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高層建築結構設計問題和對策?

伴隨社會經濟的發展,高層建築規模日益擴大,且功能也日益多元化。這就對建築的結構設計有了更高要求,結構設計直接關系到建築工程的整體質量,因此對這項工作必須給予高度重視。本文主要對當前高層建築設計中存在的問題進行深入分析,並探討相應的解決對策,以期為設計人員給予壹定參考。

所謂高層建築就是多層、超高建築,其具有負荷大、體積大、抗震能力強及控制位移等特點。對於高層建築的結構設計,不僅要充分滿足抗震、抗風等安全性能,同時還要滿足結構科學性、可靠性及合理性[1]。但從當前設計現狀看,存在壹些問題,影響到建築結構的整體質量。基於此,有必要對當前高層建築結果設計中的壹些問題進行深入研究,找出相應的對策,以期提升結構設計的技術水平。

1現階段高層建築結構設計中的問題分析

1.1嵌固端設置不當

嵌固端是現代高層建築結構設計中壹個重要內容,而在其設計中存在這些問題:壹是在位置選擇上,當前大部分高層建築是將嵌固段設計置於地下室或者建設為人防頂板,此種設計方式通常存在壹定的安全問題,影響到這個設置作用的充分發揮;二是剛度比例設計上,壹般嵌固端的上、下層剛度比例上是結構設計中壹個重要指標,但在實際設計中存在計算不當或者失誤的情況。三是在處理嵌固端與抗震縫隙時存在壹定矛盾,平衡性不夠,這在較大程度上不利於高層建築的穩固性。

1.2結構體系選擇缺乏科學性

對於高層建築而言,在西方發達國家易發地震區域,絕大多數是采取鋼結構,而我國大部分是采用混合結構或鋼混結構[2]。在實際設計中,由於鋼混結構易變形,倘若出現側移,印鋼結構剛度不夠,不僅會增加整體結構的負擔,還會導致結構效果難以發揮,因此必須重視此方面的問題。

1.3超高情況

超高是現階段高層建築結構設計中最為常見的問題,也就是高層建築設計者未能遵循相關制度及標準規範,私自增加建築的實際高度,原因在於提升高度,在壹定程度上可提高其經濟效益,尤其是在當前房地產迅速發展的今天,這個問題越來越突出[3]。但是,要清楚的認識到超高對整個建築的結構會帶來不利影響的,特別是對建築的抗震性、穩固度產生很大影響,如果遇到強風或者發生地震等災害則可能出現斷裂、倒塌等情況,直接危害到廣大人民群眾的生命財產安全。

1.4設計中其他方面的問題

在高層建築結構設計中,需要考慮多方面的內容,且要特別註意關鍵性能,這是造成當前結構設計中出現多方面的問題。除上述問題外,在設計中還有這些方面的問題,建築結構抗震性、穩固性及應力處理等方面,這類問題通常對結構設計質量和效果,進而對建築整體結構帶來影響。另外,在設計中對於有關結構位置設計上,計算準確度對設計質量有壹定影響,而此種問題還是不太方面的,比如:相關數據完整性、計算公式選用是否合理、計算操作是否有錯誤等,這些都會對最終的設計結果帶來影響。

2提升高層建築結構設計質量的可行性對策

2.1重視並應用好計算簡圖

對於高層建築的結構設計,必須重視數據計算的內容,尤其是要合理選擇並科學應用計算簡圖。誠然在實際設計中有較大難度,而這也直接決定著在選用計算簡圖時必須全面考慮到建築結構的相關因素,並要在計算中做到精確、真實、有效的應用各種計算簡圖,以確保結構設計中有關數據計算的準確性。2.2選擇科學合理的結構體系伴隨房地產的發展,及自然環境的變化,我國對高層建築結構設計的要求愈發嚴格。在高層建築結構面臨諸多限制,因此為確保項目建設階段不出現更改,須科學合理的選用建築結構體系。

項目建設單位應對高層建築所在地的地質、土層、周邊環境選出最為合適的結構設計方案,並確保高層建築上段結構點和負載的科學分布,另外要充分考慮到周邊建築情況,積極開展實地考察,並進行全面分析,以選出最為全面、科學的方案。另外,在選用結構剛度時,應在形變允許範圍之內,結構剛度盡量小,如此可有效減小建築***振,提升建築的整體抗震能力,如此才可確保高層建築的安全、穩固。此外,對於巖基掩埋較淺區域或者土層較佳區域,應以樁基作為基礎,如此能確保建築結構的持力層落於巖層,提升地基的強度和穩固性,通常在此種條件下,建築剛度需適當降低[4]。

2.3重視並嚴格落實高層建築審查

近年來,我國高層建築逐步向多層發展,在當前施工技術水平下,有關部門對高層建築高度有明確規定。但是在實際設計和建設中,高層建築超高問題較為普遍。基於我國國情,不提倡建築超高,原因是伴隨高度的增加,建築結構整體抗震能力會降低,壹旦出現地震則必然對建築帶來損害,另外,建築高度的增加也使建築安全性得到極大影響。所以,有關部門須重視並嚴格高層建築高度的審查,加大懲罰力度,並要改進和完善建築高度規範,確保高層建築結構穩定、安全。

2.4滿足結構設計中有關性能

高層建築結構設計的主要目標就是確保能滿足多方面性能,如此才可得到科學的設計結果,也有助於提升建築的質量,確保建築能安全、穩定使用。壹方面,要推進結構的延展性設計,主要對易形變的情況,特別是對於地震的影響,此種設計尤為重要,須在設計中充分體現結構的柔和度。另壹方面,要充分重視建築結構的水平力,其對整個高層建築結構效益有較大影響,在設計中需加以重視。此外,在設計中,還需特別考慮到結構穩定性,其對嵌固端的設置效用有直接影響。

3結語

總之,應認識到高層建築和普通建築在結構設計要求上有壹定差異,對於前者而言,是壹項系統、綜合性工作。本文主要對當前高層建築結構設計中的超高、結構體系選擇不當、嵌固端設計不科學及數據計算等方面的問題進行深入分析,並提出了解決的對策,以有效提升高層建築結構設計水平。

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