白懷星 李淑婷/陜西省延安市建筑設(shè)計(jì)院
有關(guān)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題及對(duì)策的探討
白懷星 李淑婷/陜西省延安市建筑設(shè)計(jì)院
隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大、土地資源的日益緊缺,高層建筑已經(jīng)成為了城市未來(lái)發(fā)展的主要方向。因此,研究高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題并提出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)策略有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文首先對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則進(jìn)行了簡(jiǎn)單的闡述,而后分析了當(dāng)前高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題,并最終針對(duì)問(wèn)題提出了相應(yīng)的應(yīng)對(duì)策略。
高層建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);應(yīng)對(duì)策略
眾所周知,高層建筑能有效地提高土地利用率,這在一定程度上緩解了我國(guó)城市發(fā)展的土地稀缺壓力,但建筑過(guò)高對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求更高。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在高層建筑中起著舉足輕重的作用,它是建筑中的基礎(chǔ)、建筑中的框架。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不但會(huì)影響建筑物整體的形態(tài),而且也直接影響到了建筑物的穩(wěn)定性和安全性。好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠使建筑使用的價(jià)值得到提升,讓居民對(duì)住房的功能性與舒適度得到滿(mǎn)足,同時(shí)也能夠充分地利用好建筑空間,滿(mǎn)足實(shí)用和美觀(guān)兩方面的要求。
(一)科學(xué)合理選擇基礎(chǔ)方案
在高層建筑項(xiàng)目施工之前,應(yīng)結(jié)合高層建筑項(xiàng)目周邊的地質(zhì)、地貌條件,科學(xué)合理的選擇基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案,對(duì)于高層建筑項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)類(lèi)型、荷載分布,設(shè)計(jì)人員必須要熟練全面掌握,以便于能夠全面、仔細(xì)的分析高層建筑施工條件、施工影響因素等各方面條件,最終科學(xué)合理的選擇基礎(chǔ)方案[1]。
(二)選擇合理的計(jì)算簡(jiǎn)圖
對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算必須要依照計(jì)算簡(jiǎn)圖進(jìn)行,因此,倘若計(jì)算簡(jiǎn)圖存在問(wèn)題,則會(huì)引起高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理,進(jìn)而造成高層建筑的一些安全問(wèn)題。因此,在設(shè)計(jì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),要建立在安全基礎(chǔ)之上選擇合理的計(jì)算簡(jiǎn)圖[2]。
(三)選擇適合的計(jì)算工具
目前,在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,并展現(xiàn)出了良好的應(yīng)用效果,對(duì)于推動(dòng)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)發(fā)展發(fā)揮了重要的作用。因此,對(duì)于計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算工具,高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員必須要全面掌握、熟練運(yùn)用,以便能夠?qū)⒂?jì)算工具的功效發(fā)揮的更大。
(四)選擇科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案
高層建筑項(xiàng)目在建設(shè)之前,必須要全面考慮設(shè)計(jì)方案的可行性,是否滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性原則,是否嚴(yán)格遵循建筑結(jié)構(gòu)體系原則,此外,為保障結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理,在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),一定要注重建筑結(jié)構(gòu)的傳力簡(jiǎn)單以及受力明確。
(一)扭曲問(wèn)題
結(jié)構(gòu)中心、剛度中心、幾何中心是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的建筑三心,建筑三心合一是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中的重要目標(biāo),然而,在高層建設(shè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,三心存在著扭曲現(xiàn)象,設(shè)計(jì)過(guò)程中無(wú)法實(shí)現(xiàn)三心的真正合一,進(jìn)而在水平壓力的影響下,高層建筑產(chǎn)生扭曲震動(dòng)的情況,給高層建筑的安全帶來(lái)巨大的隱患。
(二)高層建筑結(jié)構(gòu)超高問(wèn)題
