高层建筑结构设计常见问题与解决措施研究

发表时间:2021/7/5   来源:《基层建设》2021年第10期   作者:贾磊
[导读] 摘要:伴随着我国城市化发展水平的提高,大城市持续新增高层建筑物,此类建筑能够缓解大城市用地紧张的难题。
        天津市房屋质量安全鉴定检测中心有限公司  天津市  30006
        摘要:伴随着我国城市化发展水平的提高,大城市持续新增高层建筑物,此类建筑能够缓解大城市用地紧张的难题。高层建筑物的结构设计一直以来都是本领域关注的焦点问题,如果处理不得当,可能会影响其结构的稳定能力,甚至引发严重的问题。为了促进高层建筑物结构部分的设计更加科学,文章对其设计过程中的共性问题实施了深入研究,并且给出了适当的解决方案,期望能够为提升高层建筑结构设计的品质提供一定的参考价值。
        关键词:高层建筑结构设计;结构稳定性;解决方案
        引言
        随着我国经济快速发展,人们生活水平不断上升,人们对建筑工程的质量、安全性越来越重视,建筑工程结构设计已成为我国建筑工作的关键组成部分。在建筑工程规划阶段合理设计建设结构,确保工程施工的高效、安全。我国建筑行业发展过程中存在较多问题,应优化工程的设计和实施方案,在实践中不断解决问题、吸取经验,以实现建筑行业的进一步发展。建设单位应重视消费者的个性化需求,且立足于工程项目的设计规划,实现房屋设计结构的不断优化,实现我国设计领域的可持续健康发展。
        1高层建筑主体结构设计过程中的常见问题
        1.1建筑结构布局不合理
        建筑业在发展过程中占用了大量的土地资源,这在繁华的城市中表现得更为明显。城市房价长期处于上升趋势,开发商致力于开发高层或超高层建筑。在结构设计中,一方面要深入考虑建筑的功能要求,另一方面要在满足经济性原则的基础上满足建筑安全设计的要求。这样,建筑结构设计工作就成为这一阶段的重点。设计人员应注重结构的设计模式、结构的平面和竖向布置、建筑的美观和传力路径的合理性。但许多单位没有把上述问题作为工程设计和施工的重点内容,造成工程结构布局不合理等问题,导致不同形式的安全事故。
        1.2高层建筑主体结构抗风问题
        因为高层建筑物具有层数多及高度高的特点,气流经过高层建筑物主体时,极易发生空气动力学相关效应,或因为气流在建筑物表面的流动性状态发生改变,导致高层建筑物主体结构中刚度较低的部分在气流的作用效应下发生震动现象,危及高层建筑物主体结构的安全稳定性。因此,相关工程技术人员在进行高层建筑物主体结构设计的过程中,必须考虑抗风结构的相关问题,确保高层建筑物主体结构抗风能力符合结构安全稳定的要求[3]。
        2高层建筑主体结构规划设计过程中的难点应对方案
        2.1增强安全意识
        施工企业和设计人员需要不断增强安全意识。首先,施工企业要正确认识施工安全的重要意义。比如建筑安全存在明显问题,将直接影响企业形象和声誉。因此,我们必须高度重视设计工作。在设计工作中,我们可以选派专业素质过硬、工作经验丰富的人员来完成工程计算工作,使计算工作既能满足国家规定的要求,又能满足工程的实际情况,维护工程结构设计的科学性和合理性,为结构安全保驾护航。此外,设计人员还应理性看待建筑安全的积极作用,更加重视建筑结构设计,在实际施工中严格执行设计规范和标准,切实增强建筑结构的安全性和合理性
        2.2科学选取计算参考图纸和相关结构模式
        工程设计人员合理选取计算参考图纸是确保高层建筑主体结构设计结果安全的基础。在建设方案选取时需要使用和计算参考图纸相对应的方案,在进行构件的结构节点的规划设计时,必须保证计算参考图纸的误差值控制在规定的范围之内。另外在选取建筑物主体结构的设计方案时不但需要参考其外观形状,还要参考相关设计方案的可行程度及经济指标是否合理,选取的设计方案需要符合建筑主体结构外观及内部结构的相关规定和需求。

特别是对于荷载及其受力情况进行设计的时候,需要遵照传力系统简明、受力状态均匀清晰的设计准则,防止出现受力集中导致建筑物的主体结构刚度受到影响的情况[4]。
