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高层建筑结构设计对策与要点(6篇)

第一篇:高层建筑结构设计问题及对策

摘要:高层建筑工程设计中结构方面的设计可以说是至关重要的一个方面,如果高层建筑的结构方面出现了较多问题和缺陷,势必会影响到整个高层建筑的应用价值,因此对高层建筑结构设计进行有效分析和优化,是十分必要的。本文重点围绕高层建筑结构设计的工作,首先分析了当前存在的各类问题和缺陷,然后又具体探讨了相应的解决对策和具体设计要点,希望能够对设计工作具有一定的参考价值。

关键词:高层建筑;结构设计;问题;对策

1引言

建筑工程中结构的稳定性和可靠性是确保其能够得到较好应用的重要条件,这也就需要设计工作者对相应建筑工程的结构进行重点关注,保证其能够为建筑的后续应用创造理想的条件,这一点对于高层建筑而言更是如此。很多高层建筑结构之所以不是特别理想,和设计的不合理存在着密切联系,因此,围绕着高层建筑结构的设计环节进行重点分析是十分必要的。

2高层建筑结构设计存在的问题分析

结合现阶段我国高层建筑结构的设计工作来看,虽然说设计人员的综合素质得到了较为明显的提高,运用的计算理论、相关设计手段和技术水平也越来越先进,但是其在最终设计成果的呈现上依然存在着一些问题和缺陷,这些问题和缺陷主要表现在以下几个方面:(1)高层建筑主体结构的高度不合理。对于高层建筑结构的有效设计而言,相应的高度设计无疑是比较核心的一个方面,也是最为基本的一个设计目标所在,如果在高层建筑的结构高度设计方面出现了问题,不仅仅会影响到高层建筑的应用实效性和经济性,甚至还有可能会对于高层建筑的自身安全可靠性产生较大威胁。这种高层建筑结构的高度设计问题主要就是指相应的设计人员未能较为清晰准确把握好高层建筑的基本设计需求,并且对于相关的行业标准和规范的理解不清晰,最终也就导致其设计高度的不合理,难以使整个建筑体系发挥出最佳效果,甚至违反国家行业标准的条文。例如,对于框架剪力墙高层建筑,依据国家行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》,应根据计算出的框架部分承受的地震倾覆力矩占结构总倾覆力矩的百分比,来确定主体结构的最大适用高度是按框架结构确定或是按框架剪力墙结构确定。(2)高层建筑结构体系方面设计不合理。对于高层建筑结构方面的有效设计而言,其在结构力学体系方面同样也容易表现出一些不合理及不适用,这些结构体系方面的问题主要就表现为相应的结构形式选择不合理,导致其自身的受力形态出现缺陷,最终也可能会对于高层建筑工程结构的抗震性产生威胁。基于这种高层建筑结构力学体系方面的设计问题进行分析,其表现同样也是多方面的,比如对于不同的建筑高度区间及建筑所在区域的地震烈度等,应根据规范选择适应的结构形式,否则,设计出的结构可能不经济甚至将存在安全隐患。此外,在具体的高层建筑结构设计过程中,对于荷载动态变化没有进行充分考虑的话,同样也会导致其整体受力不合理,相关问题同样也会出现。(3)结构材料方面的使用存在问题。对于高层建筑结构设计工作来看,其在相应材料的选择方面存在的问题同样也是当前比较常见的,这种结构材料选择方面带来的问题主要就是指容易导致其无法发挥出较为理想的承载力效果,不利于高层建筑的后续长久应用。结合当前这种结构材料方面的选择而言,其首先表现在基本材料类型的选择上不合理,没有参考高层建筑对于内部空间以及基本需求的限定,进而也就容易导致其所选择的结构材料不适合于具体施工建设,给后续运用带来较大麻烦。此外,相应材料方面的使用缺陷还表现在具体施工材料的应用数量方面,比如对于钢筋混凝土结构中钢筋材料的配筋率控制不当,就容易导致其相应的承载力出现问题,带来安全隐患。(4)高层建筑结构设计图纸呈现方面存在问题。对于高层建筑结构的设计工作,相应的设计结果主要是呈现为具体的设计图纸,而这种设计图纸方面存在的问题也就必然会严重影响相应设计的价值呈现,并且容易给后续施工带来较大的不利影响。针对这种设计图纸方面表现出来的问题,主要是相应的设计图纸呈现中所要表达和解释的内容不清晰,无法保证施工人员进行有效解读。(5)设计过程中忽视了成本方面的控制。对于高层建筑结构设计工作的落实来看,为了更好促使其能够在相应的施工建设及后续使用中体现经济性,从成本方面进行管控也是比较重要的一个方面,而在当前很多设计过程中,设计单位往往仅考虑到高层建筑结构的合理性以及稳定性指标,对于经济性指标考虑不足,最终也就必然会影响其设计价值的效果。

