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【摘 要】近年来,随着建设步伐的加快,高层建筑越来越多,而高层建筑结构设计尤为重要,而在结构设计中,也会遇到一些问题,针对这些问题提出相就在的对策,本文就对此问题进行了分析。
【关键词】高层建筑结构设计注意事项
前言
随着城市化建设的发展,高层建筑在城市建设中的比例进一步加大。高层建筑的结构设计是一项综合性的技术工作,对于建筑的设计有着非常重要的作用和意义。
1高层建筑的结构特点
高层建筑和低层建筑控制结构的载荷是处于不同方向的,高层建筑是横向荷载起决定性的作用。高层建筑结构的稳定性是设计中的一个非常重要的点,侧移会对高层建筑的稳定性有相当大的影响力,因此在高层建筑结构设计中侧移的要求是十分严格的;抗震要求是高层结构设计必须考率的问题,它的设计原则很简单,小地震没有什么影响,大地震能够不倒塌,延性在高层建筑结构设计中是马虎不得的,设计的时候可以增加结构的柔性,但是要保证在大地震或者是强风的时候能够屹立不倒。
2高层结构设计的设计要点
1)高层建筑的结构必须能够承受竖向荷载、水平荷载和外荷载。其中对结构设计进行控制的主要因素就是水平荷载。高度会与结构内力和位移产生联系,位移与弯矩大小均与高度成正比,轴向力与高度成正比。高层建筑中的结构材料必须能够负担水平负载力。2)高层建筑中的结构设计必须对轴向变形引起重视,竖向荷载的增大更容易造成轴向变形,减小负弯矩值,增加跨中正弯矩。3)高层建筑的结构必须具有结构延性。
3高层建筑结构设计常会出现的问题
高层建筑是建筑行业成熟发展的杰出产物。高层建筑是根据楼层高度来划分的,并因国家不同而异,我国规定的高层建筑是指楼层不少于10层或者按高度计算不低于24m的建筑物。高层建筑结构设计中出现的问题,对于建筑的可靠性有很大影响。首先是消防方面的问题,这就要考虑消防结构的设计。高层建筑在施工时有一定的繁琐性与困难性,想要保证高层建筑结构功能复杂多样,设计人员就要在功能结构设计方面进行规划。首先在选用功能材料时,为避免或减少火灾情况的发生,工作人员必须选择合适且安全的材料,严禁易燃材料的使用。由于高层建筑自身特点,使得建筑间空气流动性较低,风力较低层建筑更大,因此一旦发生火灾后果将非常严重。除此之外,高层建筑的层数增多时,会延长火灾发生时人员的疏散时间,从而加大了消防设计的难度。一般的消防设计,比如消防门,消防栓,防火墙等结构,在高层建筑结构中是不可或缺的,为了更好的完善建筑的消防结构设计,还要考虑火灾产生的烟气排出处理系统,烟气的排放量直接影响到火灾的蔓延情况。
其次是高层建筑结构设计中的抗震方面的问题。因为抗震结构的设计是整个高层建筑设计中较难实施且相对薄弱的部分,而高层建筑本身具有的复杂性,使得地震一旦发生,就会出现许多不确定因素的影响,和不和估量的破坏,因此建筑结构的设计人员在进行建筑结构设计过程中,绝对不能忽视地震发生所带来的巨大破坏性,必须掌握一定的减震、避震的原理。不仅如此,设计人员在设计过程中必须对抗震参数进行精确的核算分析,确保抗震结构设计的数据无误。高层建筑进行结构设计如忽略地震结构的重要性,将造成建筑结构在抗震设计方面失效,并且降低建筑结构的使用寿命,甚至威胁到高层建筑居民的人身安全和财产安全。地基的选择。在高层建筑结构设计中的抗震设计还要考虑到地基合理的选择问题。地基的选择应该要根据建筑的需求选择土况较好的地带,如果没有非常适合的,那就退而求次选择地基土质相对下能够稳定安全的地基。千万不要将地基选在靠近河岸或者是容易在下雨时就发生泥石流、滑坡或者是坍塌等情况的事故地带,在选择时还要注意,不要在一个高层建筑结构设计中选择两种不同土质的地基,这样结构的设计问题不能进行合适的协调。材料和结构体系的选择。目前我国的建筑都是采用钢筋和混泥土的混合使用作为现在的建筑核心部分的结构体系。这个体系主要的作用是控制变形量。在发生弯曲变形时钢筋会有一个较大的侧移,而且钢框架的刚度性很小,通过这种方式不能够有效的降低侧移,还会进一步增加框架的负担。
