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高层建筑结构设计规程

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高层建筑结构设计规程

高层建筑结构设计规程范文第1篇

[关键词]大开间;大跨度;多高层建筑结构设计;问题

中图分类号:TU208文献标识码: A

一、前言

在当前建筑设计过程中,无论是多层建筑还是高层建筑,结构的设计是至关重要的,合理的结构设计对整个建筑工程的质量都有重要的影响。在多高层建筑结构设计的过程中基础的合理设计、纵横刚度与主梁受扭问题、杆件轴向变形、次弯矩问题的影响问题都是设计的重点,我们在设计的过程中要根据相关的标准进行设计。

二、高层建筑结构设计原则

1.选择合理的结构方案

在当前建筑结构设计的过程中,方案的选择是至关重要的,不同的建筑,在选择方案时也会有不同,在选择方案时要遵守经济合理、安全实用、节能环保等原则。在不同的地域对施工材料、施工工艺、施工技术有着不同的要求这就要求方案的设计者和施工者要对当地的具体施工情况进行详细的了解,通过论证选择出最佳的结构设计方案,满足工程建设的需要。

2.选择合适的基础方案

对建筑进行结构设计,要充分考虑建筑所在地的周边环境,要对工程的地质条件以及周围建筑的施工及特点做好调研,充分保证后续建筑过程与周边环境的和谐统一。建筑结构设计中要选择合适的基础方案,基础方案要体现结构设计的方方面面,要尽量显示建筑的全貌。同时,要考虑建筑的经济成本和效益,最大限度发挥建筑周边条件的作用,保证建筑的正常实施。

3.选择合适的计算简图

高层建筑的结构设计要选择适当的设计简图,由此可以防止由于计算简图选择不当,导致建筑安全隐患的发生概率增大。建筑结构计算是以计算简图为基础,所以结构设计中要特别注重计算简图选取问题,从而可以保证后续结构计算的准确性和建筑设计的安全性。当然,建筑实际结构与选取的计算简图之间允许存在合理误差,但是要尽量把工程实际控制在计算简图精度要求范围内。

4.分析所得到的计算结果

当下,信息技术飞速发展,由此也带动了建筑结构设计对计算机软件的应用。由于不同计算机软件会产生不同的计算结果,所以要对不同结果进行分析处理。由此,建筑结构设计人员就要具备专业的建筑结构设计理念和知识,更要对计算机软件有充分详细地了解,便于对计算机计算结果进行客观分析。由于操作人员自身的问题或者计算机软件具有的自身误差,使得计算结果与实际情况出现一定的差异,这时就要求结构设计人员客观判断,并予以纠正。

三、常见的问题分析

1、纵横刚度与主梁受扭问题

在大跨度多高层建筑结构设计的过程中,要有预应力次梁的设计,一般情况下预应力次梁设计在大跨度方向,主梁设计一般放在开间方向,要根据具体的情况考虑是否在主梁上施加预应力,这样就将在框架设计过程中的习惯改变,由于设计习惯的影响,总觉得横向刚度存在一定的问题。但是通过计算能满足相关标准的要求,在结构设计的过程中只要能满足相关标准的要求就能满足设计的要求,在使用的过程中也不会出现文艺问题。

2、次弯矩问题

超静定结构张拉时,在次反力作用下产生的截面弯矩称为次弯矩。在静定构件中,验算跨中截面抗裂性时,计算混凝土应力只是把混凝土取为脱离体。而计算跨中强度时,是把混凝土和钢筋共同取为脱离体,计算弯矩就等于荷载弯矩。若左端铰支不变,右端为两跨连续梁的中间支座,就成为超静定结构。两跨连续梁配筋,张拉钢筋时梁的变形将受到约束,中间支座处有一个力要把拱起的梁拉回原来的位置。左端支座产生的次应力在跨度各截面上产生次弯矩。在进行跨中截面混凝土抗裂验算和截面强度计算时,所取的脱离体完全与前述静定构件相同,只是按连续梁计算的支反力和荷载弯矩值将有所不同。

3、杆件轴向变形的影响问题

施加预应力的杆件要产生轴向变形,其中的徐变收缩变形很难准确计算,差别可能很大,但一般考虑长期变形为短期变形的2倍,人们往往能够接受。种种条件有利时,长期变形值可以再少取一些。杆件轴向变形引起整个超静定结构的内力变化,要认真分析。当轴向变形很大时,一般是在施工时采取让杆件可以自由变形的措施。张拉后,等一段时间再做成整体连接,但这样处理比较麻烦。