3高层建筑结构设计问题的解决对策

针对上述高层建筑结构设计过程中表现出来的各个问题和缺陷来看,为了较好提升其后续优化效果,必须要选择较为有效地方式进行优化改进,其主要的解决对策有以下几点:(1)合理限制高层建筑结构的高度。对于高层建筑结构设计方面的落实而言,必须要首先确保相应结构高度较为合理可靠,尤其是对于以往高层建筑结构设计中无限制的增高问题,更是需要进行严格控制,充分分析当地场地特点,结合高层建筑施工构建的基本需求,进而也就能够确定最为合理的高层建筑结构高度,促使其这一高度能够有效满足于高层建筑应用价值的最大化,并且不会带来安全性方面的隐患。(2)做好结构体系的选择及计算分析。为了使高层建筑结构能够表现出较为理想的稳定性和安全性效果,从结构体系的设计方面进行有效控制也是比较重要的一个方面,这种结构体系方面的选择及计算分析也就需要围绕着具体结构的特点及其具体组成进行考虑。在设计完成后,还需要进行详细验算分析,对于可能存在力学失稳现象的结构区域予以修正。(3)做好结构材料使用的选择。对于高层建筑结构方面的设计而言,恰当选择合理的材料类型,并且针对材料的用量进行严格把关也是比较重要的一个方面,使相应高层建筑结构材料能够满足于各个方面指标的基本要求。这种材料方面的选择和应用还需要考虑到相应结构类型的要求,并且在各类材料应用后能够达到的强度方面进行分析,促使其能够有效合理地发挥自身性能。(4)规范设计图纸的呈现。在高层建筑结构设计图纸的呈现中,同样需要引起设计人员的高度重视,为了较好提升其出图的质量水准,可以借助于一些先进的设计软件进行操作,比如当前越来越常用到的BIM技术就能够发挥出较为理想的积极作用效果,对于设计成果的准确性能够形成较强的保障机制。此外,相应的设计图纸可用价值提升还需要做好详细全面的标注处理,准确解释设计图纸中可能存在的一些理解不到位问题。(5)做好限额设计。对于高层建筑结构的设计工作落实而言,为了促使其能够体现出较为理想的经济性效果,避免在后续施工中出现超预算问题,应用限额设计进行处理是比较有效的一种方式,这种限额设计的应用需要充分考虑到高层建筑的投资需求,促使高层建筑的结构能够在资金许可下进行设计,对于超出限额的方案需要进行有效调整改进。

4结束语

综上所述,对于高层建筑结构设计工作而言,其对于整个高层建筑构建的重要性是极为突出的,为了较好提升高层建筑结构的设计效果,必须要重点从相应问题入手进行分析,了解当前存在的各个问题及其影响因素,进而也就能够有效提升其设计水平。

参考文献:

[1]岳文萍,周强茂,刘飞飞.高层建筑结构设计的问题及对策探讨[J].住宅与房地产,2016(3):90~91.

[2]赵华琪.高层建筑结构设计的问题及对策探讨[J].江西建材,2015(17):18+24.

[3]王号.高层建筑结构设计相关问题及对策分析[J].低碳世界,2015(1):233~234.

[4]吴必正,赵永辉.试论高层建筑结构设计存在的问题及对策[J].门窗,2014(1):95+98.

[5]赵东晓.高层建筑结构设计的问题与对策研究[J].商品混凝土,2012(9):132~133.

[6]孙凯.高层建筑结构设计的问题及对策探讨[J].价值工程,2011(25):88~89.

作者:潘攀 单位:华蓝设计有限公司

第二篇:高层建筑结构设计分析

摘要:当前社会经济的发展,使得高层建筑不断增多,带结构转换层高层建筑业逐渐出现在人们的视野中。在带结构转换层的高层建筑的设计工作中,应该综合考虑结构转换所带来的严重影响,笔者对文章中就高层建筑中带结构转换层的相关设计内容进行了分析。

关键词:带结构转换层;高层建筑;结构设计

目前,社会生活水平的进步,使得人们对自身居住环境的要求进一步提高。现阶段,居住环境的改变已经满足了人们各种各样迫切的住房需求。在高层建筑中,需要建筑设计人员做好有关带结构转换层的设计工作,只有这样,才能够更好的提高建筑工程的实用性,也对高层建筑的稳定性有了一定程度的增强。因此,对带结构转换层的高层建筑的结构设计工作进行探讨是非常必要的。

1高层建筑中结构转换层的重要作用

随着城市人口的逐渐增多和城市化进程的逐渐加快,为了满足人们对住房的需求,高层建筑已经逐渐增多。在高层建筑中,不同楼层的受力点是不相同的,这样就会对高层建筑的整体安全性能造成严重的影响。在这个过程中,高层建筑的中部和底部的受力比较大,上部的受力比较小,且每一层的受力情况都有一定的差别。因此,建筑工程设计人员设置了结构转换层,以此来提高高层建筑工程的稳定性。

2高层建筑中结构转换层的主要类型

现阶段,高层建筑主要是为了满足社会生活中的不同需求。在对高层建筑进行设计的过程中,设计人员应该对建筑专业进行考虑,并能够结合建筑的特点来选择不同类型的结构转换层。一般情况下,高层建筑的结构转换层有以下两种类型。

2.1高层建筑的梁式转换

在结构转换层设计的过程中,梁式转换是一种主要的类型。梁式转换主要是对高层建筑的箱型、梁以及桁架等进行有效的转换,这种转换类型的受力和传力都是相对比较明确的。在对这种类型的转换层进行应用的过程中,也能够在一定程度上增大建筑物的可利用空间,这也是目前为止被广泛应用的结构转换层类型。梁式转换层类型的主转换梁主要是对建筑底部的竖向构件进行支撑,而次转换梁主要是对主转换梁进行有效的支撑,同时也对主体结构的竖向构件进行有效的支撑,而主转换梁与次转换梁还应该支撑建筑的框架柱,进而有效保证高层建筑的稳定性。

