类材料的应用,当发生非弹性变形,或者发生反复弹性变形时,其延性不会明显下降。②杆件。通过控制杆件的延性,包括塑性变形与能量收纳与耗散等,提高结构延性,通常从墙肢与框架的柱等方面捂手。③构件。构件的延性指的是某个构件的塑性变形与能量消耗的能力,通过控制墙体或者框架延性,来提高建筑结构整体延性。总得来说,建筑结构延性指的是抗倒塌能力与塑性变形能力。在设计时,可以采取以下措施:①在平面上,增强突变处与转角处等构件的延性;②对于竖向,则可以加强薄弱楼层的延性,比如体型突变处、主楼与裙房相接的楼层等;③增强首道抗震防线部分的构件延性[2]。

3.2提升结构的整体性

高层建筑结构的整体性较强,能够确保建筑结构在地震力的作用下,处于协调运行的状态,可避免建筑倒塌。采取以下措施:①选用钢结构支撑结构。钢结构作为建筑行业的新技术,其市场份额不断扩大,贵州地区已经逐步引入钢结构,比如贵州钢结构发展中心楼,楼层高24层,建筑面积为26000m2,建筑承板使用的是钢筋线桁架工艺,建筑整体性较好,抗震性能较好。高层建筑结构设计中,采取钢结构支撑体系,对提升高层建筑框架结构中的侧向刚度,有着积极的影响,可以抵抗水平荷载,提升高层建筑整体强度。与纯框架架构相比,支撑结构稳定性较好,将窗台下方-下层窗户顶部区域位置,作为支撑位置,合理设置支撑,能够达到结构支撑要求。采取环向封闭同一平面,能够提高建筑钢结构侧向刚度,在强震区应用,其效果更为凸显。②抗侧力结构。若高层建筑结构为多种框架结构形式,应用钢结构,可以承载建筑物竖向负载与部分横向负载。采用抗侧力结构,可以按照建筑的各类要求,来选用抗侧力结构。若高层建筑中桁架高度和单楼层相同,可以利用交错桁结构,来设置上下楼层,确保各单元设置的灵活性。应用此结构,在钢结构平面内,梁柱弯矩较小,侧向位移也较小。

3.3准确计算结构抗震

开展高层建筑结构抗震设计前,需要准确的计算建筑结构的地震作用,接着计算结构与构件的地震作用效应,并且和其它载荷效应,做好相互结合,检验建筑结构抗震承载力与变形,确保能够达到新《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)规范相关要求。需要做好以下计算:①地震作用计算。建筑结构抗震承载力主要考虑水平地震作用,高层建筑结构设计,还需要注意竖向地震作用。②抗震验算。主要包括截面抗震验算、弹性变形验算、薄弱层弹塑性变形验算等[3]。

3.4做好非结构部件设计

非结构部件指的是建筑结构分析中,不考虑侧向荷载与重力荷载的建筑部件,包括内隔墙与墙等。虽然建筑结构设计时,此类部件不参与荷载分析,但若发生地震,此类部件会起到作用,极有可能会改便建筑结构承载力,或是提升建筑抗震性,或是增加破坏性,因此需要做好非结构部件的处理。可以采取以下措施:①加强建筑框架和填充墙之间的联系,使得填充墙可以成为建筑主体抗震结构的组成部分。对于墙体连接,可以采取柔性连接方式,削弱墙柱的联系,避免发生嵌固作用。②对于附着在建筑楼与屋面结构的,需要做好此类非结构构件和主体结构的连接处理,以免发生地震时,造成人员伤亡。③加强幕墙和装饰贴面等和建筑主体结构的有效连接,避免贴面损坏。

3.5做好倒塌分析

开展高层建筑结构设计时,采取倒塌分析法,做好建筑倒塌分析,以优化建筑结构抗争性设计,达到抗震标准。可以借鉴超高层建筑经验,譬如:某超高层建筑为Ⅷ度抗震设防烈度建筑,在建筑结构设计时,利用倒塌分析法,进行结构设计方案分析,发现采取内嵌钢支撑剪力墙方案,能够有效的增强建筑结构强度。基于倒塌分析,明确此工程采取全支撑方案建设总材料用量可节约11.2%,建筑结构抗倒塌储备能力可以增加14.8%,建筑的抗震性能较好。采取对比各种最小地震剪力系数调整方案,能够明确采取调整地震剪力,开展刚度验算,设计建筑构件承载力,能够获得较好的效果,此方案和提高刚度缩短建筑结构自振周期的方案相比,具有较强的经济性。对于建筑结构倒塌关键位置,能够提高建筑结构整体的抗倒塌能力,此方案的实施,增加钢用量约0.1%。总而言之,在建筑结构设计时,做好倒塌分析,能够准确衡量各类结构设计方案的效果,明确各类抗震措施对建筑结构抗震性能的影响,发挥着积极的作用[4]。