四、高层建筑结构设计问题与策略

1、高层建筑结构设计高度问题及解决。

我国有关部门对于高层建筑结构体系的最大高度问题,出台了一系列的规章制度,对其进行了严格的规定与规范,其中之一便是《高层建筑混凝土结构技术规程》。该《高层建筑混凝土结构技术规程》对于高层建筑结构体系的高度问题规定,主要是从经济性以及适用性等方面进行规范的。《规程》适宜高度,不仅仅与我国建筑施工技术水平以及建筑水平相关,而且还与我国国民经济发展水平,与建筑工程规范体系相协调。但是在实际的高层建筑结构设计以及施工中,出现了许多与《高层建筑混凝土结构技术规程》规定相违背的高度。举例来讲,在有些建筑物设计以及施工过程中,甚至出现了高达四百多米的组合机构大厦以及三百多米的混凝土结构体系的广场。尤其是近几年来,建筑物的高度不断增加,建筑物自身的参考系数已经超出了《高层建筑混凝土结构技术规程》的规定,例如在安全指标、荷载取值以及延性要求、材料性能、力学模型选择等方面。为此,对于这些高层建筑结构设计高度问题,设计单位需要严格根据高层建筑混凝土结构技术规程》等有关规定,对设计高度保持科学严谨的态度。

2、钢筋混凝土梁承载力问题及解决。

一般来讲,城市高层建筑主要是以写字楼以及其他办公场所为主,因此,在实际的高层建筑结构设计过程中,设计单位需要着重考虑到空调、消防等设备。这些设备不同于其他设备,它们往往是布置于楼层的梁底之下的,如果没有梁底开洞,就没有办法进行设备的安装。因此,在设备安装之前,设计单位需要对梁的承载力进行分析以及计算,避免出现由于梁底承载力不足而出现安全结构问题。对于梁底开洞之后的承载力,设计单位可以通过孔洞周边补强筋以及开孔梁挠度、裂缝宽度等数据进行分析。对于钢筋混凝土梁腹部开孔,国家出台了有关政策,例如《高层建筑混凝土结构技术规程》《混凝土结构构造手册》等,对于钢筋混凝土梁腹部开孔的位置、流程、环节以及大小等进行了科学的规范。设计单位在进行钢筋混凝土梁承载力计算时,还需要参考不同种类腹部开孔方式,提高钢筋混凝土梁承载力计算的精确度,这对于提高建筑物的稳定性以及安全性意义重大。除此之外,还可以对钢筋混凝土梁承载力进行有效地计算。我们在对钢筋混凝土承载力进行计算的过程中还要对腹部的开孔方式进行考虑,不同的开孔方式对钢筋混凝土的承载了是不同的,例如,在南京国际会展中心工程设计的过程中,横向和纵向的长度分别我292米和158米,横纵向都没有设置缝,这就不能满足承载力的需要,在不同的工程建设过程中,我们要根据工程设计的特点和需要对承载力进行计算,可见承载力的计算对建筑结构设计有着十分重要的作用和意义。

五、结束语

在大开闸大跨度多高层建筑结构设计的过程中要根据建筑的实际情况,采取相关的措施,保证建筑的结构设计能符合相关标准的要求,提升建筑结构设计的水平,促进大开闸大跨度多高层建筑结构设计的快速发展。

参考文献

[1]阴杰,曹京华,陈克勤.高层建筑的结构设计理念[J].山西建筑,2007

高层建筑结构设计规程范文第2篇

关键词:结构设计,高层建筑,质量,管理

Abstract: this paper illuminates the high-rise building structure design of the ideological basis, this paper analyzes the design of high-rise building quality of some of the major influence factors, involves designing high-rise personnel working process, the construction and design of the modified late change, etc. Create high-rise building design reflects the quality management system of our country and high-rise building design overall management of the quality of necessity

Keywords: structure design, high building, quality, management

中图分类号:TU318文献标识码:A文章编号:

伴随着我国社会经济的突飞猛进,高层建筑业也获得了迅猛发展。高层建筑结构的设计阶段大体划分成三部分:拟定结构方案阶段、结构计算阶段与施工图设计阶段。其中结构方案阶段的内容是:依照高层建筑的重要性,工程地质勘查报告,高层建筑所在地的抗震设防裂度,高层建筑的高度以及楼层的层数和高层建筑场地的类型来决定高层建筑的结构形态。一旦拟定了高层建筑结构的形态,就应该依照不一样的结构形态的需求以及特点来布置结构的受力构件以及承重体系。