2.2高层建筑的板式转换

板式转换也是高层建筑中经常用到的一种结构转换层的类型,其主要构成就是整体浇筑的厚平板。在使用的过程中,厚平板的受力和传力过程是比较复杂的。一般情况下,当高层建筑的上部结构与下部结构之间出现明显的不协调现象之后,就无法使用梁式转换层进行结构转换,这时需要用到的就是板式转换层。也就是说,只有在建筑无法使用梁式转换层的前提下,才会考虑使用板式转换层。与此同时,这种转换层占据建筑物的空间比较大,使得很多建筑设备无法正常的使用,因此,这种结构转换层的经济性是比较差的。

3结构转换层在高层建筑中的设置原则

在高层建筑中,对结构转换层的布置需要具备有效的灵活性。在这个过程中,应该对高层建筑的整体结构以及建筑结构的受力传递性进行综合考虑,并在此基础上选择相应的结构转换层。在高层建筑的设计过程中,带结构转换层的抗震性是比较差的,因此,在设计的过程中需要遵循相应的原则。

3.1全面考虑建筑的受力情况

在结构转换层设计的过程中,一个重要的原则就是需要对高层建筑的结构状态以及各层之间的受力情况进行充分的考虑。在这个过程中,应该对建筑工程结构的受力传递性进行有效的考虑,并在转换层的核心结构的选择上进行慎重的考虑,多选择那些比较可靠的受力结构,这样才能够帮助施工人员发现日后的问题。

3.2注重安全性能

高层建筑设计中,对结构转换层的应用,主要是未来提高高层建筑的安全性。所以,在对结构转换层进行设计的过程中,应该对转换层的刚度变化情况进行综合的考虑,这样才能够提高整个建筑工程的安全性。与此同时,由于结构转换层的增加,降低了建筑物的抗震效果,这就需要相关设计人员在考虑高层建筑安全性的同时,也应该将结构转换层的刚度有效控制在一个范围之内,只要这样才能够充分保证高层建筑的抗震效果。

4带结构转换层的高层建筑的结构设计

4.1降低结构转换层竖向刚度差

在对高层建筑的设计过程中,设计人员应该将结构转换层的刚度差控制在一定的范围内,并在设计的过程中不断地对建筑的落地墙的厚度进行有效的增加。与此同时,建筑物的落地构件也应该保证设计均匀,并采取一定的方式来选择构件的尺寸和大小。在这个过程中,设计人员还应该选择那个刚度比较大的混凝土材料来作为转换层,这样就有效的增强了建筑结构转换层的抗侧力的效能,也能够对高层建筑的性能进行有效的评估。

4.2综合分析高层建筑不同楼层的受力

在高层建筑当中,不同楼层之间的受力情况是不相同的。所以,在对高层建筑的结构转换层进行设计的过程中,应该对不同楼层之间的受力情况进行综合的考虑。设计人员可以将转换层不同部件之间的应力值进行计算,并结合结构转换层的应力分布情况,这样就能够有效的提高结构转换层的实际效果。与此同时,转换层设计人员,还应该掌握高层建筑的特点,并针对建筑的实际情况来对全埋式锚固结构进行设计。

4.3对高层建筑的剪力墙进行合理的布设

在高层建筑中,对结构转换层的设计过程中,设计人员对相关的数据进行监测和分析之后能够发现,转换层越高,沿高度剪力墙的内力波动也就会越明显。在这个过程中,高层建筑应该结合自身整体的结构特点,来对转换层的设计方案进行改善,以便能够更好地提高建筑结构的稳定性。在这个过程中,设计人员对转换大梁进行设计,应该对大梁的整体结构的承受能力进行有效的分析,进而乐意对其内力结构进行有效的控制,这样就有效的提高了高层建筑的稳定性。

5结束语

总的来说,高层建筑结构设计中,经常会使用结构转换层。不过在结构转换层设计的过程中,有时会因为设计人员的工作失误而导致整体的设计效果不够理想。因此,在设计结构转换层设计的过程中,应该不断对高层建筑本身进行考虑,进而对施工方案进行优化,以便能够保证高层建筑的安全性。

参考文献

[1]苏尧.带结构转换层的高层建筑结构设计[J].江西建材,2017(03):29,32.

[2]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.

作者:周亦玲 单位:陕西省建筑职工大学

第三篇:高层建筑结构设计的隔震减震措施

摘要:近几年,地震灾害对日常生活造成了严重破坏,因此现下的建筑结构设计也愈发重视地震防范,旨在通过不同的结构来抗灾减灾。其中隔震结构通过结构布设来吸取地震能量,将地震的损害程度控制到最低程度。文章以高层建筑结构为研究对象,重点阐述其隔震减震问题,希望可为高层结构设计提供参考。

关键词:高层建筑;结构设计;隔震;减震;措施

建筑结构设计采用的抗震措施决定着建筑结构的可靠性与安全性。设计人员均依据小震不塌、大震可修这一原则开展设计工作,并采用了很多的方法抗震。然而,因多种因素的制约,此工作仍旧存在某些问题。文章据此展开探究,首先对建筑结构隔震进行分析,然后探讨隔震措施,最后阐述减震措施。

1建筑结构隔震减震介绍

建筑物内部的阻尼大小有利于地震能量消耗。而减震措施恰好利用这一点,借助建筑阻尼增加吸取地震能量,以此来维护主体结构,降低震害。隔震技术被广泛应用到高层建筑中,特别是汶川地震后涌现出较多的隔震建筑。因隔震设计选取的材料和以往设计存在差异,和传统抗震设计对比,当前的隔震设计,特别是高层隔震设计具有一定难度。隔震措施存在时间限制,不仅能应用到新建结构,而且在建筑物建成后可通过阻尼增加来实现减震。从适用部位层面而言,减震措施较为广泛,无论是上部结构,还是隔震夹层均适用。而消能减震技术利用消能减震装置配设来提高结构阻尼比,进而防控结构变形问题,借助附加装置来吸取地震能量,实现主体结构的全面防护,让主体结构遭受地震灾害时不会出现严重破坏。依照数据统计可知,消能减震结构能够显著增强抗震性能。另外,抗震构造还能够依据未采用消能减震之前的结构来降低。

