摘要:隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人口數(shù)量的加大,住宅需求量增加迅速,這使得城市高層建筑成為城市建筑結(jié)構(gòu)的主流。隨著高層建筑結(jié)構(gòu)體系的多樣化發(fā)展,高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的一些問題,直接影響了高層建筑的質(zhì)量。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和建筑行業(yè)的加速擴(kuò)張,這對(duì)中國(guó)高層建筑技術(shù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了更加高標(biāo)準(zhǔn)的要求,這就促使我們?cè)趯?duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)的研究過程中,要不斷地發(fā)現(xiàn)問題,并對(duì)這些問題提出相應(yīng)的解決對(duì)策。
關(guān)鍵詞:高層建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);問題分
高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)綜合性的技術(shù)工作,對(duì)于建筑的設(shè)計(jì)有著非常重要的作用和意義。隨著我國(guó)高層建筑的不斷發(fā)展,高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求越來越高。通過對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)優(yōu)化,能夠促進(jìn)投資成本在工程項(xiàng)目的質(zhì)量安全和環(huán)保節(jié)能等方面進(jìn)行合理而均衡的分配,從而使高層建筑項(xiàng)目獲得更高的增值,并進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)以及城市化步伐的加快。我國(guó)在近幾年的發(fā)展建設(shè)中,建筑行業(yè)的變化最為明顯,不僅是在外形上發(fā)生了重大的變化,在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上也得到了進(jìn)一步的改善,這其中最突出的變化要數(shù)高層建筑甚至超高層建筑的不斷涌現(xiàn),但是需要注意的是,隨著建筑造型結(jié)構(gòu)的愈發(fā)復(fù)雜,對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求就更加嚴(yán)格了,如果僅僅停留在最初的設(shè)計(jì)階段而不向前發(fā)展,那么我國(guó)建筑的整體水平就無法得到顯著的提高。
1高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問題分析與解決方案
1.1建筑結(jié)構(gòu)超高的問題
現(xiàn)代城市建筑物在樓宇的高度上不斷進(jìn)行更新,好像樓層越高就代表城市的地位就更上一層樓?墒墙ㄖ锊粩喑邊s對(duì)抗震性與建筑質(zhì)量提出了更高的要求。相關(guān)的建筑規(guī)范對(duì)建筑物的高度與抗震要求進(jìn)行明確的規(guī)定,無論是多高的建筑物,都需要滿足相對(duì)應(yīng)的抗震等級(jí)要求。針對(duì)目前多地存在的建筑物超高問題,建筑物規(guī)范將會(huì)進(jìn)行限定,不斷細(xì)化規(guī)則,與時(shí)俱進(jìn),這使得高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法與措施有了明顯的改進(jìn)。每一個(gè)建筑單位的項(xiàng)目管理部都要注重建筑的超高問題,在設(shè)計(jì)圖與施工組織審核時(shí)都應(yīng)該及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的風(fēng)險(xiǎn)問題,不斷進(jìn)行論證,避免對(duì)工程的造價(jià)與工期造成影響。
1.2短肢剪力墻的設(shè)置的問題
隨著我國(guó)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不斷深入,對(duì)短肢剪剪力墻的設(shè)置問題更加關(guān)注。目前我國(guó)的相關(guān)建筑規(guī)范已經(jīng)對(duì)它進(jìn)行了充分嚴(yán)格的定義,并對(duì)其使用進(jìn)行了限制。
1.3嵌固端設(shè)置的問題
高層建筑的嵌固端在二層以上的地下室頂板上,同時(shí)也有可能會(huì)設(shè)計(jì)到人防頂板上,嵌固端設(shè)置時(shí),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師對(duì)于嵌固端設(shè)置帶來的問題沒有提前判斷與預(yù)測(cè),比如樓板的設(shè)計(jì)、上下層的剛度要求等等,這些問題都有可能在后來的設(shè)計(jì)中做出更改,造成不必要的損失與安全隱患。
1.4結(jié)構(gòu)規(guī)則性的問題
在目前的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中已經(jīng)進(jìn)行了明確的限制。如新規(guī)范對(duì)結(jié)構(gòu)嵌固端上下層的剛度進(jìn)行了規(guī)定,現(xiàn)代建筑不宜采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案。不規(guī)則的設(shè)計(jì)將對(duì)建筑的豎向荷載計(jì)算產(chǎn)生偏差,不易估計(jì),有可能會(huì)存在安全風(fēng)險(xiǎn)。
1.5消防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問題
