【精品】實用范文 高層建筑結構設計問題探析

1、高層建筑結構設計問題探析高層建筑結構設計問題探析 摘要：隨著我國經濟社會的迅猛發(fā)展、科學技術的快速進步以及城市化進程的不斷推進，高層建筑事業(yè)發(fā)展越來越快，高層建筑結構設計變化也越來越多樣。在結構設計過程中應結合高層建筑工程的具體情況，充分考慮建筑的安全性、抗震性、抗裂性以及經濟性等，以保證建筑結構的科學、合理與安全。本文通過闡述高層建筑結構設計的特點，分析了現階段高層建筑結構設計應注意的問題，并提出了如何提高高層建筑結構設計水平的措施。 關鍵字：高層建筑；結構設計；特點；問題；措施 中圖分類號：tu208.3 文獻標識碼：a 文章編號： 一、高層建筑結構設計的特點 （一）水平荷載起著決定性作用

2、 在高層建筑中水平荷載成為結構設計考慮的決定性因素。一方面，高層建筑物多在十五層之上，其自身重量會與使用荷載會導致結構中豎向構件產生軸力。而高層樓房自重與樓面使用荷載在豎向構件中引起的軸力與彎矩的數值和樓房高度只是呈一次方正比。另一方面，根據力學原理，風荷載、地震作用等水平荷載的大小與結構的動力特性有密切關系，對結構產生傾覆力矩在構件中引發(fā)的軸力與樓房高度則呈二次方正比。對此，高層建筑結構設計過程中應注重水平荷載問題，以保證高層建筑整體高度與彎矩值成正比。 （二）結構側移是重要控制指標 在高層建筑結構在設計中，結構的側向位移會在水平荷載作用下以及新材料、新建筑形式的應用下隨著建筑物高度的增加而

3、不斷增大，出現側向變形的幾率也會增加。如果結構的側向位移控制不好，很可能會使填充墻等建筑裝飾出現開裂，甚至會發(fā)生房屋側塌而危害人民的生命財產安全，所以高層建筑結構設計中應注重將高層建筑結構的側向位移控制在合理的限度內，以保證建筑物質量安全。 （三）結構延性尤其重要 由于高層建筑物結構相對更柔和，在發(fā)生地震或者地基不規(guī)則沉降時會增加結構變形的幾率，也會使結構變形更大。對此，高層建筑單位應在結構設計過程中應注重對構造采取適當的措施，以保證結構能夠具有足夠的延性，從而有利于使高層建筑結構在進入塑性變形階段后仍能夠具有較強的變形能力。同時，高層建筑結構設計還應考慮地震荷載，注意加強抗震設計，以保證高層

4、建筑結構具備良好的抗震性能。 二、現階段高層建筑結構設計應注意的問題 （一）高層建筑結構超高現象嚴重 我國高層建筑結構設計的高度具有嚴格的控制，且抗震規(guī)范與高層規(guī)程已制定了新的限制高度與設計方法要求，分為a級高度與b級高度兩個標準。但目前高層建筑結構設計過程中超高問題比較普遍，存在不少高層建筑結構設計沒能嚴格遵守國家規(guī)定的結構體系最大適用高度，而是忽視抗震規(guī)范高度限制與高層建筑處理措施和設計方法的要求變更，使施工圖紙審查沒能得以通過，從而導致建筑工程工期與造價等造成巨大的影響。 （二）短肢剪力墻的設置問題 目前我國高層建筑設計規(guī)范對于短肢剪力墻已經作出明確的定義與新的規(guī)定，對于短肢剪力墻在高層

5、建筑結構設計中的應用也提出了具體的要求。但現實中，存在不少高層建筑單位在結構設計過程中沒有注重減少采用或者不用短肢剪力墻，造成建筑工程后期設計工作出現麻煩，也為建筑工程竣工質量檢驗造成問題。此外，我國現行高層建筑結構設計中的抗震設防標準相對較低，具體的抗震計算方法不夠精確、構造安全度也不夠高，使得結構失效損失加大。 （三）地基與基礎設計不標準 高層建筑結構設計的地基與基礎階段的設計好壞對工程后期設計以及整體設計工作的進行產生重要的影響，也是高層建筑工程造價的決定性因素。倘若高層建筑沒有做好地基與基礎設計，所造成的問題很可能會導致巨大的損失。地基與基礎設計需要根據高層建筑結構設計所在地形、地質條

6、件以及當地的經濟狀況等，但在實際工作中，有的高層建筑結構設計單位沒有對施工當地進行深入調查與了解，不能熟練掌握各種地基基礎類型與設計處理方法，使得地基與基礎設計不能達到國家規(guī)定的標準，從而很容易導致后期工作難以順利進行。 三、提高高層建筑結構設計水平的措施 （一）進行科學的概念設計 在高層建筑結構設計過程中應注重考慮結構的平面布置與剛強度，應根據建筑具體情況使高層建筑的平面布置簡單而規(guī)則，盡量減少凸出或凹進等復雜結構。同時，可以通過進行科學、合理的概念設計促進設計方案更合理化與人性化，增加結構自身抵抗扭轉的性能與減少因為地震作用引發(fā)的建筑結構扭轉問題，從而使結構設計工作更完善。 （二）建立合理

7、的結構體系 在高層建筑結構設計工作中選擇合理的結構體系很重要，設計師應根據建筑工程的實際要求與當地人文環(huán)境等進行科學、合理的結構體系選型。現階段我國高層建筑結構設計體系多采用簡體結構體系、框架結構體系、抗震墻結構體系、板柱抗震墻結構體系、框架抗震墻結構體系等，每一種結構體系都有優(yōu)缺點，其適用環(huán)境也不相同，設計師應在建筑工程具體要求與理論和計算方法的基礎上，進行科學、合理的結構體系，以保證高層建筑結構的安全性、經濟性以及可靠性，從而有效提高建筑工程的質量與安全。 （三）加強結構構件設計 首先，高層建筑結構設計單位應注重合理增加抗彎結構體系的有效寬度，調整結構的抗側剛度。通過增加抗彎結構的寬度可以

8、增大抵抗力度，有利于減小抗傾覆力，從而有效提高整個建筑結構的抗側剛強度。其次，可以根據高層建筑工程實際情況采用框架與剪力墻組合而成的結構體系，即框架剪力墻結構體系，這樣不僅可以承受更高的水平負載力，而且經濟實用、布局靈活多樣，從而有利于延長高層建筑的使用壽命。 .（四）進行科學計算 在進行高層建筑結構設計過程中，設計師科學、準確地進行各類數據的計算是不可避免的。設計師應注重結合高層建筑結構的實際具體情況選取合適的計算模型，并注意在進行概念設計時盡量簡化計算過程，從而有利于保證設計工作的時效性。隨著各種專業(yè)計算機軟件與工具的廣泛應用，設計師需要熟悉掌握其操作流程，從而可以在將各種實地測量數據輸入到系統(tǒng)后短時間內計算出所需的各種專業(yè)數據，不僅可以提高設計師的工作效率，而且增強了設計方案的準確性。 四、結束語 總之，隨著我國高層建筑事業(yè)的快速發(fā)展，高層建筑結構設計要求越來越高。在結構設計過程中不僅需要考慮建筑工程的具體情況，而且還得需要考慮建筑的安全性、抗震性、經濟性等。對此，設