2隔震措施

隔震结构构造包含隔震制作布设、隔震制作和上下结构之间的衔接、隔震层梁柱强化与防火措施等。另外,还包含防震缝与水平格里风布设等,这在高层结构中至关重要。在基本使用过程,应重视日常维护,让隔震层无论在何种条件均可正常发挥自身功能。选取隔震技术的建筑物应明确管理职责,相关设计人员应对此进行清晰说明,科学指引建筑管理人员,使其重视高层隔震结构。

2.1隔震构造措施

当发生地震时,隔震结构会出现显著的水平位移。若想确保隔震层在遭受地震灾害时仍具备一定的变形能力,在设计过程需针对上部结构四周布设适宜的竖向隔离缝,一般将缝宽控制在500mm左右;上部和下部结构布设相贯穿的水平缝,将缝高控制在20mm,同时利用柔性材料进行填充;电梯井侧壁选择下挂的方式,且井道外皮到地下室柱和填充墙等设施的净距离超过500mm;贯穿隔震层内部的排水管道和弱电电缆等都选择柔性连接,也可借助其他可行措施满足隔震层在地震灾害中的水平位移标准。

2.2维护和保养方法

为面向竣工验收和日常管理等环节针对隔震支座内部的性能提供清晰的与可靠的参考,要求对隔震结构提出完善的检查计划与具体维护计划,面向隔震结构实施常规检查与基本维护操作。在隔震层楼梯间和电梯间等主要隔震构造附近布设醒目的隔震标识,警示业主与其他人员面向隔震层构件和隔震构造采取有效的维护措施,在使用过程禁止填充和堆放杂物,以免影响上部结构移动。

3减震措施

建筑物场地的实际种类一般影响着隔震技术使用,当下的工程实践活动表明,硬土场地比较适合应用构造隔震房屋,在弱土场地构造隔震房屋相反可能会增加地震损害,这主要因为弱土场地通常会过滤地震波内部的高频分量,以此来延长结构周期,增强地震效应。由此可知,选择消能隔震技术之前需全面调查建筑场地,仔细分析。

3.1基础隔震结构

基础隔震指代针对建筑基础部分减小地震波,进而无法传递到上部结构,使其在某种程度控制地震所产生的损坏。一般在基础和上部结构布设隔震装置,和高层建筑相比,外形规则匀称的底层建筑具有优良的隔震效果,产生这一问题的根本原因是高层建筑结构布设隔震装置可能会增加自振周期,以此来削弱隔震效果。当前基础隔震全面进步,且发展形态呈现出多样化特性,不断完善。

3.2隔震地基材料

因建筑物不同选取的地基材料存在差异,这主要因为地震波反应的作用。可借助特殊材料面向建筑物地基实施处理操作,进而削弱地震波,以此来让减小震感。在以往的建筑物中,一般通过粘土与砂子完成基础部分垫层,再有人借助糯米垫层探索抗震,多年的发明探索和试验表明原料是沥青的这种新型材料开展隔震层设置对应的效果十分显著。

3.3悬挂隔震

悬挂隔震原理为阻隔地面地震波传送到建筑主体结构,以免主体结构被损坏。这一结构中的大多数质量基本均附着在地面上,一旦地震到来,结构上层分离使得无惯性力出现,以此来达到大大隔震目的。主要应用在大型钢结构和钢结构中,又可细分成主框架与子结构。当悬挂子结构时,则主框架结构和子结构随即分离。待地震波移动至悬挂部位时,则地震能量显著减少,全面控制了地震的进一步传递,降低了地震损害。

3.4层间隔震装置

层间隔震是面向原结构装设耗能减震装置,包含质量与隔震支座这两部分。当地震来临时,一般由隔震与减震来吸收相应的地震能量,降低地震损害,减小地震所产生的不良影响。抗震技术辅以隔震技术便是层间隔震。然而,层间隔震的实际减震效果低于基础隔震技术效果,大约低至20%左右。该技术具有较大的应用空间,除可应用在新建建筑物,还能巩固强化既有建筑物。隔震装置内部的支座材料通常可选择橡胶,利用结构夹层改建便可达到减震效果。

4结束语

工程设计人员需重视隔震减震问题,做好隔震减震设计工作,选用适宜的隔震装置,所用消能构件自身的参数应通过特定试验来明确,并将隔震与消震装置需配备在便于检查和易替换部位。另外设计人员需清晰标注隔震减震装置的基本要求,依照规范落实安装与检测等工作,让装置与每一项性能均满足标准。

参考文献:

[1]刘亮亮.市政桥梁设计中的防震设计研究[J].南方农机,2015,(5):49-50.

[2]蒋晓燕,谢建民.某高层建筑震害调查与分析[J].建筑技术,2016,41(11):1032-1035.

[3]陈琪.新型滑移隔震试验框架模型结构设计与分析[D].西安建筑科技大学,2015.

[4]罗智勤.高层建筑结构隔震设计关键问题[J].住宅与房地产,2016,(33):41.

[5]祁皑,徐翔.高层隔震结构多阶振型减震机理与倾覆问题研究[J].振动工程学报,2016,26(4):487-492.

