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摘要:随着时代的进步和社会的不断发展,人口的增多及人口密度的增大,人们对生活环境的要求越来越高,因此越来越多的高层建筑出现在城市中。钢筋混凝土高层结构的设计在我国的高层建筑中十分重要。但是,钢筋混凝土建筑结构设计本身的一些难题不容忽视,高层结构设计更是难上加难。结构设计对整个高层建筑的安全性具有决定性作用,所以必须依据相关法律法规慎重设计,才能保证人们的人身安全。以下我们将介绍高层结构设计的发展历程及设计理念,然后全面思考钢筋混凝土高层结构设计中较常见的一些问题,希望有助于我们以后的建筑设计工作。
关键词:高层结构设计;钢筋混凝土;相关问题
中图分类号:[TU208.3] 文献标识码:A 文章编号:
1、引言
建筑行业不断发展,高层建筑在城市建设中兴起,其钢筋混凝土的高层结构设计也引起人们的更多关注。建筑物的安全性是人们最担心的问题,其次其承载能力、经济性也很重要,而设计是这些问题的决定性因素。由于钢筋混凝土本身具有一定的结构特性,所以在设计中必须要遵循设计原则。我们必须重视和妥善处理钢筋混凝土高层结构设计中所存在的问题,才能完善整个高层建筑的结构设计。在高层建筑成为新世纪城市建筑的主流趋势下,我们将对钢筋混凝土高层结构设计的发展历程及现状进行简单介绍,并总结一些合理可行的建议,来改善钢筋混凝土高层结构设计中常出现的一些问题,提高钢筋混凝土高层结构设计的水平。
2 高层建筑的发展、概念设计含义及结构特色
高层建筑至今已经有数千年的历史。古埃及的金字塔建筑以及我国的古代寺塔建筑是最早期的高层建筑。现代意义上的高层建筑始于19世纪80年代的美国芝加哥,一座首次采用框架式建筑设计结构的保险商务大楼,这被认为是建筑史上革命性的进步。我国的现代高层建筑史出现比较晚,改革开放以后才迅速发展起来,尤其是我国的中东部发达地区,高层建筑发展飞速,并在数量及质量上都进步很大。
高层建筑的概念设计是指保障高层结构的建设设计符合抗震性要求的设计方法。我们要选择有利于应对抗震性的设计,并在设计中加入强化抗扭的刚度及减少扭转程度以及防范薄弱层次及部位的一些措施。这些因素在高层建筑的概念设计中一直存在,因此设计师在整个设计过程中都需要思虑周全。
建筑层数的不同可以使建筑结构的好坏和材料的多少在水平力的作用下有很大区别。而高层建筑结构多在其层数和高度上体现其独特的设计风格,因此我们可以看出,在设计中起主导作用的是高层建筑结构自身的承载能力,因此在设计和施工中要多方面考虑,要求有很高的技术水平。
3、高层结构设计中的一些相关问题
3、1 概念设计阶段
建筑师在概念设计过程中不能只凭计算进行设计,还要注重概念设计,保证高层建筑结构的综合性能,并遵循一定的原则,即结构尽量简单、结构规则并具有均匀性、保证结构刚度及抗震、抗风的能力,加强构造使结构的承载能力达到要求。
3、2结构选型的注意事项
在钢筋混凝土高层建筑中,我们在结构设计的结构选型上要注意以下几个方面的问题:
3、2、1 选择适宜的结构体系 高层的结构体系主要包括以下三种:框架结构、剪刀墙结构以及两种的组合框-剪结构。高层建筑一般选择筒中筒、框架—核心筒等筒体结构,或是带有比较复杂的加强层及钢臂、连体结构等的高层结构。选用结构体系,要根据房屋具体高度、宽高比例、使用的具体要求及抗震设防烈度,再根据施工地区的施工条件、材料、资金情况做出综合判断,确定出适宜的结构体系。
3、2、2注意结构的超高问题
结构的总高度在抗震规范与高规中有十分严格的限制,且除了A级高度的建筑,B级高度的建筑也出现在新规范当,足见建筑高度要求的严格性,所以要引起对超高问题的重视。在实际工程设计中,如果有结构变更一定要注意此问题,否则可能使施工图不能通过审查而需要重新设计,造成人力、物力、财力的浪费。
3、2、3合理设置嵌固端
高层建筑一般都设置地下室,地下室顶板上通常放嵌固端,而放置嵌固端给楼板的设计和上下层的刚度比带来的问题往往会被人们忽视。抗震规范中明确要求嵌固端必须和抗震等级一致。所以在设计时要注意嵌固端位置与抗震缝相协调以及嵌固端跟其它各层(尤其是上下层)的相互影响。
