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工业建筑结构设计常见错误探析

工业建筑结构设计常见错误探析
工业建筑结构设计常见错误探析

工业建筑结构设计常见错误探析

摘要:现阶段对于我国工业建筑的结构设计的要求越来越高,笔者从事工业建筑设计工作多年,依据实际工作积累的经验,对现代社会工业建筑结构设计遇到的常见问题错误予以剖析,并对其所需注意事项进行了综合性的阐述。

关键词:工业建筑结构设计常见错误探析注意事项

世界科技发展日新月异,现代工业生产工艺也在随着科技的进步不断更新,为满足生产的需要,以前很多结构单一实用性差的厂房已经被现在多功能厂房代替,这也对工业建筑的结构设计提出了更高的要求,不仅需要有效利用空间、合理优化结构,将生产工艺作用发挥到最大,也要满足一厂多用等生产多样性的需求。但是,由于工业建筑使用的特殊性,所以其结构组成存在一定的复杂性,例如,大多数的工业建筑其顶部多采用密肋楼盖,组成构件繁多且复杂,建筑地面多为预制构件及日后设备安装留出所需的各种孔洞等,这些细节性的问题都为最初结构设计增加难度,也会使设计人员在进行设计时出现一些容易忽视的错误,这些错误如不多加注意及时修改就会为日后施工带来许多不必要的麻烦,所以为了使工业建筑完整发挥其应有的作用价值,安全顺利的完成施工,我们应当从以下几个方面入手,进行分析。

1、常见的取值错误

1.1 梁扭矩的折减系数取值错误

对于工业建筑,特别是化工厂房而言,因为这些厂房不仅吊挂设备比较多,而且楼面开洞也较多较大,洞边也需要设置支撑设备。因此,在设计的时候,为了计算的数据更加精确,梁扭矩的折减系数也必须精确的取值。但是很多的设计人员都是用PKPM软件中的SATWE模块进行梁配筋的计算,而这个软件在进行计算的时候是将梁扭矩折减系数默认为0.4进行计算的。可是在工业厂房这样的建筑中,梁扭矩折减系数的取值应该根据开洞的大小和多少在0.4~1.0的范围内进行调整,取最精确的值。

1.2 活载组合值系数取值错误

在PKPM软件SATWE模块中,其默认的活载组合值系数为0.7,虽然大部分的建筑的活载组合值系数是0.7,但是对于工业建筑而言,有一部分的建筑的活载组合取值就各不相同。因此,设计人员在设计的过程中,不能总是使用PKPM 软件中SATWE模块默认的活载组合值系数,而是应该根据所设计的工业建筑的类型和用途按照实际情况调整活载组合值系数,让其达到一个较精确的值,避免对施工进度和工程质量的影响。

2、结构设计在施工方面常见的错误

有的建筑结构设计人员在设计的过程中由于和工艺设计人员没有保持良好的沟通,从而导致工艺设备的布置和基础靠得很近,也因此让设备基础与主体结构基础发生冲突,不仅如此,设备基础与主体结构基础靠得太近还会使施工更加的难,设备基础在运行的过程中也会影响主体结构基础。因此,为了防止出现这些问题,在设计的过程中应该尽量将较重或者振动较大的设备避开基础,避免两者相互影响而造成无法使用的状况。而要避免出现这些错误最基本的方法还是需要建筑设计人员和工艺设计人员之间保持良好的沟通,使两者对建筑结构和工艺的布置都有一定的了解,避免出现上述情况。

建筑结构设计人员缺乏经验也是造成一些常见错误发生的原因。比如,有的

高层建筑结构设计分析王方成

高层建筑结构设计分析王方成 发表时间:2016-07-28T15:02:06.787Z 来源:《基层建设》2016年10期作者:王方成 [导读] 本文结合工程实际,对高层建筑结构设计分析。 深圳市建筑设计研究总院有限公司 摘要:随着我国科学技术的不断进步和经济的快速发展,城市中高楼耸立,高层建筑物已成为人们共同的追求。本文结合工程实际,对高层建筑结构设计分析。 关键词:高层建筑;结构设计 1 工程概况 该建筑总长46.10m,总宽35.90m,总高 111.563m,大屋面层高96.90m。地上共23层,地下 2 层。地下室层高 4.7m 与 3.75m。1~22 层层高 4.2m,23 层层高4.5m。上部均为办公室,地下部分为车库和设备用房。总建筑面积53065.79 m2,其中地上37307.59 m2,地下 15758.20 m2,建筑占地面积 10636m2。 2 自然地质情况 本工程场地地震基本烈度 7 度,设计地震分组第三组,设计基本地震加速度 0.1g,属于抗震不利地段,建筑场地类别Ⅱ类,设计特征周期取 0.45s。50 年遇基本风压 0.80kN/m2,场地地基土自上而下可划分为 7 层,从上至下依次为①层填石,层厚 2.7~19m;②层中砂,层厚 0.90~22.9m;②-A 层淤泥,层厚 1.70~1.90m;③层(含砾砂)粉质粘土,层厚 1.3~3.2m;④层残积砂质粘性土,层厚 2.6~8.0m;⑤层全风化花岗岩,层厚1.1~7.3m;⑥层强风化花岗岩:灰白、灰黄、灰褐色,饱和。⑥-1层砂土状强风化花岗岩,层厚 1.1~11.1m;⑥-2 层碎块状强风化花岗岩,层厚 0.8~11.5m;⑦层中风化花岗岩:灰、灰黄、灰白色,岩芯多呈短柱状和长柱状,局部呈块状,中粗粒花岗结构,块状构造,岩芯裂隙较发育,多呈闭合,岩芯采取率 67%~87%,RQD=38~71,岩石饱和单轴抗压试验为 64.60~70.10MPa,标准值为 66.03MPa,岩石坚硬程度为坚硬岩,岩体完整程度为破碎~较完整,岩体基本质量等级为Ⅱ~Ⅳ级。本次勘察所有钻孔均有揭示至该层,均未揭穿,揭露厚度为2.20~10.76m。 3 基础形式 由于办公楼及其周边纯地下室在基坑开挖后存在一定厚度的①层填石(厚度为 3.46~11.54m),采用预应力管桩时难以穿越填石层,另可供预应力管桩选择的桩端持力层④层残积砂质粘性土、⑤层全风化花岗岩和⑥-1 层砂土状强风化花岗岩分布不均匀,考虑到⑥-2层碎块状强风化花岗岩和⑦层中风化花岗岩分布较均匀,根据拟建场地岩土层特性、拟建物结构特点及荷载情况,采用冲(钻)孔灌注桩基础。 4 主体结构设计 4.1 结构选型 本建筑抗震设防类别为标准设防类(丙类)。由于建筑功能布局多为开敞办公区、大会议室等大空间,中间部分以及建筑外形要求美观、大方等方面因素,故本建筑主体部分采用钢筋混凝土框架———核心筒结构形式。框架———核心筒结构的周边框架与核心筒之间形成的可用空间较大,能使房屋空间布局灵活,又能使高层建筑结构满足较大刚度的要求,因此广泛用于写字楼、多功能建筑。具体做法是在建筑中部的电梯井筒及楼梯间四周布置抗震墙框筒,加大外框筒的柱距,减小梁的高度,周边形成稀柱框架。参照规范抗震设防烈度为7 度,确定抗震等级框架为二级,核心筒为二级。 4.2 主要荷载取值 高压配电房、电梯机房、通风机房活荷载为 7.0 kN/ m2,储藏间活荷载为 5.0 kN/m2,备餐间、车库活荷载为 4.0 kN/m2,商场、消防疏散楼梯活荷载为3.5 kN/ m2,办公室、卫生间、走廊、门厅、屋面花园、多功能厅大会议室活荷载为 3.0 kN/ m2,食堂活荷载为 2.5 kN/m2,上人屋面活荷载为 2.0 kN/m2,不上人屋面活荷载为 0.5 kN/m2。大型设备按实际情况考虑。 4.3 主要受力构件尺寸取值 地下室~1 层墙厚度为 400mm,2~23 层墙厚度为300mm。框架柱截面尺寸:地下室为 1200mm×1200mm,1~3层为1100mm×1100mm,4~6 层为 1000mm×1100mm,7~9 层为 1000mm×1000mm,10~12 层为 900mm×1000mm,13~15层为 800mm×900mm,16~18 层为 800mm×800mm,19~21 为700mm×700mm,22~23 层为 600mm×600mm。地下室负一层顶板的厚度为 200mm,地下室顶板除核心筒内板厚 180mm之外,其余部位板厚为 300mm,屋面层的板厚为 120mm,其它各楼层的板厚为 100mm。 4.4 主要结构材料选取 梁板混凝土强度等级为 C30,柱墙混凝土强度等级:-2~4层为C50,5~9层为C45,10~14 层为 C40,15~19 层为C35,20构架层为 C30。此外,圈梁、构造柱、挑檐、雨篷及楼梯均采用 C30 混凝土。主要用于基础梁、板,墙和柱以及楼面梁的纵筋选用 HRB400级钢筋。 4.5 计算软件及计算依据 本工程计算使用程序为中国建筑科学研究院开发的建筑结构三维设计与分析软件 SATWE。计算依据为建筑条件图以及《建筑结构荷载规范》GB50009-2012、《建筑抗震设计规范》GB50011-2010、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011、《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010等国家相关规范。 4.6 计算结果分析 (1)位移比。基于刚性楼板假定,考虑偶然偏心的条件下,X 方向最大层间位移与平均层间位移的比值:1.19 (第26层第1塔),Y 方向最大层间位移与平均层间位移的比值:1.28(第 26 层第 1 塔),属于平面不规则中的扭转不规则。位移比超过 1.2,需要考虑双向地震作用。 (2)层间位移。计算时不扣除整体弯曲变形,不考虑偶然偏心的影响,X 方向地震力作用下的楼层最大位移:1/1055<1/800;Y 方

