摘要:随着经济的发展,社会的进步,人们现在对生活质量的追求也越来越高,而且在建筑方面的要求,不仅仅是满足基本的使用功能,还要求风格新颖。造型新颖的建筑物,本身形状就不规则,比如造型上凹凸不平、以及楼层局部不连续,或者是有延伸飘窗等形式。对于超高层建筑来说,凡是有三条及以上的不规则形式都需要通过专项的抗震审查,对于超出标准规定的范围的建筑物则需加强相关设计。 基于此,本篇文章对超高层建筑的超高层结构设计进行研究,以供参考。
关键词:建筑;超高层结构;设计方法
引言
传统的超高层建筑设计非常重要,所以其结构设计过程中需给予更多的关注,在设计过程中需重视当前存在的问题,结合创新的设计理念,提升超高层设计整体质量。
1工程概况与超高层情况分析
1.1工程概况
该项建筑工程隶属某市某小区五单元二号地,建筑面积1万㎡。该建筑项目主要分为地上和地下两部分,其中地上一共建筑三层,面积是6500㎡,地下一层,建筑面积是4000㎡。停车位90个,包含环卫车,中型客车以及小客车停车位。一,该建筑物整体设计造型凹凸有致。对于一二层的设计在原有尺寸基础之上突出30%,而三层及屋面以上总突出长度为总长度的50%。二,内部楼板间断不连贯。由于在此建筑物三层设立游泳池,大概面积是在整层面积的50%左右,所以三层底板,能铺设楼板的地方只是在四周。
2超高层建筑结构设计要点分析
2.1重点突出水平荷载
对于超高层建筑内部的结构设计来说,其最为关键的要点就是水平荷载的设计,而整个荷载的设计包含水平和竖直方向两部分。超高层的建筑高度一般都是可以直接判定的,所以在其竖向的荷载一般也是比较确定的数值。只需要设计者通过计算即可得出。但是对于水平荷载来说,由于建筑物整体结构特性不同,数值就会不同,所以水平荷载的分析和计算逻辑更为复杂,难度更大,所以需要相关设计人员着重计算。
2.2对子侧移进行重点控制
相比较传统的超高层建筑超高层建筑,其特点有很大的不稳定性,比如超高层建筑高度越高,其承载的水平和竖直方向的荷载力就会越大,而发生子侧移的概率就会越高。一旦侧移程度超过建筑整体的承载水平,就会引发一系列安全性问题。所以对于测仪数值的检测,计算和控制是特别重要的。
2.3重视地基设计
但是对于超高层的建筑来说,由于技术要求复杂,施工困难力度大,所以在实际施工中碰到的概率也很小,所以针对这种建筑设计者,要尤其关注设计理念,并且重视地基设计。地基设计工作进行前需要对建筑地进行地质勘察,设计人员的设計依据要来自于勘察的数据,这样设计出来的方案,才能满足该地区地基承载力的要求。对于我国目前超高层建筑来说,最常见的基础形式就是独立基础,条形基础,这些基础本身在设计时就已经加入了承载力和变形的勘测情况,所以对于整个建筑整体来说稳定性较强,基础强度也较高。对于机身的设计来说,不但要满足承载力和变形的要求,而且还要从实际实用性的角度出发,争取最大程度控制建设成本。对于土地承载力的勘测和评估要从土层的结构基础出发,对每项数据都进行综合性的分析。包括对施工场地地下水质的勘测,这些因素都要考虑进去,这样才能实现设计的标准,满足基本的地基要求。总体来说,就是设计者进行地基设计时,必须全面统筹各项因素,以实际勘测的报告数据为基础来进行结构设计。
3.4结构设计部分
