高层建筑结构设计中几个问题
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高层建筑结构设计难点分析高层建筑是一种极具挑战性的建筑形态,其结构设计难点主要包括以下几个方面:一、抗风能力设计高层建筑极易受到风的影响,因此在结构设计中必须考虑到其抗风能力。
抗风能力的设计需要兼顾建筑体系的整体稳定性和构件的单独承载能力,以及楼层之间的相互作用。
这个难度主要集中在采取什么样的结构形式来提高抗风能力和如何承载强风作用时不出现局部破坏等问题。
二、地震设计地震是一种难以预测的自然灾害,对建筑物的结构稳定性造成极大的冲击。
因此,在高层建筑的结构设计中,必须考虑到其抗震能力。
高层建筑本身重量大、高度高、自振周期长,为了更好的抵御地震力,必须采用适当的结构形式,并考虑悬挂系统等方式。
此外,在设计中还需要考虑地震力从地基传递到建筑物的过程。
三、减震措施随着建筑物高度增加,其减震措施也变得越来越重要。
减震措施的设计需要考虑到建筑物所处场地的地质条件、建筑物结构的复杂性以及地震等自然因素。
高层建筑的减震措施主要包括框架剪力墙、外束结构、桁架系统、钢筋混凝土框架模号设计等,其设计难点主要集中在孔隙率、机械参数、设计储层等方面。
四、强度、稳定性设计高层建筑的结构设计中必须保证建筑体系的强度和稳定性,避免在长期使用过程中出现破坏。
强度和稳定性设计主要是通过研究材料的物理力学性质,进一步提高设计准确性。
此外,还需要考虑材料的接口和连接方式,提高建筑物的可靠性和耐久性。
综上所述,高层建筑结构设计难点主要集中在抗风能力、地震设计、减震措施、强度和稳定性设计等方面。
需要结合建筑物自身特点和场地条件,采取合适的结构形式和设计方案,实现高质量、安全稳定的建筑目标。
建筑规划与设计摘要: 高层建筑近年来在我国广泛出现,由于设计不周等原因造成的问题和事故比较多。
针对这一情况,总结了我国现阶段高层结构设计中存在的一些技术问题,并加以分析,提出的一些建议供设计人员参考。
关键词:高层结构;概念设计;地基与基础设计;结构计算与分析1 概念设计1.1 高宽比的设计原则。
针对于高层建筑结构的高宽比设计规定,则需要从整体结构的刚度、抗压倾覆能力和整体的稳定性和承载的能力范畴以及经济的合理性等方面全面综合考虑。
关于高宽比的设计,是一项长期的工程经验的积累和总结,关于大多数的A级高层建筑,高宽比还是比较经济合理和实用的。
关于侧向位移与结构稳定和抗倾覆能力以及承载能力等性能的规定也体现了对建筑结构的高宽比的一些要求。
只有满足这些规定,高宽比的所有规定不再是一个必须要满足的必要条件,也不是利用这些规定判别建筑结构规则与否并作为超限高层建筑抗震专项审查的一个指标,注意规范的用词是“不宜超过”。
当超过限制时,应对结构进行更准确更符合实际受力状态的计算分析和切实可靠的构造措施。
1.2 抗侧力构件配置。
针对于独立的建筑结构单元内, 抗侧力构件的配置需要特别注意。
首先,需要避免特殊位置的设计,应力集中的凹角与狭长的缩颈部位应尽量避免。
然后,对于凹角和端部应避免设置楼、电梯间,同时减少地震引起的扭转效应。
最后,关于竖向体型应尽量避免外挑,同时内收不宜过多和过急、结构刚度、承载力沿房屋高度方向不宜均匀、连续分布、避免造成结构的软弱或薄弱的部位。
应避免由部分结构或者构件的破坏而造成整个结构失去抗震能力和对重力的荷载能力。
因此,需要结合实际情况,制定相应的结构单元处理方法,保证结构单元之间的连接牢固。
对于高层建筑的结构单元需要采取加强连接。
1.3 关于嵌固端设置的问题。
一般情况下,关于高层建筑的在进行简单的结构分析计算,一般需要进行确定结构嵌固端所在的位置,但是,嵌固端的选取一般面临各种各样的不同情况,只要需要从三个方面进行考虑。
高层建筑结构优化设计中的问题与对策分析摘要:建筑结构优化设计与建筑工程的施工进度、工程质量都密切相关,尤其在高层建筑的结构优化设计中,由于高层建筑结构非常复杂,工作量非常大,在具体结构优化设计中经常会出现各种问题,严重影响了高层建筑的质量和安全。