浅析高层建筑结构设计的难点

浅析高层建筑结构设计的难点 我国建筑行业发展至今,不管是其规模还是建筑技术在国际领域都是名列前茅。在建筑工程中,结构设计环节,是高层建筑未来施工的主要参考依据。它具有基础性、关联性、创新性等特征,在当代城市规划中,发挥着越来越重要的作用。基于此,结合国内高层结构设计的相关理论,着重对其设计难点进行分析,以达到降低高层建筑建设成本,保障结构设计质量的目的。 标签:高层建筑;结构设计;难点分析 一、高层建筑结构的特征 与普通建筑相比,高层建筑需承载垂直和水平两个方向的荷载,因此,其对结构的荷载承受能力要求更高,其中垂直荷载主要是由建筑物高度引起的,而水平荷载则是由外界风力产生的,外界风力和地震都是影响高层建筑结构稳定性的重要因素,另外,建筑层数的增高也会加快建筑物的位移速度,而过快得位移速度则会对建筑物的功能性和建筑物内住户的舒适度产生直接的影响,并且过大的侧移位还会对建筑的结构和非结构构件造成损害,因此,相关人员在进行高层建筑结构设计时,需合理控制建筑物的侧移范围,才能保证其结构功能性良好。 二、高层建筑结构的设计原则 (一)基础方案的合理性 高层建筑结构基础施工方案,是保证高层建筑施工整体性和良好性的基础保障,在实际的建筑结构方案设计当中,相关设计单位需要依照具体施工地质条件,依照具体的建筑施工要求来对结构实施设计。一方面,在建筑结构基础方案的配置上,需要和地质调查报告进行对接,保证其中各项调查数据充分符合工程施工标准。另一方面,在进行高层建筑施工过程中,还需要对建筑实施综合性进行分析,特别是对建筑整体结构的稳定程度、每一个环节的负载加以考虑,通过这种施工设计方式,充分保证工程施工的稳定性。 (二)结构措施完善 在高层建筑施工当中,除了需要对基础施工方案和施工图纸进行设计之外,其中还有一个比较重要的施工原则是相关施工单位经常忽略的问题,那就是需要保证建筑结构实施措施完善化。相关设计单位在对高层建筑结构进行设计的过程当中,需要充分地注意各部分组件相互之间的衔接程度。比如建筑体当中的钢筋锚固长度等,同时,设计单位还需要充分注意建筑体存在的一些薄弱环节,建筑体本身的温度对建筑体组件产生的影响等,对这几个方面的问题,在实际的设计工作当中,需要充分遵循“强柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉”的基本结构设计原则,保证高层建筑结构设计的稳定性。

高层建筑结构设计常见问题探讨

高层建筑结构设计常见问题探讨 摘要:近年来,建筑高度的不断增加, 风格的变化多样,给高层结构设计提出了新的课题和挑战。本文就结构设计中特别要注意的几个问题进行了分析。 关键词:高层建筑; 结构设计;常见问题 一、高层建筑结构设计特点 1 高层建筑结构设计的特点 1.1 水平荷载成为决定因素。一方面,因为楼房自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值,仅与楼房高度的一次方成正比;而水平荷载对结构产生的倾覆力矩,以及由此在竖向构件中引起的轴力,是与楼房高度的两次方成正比;另一方面,对某一定高度楼房来说,竖向荷载大体上是定值,而作为水平荷载的风荷载和地震作用,其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。 1.2 轴向变形不容忽视。高层建筑中,竖向荷载数值很大,能够在柱中引起较大的轴向变形,从而会对连续梁弯矩产生影响造成连续梁中问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;还会对预制构件的下料长度产生影响,要求根据轴向变形计算值对下料长度进行调整;另外对构件剪力和侧移产生影响,与考虑构件竖向变形比较,会得出偏于不安全的结果。 1.3 侧移成为控制指标。与较低楼房不同,结构侧移已成为高层建筑结构设计中的关键因素。随着楼房高度的增加,水平荷载下