建筑物整体的结构需要结合设计的方案以及设计所依据的理论数据,采用科学合理的结构设计,能让整个建筑体结构效果最佳。在对整个建筑结构进行设计时,首先确定承重柱的具体位置,常规的承重柱布局的形式包括跨式和内廊式。对于承重方案的设计和选择一般有几种,一是框架形的结构,这种结构一般的布置形式相对来说比较随意,可能性也比较大,所以该框架体系的承重方案主要是有框架混合、还有纵向承重以及横向承重三种方式。对于结构当中的构建,其尺寸和使用的材料强度都应该满足对应的规定和标准。对于构建当中截面积的尺寸的计算,可以结合构件的承载力以及变形最大的限度来定,这样所得出的截面积的尺寸,是整个框架构建当中最小的界面积尺寸,对于部分截面积估算出现较大偏差的情况,就需要重新进行估算了。不管是对于构建的设计还是分析都需要以我国目前现行的法律法规为基础,满足对抗震系数以及荷载力的相关要求,人工测算也需要结合框架柱和框架梁所承受的荷载力,以及构件变形和截面积等设计的工作。对于构建内部钢筋和内力的测算,可以借助相应的软件来实现估算的工作,并且最终的数值也可以与人工核算的数值进行对比。内部承重楼板。配筋计算完毕之后,才能展开施工图纸其他的绘制工作。
4超高层建筑的超高层结构设计分析
4.1计算分析
对于超高层建筑的地震作用力的设计,可以使用相应的分析程序使用藕联振型分解来辅助进行计算。对于应用Satwe辅助进行计算时可以随机选是2道人工波和5道天然波,这样可以全面模拟地震所产生的振波效果。将在该过程当中测量的结果值与反应谱进行相映的比较,这样有利于对实际的结构设计进行改进。对于使用pmsap数据进行楼板承载力相应计算时,需不断调整多遇地震作用下对主板内部的拉伸和变形的影响,这样可以保证楼板内部的混凝土在小震作用下不至于开裂,也能保证在中震程度下楼,板内的钢筋不屈服。对于整个建筑物来说,平面设计的超高层对其影响最大,因为楼板在平面承受较大荷载力的时候,其刚度性能不能完全保证。所以在对相关数据进行测算和实验时,应将弹性模式考虑进来。严格执行国家对结构设计刚度和抗剪力要求,并且严格执行各框架柱之间的轴压比,以现有的规范,将整体结构的扭转效应数值充分保障,有效降低扭转周期和平动周期之间的比值数。
4.3结构抗震措施
根据我国《建筑抗震设计规范》等相关法律法规的要求,在进行结构抗震组件内力计算的时候,需要对建筑整体内部相对薄弱的环节实行基本的抗震措施。在该建筑工程当中,所有的墙体都采用了轻质材料。这样可以从整体将楼面的构造方法进行简化,也全面降低了建筑整体的重量。对于一些不规则的设计可以通过对承重梁进行加宽和加高的形式来增强其承受力值,对于扭转效应比较严重的,可以通过采用相应的加固设施来控制和降低该系数。如果是对于建筑凹凸不平的情况,不强制使用刚性楼板假定。另外,对于竖向收进程度比较大的楼层,可以使用弹性的模式来对楼层进行具体的设计,以中震程度的承载力作用于楼板内部的钢筋,将楼层内部的钢筋设置成双向,双层的形式。如果是垂直方向向内收进的情况,可以通过加大楼层之间框架柱的抗震等级,来满足具体的设计要求。而且对于坡道处以及楼梯处,都要提高相应的等级,并且可以通过将柱子长度,长短搭配的形式进行整体设计。若是由挑梁的设计,可以将建筑物整体结构的布置进行调整,以此来降低挑梁的长度,对于竖向承载力的计算,可以采用简化的方法。
结束语
综上所述,要以具体工程设计为例,依据现行结构设计规范,阐明了超高层超高层建筑结构设计中需要注意的一些设计要点,重点介绍了不规则建筑的补充计算及加强措施,对建筑的薄弱部位进行加强处理,使结构在满足规范要求的前提下,达到安全、经济的效果,为今后类似工程提供一定的借鉴。
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