1 高层建筑结构设计的思想基础

高层建筑结构设计指的是从事高层建筑结构设计的工作者对将要进行施工的高层建筑工程予以表达。把高层建筑当成产品的话,如果无优秀的质量,产品就无销售市场,而唯有高品质的产品,在市场竞争环境中才能稳操胜券,高层建筑设计亦是这样。唯有在高层建筑设计质量的优化管理上下功夫,才可以产出高品质的高层建筑设计作品。高层建筑设计,就某些意义层面上来说,能够与高层建筑产品类似,它是艺术创作以及科技的结晶。它不可以通过工业流程化、工厂生产化、程序设计化的过程得以生产,对于不一样的功用、属性的高层建筑从内里到外形上看都是不一样的。高层建筑设计质量的好坏,精准地讲是拟定一个目标的范围,高层建筑规程、标准以及规范是高层建筑设计是否合格的最基础标准。高层建筑设计精品是在高层建筑设计的实施过程中取长补短,尽善尽美。所以,对高层建筑设计质量进行优化管理值得倍加关注。高层建筑设计质量的优化管理,就在于着重强调了高层建筑设计的全局管理,这属于动态管理。它也替代了之前简易的结果管理淘汰制度。从而防止了时间的浪费以及经济损失的促成。高层建筑设计运行过程要善始善终,由监管到强化,由方案到施工图,由局部到全局、,这些工作程序均要予以细细分化、甄选以及提高。它是积极主动、极具挑战性的动态管理。

2实施高层建筑结构设计之前的准备工作

依照投资方所提出来的要求,高层建筑结构设计单位开始成立结构设计项目组,统筹安排实施结构设计的各个阶段和环节的专业设计人员、设计图标相关的校对工作人员、设计专业负责人、设计质量审核人员并且依据一定原则规定相对应的设计完成期限,形成高层建筑结构设计进程记录表。在进行设计合同的签订之前通过设计人员去弄清楚高层建筑工程投资者对该高层建筑的确切需求以及含蓄需求,向投资方派选的投资法人代表求取设计相关的资料,涉及到高层建筑及其周边环境评价报告、高层建筑施工地段地质勘察报告、高层建筑设计立项文件、高层建筑设计委托书等等。

3高层建筑设计过程的中期检查

高层建筑各专业在各阶段设计过程中该相互提供设计相关的基础资料,形成资料相互提供表,用这个表来规范各专业设计人员的设计行为。结构设计者必须做到积极同高层建筑各专业进行交流沟通,努力做到设计严密、没有疏漏。在初步的设计工作完成之后,施工图设计中可以依照工作状况,通过各级设计相关主要负责人实施设计进程中间环节的检查工作,形成设计中期检查表。各级相关负责人理应主动迅速地找到问题并且立刻将问题予以解决,以防止最后进行设计的校对以及审核的时侯更改太大,从而严重影响到设计的整体进程。设计人员必须严格遵循设计进程,一旦碰到特殊状况以致不能够在规定的时间内完成任务,应该尽快把状况向专业负责人予以反映,通过专业负责人另外设置设计人员协同工作,确保工作准时完成。在各个阶段设计完成之后实施设计校对以及审核,同时形成校对记录表以及审核记录表。

4高层建筑设计完成以后的质量维护

依照高层建筑设计图审核中心给的意见迅速实施更正,设计人员一旦遇到不明白的地方,应该早日积极同设计图的审核人员进行沟通更改,并且依照设计图审核中心提出的要求交付更正后的设计文件,力争尽早审核通过,交给投资方使用。根据投资方的需求实行技术交底,努力充当好投资方同高层建筑施工单位之间的交流桥梁。对于施工过程中反馈的问题假如关系到设计的更改,要准时做好设计更改,根据设计单位的相关需求作出相对应的处理后形成设计更改通知书递交施工单位加以利用。主体工程验收完毕以后,设计者要将整个设计过程的文本文档、设计图纸、表格等设计相关的资料进行存档保管并且完成好设计文件的相关记录。依据上面提到的对高层建筑结构设计全面质量管理的叙述,能够形成以下组织结构表进行归纳:上面的组织结构表显示可以知道,利用部分规范化的表格以及文本文档是实施高层建筑结构设计的全面质量管理的核心,此过程可以是清晰可见的,在执行过程中会条理比较清楚,非常易于被人接纳并且予以执行。与此同时,我们观察到高层建筑结构设计的全面质量管理可以精确地遵循全面质量管理的八项原则,也就是以顾客就是上帝、领导作用、全体设计相关人员参加、过程方法、高层建筑管理的系统方法、高层建筑设计持续完善、以事实为基础的决策方法、互惠互利的供方联系。

总结

综上所述,高层建筑结构设计的任务非常复杂,高层建筑工程相关的设计人员理应努力地研习各种类目的业务规范,不断提升自身的理论知识基本水平,依据高层建筑工程项目的具体情况,与自己的实践工作经验结合起来,准确把握高层建筑工程设计的关键要点,对所获得的结果实施科学的分析以及合理的考量,采取适宜的处理措施进行调整以及完善,只有如此,才能够设计出质量优秀的高层建筑。