4结束语

应用概念设计,开展高层建筑结构抗震设计,需要充分的借鉴工程经验,严格按照建筑抗震设计相关规范,采取相应的措施,提升建筑结构的整体性能,提高结构的抗震性能。

参考文献

[1]陆新征,杨蔚彪,卢啸,齐五辉,刘斌,张万开,叶列平.倒塌分析在某500m级超高层建筑抗震设计中的应用[J].建筑结构,2015(23):91~97.

[2]刘均伟.高层建筑结构设计中抗震概念设计的运用研究[J].山西建筑,2016(20):43~44.

[3]雷雨润.高层建筑结构中抗震概念设计的应用[J].建设科技,2017(08):80.

多高层建筑结构设计范文

关键词:大开间大跨度;高层建筑;结构设计

中图分类号:TU97文献标识码:A文章编号:

引言

随着人们生活质量的显著提高,对建筑的要求也越来越高,城市建筑结构设计应该不断创新。城市建筑“弹性空间”的提出是希望建筑平面能有较大的开间和跨度,以满足现代建筑多功能变化的灵活要求。但4m左右的开间,6m左右的跨度,这种传统的砖木结构,是长期以来的一种习惯。若把开间和跨度加大一点,利用普通钢筋混凝土结构比较经济。而当结构的构件跨度在10m左右时,采用普通的钢筋混凝土结构就可能会使构件高度达到1m,如此将会影响空间的使用和观感。因此,开间跨度要大,楼盖结构层高度却不增加,这是一个明显的矛盾。而采用高标号混凝土和高强度预应力混凝土就比较容易解决这一矛盾。

通过大量的工程设计计算和典型分析,本人认为,对矩形柱网平面,采用小柱距方向设主梁,大跨度柱距方向设预应力次梁的结构体系,楼盖结构层高度可以做到跨度的1/25左右,与相应的6m~10m柱网的普通钢筋混凝土框架结构比较,可以做到跨度加大,楼盖结构层高度不增加,每平方米造价略为降低,每平方米钢筋用量减少10kg以上,混凝土平均厚度减少10cm左右的较好结果,以下就一些设计计算要点进行讨论。

1纵横刚度与主梁受扭问题

大跨度方向设预应力次梁,开间方向设主梁,主梁是否施加预应力视需要而定。这一主次梁布置的方向改变了一般横向框架的设计习惯,但总觉得横向刚度有问题。其实很多情况下,即使采用了纵向主梁加强纵向刚度,但因建筑平面有完整横向剪力墙,而纵向剪力墙完整的较少,长度也小,因此,计算结果依然是纵向刚度小于横向刚度。所以只要能满足规范要求就不需要在这个问题上困扰。次梁跨度加大,将增加边主梁承受的扭矩,需要认真对待。而次梁若错开柱子设置时,其竖向力的传力途径并无多少改变。横向力的传力路径,可以不必像平面框架那样考虑,实际上是全部柱子受到整个楼盖的整体弯扭约束。对横向刚度最不利的情况就是整个楼盖平面仅作为全部柱子的横向铰接连杆来看待,折板结构体系就类似这种情况。

2次弯矩问题

超静定结构张拉时,在次反力作用下产生的截面弯矩称为次弯矩,如图1所示。在静定构件中,验算跨中截面抗裂性时,计算混凝土应力只是把混凝土取为脱离体。而计算跨中强度时,是把混凝土和钢筋共同取为脱离体,计算弯矩就等于荷载弯矩。

若左端铰支不变,右端为两跨连续梁的中间支座,就成为超静定结构。两跨连续梁配筋,张拉钢筋时梁的变形将受到约束,中间支座处有一个力要把拱起的梁拉回原来的位置。左端支座产生的次应力在跨度各截面上产生次弯矩。在进行跨中截面混凝土抗裂验算和截面强度计算时,所取的脱离体完全与前述静定构件相同,只是按连续梁计算的支反力和荷载弯矩值将有所不同,要注意的是,计算截面上还有一个次弯矩作用,显然,这个弯矩会使跨中正弯矩增加而降低支座负弯矩。

