文档介绍：高层建筑结构设计与具体问题分析
高层建筑结构设计与具体问题分析
摘要:随着我国建筑行业的迅速发展,可以把高层建筑的材料、形式、力学分析模型是渐渐变得复杂,而且其结构体系也是趋于多样化的,结构工程师设计工作的重点以及难点就是对高层建筑的结构设计问题。本文笔者就高层建筑结构设计的特点进行了介绍,同时针对目前高层建筑结构设计中存在的问题进行了探讨并提出了相应的措施,希望能够为我国高层建筑的发展提供一些参考和建议。
关键词:高层建筑;结构设计;问题分析
中图分类号:TU97 文献标识码:A
随着社会的发展和科技的进步,建筑物的高度逐渐增高,高层建筑越来越多,并广泛的出现在人们的生产和生活之中。在高层建筑的建设中,结构设计是其中非常重要的组成部分,对建筑物的建设、养护等产生重要的影响。
1、高层建筑结构设计特点
高层建筑的结构要同时承受垂直荷载和风产生的水平荷载,还要具有抵抗地震作用的能力。低层结构的水平荷载对结构影响通常较小,但在高层建筑中,水平荷载和地震作用将成为控制因素。高层建筑随着高度的增加,位移增加很快。然而过大的侧移会使人感觉不舒服,从而影响使用,还会造成非结构构件和结构构件的损坏。所以必须将结构的侧移控制在一定的范围之内,于是抗侧力结构设计成为高层建筑设计的关键。
随着高度的增加,位移增加很快。结构既要承受垂直荷载和风产生的水平荷载,还要具有抵抗地震作用的能力。但是过大的侧移会使人感觉不舒服,从而影响使用,会造成非结构构件和结构构件的损坏。所以必须将结构的侧移控制在一定的范围之内。
2、高层建筑结构常见问题
(1) 优化的目标还不能完全符合工程的需要。由于实际结构问题往往十分复杂,存在设计变量多、约束条件多、受建筑功能限制较大等难点,而且,目前尚没有实用的高层建筑优化分析软件。很多高层建筑设计项目,结构方案和布置还是比较合理的,其构件截面也是同类型结构中常用的尺寸,但是计算分析后还存在某些薄弱环节,为了改善这种受力状况,增大构件截面却未能得到明显改善,反而增加了材料耗量。
(2)在高层建筑中,建议尽可能采用钢骨混凝土结构、钢管混凝土(柱)结构或钢结构,以减小柱断面尺寸,并改善结构的抗震性能。在超过一定高度后,为减小风振,钢骨(钢管)混凝土通常作为首选。在钢骨混凝土构件中,日本阪神地震震害说明,采用格构式的型钢时,震害严重,采用实腹式的热轧型钢或焊接工字钢的,则震害要减小许多。
(3)只重视结构尺寸的优化,忽视结构整体的优化。已有的研究结果表明,形状优化比尺寸优化更有意义。设计人员较普遍地认为,结构设计只要结构方案和布置合理,构件截面只要通过计算结果满足规范即可,认为上部结构相对下部结构,即地基基础部分,特别是软土地基的意义不大,因此对上部结构截面的优化所能达到的经济效益未予以充分的重视。
(4)防火设计问题比较突出。一些设计人员对防火规范、规定不熟悉,对建筑物分类有错误,导致在设计中对防火标准执行有误,消防处理不当,存在许多安全隐患;一些重要场所的安全疏散出口、疏散门开启方向不正确,影响安全疏散;有些设计中的防火分区面积过大,防火间距过长,设计存在随意性;有些消防设施设计不合理、不配套。
3、如何完善我国高层建筑结构设计
(1)加强建筑物地基结构设计
为防止或减少由于地基沉降或不均匀