结构的侧移变形迅速增大,因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。 1.4 结构延性是重要设计指标。相对于较低楼房而言,高层建筑结构更柔一些,在地震作用下的变形更大一些。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力,避免倒塌,特别需要在构造上采取恰当的措施,来保证结构具有足够的延性。 二、根据不同类型高层建筑,选择合理的结构体系 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

浅析高层建筑结构设计的中震设计概念

浅析高层建筑结构设计的中震设计概念 发表时间:2016-06-27T14:51:54.553Z 来源:《基层建设》2016年5期作者:隆凡梅 [导读] 本文主要阐述了中中震设计的原理、设计方法及软件操作,并提出一些个人见解以供参考。 摘要:对于普通建筑物的结构抗震设计,目前我国是以小震为设计基础,中震和大震则是通过地震力的调整系数和各种抗震构造措施来保证的。但是对于较重要的、超高的、超限的建筑物则需要进行中震和大震的抗震计算。本文主要阐述了中中震设计的原理、设计方法及软件操作,并提出一些个人见解以供参考。 关键词:中震设计概念;地震影响系数;荷载 《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001 2008年版)(下简称《抗规》)中对中震设计仅在总则中提到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标,但没有给出中震设计的设计要求和判断标准。 首先我们了解一下现行《抗规》存在几个问题: 1规范未对结构存在的薄弱构件进行分析并作出专门的设计规定,仅对框架类剪切型结构适用的薄弱层作了一些规定; 2在中震作用下,规范仅提出“中震可修”的概念设计要求,没有具体的抗震设计方法; 3“中震可修”的技术经济问题:可修的标准决定工程????造价、破坏损失、震后修复费用。 随着时代的进步,现在的建筑物体型复杂,结构新颖,超高超限越来越多,因此要求对结构进行中震的设计也越来越多。 2 中震设计 2.1 为何要进行中震设计呢? 《抗规》条文说明1.0.1条指出,对大多数结构,可只进行第一阶段设计(即小震下的弹性计算),而通过概念设计和抗震构造措施来实现“中震可修和大震不倒”的设计要求,但前提是建筑物的体型常规、合理,经验上一般能满足大中震的抗震要求。反之对于一些体型很不好的甚至超限的建筑物,在大震下的结构反应和小震完全不同,不进行相应的中震和大震计算是没法保证结构安全的。 为达到各阶段抗震要求,须对于上述体型异常、刚度变化大、超高超限等类型建筑物进行中震抗震设计,其余类型建筑物建议可按中震抗震进行验算。 2.2 中震设计的基本概念 抗震设计要达到的目标是在不同频数和强度的地震时,要求建筑物具有不同的抵抗能力。中震设计就是为了使建筑物满足该地区的基本设防烈度,即能够抵抗50年限期内可能遭遇超越概率为10%的地震烈度。 中震设计和大震设计都可称为性能设计。基于性能的抗震设计是建筑结构抗震设计的一个新的重要发展,它的特点是使抗震设计从宏观性、规范指定的目标向具体量化的多重目标过渡,业主(设计者)可选择所需的性能目标,而不仅仅是按现行规范通过分项系数、内力调整系数、抗震构造措施等粗略、定性的手段来满足中震和大震的设防要求。针对本工程的结构特点,设定本结构的抗震性能目标。对超限结构而言,利用这些指标能更合理地判断整体结构在中震、大震作用下的性能表现,给超限设计提供可靠的判断依据。 2.3 中震设计的分类 中震设计就是结构在地震影响系数按小震的2.875倍(αmax=0.23)取值下进行验算。目前工程界对于结构的中震设计有两种方法,第一种按照中震弹性设计,第二种是按照中震不屈服设计。 首先明确一点,中震弹性和中震不屈服是两个完全不同的概念,两者所采用的设计方法与设防目的均不相同。中震弹性设计,设计中取消《抗规》要求的各项地震组合内力调整系数,保留材料、荷载等分项系数,对应地保留了结构的安全度和可靠度,结构仍属于弹性阶段,属正常设计。中震不屈服设计,设计中除了地震内力不作调整,同时也取消了材料、荷载等分项系数,对应地不考虑结构的安全度和可靠度,结构已经处于弹塑性阶段,属承载力极限状态设计,是一种基于性能的设计方法。由此可见,中震弹性设计接近于平常的小震弹性设计,而中震不屈服设计则与大震设计同属于基于性能的设计。 3 基本方法及应用 根据中震设计的分类,以下分别阐述中震弹性及中震不屈服的具体设计方法,介绍如何在satwe、etabs、midas等软件中实现中震设计。 3.1 中震不屈服设计 3.3.1 不同抗震烈度下的各级屈服控制 若场地安评报告提供实际的地震影响系数,则应取用所提供的多遇地震、设防烈度地震下相应的地震影响系数,屈服判别地震作用1、2 的地震影响系数可相应插值求得。 3.3.2 SAWTE计算:地震信息中抗震等级均为四级;αmax按表3取值;总信息中风荷载不参加计算;勾选地震信息中的按中震(或大震)不屈服做结构设计选项;其它设计参数的定义均同小震设计。 3.3.3 MIDAS/Gen计算:主菜单→设计→钢筋混凝土构件设计参数→定义抗震等级:四级;主菜单→荷载→反应谱分析数据→反应谱函数:定义中震反应谱,在相应的小震反应谱基础上输入放大系数β即可,β值按表3计算所得;总信息中风荷载不参加计算;主菜单→结果→荷载组合:将各项荷载组合中的地震作用分项系数取为1.0;主菜单→设计→钢筋混凝土构件设计参数→材料分项系数:将材料分项系数取为1.0;其它同小震。 3.3.4 ETABS计算:选项→首选项→混凝土框架设计→定义抗震设计等级:四级;定义→反应谱函数→Add Chinese 2002 Spectrum→定义中震反应谱,地震影响系数最大值αmax取值,其余参数按《抗规》;静荷载工况中不定义风荷载作用;定义→荷载组合→各项荷载比例系数均取为荷载分项系数1.0x荷载组合系数φ;定义→材料属性→填写各材料的强度标准值其它同小震。 4 工程算例 4.1 示范算例 4.1.1 基本参数:二十二层框支剪力墙结构,三层楼面转换,无地下室,首、二层4.5米,标准层3.5米,总高79m。结构平面布置如图一所示。结构高宽比3.76,长宽比1.22;抗震参数,7 度,第一组,0.10g;场地II类;风荷载100年一遇为0.9kN/㎡。

