高层建筑混凝土结构设计要点及注意事项

发表时间:2018/7/25   来源:《基层建设》2018年第17期   作者:张志超
[导读] 摘要:社会经济的不断进步推进高层建筑逐渐涌现,建筑施工过程中混凝土是一种不可或缺的施工原材料,混凝土结构设计在高层建筑建设过程中发挥出无法预计的作用。
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        摘要:社会经济的不断进步推进高层建筑逐渐涌现,建筑施工过程中混凝土是一种不可或缺的施工原材料,混凝土结构设计在高层建筑建设过程中发挥出无法预计的作用。文中通过分析高层建筑混凝土结构设计问题,提出了高层建筑混凝土结构设计要点,希望为有关方面提供借鉴。
        关键词:高层建筑;混凝土结构;设计要点;注意事项
        科技水平不断上涨的今天,建筑工程慢慢的冲破了人们认识高楼的传统印象。随着建筑高度的升高,结构设计安全性开始成为建设工程的第一原则,尤其是混凝土结构,是高层建筑当中常用的结构类型,设计质量直接威胁到建筑工程建设的安全,因而,研究高层建筑混凝土结构设计异常重要。
        1高层建筑混凝土结构设计问题
        1.1在地基和基础设计期间存在的问题
        设计地下室底板的流程中,建筑物沉降预应力对柱下独立基础带、梁板式产生了影响,受到地下室底板上部结构作用力的影响,建筑物将产生沉降的现象,地下底板同样会出现变形沉降的问题。如果对高层混凝土建筑结构进行设计的过程中,并未全方位深入对建筑物附加预应力进行思考,极有可能导致地下室底板承载力下降,导致裂缝产生,如果属于天然的地基,那么会带来非常严重的后果。如果工程的总沉降量低,那么在地下室底板以及持力层的中间要应用褥垫,这样一来保证更合理的对地基与基础设计。在有的地方还会出现因为季节性的变化,所以地下水位出现较大的浮动,一定需要工作人员求出包络图,做好相对应的配筋设计工作。
        1.2上部结构设计存在问题
        布置剪力墙一定要均匀,为了防止单胶刚度过大亦或者应力过度集中,不然的话,结构会受损,给有关系的结构带来影响。最大刚度的剪力墙墙肢数要低于四肢,碰到中度地震要先进入剪力墙第一级别塑性,其他的肢数还可以继续维持以及承担起中度地震所带来的荷载。一旦碰到的地震大,剪力墙级别小的进入塑性后,建筑物将会产生破坏,为了降低建筑物倒塌的速度,降低人员的伤亡数量,设计的同时一定要选择先要让梁破坏,确保柱子的完整度。
        2高层建筑混凝土结构设计要点
        2.1地基设计
        2.1.1沉降缝设计
        使用建筑的流程中,沉降是一种普遍出现的现象,过度不均匀沉降将会给建筑物带来非常大的威胁,直接对建筑安全性能产生威胁,针对高层建筑来说,在建筑高度差非常高或者转折的位置和地基土压缩性差异非常高的位置上设置沉降缝。利用这种手段可以将建筑物分割为若干独立的结构,保证沉降过程中保持独立,防止各结构单元之间互相干扰,尽可能的减少不均匀沉降给建筑物带来的风险。
        2.1.2地基基础设计
        高层建筑地基要承受非常大的压力,如果基础底面所承受的压力设计值与地基承载力的设计值差不多,或者不超过5%,要适当的将上部结构的刚度提升上去,框架结构上将拉梁加入,加大梁柱的截面积,同时增多框架梁的配筋数量,将基础的抵御不均匀沉降的能力大大提升上去。一旦超过了预估沉降值的限度,要将基础底面积加大,同时适时的对地基进行加固处置,利用这种形式将高层建筑的荷载力大大提升。按照不同的地质情况、建筑结构类型、地基承载力挑选不一样的处理方法。高层建筑剪力墙结构一般利用水泥粉煤灰碎石桩的形式,这种桩主要是粉煤灰、碎石与水泥进行掺和,加入水进行搅拌,同时应用相对应的机械将低强度桩制作出来。


