超高层建筑结构设计的关键性问题探析

发表时间:2020/9/9   来源:《基层建设》2020年第13期   作者:易人锋
[导读] 摘要:目前我国城市的发展,随着社会经济的不断推进,也呈持续加速的发展趋势。
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        摘要:目前我国城市的发展,随着社会经济的不断推进,也呈持续加速的发展趋势。但是我国城市土地面积不是特别广阔,和城市人口比例不均衡,于是我国国民更为重视超高层建筑这个项目的实施,超高层建筑的建设不仅能够有效解决城市住楼的难题,并且我国城市的每一片土地都可以得到完善使用。超高层建筑结构设计在超高层建筑施工中占据着不可缺少的重要位置,为了超高层建筑能够达到良好的建设效果,就必须要科学设计建筑结构,并且提升结构的抗震性能以及抗风性能。本篇文章将超高层建筑结构的设计原则作为基础,对高层建筑结构科学合理化的设计进行了分析。
        关键词:超高层建筑;结构设计;关键性问题
        引言
        我国不同行业的水平在最近几年随着社会经济以及国民经济的不断推进也呈持续上升的发展趋势,建筑行业在我国多个行业水平的发展中属于较快的一个行业,这种快速的进步离不开我国投入在基础建设方面的大量资金,建筑结构技术一直以来都对国民的日常生活有着较为主要的作用,并且还深刻影响着建筑行业的历史文化。在超高层建筑结构实际的设计过程中,必须要结合理论和实践的同时进行建筑结构的设计工作,对于结构设计过程中的要点以及细节问题的把握要更为重视,并且还需要将实践过程中的经验进行总结,然后再遵循国家规范规定要求的基础上和总结出的经验相结合进行结构设计的工作,对理论的知识要进行持续的完善,通过这种方式建筑结构的设计技术才可以获得更好的完善。在结构设计的过程中还应顾及到不同方面的影响因素,从而保障设计足够合理化以及可行性和经济性。
        1、超高层建筑结构的特点
        借助于抗侧构件来提升建筑结构整体的延性就是超高层建筑结构设计的主要核心内容,由于在超高层建筑结构设计的时候,需要更加全面化的思考建筑物多个方面的荷载,不但需要思考水平方向的承载性能,垂直方向的承载性能也需要对其进行考虑,对于水平力度的思考是超高层建筑设计中主要考虑的内容。现阶段,由于超高层建筑工程的发展速度较快,因此,保障侧抗能力提升建筑物整体的舒适度是比较重要的,如果想要建筑物的舒适度获得有效保障,那么就必须要具备一个完善且可行度较高的结构设计方案[1]。所以,在结构设计期间,必须要重视结构设计方案的挑选工作,并且还需对已选的方案进行不断优化完善,在保障建筑物使用功能以及效果的同时,还需尽可能的提升结构的安全稳定性以及经济合理性。
        2、超高层建筑结构设计现状分析
        2.1超高层建筑结构规则性方面
        新旧规范在高层建筑钢筋混凝土结构规则性内容中发生了较大的转变,新规范在高层建筑钢筋混凝土结构规则性方便添加了较多的限制性条件,比如嵌固端上下层刚度比信息以及平面规则性信息等,并且新规范中使用了强制性条文明确规定“建筑不可以使用严重不规则的设计方案”[2]。所以,在按照这些新规范中限制条件的同时一定要特别注意,以免后面设计施工图的工作较为被动。
        2.2超高层建筑结构的超高方面
        在超高层建筑规范和抗震规范中,对于建筑结构的总高度有比较严格的限制规定,特别是在新规范中对于建筑结构超过问题的限制,在新规范中把已经建设完毕的高层建筑限制高度设置为A级,并且还添加了B级高度的建筑结构,所以,有必要加强对于建筑结构高度控制的重视程度,如果建筑结构是B级或者已经超过了B级高度,那么在结构设计过程中使用的设计方式以及解决对策都会随之产生巨大的转变。在对建筑结构进行设计过程中,发生过因结构类型转变而忽略了高度控制的问题,造成施工图纸在进行审查的时候没有达到标准,设计图纸也要重新返工,或者召集专业人士进行讨论,这种情况严重影响了建筑工程施工周期以及投入成本等整体的规划。


        3、超高层建筑结构设计的问题分析及相关优化对策
        3.1扭转问题