3、3 在地基与基础设计中需要注意的问题
地基与基础设计一般是结构工程师比较重视的一方面,它的好坏将影响后期整体设计工作是否能顺利进行,所以此阶段对整个工程设计非常重要,必须重视并做好。
在地基基础设计时的第一参考对象是地方性规范作为,虽然国家推行的《地基基础设计规范》有一些规定,但各地区差异比较大,所以要根据国家标准的指导再进行地方标准的制定,来解决地基及基础设计中的具体问题。现在很多地方都是依据国家政策,再结合当地具体情况,制定出了比较符合自己地方的地基基础设计规范和标准。设计人员要认真学习这些条款,把他们应用到设计中。
3、4 结构计算和分析中的注意事项
我们在结构计算与分析方面要注意以下两点:一是合理选择软件。现在的计算软件比较通用的有:TBSA、SATWE、TAT、SAP、广厦等。各个软件在计算模型上并不完全一致,所以不同软件的计算结果有一定的差异。结构工程师在设计工作中首先要依据结构类型和计算软件模型的特点选择合理的计算软件,再从不同计算结果中,判断出它们是否合理、是否有意义。如果选择不合理的软件,除了会造成时间、精力的浪费,还可能造成结构的不安全。二是,要注意建筑隔墙会影响自振周期,新旧规范中对这部分内容都有说明,而且更为具体的描述了实测周期。在高层结构计算中判断是否放大地震力要运用自振周期折减系数。在分析时主要应控制结构整体位移及位移比、结构自振周期和周期比、结构楼层承载力及剪力等内容。
4、总结
随着社会的进步和发展,钢筋混凝土高层结构设计在我们的生活中越来越不可或缺。但从上文的内容可以看出,钢筋混凝土高层结构设计的常见问题始终贯穿于整个设计过程,无论在概念設计方面,还是结构选型和地基基础设计方面,都要遵守一定的规范和准则才行。设计人员需要加倍注意这些问题的表现形式,及时发现问题,严格遵守各项准则,在实际的设计实践中好好运用这些规定,保证钢筋混凝土高层结构设计工作的安全性和经济性。我相信只要我们不断认识和改进这些问题,钢筋混凝土高层结构设计水平一定可以更上一层楼。
参考文献
[1]韩葆铨,濮炳安.高层结构设计中的分阶段优化措施.《建筑技术》.2012年8期
[2]梁杰斌.钢筋混凝土高层结构设计常见问题探讨.《城市建设理论研究(电子版)》.2012年14期
关键词:高层结构设计;钢筋混凝土;相关问题
中图分类号:[TU208.3] 文献标识码:A 文章编号:
1、引言
建筑行业不断发展,高层建筑在城市建设中兴起,其钢筋混凝土的高层结构设计也引起人们的更多关注。建筑物的安全性是人们最担心的问题,其次其承载能力、经济性也很重要,而设计是这些问题的决定性因素。由于钢筋混凝土本身具有一定的结构特性,所以在设计中必须要遵循设计原则。我们必须重视和妥善处理钢筋混凝土高层结构设计中所存在的问题,才能完善整个高层建筑的结构设计。在高层建筑成为新世纪城市建筑的主流趋势下,我们将对钢筋混凝土高层结构设计的发展历程及现状进行简单介绍,并总结一些合理可行的建议,来改善钢筋混凝土高层结构设计中常出现的一些问题,提高钢筋混凝土高层结构设计的水平。
2 高层建筑的发展、概念设计含义及结构特色
高层建筑至今已经有数千年的历史。古埃及的金字塔建筑以及我国的古代寺塔建筑是最早期的高层建筑。现代意义上的高层建筑始于19世纪80年代的美国芝加哥,一座首次采用框架式建筑设计结构的保险商务大楼,这被认为是建筑史上革命性的进步。我国的现代高层建筑史出现比较晚,改革开放以后才迅速发展起来,尤其是我国的中东部发达地区,高层建筑发展飞速,并在数量及质量上都进步很大。
高层建筑的概念设计是指保障高层结构的建设设计符合抗震性要求的设计方法。我们要选择有利于应对抗震性的设计,并在设计中加入强化抗扭的刚度及减少扭转程度以及防范薄弱层次及部位的一些措施。这些因素在高层建筑的概念设计中一直存在,因此设计师在整个设计过程中都需要思虑周全。