参考文献

高层建筑结构设计规程范文第3篇

【关键词】高层建筑;结构设计;措施对策

中图分类号:TU97文献标识码: A

前言

一个合格的高层建筑结构设计不仅仅是要保证高层建筑的安全,而且还要保证建筑结构的合理性和经济性。在高层建筑结构设计中,高层建筑应该做到结构功能同外部条件相一致,结构的功能要与经济性相协调。为了更好地做好结构设计,应当用概念设计来检测计算设计的合理性。其中结构计算的主要指标有周期、周期的扭平比、剪重比、位移比等,这些指标都应当满足高层建筑结构设计的规范要求,还要注意高层建筑构造设计的细节问题。

一、高层建筑结构设计的特点

1高层建筑结构设计中的水平力

在多层建筑的结构设计里,通常是以重力为主要代表的竖向荷载来控制结构设计。但是,对于高层建筑来说,即使竖向的荷载依然是建筑结构设计中的一个非常重要的因素,但是起着决定性作用的却是水平荷载。这是由于建筑的自身重量与楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力与弯矩的数值,其值的大小仅与建筑高度大小成正比;而水平荷载对建筑结构产生的倾覆力矩,以及在竖向构件中所造成的轴力,与建筑物的高度大小的平方成正比。并且对于一定高度的建筑而言,竖向荷载的大小基本上是一个定值,而水平荷载的数值是随着结构动力性的不同而有一定的差异的。

2结构侧移是结构设计的控制指标

在高层建筑结构设计中结构侧移是其关键因素,这一点是与多层建筑不同的。随着建筑物层数的增加,水平荷载下结构的侧移变形问题变得越来越严重,对于水平荷载作用下的侧移应当控制在一个特定的限度里。

3抗震设计要求高

高层建筑结构设计的抗震设防设计除了需要考虑竖向荷载和风荷载以外,建筑结构还必须具备较好的抗震能力,在结构设计中应当做到小震不坏、大震不倒。

4轴向变形

在高层建筑中,由于竖向的荷载数值非常大,可以在柱中产生非常大的轴向变形,因而会使连续梁中间支座处的负弯矩值的大小变小,跨中正弯矩之和端支座负弯矩值的大小增大;还会在一定程度上影响预制构件的下料长度,根据轴向变形的计算值的大小,对下料长度进行相应的调整;另外还会影响到构件剪力和侧移。

5结构延性

与低层建筑与多层建筑相比,高层建筑的结构更柔一些,当出现地震的情况,高层建筑的变形会更大一些。为了使高层建筑在进入塑形变形阶段以后仍然具备较强的变形能力,为了避免建筑倒塌,应该特别需要在建筑构造中采用恰当的方法,以保证高层建筑的结构具有一定的延性。

二、高层建筑结构设计的基本要求

基础设计在设计的时候应当最大限度地发挥出建筑地基的潜力,在必要的时候还可以对地基变形进行验算。基础设计应该有详尽的地质勘探报告,在一般情况来说,同一个结构单元最好不要采取两种不同的基础类型。

在高层建筑构造设计中,必须对工程的设计要求、材料供应、地理环境以及施工条件等情况进行整体分析,并且要与建筑、水、电、暖等专业进行充分协调,同时在此基础之上对建筑结构进行选型,确定结构方案,在必要的时候还应该对多方案进行比较、择优。

在高层建筑构造设计中,为了保证建筑结构安全应当选择恰当的计算简图。计算简图中应当有相应的建筑构造措施作保证。实际的建筑构造节点一般不可能只是纯粹的铰接点或刚接点,但是必须要与计算简图的误差在构造设计的许可范围之内。

在高层建筑构造设计中,要坚持“强剪弱弯、强柱弱梁、强压弱拉”的原则;要注意构件的延性;注意钢筋的锚固长度;加强薄弱部位;把温度应力的影响考虑在内。

在高层建筑构造设计中,考虑均匀、规整、对称的原则;考虑抗震的多道防线;避免出现薄弱层。

三、高层建筑结构设计的问题及对策

1结构的超高问题

在有关抗震规范以及高层规程中,对于建筑结构的总高度有着明确、严格的限制,特别是在新出台的规范中,针对以前的超高问题,不仅仅将原来的高度限制采用A级高度之外,还增加了B级高度,无论是处理措施还是设计方法都有了不少改变。而在实际的建筑工程设计中,有过由于未考虑结构类型转变的问题,致使施工图在审查时没有通过,要求必须重新调整结构设计或者召开专家会议进行进一步论证的案例,这对建筑工程的工期、造价等方面的影响非常大。因此,在高层建筑构造设计时必须严格按照相关规定,控制建筑总高度,以避免不必要的损失。