因此,必须针对高层建筑结构优化设计中问题,提出和实施有效的解决对策,不断提高高层建筑结构设计质量,为高质量高标准的高层建筑奠定良好基础。
关键词:高层建筑;结构优化;问题;对策1高层建筑结构设计工作中的问题1.1概念性设计工作认识不充分一些设计人员在设计高层建筑结构的时候,未能充分地认识一些概念性工作,一些设计人员在计算出建筑范围内最后结构就开始构思草图,这种的思想理念尚未和实际的流程相一致。
通常来说,真正标准的图纸需要专业设计人员反复前往基地观察、测量、计算和修订之后才绘制的,可是我们国家有些建筑行业在设计过程中没有重视概念性设计工作,有的设计人员不具备较高的专业能力,而是使用计算机来进行绘制和设计,计算机的设计往往和实际存在差距,这样就容易影响高层建筑结构优化设计工作的有效开展。
1.2图纸的信息表达不清晰资料图纸的信息不清晰主要体现在这些方面,首先,图纸资料的细节上存在问题,有关的信息说明不够准确和具体,具有含糊其词的特点,这将会给施工工作产生不利影响。
比方说,测量部门不是统一的,数值的计算大大超过实际结果。
第二,图纸信息和实际的结构情况不一样,因为设计人员自身的问题,图纸中的信息在设计的时候没有将重要信息表达出来,或者是表达的信息不清晰和准确[1]。
我们知道不精准的图纸信息将会影响施工工作的顺利开展,还会加剧建设的经费,从而出现一些安全问题,并产生不可预计的后果。
1.3基础设计不够科学和合理基础设计作为高层建筑结构设计中的重要环节,它关系到建筑物的整体质量还和高层建筑物的使用性能有着密切关联。
因此设计人员在开展基础设计工作的时候务必选用科学合理的模型。
对高层建筑结构设计中几个问题的探讨摘要:适用、安全、经济、美观、便于施工是进行建筑结构设计的原则,只有在结构设计中努力追求这五个方面的平衡,才能设计出符合使用者需求的建筑,才能在建筑建设中体现出最佳的经济效益和社会效益。
本文从高层建筑角度对结构设计的几个问题进行探讨。
关键词:高层建筑结构设计设计要点需注意问题结构设计通常在建筑设计之后,其应满足、实现建筑设计的各种要求,而不能破坏建筑设计的整体性。
当然,结构设计对建筑设计的满足不能超自身能力的范围,以避免建造的建筑不安全、经济、合理。
可以说,建筑设计能否实现结构设计起到一定的决定作用,从这个角度来说,建筑结构设计的重要性是不言而喻的。
下面就高层建筑结构设计几个常见问题加以探讨。
1、对高层建筑结构设计要点的分析高层建筑结构受风和地震影响较大,这两种荷载都是随机振动,具有很强的复杂性和不确定性。
因此,在进行高层建筑结构设计时,除了通过数学、力学等的分析外,还应考虑概念设计。
结构的概念设计就是从结构的宏观整体出发,着眼于结构的整体反应,运用对建筑结构已有的知识去处理结构设计中遇到的问题,即注意总体布置上的大原则,又考虑关键部位的细节设计,从而达到设计的合理。
具体可以从以下几点出发:1.1 平面设计应简单、规则平面形状简单、规则的凸平面的建筑,其风载体型系数较小,能有效减小高层建筑的风压,有利于抗风;平面简单、规则、对称、长宽比较小的建筑,抗震性能较好。
建筑平面简单、规则、对称均匀易实现有利于抗震的结构平面布置。
若平面形状不对称均匀时,应设置剪力墙进行调整。
1.2 竖向体型设计高层建筑结构的竖向体型应采用对侧向力不太敏感的形状,应使结构具有抵抗外荷载作用的能力,同还应考虑经济合理性。
1.3 竖向传力体系设计传力体系直接反映结构沿竖荷载传递路径和建筑的使用性能。
在设计时应控制建筑的高宽比、抗侧刚度均匀无突变、锚固深度等。
1.4 整体性原则高层建筑结构设计时,应确保结构连续性和构件连续可靠,做到构件节点的承载力不低于其连接构件的承载力,满足地震作用下的强度要求和大变形延性要求,是整体建筑结构始终保持其整体性。
浅析高层建筑框架结构设计中的常见问题摘要:中国现代化建设的不断加快促使了我国高层建筑的崛起。