        2.2剪力墙的布置
        高层建筑的剪力墙在大部分的结构设计当中都会分布,例如框架剪力墙、框架核心剪力墙等,不管是哪一种结构的剪力墙,都属于高层建筑结构设计当中非常关键的构成部分。剪力墙的双方向设计、均匀、对称设计原则可以保证建筑物具备非常大的空间。剪力墙的均匀布置预防了单个承载过大刚度的现象,如此一来,结构一旦产生变化,与之相关联的结构也肯定会出现损坏。剪力墙的轴压高于规定的限度时,为了更好的增强截面的塑性改变形状能力,我们能够对剪力墙加强底部强化的部分,对约束边缘的结构进行设计。在一定的条件允许的情形下,设计高层建筑一定要对短肢剪力墙进行关注,尽可能的预防短肢剪力墙的现象产生。一定要利用短肢剪力墙的同时,要严格对产生的数量以及位置进行控制。
        2.3建筑混凝土结构的抗震性优化设计
        高层建筑混凝土结构应用中,非常容易受到地震的威胁,混凝土结构优化设计过程中,设计工作人员一定要把抗震概念设计作为前提条件,按照抗震试验计算出建筑混凝土结构的抗震系数,也能够将类似建筑的抗震设计经验当做前提条件,优化设计高层建筑的结构,从而极大程度上将建筑抗震性能大大提升上去。设计结构体系的流程当中,设计者要尽量的选用平面亦或者是空间结构等简单的形式。比如进行平面布局的过程中,抗震体系的形式能够是圆形、方形等图形结构,同时减少了对过长伸展翼的应用数量。设计者要科学布局,实现建筑刚度的均匀分布。设计平立面的过程中,利用墙体均匀对称的形式,将电梯等较强刚度的结构布置集中性水平提升上去。与此同时,抗震墙的设计中要达到建筑结构的总体抗震性能,极大程度上将建筑平面结构的抗震性能提升上去。而且在竖向刚度的情况下确保转换层结构均匀分布。同时在混凝土结构构件的延展性上,加强梁柱端的组合剪力,增强柱体抗弯水准,互相配合的基础上提高梁端的钢筋弯矩水准,便于发挥出建筑梁端柱端前的塑性,保证两者受到外界环境的影响下,维持结构变形稳定程度。
        2.4采用高强施工材料
        高层建筑混凝土结构施工过程中,混凝土、钢筋等施工原材料属于基础原料,这些材料的质量直接与高层建筑工程的总体质量以及施工成本带来了影响。尤其是高层建筑构件截面的尺寸与这些原材料的使用量有直接的关系。如果能够科学合理使用高强度的施工材料,例如高强钢筋以及高强混凝土等,那么就能够大大降低构件的尺寸,减少钢筋和混凝土的用量,降低施工成本。而且,如果高层建筑的地基较软,高层建筑结构承载力较高,这个时候就要科学应用钢筋与混凝土等高强度原材料,这样更加有助于优化建筑构件,降低建筑结构的总体质量,大大减弱施工难度以及节省工程施工成本。如果高层建筑处在地震区,降低自重可以相对应的降低地震荷载,可以将高层建筑结构安全性大大提高。高层建筑当中针对高强钢筋与混凝土等施工材料进行合理应用,有助于降低梁柱板等建筑的主要构件截面尺寸,实现提高设计有效性的最终目标。与普通建筑相比较,高层建筑对钢材性能有非常高的标准,因而要大力推广使用高强度钢筋材料,取代普通钢材。
        综上所述,文中对高层建筑物混凝土结构设计的有关问题进行了分析,同时提出了高层建筑混凝土结构设计要点。高层建筑物混凝土结构设计需要非常专业的技术工作人员,综合具体的建设工程的实际情况实现混凝土结构设计目的,这样一来,才可以将这项工程顺利完成,保障高层建筑的品质。
        参考文献:
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