2短肢剪力墙的设置

根据新规范的相关规定,把墙肢截面的高厚比在4到8之间的墙定义为短肢剪力墙,经过大量的实验数据以及实际工程经验,对于短肢剪力墙在高层建筑中的应用添加了非常多的限制,所以,在高层建筑构造设计中,结构设计工程师应当尽可能少地采用最好是不采用短肢剪力墙。

3嵌固端的设置

现在的高层建筑通常都配置两层或者两层以上的地下室和人防,嵌固端一般会设置在地下室的顶板上,也有可能是设置在人防的顶板上,所以,在嵌固端的设置位置这个问题上,结构设计工程师通常会忽视由于嵌固端的设置问题所带来一些需要注意的地方,例如:嵌固端楼板的设计、在结构整体计算时的嵌固端的设置、嵌固端上下层的刚度比的限制、结构抗震缝的设置与嵌固端位置的协调性、嵌固端上下层的抗震等级的一致性等问题,如果忽视其中一个方面就极有可能导致在后期设计时的工作量全部放在结构设计的修改上,甚至是为建筑的安全埋下伏笔。因此,在高层建筑结构设计中应当把与嵌固端的设置相关的问题考虑进去,以免设计后期的麻烦。

4高层建筑结构的规则性

新出台的规范在高层建筑结构的规则性上与以前的规则有较大的不同,新规则在这方面增加了比较多的限制条件,不像以前那么宽松,例如:嵌固端上下层的刚度比信息、平面规则性信息等内容,并且,新的规范还采用了强制性的条文明确规定:高层建筑不应当采取严重不规则的结构体系。所以,结构设计工程师必须严格注意新规范中的这些限制,以避免在后期施工图的设计工作中形成被动的局面。

四、总结

近几年来,我国的高层建筑的建设步伐越来越快。为提高结构设计的质量,结构设计人员应当不断地学习,提高自身能力,吸取以往设计失败的教训,结合建筑施工实践,通过工程经验的积累,并精心设计才能做出安全、先进、经济的高层建筑的结构设计。

【参考文献】

[1]胡丽荣.概念设计在建筑结构设计中的应用意义[J].黑龙江科技信息,2010,6(27):90-92.

[2]包乐琪 郭玉霞 陈绪坤.概念设计在建筑结构设计中的应用[J].科技致富向导,2011,5(14):69-71.

高层建筑结构设计规程范文第4篇

Abstract:With the rapid development of modern science and technology and urban construction land is nervous, more and more high-rise building and super-tall buildings appear in the big cities. At this time, the new structure design is also quickly developed. The problems in the designing also will become the top of the problem that designers will face towards certainly. This paper aims to find some of the problems in the design process, and put forward the proper control scheme.

关键词:高层建筑;结构设计;问题;控制;轴压比

中图分类号:TU318文献标识码:A 文章编号:

Key words:High-rise building;structure design;Problems; Control; Axial compression ratio

引言

随着现代科技技术的快速发展以及我国城市建设用地的日趋紧张,城市建筑逐渐向中高层方向发展,越来越多的高层建筑和超高层建筑出现在各大城市中。伴随着高层建筑理念的发展,多种多样的新兴结构设计方案也迅速地发展起来。现在,一些高层建筑的种类与功能开始变得多样化和复杂化。因此,高层建筑结构设计也成为了高层建筑结构工程工作中的重点和难点。纵观当前形势,我们应该将高层建筑的结构设计放在首要位置加以研究和探讨。而在高层建筑结构设计中出现的问题,也必将成为设计师们要面对解决的首要问题。

1、高层建筑结构设计理念分析

高层建筑结构设计过程中,应当着重注意三个设计原则:整体性原则、经济性原则、规则性原则。

1.1整体性原则

理论上,由不同的小型结构及若干组成构件组成的空间结构体系被称为建筑结构系统。高层建筑的抗震能力不仅取决于各组小型结构及相应构件强度、刚度及其受力状态,而且取决于各种小型结构以及建筑相应组件的协同工作的能力或空间整体性能。

1.2经济性原则

高层建筑结构设计过程中,施工的方便性以及设计质量的好坏在一定程度上影响着高层建筑的施工工艺和工期。另一方面,建筑材料的选择会直接影响到高层建筑的总体造价。因此,在建筑结构设计中要注重劳动力以及材料的经济实用性,防止设计与实际建造脱节。

1.3规则性原则

在建筑结构的规则性方面,应该注意绝不采用一些特别不规则的建筑结构体系。在设计过程中应当尽量使用符合要求的建筑结构体系。例如对建筑承载能力、抗变形能力以及建筑刚度的要求等因素,一定要符合基本规则。另外,在建筑结构设计过程中,要注重结构体系上的薄弱部位,注意采取相应的措施进行防护。

