关于高层建筑结构设计中的问题与对策探究 王利1

发表时间:2020/9/3   来源:《基层建设》2020年第11期   作者:王利1 刘忠博2 王卫杰3 赵昱程4
[导读] 摘要:随着经济建设和科学技术的逐步提高,使得我国高层建筑如雨后春笋般涌现,然而,建筑行业作为社会经济发展的重要支柱产业,因此,相关部门要加大对建筑行业的监管和发展力度,以保持建筑领域的发展势头。
        1.身份证号码:13022319870517XXXX2.身份证号码:41142319900105XXXX3.身份证号码:13302519810816XXXX4.身份证号码:13092419920108XXXX
        摘要:随着经济建设和科学技术的逐步提高,使得我国高层建筑如雨后春笋般涌现,然而,建筑行业作为社会经济发展的重要支柱产业,因此,相关部门要加大对建筑行业的监管和发展力度,以保持建筑领域的发展势头。高层建筑结构设计是建筑施工过程中的重要内容,对建筑施工起到关键性作用。本文就如何解决高层建筑结构设计过程中的相关问题,优化高层建筑施工相关过程提出相关策略,希望对相关行业有所帮助。
        关键词:高层建筑;建筑结构;结构设计;问题与对策
        引言
        建筑结构设计,对于高层建筑来说,需要结合建筑项目的层高以及各个层次之间的结构特点来进行设计,且对于建筑设计的流程也提出了规范性的要求,为了尽可能避免建筑设计中存在的问题,提升结构设计的科学性,针对具体问题进行分析研究是非常必要的。
        1建筑结构设计理念概述
        随着城市化进程的不断推进,人们的生活水平也有了显著提升。在建筑选择方面,人们对于建筑的功能要求不断提升,对建筑结构设计也不再仅仅局限于建筑的安全性,而是更加偏向于美观度、实用性于一身的综合性建筑。因此,在进行建筑结构设计时,设计师也开始对这些因素进行综合考量,在设计建筑结构时不但要考虑到建筑的安全性问题,还需要对住户的实际需求、房屋建筑的功能作用、美观度及适用性进行综合考虑,在设计过程中要综合建筑周围环境,融入一些文化元素和当地的特色,使之更加个性化;另外,在设计时,对于成本的把控也十分重要。这就需要开发商或施工单位与设计部门及时做好沟通,充分利用设计方案来进行建筑结构的优化工作,确保建筑施工的整体安全性和实用性,并在设计方面优化预算支出,以保证委托方的利益实现最大化。
        2高层建筑结构设计中的问题
        2.1建筑沉降问题
        导致建筑物容易出现沉降的原因有两个,一是地质原因,二是结构原因。(1)地质条件是引发建筑物地基下沉的主要原因。随着我国社会经济的快速发展,建筑物的规模也在不断增大,建筑工程可能面临的地质环境也越发复杂,容易导致出现不同程度的地基沉降,最终导致建筑物变得更加不稳定。(2)结构原因则是建筑物自身工程规模扩大而导致建筑物的重量不断增大,使得建筑物各个位置的受重不均匀,最终使得建筑物地基出现不均匀的下沉,严重影响到整个建筑工程的质量。
        2.2剪力墙设置方面的问题
        剪力墙结构在高层建筑中是维持其结构设计科学性的一个重要结构。一方面,剪力墙对于建筑主体的承重能力会产生很大的影响。但从现实的角度来讲,剪力墙结构的设计在目前的高层建筑中,存在结构设计的一个典型问题,就是短肢剪力墙的出现,这种结构虽然在建筑结构中能够满足一定的建设需求,但从总体的建筑结构的稳定性来讲,是会对其稳定性造成不良的影响的。
        2.3基础埋深问题
        我国相关部门对高层建筑物的设计标准与建筑规范已作出详细地规定,指出建筑物的埋置深度可为建筑总体高度的1/15-1/18,然而,在实际建筑工程现场发现,有的承建单位为了最大化地利用土地资源,很多高层建筑的地下部分均为车库/地下商场,影响了高层建筑主体结构的抗震、抗风性能。
        2.4结构体系不合理