上述基本假定如果成立,问题就好解决了。但预应力钢筋混凝土结构材料是弹塑性材料,加载过程中混凝土还要开裂,梁的刚度在加载过程中不断变化。即使超静定梁出现理想塑性铰,预应力筋为吻合索的连续梁,在加载过程中次弯矩也不会消失。美国混凝土规范早期规定,使用阶段混凝土截面应力计算考虑次弯矩,截面强度计算不考虑次弯矩;后又规定截面强度也要考虑次弯矩。ACI318-89进一步明确规定,用于计算预应力超静定结构截面强度的计算弯矩为预应力引起的支反力产生的弯矩及考虑塑性重分布后的荷载弯矩的代数和。通过一些试验和分析,我认为这最后的规定不一定更合理,因为加载过程中次反力将随塑性内力重分布的发展而变化,计算复杂且存在不少问题,若直接用弹性次反力,可能造成较大的误差。如果这样计算,应特别注意最后采用的计算负弯矩值不能减少太多。

3杆件轴向变形的影响问题

施加预应力的杆件要产生轴向变形,其中的徐变收缩变形很难准确计算,差别可能很大,但一般考虑长期变形为短期变形的2倍,人们往往能够接受。种种条件有利时,长期变形值可以再少取一些。杆件轴向变形引起整个超静定结构的内力变化,要认真分析。当轴向变形很大时,一般是在施工时采取让杆件可以自由变形的措施。张拉后,等一段时间再做成整体连接,但这样处理比较麻烦。另外是估计杆件的轴向变形值,在截面设计时考虑进去。更多的情况是,轴向变形值较小时可以不必过多考虑。而确定张拉阶段是这一问题的关键,最不利的情况是单层框架状态时张拉。

4弯矩可调性

在预应力后张拉超静定结构中,连续梁采取分段、悬挑、嵌入构件等处理方法,从力学的观点来看就是调整内力,使其能适应施工阶段和使用阶段的荷载,又能调整跨中和支座弯矩,便于连续配筋。在大跨度框架的顶层边节点,此处弯矩较大,配筋复杂,施工麻烦,还会造成整个结构的用钢量增加。目前,许多设计者把该节点设计成铰接点,取得一点好的效果。如果在边节点柱中设置一些竖向筋,且张拉形成整体的时间根据梁上需要受荷多少来决定,利用弯矩可调性来调整边节点和梁跨中的弯矩分配,会获得更好的效果。

5高层在设计的时候要关注的内容

5.1横向受力性是决定性的要素。一方面,因为楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值,此数值和楼高互为正比例的关系;而水平荷载对结构产生的倾覆力矩,以及由此在竖构件中引起的轴力,是与楼房高度的两次方成正比;除此之外,对于特定的楼房,一般情况下竖向载力是固定的数值,然而水平方向的是有很大变化的。

5.2关于轴向的形变现象。在高层中,由于竖向的载力较大,此时会引起柱的变形问题。这就会影响到连续梁。同时还能影响到预制部件材料的长度问题,此时我们要根据变形计算数据,以此来调整长度。同时还能影响到构件的剪应力以及侧移现象。这时得到的数据结果往往不会很准确,存在很大的误差等。

5.3侧移成为控制指标。在低层的楼房中,结构的侧移问题并不是很重要的,但是在高层中是一个很重要的因素。楼房高度不断增高,这时就导致水平方向的侧移增大,此时我们要有效地将侧移控制到一定的范围之内。

5.4延性指标。低层楼房不如高层的柔,因此在地震时不易变形,但是高层的就特别容易。为了确保结构变形后还能有很好的作用,放置倒塌现象,此时我们要采用合适的方法来确保延性合理。

6结语

根据比较和工作经验,本人认为对于C40混凝土,控制计算名义拉应力为3.0N/mm2~4.0N/mm2,按这样设计建成的预应力混凝土结构还没有发现可见裂缝。可以避免在设计中梁底使用荷载受拉区要配置较多的预应力筋,造成张拉时梁面抗裂不够也要配置预应力筋,同时也在梁底部增加,从而在使用预应力后,仍没有减少钢筋用量的情况。但注意,按这样的标准设计时,一定要利用预应力高强度钢筋与非预应力普通钢筋混合配筋。

参考文献:

[1]GBJ10-89,混凝土结构设计规范[S].