总之,我们要重视概念设计。除了要根据建筑结构高度和使用要求选择合理的结构体系外,还要恰当地设计和选择建筑物的平面、立面形状和体型。对于高层建筑,很多结构部位通常无法进行精确的计算,因而,安全、经济、合理的结构设计必须注重概念设计的方法。

2、高层建筑设计中的问题及控制

2.1材料的选用和结构体系问题

例如建筑即将建设在地震多发区,采用何种建筑材料或结构体系较为合理就成为了工程技术人员非常重视的问题。在我国,一百五十米以上的建筑,一般采用三种主要的建筑结构体系: “框一筒”、“筒中筒”和“框架一支撑”。这些体系也是其他国家高层建筑经常采用的主要结构体系。但是其他国家在地震多发区,主要采用钢结构,而在我国,钢筋混凝土结构及混合结构占了百分之九十。这样的钢筋混凝土结构及混合结构,在国内外都还没有经受较大地震作用的考验。混合结构的钢筋混凝土一般要承受80%以上的地震作用剪力,有的地区甚至高达90%以上。因为这些结构要以钢筋混凝土核心筒为主,变形控制要将钢筋混凝土结构的位移限值作为基准,但因其弯曲变形的侧移较大,靠刚度很小的钢框架协同工作减小侧移,不但增大了钢结构的负担,而且不得不加大混凝土筒的刚度或设置伸臂结构,形成加强层才能满足规范侧移限值。另一方面,在结构体系中柱距变化时,需要设置结构转换层。加强层和转换层都在本层形成大刚度而导致结构刚度突变,通常会导致与加强层及转换层相邻的柱构件剪力突然增大,同时加强层伸臂构件或转换层构件与外框架柱连接处难以实现“强柱弱梁”。因此在高层建筑设计过程中设置加强层以及转换层时,要慎重选择其结构模式,尽量降低其本身刚度,以减少不利影响。

根据我国现有建筑钢材的类型、种类和钢结构的加工制造能力,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。结构设计始终要牢记“强柱弱梁、强剪弱弯、强压若拉原则”,注意构件的延性性能;加强薄弱部位;注意钢筋的锚固长度,尤其是钢筋的执行段锚固长度;考虑温度应力的影响力。

2.2“嵌固端”的设置问题

由于高层建筑一般都带有两层或两层以上的地下室和人防系统,“嵌固端”有可能设置在地下室顶板,也有可能设置在人防顶板等位置。因此,在这个问题上,结构设计工程师往往忽视了由“嵌固端”的设置带来的一系列需要注意的问题,例如:“嵌固端”楼板的设计、“嵌固端”上下层刚度比的限制、“嵌固端”上下层抗震等级的一致性、在结构整体计算时“嵌固端”的设置、结构抗震设置与“嵌固端”位置的协调等问题。在结构设计过程中,忽略其中任何一个问题都有可能导致后期设计工作的大量修改,也有可能为建筑埋下安全隐患。

2.3结构的超高问题

现行的各种常见结构体系的最大适用高度是根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3 -2010) 规定给出的。在抗震规范中,除了将原来的限制高度设定为A级高度以外,增加了B 级高度,处理措施与设计方法都有较大改变。综合考虑经济性与合理性的原则,产生了各种常见结构体系的最大适用高度。鉴于我国目前建筑科研水平、经济发展水平和施工技术水平的关系,这个适用高度更加稳妥。同时,这个高度也能与目前整个土木工程规范体系相协调。但是在实际的建设过程中,已经有很多混凝土结构的高层建筑超过了这个高度范围。对于超高建筑物,我们更应当采取科学谨慎的态度进行建设。因为在地震力作用下,超高建筑物的变形破坏型态会发生很大的变化。随着建筑物高度的增加,许多影响因素都会产生巨大的变化,有些参数本身超出了现有规范的适用范围,如安全指标、延性要求、材料性能、荷载取值、力学模型选取等。所以,在实际的结构设计中,若出现过由于结构类型的变更而忽略高度问题,导致施工图审查时没有通过,必须重新进行设计或进行专家会议论证等工作。