最后是抗风结构设计,在高层建筑的设计中,自然风是不可避免的影响,因此高层建筑的结构设计不得不重视抗风性能。设计人员在进行高层建筑的结构设计时,一定要了解建筑材料的抗压性,尤其是风压带来的载荷。因为高层建筑的楼层较高,虽然可以起到挡风的作用,但当建筑周围的气流发生变化时,建筑间会产生风洞效应,严重时可能导致旁边高层建筑的主体结构破坏、玻璃幕墙因强烈振动破裂、外部挂件掉落和建筑墙体毁坏的现象。这对于高层建筑结构的稳定性以及居住者的人生安全是非常不利的。
4高层建筑结构设计问题的解决方法
对于以上高层建筑产生的问题,针对消防方面,首先要优化消防结构的设计。为确保建筑居民的人身财产安全,消防设计理念以防为主,也可以设置消防应急措施,确保最大程度的消防安全。消防设计中防火间距很重要,一定要根据相关规范要求进行合理设置。还要根据建筑所在地的地形条件进行设计,以提高该高层建筑与环境的协调性。为了避免火灾发生时产生的人员疏散问题,一定要设置合理的疏散通道、防烟区和紧急避難场所。一要考虑防火墙、防火门和防排烟设备的设计,设计有效合理并且安全可靠的消防结构,以降低高层建筑的破坏程度,保证居住者的人身财产安全。
对于地震方面的设计,主要是要优化抗震结构。抗震问题,在高层建筑结构设计中的地位是不可小觑的。高层建筑本身的高度,使得其建筑要求较高,要优化设计建筑结构的构件位置,使得结构压力均匀分给每个构件,不会出现承压不均而导致地震时的严重破坏。对于非结构构件也要考虑其材料的安全性能。高层建筑的地震结构设计,最重要的是对地基的选择与设计,地基是建筑的根本,一旦发生破坏,上部结构将无所依靠。因此在进行结构设计时,必须重视地基的设计,优化其抗震能力,设计出既节省材料又安全可靠的地基。以确保建筑物有足够的强度和刚度抵抗地震的危害。在确保地基的强度后,还要考虑剪应力的问题,采取强柱弱梁、加强梁柱节点抗震构造措施、设置抗震墙等措施来抵抗水平剪力。建筑物在此基础上还要考虑对称性和稳定性,尽量减少地震灾难的影响。
最后是抗风方面的问题,对策是优化抗风结构。抗风结构设计要综合考虑多种因素,确保建筑物的抗风能力。抗风结构中对其结构进行基础的设计时要保证在风荷载作用下的稳定性。确保地基稳固的重要性不仅在抗震中有所体现,对抗风载也起到重要作用。减振体系在高层建筑中的应用受到广泛欢迎,减震系统可以减少风荷载对建筑物的影响,减振系统的选材将起到巨大作用,因为有些阻尼材料的应用将大大提高高层建筑的抗风能力。要严格按照规范设计抗风结构,采取措施减小风力在建筑物上的叠加和增强,优化结构设计,以减小普遍且危害颇多的风压破坏,为建筑物的安全性能提供安全保证。
结束语
在高层建筑进行结构设计时,消防结构、抗震以及抗风结构得到优化后,高层建筑物的使用寿命将有所提高,使居住者能够舒适、安全地享受高层建筑带来的好处。对于高层建筑的结构设计问题仍有待探究,科学合理的按照相关要求进行建筑结构设计具有一定实际意义。
参考文献:
[1]陶忠,张耀春,韩林海等.关于高层建筑结构选型设计的初步探讨[J].哈尔滨建筑大学学报,2010(33):20-25.
[2]曾凡柏.探讨高层建筑转换层结构设计中存在的问题[J].中华民居,2011(11):452-453.