作为建筑行业的支柱,高层建筑框架结构的设计备受业内人士的关注。
本文对其常见问题进行汇总,具体阐述了高层建筑建筑框架的设计要点,供有关人士查阅讨论。
关键词:高层建筑,机构设计,问题汇总自从改革开放以来,随着我国经济的高速增长,为适应社会的发展,高层建筑渐渐走入了我们的视线,并在设计上不断创新,不管是内部结构设计还是外部平面设计都有很大的改善。
当然,新时代对于高层建筑结构设计本来就提出了更多的要求。
框架结构体系就是在这个大环境下产生的。
为适应目前城市地少人多的环境,高层建筑框架结构设计也要向着扩大空间兼具灵活的建筑平面布置方向发展。
当然,在设计的过程中往往会出现一定的问题,如果处理不慎对于整个工程质量都会造成不利的影响。
所以,我们有必要将搞成建筑框架结构设计中的常见问题进行总结分析,我们应该从高层建筑框架结构的设计要点入手,尽量规避这些问题在各个要点中发生,保证工程保质保量的完成。
一、简析高层建筑框架结构设计中的几个常见问题关于高层建筑框架结构设计中的常见问题,笔者认为可以分为以下三点:其一,结构的规范性问题。
众所周知,新的高层建筑框架结构设计规范比起旧的变动非常大,新规范增添了更多的限制条件。
比如平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等,同时新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案”,因此结构工程师在遵循新规范的这些限制条件上必须严格注意,以避免后期施工图设计阶段工作的被动。
其二,结构的超高性问题。
不管是抗震规范还是高层建筑设计规范,对于高层建筑的总高度都有限制,这点在新规定里体现的更加明确。
针对之前的超高现象,新规定不仅将原来的限制高度设定为a 级高度的建筑外,而且增加了b级高度的建筑,所以这就要求结构工程师在进行结构设计的时候必须严格控制建筑物的高度,因为一点设计的结构达到或超过b级高度,整个设计方法的处理措施将发生比较大的变化。
高层建筑结构设计难点分析高层建筑的结构设计是一项重要而复杂的工作,其难点如下:1. 抗风设计:高层建筑所面对的最主要的外部力是风力。
在设计过程中,需要考虑到风的速度、方向和频率等因素,并采取相应的措施来确保建筑的抗风性能。
2. 抗震设计:地震是另一个高层建筑结构设计中需要考虑的重要因素。
建筑的结构需要具有足够的强度和刚度,以确保在地震发生时能够保持稳定,并保护建筑内部的人员和设备安全。
3. 分析方法选择:在高层建筑结构设计中,有多种分析方法可供选择,如静力分析、模态分析和时程分析等。
设计师需要根据具体的要求和限制,选择适合的分析方法,并合理应用于设计中。
4. 结构材料选择:高层建筑的结构材料需要具备足够的强度、刚度和耐久性。
在选择材料时,需要考虑到建筑的荷载要求、环境条件、施工工艺等因素,并进行合理的材料搭配。
5. 施工技术要求:高层建筑的施工对结构设计有着很高的要求。
设计师需要考虑到施工过程中可能出现的各种情况,并进行合理的施工技术设计,以确保建筑的质量和安全。
6. 空间布局和功能需求:高层建筑的结构设计需要满足建筑的空间布局和功能需求。
设计师需要考虑到建筑的各个部分之间的相互关系和协调性,以及建筑的使用功能和舒适性等因素。
7. 维护和保养:高层建筑的结构设计需要考虑到建筑的维护和保养问题。
设计师需要合理设计建筑的各项设施和设备,以方便后期的维护和保养工作。
在高层建筑结构设计中,以上难点都需要设计师具备深入的专业知识和丰富的设计经验,以确保建筑的结构安全和使用性能。
设计师还需要密切关注不断发展的科学技术和行业标准,不断提升自身的设计水平和能力。
高层建筑设计难点随着城市化进程的不断加快,高层建筑在城市中扮演着重要的角色,成为城市发展的重要标志和人们居住工作的空间。
然而,高层建筑的设计面临着一些独特的难点和挑战,本文将探讨其中几个主要问题。
