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高层民用建筑结构设计要点

2019-05-08 15:06  来源:未知   编辑:王会晶  点击:次   [我要评论]

  前言
 
  随着我国城市化进程的持续推进,越来越多的人口涌向城市中,导致城市建筑用地变得越来越紧张,为了缓解这一问题,高层建筑成为建筑行业发展的主要趋势。在高层民用建筑建设的过程中,建筑结构设计至关重要,直接影响着建筑的整体性能。因此对高层民用建筑结构设计的要点以及常见问题进行分析具有十分重要的实践意义。
 
  1高层民用建筑结构设计的要点分析
 
  随着高层建筑工程数量的增加,高层民用建筑结构设计在整个建筑设计中所占的比重也越来越高。高层民用建筑结构设计会对建筑的平面布置、立面体形以及内部管道设置等方面产生较大的影响,同时不同的设计方案下施工技术的选用也有所差异,从而影响到整个建筑工程的工期和造价。由此可见,高层民用建筑结构设计的重要性不容忽视,其要点主要包括以下几个方面:
 
  1.1水平荷载
 
  在进行低层或是多层建筑结构设计时,通常需要考虑到竖向荷载控制而进行设计,然而在高层民用建筑结构设计中,不仅需要考虑到竖向荷载,水平荷载也不容忽视。因为高层民用建筑在竖向上荷载引起的轴力以及弯矩数值和建筑的高度的一次方成正比。而水平荷载造成的倾覆力矩以及轴力则和建筑高度的二次方成正比。此外,对于一些特定高度的建筑来说,其竖向荷载是固定的,但是水平荷载则会随着结构动力特性的变化而产生相应的变动。因此在高层民用建筑结构设计的过程中,水平荷载是必须考虑的一项因素。
 
  1.2结构延性
 
  和低层楼房相比,高层民用建筑结构的柔和度相对较大,因此更容易在地震的作用下出现变形情况。因此高层民用建筑结构必须具备较好的延性,且强于进入塑性变形阶段之后的变形力,如此才能最大程度的避免高层建筑出现的倒塌的情况。因此在建筑结构设计中必须采取一定的措施提升高层建筑结构的延性。
 
  2高层建筑结构设计的原则
 
  2.1选择最佳结构方案
 
  在进行高层民用建筑结构设计时,除了要考虑设计的合理性以及经济性之外,还需加强对结构形式以及结构体系的重视,尤其需要注意的是,最好避免不同类型结构体系混合使用的情况。设计人员应该对各方面影响因素进行全面细致的分析,保障建筑结构体系受力的明确性和受力传达的便捷性,在此基础上确定高层建筑结构施工方案。
 
  2.2选择合理的计算简图
 
  高层民用建筑结构的计算简图直接影响着高层建筑结构的计算公式和结构构造方法,一旦计算简图出现错误,将会给高层民用建筑结构埋下严重的安全隐患,因此只有合理选择计算简图,才能保障建筑结构的安全性。虽然在选择计算简图时会出现一定的误差,但只要将其控制在合理的范围内就可以为施工活动提供良好保障。
 
  3高层民用建筑结构设计中的常见问题分析
 
  3.1高层民用建筑结构设计选型不当
 
  高层民用建筑结构设计选型不当具体表现在以下几个方面:其一,结构过高。根据我国建筑抗震规范的要求,建筑结构高度存在一定的限制,但是结构超高的问题却普遍存在着。例如,将原有的限制高度设定为A级高度,或是增加了B级高度的建筑。因此在高层民用建筑结构设计的过程中,必须对这一因素进行严格的控制。很多情况下,一旦遭遇结构类型变更问题,就很容易忽略结构高度的相关规定,这时必须及时组织专家会议对设计进行论证,如此才能最大程度的避免因此类问题对工程工期和造价产生的不利影响。其二,结构不规则。高层民用建筑结构的规则程度直接影响着其抗震性能,因此在抗震规范中对建筑结构的规则性作出了强制性约束。因此在高层民用建筑结构设计中应该严格遵守规范要求,避免对后续施工活动造成影响。其三,嵌固端设置不当。一般情况下,高层民用建筑都带有二层或是以上的人防或是地下室,嵌固端就可能会设置在地下室或是人防的顶板上,这就导致一部分设计人员对嵌固端的设置出现了忽视,引发一系列问题,如嵌固端上下层抗震等级不一致、上下层刚度比不达标等。
 
  3.2高层民用建筑结构设计中的计算问题
 
  计算分析是高层民用建筑结构设计的关键环节,准确、高效的内力分析才能为结构设计提供可靠的依据,保障工程的整体质量。在建筑结构计算分析阶段,常见的问题主要包括以下几个方面:其一,软件选择不合适。当前阶段,高层民用建筑结构设计常用的计算软件主要包括TAT、SATWE以及TBSA等。采用不同软件进行模型计算时会出现一定的差异。因此想要保障计算分析的准确性,就需要设计人员结合建筑的类型选择合适的软件,如此才能有效的避免偏差。同时,可以使用多种软件,并对各软件的计算结果进行对比分析,从中选择最合理的计算结果。但是在实际工作中,常常存在软件选择不合理的情况,不仅造成时间和精力的浪费,同时也埋下了一定的安全隐患。其二,地震力是否放大的问题。这一部分的主要内容一直受到新老规范的关注,新规范要求必须结合大量的工程实测周期数据来确定不同体系下高层民用建筑结构的自振周期折减系数。其三,振型数目是否足够。在新规范中,引入了振型参与系数的相关概念,并给出明确的参数限值。但是由于在旧规范中并不存在振型参与系数的相关概念,导致新规范中给出的参数限值并不符合要求。因此在高层民用建筑结构设计的过程中,有必要对计算的结果参数进行细致的判断,如有必要,可以对振型的数目取值进行适当的调整。
 
  4结语
 
  综上所述,近些年来,我国城市高层民用建筑获得了迅速的发展,为了保障建筑质量的安全可靠,必须对建筑结构设计中存在的各类问题进行完善。对此,应该结合我国高层民用建筑结构设计理论的发展情况,对高层民用建筑结构设计的原则和理念进行明确,选择最佳的建筑结构体系,如此才能促进我国建筑行业的健康发展。
 
  参考文献
 
  [1]张小强.高层民用建筑结构设计的几点重要思考[J].建筑知识,2016,36(13):20.
 
  [2]赵剑.浅析高层民用建筑结构设计的要点常见问题[J].中国新技术新产品,2013(09):192.

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