        扭转的问题比较容易出现在超高层建筑结构当中,如果在结构设计的过程中没有将扭转问题进行妥善处理的话,则超高层建筑的整体结构会受到一定影响。几何中心以及高层建筑的结构重心和刚度中心是超高层建筑结构设计当中的重要核心。然而多数设计人员在实际的结构设计阶段,对于重合几何中心以及高层建筑的结构重心和刚度中心的工作往往给忽视掉了,也就导致因压力问题造成的扭转问题[3]。建筑结构出现扭转问题的时候,建筑结构受力较大的竖向构件边缘比较易于形成脆性破坏现象,特别是地震来临的时候,水平构件会比较易于出现破坏的状况。基于此,在结构设计的过程中有必要采用合理的加强对策,从而提升建筑结构的抗扭刚度。
        为了能够控制建筑结构扭转的问题,使得建筑结构平面更加规范性,建筑重心以及刚度重合度更高,就必须对建筑结构的整体采取合理的方案,这样还能够降低结构的相对偏心距。有时候仅仅是加大构件截面以及刚度,其实并不要可以将扭转问题进行改善,震动力度较大的情况下,因结构处于非弹性状态,较大刚度的构件承载更大的外力影响,还会造成这部门构件出现脆性的破坏。针对处在扭转扭转位移较大位置的构件,为了提升该位置构件的延性,需要采取混合结构构件,这样还能够加强超高层建筑结构的安全性能。
        3.2结构受力性能方面的问题分析
        超高层建筑结构设计当中经常遇到的问题之一就是结构承受力,由于在设计超高层建筑结构期间,专业的设计人员更注重思考的是建筑物的空间结构,没有注重考虑建筑物的结构特点,所以导致超高层建筑结构缺乏一定的承受力性能。建筑结构承受力的性能较差的情况下,则会造成一系列的突发事故,还有可能会因气候环境影响对建筑结构造成破坏[4]。所以,在设计超高层建筑结构的时候必须要全面思考建筑结构的向下作用力以及承受力,还需不断的优化结构设计方案,使其更加完善,建筑结构承受力的问题要尽可能的降低,这样才可以将超高层建筑的整体质量进行提升。必须要仔细精确的统计建筑结构中的全部承重墙以及承重柱数量,和平面设计图相互结合,保障承重科学合理性分布。
        3.3基础设计方面的问题分析
        为了保障超高层建筑工程后续的环节能够顺利进行,在设计超高层建筑结构的时候就必须要科学合理的对基础结构进行设计,必须要保障基础设计的质量,针对建筑物埋入地下的深度需要对其进行合理化的设计,这样才可以保障超高层建筑结构避免倾斜等问题发生。老话说的好,经济基础决定上层建筑,然而在超高层建筑施工时候决定其建设的主要因素就是基础设计。
        超高层建筑结构基础在设计埋入地下深度的时候,需要全面化考虑地质的实际状况以及结构的高度和荷载分布的具体状况,然后再挑选出最优良且可行度高的基础方案[5]。通常情况下,超高层建筑物会具有多层地下室,为了防止水平力总用下地基基础出现较大的水平位移给结构的稳定性造成影响,就必须要保障结构基础嵌固端的刚度。
        结束语
        超高层建筑结构随着现在城市多式多样的高楼大厦持续增多也随处可见。超高层建筑结构设计是现在建筑设计中最重要的要点。所以在超高层建筑结构设计的过程中,要更为重视其中的要点以及细节,在设计的过程中必须要将建筑力学材料的特性充分发挥出来,对于设计的过程要加强优化,通过实践经验从而设计出结构较为稳定的建筑,给人们以后的日常生活带来便利,不仅能够加强人们对建筑结构稳定性的信任度,还可以达到建筑使用的舒适程度。
        参考文献:
        [1]周鼎.关于超高层建筑结构设计中关键性问题的几点思考[J].城市建筑,2015,(15):84-85.
        [2]于丽.解析复杂高层与超高层建筑结构设计要点[J].建筑与装饰,2020,(12):1,6.
        [3]陈志平.超高层建筑结构设计的关键性问题分析[J].中国房地产业,2020,(4):68,70.
        [4]郭俊鸿.浅谈超高层建筑结构设计的关键性问题[J].建筑工程技术与设计,2020,(6):956.
        [5]张保.超高层建筑结构抗震设计常见问题及解决措施探究[J].建筑工程技术与设计,2019,(15):1504.
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