一、结构设计的挑战高层建筑的结构设计是整个设计过程中最为重要、最为复杂的部分。
首先,高层建筑由于其自身的高度和体量,需要承受巨大的重力和风力荷载,因此结构设计必须具备足够的强度和刚度。
其次,高层建筑的结构设计要考虑建筑物在地震等自然灾害下的抗震性能,以确保建筑物的安全性。
此外,高层建筑还需要考虑防火、隔声等方面的要求,以提供一个舒适、安全的居住和工作环境。
这些挑战要求结构工程师具备深厚的专业知识和丰富的经验,通过科学的计算和分析,确保高层建筑的结构安全可靠。
二、风力效应的处理由于高层建筑在城市中的突出地位,其面临的风力效应较为显著。
高层建筑与风的相互作用会产生巨大的风荷载,给建筑物带来巨大的压力和负荷,甚至导致结构的振动和破坏。
因此,在高层建筑的设计中,必须考虑风力效应对建筑的影响,并采取相应措施来避免或减小风力的影响。
例如,在设计建筑物的外形时可以采用流线型的设计,以减小风的阻力;在结构设计中可以采用风洞实验等方法,模拟不同风速下的风力效应,进而优化结构的设计方案。
综上所述,高层建筑的设计必须充分考虑风力效应对建筑物的影响,以确保建筑物的稳定和安全。
三、节能与环保要求随着全球环境问题的突出,高层建筑的设计也要求满足节能与环保的要求。
高层建筑由于其体量庞大,能源的消耗相对较高,而且由于城市热岛效应等原因,高层建筑的空调负荷也较大。
因此,在高层建筑设计中,需要运用一系列的技术手段来降低能耗,提高能源利用效率。
例如,在建筑外墙的设计中可以采用保温材料,以提高建筑的隔热性能;在空调系统的设计与运行中可以运用先进的节能技术,实现低能耗的目标。
此外,高层建筑的设计还要注重环保,如使用可再生能源、减少建筑废料的排放等。
高层建筑结构设计存在的问题及优化措施分析摘要:高层建筑结构设计阶段,在满足安全性、耐久性的前提下,对结构设计的优化,有利于实现建筑结构设计的经济性。
基于此,本文笔者根据多年工作经验对高层建筑结构设计存在的问题及优化措施进行简要分析。
关键词:高层建筑;结构设计;优化;一、高层建筑结构设计中的常见问题1.抗风问题因为高层建筑的楼层较多并且高度较高,所以,相对其他建筑,高层建筑更容易改变风的流动性与空气的动力效应。
由于建筑的刚架结构以及玻璃幕墙等柔性结构的刚度较小,在风荷载较大的情况下,很容易破坏建筑物的墙体、装饰结构及支撑结构,降低建筑物的稳定性。
因此,进行高层建筑结构设计时,需要对结构进行抗风设计,防止建筑物受自然因素的影响而存在隐患[2]。
2.抗震问题高层建筑抗震结构设计一直以来都是建筑结构设计中的一个难点。
因为地震属于自然因素,而每个地区的抗震设防烈度不同,计算得出的数据也并不是所有地区都适用,并且计算地震结构设计数据时,存在许多不确定性因素,加之一些设计人员的灵活性不足,不能很好地完善抗震结构设计。
3.消防问题针对高层建筑结构消防设计,在我国相关规范中有明确规定。
由于高层建筑楼层比较多,发生火灾时,高层建筑难以疏散住户,对控制火势不利,并且排烟系统设计难度大等,都是高层建筑防火结构设计急需攻克的问题[3]。
二、高程建筑结构设计常见问题的优化措施1.科学设计建筑平面针对高层建筑结构中出现的扭转问题,在建筑结构设计中,相关设计人员应以地基具体形状和建筑物功能需要等为依据,科学合理地设计建筑物外形,尽可能采取长方形、圆形等相对常规的建筑平面,提高建筑结构的稳定性。
2.提高建筑抗风荷载作用的能力为了使高层建筑抗风构件与结构设计的牢固性符合要求,对高层建筑结构进行抗风设计时,必须充分做好以下工作:1)优化基础,只有高层建筑的基础部分稳定性较强,才能保证高层建筑上部分结构的稳固性。
因此,明确混凝土的级配标准成为高层建筑基础设计最基本的工作。
高层建筑结构设计难点分析
高层建筑是如今城市中常见的建筑形式,其不仅可以提供更多的空间,同时也是城市
发展的标志。
由于高层建筑的结构设计需要考虑的因素较多,所以其设计难度也相对较大。