建筑结构设计优化技术应用要点探析 谭善平

建筑结构设计优化技术应用要点探析谭善平 发表时间:2018-01-14T15:50:01.977Z 来源:《基层建设》2017年第29期作者:谭善平 [导读] 摘要:近年来,随着城市规模越来越大,我国的建筑逐渐朝着高层化的方向迈进。 身份证号码:45232719790905XXXX 摘要:近年来,随着城市规模越来越大,我国的建筑逐渐朝着高层化的方向迈进。而项目投资大,建设周期长,对其进行结构优化设计能够有效的减少投资金额。通过调整各构件刚度之间的比例关系,充分利用各构件的受力特点,发挥它们各自的长处,使整体结构达到最优。本文在此从建筑结构设计应用理论出发,对建筑结构设计的具体应用做了详细研究。 关键词:结构;优化技术;剪力墙 前言 高层建筑结构优化设计是我国高层建筑设计与管理中较为重要的一个环节,其主要的目标就是在于提升高层建筑的结构合理性和经济性,需要对各环节均做好分析,涵盖建筑工程的各个方面,通过综合优化来提高建筑工程舒适度、空间应用率以及经济效益等。 一、建筑结构设计优化的意义 面对新时期房屋建筑的结构设计问题,人们更多重视的是建筑结构需要满足一定的安全性和功能要求,同时还应该具备一定的美观性和经济实用性。就建筑工程的施工而言,成本最大的是建筑结构造价问题。因此,需要在保证所有建筑功能特点的前提下对建筑房屋进行合理的设计,最大限度的降低工程施工成本。此外,建筑物的优化设计还能够满足社会经济发展的需要,实现建筑物的功能性和安全性。 二、建筑结构优化设计应用的理论 建筑结构优化应用有两方面的作用,一是在建筑分部结构的优化设计方面的作用,二是在房屋工程结构总体的优化设计方面的作用,两者都有细分,例如结构总体的优化设计囊括了总体方案优化设计和细部结构方案的优化设计等,从另一方面讲包含了形体结构选型、布置、机构体的受力分析、建筑整体造价分析等项目。在建筑结构优化的实际应用中,可以根据使用简单、应用方便的原则,对建筑工程进行结构优化设计,在建筑结构设计过程中,要满足设计意图、平面布置规则、整体形态对称原则、质量中心和刚度中心整体布局原则、建筑物水平荷载作用等一系列问题,做到在理论上为实践提供前提、提供理论基础,做好准备工作。 三、建筑结构设计优化的几个具体应用 1、整体布局优化 应从结构优化设计的全局观念出发,利用结构设计中的点、线、面,确定建筑结构设计的总体布局,处理好点、线、面之间的架构关系,借助于材料的选用、构件的布置,充分发挥单个构件与整体结构的配合与协调,使之能实现最佳受力状况,既实现整体结构良好的承重力、刚性与延展性,也实现单个构件的最大化与最佳化利用,保证达到建筑设计的国家质量标准,实现建筑功能性、安全性与经济性的多重目标。 2、地基基础结构设计优化 地基基础的结构设计优化首先要选择合适的方案,如果为桩基础,那么要根据现场地质条件选择桩基类型,尽量节省造价。桩端持力层对灌注桩桩长的选择影响很大,应多进行比较以确定最合适的方案。 独立基础设计荷载取值的优化。钢筋混凝土多层框架房屋多采用柱下独立基础,当地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层时,不超过8层且高度在25m以下的一般民用框架房屋或荷载相当的多层框架,可不必进行地基和基础的抗震承载力验算。但这些房屋在基础设计时应考虑风荷载的影响。因此,在钢筋混凝土多层框架房屋的整体计算分析中,必须输入风荷载,不能因为在地震区高层建筑以外的一般建筑风荷载不起控制作用就不输入:另一种情况是.在设计独立基础时,作用在基础顶面上的外荷载柱脚内力设计值,只取轴力设计值和弯矩设计值,无剪力设计值,或者甚至只取轴力设计值。以上两种情况都会导致基础设计尺寸偏小,配筋偏少,影响基础和上部结构的安全。 3、结构细部设计优化 进行建筑结构的设计优化,不但要关注整体设计,也应该对各个细部结构部件的设计给予重视,比如进行现浇板的设计时,为了达到去除拐角裂缝与结构受力均匀的目的就需要将异形板划分为矩形板。对于建筑结构底部的框架抗震墙的钢筋配置通常较大,如果在材料选用上使用冷轧带肋钢筋则能够适当减少钢筋配置,从而更加便于施工和达到控制工程造价的目的。 4、剪力墙结构优化设计 (1)连梁优化设计 在高层剪力墙结构中,连梁是一项关键的耗能构件,其剪切破坏将对结构抗震产生极为不利的影响,并会极大地降低结构体系的延性。因此在高层剪力墙结构的优化设计过程中,一定要注意对连梁进行强剪弱弯的验算,以保证连梁的剪切破坏晚于弯曲破坏。对于人为加大连梁纵筋的操作一定要慎之又慎,因为这样就有可能无法满足强剪弱弯的要求。 在住宅结构设计时,一般情况下不宜采用大刚度的窗下墙作为连梁,而宜将连梁设计成为截面、刚度较小的弱连梁。同时,在满足结构刚度与变形要求时,应从经济角度与抗力、变形方面综合考虑,合理布置抗侧力构件。 (2)结构延性设计 剪力墙结构有自身的特性,只有掌握了长处与短处,才能正确发挥好设计优化,保证剪力墙结构合理。在建筑设计中,剪力墙主要由整体墙、整体小开口墙和联肢墙三种形态。整体墙受力较大,要加大底部截面组合设计,提高或加大配筋率;联肢墙是连梁连接起来的剪力墙,联肢墙破坏形态以强墙肢弱连梁为宜,塑性变形和耗能能够进行分散。 要想从根本上避免脆性破坏,一定要限制墙肢或连梁平均剪应力与混凝土轴压比系数,做到设计值符合工程要求。一、二、三级剪力墙轴压比超过一定数值,必须设置约束边缘构件,这样才能确保结构的安全。 5、抗震优化设计 应结合建筑工程等级,在保证结构整体合理的基础上,尽可能多的设置抗震防线,对于抗震结构体系说来,其由若干个延性良好的分体系组成,并与延性优良的结构构件来连接进行协调工作。基于地震余震特点,在对建筑抗震结构进行优化设计时,还应保证抗震结构体系由最大可能数量内部、外部冗余度,并建立一系列分布屈服区,并保证主要构件具有较高的延性与刚度,提高对地震作用力的吸收与消

