关于高层建筑结构设计中的问题与对策探究 姜波1

发表时间:2020/9/3   来源:《基层建设》2020年第11期   作者:姜波1 何春贤2 刘亚敏3 吴士凯4
[导读] 摘要:随着我国国民生活水平的不断提高,对于生活空间的要求也在逐步提高,基于此,高层建筑目前已经成为我国建筑行业中比较常见的一种建筑类型,这种类型的建筑由于层高的要求,其在结构设计这一专业领域方面也有相应的要求。
        1.身份证号码:13070219880707XXXX2.身份证号码:13062119890203XXXX3.身份证号码:23232119890401XXXX4.身份证号码:23232119781002XXXX
        摘要:随着我国国民生活水平的不断提高,对于生活空间的要求也在逐步提高,基于此,高层建筑目前已经成为我国建筑行业中比较常见的一种建筑类型,这种类型的建筑由于层高的要求,其在结构设计这一专业领域方面也有相应的要求。随着这种建筑项目的需求量的增大,与之相匹配的建筑设计的专业性和技术性却存在与建筑项目建设需求不符的情况,具体表现为建筑设计的过程中存在的一些具体问题。本文从建筑设计的专业角度出发,探讨结构设计工作中存在的实际问题,并且提出相应的解决策略。
        关键词:高层建筑;建筑结构设计;问题;对策
        引言
        随着中国的城市化进程不断加快,建筑领域也在稳步发展,建筑工程的质量直接影响着居民的生命财产安全,受到社会各界的广泛关注。所以,工程参建单位要加强对建筑结构设计的关注度,积极采取先进的结构设计技术,并加大对现场施工的管理和监督,保证项目施工的顺利进行,最终全面提升工程建筑结构设计的质量,给人们营造出一个安全舒适的居住环境。
        1高层建筑结构特征
        高层建筑最为明显的特征就是高度较高,这使得建筑结构会受到水平、竖直等方向传来的荷载,且在抗震等级上也有着较高要求。对于高层建筑来说,中低档位置受到风力和荷载的影响相对较小,但是随着高度的增加,其受到风力和荷载的影响也将逐渐增大,进而产生一定的剪切力,在外界不良因素的影响下,导致建筑结构出现不同程度的位移,降低建筑安全性。所以在高层建筑结构设计中,需要综合考量多方面因素,以加强设计的合理性、科学性。
        2高层建筑结构设计中的问题
        2.1超出规定高度的问题
        从本质上的追求来说,高层建筑的出现,主要是为了节约建筑用地,优化建筑布局和结构,因此,在结构设计中,虽然高层建筑的在层高上有一定的具体要求,但在具体实践中,基于建设需求和建设成本的要求,建筑设计超过规定限度的情况还是比较常见的,超高后,整个建筑结构的稳定性和承重情况都会发生变化,这不仅从直接的表现上体现出建筑结构设计的违规,从建筑本身的质量方面分析,超出限定的高度,也会影响整体的质量水平。例如,导致建筑的抗震水平降低,抵御外界环境影响的能力降低等。
        2.2高层建筑框架结构设计不合理
        高层建筑领域在设计过程中还容易发生的问题就是高层建筑结构框架设计不合理。许多设计师在设计高层建筑结构的过程中,经常会忽视纵向结构对高层建筑质量所产生的影响,最终导致设计出来的结构图纸缺乏合理性,质量无法得到保证;另外,在设计结构的过程中,不单单要求对纵向结构进行考虑,还需要对建筑的垂直框架结构进行精密设计,要有效提升整个高层建筑的结构质量安全与稳定性。在设计过程中,纵向结构设计与垂直结构设计需要进行一定的权衡,对相关因素进行综合考虑,才能保证施工进程安全可靠,且效率能够满足施工要求。
        2.3构造柱和承重柱的问题
        在高层建筑建设过程中,要想提升建筑的抗震性能,就需要对梁、柱的结构进行科学、全面的结构设计,以此来避免裂缝的出现,保证工程的整体质量。在实际工程设计中,一些设计人员对承重柱和构造柱的定义不甚清晰,导致一旦发生地震等震动较大的事故,极易出现建筑裂缝,严重的还会造成建筑倒塌,此外,由于截面积减小,在受到外力影响时很容易出现柱梁开裂,最终缩减建筑使用寿命。
        2.4抗震结构设计问题
