摘要:在建筑工程中,高层建筑工程的结构在垂直方向的载荷远超于多层建筑。而垂直载荷指的是高层建筑受到自重的影响在垂直方向产生的载荷量。同时,由于高层建筑工程的结构主体较为庞大,风力的接受面积较大,高层建筑还会受到水平载荷力的影响。基于此,以下对关于高层建筑结构设计中的问题与对策进行了探讨,以供参考。
关键词:高层建筑;结构设计;设计问题;对策分析
引言
随着经济的不断快速发展,我国城市化进程的推进速度也在不断加快,对建筑物提出的建设要求越来越高。建筑行业虽然整体发展形势相对比较良好,但是由于当前我国土地资源已经处于非常紧张的状态,很多地区的土地资源已经逐渐呈现出供不应求的状态,对于现代建筑行业而言,为了能够有效应对这一客观因素带来的影响,逐渐将建筑建设方向的重点由多层建筑向高层建筑方面转变。
1高层建筑结构特征分析
高层建筑的高度较高,结构本身需要承受较大的横向荷载和竖向荷载,且高层建筑的住户较多,周边设施较全,这对高层建筑的抗震性能提出了较高的要求。一般来说,高层建筑中较低的部分受水平方向风力荷载的影响并不明显,而高层建筑中较高的部分则会受到风荷载和地震的影响,进而产生明显的侧向剪切力。建筑高度越高,结构受外力影响就越明显,进而出现不同程度的位移,降低人们居住的舒适度。所以,在高层建筑结构设计中,应充分考量不同因素,合理选择建筑结构设计方案。
2高层建筑结构设计中的突出问题
2.1建筑结构设计人才管理混乱
随着社会经济不断快速地发展,建筑行业的发展势头比较良好,同行业之间存在的相互竞争也比较激烈。但是与此同时,设计单位的设计人才管理水平不一,使得设计单位的设计水平具有非常明显的差异性,进一步的表现为设计师的个人职业素养和专业技术水平等,都存在着非常明显的层次上的不同,甚至部分设计人员根本就不是结构专业毕业的人员。
2.2扭转问题
在高层建筑结构设计中,扭转问题也是其中不可或缺的问题,该问题目前已上升到全球范围高层建筑结构设计的核心问题,事关整个建筑物的整个抗风、抗震性能。受到自然地理环境及条件的影响,在对高层建筑结构设计中,部分设计人员难以有效地确保建筑物完全对称,进而易产生扭转问题。设计人员在展开设计工作中,需竭力满足建筑物的对称性,提高建筑物的施工质量与建筑高度,最大化地规避扭转问题的发生。
2.3建筑结构设计市场管理不规范
当前有很多设计单位之所以能够从重重竞争中脱颖而出,并不是该设计单位有多么好的资质或者是设计水平有多么的高,而是内部有关系,所以很多业务都是通过这种内部关系才能够实现。除此之外,笔者在深入到设计市场内进行调研和分析时发现:设计市场上的价格与国家制定的标准要求相比,要低很多。很多设计单位在激烈的竞争环境中,要想实现其自身经济效益的获得,大多数选择的是利用压低价的方式,这导致了整个设计市场的运作秩序被严重的扰乱。同时,由于受到“关系户”的影响,导致很多资质和信誉度等都比较良好的设计单位正面临着被市场淘汰的危机。正是由于受到这一客观环境因素的影响,很多设计单位已经“自身难保”,而在结构设计优化方面想有所建树更是难上加难。导致这些问题出现的根本原因就是由于当前市场管理不够规范,从而存在很多“浑水摸鱼”的现象。
3高层建筑结构设计问题的应对策略
3.1选择科学的建筑结构设计方案
科学地选择建筑结构设计方案是我国高层建筑结构设计的重要前提。为了确保高层建筑结构设计符合相关的应用要求,相关设计师需根据实际情况,选择最佳的结构设计方案,综合分析各个影响因素。
第一,确保高层建筑结构设计方案与国家相关建筑设计文件制度、标准规范,尽可能规避对高层建筑予以超高建设;第二,设计师在设计高层建筑结构过程中,还要认真勘察施工现场附近的环境,并综合分析现场的实际条件,特别对工程涉及的地下水位、地质条件、基础土层、周边建筑、风雪荷载等因素予以充分地考虑,结合现场情况,选择最合适的建筑结构设计方案,为工程后期投入施工环节打下良好的基础。
3.2针对安全问题加强设计效果
这里所指的安全问题,主要就是指在设计工作中的抗震性能、消防安全等各方面的问题,这些问题也是建筑结构设计中最为核心的问题。具体的设计方法方面,设计人员应当针对抗震性能、消防设计等问题,从原材料的筛选应用以及建设设计中抗震缝、消防系统和出口等具体的设计工作入手,结合建筑应用的实际需求合理地进行规划和设计,切实实现结构设计为抗震和消防服务的效果。另外,应当对这部分设计工作的效果进行及时检验和分析,确保相关的设计在实际应用中的效果,切实发挥设计的安全保障作用。
3.3重视概念设计优化技术的分析
好的概念设计是优化设计的前提,首先对概念设计的优化,对建筑物的结构进行设计的过程中,往往需要考虑多种因素,不同的房屋建筑可选择多种结构优化方案,不同的优化方案需要的原材料、施工过程不同,因此,成本及质量也有一定的不同。因此,在进行建筑的结构设计的过程中,需要采取概念设计的方式,相关的设计人员应对房屋建筑的概念进行充分的分析了解后再进行方案的确定,减少各种失误情况的发生,提高工程修筑的效率。
3.4不断增强结构抗扭刚度
高层建筑结构设计过程中,若构件与质心距离较大,则其抗扭刚度较大。为不断提高高层建筑结构抗扭刚度,要在结构周围布置大刚度抗侧力构件或剪力墙。另外,设计人员还可采取如下策略:首先,采用局部加强四周框架刚度来设计框架结构,可在高层建筑四角位置设置L形剪力墙。其次,采取有效措施加大剪力墙的厚度;最后,增大周边剪力墙梁的高度,设计人员可将楼面窗下位置设置为连梁,合理预留窗洞,从而切实保障高层建筑结构的抗扭刚度。
3.5合理解决房屋建筑结构设计的实际复杂问题
在房屋建筑结构设计的过程中,往往会出现各种各样的问题,如何解决这些问题非常重要。通常情况下,在进行房屋建筑结构设计时,首先要确保的就是房屋建筑的安全性能,提高建筑物的稳定性。除此之外,我国大部分地区处于地震带上,抗震设防要求十分重要,因此,对地震频发地区的房屋建筑的抗震设计非常关键,要对房屋建筑的建造材料进行选择,选择合适的材料,提高房屋的抗震性能。房屋建筑的耐久性也是非常关键的因素,提高房屋的性能及指标非常关键,选择合适的建筑材料可降低房屋建筑的修筑成本,最大程度地降低问题情况的发生,优化房屋建筑的设计方案,推动我国房屋修筑行业的发展进程。
结束语
总的来讲,高层建筑由于其特殊的结构和应用需求,在结构设计的工作中,设计效果的安全性、应用性和结构本身的合理性是设计中需要考虑的几方面核心问题,为了提高建筑设计的效果,优化建筑设计的流程,设计人员应当结合实际从技术应用、理念更新的以及安全稳定都能够多个方面入手综合考虑,达到良好的设计效果。
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