图书馆建筑结构设计毕业论文

图书馆建筑结构设计毕业论文 一.建筑设计论述 (一).设计依据: 1.依据建筑工程专业2007届毕业设计任务书。 2.《建筑结构荷载规》 3.《混凝土结构设计规》 4.《建筑抗震设计规》 5.《建筑地基基础设计规》及有关授课教材、建筑设计资料集、建筑结构构造上资料集等相关资料。 (二).设计容: 1.设计容、建筑面积、标高: (1)设计题目为“某学校图书馆设计”。 (2)建筑面积:5971.5m2,共五层,层高均为3.9m。 (3)室外高差0.450m,室外地面标高为-0.450m。 (4)外墙370mm厚空心砖,隔墙240mm厚空心砖,楼梯间墙为370mm厚空心砖。 2.各部分工程构造: (1)屋面( 不上人屋面) SBS型改性防水卷材 冷底子油一道 30mm厚1:3水泥砂浆找平层 煤渣找坡层2%(最薄处15mm厚)平均厚度81mm 20mm厚1:3水泥砂浆找平层 80mm厚苯板保温层 20mm厚1:3水泥砂浆找平层 120mm厚钢筋混凝土板 20mm厚混合砂浆板下抹灰 刮大白二遍 (2)楼面:

石板 15mm水泥砂浆找平层 120mm厚钢筋混凝土板 20mm厚石灰沙浆抹灰 刮大白二遍 3.建筑材料选用: 墙:普通粘土空心砖窗:采用塑钢窗 二.结构设计论述 1.气象条件:雪荷载0.50KN/m2,基本风压:0.55KN/m 2. 2.工程地质条件: 根据地质勘探结果,给定地质情况如下表: 地质条件一览表 序号岩土分类土层深度厚度围地基土承载力桩端阻力桩周摩擦力 1 杂填土0.0—0.8 0.3 ——— 2 粉土0.8—1.8 0.5 120 —10 3 中砂 1.8—2.8 0.8 200 —25 4 砾砂 2.8—6. 5 3.7 300 2400 30 5 圆砾 6.5—12.5 5.6.0 500 3500 60 注:1 拟建场地地形平坦,地下稳定水位距地表-6m,表中给定土层深度由自然地坪算起。 2 建筑地点冰冻深度-1.2m。 3 建筑场地类别:Ⅱ类场地土。 4 地震设防基本烈度:7 度。 3.材料情况: 非承重空心砖MU5;砂浆等级为M5; 混凝土:C30(基础)、C30(梁、板、柱、楼梯) 纵向受力钢筋:HRB335级;箍筋:HPB235级钢筋 4.抗震设防要求:设防基本烈度为7度,设计地震分组为第一组,设计基本地震加速度 值为0.10g。 5.结构体系:现浇钢筋混凝土框架结构。

高层建筑结构设计分析论文

关于高层建筑结构设计分析 摘要:随着社会经济的迅速发展,人民物质生活水平的不断提高,居住条件的不断改善,高层住宅如雨后春笋一座座拔地而起。一个优秀的建筑结构设计往往是适用、安全、经济、美观便于施工的最佳结合。 关键词:建筑结构结构设计 abstract: with the rapid development of social economy, the people’s material life level unceasing enhancement, the constant improvement of the living conditions, high-rise residential have mushroomed place have sprung up. a good structure design is often apply, safety, economy, beautiful is advantageous for the construction of the best combination. keywords: building structure design 中图分类号: tu3文献标识码:a 文章编号: 一、高层建筑各专业设计的协调 高层建筑设计是个多专业、多程序的复杂系统工程,涉及“建筑、结构、设备”三个基本环节,参与高层建筑设计的工程师都深深体会到,对于每个专业单独而言是最完美的设计,但结合在一起却不是优秀的设计。各专业之间的矛盾如不妥善处理!高层建筑就无法施工,建成后也无法使用。“建筑、结构、设备”是互相制约的三个有机组成部分,高层建筑设计既是各个专业自我完善的过

关于高层建筑结构设计的探讨

关于高层建筑结构设计的探讨 摘要:随着社会的不断进步和科技的不断发展,高层建筑越来越广泛的出现在城市建设中。在高层建筑结构设计方面出现了新的发展和变化。本文主要阐述了某高层建筑结构体系及其地基基础设计、结构计算结果分析,最后针对高位转换的加强措施进行分析论述,仅供参考。 关键词:高层建筑,结构设计,措施 1工程概况 该工程总建筑面积65182m2,主塔楼地面以上84米,共25层(1~6层为裙房),其中1~6层为商业用房,层高4.2~5.5米,7层为住宅会所,8至25层为住宅,层高2.9米。塔楼平面为U形。地面以下为两层地下室,底板顶面标高为-8.7米,地下室主要用于设备用房和小汽车库,其中地下二层为平战结合六级人防地下室。 本工程各土层(岩层)从上至下划分为:①人工堆积层:以素填土为主,平均厚度2.57米;②耕土层:主要成份为粘质粘土或粉土平均厚度1.6米;③冲积层:以粉土为主,局部夹有粉砂和中砂,平均厚度1.79米;④残积土:以粉土为主,平均厚度4.34米;⑤全风化岩:岩石已风化成粉土或粉质粘土平均厚度1.4米;⑥强风化岩:岩芯多呈半岩半土状,平均厚度2.67米:⑦中风化岩:以褐红色粉砂岩为主,局部夹微风化岩,层厚1.5~9.4米,平均厚度5.73米;⑧微风化岩:以砾岩为主,部分为粉砂岩,顶部埋深13~23.3米。 本工程基本风压值Wo =0.5KN/m2,按7度近震设防,Ⅱ类场地。 外墙及分户墙为190厚砌块,内隔墙为120厚砌块,砌块容重为13kN/m3。2结构体系及其设计

经综合分析和技术经济比较,本工程主塔楼及裙房均采用框架—剪力墙结构体系,裙楼竖向结构由电梯井筒、落地剪力墙及框架组成;主塔楼竖向结构由电梯井筒、剪力墙肢、短肢剪力墙组成。根据使用功能需要, 将主塔楼四周框架柱在7层以上转换为短肢剪力墙,第六层设梁式转换层。抗震等级按高层建筑正常提交一级采用:剪力墙取为一级,框架采用一级。 由于转换层高度受限制,为减小转换梁截面尺寸,改善结构的受力性态,经与建筑设计配合,尽量使短肢剪力墙一端支承在框支柱上,使得短肢剪力墙与转换梁协同工作,减小转换梁单独工作时的应力集中。 表1 墙柱截面取值及其变化层次 表2 砼强度等级取值及其变化层次