作者:殷利 单位:浙江翰城建筑设计有限公司

第四篇:复杂高层与超高层建筑结构设计要点

摘要:现今,随着经济的快速发展,我国城市化进程日渐加快。我国的城市人口也呈快速增长的趋势,导致整个社会对于建筑的需求量越来越大。由于城市土地资源的稀缺性,因而,高层建筑以及超高层建筑在城市发展中受到广泛欢迎。建筑的质量对于后续的使用以及人们的生命财产安全都有重要的影响,因此,人们对于建筑物的质量也越来越关注。但是,我国建设高层建筑的时间还比较短,在进行高层建筑施工时,所使用的技术也不够先进,因此,对于高层建筑的质量产生很大的影响。笔者主要从现今建设高层建筑中所使用的相关施工技术出发,对施工技术中的要点进行了详细的分析,并在此基础上,对如何提高高层建筑建设的质量进行了探讨。

关键词:高层建筑;超高层建筑;结构设计要点

目前,我国经济正处于一个迅速上升期,人们的生活水平得到了很大的提高,导致人们对物质的需求越来越高。在这样的背景下,人们对建筑的要求也越来越高。但是,就目前的状况来看,我国高层建筑以及超高层建筑在建设时期经常发生各种事故,使得人们的生命财产安全受到严重威胁[1]。另外,由于高层建筑在修建的时候,投入的资金比较大,一旦发生质量问题,造成的经济损失是很大的,因此,对高层建筑以及超高层建筑进行积极的质量控制是十分必要的。

一、高层建筑以及超高层建筑施工技术要点分析

1.混凝土施工高层以及超高层建筑在建造时期,最重要的建筑材料就是混凝土。混凝土所建构的结构对于高层建筑的整个框架结构都具有重要的影响力。可以说,混凝土是高层以及超高层建筑中最为关键的材料之一。但是,在建造的过程中,由于混凝土的特性,不能长期直接暴露在空气中,但高层以及超高层建筑一般施工的工期很长,导致混凝土在实际使用的过程中,出现了诸多的质量问题,从而使得整个建筑的施工质量受到严重的影响。这就要求在进行高层建筑施工的时候,需要有效提高混凝土的施工技术,从而提升高层建筑的建筑质量[2]。在实际施工的阶段,通过对混凝土与水的比例进行调节,使得混凝土达到高层建筑的使用标准。另外,在施工中,要对混凝土进行妥善的安置,避免出现长时间裸露在空气中的状况,进而减少混凝土出现质量问题的现象。并且,在进行混凝土配置的过程中,还需要严格计算砂石与水的比例,既不能过干,也不能过稀。现在,国内一般采用混凝土泵送技术进行混凝土的配置,因而,在实际配置的时候,要尤其注意该技术的流程,保证混凝土的质量。2.钢筋结构钢筋结构和混凝土一样,在高层建筑以及超高层建筑中也有着重要的作用,因此,在关注混凝土施工技术的同时,也要对钢筋结构中所用到的技术予以关注。在施工时,需要根据高层建筑建造的实际特点来对结构进行实时的调整。由于钢筋结构的架设需要按照严格的程序执行,如测控、安装、焊接等,在进行实际施工的时候,需要对工程中的每一程序进行精确的计算,保证建筑中的外框是全钢结构,进而保证建筑的质量。另外,在高层建筑中,一般都是利用三角架的结构来稳定钢筋结构,以保证高层建筑的质量。一般来说,在进行钢筋结构施工中,需要注意的是:首先,在正式施工开始前,需要充分检查建筑中所用钢筋的质量,充分了解钢筋结构的各部分,并对钢筋进行定期检测,从而保证高层建筑中所用钢筋的质量[3];其次,需要严格要求施工人员,保证钢筋捆扎的质量,从而提高钢筋结构的稳定性;最后,在高层建筑的施工过程中,柱插筋是其中很重要的一部分,在进行施工时,需要严格把关,避免出现人为损害的状况。

二、对高层建筑所实施的质量控制

1.控制混凝土强度为了使得混凝土的强度和施工时所要求的强度一致,因此,在进行正式施工前,需要对混凝土进行不同情况下的实验。另外,在对混凝土进行配比设计的时候,应该根据地区原料的不同进行各自的配比实验,从而使得在正式施工时调节混凝土配比更加方便。在对混凝土进行配比实验的时候,应该根据混凝土中含沙量以及含水量等实际情况,来对配比进行调整,从而实现实验室配比通用性[4]。在进行高层建筑中的混凝土配比时,需要对原材料进行进一步控制,根据实际施工的要求,对混凝土配比进行及时的调整,避免出现混凝土配比不科学的现象。如上文所说,在进行混凝土配比的时候,采用的都是泵送技术,这种技术不仅能有效缩短施工的时间,还能有效提升混凝土的相关性能,在今后混凝土施工中要坚持使用该技术。但即使严格控制混凝土的强度,还是会出现混凝土强度不足的现象,因此,在施工中,还需要定期养护高层建筑,从而保证高层建筑长期的质量过关。2.进行三线控制三线控制主要指的是在高层建筑建设中要做好三线控制,即对垂直度的控制、对轴线的控制以及对标高的控制。三线控制中最为关键的环节就是实现对垂直度的控制。为了更好地控制垂直度,需要根据高层建筑中柱网的分布情况来进行实际的控制。首先,需要找出建筑中的角柱,在进行实际施工的时候,需要沿着角柱外层的厚度线,利用吊线来测量垂直度。当建筑的垂直度和设计的标准要求一致时,就需要进行加固支撑。之后,将四角柱的模板拆除,再控制整个建筑正面的平整度以及垂直度,使其符合要求。另外,在控制建筑的垂直度的时候,应该利用激光铅锤仪控制垂直度。在使用激光铅锤仪的时候,需要选取四个有效点作为铅锤仪的控制点,做好平面控制工作。3.安全管理一般来说,对高层建筑进行安全管理主要包括两个方面:一方面,要对建筑基坑支护进行相关的安全管理;另一方面,需要对建筑中所使用的脚手架做好安全管理,这主要是为了保证施工人员的安全。在对建设过程中所使用的脚手架进行精确计算后,对相关的施工人员配置一定的安全防护措施,保证施工人员的安全。