[2]ACI318-89,BuildingCodeRequirementforReinforced[S].

[3]阴杰,曹京华,陈克勤.高层建筑的结构设计理念[J].山西建筑,2007,33(4):76-77.

[4]JGJ3-91,钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程[S].

多高层建筑结构设计范文篇10

关键词:高层建筑;结构设计;问题;对策

1.前言

随着经济的发展,我国的建筑数量增多,尤其是近些年高层建筑已经成为建筑的发展趋势,然而高层建筑设计要求水平也越来越高。因此,我们必须正确认识到高层建筑结构设计中存在的问题,并分析产生这些问题的原因所在,从高层建筑设计发展的实际出发,采取适当的控制方法,确保高层建筑结构设计的安全性和可靠性、减少经济成本投入,为我国高层建筑物结构设计提供新思路。

2.以广西某高层建筑为例看高层建筑构造设计存在的问题

地王国际,西南第一高楼,高276米58层,总投资:5亿元。地王国际,定位于南宁唯一国际5A甲级纯写字楼,已荣获中国商务写字楼精品示范项目称号;同时,被国家建设部评定为第五批全国建筑业新技术应用示范工程,广西商务项目中,仅此一个。地王国际以CBD首席执行官的姿态横空出世,打破了“南宁最近十年来一直没有真正写字楼”的尴尬局面,实现了南宁商务的大变革,标志着南宁真正进入国际化纯正商务时代。南宁腾飞看琅东,琅东巨变看地王。通过对广西地王国标这一高层建筑设计的分析,我们能够看出在高层建筑设计中存在以下问题。

2.1结构计算与分析不精确

结构计算和分析的精确与否是高层建筑结构设计能否实现科学性的一个重要标志,也是高层建筑结构设计中存在的一个重要问题。对于高层建筑的结构设计来说,加强各个环节的结构计算与分析,增强数据的可靠性决定了高层建筑结构设计的科学性。结构计算与分析不精确的一个重要原因在于结构整体计算的软件选择上。目前,在高层建筑结构设计中常用的软件主要包括SAP软件、TBSA软件、TAT软件和SATWE软件,但由于各个软件所采用的计算模型存在着一定的差异性,所以在高层建筑结构设计计算和分析中容易导致结果偏差。因此,加强结果的评定和结构偏差的有效控制是做好结构计算与分析的重要措施,如果不能做好这项工作就会对高层结构设计构成一定的安全隐患。

2.2短肢剪力墙设置问题

短肢剪力墙设置问题也是高层建筑结构设计中存在的一个问题。在结构设计规范中不能对墙肢截面高厚做好规定,并且不能从结构设计的实验数据和实际经验出发,会对短肢剪力墙在高层建筑中的应用增加了相当较多的限制,这也在一定程度上对高层建筑结构设计构成一定的安全隐患。

2.3嵌固端的设置问题

对于高层建筑来说,为了增强其安全性和便捷性,在设计中往往有二层或二层以上的地下室和人防,因此,就有可能使得嵌固端被安放在人防顶板或者是在地下室的顶板上,在具体的施工和设计过程中由于受到多方面的原因,嵌固端所带来的问题,嵌固端上下层抗震等级是否一致的问题、嵌固端上下层刚度比的限制的问题、如嵌固端位置遇结构抗震缝设置是否协调的问题、是否是在结构整体计算时设置嵌固端的问题等容易被忽视,忽略其中任何一个方面都有可能导致后期设计工作的大量修改或埋下安全隐患。

2.4高层建筑结构设计管理团队专业化程度低的问题

高层建筑结构设计管理团队在高层建筑结构设计中发挥着主动性的作用。因此,管理团队的但整体素质和专业化程度将会对整个高层建筑结构设计起到重要的影响。当前,高层建筑结构设计管理团队建设的一个重要问题就是专业化程度不高,团队专业化素质较低,因此,不利于高层建筑结构设计的科学化和合理化建设。