高层建筑结构设计分析论文

高层建筑结构设计分析论文 1结构分析及设计分析 1.1分析三种重要的体系 1.1.1剪力墙体系 剪力墙结构是利用建筑的内、外墙做成剪力墙以承受垂直和水平荷载的结构体系。剪力墙的变形状态和受力特性同剪力墙的开洞情况联系密切,其中依据轧受力特性的不同,单片剪力墙可以分为特殊开洞墙和单肢墙。类型不同的剪力墙,对应的也会有不同的截面应力分布,所以,在对位移和内力进行计算时,也应该对不同的计算和设计方法进行使用,将平面有限元法应用到剪力墙的结构计算中。此种方法能够比较准确地完成计算,能够应用到各类剪力墙之间,然而,也有一定的弊端存在于这种方法中,其有着较多的自由度。所以,在具体的应用时,较为普遍地应用了开洞墙这一类型。 1.1.2筒体结构 筒体结构分为框架—核心筒、筒中筒等结构体系,其中框架—核心筒受力特点为框架主要承受竖向荷载,筒体主要承受水平荷载,变性特点类似于框架剪力墙,但抗侧刚度较大。依据不同的计算机模型处理手段,有三种类型的分析方法:主要为离散化方法、三维空间分析和连续化方法,其中三维空间方法的精确性会更高。 1.1.3框架—剪力墙体系 框架—剪力墙结构,是由若干个框架和剪力墙共同作为竖向承重结构的建筑结构体系。此种结构位移和内力等计算方法尽管种类较

多,然而,连梁连续化假定方法会经常被使用,在对位移协调条件进行计算时,应该按照框架水平位移和剪力墙转角进行设计,将外荷载和位移的关系用微分方程建立起来。然而,应该考虑需求和因素量会存在的差异,所以,也会有着不同形式的解答方式。 1.2具体的设计与分析 1.2.1合理地确定水平荷载 每一个建筑结构都应该一同承受风产生的水平荷载和垂直荷载,对于抵抗地震的能力也应该具备。高层建筑中,尽管结构设计会较大程度上受到竖向荷载的影响,然而,水平荷载却占据着重大的比重。随着不断增多的高层建筑层数,在高层建筑的结构设计中,水平荷载成为了其中一个重要的影响因素。首先,由于楼面使用荷载和楼房自重在竖构件中发挥的功能,对应水平荷载会将一定的倾覆作用施加到结构中,并且竖构件中就会出现高层建筑结构的作用力;其次,就高层建筑结构而言,地震作用和竖向荷载,也会跟着建筑结构的动力情况而出现较大的改变。 1.2.2合理地确定侧控 同低层建筑不同,在高层建筑结构设计中,结构侧移已经成为 了其中一个非常重要的影响因素。随着不断增加的楼层数量,结构侧移在水平荷载侧向变形下会逐渐增大。在高层建筑结构进行设计中,不但规定结构要有一定的强度,对于荷载作用带来的内力能够有效的予以承受,同时,还应该确保具备一定的抗侧刚度,确保在某一限度内控制结构在水平荷载作用出现的侧移情况。

建筑结构选型实例分析报告

建筑结构选型实例分析 第一章 悬挑结构:现代MOMA 1.工程概况: 当代MOMA位于东直门迎宾国道北侧,拥有首都北京的地标优势,项目规划建筑面积22万平方米,其中住宅为13.5万平方米,配套商业面积达8.5万平方米,包括多厅艺术影院,画廊,图书馆等文化展览设施,还包括了精品酒店,国际幼儿园,顶级餐饮,顶级俱乐部及健身房、游泳池、网球馆等生活设施与体育休闲设施。 当代MOMA由纽约的哥伦比亚大学教授StevenHoll设计,项目规划概念是BEIJINGLINKEDHYBRID,在建筑艺术方面实现了世界的唯一,更加充分的发掘城市空间的价值,将城市空间从平面、竖向的联系进一步发展为立体的城市空间。当代MOMA也是当代置业科技主题地产的延续与发展,在万国城Moma实现高舒适度、微能耗的基础上,将大规模使用可再生的绿色能源。从可持续的观点出发,当代MOMA适当的高密度(强度)开发利用土地与大规模使

用可再生的绿色能源是大城市发展的方向,是真正“节能省地型”的项目。 在当代MOMA的规划设计中,更多考虑了未来城市的生活模式,引入了复合功能的概念,实现开放功能的城市社区,在这里不单是居住功能,而且能够和谐的工作,娱乐、休闲消费、交通,作为一个汇集精品商业与国际文化的开放社区,充满生气与活力,将创造更和谐的国际化生活氛围,不仅为社区创造更舒适的环境,更多的交往机会,也将完善城市区域功能,为北京的城市形象,为北京奥运会增添光彩。项目计划2005年初开始建设,在2008年奥运会之前建成使用。 2.结构形式: 为减轻自重,梁柱采用H型钢,并且设置了受拉的钢斜撑,提高悬挑结构的刚度和承载力.为承受悬挑部分重力荷载产生的倾覆力矩,在悬挑部分增设钢斜撑,将倾覆力矩传递到塔楼上;在塔楼相应的部位增设钢管斜撑。使塔楼整体承受倾覆力矩。在塔楼内除设置核心筒外。还设置了十字型剪力墙,提高塔楼整体的刚度和抗倾覆能力。长悬挑是本工程主要设计难点之一,目前主体结构竖向构件采用了中震不屈服的性能目标,对于悬挑结构这样更加重要的部分,设计中采用了中震弹性设计的更高的性能目标,即悬挑部分的构件验算时,按中震弹性地震力(水平地震和竖向地震)与竖向荷载进行组合,考虑荷载分项系数,材料强度取设计值。经中震弹性设计验算,悬挑部位构件的应力比基本上都控制在0.9以下。 3.施工情况: 物业公司:第一物业服务有限公司 建筑面积:220000平方米 绿化率:34% 使用率:80% 容积率:2.64 建设规模:地上21层、地下两层

建筑结构选型案例分析(1)

1 混合结构体系 混合结构体系概述 混合结构是指承重的主要构件是用钢筋混凝土和砖木建造的。如一幢房屋的梁是用钢筋混凝土制成,以砖墙为承重墙,或者梁是用木材建造,柱是用钢筋混凝土建造。由两种或两种以上不同材料的承重结构所共同组成的结构体系均为混合结构。混合结构,又可以说是砖混结构.虽然也用钢筋浇柱\梁,但墙体具是承重功能,不能乱拆. 特点:质量较框架略差,质量较好,寿命较长.造价略低,适合6层以下,横向刚度大,整体性好,但平面灵活性差。 分类:型钢柱+混凝土梁+混凝土筒归入混凝土结构 型钢柱/钢管混凝土+钢梁+混凝土筒归入型钢框架混凝土核心筒结构 实例工程项目概况 金茂大厦(JinMaoTower),又称金茂大楼,位于上海浦东新区黄浦江畔的陆家嘴金融贸易区,楼高米,是上海目前第2高的摩天大楼(截至2008年)、中国大陆第3高楼、世界第8高楼。大厦于1994年开工,1999年建成,有地上88层,若再加上尖塔的楼层共有93层,地下3层,楼面面积27万8,707平方米,有多达130部电梯与555间客房,现已成为上海的一座地标,是集现代化办公楼、五星级酒店、会展中心、娱乐、商场等设施于一体,融汇中国塔型风格与西方建筑技术的多功能型摩天大楼,由著名的美国芝加哥SOM设计事务所的设计师Adrian Smith设计。因为中国人喜欢塔所以中国才把金茂大厦设计成这样。 实例工程项目结构选型与结构布置分析 其结构体系为巨型型钢混凝土翼柱+ 内筒混合结构体系。这种混合结构体系的巨型型钢混凝土柱和钢筋混凝土内筒通过刚性大梁构成一个整体的抗侧力体系, 而且其抗侧力体系的力矩很大, 效率很高。这种体系还可提供较大的使用空间, 其外围洞口可以做得很大。 2框架结构体系 框架结构体系概述 框架结构是利用梁柱组成的纵、横向框架,同时承受竖向荷载及水平荷载的