三、结语

综上所述,现今社会对于高层建筑的需求越来越大,对于高层建筑以及超高层建筑的施工质量关注也越来越多。因此,在实际施工过程中,需要不断增强高层以及超高层建筑的施工控制,保证高层建筑的质量以及安全,保证人民群众的生命财产安全不受威胁。

参考文献:

[1]刘军进,肖从真,王翠坤,等.复杂高层与超高层建筑结构设计要点[J].建筑结构,2011(11):34-40.

[2]吴荣德,李国方.复杂高层与超高层建筑结构设计要点探析[J].住宅与房地产,2015(28):40.

[3]骆雅琳.复杂高层与超高层建筑结构设计要点[J].中国住宅设施,2015(Z4):72-75.

[4]常国强.探讨复杂高层与超高层建筑结构设计要点[J].科技与创新,2016(4):101.

作者:姜桂荣 单位:内蒙古建筑职业技术学院

第五篇:复杂高层建筑结构设计分析

【摘要】当前,随着我国经济及工业化建设的快速发展,城市中土地资源越来越稀缺,人们对高层建筑的要求也越来越综合化和多样化。为了满足人们对高层建筑的要求,设计人员在建筑工程结构设计中不得不面对一些结构形式不规则但对抗震性能及使用要求又比较严格的复杂高层建筑。论文以某CBD办公楼为例,对复杂高层建筑结构设计中遇到的一些难点及问题进行分析与探讨,为设计提供参考。

【关键词】复杂高层建筑;结构设计;抗震;平面不规则

1引言

近年来,随着我国现代科学技术及机械化水平的不断进步,我国的建筑行业取得了快速发展,复杂高层建筑逐渐增多,并成为现代高层建筑的重要发展方向。高层建筑的复杂性主要体现在平面不规则、竖向不规则等方面,复杂高层建筑结构主要分为:(1)带转换层高层建筑结构;(2)带加强层高层建筑结构;(3)错层结构;(4)连体结构;(5)竖向体形收进、大悬挑结构。为了确保复杂高层建筑结构的安全性与经济性,设计人员必须制定出合理的结构设计方案。本文以某CBD办公楼为例,对竖向体形收进复杂高层建筑结构设计中遇到的一些难点及问题进行分析与探讨,为其设计提供参考。

2工程概况及工程特点

本工程位于乌鲁木齐市水磨沟区。本工程地下1层,地上20层,地下1层为大底盘车库,顶覆土为1.2m,层高5.6m。地上1~5层为裙房商业,1层层高为6.0m,2~5层层高为5.0m,主楼5~20层为办公层,层高3.5m,建筑主体高度达到79.0m,室内外高差为0.6m。为了实现建筑立面造型的需求,本工程地下车库、裙房、主楼之间,1#~3#主楼相互之间均未设置结构缝。其建筑平面示意图及建筑侧立面示意图如图1、图2所示。从图1、图2可以看出本工程的特点:(1)结构平面布置l/b=1.48、l/Bmax=0.6,不满足《高层建筑混凝土结构技术规程》第3.4.3条规定,属平面不规则结构。(2)结构竖向布置H1/H=0.33且B1/B=0.66,根据《高层建筑混凝土结构技术规程》第3.5.5条及第10.6.1条规定,属竖向布置不规则。经PKPM建模试算后发现,本工程的周期比小于0.8,位移比均小于1.2,故虽然属于复杂高层建筑结构,但依据<超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点>附录1中表2判定,只占2项(凹凸不规则及竖向尺寸突变)不规则,不属于超限高层,也无需上超限审查专家会。

