高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題探討_工程管理

1、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題探討高層建筑目前在我們的城市建設(shè)當(dāng)中所占的比例是越來(lái)越大，而建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的變化也越來(lái)越多，許多新興的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案以迅猛的速度呈現(xiàn)在我們的城市建設(shè)中。建筑類型與功能越來(lái)越簡(jiǎn)單，高層建筑的數(shù)量口漸增多，高層建筑的結(jié)構(gòu)體系也是越來(lái)越多樣化，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也越來(lái)越成為高層建筑結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)工作的難點(diǎn)與重點(diǎn)。面對(duì)如此形勢(shì)，應(yīng)當(dāng)把高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)放在首位加以討論。1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的原則1.1 選用適當(dāng)?shù)挠?jì)算簡(jiǎn)圖：結(jié)構(gòu)計(jì)算式在計(jì)算簡(jiǎn)圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，計(jì)算簡(jiǎn)圖選用不當(dāng)則會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)平安的事故經(jīng)常發(fā)生，所以選擇適當(dāng)?shù)挠?jì)算簡(jiǎn)圖是保證結(jié)構(gòu)平安的重要條件。計(jì)算簡(jiǎn)圖還應(yīng)有相應(yīng)的構(gòu)造措施來(lái)

2、保證。實(shí)際結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)不行能是純粹的鉸結(jié)點(diǎn)和剛結(jié)點(diǎn)，但與計(jì)算簡(jiǎn)圖的誤差應(yīng)在設(shè)計(jì)允許范圍之內(nèi)。1.2 選擇合適的基礎(chǔ)方案：基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)依據(jù)工程地質(zhì)條件，上部結(jié)構(gòu)類型與載荷分布，相鄰建筑物影響及施工條件等多種因素進(jìn)行綜合分析，選擇經(jīng)濟(jì)合理的基礎(chǔ)方案，設(shè)計(jì)時(shí)宜最大限度地發(fā)揮地基的潛力，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行地基變形驗(yàn)算?；A(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)有詳盡的地質(zhì)勘察報(bào)告，對(duì)一些缺少地質(zhì)報(bào)告的建筑應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)查看和參考接近建筑資料。通常狀況下，同一結(jié)構(gòu)單元不宜用兩種不同的類型。1.3 合理選擇構(gòu)方案：一個(gè)合理的設(shè)計(jì)必需選擇一個(gè)經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)方案，也就是要選擇一個(gè)切實(shí)可行的結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)體系應(yīng)受力明確，傳力簡(jiǎn)捷。同一結(jié)構(gòu)單元不宜

3、混用不同結(jié)構(gòu)體系，地震區(qū)應(yīng)力求平面和豎向規(guī)章?？偠灾?，必需對(duì)工程的設(shè)計(jì)要求、材料供應(yīng)、地理環(huán)境、施工條件等狀況進(jìn)行綜合分析，并與建筑、電、水、暖等專業(yè)充分協(xié)商，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型，確定結(jié)構(gòu)方案，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行多方案比較，擇優(yōu)選用。1.4 正確分析計(jì)算結(jié)果：在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中普遍采納計(jì)算機(jī)技術(shù)，但是由于目前軟件種類繁多，不同軟件往往會(huì)導(dǎo)致不同的計(jì)算結(jié)果。因此設(shè)計(jì)師應(yīng)對(duì)程序的適用范圍、條件等進(jìn)行全面了解。在計(jì)算機(jī)幫助設(shè)計(jì)時(shí)，由于結(jié)構(gòu)實(shí)際狀況與程序不相符合，或人工輸入有誤，或軟件本身有缺陷均會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的計(jì)算結(jié)果，因而要求結(jié)構(gòu)工程師在拿到電算結(jié)果時(shí)應(yīng)仔細(xì)分析，慎重校核，做出合理推斷。1.5 實(shí)行相應(yīng)的構(gòu)