        在高层建筑结构设计时,当设计人员选择结构体系不合理时,结构的稳定性必然会下降。如在钢筋混凝土结构体系设计时,设计人员需要充分的结合工程结构特点,并根据建筑所处地区抗震设防等级及风荷载情况来选择适宜的结构体系。如果设计人员选择的结构体系不合理,在一定程度上会降低结构的稳定性。特别是在选择钢盘混凝土结构体系时,一旦选择的设计指标欠缺科学性,必然会降低整体结构的性能和可靠性,易发生各种质量和安全问题。


        3高层建筑结构设计中问题的对策
        3.1应用工程地基加固技术
        建筑地基加固中可供选择的技术较多,主要有灌浆加固技术、基础加宽加固等。灌浆加固技术就是通过改变土质结构的方式来实现对建筑地基的加固,具体的施工过程就是将钻机安置在施工区的地面上,然后通过高压灌浆器械把搅拌好的水泥灌浆灌入到该区域的土层中,这时候水泥灌浆会和土层中的物质发生化学反应,使得土质变得胶化,最后再利用凝结、挤压的方式让土壤结构发生变化,最终达到提升建筑工程地基稳定性和固定性的目的。当地基面积不足或者地基不能支撑整个建筑物的质量时,就需要适当对地基进行加宽加固处理,通过增加地基底面积的方式来减小建筑的压强,最终达到减少地基沉降的效果。
        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基础埋深的处理
        在高层建筑结构设计中,基础埋深的问题常被忽略,影响了建筑物的整体性能。在进行概念设计的时候,可选择大底盘多塔结构的计算及设计,把主楼和裙楼视为一个整体,然后,采用后浇施工,降低温度应力、沉降差异带来的影响,把地下超高的、地下车库的刚度折算成覆土厚土,依据国家有关规定对埋置深度进行精准计算。
        3.4完善建筑结构设计的性能
        第一,应确保高层建筑结构设计的稳定性。稳定性是所有建筑物最关键的性能指标,为了提升高层建筑物的稳定性,需考虑很多注意事项,其中,有效地进行嵌固端、短肢剪力墙的设置非常重要;第二,有效地控制建筑结构的水平力,对于高层建筑而言,在某一平面的水平方向,建筑结构受风荷载、地震荷载以及各荷载之间的组合作用影响,易导致建筑物在水平方向发生很大的位移,所以,在设计的时候,设计师需科学地进行建筑物高度的设置,更好地对高层建筑结构的水平力加以控制;第三,重视高层建筑结构的延性设计。很多高层建筑均带有防空设置及地下室。以上设置对于建筑工程整体的抗震性、稳定性产生不同程度的影响,为了做好高层建筑的延性设计,设计师应有效地把控高层建筑物的嵌固端上下刚性及抗震等级的比例,结构刚度要保持在变形限值区域内,为了控制高层建筑结构的共振现象,在进行结构刚度设置时,要尽可能小,以增强建筑物的抗震性。第四,设计师还要对不同地震水准下构件的承载力、变形、刚度结构情况进行考虑。为了提高高层建筑的性能设计水平,增强结构的承载力,仅需准确地找到结构构件的承载力和变形能力二者的平衡点,然后展开计算及设计即可。
        结语
        综上,随着现代建筑领域发展速度不断加快,高层建筑工程结构设计也在不断趋向于复杂化。这对建筑物的结构设计提出了更高的要求,需要设计人员选择先进的施工技术,做好地基设计、内部板筋设计以及图纸设计,并在施工过程中不断完善设计手段,提升自身的施工经验,最终全面提升工程的施工质量,为我国建筑行业的良性发展打下基础。
        参考文献:
        [1]周正海.房屋建筑结构设计中常见问题及解决措施[J].工程技术研究,2019,4(2):171-172.
        [2]艾凯,杨洁.高层建筑结构设计存在的问题及对策[J].中国住宅设施,2020(1):8-9.
        [3]王继慧.高层建筑结构设计问题及对策分析[J].住宅与房地产,2019(15):36.
        [4]张振新.高层建筑结构设计中的问题及对策研究[J].工程技术研究,2017(7):218-219.
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