3建筑结构的方案设计

3.1明确结构设计概念结构的概念设计是指,以工程概念为依据,不用计算,用符合工程客观规律的方法,对建筑结构做一个定性的分析。由于高层建筑结构的复杂性,发生地震时地震动的不确定性,导致部分设计结果目前还无法定量计算出来,因此,必须注重复杂高层建筑的结构概念设计。可以从以下几方面考虑:(1)确保高层建筑结构的规则性与均匀性;(2)选择合理的结构体系,明确结构竖向荷载和水平荷载的传力途径;(3)保证合理的结构整体性及延性;(4)确保科学的耗能机制,要有多道抗震防线;(5)尽可能使空间整体受力,其能够在一定程度上提升结构构件材料的利用率。本工程结构体系采用的是钢筋混凝土框架剪力墙,框架及剪力墙的抗震等级均为1级。由于建筑在5层顶板处竖向发生体形收进,故根据《高层建筑混凝土结构技术规程》第10.6.3条的规定,对主楼与裙房相连的外围柱、外围墙从-1层顶至6层顶的范围内,提高纵向钢筋的配筋率,柱箍筋全高加密,剪力墙设置约束边缘构件,柱、墙的抗震等级提高至特1级。以此增强竖向构件的延性,保证主楼与裙房整体工作。3.2复杂高层建筑结构的技术特征高层建筑结构的设计具有较高的复杂性,针对这一特点,必须首先采取相应的技术处理措施。在高层建筑结构设计过程中,要选择合理的结构抗侧力体系,对剪力墙以及斜撑等侧向刚度较大的结构构件,在平面布置的确定过程中要考虑多方面因素,对建筑物四角要加强设计,以提升其抗扭刚度,避免出现结构扭转效应。其次,要进行必要的抗震性能化设计,对关键位置抗震性能设计目标进行深入了解,并在此基础上对中震、大震的抗震性能进行验证。与此同时,要对技术分析及研究工作给予高度重视,常见的有时程分析、多种分析软件的对比等。为了降低楼面自重,可以选择组合楼板、空心楼盖等楼盖形式。另外,关键楼层处及大洞口位置要给予相应的楼板加厚处理,或通过加强配筋,使楼层的整体性能得到提升。除此之外,为了提升高层建筑结构的抗震性能,可以局部增设屈曲支撑、采用型钢混凝土墙、柱等。3.3结构抗侧力体系的选择结构抗侧力体系的有效选择是确保复杂高层建筑结构安全性的重要条件。在对结构抗侧力体系进行选择时,需要考虑多方面因素。结构抗侧力体系的能力要与建筑物的需求相一致,根据以往复杂高层建筑的设计经验及不同高度建筑的具体实践,常用的结构抗侧力体系为表1所示。通常,结构抗侧力构件尽可能采用组合、连接的模式,打造成为混凝土筒体或组合墙体的形式,提升整体性及安全性。多重抗侧力结构体系下,要准确分析每一种抗侧力的效用,并对其贡献度进行评价。同一种抗侧力体系下,则可以采用试算的方式,探究该抗侧力中构件对抗侧效力的影响,进而使材料的利用效率得到提升。

4复杂高层建筑结构的计算分析

4.1计算采纳数本工程主体结构设计使用年限为50a,基本风压Wo=0.80kN/m(按100a重现期),地面粗糙类别为B类,基本雪压为So=0.90kN/m(按50a重现期),抗震设防烈度为8度,设计基本地震加速度为0.20g,场地类别为II类。4.2计算结果分析本工程结构计算软件采用PKPM2010及YJKS分别计算并采用包络配筋设计,且采用弹性动力时程分析法进行多遇地震下的补充计算。其计算的主要控制参数如下:(1)最小剪力系数。复杂高层建筑结构X向最小剪力系数为2.10%,Y向则为1.81%。(2)在规定水平力作用下的位移比。受双向地震作用以及偏心地震作用的影响,该工程最大弹性层间位移与楼层平均层间位移比为1.21(X向)、1.19(Y向)。(3)侧向刚度比。结构各层与其相邻上一层侧向刚度之比,X、Y双向均小于0.7。以上均符合《高层建筑混凝土结构技术规程》的相关规定。地下车库与地上1层X、Y向侧向刚度比为2.2,故地下车库顶板可以做为本工程的嵌固端进行设计。

5结语

近年来,我国高层建筑的规模与结构体系的形式得到了前所未有的发展,如今高层建筑更加追求结构体系的安全性、稳定性,合理的结构体系及准确的抗震性能计算分析将成为复杂高层建筑结构设计的重要方向。在对复杂高层建筑结构进行设计的过程中,要更加注重抗震概念设计,理论结合实际,确保高层建筑的安全性与结构设计的合理性,加强科学的分析、计算,为复杂高层建筑结构设计提供有力支持.

作者:陈浩泽 单位:新疆民用建筑设计院有限公司

第六篇:复杂高层与超高层建筑结构设计要点

【摘要】近年来,随着我国经济的发展与进步,我国建筑行业也得到了飞速的发展。随着城市经济的发展,城市建筑开始呈现出高层化发展趋势,高层建筑有效的提升了城市土地面积的使用效率,节约了土地成本。各种高层建设数量的不断增加有效的促进了高层建设施工技术的发展与进步,随着高层建设施工技术的发展与进步,各种复杂高层以及超高层建筑开始出现,在进行这一类建筑的结构设计时需要考虑较多的内容,综合多方面因素来进行考虑,只有这样才能够确保复杂高层以及超高层建筑结构设计的质量。本文就此详细的分析了复杂高层与超高层建筑结构的设计要点。

【关键词】复杂高层;超高层;建筑;结构设计;要点

1复杂高层与超高层建筑结构设计要求

1.1合理进行构造分析

进行复杂高层建筑与超高层建筑结构设计时,设计人员需要充分保证建筑物的整体构造的合理性。在进行结构设计的过程当中从保证建筑物的稳定性以及实用性方面进行出发,重视结构设计当中的细节,对建筑物当中部分应力符合比较集中的部位我们需要进行一定的加固设计,同时我们在进行结构设计的过程当中还需要对周围的外界环境因素进行考虑。

1.2优化结构方案选择

结构方案的选择是进行工程建设工作的前提条件,在进行复杂高层建筑与超高层建筑结构设计时,为了更好的保证建筑工程建设的质量,设计人员在进行结构方案确定的时候一定需要从工程的实际情况出发,在保证了建筑结构的稳定性以及安全性的前提之下,对建筑结构优化以及建筑工程成本投入之间的关系进行协调,制定出一个相对来说全面并且系统的评价方案,将设计的要求、工程材料、施工工艺以及自然因素等相关的评价标准纳入到评价体系当中,然后对复杂高层与超高层建筑结构设计方案进行一个深入的对比分析,然后从这些结构方案当中选择最为理想的结构方案,这样才能够有效的保证工程建设的顺利进行。

