摘要:目前,我國經濟水平持續上升,人民的生活條件逐步提高。與其相適應的鋼筋混凝土高層建筑業也在不斷地完善,應用性不斷加強。建筑設計人員也在不斷提高自己的業務水平。下文中我們就結構設計中一些問題進行詳細說明。
關鍵詞:高層建筑,結構設計,建筑設計論文發表,注意問題
一、高層建筑結構受力方面
當給我們一個設計物的方案時,作為一個設計師應該重點考慮的它的空間構成特點,而不是它的具體細節。
眾所周知,建筑物的豎向和橫向的穩定性主要依賴于它的底面。一個建筑物往往由一些大的而且笨重的組件形成,由于重力作用和力的傳遞作用,總的荷載作用在底面上,所以我們要明晰在整個體系中向下的力和底面所承載的力之間的聯系。因此,為了更好地設計建筑物,我們需要對建筑物中的承受力的構件數量和作用出做出一個設計。
我們接觸的建筑物,他的橫豎方向的設計原理都是一樣的。,但是,由于層數的不斷增加。我們在考慮豎直方向的穩定性時,要考慮到:1較大的豎向力要求有較大的支撐物,可以用柱、墻或者是井筒;2按照力學原理,對柱等的側向力最終產生的力矩和剪切作用比平時要大很多。
我們知道,豎向荷載往往是線性增加的,但是側向荷載卻不相同,它隨著設計物的高度增加而增加。假設所以的條件都一樣,風荷載作用建筑物,底面所所受到的力和建筑物的高度的二次方成線性關系,在建筑物的頂端的水平位移和高度的四次方成線性關系。當有地震發生時,作用效果會更加顯著。我們在設計高層建筑物時不光要考慮到剪切作用,而且要對抗彎做出預防,因此,我們在設計高層和低層的建筑時有很大的不同。
二、結構選型階段
在我們進行高層設計建筑時,作為一個結構工程的設計人員,往往應該注意以下幾點。
2.1結構的規則性問題。
我們在學習規范時會發現,新的規范發生了很大的變動,在新的規范中,增加了很大的條件。例如:平面規則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等,而且,新規范采用強制性條文明確規定“建筑不應采用嚴重不規則的設計方案。”因此,結構工程師在遵循新規范的這些限制條件上必須嚴格注意,以避免后期施工圖設計階段工作的被動。
2.2結構的超高問題。
在抗震規范與高規中。對結構的總高度都有嚴格的限制,尤其是新規范中針對以前的超高問題,除了將原來的限制高度設定為A級高度的建筑外,增加了B級高度的建筑,因此。必須對結構的該項控制因素嚴格注意,一旦結構為B級高度建筑甚或超過了B級高度,其設計方法和處理措施將有較大的變化。 在實際工程設計中,出現過由于結構類型的變更而忽略該問題。導致施工圖審查時未予通過,必須重新進行設計或需要開專家會議進行論證等工作的情況,對工程工期、造價等整體規劃的影響相當巨大。
2.3嵌固端的設置問題。由于高層建筑一般都帶有二層或二層以上的地下室和人防,嵌固端有可能設置在地下室頂板,也有可能設置在人防頂板等位置,因此,在這個問題上,結構設計工程師往往忽視了由嵌固端的設置帶來的一系列需要注意的方面,如:嵌固端樓板的設計、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級的一致性、在結構整體計算時嵌固端的設置、結構抗震縫設置與嵌固端位置的協調等等問題,而忽略其中任何一個方面都有可能導致后期設計工作的大量修改或埋下安全隱患。
2.4短肢剪力墻的設置問題。在新規范中,對墻肢截面高厚比為5-8的墻定義為短肢剪力墻。且根據實驗資料和實際經驗,對短肢剪力墻在高層建筑中的應用增加了相當多的限制,因此,在高層建筑設計中,結構工程師應盡可能少采用或不用短肢剪力墻,以避免給后期設計工作增加不必要的麻煩。
三、地基與基礎設計方面
在進行建筑物的設計時,第一要考慮的就是低地基問題。主要因為在此階段設計的好壞,將對后期的設計施工造成很大的影響,地基造價對整個工程的造價產生決定性作用,如果在這階段出現問題,產生的后果將無法估計。我們在進行地基設計中,僅僅依靠一本國家性的地基規范是不行的,我國土地資源豐富,地理條件復雜,國家性的規范很難詳細準確的對地方土地進行陳述。所以我們要詳細的研究地方性的設計規范,以免在此階段設計出現問題,為后期設計中造成影響。在此規范中,還往往會有一些地基設計的一些經驗和經常性問題的解決辦法。
四、結構計算與分析方面
整個工程的設計好壞往往依賴于精確的對整個結構內力的分析和按規定準確地處理所遇見的問題。現如今,我國推出新的規范,這些規范對計算和分析有了很大的調整,因此我們要格外注意這些新的內容。工程師更要對此有一個清晰地思路和準確的認識。
4.1結構整體計算的軟件選擇。目前比較通用的計算軟件有:SATWE、TAT、TBSA或ETABS、SAP等,但是,由于各軟件在采用的計算模型上存在著一定的差異,因此導致了各軟件的計算結果有或大或小的不同。所以,在進行工程整體結構計算和分析時必須依據結構類型和計算軟件模型的特點選擇合理的計算軟件,并從不同軟件相差較大的計算結果中,判斷哪個是合理的、哪個是可以作為參考的,哪個又是意義不大的,這將是結構工程師在設計工作中首要的工作。否則,如果選擇了不合適的計算軟件,不但會浪費大量的時間和精力,而且有可能使結構有不安全的隱患存在。
4.2對地震力的增加和自振周期的影響因素思考,這些問題在以前的規范中早有解釋,但是由于科學技術的發展,有很大的弊端。新的規范的下達,對自振周期有了很深入的研究,它根據各個結構的不同計算出折減系數。
4.3振型數目是否足夠。 由上面知道,再新的規范中,出現了折減系數這個名詞,并且有了詳細的區間數值。但是在老的規范中沒有解釋振型參與系數甚至也沒有相關的解釋,這就要求我們必須在設計計算時,對我們產生的記過進行一些分析判斷,或者調整這個系數的取值大小。
4.4多塔之間各地震周期的互相干擾,是否需要分開計算。先如今,地盤大的,樓層高的建筑屢見不鮮。我們在進行計算時,需要將整個建筑物看成一個整體進行分析計算,在計算一些局部時,我們要對整個體系進行拆分。在拆分時,有許多問題需要注意。多塔式建筑也是我們要研究的對象之一,如果塔間具有足夠的剛度,往往在計算時要考慮振型參與系數。但是地震力的計算值和實際值仍有很大的差距,使得建筑物存在安全隱患。
4.5非結構構件的計算與設計。用戶在對建筑進行購買時,大多數都會考慮美觀的因素。設計人員進行設計時會添加一些美觀但是不承受力的構件。由于高層的風荷載和地震對其影響很大。這就為這些構件的添加產生一些難度。因此我們在計算時,要小心處理該數據,盡可能的減少不必要的問題。
五、小結
綜上,設計高層混泥土建筑是一個十分耗時并且復雜的過程,任何一個過程中出現錯誤都有可能造成很大的危害,并且給我們的建筑的設計增加很大的麻煩。因此我們要格外注意高層鋼筋混泥土的設計。
參考文獻
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