3.高层建筑构造设计的特点和要求

在我国,高层建筑具有自身的特点,随着经济社会的发展和城市用地面积的减少,高层建筑的层数增多,高度加大,结构体系日益呈现多样化的趋势,集中表现在悬挑结构和巨型框架结构的设计上。其次,高层建筑结构设计的平面布置与竖向体型更加复杂,在设计方法上经常采用不对称的方式方法和曲线型平面的设计理念,尤其是在城市规划上,高层建筑结构设计更加要求设计理念和价值追求更加符合建筑功能的要求,并将计算机广泛应用与高层建筑结构设计的过程中。在竖向布置上,一方面竖向体型趋向于多变,阶梯形内收,上部楼层外挑,突出的建筑物增多,与此同时,高低不等的组合体型更广泛地得到应用。除此之外,高层建筑结构设计向更多功能和综合性发展,常见的例子是一个高层建筑中上层布置旅馆,公馆,中间是中,小空间办公楼,下层大空间的商店,银行,娱乐等公共设施,地下部分为商业街,地下铁道车站。在高层建筑结构设计的材料使用方面更加强调高强轻质材料的应用,比如C60混凝土、高强钢管混凝土、陶粒混凝土和火山渣混凝土等材料的应用。

4.高层建筑构造设计存在问题的解决对策

4.1合理安排基础埋置深度及基础形式

桩基是高层建筑广泛采用的一种基础类型。桩基具有承载力可靠、沉降小的优点,适用于软弱土壤。高层建筑由于高度大、重量大,受到的地震作用和风荷载值较大,因而倾覆力矩和剪力都比较大。为了防止倾覆和滑移,高层建筑的基础埋置深度要深一些,使高层建筑基础周围所受到的嵌固作用较大,减小地震反应。基础承托房屋全部重量及外部作用力,并将它们传到地基;另一方面,它又直接受到地震波的作用,并将地震作用传到上部结构。可以说,基础是结构安全的第一道防线。基础的形式,取决于上部结构的形式、重量、作用力以及地基土的性质。

4.2控制结构的高宽比

高宽比实际上反映了建筑物的“苗条”程度。在高层建筑的设计中,控制侧向位移是结构设计的主要问题。随着高宽比的增大,结构的侧向变形能力也相对越强,倾覆力矩也越大。因此,建造宽度很小的高层建筑是不合适的,应对建筑物的高宽比加以限制。

4.3加强结构的平面形状设计

建筑物的平面形状一般可以分为以下塔式和板式两种。塔式是指建筑物的长度和宽度相近的平面形状。塔式平面形状不局限于方形或圆形,可以是多边形、长宽相近的矩形、Y形、井字形、三角形等。在塔式结构中,两个方向抗侧移刚度相近。尤其是平面形状对称时,扭转相对要小的多。在高层建筑、尤其是超高层建筑中,多采用塔式平面形状。板式是指建筑物宽度较小、长度较大的平面形状。在板式结构中,因为宽度较小,平面短边方向抗侧移刚度较弱。当长度较大时,在地震或风荷载作用下,结构会产生扭转、楼板平面翘曲等现象。因此,应对板式结构的长宽比L/B加以限制,一般情况下L/B不宜超过4;当抗震设防烈度等于或大于8时,限制应更加严格。同时,板式结构的高宽比也需控制的更严格一些。

4.4做好有关缝的设置

在一般房屋结构的总体布置中,考虑到沉降、温度收缩和体型复杂对房屋结构的不利影响,常常采用沉降缝、伸缩缝或防震缝将房屋分成若干个独立的部分,以消除沉降差、温度应力和体型复杂对结构的危害。对这三种缝,有关规范都作了原则性的规定。但是,在高层建筑中常常由于建筑使用要求和立面效果的考虑,以及防水处理困难等,希望少设缝或不设缝。目前在高层建筑中,总的趋势是避免设缝,并从总体布置上或构造上采取相应措施来减少沉降、温度和体型复杂引起的问题。

5.小结

高层建筑的发展是我国建筑业发展的一项重要趋势,由于受到技术条件和管理理念等方面的限制,我国在高层建筑结构设计中还存在诸多问题,与西方发达国家存在一定的差距,我们必须确保高层建筑结构设计的安全性和可靠性、减少经济成本投入,为我国高层建筑物结构设计提供新思路。

参考文献:

多高层建筑结构设计范文篇11

关键词:带结构转换层;高层建筑;结构设计

高层建筑施工技术的全面发展提高了建筑的整体质量,同时也为人们创造了良好的生活环境。然而,在人们对生活品质要求不断提升的当下,人们不仅对房屋建筑质量提出了更高要求,也更加重视高层建筑的功能性。为了更好地满足人们的需求,设计人员在进行设计时必须要融入多元化的设计元素。基于此,在进行高层建筑结构转换层设计的过程中,设计人员必须要深入研究高层建筑的整体空间结构和结构特点,然后根据建筑需求对结构转换层进行优化。