處于對(duì)高層建筑抗震的實(shí)際需要,對(duì)高層建筑物的高度有著嚴(yán)格的規(guī)范要求,因此,在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要確保能夠滿(mǎn)足抗震的實(shí)際需求。建筑物超高問(wèn)題是常見(jiàn)的問(wèn)題之一,以往對(duì)建筑物的設(shè)計(jì)高度規(guī)定為A級(jí)高度,在新規(guī)范不斷改革中,對(duì)高層建筑設(shè)計(jì)超高規(guī)定的要求越發(fā)嚴(yán)格,并且規(guī)定的描述也越發(fā)詳細(xì),在新規(guī)定中不僅對(duì)限制高度A級(jí)高度做出了規(guī)定,還在細(xì)化的基礎(chǔ)之上增加了B級(jí)高度[3]。在新規(guī)定中更加明晰的規(guī)定了超高問(wèn)題,在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中其方法和措施等都有了一定的改進(jìn)。如果在實(shí)際設(shè)計(jì)中,對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)等方面設(shè)計(jì)的改變問(wèn)題忽視,并且在高層建筑超高問(wèn)題上沒(méi)有給予高度重視,施工圖紙也沒(méi)有進(jìn)行嚴(yán)格的審查,不能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題等,都會(huì)給高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來(lái)消極的影響。
(三)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剛度問(wèn)題
在高層建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中經(jīng)常遇到的一個(gè)問(wèn)題就是樓層豎向結(jié)構(gòu)規(guī)則性與樓層的平面剛度問(wèn)題,進(jìn)行高層建筑設(shè)計(jì)時(shí),因?yàn)槊總€(gè)設(shè)計(jì)人員各自擁有不同的設(shè)計(jì)理念,所以就產(chǎn)生了存在差異的設(shè)計(jì),致使結(jié)構(gòu)因?yàn)樵O(shè)計(jì)過(guò)程的不同,也使得經(jīng)濟(jì)指標(biāo)存在著很大的差異,有的設(shè)計(jì)人員沒(méi)有采用正確的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)措施,在結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上缺乏正確的觀(guān)念,一味追求建筑外觀(guān)上的獨(dú)特新穎,忽視了抗側(cè)移的剛度對(duì)高層建筑能否抗震影響很大,地基有很好的強(qiáng)度與穩(wěn)定性,所以在這個(gè)時(shí)候,設(shè)計(jì)時(shí)必須要降低抗需剛度。
(一)在扭轉(zhuǎn)問(wèn)題方面
在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,扭轉(zhuǎn)問(wèn)題也是常常會(huì)出現(xiàn)的一個(gè)重要問(wèn)題。為了能夠確保建筑物不受到荷載作用的影響而出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)的問(wèn)題。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作人員,在設(shè)計(jì)中一定要確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的形式以及平面布局等具有合理性與科學(xué)性,確保在建設(shè)中高層建筑能夠處于三心合一的狀態(tài)之下[4]。除此之外,在受力性問(wèn)題方面,需要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)體重地基承載力實(shí)施合理科學(xué)的設(shè)計(jì),明確與向下作用力之間存在的關(guān)系。因此,在高層建筑方案設(shè)計(jì)中,一定要充分的考慮承重墻與承重柱等各個(gè)方面的因素,確保高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。
(二)加大對(duì)超高建筑的審查力度
隨著我國(guó)的高層建筑逐漸朝著高層的方向發(fā)展,在中國(guó)目前的施工水平與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的水平下,我國(guó)對(duì)高層建筑的高度有了全面規(guī)定,然而在實(shí)際過(guò)程中,有很多超高情況的發(fā)生。在我國(guó)對(duì)于高層建筑不提倡超高的行為,因?yàn)殡S著高度越來(lái)越大,建筑整體上的抗震性也會(huì)減少,地震發(fā)生時(shí),會(huì)危害到超高層的建筑,尤其是在建筑物高度不斷上升的情況下,建筑的安全會(huì)受到很大的影響。因此,國(guó)家相關(guān)部門(mén)必須加大在高層建筑上的審查力度,加大違反建筑標(biāo)準(zhǔn)行為的懲處力度,健全建筑高度與抗震規(guī)范,使高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性得到保障。
(三)合理選擇結(jié)構(gòu)剛度設(shè)計(jì)
進(jìn)行結(jié)構(gòu)的剛度設(shè)計(jì)時(shí),在變形限值的范圍內(nèi),在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)剛度時(shí)要盡量小,這樣做會(huì)對(duì)共振的減少與抗震性產(chǎn)生極其重要的影響,高層建筑的設(shè)計(jì)才有安全的保障。在巖基埋的較淺的地方或者是土地比較好的地方,基礎(chǔ)要以樁基為基礎(chǔ),這樣建筑持力層會(huì)落在巖層中,使得地基能夠具有很好的強(qiáng)度與穩(wěn)定性,面對(duì)這種情況時(shí),建筑抗需剛度的設(shè)計(jì)就可以降低了,把結(jié)構(gòu)極限的變形作為主要的控制標(biāo)準(zhǔn)[5]。
本文主要針對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題以及解決措施與高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所堅(jiān)持的原則進(jìn)行相應(yīng)的分析。明確目前的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有很多問(wèn)題存在,這些問(wèn)題不僅影響高層建筑的質(zhì)量,還留下了極大的安全隱患,因此,解決這些問(wèn)題已經(jīng)成為建筑行業(yè)發(fā)展中的重要一項(xiàng)任務(wù)。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,應(yīng)該給予建筑扭轉(zhuǎn)問(wèn)題以及規(guī)劃問(wèn)題等高度重視,確保所選的計(jì)算簡(jiǎn)圖具有科學(xué)性與合理性,只有這樣,才能夠確保高層建筑設(shè)計(jì)科學(xué)合理,并且具有一定的安全性,從而不斷的推動(dòng)建筑行業(yè)的發(fā)展。
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