        我国处在板块碰撞区域内,地震是最常出现的灾害现象,其对于建筑的破坏较为严重。所以在高层建筑结构设计中,应对其抗震性能和等级进行细致研究,保证设计的规范性。

不过目前高层建筑结构的抗震设计中,由于设计人员重力度不够,对区域以往数据研究的不充分,使得抗震等级无法满足建筑结构的具体需求,地震发生时,建筑出现不同程度的损毁,严重时还会出现坍塌。
        3高层建筑结构设计中问题的对策
        3.1提升建筑结构设计方案的合理性
        这一点主要是指,在实施建筑设计的过程中,应当注重基础的建筑结构设计方案的合理性。在方案确定的阶段,为了提升高层建筑结构设计的合理性,一方面应当从理论的专业方面,选择应用建筑结构设计的科学理论作为指导,达到提升建筑结构设计效果的目的,另一方面结构设计的工作,也可以通过应用专业的结构设计模拟软件,实现对结构设计方案中各个层面的要点进行模拟和分析,从而为建筑方案的设计提供依据。
        3.2完善高层建筑框架设计
        完善高层建筑相关框架及结构设计,能够为高层建筑的质量提供保障。在设计过程中,需要选择有效组合以保证高层建筑结构与框架相互匹配,最大程度的保证建筑质量及稳定性;其次,设计人员需要对框架设计工作重视起来,尽最大努力提高纵向框架设计质量,通过不断地完善和优化设计方案找出质量与美观度及实用性的平衡点,以提高高层建筑的综合性能;另外,设计人员可以从不同角度进行综合考虑,通过设计多种方案供施工方选择,能够最大程度的降低施工成本,提高建筑工程的各项指标性能,同时也能够满足人们对于建筑的不同要求。
        3.3抗震结构设计的优化
        抗震结构设计的优化可以从四方面来实现,一是科学选址。高层建筑的选址需要做好前期勘察作业,了解区域的地质情况,地壳运行状态以及地质结构特征等内容,保证建筑基础结构的稳定性,减少沉降等问题的产生。二是建立有限元模型。该模型的建立主要是帮助设计人员分析高层建筑的抗震性能,加强各项数据指标的准确性,从而提升建筑的抗震等级,增强建筑结构承载能力。三是合理应用减隔震设计。在对重要建筑、超高建筑结构设计中,可通过减隔震设计来提升抗震水平。利用减隔震支座、阻尼器等设备,完善结构的横向抗震性能,延长结构的自振周期,避免与地震灾害产生共振现象。四是选择合适的结构形式。根据建筑功能性合理选择结构形式,增强其稳定性,增大抗扭能力。
        3.4注重图纸设计
        科学技术的进步意味着各个领域都将朝着信息化、智能化发展,土木工程建筑业也出现了许多新的绘图工具,这些高科技工具具备较高的精度,极大地提升了施工图纸的精确度、降低了误差,对于提升土木工程建筑结构设计的质量有着重大作用。此外,土木工程设计的依据是力学理论,在工程设计中适当运用,能够取得良好的成效。然而随着现代工艺技术的更新,传统的结构设计方式逐渐被淘汰,需要设计人员在实践中不断完善设计体系和更新设计方法。
        3.5规范高层建筑的规则要求
        在高层建筑结构设计环节中,施工的参数规则需要展开规范化制定,只有如此才能规避位移问题的出现。例如高层建筑中,上层与下层刚度比有着明确的要求,在结构设计过程中,需要确保施工参数有着规则性特征,合理规避因参数不规则,导致上层与下层刚度比出现变化,进一步影响高层建筑的整体结构质量效果。除此之外,在施工期间还会面临参数更改问题,在更改参数前,需要设计工作者对其展开科学数据分析,以此使更改参数满足规则要求。
        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]曹建华.高层建筑结构设计的问题及对策[J].居舍,2019(34):90.
        [2]郑世华.高层建筑结构设计问题分析及对策[J].现代物业(中旬刊),2019(09):81.
        [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.
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