本文将从地基承载、风荷载、地震作用等方面分析高层建筑结构设计的难点。
一、地基承载
地基承载是高层建筑结构设计中的一大难点。
在选择地基承载方式时,需要考虑建筑
物的自重、荷载、地基土壤的承载力等因素。
地基土壤的承载力对地基承载能力起着至关
重要的作用。
不同地基土壤的承载力不同,所以需要根据实际情况进行地基土壤勘察,以
确定地基承载方式和地基基础结构。
高层建筑地基承载还需要考虑地铁、地下管线等因素
的影响,这些都会对地基承载产生一定的影响,需要结构设计师进行合理的考虑和设计。
二、风荷载
风荷载是高层建筑结构设计中的另一大难点。
由于高层建筑受到风力的作用,所以需
要考虑风荷载对建筑物的影响。
通常情况下,高层建筑结构设计中会对建筑物采取一些措
施来减小风荷载的影响,比如采用空气动力学设计、采用减震措施等。
高层建筑结构设计
中还会考虑到建筑的稳定性和抗风性能,这些也是结构设计中需要进行综合考虑的因素。
所以,在高层建筑结构设计中,风荷载是需要进行综合分析和设计的一大难点。
地基承载、风荷载、地震作用等因素都是高层建筑结构设计中的难点。
尽管如此,随
着科技的发展和建筑技术的不断进步,相信这些难点在未来会得到更好的解决。
相信在不
久的将来,高层建筑的结构设计将更加完善,也将为城市的发展和规划带来更多的可能。
高层建筑结构设计难点分析
高层建筑的结构设计是建筑工程中的重要环节,也是一个有挑战性的任务。
以下是高
层建筑结构设计中的几个主要难点分析:
1. 抗震设计:高层建筑经常面临地震的挑战,因此抗震设计是高层建筑结构设计中
的重点难点。
抗震设计需要考虑地震力的作用,建筑结构的强度和刚度,以及地基的稳定性。
对于超高层建筑来说,还需要考虑到高层建筑震动与环境的相互作用以及风振效应。
2. 风力设计:高层建筑的高度使其容易受到风的影响,因此风力设计是高层建筑结
构设计的另一个难点。
风力设计需要考虑到建筑物的外形、物理特性以及周围环境的影响,以确定建筑物的抗风能力和稳定性。
3. 结构强度设计:高层建筑的结构强度设计需要考虑到建筑物自重、荷载、温度等
因素,以满足建筑物的安全性和稳定性要求。
在高层建筑中,由于结构自重和承载荷载的
增加,会给结构设计带来更大的困难。
4. 建筑材料选择:高层建筑结构设计中还需要考虑到合适的建筑材料选择。
建筑材
料需要满足高层建筑的强度、刚度和耐久性要求,并且还需要考虑到材料的重量、耐候性、施工方便性等因素。
5. 施工技术:高层建筑的施工过程对结构设计也会带来一定的挑战。
由于高层建筑
的高度和复杂性,施工过程需要采用先进的技术和方法,确保建筑物的结构安全和施工进
度的控制。
高层建筑结构设计难点分析随着城市化进程的不断加快,越来越多的高层建筑如雨后春笋般拔地而起,成为城市的标志性建筑和地标性建筑。
高层建筑的设计和施工不仅需要考虑建筑的外观美感和功能性,更需要为建筑的结构安全和稳定进行设计。
高层建筑结构设计是一项复杂的工程,其中存在着许多难点和挑战。
本文将从材料选择、结构设计、地基处理等方面对高层建筑结构设计的难点进行分析。
1. 材料选择在高层建筑结构设计中,材料的选择是一个极为关键的问题。
高层建筑需要承受巨大的自重和外部荷载,因此材料的强度和耐久性至关重要。
常见的建筑材料包括混凝土、钢筋、钢材等,它们的质量和性能直接影响着建筑的安全性和稳定性。
传统意义上,混凝土是主要的建筑材料,但是随着钢结构技术的发展,钢结构在高层建筑中的应用越来越广泛。
如何选择适合的材料,保证其质量和性能,是高层建筑结构设计中的一个重要难点。
2. 结构设计高层建筑的结构设计是一个复杂的系统工程,需要综合考虑建筑的受力性能、动力响应、变形控制等诸多因素。
在结构设计过程中,需要进行综合的计算和分析,确定合理的结构形式和施工方案。
还需要考虑整体结构和局部结构之间的协调性和稳定性,确保建筑能够承受各种外部荷载和环境影响。
现代高层建筑不仅需要考虑结构的力学性能,还需要兼顾建筑的美观性和空间布局,如何在这些因素之间取得平衡,也是高层建筑结构设计的难点之一。