1带结构转换层的高层建筑结构设计的主要内容

1.1作用

高层建筑结构受力特点与普通建筑结构设计不同,设计人员要综合考虑各种因素来提升高层建筑结构设计的科学性、规范性、安全性。高层建筑下部和中部的受力强度较大,越是处于较高位置的楼层受力越小,不同的楼层的受力情况存在较大的差异。因此,设计人员在进行下部结构和中部结构的设计时,不仅要提升柱和横梁的稳定性和坚固性,还要不断增加结构的刚度。当楼层高度越高时,设计人员就需要根据实际的情况减少楼层当中的柱和墙的数量。这样不仅能够有效的节省高层建筑设计和施工的成本,同时还能最大限度的发挥中部和下部结构的整体支撑效果。设计人员在进行高层建筑结构转换层的设计过程当中,应扩大中、下层建筑的结构空间。因此,就必须要转变传统的结构转换层设计思路和理念,打破传统常规建筑设计的局限,提升高层建筑结构转换层设计的质量。

1.2类型

设计师需要考虑高层建筑的使用要求,根据高层建筑的不同用途选择不同的结构转换层。不同的转换层的设计方案和施工技术存在着一定的差异,因此,必须充分考虑多方面因素全面分析结构转换层。设计中经常使用的高层建筑结构转换层主要有:板式结构转换层、框架结构转换层、梁式结构转换,如图1所示。(1)在高层建筑上下层的设计中,为保证建筑的稳定性和坚固性,全面提升建筑的整体施工成效和施工效果,设计师往往会设计数量较多的柱网。为了使各层之间的受力稳定,需在设计中融入板式结构转换层,提升高层建筑的抗剪切性能。所设计的板式结构转换层的厚度必须小于2.8m,且设计人员需要根据情况选择灵活多变的设计方案。与此同时,施工中应选择高质量的辅助材料,以提升版式结构转换层的整体质量。(2)设计人员往往会选择框架结构转换层来提升高层建筑的整体抗震性能。在这种结构的设计过程中,主要是通过巨型柱来构建系统的转换结构,合理控制结构内部各部分的受力情况。工作人员需要根据实际情况选择适合的加固装置加固下层结构的框架柱体。这种框架结构转换层能够取得较好的固定效果,且施工工艺相对简单,因此,广泛应用于各种高层建筑结构转换层设计中。(3)在进行高层建筑结构设计时,为了能够完成垂直转换层的施工,须在设计中增加梁式结构转换层。这种转换层具有传递楼层作用力的特点,通过设计可以将高层建筑当中的上层墙体受力传递到下层柱体结构中,提升高层建筑整体的坚固性、稳定性、耐久性。梁式结构转换层的高度控制在0.8~6m范围内。另外,这种转换层结构在施工过程当中的成本较高,设计师在选择时需要考虑多方面的情况后才能使用。

2带结构转换层的高层建筑结构的有效设计方案

2.1全面降低竖向结构刚性差异

高层建筑中的结构转换层,存在竖向结构刚度低的问题,这不仅会严重降低高层建筑的稳定性和质量,同时还会大大提高结构转换层的使用风险。因此,设计人员必须采取有效措施,解决上层和下层的双向结构转换过程中存在的差异。在结构当中设置具有较高安全系数的补偿剪力结构,根据实际情况增加落地墙的厚度和数量,以便于提升高层建高层建筑空间的结构刚度。设计中还需考虑落地构件的截面、尺寸和设计均匀,尽可能选择质量较好、刚度较大的混凝土作为施工材料。这样不仅能够使落地构件能够达到相关的抗弯设计要求,同时也能增加落地构件的抗侧力性能。

2.2科学合理的设置建筑剪力墙

在进行高层建筑结构转换层中的剪力墙设计时,设计人员必须考虑建筑的实际情况,根据设计要求,合理地设置剪力墙的数量和位置。这样不仅能够提升结构转换层设计的效率,同时还极大地发挥结构转换层在高层建筑当中的作用。如图2所示,设计人员需要考虑剪力墙中的框架结构疏密,通过计算确定位剪力墙的位置,并且根据楼层的受力情况设置适量的剪力墙。为了提升结构转换层的设计水平,增加高层建筑空间布局设计的有效性,设计师还需要在剪力墙当中增加一定数量的钢筋。对于剪力墙当中不平的部分,必须选择相同的材料进行找平施工。设计人员在进行转换大梁的设计时,还需要对结构梁两端部分的结构进行一系列的优化,这样才能有效地控制短肢墙内力和结构承受应力。