建筑层数的不同可以使建筑结构的好坏和材料的多少在水平力的作用下有很大区别。而高层建筑结构多在其层数和高度上体现其独特的设计风格,因此我们可以看出,在设计中起主导作用的是高层建筑结构自身的承载能力,因此在设计和施工中要多方面考虑,要求有很高的技术水平。
3、高层结构设计中的一些相关问题
3、1 概念设计阶段
建筑师在概念设计过程中不能只凭计算进行设计,还要注重概念设计,保证高层建筑结构的综合性能,并遵循一定的原则,即结构尽量简单、结构规则并具有均匀性、保证结构刚度及抗震、抗风的能力,加强构造使结构的承载能力达到要求。
3、2结构选型的注意事项
在钢筋混凝土高层建筑中,我们在结构设计的结构选型上要注意以下几个方面的问题:
3、2、1 选择适宜的结构体系 高层的结构体系主要包括以下三种:框架结构、剪刀墙结构以及两种的组合框-剪结构。高层建筑一般选择筒中筒、框架—核心筒等筒体结构,或是带有比较复杂的加强层及钢臂、连体结构等的高层结构。选用结构体系,要根据房屋具体高度、宽高比例、使用的具体要求及抗震设防烈度,再根据施工地区的施工条件、材料、资金情况做出综合判断,确定出适宜的结构体系。
3、2、2注意结构的超高问题
结构的总高度在抗震规范与高规中有十分严格的限制,且除了A级高度的建筑,B级高度的建筑也出现在新规范当,足见建筑高度要求的严格性,所以要引起对超高问题的重视。在实际工程设计中,如果有结构变更一定要注意此问题,否则可能使施工图不能通过审查而需要重新设计,造成人力、物力、财力的浪费。
3、2、3合理设置嵌固端
高层建筑一般都设置地下室,地下室顶板上通常放嵌固端,而放置嵌固端给楼板的设计和上下层的刚度比带来的问题往往会被人们忽视。抗震规范中明确要求嵌固端必须和抗震等级一致。所以在设计时要注意嵌固端位置与抗震缝相协调以及嵌固端跟其它各层(尤其是上下层)的相互影响。
3、3 在地基与基础设计中需要注意的问题
地基与基础设计一般是结构工程师比较重视的一方面,它的好坏将影响后期整体设计工作是否能顺利进行,所以此阶段对整个工程设计非常重要,必须重视并做好。
在地基基础设计时的第一参考对象是地方性规范作为,虽然国家推行的《地基基础设计规范》有一些规定,但各地区差异比较大,所以要根据国家标准的指导再进行地方标准的制定,来解决地基及基础设计中的具体问题。现在很多地方都是依据国家政策,再结合当地具体情况,制定出了比较符合自己地方的地基基础设计规范和标准。设计人员要认真学习这些条款,把他们应用到设计中。
3、4 结构计算和分析中的注意事项
我们在结构计算与分析方面要注意以下两点:一是合理选择软件。现在的计算软件比较通用的有:TBSA、SATWE、TAT、SAP、广厦等。各个软件在计算模型上并不完全一致,所以不同软件的计算结果有一定的差异。结构工程师在设计工作中首先要依据结构类型和计算软件模型的特点选择合理的计算软件,再从不同计算结果中,判断出它们是否合理、是否有意义。如果选择不合理的软件,除了会造成时间、精力的浪费,还可能造成结构的不安全。二是,要注意建筑隔墙会影响自振周期,新旧规范中对这部分内容都有说明,而且更为具体的描述了实测周期。在高层结构计算中判断是否放大地震力要运用自振周期折减系数。在分析时主要应控制结构整体位移及位移比、结构自振周期和周期比、结构楼层承载力及剪力等内容。
4、总结
随着社会的进步和发展,钢筋混凝土高层结构设计在我们的生活中越来越不可或缺。但从上文的内容可以看出,钢筋混凝土高层结构设计的常见问题始终贯穿于整个设计过程,无论在概念設计方面,还是结构选型和地基基础设计方面,都要遵守一定的规范和准则才行。设计人员需要加倍注意这些问题的表现形式,及时发现问题,严格遵守各项准则,在实际的设计实践中好好运用这些规定,保证钢筋混凝土高层结构设计工作的安全性和经济性。我相信只要我们不断认识和改进这些问题,钢筋混凝土高层结构设计水平一定可以更上一层楼。
参考文献
[1]韩葆铨,濮炳安.高层结构设计中的分阶段优化措施.《建筑技术》.2012年8期
[2]梁杰斌.钢筋混凝土高层结构设计常见问题探讨.《城市建设理论研究(电子版)》.2012年14期