高層建筑結(jié)構(gòu)本身的特點(diǎn)非常明顯,它的功能復(fù)雜性決定著建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)非常復(fù)雜,需要選用不同的建筑功能材料。傳統(tǒng)建筑中所選用的材料多為可燃性材料,這種材料無形中增加了高層建筑火災(zāi)的發(fā)性頻率,更不易進(jìn)行救火。高層建筑間空氣流動(dòng)強(qiáng),風(fēng)力非常大,如果發(fā)生高層火災(zāi)事故,救援難度可想而知。在傳統(tǒng)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),把火災(zāi)線路設(shè)計(jì)成垂直形態(tài),建筑人員在進(jìn)行火災(zāi)疏散時(shí)將花費(fèi)更多的時(shí)間,對(duì)人身財(cái)產(chǎn)安全造成了更大的延誤。在消防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,也需要對(duì)排煙結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),這對(duì)于高層建筑的安全性設(shè)計(jì)有著重要的意義。在設(shè)計(jì)中要保證煙氣能夠有效排出,避免在火災(zāi)發(fā)生時(shí)不利情況的蔓延。
1.6抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問題
在高層建筑設(shè)計(jì)中,抗風(fēng)性研究非常重要。在進(jìn)行設(shè)計(jì)建造時(shí),要注意抗風(fēng)壓性,對(duì)有效的設(shè)計(jì)非常重要。隨著高層建筑的高度不斷增加,結(jié)構(gòu)本身對(duì)風(fēng)起著擾動(dòng)作用與阻隔作用,不利于風(fēng)量的及時(shí)移動(dòng),在風(fēng)速較大時(shí),會(huì)對(duì)靜止的高層建筑產(chǎn)生振動(dòng)效果,從而造成一定的動(dòng)力荷載力,將會(huì)對(duì)其穩(wěn)定性造成威脅,甚至有可能會(huì)導(dǎo)致主體結(jié)構(gòu)受到破壞,導(dǎo)致玻璃幕墻破裂、裝飾物毀壞甚至墻體斷裂等工程質(zhì)量受到影響的危險(xiǎn)。
2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的策略總結(jié)
在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要注重設(shè)計(jì)原則,合理選擇基礎(chǔ)條件與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案,對(duì)高層的消防結(jié)構(gòu)、抗震結(jié)構(gòu)、抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。在消防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面,要設(shè)計(jì)合適的防火間距,對(duì)建筑物間的距離進(jìn)行精確計(jì)算,根據(jù)地形條件設(shè)計(jì)合理的防火結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),增加疏散通道設(shè)計(jì),采用分隔式進(jìn)行設(shè)計(jì),控制煙霧與火勢(shì)的蔓延,在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面,要合理規(guī)劃建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)件位置,發(fā)揮不同的構(gòu)承載功能,對(duì)地基進(jìn)行抗震設(shè)計(jì),簡(jiǎn)化建筑平面,分割高度差異,提高建筑物的剛率與強(qiáng)度,實(shí)現(xiàn)地基的穩(wěn)固性,另外需要注重對(duì)剪力墻的設(shè)計(jì),控制位移,對(duì)簡(jiǎn)體結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì),確保結(jié)構(gòu)的完整性與對(duì)稱性,在抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化中,首先要進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì),選擇級(jí)配高的砂石,在結(jié)構(gòu)義部使用抗拔錨桿,穩(wěn)定地基,在高層建筑結(jié)構(gòu)中增加耗能減振系統(tǒng)設(shè)計(jì),通過多種元素的綜合,使用強(qiáng)粘彈性的阻尼材料,解決好水平力、風(fēng)荷載造成的荷載疊加問題,對(duì)受力高壓區(qū)進(jìn)行加固處理,精確計(jì)算建筑物的風(fēng)荷載與承載力。
3結(jié)語
隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的不斷加快,我國(guó)的建筑行業(yè)得到飛速發(fā)展,人們對(duì)于高層建筑的質(zhì)量要求也越來越高,高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)范不規(guī)范直接決定著高層建筑質(zhì)量的好壞,所以高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑工程中顯得非常重要。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)發(fā)展創(chuàng)新,建筑設(shè)計(jì)理論建和筑施工技術(shù)越來越完善,建筑施工材料和施工機(jī)械設(shè)備得到大量改良,高層建筑發(fā)展步伐也非常迅速。高層建筑設(shè)計(jì)復(fù)雜,為促進(jìn)建筑設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性,我們需要把高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)放在設(shè)計(jì)首位優(yōu)先考慮。我國(guó)城市化進(jìn)程的快速發(fā)展,高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也越來越受到人們的關(guān)注,如果可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的問題,就可以努力促進(jìn)高層建筑建設(shè)的發(fā)展,大幅度提高我國(guó)建筑的安全系數(shù)。當(dāng)然跟著現(xiàn)代建筑理論不斷發(fā)展,建筑對(duì)于我們來說不僅僅具必要的實(shí)用性,還在方面藝術(shù)性提出了比較高的要求。這對(duì)高層設(shè)計(jì)者來說,必須要同時(shí)將建筑物的實(shí)用價(jià)值和審美價(jià)值這兩個(gè)方面都要完美的體現(xiàn)出來,才能夠表達(dá)出設(shè)計(jì)的質(zhì)量與外形都完美的現(xiàn)代建筑。
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