房建结构设计的核心要点探析

房建结构设计的核心要点探析 发表时间:2017-06-16T09:49:45.220Z 来源:《基层建设》2017年5期作者:梁波[导读] 本文对建筑设计当中的技术要点进行了分析,并对可能出现的问题进行了相关的探讨,使建筑结构设计更加符合相关技术规范的要求。 身份证号码:45212819901218xxxx 摘要:一个建筑物质量的好坏,不仅仅体现在施工技术上面,更重要的是要做好建筑物的结构设计。建筑物的结构设计,主要体现在对钢筋、混凝土以及力学等参数进行合理的设置。只有做好了房屋建筑的结构设计,才能使后续的施工工作顺利开展。在这样的背景之下,本文对建筑设计当中的技术要点进行了分析,并对可能出现的问题进行了相关的探讨,使建筑结构设计更加符合相关技术规范的要 求。 关键词:建筑房屋;结构设计;技术核心;分析引言现阶段由于社会经济的发展,以及建筑施工技术的不断提高,现在大部分的房屋结构都是框架结构。和传统的砖混结构相比,框架结构有很多的优点,比如框架结构的自重更轻,同时框架结构建筑物的安全性与砖混结构相比有很大的提高。所以框架结构被广泛运用于我国的建筑结构设计以及施工当中。在对框架结构的建筑结构进行设计的过程当中,要充分考虑各种参数的配置,使建筑物的整体质量得到保障。 1基础设计技术分析基础使建筑设计当中最重要的部分之一。如果对基础设计没有达到相关的要求,对整个建筑物将会造成毁灭性的影响。对建筑房屋的基础进行设计的时候,要注意以下几点:一是在进行设计的时候要根据地质勘探报告的数据为前提,同时还要对地质勘探报告数据的可行性进行分析,根据房屋的特点以及具体的施工情况来分析工程的地质条件。二是合理选择基础类型,一般来说在建筑工程当中基础有两种类型,一种是条形基础,另一种是独立基础。根据房屋的高度、地质勘探的结果来选择合理的基础类型进行设计。如果建筑物的高度过高,或者是对施工技术的要求过高,要加大基础的设计强度和设计密度。基础设计完之后还要对基础相关的数据加以验算,使基础符合地质变形的要求和地表承载能力。三是符合了变形要求和地表的承载力后,地质条件相对简单的工程所在地,可以将天然的地基来作为浅基础,再根据建筑物的高度来对地基的持力层进行设计,同时还要全面分析建筑物的荷载情况以及建筑物可能对地质带来的变形情况,还要充分考虑到建筑物的稳定性、相关应力的分布情况以及地下水对基础的影响。第四点就是在对基础进行设计的过程当中,应当结合当地工程的施工经验,然后再根据地质勘探报告,进行基础的设计。 2稳定性设计技术分析我国是一个地质灾害频发的国家,所以对建筑结构的稳定性进行设计是建筑结构设计当中最重要的内容之一。为了提高建筑物的稳定性。设计人员在设计的过程当中要确保梁的高度,同时对梁的相关参数要进行客观正确的设置。如果在取值的时候选择性很大,或者是没有办法确定正确的值的时候,尽量采用最大的那个值。如果梁的值过小的话,在相关外力的作用下,就会导致梁出现抗弯安全储备过高,如果发生地震的话,就会出现不利的安全因素。在对梁的负筋进行设计的时候,设计人员应该尽可能选择比较小的值,这样才能提高梁的韧度。在设计的过程当中,设计人员还应该注意不能过多布置负筋,负筋的布置量不能超过需求量,同时还要对梁中钢筋的间隙进行合理设置。为了使在施工当中更加方便,钢筋差小于百分之五的梁,设计人员可以设计成一类钢筋配置。 3钢筋工程设计技术分析悬挑梁被广泛应用于建筑的结构当中,比如阳台以及飘窗的设计。所以在对悬挑梁进行设计的时候,要将其设置与框架梁的端部。这是因为悬挑梁和框架梁所承受的荷载是不一样的,这样就造成了框架梁和悬挑梁的横截面尺寸不一样。在现阶段的设计当中,一部分设计人员将框架梁的钢筋伸入到悬挑梁当中,可是悬挑梁的钢筋却无法深入到框架梁当中,这样的设计就会造成后续施工的困难,同时影响房屋结构的质量。所以设计人员在对框架梁和悬挑梁进行设计的时候,设计人员必须对框架梁和悬挑梁的受力情况进行合理分析,再根据计算出来的结果,对钢筋进行合理的配置,从而保证框架梁和悬挑梁受力均衡。框架柱对于框架梁的质量有着十分重要的影响。但是在实际的设计过程当中,框架柱钢筋数量的配置普遍比较低。如果受到地震的影响,框架柱所受到的外力就会比较大,这是因为框架柱不仅仅要承受地震给自己带来的压力,同时还要承受地震给框架梁所带来的压力。这是因为框架柱所受的压力不大,在相关力的作用下,就会损害框架柱的内柱。所以设计人员在对框架柱进行设计的时候,要考虑到地震给框架柱带应来的最坏的结果。在进行框架柱钢筋的配置时,应该从以下几个方面来考虑:一是如果设计的建筑物是建立在地质条件不稳定的基础上面,设计人员应当将框架柱的配筋数量加大。二是为了加大钢筋对混凝土的约束力,可以将钢筋的形状设置更为复杂一些,比如井字。三是如果发生地震,地震所产生的破坏力会对边柱和角柱造成很大的影响,所以针对建筑结构的墙角部分,要加大纵筋的布置数量。 4设计中出现问题的技术解决措施如果建筑物基础的预埋深度过大,可以利用基础连梁来降低底层柱的长度,同时还要在室外地坪以下设置基础连梁,从而组成强有力的框架结构。如果基础连梁受到的荷载力或者是压力过大的时候,应该增加10%的钢筋进行叠加,同时基础连梁的设置,要与框架梁的受力相一致。如果对结构设计有很高的要求,可以从两个方向来增加基础连梁的钢筋布置。如果选择的是独立基础,在进行设置的时候就要通过混凝土来连接它们的缝隙部分,混凝土填充的高度,要与独立基础的高度一致,然后再对基础连梁进行回土浇筑。如果框架柱在地面之上的形状是圆形的,就要尽可能将框架柱的地下部分设计为矩形柱,这样的好处就是可以减少施工当中的流程。一般情况下,圆柱的纵筋数量不能少于八根,同时对于圆形框架柱的箍筋选择也是有要求的,一般采用的是螺旋式的布置方式,这样可以极大提高框架柱的承载能力。矩形框架柱的钢筋布置可以将钢筋布置成井字形。如果有特别要求的,应该根据相关的实际情况来进行钢筋布置的设计。同时在一般情况下,框架柱的钢筋布置截面应该做好以下几点:一是不管是布置一级钢筋、二级钢筋还是三级钢筋,框架柱的横截面的长度必须大于400mm,如果对抗震要求比较高的建筑结构;框架柱的横截面的长度必须大于300mm;如果没有对框架柱进行抗震要求规定,横截面的长度必须要大于250mm。结语