3. 地基处理高层建筑的地基处理是一个影响建筑安全和稳定的关键环节。
由于高层建筑的自重较大,地基的承载能力需求也较高。
在地质条件复杂的地区,地基处理更是一项极为复杂的工程。
地基处理不当可能导致高层建筑的沉降和倾斜,严重影响建筑的使用和安全。
如何进行科学合理的地基勘察和处理,是高层建筑结构设计的一大难点。
4. 抗震设计在地震带地区,高层建筑的抗震设计更是一项重要的工作。
地震荷载会对建筑结构产生巨大影响,如何在设计中考虑地震作用,保证建筑在地震中的安全性和稳定性,是高层建筑结构设计中的又一难点。
高层建筑结构设计中的若干问题探讨【摘要】随着城市化发展以及建筑用地的紧张,高层建筑将日益增多,高层建筑的结构设计不仅应保证高层建筑具有足够的安全性,还应保证结构的经济性、合理性,本文对高层建筑结构设计中的几个问题进行探讨。
【关键词】高层建筑结构设计优化设计引言随着社会生产力和科学技术的高速发展,城市人口逐渐增多,可利用的土地资源越来越少,这势必会使建筑往高空延伸,高层建筑逐渐成为衡量一个城市发展的软指标,因此,高层建筑的结构设计也逐渐成为人们关注的焦点。
结构工程师在高层设计中如何把握设计要点,直接影响到整体结构的安全性、经济性及合理性。
1、高层建筑结构设计的特点多层和高层结构的差别主要是层数和高度。
但是实际上,多层和高层建筑结构没有实质性差别,它们都要抵抗竖向及水平荷载作用,从设计原理及设计方法而言,基本上是相同的。
但是在高层建筑中,要使用更多结构材料来抵抗外荷载,特别是水平荷载,因此抗侧力结构成为本工程结构设计的主要问题,设计时要满足更多的要求,尤其自身有别于多层建筑的特殊要求和设计特点。
(1)水平荷载成为控制结构设计的主要因素。
结构内力、位移与高度的关系,除轴向力与高度成正比之外,弯矩和位移随高度都呈指数曲线上升,因此,随着高度的增加,水平荷载将成为控制因素。
水平力作用下结构是否优化,材料用量将有很大差别。
(2)特别是在地震区,随着层数的增加,地震作用对高层建筑危害的可能性也比对多层建筑大,高层建筑结构的抗震设计应受到加倍重视,本工程位于非地震区,无需进行地震作用计算,仍需要考虑抗震的构造措施。
(3)侧移成为控制指标。
与多层建筑不同,结构侧移已成为高层建筑结构设计中的关键因素。
随着建筑高度的增加,水平荷载下结构的侧移变形迅速增大,因而应将结构在水平荷载作用下的侧移控制在某一限度之内。
(4)轴向变形不容忽视。
高层建筑中竖向荷载数值很大,使得柱产生较大的轴向变形,从而会使得连续梁中间支座处的负弯矩值减小,跨中正弯矩和端支座负弯矩值增大。
高层建筑结构设计要点总结【摘要】在现代高层建筑结构设计中,不单单是要求其建筑结构的安全性,对其美观性和艺术性要求也越来越高。
加强对高层建筑结构设计研究十分重要。
本文根据笔者工作实践,对高层建筑结构设计中存在的问题、高层建筑结构设计要点进行了分析和探讨。
【关键词】高层;建筑;结构;设计;要点但是就目前来说,在其结构设计中还具有一定的问题。
下面本文分析高层建筑结构设计中存在的问题和对策,并探讨其改进措施。
1 高层建筑结构设计中存在的问题1.1 高层建筑结构设计不合理,没有处理好高层建筑结构的均衡关系在目前一些高层建筑结构设计中,过分地追求美观度和个性化,从而忽略了其设计的科学性和合理性。
同时高层建筑的结构设计是多种多样的,框架结构体系、剪力墙结构体系、框架剪力墙结构体系、筒体结构体系等等,在选择过程中存在一定的不合理性。
另外在高层建筑的整体结构设计中,要注重考虑水平载荷中的风荷载以及地震作用,做好抗震设防系统,以能够提高建筑安全性,但是在实际建筑结构设计中,还存在对这些问题不注重问题,考虑不全面问题,从而导致高层建筑存在一定的安全隐患。
一个造型完美的高层建筑必须很好地均衡主体、裙房和顶部的尺度关系。