        2.3科学应用设计结构方法
        房屋结构设计过程中,使用完善的设计方法可提升设计的科学性。在房屋建筑工程设计规划阶段,须进行统筹管理,前期规划时对实际施工过程中的问题进行预期处理,可加快施工进度。应用设计结构优化法可对施工问题进行完善处理,施工设计团队应明确房屋建筑结构设计要点,优化设计方案中统筹管理制度等。人们对房屋建筑工程结构质量提出了更高、更具体的要求,施工人员应充分重视建筑工程的耐用性。应在设计、施工、检验等阶段过程落实结构设计方法,在设计施工团队内部定期召开调整施工方案、技术的相关会议。根据工程施工实际情况,充分落实设计方案,及时商议每个阶段房屋质量优化的新对策。在设计施工图纸的过程中,设计人员须考虑多种主客观因素,包括房屋建筑外形、总体结构布局、建筑承载力位置等,施工人员须严格按照前期规划阶段制定的设计图纸,进行实际施工操作。
        2.4规范房屋的变形缝设置
        房屋建筑伸缩缝设置中应综合考虑温度变化,温度变更会导致房屋热胀冷缩变形,进而改变房屋的长度。防震缝结构的设置可实现建筑结构的有效划分,可划分为多个抗侧力结构单元,防震缝宽度应大于70.0mm,在砌体结构中,宽度应大于50.0mm。沉降缝可增强房屋建筑结构的稳定性和承载力,通过合理选择平面转折位置、设置分期建造房屋交接位置等,可避免地基发生不均匀沉降,沉降缝间距应保持在15.0~25.0m。施工过程中需要考虑的因素较多,应重点关注土质因素对建筑物承载力的影响,建筑结构设计人员须科学运用验证公式进行估算,避免设计方案与实际情况发生错位问题,防止房屋细节部分出现开裂的现象。通过建筑结构设计优化法,全面保障房屋工程的设计水平,严格控制房屋细节结构的质量,提升房屋细部结构的合理性,提升房屋建筑结构设计的整体设计效果。
        2.5控制房屋高宽比和桩距
        房屋建筑结构的抗震设防烈度应控制房屋高宽比以及桩距,科学设计建筑结构,应确保设计方案符合施工现场的实际情况,满足对房屋工程施工的需求。设计人员提出高质量的结构设计方案,可提升房屋建筑工程质量,加强结构设计人员的专业水平,严格审核已设计好的项目,以提升建筑结构设计的科学性、适用性。设计人员应考虑房屋建筑结构类别,综合非抗震设计等级、抗震设防烈度,合理选择最大高宽比控制标准。非抗震设计水平为5、抗震设防烈度为8的框架结构,结构高宽比应控制在3以下。对于框架-剪力墙结构,应控制结构的高宽比在5以下。设计过程中高层房屋建筑高宽比设计难度较大,设计人员应综合考虑方向的最小投影宽度,适当增大最小投影宽度,缩减最大宽度。可根据房屋建筑宏观体型合理调整相关指标,在施工过程中优化组合软件的计算结果。房屋建筑结构设计人员应合理选定桩距下限的基础,结合以往项目设计经验,考虑现场土质影响、沉降、桩类型、群桩效应等客观因素,再科学设定的桩距。
        结束语
        建筑设计对建筑的安全性具有显著影响。建筑结构需承担较大荷载,维持建筑的稳定性和平衡性。因此,在建筑设计中,必须高度重视结构设计,以增大整体工程的安全系数,加快现代化城市的前进脚步。
        参考文献
        [1]杨元秀.高层建筑结构设计常见问题与解决措施研究[J].科技创新与应用,2021,11(13):57-59.
        [2]罗远明.房屋建筑结构设计中的常见问题与解决措施探究[J].居舍, 2021(03):92-93.
        [3]胡洁.房屋建筑结构设计中的常见问题与解决措施探究[J].科技创新与应用,2020(33):86-87.
        [4]郭炜.建筑结构设计中常见问题与解决措施分析[J].江西建材,2020 (07):47-48.
        [5]郎明伟,王攀.建筑结构设计中常见问题与解决措施[J].工程技术研究, 2019,4(24):199-200.
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