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探討高層建築的結構設計?

目前,高層建築在我國城市建設中的比重越來越大,建築結構設計的變化也越來越多。在我國的城市建設中,許多新興的結構設計方案正在快速湧現。建築的類型和功能越來越復雜,高層建築的數量越來越多,高層建築的結構體系也越來越多樣化,高層建築的結構設計在高層建築的結構工程設計中越來越困難和重要。面對這樣的情況,首先應該研究高層建築的結構設計。

1高層建築結構設計原則

1.1選擇合適的計算圖:結構計算公式是以計算圖為基礎的,計算圖選擇不當往往會導致結構安全事故,所以選擇合適的計算圖是保證結構安全的重要條件。計算圖也要有相應的構造措施來保證。實際結構的節點不能是純鉸節點和剛接節點,但計算圖的誤差應在設計允許範圍內。

1.2選擇合適的基礎方案:基礎設計應根據工程地質條件、上部結構型式及荷載分布、相鄰建築物的影響、施工條件等綜合分析,選擇經濟合理的基礎方案。設計時應最大限度地發揮地基的潛力,必要時應檢查地基變形。基礎設計要有詳細的地質勘察報告,壹些缺乏地質報告的建築要實地查看,並參考相鄰的建築資料。通常,對同壹個結構單元使用兩種不同的類型是不合適的。

1.3合理選擇結構方案:合理的設計必須選擇經濟合理的結構方案,即可行的結構形式和體系。結構體系應受力明確,傳力簡單。同壹結構單元不應混用不同的結構體系,地震區應力求平面和豎向規則。總之,要綜合分析工程的設計要求、材料供應、地理環境、施工條件,與建築、電、水、暖等專業充分協商,在此基礎上選擇結構方案,必要時多方案比較,擇優選擇。

1.4計算結果的正確分析:計算機技術在結構設計中應用廣泛,但由於目前軟件種類繁多,不同的軟件往往導致計算結果不同。因此,設計人員應對程序的適用範圍和條件有全面的了解。在計算機輔助設計中,結構的實際情況與程序不符,或者人工輸入錯誤,或者軟件本身有缺陷,都會導致計算結果錯誤。因此,要求結構工程師在得到計算機結果時,認真分析,仔細核對,做出合理的判斷。

1.5采取相應的構造措施:在結構設計中始終牢記“強柱弱梁,強剪弱彎,強壓強拉”的原則,註意構件的延性;加強薄弱部位;註意鋼筋的錨固長度,特別是鋼筋執行段的錨固長度;考慮溫度應力的影響。

2高層建築結構設計的特點

2.1軸向變形不可忽視:高層建築中,豎向荷載很大,可引起柱內較大的軸向變形,影響連續梁的彎矩,導致連續梁中間支座負彎矩減小,跨中彎矩和端部支座負彎矩增大;此外,還會影響預測構件的下料長度,要求根據計算的軸向變形調整下料長度;此外,它影響構件的剪力和側向位移,與考慮構件的豎向變形相比,會導致不安全的結果。

2.2結構延性是壹個重要的設計指標:與底層建築相比,高層建築的結構較軟,地震作用下的變形較大。為了使高層建築結構在進入塑性變形階段後仍具有較強的變形能力,避免倒塌,尤其需要在結構上采取適當的措施,保證結構具有足夠的延性。

2.3水平荷載成為決定因素:壹方面,高層建築自重和豎向構件中樓面荷載引起的軸力和彎矩只與建築高度的壹次方成正比;結構上水平荷載引起的傾覆力矩及其在豎向構件上引起的軸力與建築物高度的平方成正比;另壹方面,對於具有壹定高度的建築物,豎向荷載壹般是恒定的,而作為水平荷載的風荷載和地震作用的值隨著結構的動力特性變化很大。

3高層建築結構相關問題分析

3.1結構超高問題:在抗震規範和高規範中,對結構總高度有嚴格的限制,特別是新規範中,針對之前的超高問題,除了將原限制高度設置為A級高度,增加B級高度外,處理措施和設計方法有較大變化。在實際工程設計中,由於結構型式的改變而忽略了該問題,導致施工圖審查失敗,需要重新設計或召開專家會議進行論證,對工程工期和成本的統籌影響很大。

3.2短肢剪力墻的設置:新規範中將墻肢截面高厚比為5 ~ 8的墻體定義為短肢剪力墻,而根據試驗數據和實踐經驗,短肢剪力墻在高層建築中的應用受到了很大的限制。因此,在高層建築設計中,結構工程師應盡量少用或不用短肢剪力墻,以避免為後期設計工作帶來不必要的麻煩。

3.3預埋端的設置:由於高層建築壹般有兩層或兩層以上的地下室和人防,預埋端可設置在地下室頂板上,也可設置在人防頂板上等。因此,在這個問題上,結構設計工程師往往會忽略預埋端的設置帶來的壹系列需要註意的方面。比如,埋入端樓板的設計,埋入端上下樓板剛度比的限制,埋入端上下樓板抗震等級的壹致性,結構整體計算中埋入的設置,結構抗震縫的設置與埋入端位置的協調等。,忽視其中任何壹項都可能導致後期設計工作中的大量修改或埋下安全隱患。

3.4結構正則性:新舊規範在這方面的內容變化較大,新規範在這方面增加了不少限制,如平面正則性信息、嵌固端上下樓層剛度比信息等。而且新規範采用強制性條文明確規定“建築不得采用嚴重不規範的設計方案。”因此,結構工程師必須嚴格註意這些限制,以避免施工圖設計後期的被動。

4結論

近年來,我國高層建築建設發展迅速。但從設計質量來說,並不理想。在高層建築的結構設計中,結構工程師不能只註重結構計算的準確性而忽略結構方案的具體實際情況,應進行合理的結構方案選擇。高層建築的結構設計人員要根據具體情況具體分析,用自己掌握的知識處理實際建築設計中遇到的各種問題。

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