高层建筑是城市形态的关键因素和重要景点,因此要规划好城市的结构中高层建筑的位置,以及高层建筑与城市街道的关系,保证高层建筑不能对街道行人和正常活动造成影响,也不能造成视觉上的影响。
目前高层建筑在这一方面还具有一定的薄弱性,没有处理好高层建筑结构的均衡关系。
1.2 高层建筑结构设计对其受力情况和水平荷载的考虑不够完善在高层建筑结构设计中,其高度不同,那么其受力情况也就不同,其水平荷载跟竖向荷载共同作用,是对高层建筑整体设计效果进行控制的主要因素。
但是随着建筑高度的不断增加,其侧向位移增加的速度也越来越快,底部弯矩也随之加大,其侧向变形过度会导致其结构在横向荷载下,附加应力明显增加,从而引起了填充墙裂缝的出现;导致电梯轨道以及装修等服务设施,出现变形或者裂缝问题,严重危及了高层建筑结构的正常使用和耐久性。
高层建筑结构设计中的几个问题
摘要:随着我国综合国力的迅速提高,房地产业的迅猛发展,整个大城市中,高层建筑的数量的与日剧增,大大推动了城市化的进程。
下面笔者就对高层建筑结构设计中的几个问题进行简单的探讨。
关键词:高层建筑;结构设计;问题分析;
中图分类号:tu318文献标识码: a 文章编号:
引言
由于城市人口的不断增多和城市规划的需要及建设用地日趋紧张,促使高层建筑得以快速发展。
加之新的施工技术和设备的不断涌现,计算机的普及和结构分析手段的不断提高,为迅速发展高层建筑提供了必要的技术条件。
为了建筑立面美观和艺术上创新,使得建筑平面形状和立体空间形状复杂不规则,建筑体型日趋多样化。
结合多年的建筑结构设计经验,对高层建筑结构几个问题进行了分析。
1 高层建筑结构受力方面对于一个建筑物最初的方案设计,建筑师考虑更多的是它的空间组成特点,而不是详细地确定它的具体结构。
建筑物底面对建筑物空间形式的竖向稳定和水平方向的稳定都是非常重要的,由于建筑物是由一些大而重的构件所组成,因此结构必须能将它本身的重量传至地面,结构的荷载总是向下作用于地面的,而建筑设计的一个基本要求就是要搞清楚所选择的体系中向下的作用力与地基土的承载力之间的关系,所以,在建筑设计的
方案阶段,就必须对主要的承重柱承重墙的数量和分布作出总体设想。
对于低层、多层和高层建筑,竖向和水平向结构体系的设计基本原理都是相同的,但是,随着高度的不断增加。
竖向结构体系成为设计的控制因素,其原因有两个:其一,较大的垂直荷载要求有较大的柱、墙或者井筒;其二,侧向力所产生的倾覆力矩和剪切变形要大得多。
与竖向荷载相比,侧向荷载对建筑物的效应不是线性增加的,而随建筑高度的增高迅速增大。
例如,在所有条件相同时,在风荷载作用下,建筑物基底的倾覆力矩近似与建筑物高度的平方成正比,而其顶部的侧向位移与高度的四次方成正比,地震的作用效应更加明显。
在高层建筑中,问题不仅仅是抗剪,而更重要的是整体抗弯和抵抗变形,可见,高层建筑的结构受力性能与低层建筑有很大的差异。
2 结构选型阶段对于高层结构而言,在工程设计的结构选型阶段,结构工程师应该注意以下几点: 2.1结构的规则性问题。
新旧规范在这方面的内容出现了较大的变动,新规范在这方面增添了相当多的限制条件,例如:平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等,而且,新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。
”因此,结构工程师在遵循新规范的这些限制条件上必须严格注意,以避免后期施工图设计阶段工作的被动。
2.2结构的超高问题。
在抗震规范与高规中。
对结构的总高度都有严格的限制,尤其是新规范中针对以前的超高问题,除了将原来的限制高度设定为a级高度的建筑外,增加了b级高度的建筑,因此。
必须对结构的该项控制因素严格注意,一旦结构为b
级高度建筑甚或超过了b级高度,其设计方法和处理措施将有较大的变化。
在实际工程设计中,出现过由于结构类型的变更而忽略该问题。
导致施工图审查时未予通过,必须重新进行设计或需要开专家会议进行论证等工作的情况,对工程工期、造价等整体规划的影响相当巨大。