4、造措施：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)始終要牢記“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)壓若拉原則”，留意構(gòu)件的延性性能;加強(qiáng)薄弱部位;留意鋼筋的錨固長(zhǎng)度，尤其是鋼筋的執(zhí)行段錨固長(zhǎng)度;考慮溫度應(yīng)力的影響力。2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)2.1 軸向變形不容忽視：高層建筑中，豎向載荷很大，能在柱中引起較大的軸向變形，對(duì)連續(xù)梁彎矩產(chǎn)生影響，造成連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩減小，跨中正彎矩和端支座負(fù)彎矩值增大;此外還會(huì)對(duì)猜測(cè)構(gòu)件的下料長(zhǎng)度產(chǎn)生影響，要求依據(jù)軸向變形計(jì)算值，對(duì)下料長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整;另外對(duì)構(gòu)件剪力和側(cè)移產(chǎn)生影響，與考慮構(gòu)件豎向變形比較，會(huì)得出偏于擔(dān)心全的結(jié)果。2.2 結(jié)構(gòu)延性是重要設(shè)計(jì)指標(biāo)：相對(duì)于底層建筑而言，高層建筑的結(jié)構(gòu)更嚴(yán)厲一些，

5、在地震作用下的變形更大一些。為了使高層建筑結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性變形階段后仍具有較強(qiáng)的變形力量，避開倒塌，特殊需要在構(gòu)造上實(shí)行恰當(dāng)?shù)拇胧?，?lái)保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。2.3 水平荷載成為打算因素：一方面，由于高層建筑樓房自重和樓面使用荷載在豎構(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，僅與建筑高度的一次方成正比;而水平荷載對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩以及由此在豎構(gòu)件中引起的軸力，是與樓房高度的兩次方成正比;另一方面，對(duì)某肯定高度樓房來(lái)說(shuō)，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用，其數(shù)值是隨結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的不同而有較大幅度變化。3 高層建筑結(jié)構(gòu)的相關(guān)問(wèn)題分析3.1 結(jié)構(gòu)的超高問(wèn)題：在抗震規(guī)范和高規(guī)范中，對(duì)結(jié)構(gòu)的總

6、高度有著嚴(yán)格的限制，尤其是新規(guī)范中針對(duì)以前的超高問(wèn)題，除了將原來(lái)的限制高度設(shè)定為A級(jí)高度以為，增加了B級(jí)高度，處理措施與設(shè)計(jì)方法都有較大轉(zhuǎn)變。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，消失過(guò)由于結(jié)構(gòu)類型的變更而忽視該問(wèn)題，導(dǎo)致施工圖審查時(shí)未予通過(guò)，必需重新進(jìn)行設(shè)計(jì)或需要開專家會(huì)議進(jìn)行論證等工作的狀況，對(duì)工程工期、造價(jià)等整體規(guī)劃的影響相當(dāng)巨大。3.2 短肢剪力墻的設(shè)置問(wèn)題：在新規(guī)范中，對(duì)墻肢截面高厚比為58的墻定義為短肢剪力墻，且依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)際閱歷，對(duì)短肢剪力墻在高層建筑中的應(yīng)用增加了相當(dāng)多的限制，因此，在高層建筑設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)盡可能少采納或不用短肢剪力墻，以避開給后期設(shè)計(jì)工作增加不必要的麻煩。3.3 嵌固端

7、 的設(shè)置問(wèn)題：由于高層建筑一般都帶有二層或二層以上的地下室和人防，嵌固端有可能設(shè)置在地下室頂板，也有可能設(shè)置在人防頂板等位置，因此，在這個(gè)問(wèn)題上，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師往往忽視了由嵌固端的設(shè)置帶來(lái)的一系列需要留意的方面，如：嵌固端樓板的設(shè)計(jì)、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級(jí)的全都性、在結(jié)構(gòu)整體計(jì)算時(shí)嵌的設(shè)置、結(jié)構(gòu)抗震縫設(shè)置與嵌固端位置的協(xié)調(diào)等問(wèn)題，而忽視其中任何一個(gè)方面都有可能導(dǎo)致后期設(shè)計(jì)工作的大量修改或埋下平安隱患。3.4 結(jié)構(gòu)的規(guī)章性問(wèn)題：新舊規(guī)范在這方面的內(nèi)容消失了較大的變動(dòng)，新規(guī)范在這方面增加了相當(dāng)多的限制條件，例如：平面規(guī)章性信息、嵌固端上下層剛度比信息等，而且，新規(guī)范采納強(qiáng)制性條文明確規(guī)定“建筑不應(yīng)采納嚴(yán)峻不規(guī)章的設(shè)計(jì)方案?！币虼?，結(jié)構(gòu)工程師在遵循新規(guī)范的這些限制條件上必需嚴(yán)格留意，以避開后期施工圖設(shè)計(jì)階段工作的被動(dòng)。4 結(jié)語(yǔ)近些年來(lái)，我國(guó)的高層建筑建設(shè)進(jìn)展快速。但從設(shè)計(jì)質(zhì)量方面來(lái)看，并不抱