浅析高层建筑结构设计存在的问题及对策

浅析高层建筑结构设计存在的问题及对策 发表时间:2016-05-25T10:16:41.620Z 来源:《工程建设标准化》2016年2月供稿作者:吴志星[导读] (山西平阳重工机械有限责任公司,山西,侯马,043003)众所周知,高层建筑的最大优势就是能够充分提高土地的利用率,这一优势在一定程度上充分缓解了当前我国土地资源短缺的压力。(山西平阳重工机械有限责任公司,山西,侯马,043003) 【摘要】在实行改革开放以后,随着时代的发展和科技的进步,我国的建筑业不仅与时俱进,楼层不断向高处扩展,而且在一定程度上取得了不小的成就,然而在高层建筑结构设计上各种问题频发,这也成为了一个亟待解决的问题。本文通过着重介绍高层建筑结构设计的原则、当前高层建筑结构设计中存在的问题和改进建筑结构设计中常见问题的对策,来强化和确保高层建筑结构设计的不断完善。 【关键词】高层建筑;结构设计;问题;对策 众所周知,高层建筑的最大优势就是能够充分提高土地的利用率,这一优势在一定程度上充分缓解了当前我国土地资源短缺的压力,但是,高层建筑的质量会受到多重因素的影响,一旦产生安全事故,必将对人们的生命和财产带来极大的影响,因此,对建筑的结构设计提出了更高的要求,只有高层建筑的结构设计科学合理,其质量才能有保障,才会有利于社会和谐稳定发展。 一、高层建筑结构的设计原则 1、选择合理的结构方案 只有结构方案经济合理,才能让一个建筑设计合理,可行性强的结构形式和传力简捷、受力明确的结构体系也会促进一个良好设计的形成。因此在进行结构设计时应当具体分析建筑所处的地理环境、材料和设计的需求及施工条件等,充分考虑高层建筑自身的特点,根据实际情况来选择一个合理的结构方案。 2、选择合适的基础方案 在设计过程中要注意最大程度地发挥地基的潜力,在基础设计时要形成详尽的地质勘察报告,如果缺少报告,必须进行现场勘查来制定设计方案,要先通过综合分析工程的地质地貌、施工条件、上部结构类型、相邻建筑物的影响及荷载分布等因素的考虑再进行基础设计,只有这样,才能设计出经济合理的基础方案。 3、进行正确的分析计算 随着科技的发展,计算机技术在结构设计方面已得到广泛应用,种类繁多的计算软件都存在不同程度的缺陷,因此在结构设计的计算过程中会出现不精确的情况,这就要求设计师在使用软件过程中细致认真,对产生的结果认真分析和校对,作出合理判断。 二、当前高层建筑结构设计中存在的问题 1、结构体系选用不科学 由于我国所处地球的板块较为活跃,因此地震频发,对与这些地震多的地区建设高层建筑就应当选用抗震性强的结构体系和建筑材料,一些发达国家通常是使用的钢结构,而我国大多使用的钢筋混凝土结构或者混合结构,但钢框架的刚度较小,钢结构会产生一定程度的负担,也不会起到较好的效果,钢筋混凝土很容易产生弯曲变形而导致侧移,因此在进行结构设计时必须注意使用加强层把侧移量降低或者加大混凝土制土桶刚度。 2、高层建筑普遍超高 高层建筑对抗震能力的要求较高,因此国家严格规定了建筑物的高度,但是实际需求的不断改变使得建筑的高度不断发生改变,因此国家又对A级高度和B级高度进行新的规定和细致划分。即使如此,一些设计师在进行结构设计时往往会忽视高度的问题,对于一些不适合建设高层建筑的地段或条件也会出现为了追求利益的最大化而违反相关规定进行施工,这种情况对整个建筑的成本预计和建设进度都会造成诸多不良影响。 3、结构设计的刚度问题 楼层竖向结构的规则性与平面刚度问题是高层建筑结构设计过程中一个经常遇到的问题,由于在高层建筑的设计过程中每位设计师都有自己的想法和设计理念,因此在设计时就会产生差异,导致结构设计产生矛盾和分歧,在建筑施工过程中很容易出现一味追求独特新颖的外观而忽视抗侧移的刚度对高层建筑能否抗震的影响。 4、材料配备和资源配置不科学 高层建筑的结构特点非常明显,其结构设计的复杂性是由其功能的复杂性决定的,传统的建筑选材多为可燃性材料,这种材料很可能增加高层建筑火灾发生的可能性,对于建筑施工过程中劳动力等资源的配置如果未能提前进行预计和计算,还会对后期的施工造成一定的难度,对于其引发的一系列突发状况也很难及时处理和解决,造成施工进度无法按期完成。 三、改进建筑结构设计中常见问题的对策 1、选用科学的结构体系 受自然灾害的影响,人们对建筑的稳定性能要求逐渐提高,对高层建筑的要求越来越严格,由于高层建筑限制性较大,因此必须对高层建筑结构设计中选用的结构体系进行严格限制,以免在后期的项目施工的设计阶段发生不必要的变动,对计算简图也要慎重选择和使用,根据建筑物的影响因素和自身特点来选用一套科学合理的的结构体系。 2、注重建筑的设计高度 设计师在进行高层建筑的结构设计过程中,要明确意识到有关的高度规范,严格审查设计图纸,确保结构设计与相关的要求和规范相符合,对于建筑施工过程中出现的问题要及时调集有关专家加以具体分析,对高层建筑重新进行设计和评估,以免对建筑的施工进度和质量产生不良影响。国家相关部门也应当加大对高层建筑的审查力度,对不合乎规范的行为进行严加处理,确保高层建筑结构的稳定性和安全性。 3、选择合理的刚度设计

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