2.3嵌固端的设置问题。
由于高层建筑一般都带有二层或二层以上的地下室和人防,嵌固端有可能设置在地下室顶板,也有可能设置在人防顶板等位置,当地下室顶板作为结构底部嵌固层的时候,应该要能约束结构底部的平动和转动,故必须要满足下列条件:1.地下室顶板与室外高差不宜过大,宜小于1/3层高。
2.地下室的楼层剪切刚度不小于相邻上部结构楼层剪切刚度的2倍。
因此,在这个问题上,结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的方面,如:嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一致性、在结构整体计算时嵌固端的设置、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等等问题,而忽略其中任何一个方面都有可能导致后期设计工作的大量修改或埋下安全隐患。
2.4短肢剪力墙的设置问题。
在新规范中,对墙肢截面高厚比为5-8的墙定义为短肢剪力墙。
且根据实验资料和实际经验,对短肢剪力墙在高层建筑中的应用增加了相当多的限制,因此,在高层建筑设计中,结构工程师应尽可能少采用或不用短肢剪力墙,以避免给后期设计工作增加不必要的麻烦。
3 结构计算与分析方面在结构计算与分析阶段,如何准确,高效地对工程进行内力分析并按照规范要求进行设计和处理,是决定工程设计
质量好坏的关键。
由于新规范的推出对结构整体计算和分析部分相当多的内容进行了调整和改进,因此,结构工程师也应该相当地对这一阶段比较常见的问题有一个清晰的认识。
3.1结构整体计算的软件选择。
目前比较通用的计算软件有:satwe.tat、tbsa或etabs、sap等,但是,由于各软件在采用的计算模型上存在着一定的差异,因此导致了各软件的计算结果有或大或小的不同。
所以,在进行工程整体结构计算和分析时必须依据结构类型和计算软件模型的特
点选择合理的计算软件,并从不同软件相差较大的计算结果中,判断哪个是合理的、哪个是可以作为参考的,哪个又是意义不大的,这将是结构工程师在设计工作中首要的工作。
否则,如果选择了不合适的计算软件,不但会浪费大量的时间和精力,而且有可能使结构有不安全的隐患存在。
3.2是否需要地震力放大,考虑建筑隔墙等对自振周期的影响。
该部分内容实际上在新老规范中都有提及,只是,在新规范中根据大量工程的实测周期明确提出了各种结构体系下高层建筑结构计算自振周期折减系数。
3.3振型数目是否足够。
在新规范中增加一个振型参与系数的概念,并明确提出了该参数的限值。
由于在旧规范设计中,并未提出振型参与系数的概念,或即使有该概念,该参数的限值也未必一定符合新规范的要求,因此,在计算分析阶段必须对计算结果中该参数的结果进行判断,并决定是否要调整振型数目的取值。
3.4多塔之间各地震周期的互相干扰,是否需要分开计算。
一段时间以来,大底盘,多塔楼的高层建筑类型大量涌现,而在计算分析该类型高层建筑时,是将结构作
为一个整体并按多塔类型进行计算,还是将结构人为地分开进行计算,是结构工程师必须注意的问题。
如果多塔间刚度相差较大,就有可能出现即使振型参与系数满足要求,但是对某一座塔楼的地震力计算误差仍然有可能较大,从而使结构出现不安全的隐患。
3.5非结构构件的计算与设计。
在高层建筑中,往往存在一些由于建筑美观或功能要求且非主体承重骨架体系以内的非结构构件。
对这部分内容,尤其是高层建筑屋顶处的装饰构件进行设计时,由于高层建筑的地震作用和风荷载均较大。
因此,必须严格按照新规范中增加的非结构构件的计算处理措施进行设计。
结束语
总之,高层建筑是个复杂的系统工程,结构工程师不仅需要重视结构计算的准确性,密切与各专业协调,而且要和建筑师在设计中创造性地相互配合,设计出令人满意的作品。
参考文献
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