[3]甄庆华.广州某超高层建筑结构设计的关键性问题研究[D].华南理工大学,2011,11(152):42—46.
【关键词】高层建筑结构设计注意事项
前言
随着城市化建设的发展,高层建筑在城市建设中的比例进一步加大。高层建筑的结构设计是一项综合性的技术工作,对于建筑的设计有着非常重要的作用和意义。
1高层建筑的结构特点
高层建筑和低层建筑控制结构的载荷是处于不同方向的,高层建筑是横向荷载起决定性的作用。高层建筑结构的稳定性是设计中的一个非常重要的点,侧移会对高层建筑的稳定性有相当大的影响力,因此在高层建筑结构设计中侧移的要求是十分严格的;抗震要求是高层结构设计必须考率的问题,它的设计原则很简单,小地震没有什么影响,大地震能够不倒塌,延性在高层建筑结构设计中是马虎不得的,设计的时候可以增加结构的柔性,但是要保证在大地震或者是强风的时候能够屹立不倒。
2高层结构设计的设计要点
1)高层建筑的结构必须能够承受竖向荷载、水平荷载和外荷载。其中对结构设计进行控制的主要因素就是水平荷载。高度会与结构内力和位移产生联系,位移与弯矩大小均与高度成正比,轴向力与高度成正比。高层建筑中的结构材料必须能够负担水平负载力。2)高层建筑中的结构设计必须对轴向变形引起重视,竖向荷载的增大更容易造成轴向变形,减小负弯矩值,增加跨中正弯矩。3)高层建筑的结构必须具有结构延性。
3高层建筑结构设计常会出现的问题
高层建筑是建筑行业成熟发展的杰出产物。高层建筑是根据楼层高度来划分的,并因国家不同而异,我国规定的高层建筑是指楼层不少于10层或者按高度计算不低于24m的建筑物。高层建筑结构设计中出现的问题,对于建筑的可靠性有很大影响。首先是消防方面的问题,这就要考虑消防结构的设计。高层建筑在施工时有一定的繁琐性与困难性,想要保证高层建筑结构功能复杂多样,设计人员就要在功能结构设计方面进行规划。首先在选用功能材料时,为避免或减少火灾情况的发生,工作人员必须选择合适且安全的材料,严禁易燃材料的使用。由于高层建筑自身特点,使得建筑间空气流动性较低,风力较低层建筑更大,因此一旦发生火灾后果将非常严重。除此之外,高层建筑的层数增多时,会延长火灾发生时人员的疏散时间,从而加大了消防设计的难度。一般的消防设计,比如消防门,消防栓,防火墙等结构,在高层建筑结构中是不可或缺的,为了更好的完善建筑的消防结构设计,还要考虑火灾产生的烟气排出处理系统,烟气的排放量直接影响到火灾的蔓延情况。
其次是高层建筑结构设计中的抗震方面的问题。因为抗震结构的设计是整个高层建筑设计中较难实施且相对薄弱的部分,而高层建筑本身具有的复杂性,使得地震一旦发生,就会出现许多不确定因素的影响,和不和估量的破坏,因此建筑结构的设计人员在进行建筑结构设计过程中,绝对不能忽视地震发生所带来的巨大破坏性,必须掌握一定的减震、避震的原理。不仅如此,设计人员在设计过程中必须对抗震参数进行精确的核算分析,确保抗震结构设计的数据无误。高层建筑进行结构设计如忽略地震结构的重要性,将造成建筑结构在抗震设计方面失效,并且降低建筑结构的使用寿命,甚至威胁到高层建筑居民的人身安全和财产安全。地基的选择。在高层建筑结构设计中的抗震设计还要考虑到地基合理的选择问题。地基的选择应该要根据建筑的需求选择土况较好的地带,如果没有非常适合的,那就退而求次选择地基土质相对下能够稳定安全的地基。千万不要将地基选在靠近河岸或者是容易在下雨时就发生泥石流、滑坡或者是坍塌等情况的事故地带,在选择时还要注意,不要在一个高层建筑结构设计中选择两种不同土质的地基,这样结构的设计问题不能进行合适的协调。材料和结构体系的选择。目前我国的建筑都是采用钢筋和混泥土的混合使用作为现在的建筑核心部分的结构体系。这个体系主要的作用是控制变形量。在发生弯曲变形时钢筋会有一个较大的侧移,而且钢框架的刚度性很小,通过这种方式不能够有效的降低侧移,还会进一步增加框架的负担。