3结语

为不断地提升高层建筑的质量和功能性,施工人员需要采用有效的施工方案,每个环节都选择高效快捷的施工技术。在施工前,设计人员首先要了解高层建筑的工程概况,要分析高层建筑的结构,了解相关的设计要求和结构转换层的相关数据。然后再根据高层建筑的结构性能和结构框架要求,采取有效的设计方案进行结构转换层的设计,最大限度地提升结构转换层设计方案的科学性、可靠性、规范性、可行性,从而为带结构转换层的高层建筑结构设计水平的全面提升奠定基础。

参考文献:

[1]韩小雷,杨坤,郑宜,等.带梁式转换层的超限高层建筑结构设计[J].昆明理工大学学报(理工版),2004(6):84-87.

[2]熊进刚,李艳.带结构转换层的高层建筑结构设计[J].南昌大学学报(工科版),2002(4):15-18.

[3]刘锡军.带结构转换层的高层建筑结构设计探讨[J].建筑结构,1996(6):27-29.

[4]呼延竞飞.带结构转换层的高层建筑结构设计[J].中国新技术新产品,2016(10):116-117.

多高层建筑结构设计范文篇12

关键词:结构构想;结构体系;艺术形式;宏观体系

随着改革开放经济的迅速发展和城市规模的不断扩大,城市中的高层建筑如春笋般层出不穷,高层建筑具有独特的个性。因此高层建筑的结构设计相当重要。因为高层建筑的结构设计的安全、可靠、经济直接对高层建筑的安全和能耗产生影响。在城市建设和建筑事业日益发展的今天,高层建筑功能与体系的多样化和建筑结构的不断创新,是高层建筑结构形成不断发展和丰富,结构设计也从单一的设计指标向以性能为基础的方向发展。在建筑创作中,建筑形式和结构体系是既相互对立、相互矛盾,又相互统一、相互融合的两个方面,美的形式总是由合理的结构来支撑,而正确的结构往往又具有美得形式。高层建筑创作中的结构构思使建筑形式与结构体系更完美,更恰当的融合到一起。

1结构构想的涵义

结构是影响建筑设计的重要因素,当代建筑结构设计已经突破了传统概念上的“结构支撑”,越来越多的重视结构形态的表现性。结构表现成为建筑创作中形态构思的重要方法,结构表现着重发掘建筑结构中的艺术因素,寻找结构和艺术的结合,变抽象的结构概念为生动的建筑语言。结构的表现不仅因满足功能要求呈现出来,而且通过结构工程师和建筑师的合作,还能实现设计者的个人美好愿望。

2高层建筑设计的结构构想方法

2.1平面设计中的结构构想

1)受力特征与平面形式。高层建筑因其特有的受力特征,从结构意义分析其对平面形式的影响就具有重要意义。高层建筑在水平荷载作用下,结构产生侧移,其中整体弯曲变形占主导地位,结构整体弯曲变形所引起的侧移,与结构体系抵抗倾覆力矩的有效宽度的三次方成反比例关系,以建造宽度很小的建筑物是不适宜的。因此,在平面上加大建筑的有效宽度,就能在很大程度上减少结构的相对侧移.所以,从结构受力角度来讲,高层建筑的平面形式最好是简单、规整的。圆柱形建筑由于它垂直于风向的表面积最小,其风荷载比方柱形建筑可减少20%~40%。平面形式为圆形、椭圆形、正方形、修正三角形、正多边形等形式的高层建筑,建筑沿纵横两个方向的宽度均较大,有较好的抗侧刚度,受风面积也较小,是理想的高层建筑平面类型。

2)结构平面布置的合理性。结构中的传力构件在平面中布置,应不影响建筑使用功能的基础上,尽量满足从力学角度所提出的要求。从力学角度出发,高层建筑的抗侧力结构应均匀布置,避免由于抗侧力结构分布不均而导致水平荷载作用中心偏离抗侧力结构刚度中心而产生扭矩,使抗侧结构处于非常复杂受力状态。