2.4 “ 轴压比”、“剪重比”、“刚重比”的问题

在钢筋混凝土高层建筑结构中,专家学者提出现行抗震规范应采用较高“轴压比”。但是即使能调整“轴压比”限值,柱断面也不会因为略微增大“轴压比”限值而显著减小。因此在抗震的超高层建筑中采用钢筋混凝土是否合理值得商榷。现在的设计中,仍旧应该限制结构的“轴压比”,通过这种控制达到建筑结构的延性要求。当不满足规范要求时就应该通过增大柱截面或提高楼层墙面、柱混凝土强度的办法进行调整。在控制“剪重比”方面,要限制各楼层的最小水平地震剪力,保证周期较长的结构体系的安全。如果比例偏小并与规范限值相差较大,要增强竖向构件,利用加强墙、柱等竖向构件的刚度的办法进行调整。而在“刚重比”方面,当不满足规范下限要求时,也可以采用相同办法进行调整。

2.5剪力墙的设置问题

目前,根据大量的实验数据和实际操作经验,短肢剪力墙在高层建筑设计中的应用开始增加了很多的限制。因此,在高层建筑结构设计中,结构工程师需要尽量少采用或不用短肢剪力墙,以避免给后期设计工作增加不必要的麻烦。

结束语

这些年以来,我国的建筑技术日新月异,快速发展。但是建筑设计的总体水平一直无法达到要求。建筑设计的质量问题屡见不鲜。设计上缺乏创造性,同时在经济适用性以及安全合理性方面无法令人满意。在高层建筑结构设计中,结构工程师不能仅仅关注结构计算的准确性,也不能将结构方案的具体实施状况忽略掉,在设计时要给出合理的结构方案选择。高层建筑结构设计人员应根据具体情况进行具体分析,能够使用自身掌握的知识解决实际建筑设计中遇到的各种问题。因此,结构工程师要对设计阶段比较常见的一些问题有自己的认识,能够清晰地分析问题原因,同时找到有效的解决方案,做好高层建筑结构设计的问题控制。

参考文献

[1] 周云波,赵岩.浅谈高层建筑结构设计原则[J].黑龙江科技信息,2009,(01).

[2] 王云飞.浅谈高层建筑设计中应注意的问题[J].山西建筑,2007,(20).

高层建筑结构设计规程范文第5篇

关键词:高层建筑;结构设计;问题;要点

中图分类号:TU97文献标识码: A

一、高层建筑结构设计特点

1、水平作用是决定因素

首先,因为结构自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力及弯矩的数值,仅仅和建筑高度的一次方成正比,但是水平作用对结构产生的倾覆力矩和在竖向构件中引起的轴力,与建筑高度的两次方成正比;另外,对一些一定高度的建筑来说,竖向荷载基本上是固定值,但作为水平作用的地震作用和风荷载却是不确定的。

2、侧移是控制指标

和多层建筑不同,高层建筑结构设计中的结构侧移是关键因素。随着建筑高度的不断增长,水平作用下结构的侧移变形也随之迅速增加,结构顶点侧移与建筑高度的四次方成正比。所以结构在水平荷载作用下的侧移必须要控制在一定限度之内。

3、结构延性成为重要设计指标

延性是指构件和结构屈服后,在承载能力不降低或基本不降低的情况下,具有足够塑性变形能力的一种性能,一般用延性比来表示。受弯构件会随着荷载的增加,首先受拉区混凝土出现裂缝,出现非弹性变形。然后受拉钢筋屈服,受压区高度降低,受压区混凝土被压碎,最后导致构件被破坏。

4、轴向变形也不容轻视

在高层建筑中,竖向荷载数值会较大,会在柱中引起很大的轴向变形,从而导致对连续梁弯矩产生一系列的影响,使连续梁中间支座处的负弯矩值变小,跨中正弯矩值和端支座负弯矩值变大,对预制构件的下料长度也会产生影响,这就要求依据轴向变形计算值,对下料的长短做出相应调整;另外对构件剪力和侧移也会产生影响。不考虑构件竖向变形与考虑构件竖向变形相比较,计算结果会偏于不安全。

二、高层建筑结构设计问题

1、设计人员基础知识薄弱

在部分小型设计公司,有一些设计人员根本不了解施工工艺流程,离开设计图库和计算机作业根本不能设计和画图,缺乏施工现场设计代表的经验,不能以专业知识及经验指导施工技术难题。类似于这样一些纯粹纸上谈兵的建筑图纸,充斥着低成本小型建筑项目市场,比如说拆迁项目返建等,最终导致建筑使用寿命缩短等大量技术隐患问题。

2、结构抗震概念设计不足,标准及规范推广应用落后。

在高层建筑结构设计中,普遍存在结构抗震概念设计不充分的情况。由于我国的地震带分布不一,部分省市对于结构抗震的要求较为忽视,导致结构抗震概念设计处于缓慢发展的状态。比起日本和美国等在结构抗震概念设计领域成果突出的国家,我国的抗震概念设计标准及规范的应用推广相对较为落后。

