关于高层建筑结构设计关键性问题的探讨李文学--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

关于高层建筑结构设计关键性问题的探讨李文学

发表时间：2020/11/5 来源：《基层建设》2020年第21期作者：李文学

[导读] 摘要：随着城市化的不断发展，我国很多城市面临土地紧张的问题，超高层建筑的建设则在一定程度上解决了这一问题。

        身份证号码：13092219810930xxxx
        摘要：随着城市化的不断发展，我国很多城市面临土地紧张的问题，超高层建筑的建设则在一定程度上解决了这一问题。在超高层建筑设计施工的过程中，技术人员往往需要对结构力学性能进行深入分析，从而保证整体结构能够满足使用需求以及规范要求。
        关键词：高层建筑；结构设计；关键性问题
        引言
        高层建筑的房屋高度和结构体系的发展是和科学技术、经济、材料科学的发展密切相关的，随着城市形象和土地使用要求以及我国对高层建筑关键性技术的控制能力，高层建筑已十分常见，使得高层建筑的结构设计问题逐渐引起人们的重视。随着建筑行业的高速发展，高层建筑逐渐成为现代建筑的主角，人们在高层建筑设计方面需要作出巨大的思考和突破，研究高层建筑在结构设计方面存在的问题，并将问题尽快解决是关键。高层建筑结构设计就变得尤为重要，因为其直接影响着高层建筑物的质量、使用和经济性问题。
        1高层建筑结构设计特点
        ①水平荷载。荷载高层建筑除了承受竖向荷载之外，还会承受地震及风产生的水平荷载。一般的多层建筑物在结构设计过程中主要考虑竖向荷载对建筑稳定性产生的影响，水平荷载对建筑结构产生的影响较小。而与一般建筑不同，在高层建筑结构设计过程中，水平荷载会对建筑结构的设计产生决定性的影响。虽然竖向荷载也对建筑结构的设计产生一定影响，但是高层建筑设计过程中主要考虑的是水平荷载，而不是竖向荷载。②建筑侧向位移。在高层建筑结构设计时，随着楼层及高度的不断增加，水平荷载作用力会不断增强，导致建筑的侧向位移会不断增加。因此，须充分考虑到结构强度，这样才能应对风荷载及地震作用产生的内力作用，为了保证在风荷载及地震作用下的侧移距离在一定范围内，必须保证建筑结构具有较强的抗侧高度性能，才能保证高层建筑的安全性及牢固性。
        2高层建筑结构设计关键性问题
        2.1建筑设计超高问题
        在进行高层建筑结构设计的时候，一定要重视建筑整体的超高问题。建筑的实际建设高度，不仅对建筑物的施工质量要求有不同的影响，还对建筑内部的系统配置设计有很大程度地影响。在实际的高层建筑工程当中，建筑超高问题是比较常见的。不同高层建筑高度对应的建筑抗震、消防等设计规范要求是不同的。一般来讲，建筑高度越高，设计规范要求越严格，如果建筑设计超高问题出现，等于间接以低要求的规范标准指导了实际需要高标准设计建设的高层建筑，这样必然会出现建筑结构、建筑系统配置以及建筑功能实现等多方面的问题，不利于高层建筑的安全稳定。另外，高层建筑结构可能因为高度问题使得结构发生一定变化，这是高层建筑结构设计阶段需要特别注意的，如果在设计审核过程中发现了设计阶段忽略了高度带来的结构影响，一定要按照制度规定，组织专家重新论证设计安全，严控高层建筑因高度问题带来的安全风险。
        2.2建筑结构中剪力墙设置的问题
        建筑结构中剪力墙有很多不同的结构特点，它有多种称呼，如：结构墙、抗风墙、抗震墙。风荷载、地震等等因素所产生的竖直和水平双重荷载的重力作用是建筑结构中剪力墙的主要承受者，当进行建筑结构设计时，如果对建筑的抗风结构、抗震结构、刚度和强度的能力不充分考虑，将会致使建筑结构被严重破坏在遇到外力因素和自然因素下，并且如果建筑结构中剪力墙刚度的设计没有符合建筑的标准要求和相关规定，会致使建筑结构设计不合理，随之导致高层建筑结构出现向旁边移动，当出现地震、洪水等自然灾害时，所带来的波动和冲击力会对建筑结构造成重大的破坏，对后期建筑带来相当大的使用隐患。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