3)结构形式与特点。高层建筑对内部空间的要求,因其使用性质和功能不同,建筑平面布置也就随之变化。小空间平面布置方案仅适用于住宅及旅馆;办公室要求大小空间兼有;餐厅、商场、展览厅等,则要求有能灵活分隔的大空间;舞厅,宴会厅和报告厅等,又要求内部无柱大空间。各种结构体系所能提供内部空间是不同的,它反映在建筑中也各具特色。随着结构技术的发展,一些较新颖结构体系的运用,为建筑师创造丰富多彩的建筑形体,提供使用上具有更大灵活性的平面空间,满足各种使用功能要求创造了有利的条件。如巨型结构、悬挑结构、悬挂结构等既属此类。

2.2剖面设计中的结构构想。剖面构思与建筑形式是紧密相连的,而高层建筑的形式与结构体系又是相互制约的,建筑形式的艺术性必须与结构体系的合理性统一协调,才能充分发挥结构的有效性。因此,不仅要很好地考虑和解决结构与建筑功能方面的要求,还必须运用逻辑思维与形象思维,充分利用结构中符合力学规律和原理的形式来构成不同的空间轮廓与空间韵律。

1)传力体系竖向设计

建筑的空间形态是由结构传力体系支撑的。传力体系的剖面形式,直接反映结构沿竖直方向传递荷载的路径,也关系到建筑物的使用性能。从高层建筑的受力合理性讲,应注意控制建筑的高宽比;由于使用上的要求造成刚度变化特别大,或结构布置发生变化时,则必须设置结构转换层;高层建筑必须有相应的锚固深度,此锚固深度可结合布置设备用房和地下停车库的需要,作为一层或多层地下空间,这对降低高层建筑的重心有利,可提高建筑抗震能力及抗倾覆能力。

2)创造优良体型。高层建筑由于受水平荷载的影响较大,所以建筑形体应力求简洁、均衡、稳定,并具有极佳力学效益而不易屈服于侧向力的优良体型。上下如一型:板式高层建筑其形状多为一字形平面,因其面积利用系数高、造型简洁、朴素大方、结构简易、施工方便、造价也较经济,广泛用于办公楼、旅馆与住宅。

3)合理设置结构转换层。现代高层建筑向着多功能、综合用途发展。在同一幢建筑中,可能上部楼层布置住宅、旅馆、中部楼层作办公用房,下部楼层往往是商场、餐饮、文化娱乐设施。不同功能用途的楼层对结构形式提出了不同的要求。上部需要的是多墙体的小开间;中部则需小的和中等大小的空间;而下部则要求是尽可能大的、能自由灵活分隔的大空间,柱网要大,墙要尽可能少。

4)增设加强层。层数很多、高度很大的建筑,如果靠增大截面尺寸或增设抗侧力构件,必然影响到建筑的使用,这时就可考虑在一定高度位置设置加强层。当未设置加强层时,作为一般高层结构体系,其位移类似于悬臂梁,随高度增加而迅速增大,外荷载产生的倾覆力矩大部分由中央核心剪力墙或筒体承受。在高层建筑中,加强层的设计,可结合设备层一起考虑。由于设备层对采光要求较低,可以不开或少开窗,并可在不妨碍设备布置的前提下增设内部支撑,或沿其周边局部加固,因此设备层可以成为刚度很大的加强层。

3结论

在建筑创作中,了解和掌握各种结构体系在空间构成中的表现方式以及所能形成的内部空间、合理选择传力系的方式,对建筑的使用功能、内部空间、外观造型都有很大的影响。它可以使人们在头脑里形成这样一个总的概念:既要选择的传力体系和方式,对建筑的使用功能、内部空间、外观造型会带来什么样的影响,现阶段结构方案会在各方面如设计、施工上遇到什么困难、经济性如何等。随着科学技术的发展,高层建筑的结构会越来越完善、安全、合理。

参考文献

[1]霍小平,结构造型概念设计初探[J].西安:西北建筑工程学院学报,2000(4):20-25.

[2]吴景祥,高层建筑设计[M].北京:中国建筑工业出版社,1987(17):29-35.

[3]抱世华,方鄂华.高层结构设计[M].北京:北京清华大学出版社,1955(10):53-58

[4]赵西安,钢筋混凝土高层建筑结构设计[M].北京:中国建筑工业出版社,1993(14):33-36.

[5]廉晓飞,高层建筑结构[M].哈尔滨建筑大学,1994(15):51-55.

  • 上一篇:电话客服年终工作总结(整理9篇)
  • 下一篇:沟通汇报技巧范例(12篇)
  • 相关文章

    推荐文章

    本站专题