最后是抗风结构设计,在高层建筑的设计中,自然风是不可避免的影响,因此高层建筑的结构设计不得不重视抗风性能。设计人员在进行高层建筑的结构设计时,一定要了解建筑材料的抗压性,尤其是风压带来的载荷。因为高层建筑的楼层较高,虽然可以起到挡风的作用,但当建筑周围的气流发生变化时,建筑间会产生风洞效应,严重时可能导致旁边高层建筑的主体结构破坏、玻璃幕墙因强烈振动破裂、外部挂件掉落和建筑墙体毁坏的现象。这对于高层建筑结构的稳定性以及居住者的人生安全是非常不利的。
4高层建筑结构设计问题的解决方法
对于以上高层建筑产生的问题,针对消防方面,首先要优化消防结构的设计。为确保建筑居民的人身财产安全,消防设计理念以防为主,也可以设置消防应急措施,确保最大程度的消防安全。消防设计中防火间距很重要,一定要根据相关规范要求进行合理设置。还要根据建筑所在地的地形条件进行设计,以提高该高层建筑与环境的协调性。为了避免火灾发生时产生的人员疏散问题,一定要设置合理的疏散通道、防烟区和紧急避難场所。一要考虑防火墙、防火门和防排烟设备的设计,设计有效合理并且安全可靠的消防结构,以降低高层建筑的破坏程度,保证居住者的人身财产安全。
对于地震方面的设计,主要是要优化抗震结构。抗震问题,在高层建筑结构设计中的地位是不可小觑的。高层建筑本身的高度,使得其建筑要求较高,要优化设计建筑结构的构件位置,使得结构压力均匀分给每个构件,不会出现承压不均而导致地震时的严重破坏。对于非结构构件也要考虑其材料的安全性能。高层建筑的地震结构设计,最重要的是对地基的选择与设计,地基是建筑的根本,一旦发生破坏,上部结构将无所依靠。因此在进行结构设计时,必须重视地基的设计,优化其抗震能力,设计出既节省材料又安全可靠的地基。以确保建筑物有足够的强度和刚度抵抗地震的危害。在确保地基的强度后,还要考虑剪应力的问题,采取强柱弱梁、加强梁柱节点抗震构造措施、设置抗震墙等措施来抵抗水平剪力。建筑物在此基础上还要考虑对称性和稳定性,尽量减少地震灾难的影响。
最后是抗风方面的问题,对策是优化抗风结构。抗风结构设计要综合考虑多种因素,确保建筑物的抗风能力。抗风结构中对其结构进行基础的设计时要保证在风荷载作用下的稳定性。确保地基稳固的重要性不仅在抗震中有所体现,对抗风载也起到重要作用。减振体系在高层建筑中的应用受到广泛欢迎,减震系统可以减少风荷载对建筑物的影响,减振系统的选材将起到巨大作用,因为有些阻尼材料的应用将大大提高高层建筑的抗风能力。要严格按照规范设计抗风结构,采取措施减小风力在建筑物上的叠加和增强,优化结构设计,以减小普遍且危害颇多的风压破坏,为建筑物的安全性能提供安全保证。
结束语
在高层建筑进行结构设计时,消防结构、抗震以及抗风结构得到优化后,高层建筑物的使用寿命将有所提高,使居住者能够舒适、安全地享受高层建筑带来的好处。对于高层建筑的结构设计问题仍有待探究,科学合理的按照相关要求进行建筑结构设计具有一定实际意义。
参考文献:
[1]陶忠,张耀春,韩林海等.关于高层建筑结构选型设计的初步探讨[J].哈尔滨建筑大学学报,2010(33):20-25.
[2]曾凡柏.探讨高层建筑转换层结构设计中存在的问题[J].中华民居,2011(11):452-453.
[3]甄庆华.广州某超高层建筑结构设计的关键性问题研究[D].华南理工大学,2011,11(152):42—46.