        3高层建筑结构设计关键性问题的解决措施
        3.1提升高层建筑结构设计方案的科学性
        高层建筑结构设计方案是建筑设计的重要前提，结构设计方案中首先要明确的就是高层建筑的基础参数，例如建筑高度等。结构设计方案中的所有建筑参数的设计都要严格按照国家有关规范，从设计源头避免超标情况的发生。高层建筑结构设计方案阶段要首先要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，其次结构设计人员在设计高层建筑结构过程中，要对建筑建设场地环境有一定了解，通过专业手段去勘察对高层建筑建设有影响的环境因素，并分析这些因素对高层建筑结构安全性和功能性的影响程度，必要时开展专家讨论，重点在于全面考虑环境影响基础上，优化高层建筑结构设计方案，论证方案的可行性，最大程度保障建设施工环节的顺利实施。
        3.2根据实际情况设置建筑结构中的剪力墙
        对于建筑结构剪力墙的使用要根据实际情况，利用简图计算保证建筑结构设计过程具有准确性，增强建筑施工质量，所以要结合实际观测的数据来合理设计，因为在建筑结构设计中出现了很多错误的话，会对后期工程的质量和功能产生问题，进而危害到整个工程的经济效益和安全。结合建筑建造中的多种影响因素进行分析，减少建筑施工的影响，并且结构设计过程与实际需求相联系的软件一起计算，可以保证计算结果真实又准确，促进结构设计工作加快完成，有效保证结构设计方案合理进行。
        3.3抗风设计控制思路
        因为高层建筑的楼层比较多，对风力的震动比较敏感，因此在高层建筑结构设计过程中，需充分考虑到建筑物自身对抗风的要求。高层建筑的高层数在高空中容易形成风力干扰，影响自然界风向的自然流动，并且楼层越高，承受的风力会越大，危险系数也越高。高层建筑对自然界风向的流动会产生影响，导致风的流动效应及空气动力效应出现改变，容易对高层建筑产生动力荷载。因此，设计人员须充分考虑到高层建筑结构的抗风性能。首先，要了解在建筑过程中所使用的施工材料自身的抗压性能，特别是对风压荷载的承受能力。其次，高层建筑除了楼层对自然风向的阻挡而产生的动力荷载之外，建筑周围的气流发生变化时，建筑物之间因为楼间距及相邻建筑物的高度数量等影响，会产生狭管效应，从而破坏高层建筑的外部结构。因此，在设计过程中，设计人员须充分考虑到这一点。还要对楼顶的最大风力进行充分考虑，一般城市中，在6-7级风时，狭管效应的影响下，通过高楼之间的瞬间风力能达到12级。这就需要设计人员对各种影响高层建筑风力荷载的因素进行充分考虑，防止相邻高层建筑的主体结构出现破坏，而对高层建筑的稳定性及安全性造成不利影响。
        结语
        随着经济社会的高速发展，建筑行业得到空前的发展和提高，随之而来的高层建筑的数量越来越多，其高层建筑的安全问题已经受到了大部分人的重视。然而高层建筑结构设计的合理性与建筑本身的安全和质量有着千丝万缕的关系，为此，设计人员不但要明确高层建筑的结构特点，而且还要在熟悉可能使用的结构体系类型的基础上，对设计中的一些关键环节进行分析，比如选择比较适合的抗侧力结构体系，合适的高宽比和合适的筒体面积比等，与此同时，还要加强地震荷载的计算和重力载荷的计算，这样不仅保持了结构整体的稳定性，又提高了抗震性能，因而高层建筑的整体质量和经济性得到了有效地提高。同时，在面对高层建筑结构这一关键性问题时，相关研究人员要投入大量资金，加大对高层建筑结构设计的研究，还要加强对专业技术人才的培养，从而促进我国高层建筑行业向着又好又快的方向发展。
        参考文献：
        [1]孔红珊，孟庆花.浅谈房屋建筑结构设计中的常见问题与对策分析[J].现代国企研究，2017（16）：134.
        [2]张吉强.高层建筑结构设计特点及常见问题的研究[J].四川建材，2011，37（6）：40-41.
        [3]方泽鹏.分析高层民用建筑结构设计的要点和常见问题[J].建筑设计管理，2014，31（8）：58-59+100.