1.3完善结构计算简图

在进行复杂高层建筑以及超高层建筑结构设计时,计算简图就是帮助设计人员进行建筑物结构精细化分析的,帮助方案选择进行一个数据支持的基础性内容,也就是说计算简图的完善性将会直接的影响到结构设计的合理性以及科学性,所以说我们在进行复杂高层与超高层建筑结果设计的时候,设计人员需要保证计算简图能够对建筑物结构的特点进行直观并且全面的表现,对结构简图绘制过程当中可能会出现的绘制误差进行严格的控制,力求能够对工程结构的信息进行一个真实的反映,保证我们能够通过结构计算简图来对方案设计当中的关键内容进行获取。

2复杂高层和超高层建筑结构设计方案选择要点

在复杂高层和超高层建筑结构设计的过程中,设计人员往往会根据工程的实际情况初步设计出多个不同的结构设计方案,然后再从中选出最合适的一种。工程结构方案的选择直接影响着建筑的整体施工质量,在建筑施工方案选择的过程中,一定要严格的按照工程的具体施工要求来选择合适的施工方案,确保施工设计符合工程的整体设计要求。如果选择的设计方案与项目的设计意图存在较大的偏差,在后期的施工中往往需要对设计方案进行再调,不仅会影响工程的施工进度,还会给相关的设计单位带来较大的难题。此外大量的设计内容修改也需要耗费大量的人力物力,造成项目的整体成本进一步提高。因此在实际的工程施工中,在进行高层建筑以及超高层建筑的结构方案选择是,一定要尽量确保设计的方案与原有的规划方案相一致。在实际的施工中,进行工程设计方案的选择时一方面要考虑工程的设计意图,另一方面还要充分的考虑工程所在区域的地质状况,确保工程项目的稳定性与安全性。由此可见,工程项目设计方案的选择是是一项较为复杂的工作,相关的管理人员一定要做好充分的调查,确保选择的方案能够充分的符合项目的各种需求。在选择建筑结构方案时:①应当考虑的一点便是建筑的概念设计,确保建筑的结构方案与类型能够与建筑的概念设计相互匹配。②应当尽量选择结构规则一致的设计方案,这种结构方案能够清晰的展现出建筑的整体结构,使建筑整体力的传导更加的清晰明了。此外,还应当充分的考虑建筑的智能化与可持续化,实现建筑的可持续发展。

3复杂高层与超高层建筑结构设计要点

3.1建筑的载荷计算

在高层建筑的建筑结构设计中,建筑的安全性以及稳定性是设计的重中之重,而建筑的荷载直接影响着建筑的安全以及稳定,因此在进行建设设计时一定要做好荷载的计算。相对于一般的建筑,复杂高层和超高层建筑的整体建筑荷载要复杂的多,相关的设计人员在进行建筑的荷载计算时往往需要考虑的内容也多得多。在进行复杂高层和超高层建筑的荷载计算时,最主要的内容是以下两个方面:建筑的地震荷载以及风荷载。在建筑工程施工的过程中地震荷载是必须要考虑的一项内容,我国相关的规范要求地震的荷载影响系数在6s,复杂高层和超高层建筑的自振周期一般在6~9s之间,因此设计人员在设计的过程中应当控制地震荷载的影响系数在6~10s之间。风荷载是复杂高层和超高层建筑建筑设计中必须要考虑的内容,建筑的高度越高其受到的风荷载就越强。在实际的施工中,复杂高层和超高层建筑应当进行相应的风洞试验,确保建筑荷载的稳定。

3.2建筑自振周期的计算

由于高层和超高层建筑的受到核心期刊应力在变化的时候存在一定的复杂性,所以建筑自身的震动表现出没有规律的情况。但是再振幅和频率反复变化的时候,高层和超高层建筑会很容易因自振周期与其频率相近而导致建筑振动幅度变大,从而对建筑的安全稳定运行造成严重影响。所以设计人员再对结构设计的自振周期进行计算的时候,要通过对建筑高度和抗震防裂度进行抛物线拟合计算,并综合其它影响因素进行计算,从而保证箭镰自振周期的计算最准确无误。

3.3建筑抗震性能的设计

复杂高层和超高层建筑结构设计的过程中,抗震设计是十分重要的基础安全性内容,因此一定要重视建筑的抗震设计。在进行建筑的抗震方案设计时,首先应当选择科学的建筑材料,通过建筑材料的优化来提升建筑的抗震性能。其次是要降低地震能量对建筑稳定性的影响。

4结语

在进行复杂高层与超高层建筑的结构设计时,设计人员应当充分考虑建筑结构方案、类型及舒适度问题,并在结构设计中重视概念设计、重视抗震设计及科学选择结构抗侧力体系,只有在实践中对这些方面引起足够重视,才能确保复杂高层与超高层建筑的建筑质量,确保我国建筑行业的不断发展。

参考文献

[1]潘启胜.复杂高层与超高层建筑结构设计要点探讨[J].房地产导刊,2014,15(35):116~117.

[2]王旭.复杂高层与超高层建筑结构设计要点浅探[J].工程技术:引文版,2017,4(1):00036~00037.

[3]金鹏.试析复杂高层与超高层建筑结构设计要点[J].门窗,2016,22(7):55.

作者:袁晟 单位:湖南省建筑设计院


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