3、建筑物超高问题

随着建筑物高度的不断加大,在抗震性能和建筑质量方面都面临着更严峻的问题。出于高层建筑抗震性能的较高需要,规范对建筑物的高度作出了严格的规定,超高建筑在设计方面要确保满足抗震的要求。在目前的高层建筑市场中,仍然存在着建筑超高但没采取更严格的措施的问题。

4、短肢剪力墙的设置

短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5~8的剪力墙。近年兴起的短肢剪力墙结构,虽然有利于住宅建筑布置,也可减轻结构自重,但在高层住宅中,剪力墙肢不宜太短,因为短肢剪力墙的抗震性能较差,地震区应用经验不多,为安全起见,高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。

三、高层建筑结构设计要点

1、地基与基础设计

地基与基础设计已经得到结构工程师的重视,这不仅由于该阶段设计过程合理与否将直接影响到后期设计工作的进行,也是整个项目成本的决定性因素。因此,这个阶段,存在的问题可能会很严重,也甚至会造成不可估量的损失。高层建筑应根据整体布局来选可满足承载力和变形的要求、并可以调整不均匀沉降的基础形式。高层建筑宜设置地下室以减小地基的附加应力和沉降量, 有利于满足天然地基的承载力和上部结构的整体稳定性。此外,基础设计应注意本地的规范的重要性。

2、建筑结构受力性能

对于最初的建筑设计,建筑师考虑更多的是建筑的空间组合,而不是详细地确定其具体的结构。建筑物底面建筑空间的形式在水平方向和垂直方向的稳定性是非常重要的,因为一些建筑物是由又大又重的组合物来组成,因此结构必须能将它本身的重量传至基础,结构的荷载总是向下作用于基础面的,而在建筑设计中的一个基本要求是要理清所选择的体系中向下的作用力与地基土的承载力之间的关系,因此在建筑设计阶段,就有必要对主要承重柱和承重墙的数量和分布做出整体构想。

3、建筑结构设计中的扭转问题

建筑结构的几何形心、刚度中心、结构重心即为建筑三心,建筑三心尽可能汇于一点,即三心合一,这是是结构设计的要求。结构的扭转问题就是指在结构设计过程中没有做到三心合一,在水平荷载作用下结构发生扭转振动效应。为避免建筑物因水平荷载作用而发生的扭转破坏,要在结构设计时选择合理的结构形式和平面布局,尽可能地使建筑物做到三心合一。在水平荷载作用下,高层建筑扭转效果的大小取决于质量分布。为使楼层水平力作用沿平面分布均匀,减轻结构的扭转振动,使建筑平面尽可能采用方形、矩形、圆形、正多边形等简面形式。在某些情况下,由于街景与建筑空间的限制,高层建筑不可能全部采用简面形式,当需要采用不规则T形、L形、十字形等比较复杂的平面形式时,应将突出部分厚度与宽度的比值控制在规范允许的范围之内,同时,在结构设计布局时,最大可能使建筑状态的结构是对称的。

4、建筑高度、高宽超限问题

现行的规范、规程给出了房屋的最大适用高度和高宽比限值。某些高层建筑房屋高度超过最大适用高度或高宽比超出规范限值,甚至个别建筑高度和高宽比均超出规范限值。在结构设计过程中,对于建筑的高度、长宽比和尺寸的复杂程度超过现行规范、规程的高层建筑,应按超限高层建筑进行设计。同时,另一点不容忽视的问题是,建筑适用高度除与结构体系类型及抗震设防烈度有关外,还与场地类别与结构是否规则等因素有关,当位于Ⅳ类场地或结构平面与竖向布置不规则时,其最大适用高度应适当降低。

5、抗震设计要求更高

高层建筑结构设计的抗震设防要求,需要正确计算正常使用时的竖向荷载和风荷载,应当具有良好的抗震性能。

6、概念设计和理论计算具有同等重要性

抗震设计有两部分:计算设计、概念设计。虽然分析手段在不断提高,分析的原则在不断完善,但由于抗震设计计算是在一定的假想条件下进行,而地震作用具有很大的复杂性和不确定性,同时地基土影响和结构体系本身都极复杂,因此理论分析计算很有可能会和实际情况相差甚远。特别是结构进入弹塑性阶段后,构件局部可能会开裂甚至破坏,此时就很难用常规的计算原理去分析结构。而高层建筑的概念设计,诸多实践证明,对建筑结构设计有着重要的意义。

结束语

高层建筑在现代经济体系中已经如此发达,结构设计的相关人员追求更加合理的力学模型和更新颖的建筑物结构形式,在这一个方向上经过高素质高知识结构的专业化人才不断探索,我们可以期待,高层建筑在城市中的应用将变得空前广阔。

参考文献

[1]孙凯.高层建筑结构设计的问题及对策探讨[J].价值工程,2011(06).